模擬集成電路自動化的研究

慕月清 任振華 董武松

摘 要：在科學技術(shù)發(fā)展飛速的今天，模擬電路研究也得到了極大的發(fā)展，一個重要發(fā)展方向便是集成化。但是電路集成化的發(fā)展卻造成了數(shù)字集成電路技術(shù)已經(jīng)相當成熟，而模擬集成電路卻是相對落后，自動化設計水平的限制嚴重阻礙了模擬集成電路的發(fā)展。而市場的需求與政策的支持為模擬集成電路發(fā)展提供了良好發(fā)展機遇，因此需要大力進行模擬電路的研發(fā)工作。

關鍵詞：模擬電路;集成化;自動化;機遇;研發(fā)

一、模擬集成電路研究背景

模擬集成電路的發(fā)展經(jīng)過了一個漫長的過程。在當代，超大規(guī)模集成電路技術(shù)及微電子技術(shù)快速發(fā)展，但目前行業(yè)內(nèi)普遍將主要的設計工作與研究集中在數(shù)字電路領域，并產(chǎn)出了一系列優(yōu)秀成果。這導致模擬集成電路的研究還處于相對落后狀態(tài)，對于模擬集成電路cad發(fā)展也處于滯后狀態(tài)。對于大多數(shù)模擬集成電路設計任務而言，沒有采用計算機輔助，而是由相關人員純手工設計完成，對于設計的電路反復進行修改，直到電路符合設計要求并手工繪制版圖。對于如今迅速發(fā)展微電子技術(shù)的趨勢來說，傳統(tǒng)設計方法效率極其低下，無法適應自動化電子時代的發(fā)展，當前模擬集成電路的發(fā)展要擺脫傳統(tǒng)手工設計，要利用計算機輔助設計模擬集成電路實現(xiàn)自動化過程，這樣才能打破模擬集成電路的限制。

二、模擬集成電路的設計需求及特征

模擬集成電路種類很多，對其設計要求也不大相同。隨著工藝水平的不斷提高，對器件生產(chǎn)的效率，速度，精度也都有了更大的要求。目前模擬集成電路采用的是全定制，自底向上的設計方法.全定制設計十分落后，效率低，不能滿足如今企業(yè)的生產(chǎn)要求。對于一些企業(yè)來說，他們急迫需要提高模擬集成電路的設計效率，來滿足日益模擬集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。模擬電路發(fā)展滯后，目前大量進行的是器件參數(shù)優(yōu)化。巨大的市場需求使產(chǎn)業(yè)對EDA工具，F(xiàn)oundry，IC模擬這些技術(shù)的改善更加迫切。

模擬電路設計過程復雜，其特征主要是有以下方面：（1）抗干擾性差。對于模擬集成電路設計的而言，溫度是首要考慮的條件。溫度對于模擬集成電路的影響是十分大的。同一個信號，在不同溫度下通過模擬集成電路會產(chǎn)生十分明顯的不同，導致信號的失真。工藝參數(shù)和不同的加工方法對于模擬集成電路技術(shù)影響同樣十分重大，不同工藝參數(shù)和加工方法做出的電路的精度差距十分大，對于信號的識別會產(chǎn)生嚴重的影響。（2）性能結(jié)構(gòu)抽象表述困難。數(shù)字集成電路有“0”和“1”兩個變量，可以方便表達出數(shù)字集成電路的性能。但對于模擬集成電路而言，并沒有統(tǒng)一的表述方法，也即是說，表達模擬集成電路的方法很多，但是沒有一個統(tǒng)一的，業(yè)界公認表述模擬集成電路的性能的指標。并且模擬集成電路的設計層次沒有數(shù)字電路那樣明顯的設計層次，導致模擬電路的設計標準并不能十分統(tǒng)一起來。（3）性能指標繁雜。描述模擬集成電路的性能指標非常多，而且很難給出完整的性能指標。在一組性能指標的條件下，一般有多個電路符合要求，但對每一個電路而言，他們的最佳又是在一定范圍內(nèi)的最佳，沒有任何電路對所有指標在所有范圍內(nèi)最佳。

三、模擬集成電路自動化的重要性

模擬集成電路目前大多應用與電子信息產(chǎn)業(yè)，與我們的生活息息相關。盡管現(xiàn)在數(shù)字電路技術(shù)發(fā)展較好，但許多工業(yè)領域僅僅靠數(shù)字電路技術(shù)根本無法實現(xiàn)，必須結(jié)合模擬電路技術(shù)。模擬集成電路具有其自身獨有的優(yōu)勢而當前我國模擬電路技術(shù)發(fā)展處于滯后狀態(tài)。低效率的模擬集成電路的發(fā)展阻礙了集成電路的整體發(fā)展，我們應在政策支持與創(chuàng)新的共同努力下，通過技術(shù)的自動化創(chuàng)新促進模擬集成電路的自動化發(fā)展進程。不斷改善其設計工藝與方法，使其更好發(fā)揮自身優(yōu)勢與數(shù)字電路共同促進電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當今電子產(chǎn)品不斷推陳出新正是模擬集成電路的影響，模擬技術(shù)促進了整個電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展。美國半導體工業(yè)協(xié)會的市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在未來模擬市場發(fā)展將超越數(shù)字市場。這恰恰證明了加速發(fā)展模擬集成電路的重要性。

四、結(jié)語

本文根據(jù)集成電路的發(fā)展趨勢，指出了模擬電路在新階段仍然存在的一些問題，表明了模擬集成電路自動化研究的迫切。模擬集成電路設計的主要特征，包括抗干擾性能差，性能表述困難且性能指標繁雜在本文中也有所體現(xiàn)。這些都制衡了模擬集成電路的發(fā)展，造成了數(shù)字集成電路的發(fā)展遠遠超過模擬集成電路，模擬集成電路發(fā)展落后的現(xiàn)象亟待改變。

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