ic行业调研解读.docx

ic行业调研解读.docx

《ic行业调研解读.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ic行业调研解读.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

ic行业调研解读

在扩展COMS中的单元高频集成电路的IC设计

欧洲经济委员会部门卡耐基梅隆大学匹兹堡pa15213，USA

欧洲经济委员会部门加利福利亚大学圣塔芭芭拉ca93106USA

抽象

这张纸呈现了一个单元集成电路模型和设计平台为高频IC设计来缩短设计周期和最小化掩膜自旋的风险，建立在一个具有预特征的模拟电路的单元图书馆它不仅包含积极设施和消极部分还有相互关联的路线。

有系统的方法缓和由于在装置测试和实际电路实施而造成的在高频方面的模型不正确，通过探索在子电路水平的在模拟电路的模块化，建议性设计平台在设计灵活和模型正确性比较之间获得了平衡，宏观性模型技术使得模拟电路单元将被从一个特征性芯片的测量结果所描述。

介绍

高频模拟IC设计是不必要的，由于极其复杂的建模，挑战电路元件的寄生效应和缺乏正式的设计方法。

作为未来的无线标准走向更高和

有线比特率的增加，您好〜高频模拟电路为寄生的容忍正在萎缩。

在同一时间。

正在成为规模CMOS器件的寄生效应更复杂与海格变异。

为了减少设计成本和达到目标第一遍硅成功。

今天的审判和错误做法，必须替换一个系统的设计和建模方法。

  首次提出基于标准单元的模拟设计

3YMCMOS工艺，并企图在近两年几十年前[1][2]。

这种模拟的可行性性能设计方法阻碍罚款，设计的灵活性和面积开销。

提供罚enou282粒度标准细胞支持广泛的模拟电路拓扑结构和性能要求仍然是一个艰巨的任务。

上另一方面，高频率的模拟电路有两个这使它们适合\\ELL细胞的特点基础的设计。

首先，射频电路的拓扑结构（不包括偏置电路那么复杂，在比较传统的模拟设计的晶体管数量可以利用由于设备的内在限制车速限制。

第二。

射频电路行为布局更加明显的依赖由于其设备和互连寄生更高的灵敏度。

虽然是基于单元的RF建模的重要性众所周知，由于避免固有的好处模型的不确定性与全定制布局，尚未探索主要细胞为基础的RF设计由于缺乏正确结构的细胞层次有效地支持全系列射频电路需要。

这项工作涉及通过分区射频这个问题在子电路的电路，使统一建模和设计平台，用于RF和高

频率频率ALOG的集成电路基于单元的子电路RFIC设计

子电路单元的概念为基础的RFIC设计是利用射频电路的独特属性

组成一个活跃的子电路细胞的一小部分差分对，交叉耦合对，级联设备

随着LC被动元件的数量。

“执行一个共同的LNA利用拓扑

建议的子电路的细胞图所示。

1。

注意级联设备都设计为单

细胞在级联合并扩散的子电路节点以减少寄生电容，这

共同抑制噪声的贡献栅器件。

与此相反。

如果只有一个单一的设备射频模型设计师[传统工艺设计套件（PDK）的]，设计师有两个

选择。

第一种方法是使用两个单设备由于和接受的噪声性能的罚款

额外的扩散和路由容量。

“另一个选择是使用合并后的扩散布局

没有任何预先特点的RF模型和增加设计余量（这通常会带来更高电源消耗考虑模型的不确定性。

这例如喜西灯射频面临的一个共同难题设计师，因为在典型的灵活性不够

RF模型提供的PDK。

  设计的不确定性的另一个来源来自互连寄生参数提取，通常不

从实际的测试结构的实测数据的基础上。

更何况。

假人需要填补，以满足金属密度的要求，先进的工艺进一步

寄生减少互连的可预见性。

一子电路单元设计方法的主要优点是

，线路互连也补充作为电路与预特点互连子细胞寄生在RF布局模型.通过会计在设计周期的早期信号路径，迭代是在后的布局仿真减小

UB-预特点互连电路细胞寄生在RF布局模型通过会计

在设计周期的早期信号路径，

迭代是在后的布局仿真减小。

7I〜。

1。

（一）RF子电路电池R疗OM左至右）：

1不同一双交叉耦合对，共源共栅器件的变容二极管。

线路〜互连。

（BL一个子电路的细胞为基础的LFJA级联对指导的DS和源极退化电感。

FJG。

2。

单设备产品分成合同：

（一）的NMOS和（b）PMOS管

连接。

3。

两个晶体管的产品分成合同：

（一）对微分，

（二）交叉耦合对，（三）级联MER编辑扩散装置。

3。

参数子电路细胞（PS）布局

3.1双晶体管子电路细胞

   大多数射频电路拓扑结构可以分解成两个晶体管子电路的小号码。

为实例。

低噪声放大器和功率放大器通常采用级联设备改进的反向隔离。

差分对和交叉耦合对常用的子电路射频缓冲区。

混频器和VCO。

图2和3说明物业服务公司的样本布局。

在折叠的大门

单设备力晶连接的双方减少栅极电阻和噪声。

在所有活动的产品分成合同。

假人的伎俩门聚两端添加门阵列，以减少因不均匀的不匹配在聚蚀刻工艺的加载。

基底接触戒指是在所有情况下使用，以减少衬底电阻和模型的不确定性。

基板自来水扩散向设备活跃的地区面积扩大接近从尽可能屏蔽路由互连有损硅衬底。

为了提高匹配，普通

用于差分对[图质心布局。

3

（一）]。

在交叉耦合对PSC对面的门

和漏终端连接在一起，如图。

（“基本法”，以尽量减少寄生电容，这是至关重要的在更宽的调谐范围的VCO设计。

在一般情况下，通过在合并晶体管的扩散区域敏感节点。

实现更小的寄生比较AC习惯布局使用个体人单设备。

  每个PSC布局使用Cadence的技能语言，以改善移植到不同的进程便于技术迁移。

Mrhile力晶布局是全面规划的能力，它是非常困难的制定了相应的可扩展模型覆盖整个布局参数范围，并取得良好的

准确性。

在目前的执行情况。

设计师只允许〜d来指定的沙爹finSers数针对不同的设备宽度和调整扩散宽度为处理不同的偏置电流。

这种方法提供足够的设计，同时保持灵活喜西模型的准确性。

  针对不同的电路Mrhile最佳的总栅宽应用程序取决于许多因素，如增益。

噪音。

线性度和工作频率，单位手指宽度通常是一个固定的数量对于一个给定的技术。

这是因为在每一个技术节点，存在

最佳单位为实现的highestfl的手指宽度。

通常也产生最佳/VFM‰。

例如，

基于各种公布的测量结果。

为

0.13-下午0.25-下午CMOS器件。

一个单位指宽度2和5LLM是最佳，分别。

这意味着最佳单位手指宽度的一般准则

近似的15X博士通道长度L。

3.2无源子电路细胞

  参数化螺旋电感L：

列印变压器射频PSC库的关键部件，如图。

4。

电感器和变压器​​利用聚模式的接地屏蔽，删除模型的不确定性，由于从晶圆到晶圆基板电阻率的变化在同一时间，提高问[3]。

在冶金

横栏绑在聚盾，以减少其阻力。

电感器和变压器​​产品分成合同。

红棕色变成OT。

HNE宽度，IME和外尺寸是完全可编程的。

马鞍山积累-[图模式，变容二极管。

图4（b）实施在NMOSFET的N阱实现更宽的调谐范围和低温温度系数相比PN变容二极管为单端振荡器设计和差的螺旋电感器[图版本。

4（D）]

和变容二极管被补充。

“

（c）（d）

图4。

（一）与图案掣场屏蔽（BL螺旋电感n阱中积累模式的NMOS变容。

R∞1T02匝比比率改变，（d）不同的螺线感应器。

图一。

差线路节互连：

（铝金属1返回路径，

（二）M伊特尔我再反过来路径。

3.3。

路由器

  路由互连建模精度寄生在射频信号路径是至关重要的电路仿真的可预见性。

为了消除任何在地面基准的不确定性终止

边缘电场和，以defme交流电流回路路径，射频信号线必须随着路由参考接地路径。

与先进工艺多金属水平。

较低的金属层可以被利用

作为一个共平面的理由底地平面控制返回路径的环境。

二

不同的配置如图。

5。

案件ML地平面提供更小的寄生

在消费支出比M5的电容值更多芯片面积。

RLC参数总结

表l。

设计者将利用一个路由PSC每单位长度的基础上，准确估计

互连寄生。

虚拟金属填充不显示清晰。

在实践中，虚拟填充部分

公务员叙用委员会，以确保寄生变化减小和密度规则得到满足。

4。

宏子电路细胞模型

活跃​​的产品分成合同的精确建模。

三个关键组件需要认真加以考虑，即，核心设备。

的基板网络。

与当地每个细胞内互连寄生说明

图6。

为感性的产品分成合同和变容二极管。

“建模方法[3][4]通过。

正如图所示。

6，射频宏模型具有内在模型中的核心。

有效的栅极电阻由分布式栅电极电阻（RAzt0，分布式的通道电阻（Rw_rJ可

根据[5]中提出的模型计算。

在基板网络，研究如非常SM都让卢比〜我RS〜2可以建模为一个电阻（RS）[6]。

“衬底电阻可以使用的分析计算

（1）模型最近出版的，如公式所示[7]。

  RSR：

STC，Rsrui片电阻STI和活跃的地区，XST，下基板

，在x方向和YT宽度是高度设备活跃的地区。

寄生每个细胞内的互连电容经验公式计算使用[8]和验证与电磁场解算器。

表2显示一个16x2ym10.12Um的提取电容NMOS器件利用AnsoftQ3D求解。

（b）

（c）

（d）

图6。

射频积块建筑物块：

（一）差的宏模型

对，

（二）3D（03D一个E-fin9er差分对（BL级联模型

设备。

（三）交叉耦合带够空气。

连接~~。

6。

射频积极buildin〜块：

（一）差的宏模型对，

（二）3D（03D一个E-fin9er差分对（BL级联模型设备。

（三）交叉耦合带够空气。

5。

结论

   一种新的子细胞为基础的电路模拟IC设计平台已提出ð。

关键的限制问题，因为解决这一新模型的误差方法。

参数化的细胞，包括设计

双晶体管电路，被动元件及线路的相互联系被表现出来。

鸣谢

     作者们承认支持的重点

电路与系统解决方案中心（C2S21.之一

五个研究中心资助下的焦点中心

研究计划，半导体研究

公司计划。

作者还想

芯片制造和肯·王博士感谢联华电子为

他的鼎力支持。

参考文献

[1]T.Pletersek。

ET。

人......<喜西性能设计

     CMOS模拟标准细胞。

“IEEE杂志

    固态电路。

卷。

的SC-21。

没有。

2，pp.215-

     222，1986年4月。

[2]。

A.拉伯河。

ET。

人......“设计思考

    嗨曲性能3YMCMOS模拟标准

    细胞库“，IEEE固态电路杂志。

      没有。

2，181-189页，1987年4月。

[3]C.体育岳。

ET。

等。

“片上螺旋电感

    基于图案的地盾的Si射频IC的。

“

     IEEE固态Circuib。

卷。

33。

没有。

5。

     743-752页，1998年5月。

[4]T.Soorapanth，等。

人......<分析和优化

     积累模式射频集成电路变容“。

/W8

    在VLSI电路研讨会，第32-33页。

1998年6月。

[5]十金，等。

人......“有效的栅极电阻模型

     CMOS射频和噪声建模，“/W8IEDIW，

     1998技术DiZest。

[6]S.楼田。

ET。

人，“一个简单的子电路扩展

     CMOS射频设计“IEEEBSIM3V3模型

     [固态放大电路盘。

卷。

35。

4号，第

     612-624，2000年4月。

 [7]R.T.张等。

人......“建模与优化

     射频CMOS衬底电阻“IEEE

     交易上的电子器件。

卷。

51，没有。

3，PP

     421-426。

2004年3月。

[S][：

亨。

ET。

等。

<多金属电容

     CAD设计合成系统的模型，“IEEE

     电子器件快报。

卷。

13。

没有。

1。

一月

     1992年。