CCS – Centro de Componentes Semicondutores Luiz Carlos Moreira/Jacobus W. Swart ASIC´s – Application Specific Integrated Circuits

Sumário Diagramas de ASIC´s Diagramas de ASIC´s Time to Market Time to Market Fixed costs for FPGA / ASICs Fixed costs for FPGA / ASICs Variable costs for FPGA / ASICs Variable costs for FPGA / ASICs Break even analysis Break even analysis

O projeto de circuitos integrados específicos é de extrema importância dentro da engenharia: Telecomunicações Telecomunicações Computação Computação Eletrônica Eletrônica Bioengenharia (Sensores Integrados) Bioengenharia (Sensores Integrados) Automação e Controle Automação e Controle

Diagramas sobre ASIC´s

ASIC´s Full-Custom Neste tipo de ASIC o projetista de circuito integrado tem acesso a todas as camadas do processo de um CI. Deste modo, o projetista pode otimizar o seu circuito ao máximo e personaliza-lo.

Ferramentas CAD empregadas no projeto do CI´s Devido a complexidade e quantidade de componentes em um circuito integrado tem-se a necessidade do uso de ferramentas de CAD. Pois, ela auxilia o projetista em várias etapas de realização do projeto do CI como: Simulador Lógico Elétrico Testadores de obediência de regras (DRC) Geradores de seqüência de Teste Editor de Layout

CAD empregadas no projeto de CI´s (Simulador Lógico e Elétrico) Ferramentas CAD empregadas no projeto de CI´s (Simulador Lógico e Elétrico) Especificações Especificações Simulador Lógico-Simula o comportamento a nível de: Simulador Lógico-Simula o comportamento a nível de: Eventos; Eventos; Condições e etc. Condições e etc. Registradores; Registradores; Simulador Elétrico- Comprova cada componente do simulador lógico a nivel de: Simulador Elétrico- Comprova cada componente do simulador lógico a nivel de: Transistores; Transistores; Capacitores; Capacitores; Resistores. Resistores.

Simulação Lógica

Simulação Elétrica

Após simulações lógicas e elétricas executa-se o layout em função da dimensões geométricas empregadas na simulação conforme mostra a figura. Ferramentas empregadas no projeto de CI´s (Layout) Layout: Circuito Inversor

Processos de Fabricação O projetista de Circuitos Integrados é responsável pelo Layout do circuito, que futuramente será transformado em máscara para fabricação do CI.

Substrato Puro Início do Processo Processos de Fabricação

Layout N Well Processos de Fabricação Visualização 3D do Processo

Difusão N + e Polisilício Processos de Fabricação Layout

Processos de Fabricação Difusão P + Layout

Processos de Fabricação Contatos Layout

Processos de Fabricação Layout Final Metal 1 Circuito Inversor Completo

Design Rules Checker (Validação do Projeto) Luiz Carlos Moreira/Jacobus W. Swart

Sumário Tipos de erros Tipos de erros Regras gerais Regras gerais Regras para largura e espaçamento Regras para largura e espaçamento Interação poly/difusão Interação poly/difusão Contatos Contatos Espaçamento entre contatos Espaçamento entre contatos Contatos (vias) Contatos (vias) Vias próximas a edges Vias próximas a edges Difusão N e P Difusão N e P Layout Simplificado Layout Simplificado DRC DRC Exemplos de arquivo de regras Exemplos de arquivo de regras

Ferramentas CAD empregadas no projeto de CI´s (Validação do Layout) Após o Layout, o circuito é checado através de uma ferramenta chamada de DRC (Design Rules Checker) Checador de Regras de Projetos. Esta ferramenta verificar se foram obedecidas de projeto estabelecida por uma Foundry em função da: Geometria Geometria Espaçamento Espaçamento Distância Distância Entre metais, vias, nwell e etc. Entre metais, vias, nwell e etc.

Exemplo: Regras de Projeto para Full- Custom.

PADs Proteção de transistores Proteção de transistores PAD´s de entrada e saída PAD´s de entrada e saída

Proteção em Pads

Floorplanning Otimização dos blocos funcionais no DIE

Sumário Placement Placement Slicing Structure Slicing Structure Global Routing Global Routing Channel Routing Channel Routing

Layout Final

Fabricação – Wafer (Bolacha)

Fabricação - Invólucro

Testes - Finais Nesta etapa o projetista deverá testar o circuito projetado para verificar se os valores medidos são iguais aos simulados no (SPICE).

Conclusões sobre ASIC´s Aplicando a técnica Full-Custom no projeto de CI temos as seguintes vantagens: Maior segurança no projeto, Maior velocidade de operação do CI e as seguintes desvantagens: Maior custo, Maior tempo de projeto e Maior chances de erros. Aplicando a técnica Full-Custom no projeto de CI temos as seguintes vantagens: Maior segurança no projeto, Maior velocidade de operação do CI e as seguintes desvantagens: Maior custo, Maior tempo de projeto e Maior chances de erros. Nas outras técnicas apresentadas temos as vantagens e desvantagens opostas ao do Full-Custom. Nas outras técnicas apresentadas temos as vantagens e desvantagens opostas ao do Full-Custom.