cmos集成電路設(shè)計綜述

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1、CMOS集成電路設(shè)計綜述摘要：CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），互補金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。CMOS集成電路是目前大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模(VLSI)集成電路中廣泛應(yīng)用的一種電路結(jié)構(gòu)，相對于傳統(tǒng)的雙極型、NMOS和PMOS集成電路而言，其在功率消耗、噪聲抑制等方面具有明顯的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：CMOS；集成電路；優(yōu)勢1引言CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），互補金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。在

2、計算機領(lǐng)域，CMOS常指保存計算機基本啟動信息（如日期、時間、啟動設(shè)置等）的芯片。有時人們會把CMOS和BIOS混稱，其實CMOS是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，是用來保存BIOS的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定。CMOS可由主板的電池供電，即使系統(tǒng)掉電，信息也不會丟失。CMOSROM本身只是一塊存儲器，只有數(shù)據(jù)保存功能。而對BIOS中各項參數(shù)的設(shè)定要通過專門的程序。BIOS設(shè)置程序一般都被廠商整合在芯片中，在開機時通過特定的按鍵就可進入BIOS設(shè)置程序，方便地對系統(tǒng)進行設(shè)置。因此BIOS設(shè)置有時也被叫做CMOS設(shè)置。1.1國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前,以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)超過了以

3、汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)成為第一大產(chǎn)業(yè),成為改造和拉動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)邁向數(shù)字時代的強大引擎和雄厚基石。1999年全球集成電路的銷售額為1250億美元,而以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的世界貿(mào)易總額約占世界GNP的3%,現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的數(shù)據(jù)表明,每l~2元的集成電路產(chǎn)值,帶動了10元左右電子工業(yè)產(chǎn)值的形成,進而帶動了100元GDP的增長。目前,發(fā)達國家國民經(jīng)濟總產(chǎn)值增長部分的65%與集成電路相關(guān)；美國國防預(yù)算中的電子含量已占據(jù)了半壁江山(2001年為43.6%)。預(yù)計未來10年內(nèi),世界集成電路銷售額將以年平均15%的速度增長,2010年將達到6000~8000億美元。作為當今世界經(jīng)濟競爭的焦點,

4、擁有自主版權(quán)的集成電路已日益成為經(jīng)濟發(fā)展的命脈、社會進步的基礎(chǔ)、國際競爭的籌碼和國家安全的保障。集成電路的集成度和產(chǎn)品性能每18個月增加一倍。據(jù)專家預(yù)測,今后20年左右,集成電路技術(shù)及其產(chǎn)品仍將遵循這一規(guī)律發(fā)展。1.2我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國集成電路產(chǎn)業(yè)起步于20世紀60年代,2001年全國集成電路產(chǎn)量為64億塊,銷售額200億元人民幣。2002年6月,共有半導(dǎo)體企事業(yè)單位(不含材料、設(shè)備)651家,其中芯片制造廠46家,封裝、測試廠108家,設(shè)計公司367家,分立期間廠商130家,從業(yè)人員11.5萬人。設(shè)計能力0.18~0.25微米、700萬門,制造工藝為8英寸、0.18~0.25微米,主流

5、產(chǎn)品為0.35~0.8微米。與國外的主要差距:一是規(guī)模小,2000年,國內(nèi)生產(chǎn)的芯片銷售額僅占世界市場總額的1.5%,占國內(nèi)市場的20%；二是檔次低,主流產(chǎn)品加工技術(shù)比國外落后兩代；三是創(chuàng)新開發(fā)能力弱,設(shè)計、工藝、設(shè)備、材料、應(yīng)用、市場的開發(fā)能力均不十分理想,其結(jié)果是今天受制于人,明天后勁乏力；四是人才欠缺。總之,我國絕大多數(shù)電子產(chǎn)品仍處于流通過程中的下端,多數(shù)組裝型企業(yè)扮演著為國外集成電路廠商打工的角色,這種脆弱的規(guī)模經(jīng)濟模式,因其附加值極低,致使諸多產(chǎn)量世界第一的產(chǎn)品并未給企業(yè)和國家?guī)砜捎^的收益,反而使掌握關(guān)鍵技術(shù)的競爭者通過集成電路打入中國市場,攫取了絕大部分的利潤。2CMOS集成電路

6、簡介2.1CMOS集成電路簡介早期的CMOS是一塊單獨的芯片MC146818A（DIP封裝），共有64個字節(jié)存放系統(tǒng)信息。386以后的微機一般將MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中（如82C206，PQFP封裝），586以后主板上更是將CMOS與系統(tǒng)實時時鐘和后備電池集成到一塊叫做DALLDADS1287的芯片中。隨著微機的發(fā)展、可設(shè)置參數(shù)的增多，現(xiàn)在的CMOSROM一般都有128字節(jié)及至256字節(jié)的容量。為保持兼容性，各BIOS廠商都將自己的BIOS中關(guān)于CMOSROM的前64字節(jié)內(nèi)容的設(shè)置統(tǒng)一與MC146818A的CMOSROM格式一致，而在擴展出來的部分加入自己的特殊設(shè)置，所以不

7、同廠家的BIOS芯片一般不能互換，即使是能互換的，互換后也要對CMOS信息重新設(shè)置以確保系統(tǒng)正常運行。在計算機領(lǐng)域，CMOS常指保存計算機基本啟動信息（如日期、時間、啟動設(shè)置等）的芯片。有時人們會把CMOS和BIOS混稱，其實CMOS是CPU中的一塊只讀的ROM芯片，是用來保存BIOS的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定。CMOS可由主板的電池供電，即使系統(tǒng)掉電，信息也不會丟失。在今日，CMOS制造工