集成电路与EDA技术的发展

集成电路与EDA技术的发展南工电子与电气工程系徐源社会发展的两大趋势：社会信息化；经济全球化。我国的政治主张：和平与发展。美国的主张：集成电路等高技术领域要保持超过中国二十年的优势。Intel公司总裁贝瑞特曾说：“美国只占世界人口的4％，我要征服另外96％的人心。”农业经济工业经济知识经济基本资源土地矿产知识（信息）标志产品粮棉、畜产汽车、电器芯片、软件、知识能源消耗低高低发展速度低较高更高环境影响较好差好整体速度低较高更高知识经济的特征国家为什么要大力发展集成电路？•社会发展的需要：集成电路是最能体现知识经济特征的典型产品之一。•经济发展的需要：现代经济发展的数据表明，GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和1～2元集成电路产值的支持。到2010年，集成电路全行业销售额将达到1万亿美元，它将支持6～8万亿美元的电子装备和30万亿美元的电子信息服务业，后者相当于1997年全世界GDP的总和。目前发达国家信息产业产值已占国民经济总产值的40%～60%，国民经济总产值增长部分的65%与集成电路有关。•国家安全的需要：集成电路是信息化的基础，芯片的供应和芯片的安全性问题。预计到2005年，全国集成电路产量要达到200亿块，销售额达到600~800亿元，约占当时世界市场份额的2％～3％，满足国内市30％的需求。到2010年，全国集成电路产量要达到500亿块，销售额达到2000亿元左右，占当时世界市场份额的5％，满足国内市场50％的需求。硅集成电路的发展趋势有集成度提高、圆片直径增大、特征尺寸减少、功耗增大、互连线层数增多等。目前，以0．25微米CMOS技术为主流的微电子技术已经进入大生产阶段，芯片的集成度达到108-109量级。预计到2006年，单片系统集成芯片将达到如下指标：最小特征尺寸为0．1微米、芯片集成度达2亿个晶体管、芯片面积为520平方毫米、7～9层金属连线、管脚数为4000个、工作电压为0．9-1．2V、工作频率2-2．5GHz，功耗160瓦。到2010年，特征尺寸为0．07微米的64GbDRAM产品将投人批量生产。政府的策略：《中共中央国务院关于加强技术创新，发展高科技，实现产业化的决定》指出：“突出高新技术产业领域的自主创新，培育新的经济增长点，在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通信、计算机及软件、数字化电子产品等方面，……加强高新技术创新，形成一批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业”。专家的共识：中国科学院、中国工程院专门成立了包括师昌绪、王淀佐、王越、王阳元等10位院士组成的专家咨询组。在大量调查研究的基础上，专家们建议，我国在“十五”期间要像当年搞“两弹一星”一样，集中国家有限的人力和财力，开发有自主知识产权的新一代微电子核心工艺技术及产品。专家的意见和政府的策略党的十五届五中全会明确指出，信息化是我国产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节，要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。大力推进国民经济和社会信息化，是覆盖现代化建设全局的战略举措。要以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展。信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业、支柱产业和战略性产业，对国民经济、国家安全、人民生活和社会进步正在发挥着越来越重要的作用。当今世界，以信息技术为核心的高新技术的发展，极大地改变了人们的生产、生活方式和国际经济、政治关系，同时也有力地促进了世界新军事变革的发展。信息化是当代科技革命、社会变革最重要的推动因素。江泽民强调指出：要坚持以信息化带动机械化，以机械化促进信息化，实现机械化、信息化建设的复合式发展，完成机械化、信息化建设的双重历史任务。朱鎔基总理在政府工作报告中强调：要积极发展对经济增长有重大带动作用的高新技术产业。大力推进信息化，用信息化带动工业化。广泛采用先进适用技术改造传统产业，努力振兴装备制造业。1999年8月20日《中共中央国务院关于加强技术创新，发展高科技，实现产业化的决定》中，集成电路设计与制造被放在电子信息领域高技术创新的第一位。鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(2000.6.24)上海市人民政府批转人事局关于本市进一步做好吸引微电子紧缺人才工作意见的通知(2000.9.8)《信息产业”十五”计划纲要》(2001.5)集成电路“十五”专项规划思路(2001.9)集成电路布图设计保护条例(2001.10.1)上海市海外留学人员来沪创办软件和集成电路设计企业创业资助专项资金管理暂行办法（2002.6.1）集成电路设计企业及产品认定实施细则(2001.7.21)十五期间，国家支持的北京、上海、杭州、无锡、西安、成都、深圳7个国家级集成电路设计产业化基地已经建成。国家为发展集成电路采取了哪些政策措施？目前基地企业已达58家。设计企业20家入住企业28家，加盟企业44家。我国集成电路发展遇到的障碍：资金、技术、人才两大“瓶颈”：一个是集成电路设计缺乏专利，二是集成电路制造缺乏设备。资金：让出市场，引进外资；技术：引进生产线，技术本地化；人才：引进、培养。出路：中国要成为半导体大国出路，最保险的捷径就是重点发展芯片设计，设计人才严重匮乏成为最大的“瓶颈”。中国集成电路设计公司状况分布：上海、无锡和杭州三地占40%，北京占26%，深圳为18%，成都/重庆占5%，西安和武汉分别为4%和3%。规模：平均每个公司有6个产品系列，44%的公司产品系列在5个以下，20个以上占10%。水平：最大设计规模为200万门。数字IC产品的设计水平主要集中在0.25到0.5微米以及0.5到1.5微米内，分别占34%和29%，小于0.25微米仅占20%；模拟IC中50%采用0.5到1.5微米，1.5微米以上占42%。FPGA设计规模：50%的设计在10000到80000门之间，低于10000的设计占34%。大约1/3的FPGA设计在100MHZ以上，当前设计反复次数为3到4次：EDA工具：布局，时序分析和逻辑综合是前三个主要的设计自动化领域。首次认定的集成电路设计企业◆厦门联创微电子股份有限公司◆重庆西南集成电路设计有限公司◆杭州士兰微电子股份有限公司◆中国华大集成电路设计中心◆北京华虹NEC集成电路设计有限公司◆南京微盟电子有限公司◆成都华微电子系统有限公司◆深圳市国微电子股份有限公司◆无锡华晶矽科微电子有限公司◆大唐微电子技术有限公司◆无锡市华方微电子有限公司第二批认定的集成电路设计企业◆北京微辰信息公司◆无锡爱芯科微电子公司◆西安亚同集成电路技术公司◆杭州国芯科技公司◆华科微电子（深圳）有限公司◆北京六合万通微电子公司◆深圳中兴集成电路设计公司◆北京华虹集成电路设计公司◆北京希格玛晶华微电子公司◆北京中星微电子公司◆西安深亚电子有限公司◆杭州友旺有限公司◆西安联圣科技有限公司◆北京火马微电子技术公司◆北京东世半导体技术公司◆苏州市华芯微电子有限公司第三批认定的集成电路设计企业◆深圳艾科创新微电子有限公司◆苏州国芯科技有限公司◆深圳市爱思科微电子有限公司◆珠海炬力集成电路设计有限公司◆四川绵阳凯路微电子有限公司◆江苏意源微电子技术有限公司第四批认定的集成电路设计企业◆武汉昊昱微电子有限公司◆武汉亚芯微电子有限公司◆无锡亿晶电子有限公司◆无锡力芯微电子有限公司◆无锡硅科动力技术有限公司◆美新半导体（无锡）有限公司◆绍兴科强半导体有限公司◆北京多思科技工业园股份有限公司◆北京凯赛德航天系统集成设计有限公司◆三菱四通集成电路设计中心有限公司◆陕西美欧电信技术有限公司◆西安中芯微电子技术有限公司◆科广电子（珠海）有限公司“十五”第二批国家自然科学基金重大项目申请指南先进电子制造中的重要科学技术问题研究电子信息产业是关系国家利益和安全的基础性和战略性产业，成为世界电子制造强国是我国二十一世纪发展的战略目标，实现这一目标的关键是必须能自主提供电子产业的先进制造工艺、技术和装备。本项研究旨在从前瞻性基础研究入手，选择IC后封装装备和硬盘驱动器制造面临的重大关键技术为背景，选择有条件可能突破的四个重要科学问题开展研究。揭示电子制造领域的新现象、新规律；提出新理论、新方法和新技术,初步建立面向下一代电子制造的理论体系，争取在国际电子制造理论领域占有一席之地；造就一批从事该领域前沿科学研究的具有创新思想的高科技人才；为我国电子制造业拥有自主知识产权的新装备和新工艺、实现跨越式发展提供技术基础。研究期限：4年拟资助经费：国家自然科学基金委800万，上海市科委800万十一、超高密度、高速光-磁混合数字信息储存研究研究期限：4拟资助经费：800万元十三、未来移动通信系统基础理论与技术研究研究期限：4年拟资助经费：700万《国家重点基础研究发展规划》（973计划）新一代化合物半导体电子器件与电路研究依托部门：中国科学院首席科学家：钱鹤中国科学院微电子中心起止年限：2002-2007系统芯片中新器件新工艺的基础研究依托部门：教育部首席科学家：张兴北京大学起止年限：2000-2005新型超高密度、超快速光信息存储与处理的基础研究依托部门：教育部首席科学家：徐端颐清华大学起止年限：1999-2004国家自然科学基金重大研究计划《半导体集成化芯片系统基础研究》2002年项目申请指南科学目标“半导体集成化芯片系统基础研究”是国家自然科学基金委员会组织实施的重大科学研究计划。其宗旨在于：以超过当前国际微电子生产水平2至3代的芯片系统（SOC：systemonchip）需要解决的重要科学问题为研究对象，开展广泛、深入的基础研究，为我国2005年至2010年及其后的微电子科技与IC产业发展提供解决关键问题的科学方法，从而促进我国电子信息工业高速、持续地发展。“半导体集成化芯片系统基础研究”反映了微电子领域在本世纪最现实、最迫切的发展方向，即由集成电路(IC)向集成系统(IS)方向的转变。总经费为4000万元清华大学电子系统与专用集成电路技术研究中心MOS多项目服务东南大学东南大学射频与光电集成电路研究所MOS多项目服务MCPS北京大学北京大学微电子研究所西安交通大学西安交通大学微电子研究所合肥工业大学合肥工业大学微电子设计研究所教育部IC设计网上合作研究中心国内IC产业发展形势到2001年12月29日，科技部先后批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳等7个国家级芯片设计产业基地。广州、青岛、天津、成都、苏州、珠海等地也纷纷上马芯片厂，而且投资额、规模一个比一个大。我国集成电路产业已经形成了以上海为主的长江三角洲、深圳为主的珠江三角洲地区和北京为主的京津塘地区三个集成电路企业聚集区。2000年底，据统计全国芯片设计企业将近100家，但到2002年上半年，这个数字已经翻了一番，达到约200家。技术水准也实现了质的突破，从0.35-0.5微米上升到0.25-0.18微米，甚至0.13微米的技术产品也有人在开发，已形成包括芯片设计、芯片制造、封装测试、设备制造、配套服务在内的完整半导体产业链和创新链。2000－－2001年对集成电路产业的投资将近400亿元，是过去30年投资总和的2倍以上。2002年投资超过200亿元。上海的集成电路协会有220个会员，其中外国独资公司70个，集成电路设计公司有70家，芯片制造商7家，总投资93亿美元，创造了全国50%以上集成电路产业的产值。张江高科技园区力争在10年内，引进20条芯片生产线，150家芯片设计企业，30家光掩膜、封装测试企业，园区整个集成电路产业产值将达到上百亿美元。世界上第一块SPARCV8系列专门应用于嵌入式实时领域的32位S698处理器芯片近日在珠海国家软件产业基地留学生创业园欧比特（珠海）软件工程有限公司一次性流片成功，并通过运行测试。它由中国人自己设计研制，这款内嵌64位浮点运算器是世界第一个登上SPARCV8系列嵌入式处理器芯片领域制高点的高端产品，芯片主频达133MHZ，支持Linux、RTEMS、ORION等操作系统，具有