CMOS SRAM Circuit Design and Parametric Test in Nano-Scaled Technologies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Pavlov, Andrei/ Sachdev, Manoj

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:

价格:1228.00 元

装帧:

isbn号码:9781402083624

丛书系列:

图书标签:

• CMOS
• SRAM
• Circuit Design
• Nano-Scaled Technologies
• Memory
• VLSI
• Testing
• Semiconductor
• Integrated Circuits
• Low Power
• Parametric Test

超大规模集成电路设计与制造前沿：面向未来工艺节点的挑战与机遇 图书简介 本书深入探讨了在当前及未来纳米级工艺节点下，超大规模集成电路（VLSI）设计所面临的关键挑战、前沿技术以及系统性的解决方案。它并非聚焦于特定的存储器技术（如SRAM），而是提供了一个涵盖了从器件物理、电路设计范式转变到系统级可靠性保障的广阔视角。 第一部分：纳米级工艺节点的物理基础与设计范式 随着摩尔定律的推进，晶体管的尺寸已进入亚十纳米时代，传统的CMOS设计假设正在被颠覆。本部分首先详细分析了亚10纳米工艺节点的关键物理效应，包括短沟道效应的加剧、随机过程变异（Process Variation）的显著影响、量子隧穿导致的漏电流激增，以及互连线电阻和电容的相对重要性上升。 接着，本书阐述了面向新工艺节点的电路设计范式转变。我们将重点讨论如何从传统的静态（Static）设计方法转向更具鲁棒性和能效的动态和自适应（Adaptive）设计技术。这包括对亚阈值摆幅（Subthreshold Swing）和工作电压降低的应对策略，以及引入新型晶体管结构（如FinFET、Gate-All-Around FET）对标准单元库和布局布线流程带来的深刻影响。特别地，我们深入剖析了如何量化和建模由于工艺角（Corners）变化引起的电路性能漂移，并介绍如何利用变异感知设计（Variation-Aware Design）流程来确保批量生产的成品率。 第二部分：低功耗、高性能电路设计的高级技术 在功耗预算日益紧张的背景下，低功耗设计已成为现代芯片设计的核心议题。本书系统性地介绍了从架构级到晶体管级的各种低功耗技术。在架构层面，我们探讨了动态电压和频率调节（DVFS）的优化算法，以及时钟域的精细管理。在电路和逻辑门层面，本书详尽地分析了多电压域设计（Multi-Voltage Domain）的隔离单元（Isolation Cells）设计和电平转换器（Level Shifters）的实现，以避免亚稳态问题。此外，对于静态功耗，本书深入讲解了多阈值电压（Multi-Vt）设计策略，包括如何通过优化阈值电压的分配来权衡速度与漏电。 在追求高性能方面，本书侧重于时序收敛与时钟分发网络（Clock Distribution Network, CDN）的优化。我们详细分析了时钟抖动（Jitter）的来源、建模方法及其对系统性能的影响。同时，本书探讨了先进的时序分析技术，包括统计性静态时序分析（SSTA）在处理随机变异中的应用，以及在高速接口设计中如何利用时钟数据恢复（CDR）技术来补偿传输路径上的非理想因素。 第三部分：系统级可靠性与新兴集成技术 现代集成电路的寿命和可靠性面临着前所未有的挑战。本书专门开辟章节讨论长期可靠性问题，包括偏压温度不稳定性（Bias Temperature Instability, BTI）和电迁移（Electromigration, EM）的预测模型和设计缓解措施。我们关注如何将这些可靠性指标集成到设计流程的早期阶段，而不是仅仅依赖后端的仿真验证。 此外，本书的前瞻性地探讨了先进封装技术与异构集成对电路设计的影响。随着单芯片集成密度的瓶颈临近，2.5D/3D集成成为延续性能提升的关键路径。书中分析了Chiplet架构的设计挑战，包括硅中介层（Interposer）上的布线拥堵、TSV（Through-Silicon Via）的电气特性建模，以及热管理在三维堆叠结构中的极端重要性。我们探讨了如何设计定制化的片间通信接口（Interconnects）以实现高带宽、低延迟的数据传输。 第四部分：设计验证与自动化方法 在如此复杂的纳米工艺节点下，验证的复杂性呈指数级增长。本书强调覆盖率驱动的验证方法，而不仅仅是功能正确性测试。我们详细介绍了形式化验证（Formal Verification）在处理复杂时序和协议一致性方面的应用，以及随机测试平台（Random Testing Platforms）在发现罕见错误模式中的作用。对于模拟和混合信号设计，本书讲解了版图寄生参数提取对仿真精度的影响，以及如何利用高精度模型来指导设计决策。 总结 本书旨在为高级电子工程专业的学生、芯片设计工程师以及研究人员提供一套全面、深入且面向未来的集成电路设计框架。它侧重于理解物理极限、权衡取舍（Trade-offs），以及如何利用先进的设计自动化工具和方法来驾驭纳米尺度带来的复杂性，从而设计出既高性能又高可靠性的下一代电子系统。全书内容严谨，旨在培养读者从底层物理现象到系统架构的全局视野。

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