CMOS模拟集成电路版图设计与验证——基于Cadence Virtuoso与Mentor Calibre

本书依托Cadence Virtuoso版图设计工具与Mentor Calibre版图验证工具，采取循序渐进的方式，介绍利用Cadence Virtuoso与Mentor Calibre进行CMOS模拟集成电路版图设计、验证的基础知识和方法，内容涵盖了CMOS模拟集成电路版图基础知识，Cadence Virtuoso与Mentor Calibre的基本概况、操作界面和使用方法，CMOS模拟集成电路从设计到流片的完整流程，同时又分章介绍了利用Cadence Virtuoso版图设计工具、Mentor Calibre版图验证工具及Synopsys Hspice电路仿真工具进行CMOS电路版图设计与验证、后仿真的实例，包括运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压源、比较器和输入/输出单元。

尹飞飞博士，辽宁大学物理学院讲师，主要研究方向为集成电路设计与光电子器件性能研究，主持并参与了多个科研重点项目的研究工作，已发表论文5篇，获授权专利1项，在半导体器件物理及电路设计方面具有丰富的教学与科研经验。

第1章 CMOS模拟集成电路版图基础
1.1 CMOS工艺基础及制造流程
1.2 CMOS模拟集成电路设计流程
1.3 CMOS模拟集成电路版图定义
1.4 CMOS模拟集成电路版图设计流程
1.4.1 版图规划
1.4.2 设计实现
1.4.3 版图验证
1.4.4 版图完成
1.5 版图设计通用规则
1.6 CMOS模拟集成电路版图匹配设计
1.6.1 CMOS工艺失配机理
1.6.2 元器件版图匹配设计规则
第2章 Cadence Virtuoso版图设计工具
2.1 Virtuoso 界面介绍
2.1.1 Virtuoso CIW界面介绍
2.1.2 Virtuoso Library Manager界面介绍
2.1.3 Virtuoso Layout Editor界面介绍
2.2 Virtuoso 基本操作
第3章 Mentor Calibre版图验证工具
3.1 Mentor Calibre版图验证工具调用
3.2 Mentor Calibre DRC验证
3.2.1 Calibre DRC验证简介
3.2.2 Calibre DRC界面介绍
3.2.3 Calibre DRC验证流程举例
3.3 Mentor Calibre LVS验证
3.3.1 Calibre LVS验证简介
3.3.2 Calibre LVS界面介绍
3.3.3 Calibre LVS验证流程举例
3.4 Mentor Calibre寄生参数提取（PEX）
3.4.1 Calibre PEX验证简介
3.4.2 Calibre PEX界面介绍
3.4.3 Calibre PEX流程举例
第4章 CMOS模拟集成电路版图设计与验证流程
4.1 设计环境准备
4.2 反相器链电路的建立和前仿真
4.3 反相器链版图设计
4.4 反相器链版图验证与参数提取
4.5 反相器链电路后仿真
4.6 I/O单元环设计
4.7 主体电路版图与I/O单元环的连接
4.8 导出GDSII文件
第5章 运算放大器的版图设计与后仿真
5.1 运算放大器基础
5.1.1 运算放大器的基本特性和分类
5.1.2 运算放大器性能参数
5.2 单级运算放大器的版图设计与后仿真
5.2.1 单级运算放大器的版图设计
5.2.2 单级运算放大器的参数提取
5.2.3 单级运算放大器的后仿真
5.3 两级全差分运算放大器的版图设计与后仿真
5.3.1 两级全差分运算放大器的版图设计
5.3.2 两级全差分运算放大器的参数提取
5.3.3 两级全差分运算放大器的后仿真
第6章 带隙基准源与低压差线性稳压器的版图设计与后仿真
6.1 带隙基准源的版图设计与后仿真
6.1.1 带隙基准源基本原理
6.1.2 带隙基准源的版图设计
6.1.3 带隙基准源的参数提取
6.1.4 带隙基准源的后仿真
6.2 低压差线性稳压器的版图设计与后仿真
6.2.1 低压差线性稳压器的基本原理
6.2.2 低压差线性稳压器的版图设计
6.2.3 低压差线性稳压器的参数提取
6.2.4 低压差线性稳压器的后仿真
第7章 比较器电路的版图设计与后仿真
7.1 比较器电路基础
7.1.1 比较器性能参数
7.1.2 比较器特性分析
7.1.3 比较器电路结构
7.2 比较器电路的版图设计
7.3 比较器电路参数提取
7.4 比较器电路后仿真
第8章 标准I/O单元库的设计与验证
8.1 标准I/O单元库概述
8.2 I/O单元库基本电路结构
8.3 I/O单元库版图设计
8.3.1 数字I/O单元版图设计
8.3.2 模拟I/O单元的制作
8.3.3 焊盘（pad）的制作
8.4 电路参数提取及后仿真

前    言
      集成电路（Integrated Circuit，IC）芯片作为21世纪信息社会的基石，在国民经济、国防建设及日常生活中发挥着不可替代的重要作用。版图设计与验证是集成电路设计中重要的环节，对集成电路芯片的功能和性能的实现起着决定性作用。
      本书依据CMOS模拟集成电路版图设计和验证的基本流程，依托Cadence Virtuoso版图设计工具、Mentor Calibre物理验证工具和Synopsys Hspice电路仿真工具，结合实例详细介绍了运算放大器等多类基本电路的版图设计、验证及后仿真的方法，以供学习CMOS模拟集成电路版图设计与仿真的读者参考讨论之用。
      本书内容分为3部分，共8章。
      第1章介绍了CMOS模拟集成电路工艺基础和CMOS模拟集成电路设计的基本流程，并讨论了CMOS模拟集成电路版图的概念、设计、验证流程及通用的设计规则，使读者对版图设计有一个概括性的了解。
      第2章至第4章详细介绍了Cadence Virtuoso版图设计工具、Mentor Calibre物理验证工具及完整的CMOS模拟集成电路设计、验证流程。
      第5章至第8章在分析各类电路概念和原理的基础上，通过实例介绍利用Cadence Virtuoso版图设计工具、Mentor Calibre物理验证工具及Synopsys Hspice电路仿真工具进行运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压源、比较器和I/O单元等多类基本电路版图设计和后仿真方法。
      本书内容丰富，具有较强的实用性。本书由辽宁大学物理学院尹飞飞老师主持编写，中国科学院微电子研究所助理研究员陈铖颖、高级工程师范军和北京中电华大电子设计有限责任公司工程师王鑫一同参与完成。其中，尹飞飞编写了第2章至第5章，陈铖颖编写了第1章和第6章，范军编写了第7章，王鑫编写了第8章。此外，北方工业大学微电子系戴澜副教授，北京理工大学微电子技术研究所王兴华老师，中国科学院微电子研究所胡晓宇副研究员、刘海南副研究员、辛卫华高级工程师、张锋副研究员、蒋见花副研究员，长沙航空职业技术学院李仲秋老师参与了全书的策划和审定。同时感谢北京立博信荣科技有限公司高级工程师王晶、华大九天科技有限公司工程师梁曼、中国科学院微电子研究所姚穆和杨亚光等在文稿审校、章节架构、查找资料和文档整理方面付出的辛勤劳动，正是有了大家的共同努力，才使本书得以顺利完成。
      由于本书涉及知识面较广，加之时间和编者水平有限，书中难免存在不足和局限，恳请读者批评指正。

      编著者