CƠ SỞ THIẾT KẾ VI MẠCH

Môn học này cung cấp những kiến thức cơ sở, nền tảng trong lĩnh vực thiết kế vi mạch đến người học. Mục tiêu môn học giúp đào tạo một kỹ thuật viên, một cử nhân sau khi tốt nghiệp, hoạt động trong ngành thiết kế vi mạch, mà có thể ứng dụng được những kiến thức nền tảng đã học cho việc sử dụng các công cụ CAD để thiết kế vi mạch, giải quyết được các vấn đề chuyên sâu và phát triển nghề nghiệp trong lĩnh vực thiết kế vi mạch.

Môn học này dành cho các đối tượng người học hướng đến tương lai trở thành một kỹ sư hoạt động trong lĩnh vực vi mạch, có thể đảm nhiệm nhiều vị trí khác nhau trong doanh nghiệp vi mạch như: Kỹ sư cầu nối giữa thiết kế và sản xuất vi mạch; Kỹ sư thiết kế bộ thư viện, thiết kế PDK; Kỹ sư thiết kế bộ Luật thiết kế (Design Rule); Kỹ sư thiết kế trong từng bước cho vi mạch tương tự, vi mạch số hay vi mạch hỗn hợp,…

Tên tiếng Anh: Introduction to IC Design

Nội dung: 60 giờ video lý thuyết ( và 12 giờ thảo luận/thực hành )

Ngôn ngữ: Tiếng Việt ( có kèm phụ đề Tiếng Anh nếu có )

Môn học trước: Vật lý bán dẫn; Kỹ thuật số

PGS. TS. Hoàng Trang

TS. Trần Hoàng Linh

ThS. Trần Hoàng Quân

ThS. Nguyễn Trung Hiếu

Hoàn thành các nội dung và bài kiểm tra trực tuyến với tổng điểm >= 80% :

Tổng điểm = Xem video ( 20% ) + Thảo luận/Thực hành ( 20% ) + Làm bài tập lớn ( 40% ) + Làm bài kiểm tra/thi ( 20% )

Hoàng Trang, Cơ sở thiết kế vi mạch , NXB ĐHQG TP.HCM, 2024.

1. CMOS VLSI Design: A Circuits and Systems Perspective, Pearson; 4th edition, 2010, ISBN: ‎978-0321547743.

2. Behzad Razavi, Design Of Analog Cmos Integrated Circuit, MC GRAW HILL; 2nd edition, 2017, ISBN: ‎978-9325983274.

3. R. Jacob Baker, CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation, IEEE Press Series on Microelectronic Systems, 4th Edition, 2019, ISBN: ‎978-1119481515

4. Samir Palnitkar, Verilog HDL: A Guide to Digital Design and Synthesis, Prentice Hall; 2nd edition, 2003, ISBN: ‎978-0132599702.

5. The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press; 2nd edition, 2001, ISBN: ‎978-0195136050.

6. FPGA Prototyping by Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version, Wiley-Interscience; 1st edition, 2008, ISBN: ‎978-0470185322.

7. Donald Neamen, Microelectronics Circuit Analysis and Design, 4th edition, McGraw Hill, 2010, ISBN: 978-0-07-338064-3.

CHƯƠNG 1: Tổng quan về thiết kế vi mạch

Tổng quan vi mạch, các thành phần chính trong công nghiệp vi mạch [ video ].

Mô hình hóa linh kiện [ video ].

Quá trình sản xuất vi mạch [ video ].

CHƯƠNG 2: Giếng bán dẫn trong CMOS (WELL)

Lớp nền (substrate, wafer ban đầu chưa qua xử lý) [ video ].

Chế tạo giếng bán dẫn (well) [ video ].

Thiết kế và chế tạo n-well [ video ].

Diode giữa n-well và lớp nền [ video ].

Mô hình thời gian trễ RC đối với n-well [ video ].

Quy trình hai well, ba well (twin-well, triple-well) [ video ].

Luật thiết kế well (DR – Design Rule cho well) [ video ].

CHƯƠNG 3: Lớp kim loại, lớp tích cực, lớp select và lớp Poly

Mối hàn pad (Bonding pad)-Hiện tượng tản điện tử [ video ].

Cách thiết kế và layout cho lớp kim loại [ video ].

Nhiễu xuyên kênh, nảy đất [ video ].

Thiết kế layout cho pad, khung pad (pad frame) [ video ].

Các lớp chế tạo bổ sung: lớp active, n-select, p-select, poly1, silicide và tiếp xúc [ video ].

Sơ lược quy trình CMOS và kết nối dây dẫn với các lớp chế tạo bổ sung [ video ].

Bảo vệ phóng tĩnh điện (ESD – ElectroStatic Discharge) [ video ].

CHƯƠNG 4: Điện trở, tụ điện, các vấn đề ký sinh trong MOSFET

Điện trở và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở trong quá trình sản xuất CMOS [ video ].

Cách layout tụ điện poly-poly và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của nó [ video ].

Các thông số ký sinh trong MOSFET và cách layout để tối thiểu hóa các thông số này [ video ].

CHƯƠNG 5: Hoạt động của MOSFET

Tổng quan và đánh giá điện dung MOSFET [ video ].

Điện áp ngưỡng [ video ].

Đặc tính IV của MOSFET [ video ].

Hiệu ứng kênh ngắn và kênh dài trong MOSFET [ video ].

Các mô hình SPICE của MOSFET và tham số liên quan [ video ].

CHƯƠNG 6: Mô hình và các vấn đề trong thiết kế vi mạch tương tự

Các ý tưởng, vấn đề chính trong quy trình thiết kế vi mạch tương tự [ video ].

MOSFET kênh dài và kênh ngắn [ video ].

Nhiễu điện và mô hình nhiễu MOSFET [ video ].

CHƯƠNG 7: Mô hình cho thiết kế vi mạch số và standard cell cổng đảo

Mô hình kỹ thuật số của MOSFET [ video ].

Cấu hình cổng chuyển của MOSFET [ video ].

Layout, đặc tính và ứng dụng của cổng Inverter [ video ].

Các cấu hình Inverter khác nhau[ video ].

CHƯƠNG 8: Quy trình thiết kế vi mạch: Mô hình, Cách Tiếp Cận, Nhiệm Vụ

Quy trình thiết kế chung [ video ].

Mô hình thiết kế [ video ].

Các phương án thiết kế [ video ].

Tổng quan một số nhiệm vụ và công cụ trong thiết kế vi mạch [ video ].

Quy trình thiết kế vi mạch tương tự và vi mạch số [ video ].

Để nhận chứng chỉ hoàn thành môn học, người học cần thực hiện các bước như sau:

Các nội dung bao gồm xem video, thảo luận, làm bài thực hành, làm bài tập lớn và bài kiểm tra/thi sẵn sàng trên hệ thống trong khoảng thời gian bắt đầu và kết thúc môn học. Người học, sau khi đăng kí và vào học, có thể truy cập đến tất cả các nội dung này.

Người học tham gia đầy đủ các nội dung trong môn học để đạt được tổng điểm tích luỹ >= 80% .

Người học có thể làm bài thực hành, thảo luận nhiều lần để cải thiện điểm tích luỹ. Các chủ đề thảo luận có thể có hạn nộp và có giảng viên phụ trách đánh giá.

Người học phải đăng kí tham dự và vượt bài kiểm tra đánh giá trực tiếp và có phí do ĐHQG-HCM tổ chức.