本书主要面向电子信息类非微电子专业学生的入门性质的课程，书中将从电子系统设计者的视角，介绍集成电路全产业链各个环节的基本原理和设计基础。本书被列入集成电路新兴领域“十四五”高等教育教材。

全书内容包括：绪论、集成电路制造工艺基础及版图设计、集成电路中的元器件、模拟集成电路设计——信号链与电源管理、数字集成电路设计——单元电路和系统设计、集成电路测试与封装技术基础、集成电路设计流程及EDA技术。教材融入了一线教师长期从事教学和芯片开发的研究成果。

本书可作为电子信息类、计算机类、仪器仪表类等专业的本科生和研究生学习集成电路设计的教材和教学参考书，也可供从事电子系统设计的工程技术人员参考。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 集成电路的概念与特征
  1.2 集成电路的发展规律
   1.2.1 从历史看电子技术和集成电路的发展
   1.2.2 从工艺技术看集成电路的发展
   1.2.3 从新材料角度看集成电路的发展
  1.3 集成电路的分类
   1.3.1 按功能分类
   1.3.2 按结构形式和实现方法分类
   1.3.3 按生产目的分类
   1.3.4 按有源器件和生产工艺类型分类
   1.3.5 按实现方法分类
  1.4 对集成电路设计的要求
   1.4.1 集成电路的性能
   1.4.2 集成电路设计的特殊性以及对设计师的要求
  1.5 集成电路的典型应用领域
   1.5.1 物联网（IoT）芯片
   1.5.2 人工智能（AI）芯片
   1.5.3 新能源及智能汽车集成电路芯片
  思考题与习题
第2章 集成电路制造工艺基础及版图设计
  2.1 集成电路材料及工艺概述
   2.1.1 集成电路中的材料
   2.1.2 集成电路制造工艺概述
  2.2 基本的半导体制造工艺
   2.2.1 多晶硅
   2.2.2 氧化工艺
   2.2.3 掺杂工艺
   2.2.4 掩模的制版工艺
   2.2.5 光刻工艺
   2.2.6 金属化工艺
  2.3 CMOS工艺基础
   2.3.1 自对准技术和标准硅栅工艺
   2.3.2 N阱CMOS工艺简介
   2.3.3 双阱工艺及SOI CMOS工艺简介
   2.3.4 FinFET、GAAFET等CMOS工艺简介
  2.4 版图设计及版图设计规则
   2.4.1 版图设计概述
   2.4.2 版图设计规则的作用
   2.4.3 版图设计规则的描述
  2.5 版图检查
   2.5.1 设计规则检查（DRC）
   2.5.2 电学规则检查（ERC）
   2.5.3 版图参数提取（LPE）
   2.5.4 版图与电路图一致性对照检查（LVS）
  思考题与习题
第3章 集成电路中的元器件
  3.1 MOS场效应管（MOSFET）的结构及符号
   3.1.1 MOS管符号
   3.1.2 NMOS管的简化结构
   3.1.3 N阱及PMOS管
  3.2 MOS管的电流电压特性及电流方程
   3.2.1 MOS管的转移特性及输出特性
   3.2.2 MOS管的电流方程（以增强性NMOS为例）
   3.2.3 MOS管的输出电阻
   3.2.4 MOS管的跨导gm
   3.2.5 体效应与背栅跨导
   3.2.6 MOS管的特征频率fT
   3.2.7 MOS管特性的三个非理想因素——亚阈区、表面迁移退化与速度饱和效应
   3.2.8 MOS管的并联与串联
  3.3 集成电路中的无源元件
   3.3.1 集成电容
   3.3.2 集成电阻
   3.3.3 集成电感
   3.3.4 互连线
  3.4 工艺角概念
  3.5 MOS管的SPICE模型参数
  思考题与习题
第4章 模拟集成电路设计I——信号链篇
  4.1 引言
  4.2 MOS电流源及CMOS运算放大器
   4.2.1 MOS电流源
   4.2.2 CMOS集成运算放大器电路举例
   4.2.3 CMOS集成运算放大器设计举例
  4.3 AD转换器
   4.3.1 AD转换器的原理、特性及指标
   4.3.2 AD转换器电路举例
  4.4 DA转换器
   4.4.1 DA转换器的原理、特性及技术指标
   4.4.2 DA转换器电路举例
  4.5 锁相环（PLL）
   4.5.1 锁相环的作用
   4.5.2 模拟锁相环原理及应用
   4.5.3 锁相环的性能指标
   4.5.4 模拟锁相环电路原理
   4.5.5 延迟锁相环
   4.5.6 数字锁相环
  4.6 射频集成电路简介
   4.6.1 射频前端的电路构成
   4.6.2 射频前端电路的特殊性与电路举例
  思考题与习题
第5章 模拟集成电路设计II——电源管理篇
  5.1 引言
   5.1.1 多电压域中的电源管理
   5.1.2 电源管理芯片重要参数
  5.2 电压基准源设计
   5.2.1 零阶齐纳二极管电压基准源
   5.2.2 一阶带隙电压基准源
   5.2.3 二阶曲率校正带隙电压基准源
   5.2.4 修调网络分析
  5.3 低压差线性稳压器设计
   5.3.1 模拟LDO稳压器基本结构
   5.3.2 数字LDO稳压器基本结构
  5.4 DC-DC开关稳压器设计
   5.4.1 开关稳压器的拓扑结构
   5.4.2 开关稳压器的功率级元件
   5.4.3 DC-DC开关稳压器的反馈控制架构
  思考题与习题
第6章 数字集成电路设计I——单元电路篇
  6.1 MOS开关及CMOS传输门
   6.1.1 单管MOS开关的局限性
   6.1.2 CMOS传输门
  6.2 CMOS反相器
   6.2.1 反相器电路
   6.2.2 CMOS反相器的直流传输特性
   6.2.3 CMOS反相器的噪声容限
   6.2.4 CMOS反相器的门延迟、级联以及互连线产生的延迟
   6.2.5 CMOS反相器功耗
  6.3 全互补CMOS集成电路
   6.3.1 CMOS与非门设计
   6.3.2 CMOS或非门设计
   6.3.3 CMOS与或非门和或与非门设计
   6.3.4 三态逻辑门电路设计
   6.3.5 CMOS异或门设计
   6.3.6 CMOS同或门设计
   6.3.7 CMOS数据选择器
   6.3.8 布尔函数逻辑——传输门的又一应用
  6.4 改进的CMOS逻辑电路
   6.4.1 伪NMOS逻辑（pseudo NMOS logic）电路
   6.4.2 动态CMOS逻辑电路（预充电CMOS电路）
   6.4.3 多米诺逻辑（domino logic）
  6.5 移位寄存器、锁存器、触发器、IO单元
   6.5.1 动态CMOS移位寄存器
   6.5.2 锁存器
   6.5.3 触发器（flip-flops）
   6.5.4 存储单元
   6.5.5 通用IO单元
  思考题与习题
第7章 数字集成电路设计II——系统设计篇
  7.1 基本数字运算电路设计
   7.1.1 二进制数字加法器基本单元
   7.1.2 N位并行加法器
   7.1.3 移位操作和移位器（shifter）
  7.2 算术逻辑单元（arithematic logic unit，ALU）
   7.2.1 运算数值编码和算术运算单元
   7.2.2 逻辑和移位运算单元
   7.2.3 运算结果的状态检测
   7.2.4 算术逻辑单元（ALU）的电路构成
  7.3 二进制乘法器
   7.3.1 二进制乘法运算及点图
   7.3.2 移位式乘法器
   7.3.3 并行乘法器电路结构
   7.3.4 部分积的产生方法
   7.3.5 部分积的高效求和
   7.3.6 乘法-累加单元（multiply-accumulator unit，MAC）
  7.4 浮点数运算单元
   7.4.1 浮点数表示方法与IEEE标准化浮点数
   7.4.2 浮点数加减法器电路结构
   7.4.3 浮点数乘法及其电路结构
  7.5 数据缓存电路
   7.5.1 双端口存储器（DPRAM）
   7.5.2 先进先出存储器（FIFO）
   7.5.3 FIFO的典型应用——码速率调整电路
  7.6 算法流程控制电路——状态转移图与有限状态机
   7.6.1 有限状态机和状态转移图
   7.6.2 Moore和Mealy状态机
   7.6.3 有限状态机的电路设计
  7.7 片上系统（SoC）的设计
   7.7.1 片上系统（SoC）的结构形式
   7.7.2 片上系统（SoC）的设计方法
   7.7.3 片上系统（SoC）设计实例
  7.8 数字集成电路系统设计要点总结
  思考题与习题
第8章 集成电路测试与封装技术基础
  8.1 集成电路测试
   8.1.1 集成电路测试组成
   8.1.2 集成电路测试概念
   8.1.3 测试码的生成
   8.1.4 故障模拟
   8.1.5 可测性设计方法
   8.1.6 其他集成电路测试
  8.2 集成电路封装
   8.2.1 集成电路封装层次与分类
   8.2.2 芯片封装工艺流程
   8.2.3 系统级封装工艺
   8.2.4 先进封装技术
  思考题与习题
第9章 集成电路设计流程及EDA技术
  9.1 EDA概念及发展简况
   9.1.1 EDA起源及产生必要性
   9.1.2 EDA技术的发展现状
  9.2 数字集成电路设计流程
   9.2.1 系统方案的设计
   9.2.2 功能电路设计与验证
   9.2.3 逻辑综合与验证
   9.2.4 物理设计与验证
   9.2.5 签收与芯片测试
  9.3 数字集成电路设计EDA支持工具
   9.3.1 HDL及设计工具
   9.3.2 仿真工具
   9.3.3 逻辑综合工具
   9.3.4 物理设计工具
   9.3.5 其他工具
  9.4 模拟集成电路设计流程及EDA支持工具
   9.4.1 设计流程概述
   9.4.2 设计工具
   9.4.3 仿真工具
   9.4.4 版图设计与验证工具
  9.5 EDA新技术及发展趋势
  思考题与习题
参考文献
插图