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晶片設計基本原理

隨著新一代技術的推陳出新，對於充斥大型低功耗伺服器的資料中心需求也隨之不斷不成長。結果，晶片尺寸不斷縮小，速度卻日漸攀升（從Gb/s提升至Tb/s），同時電晶體數量也呈現不斷倍增的態勢。在這樣的發展態勢下，積體電路遂成為開發能同時提供功耗效率與高速效能之系統單晶片(System On a Chip, SoC)的主要解決方案。

在本系列特報中，筆者將探討如何設計出IC的基本知識與原理。本系列文章將涵蓋與程序、設計規則與開放原始碼軟體等等相關的複雜內容。

以MOSFET為基礎的IC

IC設計是隨著電腦的發明而開始的。在早先之際，晶片包含雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistors, BJT)，其中最引人注目的莫過於LM741運算放大器(Op-Amp)。但如今，由於其具備高功耗、低輸入阻抗(low-input impedance)與低擴展性等缺點，所以該元件在IC設計產業中已鮮少被使用了。也因為如此，基於金屬氧化半導體場效電晶體(MOSFET)的設計開始日漸成長，這當然是因為它具備奈米級的可擴展性、高效率功耗、高切換速率、高功率應用(High-Power Application)可用性等等優點所致。總之，基於MOSFET的IC設計已成功施行在數位與類比領域中。通常MOSFET設計劃分成P-Channel(pMOS)、N-Channel(nMOS)及CMOS（其為pMOS與nMOS的結合）三大類。以往在開發期間，設計師慣於只採用N及P Channel來設計晶片。但隨著更複雜設計需求的大增，只採用N及P Channel而導致效率不彰的情形似乎愈益明顯。結果，設計師們便想出了pMOS與nMOS都可被堆疊進來的CMOS模型。

ISBN：4712631190543
規格：平裝/112頁/21x28cm/普通級/單色印刷/初版
出版地：台灣
本書分類：自然科普>應用科學>其他

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