微电子专业硕士牛人实习总结报告

 随着学期期末的到来，我们三个月的实习也告一段落了，这次实习着实应该感谢Karry 给了我们这样一个难能可贵的机会。

在这三个月的时间里面，我从实际的设计中学到了很多关于集成电路设计的东西。其中很多是我们在学校根本就无法想象得到的，甚至有些就根本没听说过，但是，在实际设计中却又要切切实实的用到。这三个月的时间里面真切的体会到了作为传说中的拿高薪的模拟集成电路设计工程师是那么的不容易。从一个菜鸟到一个可以随心所欲的熟练模拟集成电路设计工程师需要有那么漫长的路，是需要几多春秋的积累才能达到的，而且，在真正从事要量产的集成电路的设计的时候需要考虑到的因素是我们在学校自己设计电路的时候不能想象得到的。总之，这三个月的实习，让我们加深了对集成电路设计行业的认识，同时积累了一定的关于设计的经验，可以说感受良多，收获颇丰：

1、在学校的时候曾经认为model 就是金科玉律，绝对不能去改动里面的任何一个数据，而且在仿真之前要确保model 的正确性。但是去不知道如何通过有效的方法去确保它的正确性。实习的时候在micheal 的教导下知道了怎样用代工厂提供的PCM（PCM 是代工厂给的测试数据，验证工艺的）数据去测试晶体管的model 是否正确，并根据PCM 的数据修改model 中的Vth 以及u0 的值让自己所用的model 符合代工厂的实际的工艺条件下的参数，具体测试方法是：调用一个单独的NMOS 晶体管，将其宽长比设置成PCM 上的值，然后连线使得Vds=Vgs、Vbs=Vs=0，然后在D 端加上PCM 上提供的电压值。设置完成后检测流过晶体管的电流Ids，看Ids 是否符合PCM 上所提供的实际工艺的测试值，如过符合，则证明现有的model 中的Vth 与代工厂的实际工艺相符。如果不相符则需要修改model 中的Vth 直到检测到的Ids 与PCM 所提供的相等为止。对于PMOS 晶体管也是同理为之，这时候电压是加在S 端的，当然检测出来的电流为一个负值。需要说明的一点是在做这个检测的时候要采用的是DC 分析，而且最后查看的时候查看的静态工作点的数据。

测完Vth 之后，不改变电路连接的情况下继续测试u0 的正确性，所不同的是这时我们给晶体管加上的不是电压源，而是电流源。按照PCM 参数上的值设置这时所加电流源的电流值，同样采用DC 分析，查看静态工作点的方法去查看此时的Vds 的值。调整model 中u0 的值让这样看到的Vds 的值与PCM 参数中给出的Vds 值相等。对于PMOS 晶体管也是同理的，只是这时要注意所加电流与NMOS 的方向相反，而其大小也要严格按照PCM 参数所给的电流值来设置。

在修改完u0 之后需要重新回去检测第一步所测的Ids，因为u0 的改变会造成Ids 的改变，这时候需要再次调整Vth 的值来确保Ids 值的正确性，然后再反过来看第二步所测的Vds 的值是否改变，如改变再次调整u0 的值，如此反反复复，知道检测的Ids、Vds 都满足PCM 参数为止。此时的model 方能正确的反应代工厂中实际的工艺参数。

2、在做要投入生产的集成电路的设计的时候，对电路的反复5corner 仿真以及PVT 的排列组合仿真显得尤其重要。

在做5corner 仿真的时候最好将需要改变的电压、电阻、电容等参数设置成变量，在每个ADE state 中用变量的形势设置出各自不同的值，在保存这个state的时候这些参数就得以保存了下来。这样，可以避免每次做不同的corner 仿真的时候回到电路去修改相应的参数。如果每次都回去电路之中修改参数的话，浪费时间不说，在电路中需要改变的参数比较多而且电路的拓扑结构比较复杂的情况下非常容易出错，从而导致非常严重的后果。我们这样设置成变量随着state 保存下来，在以后需要对某一个corner 跑仿真的时候就可以直接调用state，而不需要去重新设置任何数据，这样还保证了前后仿真所对应的电路参数设置的严格一致性。

在学校我们只知道按照常规设置tt 下的PVT 参数，实习才知道，5corner 中的每一个corner 都对应不同的PVT 参数。具体设置为：

tt：典型电压值、室温、典型电阻值、典型电容值；
ff：高压、高温、小电阻、小电容；
ss：低压、低温、大电阻、大电容；
fs：高压、低温、大电阻、小电容；
sf：低压、高温、小电阻、大电容。

这儿的典型电压值是所设计芯片平常所工作的电压值，而高压、低压则是芯片可能处于的最高、最低电压值，是芯片工作的极端电压环境。室温并非我们通常所说的室温27 摄氏度，因为芯片工作的时候都或多或少的会发热，而且不能及时的散发出去，所以芯片一般所处的温度要比我们平常所说的室温高一些，具体高多少这得考设计人员根据芯片类型、封装类型、工作环境等具体情况而定。

所谓的大电阻、电容，小电阻、电容则指的是典型电阻、电容值的基础上±30%所得到的电阻、电容值。

做完5corner 之后为了让芯片处于更多的极端环境都能正常工作，还需要做PVT 排列组合仿真。具体是在每一个corner 下做电压、温度、电阻、电容两个极端的排列组合仿真，按照以上多给的四个参数排列组合，每一个corner 需要做16 次仿真。对于5 个corner 那我们对一个电路需要进行80 次仿真，针对如此之多的仿真次数，而且是一个corner 下就有16 才仿真，我们可以在特定corner 下使用参数扫描的方式来对四个参数进行扫描，这样可以一次性得到16 次仿真的结果，可以节约很多时间。

之所以要在做5corner 仿真的时候设置如此多的电路参数、工作环境的变化以及做PVT 的排列组合仿真，是为了让仿真更接近现实芯片所工作的环境，而且是保证做仿真的时候让芯片在如此极端环境下都能正常工作，这是提高流片成功率的基本保障。

3、在做整体电路仿真之前应该另外新建一个library，用专门的testbench 来仿真整体电路和一些重要的block。做这些专门的testbench 的目的首先可以模仿整体电路和一些重要block 所处的具体工作环境，比如负载、电路寄生参数等等，这样有利于对电路的仿真更贴近于实际芯片。其次，我们做的这个testbench 是要求仿真电路中只有一些外围电路，而主体电路是去调用设计library 中的一些已经确定的电路的symbol。这样可以保证我们的设计library 中的电路一经确定，我们在仿真的时候不会对原有电路轻易造成改变，保证设计好了的电路的固定性。另外，做专门的testbench 来进行仿真还可以保证设计好了的电路可以直接用于与layout 的LVS，而不是在原有电路中加上很多信号源、外围电路等给LVS造成不必要的麻烦。

4、数字电路中为了提高电路的整体驱动能力，在电路最终输出端必须加上输出buffer。输出buffer 可以由一串反相器构成，这些反相器的尺寸即宽长比是逐级增大的，接pad 的那以个反相器的尺寸最大。

在学校我们都习惯了用晶体管连接成电阻模式对电源电压进行分压来得到电路中所需要的一些不是电源电压的偏置电压。然而这样的偏置电路用到实际芯片之中是极其不稳定的，为了得到稳定的偏置电压，实际芯片中通常采用由电流镜构成的复杂的偏置电路，这样的偏置电路一般要求所提供的偏置电压能独立于温度和供电电源电压，也就是说偏置电路所提供的电压受温度和供电电源电压的影响微乎其微，可以忽略不计。

对于模拟集成电路中的基本电路——运放，运放的输出级需要特别注意他的负载能力，如果输出采用共源共栅放大，我们可以通过增大负载管的尺寸来增加运放的负载能力，当然也可以用单独的一级运放接成单倍放大的形势来增加负载。对于运放做够频率补偿是非常非常重要的，因为频率补偿不够的运放用到电路中直接导致整个电路的不稳定，那么所有的设计工作都等于白费。

由几级运放所组成的信号放大、滤波电路，如果将滤波电路放在最后一级，容易造成杂波信号经前面放大电路的放大在最后一级滤波电路无法完全衰减而导致整个系统的不稳定。而且，前面未经滤波的信号经过放大级的时候容易使得杂波信号放大而有用信号被衰减，这样有造成最终输出得到的有用信号的放大倍数不够。所以对于这样的信号放大系统可以把滤波电路提前，rangt3 处于中间位置，这样可以解决了杂波信号滤除不完全造成的系统不稳定和前面放大级对有用信号的衰减造成的整个系统对信号的放大倍数不够这两个问题。

实习三个月，以上这些是印象很深的一些收获，其实远远不止这些，有很多东西要到具体做事情的时候才能反应出来的。这次实习，增加了我人生的经历，为以后正式工作来了一个预演，也打下了坚实的基础，积累了宝贵的经验，相信对下半年的找工作也应该有不小的帮助吧！