1、集成电路必备的基础知识:
(1)半导体物理与器件知识。了解半导体材料属性,主要包括固体晶格结构、量子力学、固体量子理论、平衡半导体、输运现象、半导体中的非平衡过剩载流子;熟悉半导体器件基础,主要包括pn结、pn结二极管、金属半导体和半导体异质结、金属氧化物半导体场效应晶体管、双极晶体管、结型场效应晶体管等。
《半导体物理与器件》是施敏教授的代表作之一,也是美国名校的教材。施敏是半导体学术界的大牛,出生于南京,在台湾成长和求学,后来在斯坦福大学获得电机博士学位,毕业后进入美国贝尔实验室工作超过 20 年。施敏是微电子科学技术、半导体器件物理专家,台湾中央研究院院士、美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士。
(2)信号与系统知识。熟悉线性系统的基本理论、信号与系统的基本概念、线性时不变系统、连续与离散信号的傅里叶表示、傅里叶变换以及时域和频域系统的分析方法等,能够理解各种信号系统的分析方法并比较其异同。
《信号与系统》上学时候选的是清华大学的教材,这本教材已经有42年的历史了,最早1981年出版。作者郑君里,1961年毕业于清华大学无线电系。现任清华大学电子工程系教授、通信与信息系统专业博士生导师。中国电子学会电路与系统学会委员、中国神经网络委员会委员。
(3)模拟电路知识。熟悉基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路中的反馈、信号的运算和处理、波形的发生和信号的转换、功率放大电路、直流电源和模拟电子电路读图等。
《模拟和数字电子电路基础》是美国麻省理工学院Agarwal教授和Lang教授合作出版的模拟电路和数字电路的书籍。本书也是MIT关于电路与电子学入门课程的教材。该课程每学期均开设,每年有约500名学生选修。Anant Agarwal,是麻省理工学院(MIT)电气工程与计算机科学系(EECS)教授,1988年成为教师。讲授的课程包括电路与电子学,VLSI,数字逻辑与计算机结构。Jeffrey H.Lang,是麻省理工学院(MIT)电气工程与计算机科学系(EECS)教授。
(4)数字电路知识。熟悉数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、半导体存储电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形电路、数-模和模-数转换等。数字电路和模拟电路看《模拟和数字电子电路基础》就够了。
(5)微机原理知识。了解数据在计算机中的运算与表示形式,计算机的基本组成,微处理器结构,寻址方式与指令系统,汇编语言程序设计基础,存储器及其接口,输入/输出及DMA技术,中断系统,可编程接口电路,总线技术,高性能微处理器的先进技术与典型结构,嵌入式系统与嵌入式处理器入门等。
《微机原理与接口技术》是清华大学教授谭浩强的著作之一。谭浩强教授最知名的著作是《C程序设计》,这本书很多人上大学的时候都应该学过。谭浩强教授善于用读者容易理解的方法和语言说明复杂的概念,许多人认为他开创了计算机书籍贴近大众的新风。
(6)集成电路工艺流程知识。了解半导体技术导论,集成电路工艺导论,半导体基础知识,晶圆制造,外延和衬底加工技术,半导体工艺中的加热工艺,光刻工艺,等离子体工艺技术,离子注入工艺,刻蚀工艺,化学气相沉积与电介质薄膜沉积,金属化工艺,化学机械研磨工艺,半导体工艺整合,CMOS工艺演化。
《半导体制造工艺基础精讲》是佐藤淳一(日)写的,用图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节,作为入门书籍很不错。佐藤淳一毕业于京都大学工学研究科,并获得硕士学位。1978年开始就职于东京电气化学工业株式会社(现TDK),1982年开始就职于索尼公司。一直从事半导体和薄膜器件相关工艺的研究开发工作。在此期间,参与创建半导体尖端技术公司,担任长崎大学兼职讲师、行业协会委员等职位,同时也是应用物理学会员。
(7)集成电路计算机辅助设计知识。了解CMOS集成电路设计时所需的EDA工具,主要分为EDA设计工具概念、模拟集成电路EDA技术、数字集成电路EDA技术与集成电路反向分析技术等。
《集成电路EDA技术:集成电路系统设计、验证与测试》是美国人Louis Scheffer写的,书有点老,但方法和内容还是值得一读的。这本书主要介绍了IC设计过程和EDA,系统级设计方法与工具,系统级规范与建模语言,SoC的IP设计,MPSoC设计的性能验证方法,处理器建模与设计工具,嵌入式软件建模与设计,设计与验证语言,数字仿真,并详细分析了基于声明的验证,DFT,而且专门探讨了ATPG,以及模拟和混合信号测试等。
2、技术基础知识
(1)硬件描述语言知识。熟悉硬件描述语言(比如VerilogHDL)的基础语法、高级语法和与之匹配的硬件电路设计基础、高级电路设计案例等,理解VerilogHDL语法基础,了解逻辑电路、时序综合和状态机等复杂电路设计问题。
《Verilog数字系统设计教程》是夏宇闻老师写的,夏老师16岁考上清华并毕业于清华大学,北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家,与国际设计界有密切的技术联系。这本书从算法和计算的基本概念出发,讲述如何用硬线逻辑电路实现复杂数字逻辑系统的方法。
(2)电子设计自动化工具知识。熟练掌握模拟集成电路设计及仿真工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、物理验证工具Mentor Calibre等的使用方法,数字方面掌握数字仿真设计工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter等使用方法。
(3)集成电路设计流程知识。熟悉利用电子设计自动化(EDA)工具进行电路仿真、综合、版图设计、寄生参数提取和后仿真等设计流程。参考芯想事成:【零基础芯片入门课】Day 29 IC设计基础笔记。
《CMOS集成电路EDA技术》是北方工业大学微电子系教授戴澜主持编写的,可以作为参考。在模拟集成电路方面,依次介绍了电路设计及工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、版图验证及参数提取工具Mentor Calibre在内的各种工具的基本知识和使用方法。在数字集成电路方面,在简单介绍硬件描述语言Verilog HDL的基础上,介绍RTL工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter四大类设计工具。
(4)集成电路制造工艺开发知识。熟悉半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 (CMP)工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺、后段制程等。
《芯片制造--半导体工艺与设备》机械工业出版社出版。这本书一边讲半导体工艺,一边讲半导体设备的原理和结构,能够对半导体的制造又更深入的理解,从工业界的角度出发。
(5)集成电路封装设计知识。了解封装工艺流程、气密性封装与非气密性封装、典型封装技术、几种先进封装技术、封装性能的表征、封装缺陷与失效、缺陷与失效的分析技术。
《集成电路系统级封装》是梁新夫博士写的,电子工业出版社出版。梁新夫博士是江苏长电科技股份有限公司高级副总裁、总工程师,毕业于西安交通大学材料科学及工程系、美国加州大学(尔湾)化学工程及材料科学系。曾在美国、德国等国际一流企业从事研发和管理工作,拥有非常丰富的半导体先进封装技术研发和管理经验。
(6)集成电路测试技术及失效分析知识。了解集成电路测试流程,测试原理以及集成运算放大器、电源管理芯片、电可擦除编程只读存储器芯片、微控制器芯片、数模转换芯片等常见产品的测试方法。
《集成电路测试指南》既有理论又有测试案例,介绍了半导体集成电路测试流程,测试原理以及集成运算放大器、PMIC、EEPROM、MCU、DAC等产品的测试实例。