Системы автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники

Магистратура 2023/2024

Статус: Курс обязательный (Прикладная электроника и фотоника)

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Кожухов Максим Владимирович, Силкин Денис Сергеевич, Харитонов Игорь Анатольевич

Прогр. обучения: Прикладная электроника и фотоника

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчётности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки магистра 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника» по магистерской программе «Инжиниринг в электронике», изучающих дисциплину «Системы автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники».

Цель освоения дисциплины

Целью изучения дисциплины «Системы автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники» является теоретическая и практическая подготовка студентов к решению организационных, научных и технических задач при разработке и применении моделей, методов и средств автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники при комплексной компьютеризации этапа проектирования.
В ходе освоения дисциплины решаются следующие задачи:
• преподавание студентам основополагающих сведений по решению научно-практических задач при создании, модернизации и эксплуатации систем автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники;
• изучение основ методов формирования математических моделей электронных изделий;
• изучение методов автоматизированного проектирования электронных изделий с использованием системного подхода;
• приобретение навыков использования средств автоматизации проектирования в целях разработки электронных изделий на современной элементной базе и их математических моделей;

Планируемые результаты обучения

Владеть: - навыками использования средств автоматизации проектирования в целях разработки электронных изделий; - навыками работы с технической литературой по наноэлектронике; - навыками разработки и применения специализированного программно-математического обеспечения для проектировании аналоговых и цифровых устройств; - навыками решения проектных задач с использованием математических моделей; - методами и средствами моделирования элементов в среде САПР.
Владеть: - навыками использования средств автоматизации проектирования в целях разработки электронных изделий; - навыками работы с технической литературой по наноэлектронике; - навыками разработки и применения специализированного программно-математического обеспечения для проектировании аналоговых и цифровых устройств; - навыками решения проектных задач с использованием математических моделей; - методами и средствами моделирования элементов в среде САПР.
Владеть: Методами и программными продуктами для топологического проектирования и схемотехнического моделирования фрагментов интегральных схем.
Владеть: Навыками использования средств приборно-технологического проектирования в целях разработки электронных изделий на современной элементной базе.
Знает: - виды и назначение математических моделей физических процессов функционирования компонентов систем связи, схем различной сложности; - существующие модели компонентов изделий микро- и наноэлектроники; - основные методы формирования математических моделей; - номенклатуру и назначение современного программного обеспечения для решения инженерных задач.
Знать: Методы и особенности проектирования схем высокой степени интеграции и «систем на кристалле». Подсистемы логико-временного, смешанного А/Ц и теплового моделирования в САПР БИС.
Знать: Методы Схемотехническое и топологическое проектирование ИС различной степени интеграции. Компактные модели элементов ИС. Библиотеку топологий типовых элементов и фрагментов цифровых и аналоговых ИС. Понятие базовый матричный кристалл (БМК).
Знать: Описание технологического маршрута изготовления прибора. Физико-математические модели технологических операции диффузии, ионной имплантации, отжига, окисления, нанесения материалов, травления, металлизации. Параметры управления перечисленными операциями. Дрейфо-диффузионную и гидродинамическая модели переноса носителей заряда в п/п структурах.
Знать: Сквозной маршрут проектирования «снизу-вверх»: технологический процесс, п/п приборы или элементы ИС; микросхемы низкого или среднего уровня интеграции; БИС и «системы на кристалле» (СнК). Специфика каждого этапа, используемое программное обеспечение. Уметь: Выбирать маршруты проектирования ЭКБ, выбирать программные средства для проектирования в зависимости от объекта проектирования.
Уметь: - применять математические модели, ЭВМ и пакеты САПР для изучения процессов функционирования инфокоммуникационных устройств и систем связи; - использовать и развивать передовые отечественные и зарубежные достижения в области электроники при проведении научных исследований и разработки проектов перспективных систем и устройств на их основе.
Уметь: - применять методы автоматизированного проектирования электронных изделий с использованием системного подхода; - анализировать, верифицировать, оценивать полноту информации в ходе профессиональной деятельности, при необходимости синтезировать недостающую информацию.
Уметь: - применять современные средства разработки программного обеспечения при проектировании аналоговых и цифровых устройств; - использовать типовые и оригинальные программные продукты для решения инженерных задач.
Уметь: проводить моделирование фрагментов цифровых и А/Ц ИС с помощью пакетов САПР.
Уметь: Проводить приборно-технологическое проектирование структур элементов в сответствии с поставленными задачами и с заданным набором электрических характеристик. Уметь определять необходимые физические модели в зависимости от задач моделирования.
Уметь: Рассчитывать параметры биполярных и МОП-транзисторов, характеристики типовых фрагментов цифровых и аналоговых ИС с помощью SPICE-подобных программ. Компоновать элементы на п/п кристалле. Проводить трассировку межсоединений.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Маршруты автоматизированного проектирования изделий НЭ и МЭ.
Тема 2. Приборно-технологическое проектирование технологии и компонентов схем с помощью систем TCAD.
Тема 3. Логическое, схемотехническое и топологическое проектирование ИС и БИС.
Тема 4. Особенности проектирования «систем на кристалле» (СнК).

Элементы контроля

Практические занятия
Домашнее задание
Экзамен

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 2 модуль
0.25 * Домашнее задание + 0.25 * Практические занятия + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Кожухов Максим Владимирович
Харитонов Игорь Анатольевич

Программа дисциплины