第一节 集成电路版图定义、内涵及实质
随着微电子技术的突飞猛进，新技术、新工艺、新材料不断涌现，设计方法、设计手段、设计理念不断更新，版图设计已从单纯的图形设计发展为需要综合考虑各方面因素的、复杂的设计问题。一个优秀的版图设计工程师不仅需要了解版图设计的技术、技巧，还应该对相关的电路系统问题、工艺问题以及一些重要的物理效应有深刻的理解。
但是，集成电路版图设计也确实是令设计者们感到困惑的一个环节，我们常常感到版图设计似乎没有什么“规矩”，设计的经验性往往掩盖了设计的科学性。即使是有多年版图设计经验的人有时也“说不清”为什么要这样或那样设计。在多年的科研与教学实践中，我们感到版图设计方面的问题是最令学生感到无所适从的问题之一。
集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节，是一个必不可少的重要环节。通过集成电路版图设计，可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。因此，版图设计是一个上承电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁，其重要性可见一斑。
集成电路版图定义：集成电路的版图就是为集成电路制造所用的掩膜上的几何图形。 集成电路版图内涵：集成电路的版图是集成电路设计到集成电路制造不可却少的技术环
节。
集成电路版图实质：版图（Layout）设计或者称作物理（Physical设计是把每个原件的
电路表示转换成图形集合表示，同时，元件间连接的线网也被转换成几何连线图形。
电路图
版图 N-wellPoly P-Sub
Metal
第二节 集成电路版图设计内涵及重要性
一、集成电路版图设计内涵
集成电路版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物理描述遵守由制造工艺、设计流程以及通过仿真显示为可行的性能要求所带来的一系列约束。
二、集成电路版图设计的重要性
● 版图设计是集成电路产品设计中重要的一环。
● IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。
● 版图设计工程师就是根据产品前段设计电路或文件要求，按照工艺设计规则，设计产品的版图；
● 对产品版图进行规则检查，电路与版图匹配检；
● 完成用于生产加工的产品最终设计。
三、集成电路版图设计的工作内容
●
●
● 芯片物理结构分析（显微镜的使用和简单维护，芯片检查分析）； 负责进行版图布局规划； 负责与设计工程师进行有效沟通，协助其查找问题，并提出合理化建议；
● 集成电路版图编辑（基本单元的版图设计，基本功能单元的版图设计，基本模拟电路版图设计，较大规模版图布局设计，版图优化，大规模版图布局设计，根据电路性能要求对版图进行各种优化）；
● 集成电路逻辑分析（简单逻辑图的识别，层次化逻辑图的输入，整理逻辑图，逻辑仿真，大规模逻辑仿真）；
● 集成电路版图物理验证（物理验证，参数提取后仿真，编写修改验证文件）； ● 联系代工厂（理解设计与制造之间的接口，掌握设计与制造之间的接口）；
● 集成电路版图自动布局布线（数据准备，布局布线）；
● 建立集成电路设计后端的流程等。
四、集成电路版图设计工程师的职业要求
● 教育培训：电子，微电子相关专业。
● 具备的知识：一定的IC设计、版图设计理论知识，一定的ESD、EMI设计知识；熟悉IC设计流程，CAD版图设计各个环节的工作特点，CMOS集成电路的制造工艺流程，工艺原理、工艺工作流程，scan chain，国内外Foundry；
● 电路设计的基础知识、集成电路制造工艺、对空间和版图规划拥有直觉和想象能力、熟练使用EDA工具。
● 工作经验：精通主要的EDA软件，Virtuoso、Laker、SocEncounter、 Astro、Calibre、Assura等版图设计工具的专业性能和使用方法，模拟layout设计，验证文件、验证工具、验证过程；掌握半导体器件的工作原理和关键特性，主要IC设计硬件平台的使用和专业性能；具有数字版图布局布线相关知识；熟练使用Cadence的布局布线工具；能进行数模全芯片的验证；能编写DRC、LVS等设计检查规则；一定的沟通协作能力。
五、集成电路版图设计工程师的职位认证（从业资格）
集成电路版图设计师共设4个等级，分别是版图设计员（职业资格四级）、助理版图设计师（职业资格三级）、版图设计师（职业资格二级）、高级版图设计师（职业资格一级）。目前已经开始推行中级和高级两个级别的培训，适用对象为从事或准备从事集成电路版图设计的人员。
1、 中等职业技术学校以上，电子电工类、计算机类专业毕业者或从事相关工作5
年以上者；可以申请参加版图设计员职业资格鉴定；
2、 大专以上微电子专业毕业，或取得版图设计员中级职业资格，连续从事本职业
工作2年以上者，可以申请参加助理版图设计师职业资格鉴定；
3、 取得助理版图设计师职业资格，连续从事本职业2年以上者，可以申请参加版
图设计师职业资格鉴定；
4、 取得版图设计师职业资格证书后，连续从事本职业2年以上者，可以申请参加
高级版图设计师职业资格鉴定。
集成电路版图设计职业技能鉴定分“理论知识考试”和“技能操作考核”2个部分。技能操作考核采用上机实际操作方式，由3-5名考评员组成考评小组，根据考生现场操作表现及实际操作输出结果，按统一标准评定得分。两项鉴定均采用100分制，达到60分及以上者为合格。成绩全部合格者可获得相应等级的《集成电路版图设计国家职业资格证书》。
第三节 集成电路版图设计方法
1．按设计自动化程度来分： 有手工设计和自动设计。
2．按照对布局布线位置的限制和布局模块的限制来分：有全定制(full custom)和半定制 (semi custom ) 2大类。
3．而对于全定制设计模式有:几何图形的交互图形编辑、符号法和积木块自动布图。
本章小结
本章介绍了集成电路版图定义、内涵及实质。本章介绍了集成电路版图的原理、特点和作用， 集成电路版图设计的重要性，集成电路版图设计的工作内容，集成电路版图设计职业要求，集成电路版图设计工程师的职位认证及集成电路版图设计方法。
本章以集成电路版图定义、内涵及实质为主，需要重点理解及掌握。
第一节 集成电路版图定义、内涵及实质
随着微电子技术的突飞猛进，新技术、新工艺、新材料不断涌现，设计方法、设计手段、设计理念不断更新，版图设计已从单纯的图形设计发展为需要综合考虑各方面因素的、复杂的设计问题。一个优秀的版图设计工程师不仅需要了解版图设计的技术、技巧，还应该对相关的电路系统问题、工艺问题以及一些重要的物理效应有深刻的理解。
但是，集成电路版图设计也确实是令设计者们感到困惑的一个环节，我们常常感到版图设计似乎没有什么“规矩”，设计的经验性往往掩盖了设计的科学性。即使是有多年版图设计经验的人有时也“说不清”为什么要这样或那样设计。在多年的科研与教学实践中，我们感到版图设计方面的问题是最令学生感到无所适从的问题之一。
集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节，是一个必不可少的重要环节。通过集成电路版图设计，可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。因此，版图设计是一个上承电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁，其重要性可见一斑。
集成电路版图定义：集成电路的版图就是为集成电路制造所用的掩膜上的几何图形。 集成电路版图内涵：集成电路的版图是集成电路设计到集成电路制造不可却少的技术环
节。
集成电路版图实质：版图（Layout）设计或者称作物理（Physical设计是把每个原件的
电路表示转换成图形集合表示，同时，元件间连接的线网也被转换成几何连线图形。
电路图
版图 N-wellPoly P-Sub
Metal
第二节 集成电路版图设计内涵及重要性
一、集成电路版图设计内涵
集成电路版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物理描述遵守由制造工艺、设计流程以及通过仿真显示为可行的性能要求所带来的一系列约束。
二、集成电路版图设计的重要性
● 版图设计是集成电路产品设计中重要的一环。
● IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。
● 版图设计工程师就是根据产品前段设计电路或文件要求，按照工艺设计规则，设计产品的版图；
● 对产品版图进行规则检查，电路与版图匹配检；
● 完成用于生产加工的产品最终设计。
三、集成电路版图设计的工作内容
●
●
● 芯片物理结构分析（显微镜的使用和简单维护，芯片检查分析）； 负责进行版图布局规划； 负责与设计工程师进行有效沟通，协助其查找问题，并提出合理化建议；
● 集成电路版图编辑（基本单元的版图设计，基本功能单元的版图设计，基本模拟电路版图设计，较大规模版图布局设计，版图优化，大规模版图布局设计，根据电路性能要求对版图进行各种优化）；
● 集成电路逻辑分析（简单逻辑图的识别，层次化逻辑图的输入，整理逻辑图，逻辑仿真，大规模逻辑仿真）；
● 集成电路版图物理验证（物理验证，参数提取后仿真，编写修改验证文件）； ● 联系代工厂（理解设计与制造之间的接口，掌握设计与制造之间的接口）；
● 集成电路版图自动布局布线（数据准备，布局布线）；
● 建立集成电路设计后端的流程等。
四、集成电路版图设计工程师的职业要求
● 教育培训：电子，微电子相关专业。
● 具备的知识：一定的IC设计、版图设计理论知识，一定的ESD、EMI设计知识；熟悉IC设计流程，CAD版图设计各个环节的工作特点，CMOS集成电路的制造工艺流程，工艺原理、工艺工作流程，scan chain，国内外Foundry；
● 电路设计的基础知识、集成电路制造工艺、对空间和版图规划拥有直觉和想象能力、熟练使用EDA工具。
● 工作经验：精通主要的EDA软件，Virtuoso、Laker、SocEncounter、 Astro、Calibre、Assura等版图设计工具的专业性能和使用方法，模拟layout设计，验证文件、验证工具、验证过程；掌握半导体器件的工作原理和关键特性，主要IC设计硬件平台的使用和专业性能；具有数字版图布局布线相关知识；熟练使用Cadence的布局布线工具；能进行数模全芯片的验证；能编写DRC、LVS等设计检查规则；一定的沟通协作能力。
五、集成电路版图设计工程师的职位认证（从业资格）
集成电路版图设计师共设4个等级，分别是版图设计员（职业资格四级）、助理版图设计师（职业资格三级）、版图设计师（职业资格二级）、高级版图设计师（职业资格一级）。目前已经开始推行中级和高级两个级别的培训，适用对象为从事或准备从事集成电路版图设计的人员。
1、 中等职业技术学校以上，电子电工类、计算机类专业毕业者或从事相关工作5
年以上者；可以申请参加版图设计员职业资格鉴定；
2、 大专以上微电子专业毕业，或取得版图设计员中级职业资格，连续从事本职业
工作2年以上者，可以申请参加助理版图设计师职业资格鉴定；
3、 取得助理版图设计师职业资格，连续从事本职业2年以上者，可以申请参加版
图设计师职业资格鉴定；
4、 取得版图设计师职业资格证书后，连续从事本职业2年以上者，可以申请参加
高级版图设计师职业资格鉴定。
集成电路版图设计职业技能鉴定分“理论知识考试”和“技能操作考核”2个部分。技能操作考核采用上机实际操作方式，由3-5名考评员组成考评小组，根据考生现场操作表现及实际操作输出结果，按统一标准评定得分。两项鉴定均采用100分制，达到60分及以上者为合格。成绩全部合格者可获得相应等级的《集成电路版图设计国家职业资格证书》。
第三节 集成电路版图设计方法
1．按设计自动化程度来分： 有手工设计和自动设计。
2．按照对布局布线位置的限制和布局模块的限制来分：有全定制(full custom)和半定制 (semi custom ) 2大类。
3．而对于全定制设计模式有:几何图形的交互图形编辑、符号法和积木块自动布图。
本章小结
本章介绍了集成电路版图定义、内涵及实质。本章介绍了集成电路版图的原理、特点和作用， 集成电路版图设计的重要性，集成电路版图设计的工作内容，集成电路版图设计职业要求，集成电路版图设计工程师的职位认证及集成电路版图设计方法。
本章以集成电路版图定义、内涵及实质为主，需要重点理解及掌握。