基本信息
書名:CMOS及其他先導技術:特大規模集成電路設計
定價:99.00元
作者:劉金(Tsu-Jae King Liu) 科林·庫恩(Ke
齣版社:機械工業齣版社
齣版日期:2018-04-01
ISBN:9787111593911
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝-膠訂
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
本書概述現代CMOS晶體管的技術發展,提齣新的設計方法來改善晶體管性能存在的局限性。本書共四部分。一部分迴顧瞭芯片設計的注意事項並且基準化瞭許多替代性的開關器件,重點論述瞭具有更陡峭亞閾值擺幅的器件。第二部分涵蓋瞭利用量子力學隧道效應作為開關原理來實現更陡峭亞閾值擺幅的各種器件設計。第三部分涵蓋瞭利用替代方法實現更高效開關性能的器件。第四部分涵蓋瞭利用磁效應或電子自鏇攜帶信息的器件。本書適閤作為電子信息類專業與工程等專業的教材,也可作為相關專業人士的參考書。
目錄
Contents目 錄
譯者序
前言
部分 CMOS電路和工藝限製
章 CMOS數字電路的能效限製2
1.1 概述2
1.2 數字電路中的能量性能摺中3
1.3 能效設計技術6
1.4 能量限製和總結8
參考文獻9
第2章 先導工藝晶體管等比例縮放:特大規模領域可替代器件結構10
2.1 引言10
2.2 可替代器件結構10
2.3 總結22
參考文獻23
第3章 基準化特大規模領域可替代器件結構30
3.1 引言30
3.2 可替代器件等比例縮放潛力30
3.3 可比器件的縮放潛力33
3.4 評價指標35
3.5 基準測試結果37
3.6 總結38
參考文獻39
第4章 帶負電容的擴展CMOS44
4.1 引言44
4.2 直觀展示45
4.3 理論體係47
4.4 實驗工作51
4.5 負電容晶體管54
4.6 總結56
緻謝57
參考文獻57
第二部分 隧道器件
第5章 設計低壓高電流隧穿晶體管62
5.1 引言62
5.2 隧穿勢壘厚度調製陡峭度63
5.3 能量濾波切換機製65
5.4 測量電子輸運帶邊陡度66
5.5 空間非均勻性校正68
5.6 pn結維度68
5.7 建立一個完整的隧穿場效應晶體管80
5.8 柵極效率大化84
5.9 避免其他的設計問題88
5.10 總結88
緻謝89
參考文獻89
第6章 隧道晶體管92
6.1 引言92
6.2 隧道晶體管概述93
6.3 材料與摻雜的摺中95
6.4 幾何尺寸因素和柵極靜電99
6.5 非理想性103
6.6 實驗結果106
6.7 總結108
緻謝108
參考文獻108
第7章 石墨烯和二維晶體隧道晶體管115
7.1 什麼是低功耗開關115
7.2 二維晶體材料和器件的概述116
7.3 碳納米管和石墨烯納米帶116
7.4 原子級薄體晶體管124
7.5 層間隧穿晶體管130
7.6 內部電荷與電壓增益陡峭器件137
7.7 總結137
參考文獻137
第8章 雙層僞自鏇場效應晶體管…140
8.1 引言140
8.2 概述141
8.3 基礎物理145
8.4 BiSFET設計和集約模型152
8.5 BiSFET邏輯電路和仿真結果157
8.6 工藝161
8.7 總結162
緻謝163
參考文獻163
第三部分 可替代場效應器件
第9章 關於相關氧化物中金屬絕緣體轉變與相位突變的計算與學習166
9.1 引言166
9.2 二氧化釩中的金屬絕緣體轉變168
9.3 相變場效應器件172
9.4 相變兩端器件178
9.5 神經電路181
9.6 總結182
參考文獻182
0章 壓電晶體管187
10.1 概述187
10.2 工作方式188
10.3 PET材料的物理特性190
10.4 PET動力學193
10.5 材料與器件製造200
10.6 性能評價203
10.7 討論205
緻謝206
參考文獻206
1章 機械開關209
11.1 引言209
11.2 繼電器結構和操作210
11.3 繼電器工藝技術214
11.4 數字邏輯用繼電器設計優化220
11.5 繼電器組閤邏輯電路227
11.6 繼電器等比例縮放展望232
參考文獻234
第四部分 自鏇器件
2章 納米磁邏輯:從磁有序到磁計算240
12.1 引言與動機240
12.2 作為二進製開關單元的單域納米磁體242
12.3 耦閤納米磁體特性244
12.4 工程耦閤:邏輯門與級聯門246
12.5 磁有序中的錯誤248
12.6 控製磁有序:同步納米磁體250
12.7 NML計算係統252
12.8 垂直磁介質中的納米磁體邏輯255
12.9 兩個關於電路的案例研究259
12.10 NML電路建模260
12.11 展望:NML電路的未來261
緻謝261
參考文獻262
3章 自鏇轉矩多數邏輯門邏輯267
13.1 引言267
13.2 麵內磁化的SMG268
13.3 仿真模型270
13.4 麵內磁化開關的模式272
13.5 垂直磁化SMG276
13.6 垂直磁化開關模式278
13.7 總結283
參考文獻284
4章 自鏇波相位邏輯286
14.1 引言286
14.2 自鏇波的計算287
14.3 實驗驗證的自鏇波元件及器件287
14.4 相位邏輯器件290
14.5 自鏇波邏輯電路與結構292
14.6 與CMOS的比較297
14.7 總結299
參考文獻300
第五部分 關於互連的思考
5章 互連304
15.1 引言304
15.2 互連問題305
15.3 新興的電荷器件技術的互連選項307
15.4 自鏇電路中的互連思考312
15.5 自鏇弛豫機製315
15.6 自鏇注入與輸運效率318
15.7 電氣互連與半導體自鏇電子互連的比較320
15.8 總結與展望324
參考文獻324
作者介紹
文摘
序言
本書對“特大規模集成電路設計”的探討,在我看來,不僅僅是理論層麵的介紹,更重要的是其設計理念和工程實踐的傳遞。我希望它能夠深入講解如何在大規模係統中實現高效的信號處理和數據傳輸,如何進行功耗和熱量的管理,以及如何確保設計的可靠性和魯棒性。我非常好奇書中是否會涉及高級驗證技術,例如形式驗證、門級仿真、混閤信號仿真等,以及如何構建完善的驗證平颱來確保設計質量。對於大規模IC設計的復雜性,我希望本書能夠提供一些有效的管理和協同方法,幫助團隊有效地完成從概念到最終産品的整個設計周期。如果書中能夠包含一些關於“Chiplet”技術或片上係統(SoC)設計的案例,說明如何將多個功能模塊集成到一個芯片上,並解決它們之間的通信和協作問題,那將對我理解現代復雜芯片的設計思路非常有啓發。
評分讓我感到驚喜的是,這本書的語言風格似乎非常專業而又嚴謹。雖然我還沒有深入閱讀,但從其標題和內容介紹來看,它應該是在技術細節上毫不妥協。我期待它能夠準確地運用各種工程術語,並且對每個概念都有清晰、無歧義的定義。在描述技術原理時,我希望作者能夠提供嚴謹的數學推導和物理模型,這樣纔能讓讀者真正理解其背後的科學依據。我曾讀過一些技術書籍,有的雖然內容不錯,但講解過於口語化,缺乏深度,最終反而讓人覺得不夠專業。這本書在這方麵應該會做得很好,它會像一位經驗豐富的工程師在娓娓道來,但每句話都充滿分量。我特彆期待它能夠解釋清楚CMOS器件的各項關鍵參數,比如閾值電壓、柵極電容、遷移率等等,並且能夠說明這些參數是如何影響電路性能的。此外,對於先導技術部分,我希望它能夠詳細介紹這些新技術的物理原理、製造工藝以及與傳統CMOS技術的區彆和優勢,這樣纔能讓我跟上行業發展的最新步伐。
評分我是一名對CMOS技術及其在現代電子産品中應用充滿興趣的讀者。我非常關注CMOS技術在不斷縮小尺寸、提高性能、降低功耗方麵的進展。這本書如果能深入講解CMOS器件的物理機製,包括電荷輸運、閾值電壓的調控、短溝道效應等,並在此基礎上分析不同工藝節點的特點和演進趨勢,那將對我非常有幫助。我希望它能解釋清楚CMOS技術如何支持日益增長的計算需求,以及在各種應用場景下的錶現,例如高性能計算、移動通信、物聯網設備等。對於書中提到的“其他先導技術”,我希望它能與CMOS技術進行對比分析,闡述它們各自的優劣勢,以及在特定領域的互補性或替代性。例如,如果書中能夠探討CMOS與新興存儲技術(如相變存儲、鐵電存儲)或新興邏輯器件(如碳納米管晶體管)的結閤,那將是非常具有前瞻性的內容。
評分我對這本書的結構設計印象深刻。它似乎遵循瞭一種由淺入深、由宏觀到微觀的邏輯順序。開篇可能先是介紹整個集成電路設計領域的大背景,然後逐步聚焦到CMOS技術的核心概念,再深入到各種先導技術以及具體的特大規模集成電路設計方法。這樣的結構安排,對於初學者來說,能夠建立起一個整體的認知框架,理解各個技術點之間的關聯性,而對於有一定基礎的讀者,則可以快速找到自己需要的深入信息。我特彆注意到,每個章節的開頭都可能包含一個簡要的概述,列齣本章將要討論的主要內容,這讓我能夠提前對即將接觸到的知識有一個預期的把握。而章節的結尾,似乎又會有一個小結,總結本章的關鍵要點,或者提齣一些思考題,這有助於鞏固學習效果。此外,書中齣現的各種概念和術語,我推測應該都配有詳細的解釋,或者在附錄中有專門的術語錶,這樣可以避免讀者在閱讀過程中因為不理解個彆詞匯而産生睏惑。我曾經在閱讀其他技術書籍時遇到過這種情況,一個不認識的術語就可能打斷整個閱讀思路。這本書在這一點上做得比較到位,應該能大大降低閱讀的門檻。
評分我個人非常看重技術書籍的實用性和可操作性。這本書的題目錶明它涵蓋瞭CMOS技術和集成電路設計,我希望它能夠提供切實可行的設計指南和工程建議,而不僅僅是概念的堆砌。我希望它能夠詳細介紹各種設計約束,例如時序、功耗、麵積和可製造性,以及如何在滿足這些約束的前提下進行優化。對於初學者而言,如果書中能夠提供一些入門級的實踐案例,或者指導讀者如何使用相關的EDA工具進行仿真和驗證,那就更有價值瞭。我尤其希望書中能夠對不同設計流程中的關鍵步驟進行詳細的說明,比如邏輯綜閤、布局布綫、時鍾樹綜閤、電源完整性分析等,並給齣一些最佳實踐。如果作者能夠分享一些在實際工程項目中遇到的典型問題及其解決方案,那就更能體現齣這本書的經驗價值。
評分這本書的封麵設計非常簡潔,色彩搭配偏嚮於科技感,深藍色和銀色的組閤給人一種嚴謹、專業的感覺。封麵上印刷的字體大小適中,標題“CMOS及其他先導技術:特大規模集成電路設計”非常醒目,副標題也清晰地錶明瞭書籍的內容重點。整體而言,這樣的封麵風格很符閤一本技術類書籍的定位,能夠吸引到目標讀者,讓人覺得內容會比較紮實。在書的側邊,齣版社的信息和書號也印刷得清晰可見,方便查找和管理。拿到手裏,書的紙張觸感很好,厚實而有質感,翻閱的時候沒有廉價感,這對於一本需要經常查閱的技術書籍來說,是很重要的考量。我特彆留意瞭書的裝幀方式,采用的是鎖綫膠裝,這樣的裝訂方式比純膠裝要牢固得多,書頁不容易脫落,可以更好地應對長時間的使用和反復翻閱。印刷的質量也非常高,文字清晰銳利,沒有齣現模糊或者錯印的情況,即使是圖錶中的細小綫條也能夠清晰呈現,這一點對於理解復雜的電路圖和技術細節至關重要。我甚至還仔細看瞭書的目錄頁,排版非常閤理,章節劃分清晰,讓我能夠快速地找到我感興趣的部分。總的來說,從外在的包裝和印刷質量上,這本書就已經給我留下瞭非常好的第一印象,讓人充滿期待去深入瞭解其內在的內容。
評分在我看來,一本優秀的CMOS及先導技術設計書籍,除瞭深厚的理論基礎,還應該具備前瞻性和行業視野。我期待這本書能夠不僅僅停留在現有技術的介紹,更能對未來的技術發展趨勢進行預測和分析。例如,在CMOS技術方麵,它是否會討論超越摩爾定律的挑戰,以及下一代材料和器件的研發方嚮?在先導技術方麵,它是否會探討量子計算、人工智能硬件加速、生物電子學等領域對集成電路設計提齣的新需求和新機遇?我希望這本書能夠提供對這些前沿領域的基本概念、技術瓶頸和發展前景的介紹,並分析集成電路設計在其中扮演的角色。此外,我特彆關注書中是否會對不同國傢和地區在集成電路領域的研發投入和産業布局進行一定的梳理和分析,這對於瞭解全球半導體産業的格局非常有益。
評分在內容方麵,我最期待的是它對“先導技術”的深入剖析。在集成電路領域,技術的迭代速度非常快,瞭解最新的先導技術對於保持競爭力至關重要。我希望這本書能夠詳細介紹例如FinFET、GAAFET等先進的晶體管結構,解釋它們的工作原理、製造工藝的挑戰以及對器件性能的提升。同時,我也希望它能夠涵蓋更廣泛的先導技術,比如新型互連材料、先進的封裝技術,甚至是量子計算和憶阻器等前沿領域。如果書中能夠提供這些技術的最新發展動態、潛在的應用前景以及相關的研究方嚮,那就太有價值瞭。我對書中的圖示部分也寄予厚望,尤其是那些展示先進器件結構的剖麵圖或者示意圖,希望能夠清晰地展現齣納米級彆的器件特徵。此外,我非常看重技術的可行性和實用性,如果書中能夠提及這些先導技術在實際産品中的應用案例,或者分析其商業化前景,那就更能讓我感受到這本書的實際價值。
評分對於“特大規模集成電路設計”這個部分,我充滿瞭好奇。這不僅僅是設計一個簡單的芯片,而是要處理數億甚至數十億個晶體管的復雜係統。我希望這本書能夠詳細闡述在如此龐大的設計規模下,所麵臨的各種挑戰,比如功耗、信號完整性、時序收斂、可製造性設計(DFM)等等。我期待它能夠介紹先進的設計流程和方法論,包括如何有效地進行模塊劃分、接口定義、層次化設計以及驗證。對於具體的EDA(電子設計自動化)工具,我希望書中能夠給齣一些指導性的說明,比如常用的工具鏈、關鍵的設計選項以及如何利用這些工具來優化設計。我尤其關心書中是否會涉及芯片的物理設計階段,例如版圖規劃、布綫策略、時鍾樹綜閤(CTS)以及功耗優化等細節。如果能夠提供一些實際的設計案例分析,或者展示一些復雜芯片的內部結構和設計思路,那就更能讓我領略到特大規模集成電路設計的精妙之處。
評分在翻閱過程中,我最直觀的感受是這本書的排版和字體選擇。它采用瞭比較經典的排版方式,行距適中,段落之間有清晰的區分,使得閱讀起來不會感到擁擠或者壓抑。字體的大小也恰到好處,既不會太小導緻眼部疲勞,也不會太大顯得冗餘。我特彆喜歡它在引用公式或者技術術語時所使用的字體樣式,通常會采用一種稍有區彆的字體,這樣能夠有效地將正文內容和專業術語區分開來,增強瞭文本的可讀性。而且,書中大量的圖錶和示意圖,其綫條流暢,標注清晰,色彩運用也很得當,沒有齣現那種讓人眼花繚亂或者難以辨認的情況。對於我這種需要通過圖示來理解復雜概念的讀者來說,這一點至關重要。即使是那些復雜的集成電路結構圖,也能夠被分解成易於理解的部分,並配以詳細的文字說明。我注意到,在一些關鍵的技術點上,作者還特彆使用瞭加粗或者不同顔色的文字來強調,這種細緻的處理方式有助於讀者快速抓住核心信息,避免遺漏重要知識點。另外,我還有一個小小的習慣,就是會留意書中的頁眉和頁腳。這本書的頁眉清晰地標注瞭章節標題,而頁腳則標記瞭頁碼,這使得我在閱讀過程中可以隨時瞭解自己的閱讀進度,並能快速地在不同章節之間跳轉。這種人性化的設計,在一定程度上提升瞭閱讀體驗。
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