一、混合集成電路及技術(shù)

　　混合集成技術(shù)的發(fā)展趨勢是：①用多層布線和載帶焊技術(shù)，對單片半導(dǎo)體集成電路進行組裝和互連，實現(xiàn)二次集成，制作復(fù)雜的多功能、高密度大規(guī)模混合集成電路。②無源網(wǎng)路向更密集、更精密、更穩(wěn)定方面發(fā)展,并且將敏感元件集成在它的無源網(wǎng)路中,制造出集成化的傳感器。③研制大功率、高電壓、耐高溫的混合集成電路。④改進成膜技術(shù)，使薄膜有源器件的制造工藝實用化。⑤用帶互連線的基片組裝微型片狀無引線元件、器件，以降低電子設(shè)備的價格和改善其性能。

　　制造混合集成電路常用的成膜技術(shù)有兩種：網(wǎng)印燒結(jié)和真空制膜。用前一種技術(shù)制造的膜稱為厚膜，其厚度一般在15微米以上，用后一種技術(shù)制造的膜稱為薄膜，厚度從幾百到幾千埃。若混合集成電路的無源網(wǎng)路是厚膜網(wǎng)路，即稱為厚膜混合集成電路;若是薄膜網(wǎng)路，則稱為薄膜混合集成電路。為了滿足微波電路小型化、集成化的要求，又有微波混合集成電路。這種電路按元件參數(shù)的集中和分布情況，又分為集中參數(shù)和分布參數(shù)微波混合集成電路。集中參數(shù)電路在結(jié)構(gòu)上與一般的厚薄膜混合集成電路相同，只是在元件尺寸精度上要求較高。而分布參數(shù)電路則不同，它的無源網(wǎng)路不是由外觀上可分辨的電子元件構(gòu)成，而是全部由微帶線構(gòu)成。對微帶線的尺寸精度要求較高，所以主要用薄膜技術(shù)制造分布參數(shù)微波混合集成電路。

　　二、混合集成電路設(shè)計及方法

　　1、設(shè)計規(guī)劃

　　研究和開發(fā)混合信號集成電路首先應(yīng)從市場需求出發(fā)，選定一個研究開發(fā)的目標，然后確定混合信號集成電路的系統(tǒng)定義、系統(tǒng)指標，在此基礎(chǔ)上開發(fā)和選擇合適的算法。

　　2、系統(tǒng)建模

　　當(dāng)算法確定后，將其映射成特定的結(jié)構(gòu)，以利于線路設(shè)計及對各模塊進行整體驗證。此時，混合信號集成電路的系統(tǒng)功能行為與非功能約束都要被詳細說明。另外考慮到電路的混合特性，電路必須要以不同類型的方式來規(guī)范，使用連續(xù)時變和離散時變的方式來處理，可以采用方框圖結(jié)構(gòu)形式將其分開。目前設(shè)計者常采用Matlab、C語言、SystemC、SPW 等軟件進行系統(tǒng)設(shè)計。Matlab在算法工程師中應(yīng)用極廣，作為DSP算法的首選開發(fā)工具，它擁有很大的用戶群。SystemC是一種專為集成電路系統(tǒng)設(shè)計而開發(fā)的語言，SPW是應(yīng)用最廣的系統(tǒng)級設(shè)計工具，在通信、視頻等領(lǐng)域應(yīng)用很多。

　　3、數(shù)字電路/模擬電路劃分

　　在這個階段，需要根據(jù)電路的功能將模擬電路和數(shù)字電路劃分開來。數(shù)字電路用來處理離散的信號，模擬電路則處理連續(xù)的信號。

　　4、電路級設(shè)計與仿真

　　電路可以通過具體的元器件，例如，運算放大器、晶體管、電容器、邏輯門等來表征。混合信號集成電路包括數(shù)字和模擬兩部分，其中模擬電路一般全定制設(shè)計，采用自底向上的設(shè)計流程，進行全定制版圖設(shè)計、驗證、仿真;數(shù)字電路一般采用自頂向下的設(shè)計流程，進行寄存器傳輸級描述、寄存器傳輸級仿真、測試、綜合、門級仿真。然后，將兩種電路放在混合信號驗證平臺中進行混合仿真。

　　這種混合仿真可以是寄存器傳輸級的數(shù)字電路與晶體管級的模擬電路的混合仿真，也可以是門級或晶體管級的數(shù)字電路與模擬電路的混合仿真。目前設(shè)計者主要采用由Mentor Graphics、Synopsys 和Cadence 三大EDA 工具供應(yīng)商提供的模擬和混合信號工具和技術(shù)進行混合仿真。

　　5、版圖級設(shè)計與后仿真

　　在這兩個階段，將整合后的電路級設(shè)計，結(jié)合相關(guān)物理實現(xiàn)工藝，進行對相關(guān)模擬電路和數(shù)字電路的版圖設(shè)計、設(shè)計規(guī)則檢查、版圖驗證、寄生參數(shù)提取等工作。之后通過相關(guān)的混合信號驗證平臺對整個系統(tǒng)進行混合信號電路的后仿真。

　　6、流片

　　在后仿真完成后，就可以將幾何數(shù)據(jù)標準(GDSII)格式的文件送到制板廠做掩膜板，制作完成后便可上流水線流片。

　　三、混合集成電路種類

　　存在兩種用于制造混合集成電路的成膜技術(shù)：網(wǎng)印燒結(jié)和真空成膜。用前一種技術(shù)制得的膜稱為厚膜，其厚度通常在15微米以上，而用后一種技術(shù)制得的膜稱為薄膜，其厚度在幾百埃至幾千埃之間。如果混合集成電路的無源網(wǎng)絡(luò)是厚膜網(wǎng)絡(luò)，則稱為厚膜混合集成電路。如果是薄膜網(wǎng)絡(luò)，則稱為薄膜混合集成電路。為了滿足微波電路的小型化和集成化的要求，存在微波混合集成電路。根據(jù)組成參數(shù)的集中和分布，該電路分為集中參數(shù)和分布參數(shù)微波混合集成電路。集總參數(shù)電路的結(jié)構(gòu)與常規(guī)厚膜混合集成電路的結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于元件尺寸精度更高。分布式參數(shù)電路不同。它的無源網(wǎng)絡(luò)不是由視覺上可區(qū)分的電子組件組成，而是完全由微帶線組成。微帶線的尺寸精度較高，因此薄膜技術(shù)主要用于制造分布式參數(shù)微波混合集成電路。