Thiết kế mạch tích hợp là gì?

Thiết kế mạch tích hợp (IC) là một chuyên môn về kỹ thuật điện và máy tính.Kỷ luật này rất quan trọng cho việc chế tạo các mạch tích hợp mới thích hợp, được sử dụng trong các thiết bị kỹ thuật số như máy tính và điện thoại di động.Có nhiều bước chi tiết trong quá trình phát triển IC.Thiết kế khái niệm, mô phỏng và thử nghiệm xác minh là các nguyên tắc cơ bản chính của quy trình thiết kế mạch tích hợp. Mỗi mạch tích hợp chứa nhiều thành phần điện được kết nối với nhau.Các yếu tố nhỏ này bao gồm bóng bán dẫn và điện trở, được sử dụng để chỉ đạo và kiểm soát dòng điện.IC được sản xuất từ vật liệu bán dẫn như silicon.Các mạch tích hợp rất phức tạp và một số có thể chứa gần một tỷ bóng bán dẫn. Trong thiết kế mạch tích hợp, các yếu tố phải được lên kế hoạch tỉ mỉ và được đặt ra trước khi có thể sản xuất chip.Do sự phức tạp của IC hiện đại, chip hiếm khi được thiết kế bằng tay.Thay vào đó, phần mềm thiết kế khái niệm được sử dụng trong quá trình lập kế hoạch.Cách tiếp cận hỗ trợ máy tính này cho phép các nhà thiết kế mạch tránh sai lầm và đảm bảo rằng mọi chip được đặt ra chính xác. Trong giai đoạn lập kế hoạch khái niệm của thiết kế mạch tích hợp, các chuyên gia làm việc để đưa ra từng mạch một cách hiệu quả nhất có thể.Các thành phần được sắp xếp để tận dụng tối đa không gian có sẵn và giảm kích thước cuối cùng của chip.Con đường điện được thiết kế để ngắn và hiệu quả.Điều này làm giảm chi phí của IC và cho phép tín hiệu điện chảy mà không gặp vấn đề gì. Các nhà sản xuất chip IC có các khả năng khác nhau.Các máy móc được sử dụng để tạo ra các mạch tích hợp đôi khi được giới hạn ở một số bố cục và cấu trúc nhất định.Quá trình lập kế hoạch mạch phải tính đến điều này và các nhà thiết kế phải hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất để đảm bảo một mô hình được đề xuất thực sự có thể được sản xuất. Sau khi một thiết kế mạch tích hợp mới đã được khái niệm hóa, nó phải được mô phỏng.Ở giai đoạn này, phần mềm lại là một công cụ quan trọng.Các chương trình máy tính được sử dụng để mô phỏng dòng điện thông qua một chip mới được thiết kế.Logic kỹ thuật số của IC được quan sát chặt chẽ cho các lỗi.Nếu một lỗi bố trí tồn tại, các nhà thiết kế cố gắng tìm và sửa đổi lỗi bằng cách sử dụng phần mềm trước khi quy trình sản xuất đắt tiền bắt đầu. Một thiết kế mạch được sản xuất vật lý thành chip silicon chỉ khi các chuyên gia hài lòng rằng nó đã được đặt chính xác.Do chi phí sản xuất, các mạch tích hợp thường được sản xuất với số lượng lớn.Ngay cả sau khi mô phỏng rộng rãi, một thiết kế IC mới đã được thử nghiệm trong thế giới thực ngay khi nó được xây dựng.Các nhà sản xuất mạch tích hợp thường xuyên xác minh từng lô silicon và kiểm tra xem logic kỹ thuật số có hoạt động đúng không.