▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例。有了電腦,事情都變得容易
有了完整規(guī)畫(huà)后,接下來(lái)便是畫(huà)出平面的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。在IC 設(shè)計(jì)中,邏輯合成這個(gè)步驟便是將確定無(wú)誤的 HDL code,放入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具(EDA tool),讓電腦將 HDL code 轉(zhuǎn)換成邏輯電路,產(chǎn)生如下的電路圖。之后,反覆的確定此邏輯閘設(shè)計(jì)圖是否符合規(guī)格并修改,直到功能正確為止。

▲控制單元合成后的結(jié)果。
最后,將合成完的程序碼再放入另一套 EDA tool,進(jìn)行電路布局與繞線(xiàn)(Place And Route)。在經(jīng)過(guò)不斷的檢測(cè)后,便會(huì)形成如下的電路圖。圖中可以看到藍(lán)、紅、綠、黃等不同顏色,每種不同的顏色就代表著一張光罩。至于光罩究竟要如何運(yùn)用呢?

▲常用的演算芯片- FFT 芯片,完成電路布局與繞線(xiàn)的結(jié)果。層層光罩,疊起一顆芯片
首先,目前已經(jīng)知道一顆IC 會(huì)產(chǎn)生多張的光罩,這些光罩有上下層的分別,每層有各自的任務(wù)。下圖為簡(jiǎn)單的光罩例子,以集成電路中最基本的元件 CMOS 為范例,CMOS 全名為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體 (Complementary metal–oxide–semiconductor),也就是將 NMOS 和 PMOS 兩者做結(jié)合,形成 CMOS。至于什么是金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)?這種在芯片中廣泛使用的元件比較難說(shuō)明,一般讀者也較難弄清,在這里就不多加細(xì)究。
下圖中,左邊就是經(jīng)過(guò)電路布局與繞線(xiàn)后形成的電路圖,在前面已經(jīng)知道每種顏色便代表一張光罩。右邊則是將每張光罩?jǐn)傞_(kāi)的樣子。制作是,便由底層開(kāi)始,依循上一篇IC 芯片的制造中所提的方法,逐層制作,最后便會(huì)產(chǎn)生期望的芯片了。
