Recent Research Progresses
in Zhejiang University
Xiaolang Yan
Outline
Introduction
Design For Manufacture
Formal Verification
SoC and Platform Design
Introduction
 Recent R&D Activities




Research in the ICSOC framework
Research supported by various funding
R&D in joint labs with Samsung and National
Semiconductor
Industrial co-operations
 Recent Educational Activities


A series of short courses given by 8
professors from U.S., in IC training center in
Hangzhou
Joint master and Ph.D. programs with Royal
Institute of Technology, Sweden (KTH)
Design For Manufacture
 Lithographic Modeling
 New OPC Methods
 Full-Chip PSM Processing Tool
 Manufacturing Pattern Verification
 DFM of Standard Cells
 New Processes Development
Lithographic Modeling
 New Test Structure Generation Tool
 Script-driven automatic layout generation
 Testing for various physical settings
 Prepared for fine model characterization
 130nm, 90nm Lithographic Model Fitting
 Well-matched results with measurements obtained
Content-Driven OPC Method
 Content-Driven Dissection and Correction

Processing emphasis is put on functional
parts such as channels
 New Dissection Method for Frugal OPC

Distortion is measured as one criterion for
edge dissection
Full-chip PSM processing
 Phase Shifter Insertion and Phase
Assignment on Full Chip Level
Red/Blue: phase shifter with 0/180 phases
Sub-100nm Standard Cell Designs
 Sub-100nm Standard Cell DFM Flow and Real Design
Cases
 Trial OPC, trial PSM steps are added in the design
flow
 Lithographic simulation is performed to analyze
the manufacturability of designed cells in different
environment settings
 Cells are being verified in test circuitries on test
chips.
A 90nm DFF designed with good manufacturability
Test patterns zoomed-in
1D Patterns
2D Patterns
SARFs
……
……
……
Cells and testing circuitries
8 bit Counter
8 bit Adder
Tape-out
Formal Verification
 Verification-Oriented Synthesis
 Combinational Equivalence Checking
 Sequential Equivalence Checking with
Retimed Circuits
 Integrated Arithmetic Verification Based
on Abstraction Refinement
Combinational / Sequential EC
 Using CEC to
Verify
Sequential
Design
 New Algorithms
for Retimed
Circuit are in
Researching
R TL
GA TE
V e rilog
s yn th e s is
fu n ction al
n am in g
m an u al
BD D
SAT
....
com pare poin t
m appin g
com bin ation al
EC
diagn os is
GA TE n e tlis t
re port m appin g
re s u lt
Arithmetic Verification
 Arithmetic Verification Based on Abstraction
Refinement


To translate Verilog to abstract-level
languages such as CLU, SVC
Datapath abstraction methods
 Modeling the Datapath Element by,


ILP constraints
Presburger arithmetic
 New Hybrid Approaches in CLU Can Be
Verified in UCLID(from CMU)
SoC and Platform Design
 Embedded CPU Design and Its Development
Platform



CPU core design
MCU and core-centric applications design
Co-design platform and full software
development platform
 New DSP Core Design
 CPU + DSP structure
 Development platforms+FPGA
32-bit embedded CPU
 7 Pipeline Stages
 High Instruction
Density
 Real-Time Response
Scheme
 CK520 – Enhanced
Version




Hi-speed I-cache/D-cache
Memory protection
64 bit DSP instruction
Freq. 250MHz
2003年中国集成电路市场创下了41.0%的惊人增长
率,成为全球市场的最亮点
中国集成电路市场规模
2500
Revenue:100M RMB
Growth Rate Y/Y
2074
71.8%
2000
99-03 CAGR:39.4%
52.8%
50%
1144
945
1000
40%
28.6%
41.0%
21.1%
550
70%
60%
1471
1500
80%
30%
20%
500
10%
0
0%
1999
Source:CCID Consulting
2000
2001
2002
2003
由于产业升级导致需求结构向高端转变,从而带
动整体市场规模的进一步扩大
2003年中国集成电路市场
产品结构
中国集成电路市场产品结构变化
2074
单位:亿元人民币
SRAM 其他
FLASH 1.2% 5.1%
7.9%
DRAM
7.9%
232
DRAM
DSP
通用CPU
20
114
94
93
132
13.7%
27.3%
42.7%
75.2%
35.9%
75.3%
340
67.7%
嵌入式CPU
203
167
26.1%
MCU
132
381
MOS逻辑器件
298
27.9%
292
370
26.6%
2002
2003
其他
SRAM
FLASH
MOS逻辑器
件
18.4%
CPU
11.2%
MCU
8.0%
嵌入式CPU
16.4%
整体市场规模:2074亿元
106
25
163
模拟器件
17.8%
DSP
6.1%
同比增长
模拟器件
1471
93
165
126
CPU及存储芯片需求旺盛带动市场快速发展
台湾与国内半导体产业发展历程比较
1965~1973
IC产业链只有封装
政府提供优惠税收补
贴吸引国外投资者
政府成立电子研究所
和半导体实验室
准备时期
1974~1984
台湾
政府鼓励美国公司
转让技术
1984~1988
UMC转型晶片代工
新竹工业园成立
成立IC设计孵化中
心,TSMC及台湾光罩成
立
派团队到美国RC经
A取
电子所人员创业成立
多家IC设计公司
播种时期
开花时期
1989~現在
在美国海归派纷
纷返台
与海外公司技术
合作
IC产业链成型
发展时期
国内
1995~1998
政府提供优惠税收
补贴吸引国外投资者
上海张江高科技园
区成立
ST、现代封装厂及
上海杜邦光罩厂成立
1998~2002
测试、封装及IC设
计公司陆续成立
中芯、宏力等台资
晶片厂在上海成立
最大封装厂“长江
电子”成立
2003~現在
中芯、华润上海陆
续上市
苏州河舰、宁波中
资料来源:DIR、Digitimes Researc
纬、台积电等晶片
厂陆续成立
2004年IC设计行业调研汇总表
2000
注册资
年后
企业数量 本(亿
注册
元RMB) 企业
数
长三角区
201
环渤海区
83
珠三角区
77
西部地区
53
414
就业
人数
设计
人员
数量
占总
人数
%
2003年销
售额(亿
元RMB)
销售额
千万元
以上企
业数量
销售额亿
元以上企
业数量
上海111
江苏64
28.9
171
738
7
4962
67.1
7%
21.2
39
5
22.6
73
487
6
2297
61.4
6%
18.0
23
4
71
172
7
1312
75.9
7%
6
1
49
186
3
1566
84.0
6%
4
0
364
158
53
1083
7
68.3
6%
72
10
浙江26
北京68
天津 3
大连12
深圳66
广州 6
4.7
珠海 5
16.0
(2.9)
西安36
成都12
5.7
武汉 5
414
61.9
2.5
57.6
(44.6)
国家集成电路设计产业化基地建设
 批准建设上海、北京、深圳、无锡、杭州、西安、成
都7个产业化基地。
 孵小:产业化基地的关键是设计企业孵化器,已有近
150家企业落户孵化器内。
 扶强:产业化基地扶持所在地的集成电路设计单位,
大型电子整机厂的IC设计部门。
 引外:产业化基地吸引海外留学人员回国创业,吸引
跨国公司设立集成电路设计研发部门。
 产业化基地是人才培养,技术平台,新品开发,企业
成长、国际合作的集聚地
 产业化基地是集中国家资源(人才、资金、装备)推
进我国集成电路设计业的基础环境建设。
 北大众志系列:由专项重点支持的多款CPU已
研制成功,国产网络计算机已市场推广。
 龙芯系列: “龙芯”CPU产品已成功用于网络
计算机,并与海尔集团等结成产业链,开发数
字化3C产品。
 C*Core系列:210、310、510已分别得到验证,
32位RISC嵌入式平台开发完成,60多家单位成
立了C*Core产业
 上海交大汉芯DSP:使用中芯国际0.18微米工艺
设计的16位\24位\ 32位DSP芯片,制造、封装、
测试均在上海张江完成。
 中科院微电子所Co-Star DSP
“华夏网芯”系列系统芯片
由四川南山之桥微电子有限公司研制,是国内颇
具竞争力的一流集成电路设计团队。
 三大产品线:
 -“华夏网芯”系列——以太网路由器、交换机
系统芯片(SOC)
 -Xwall系列——集成防火墙、路由、交换功能的
单一芯片
 -“蓝凤凰”系列——网关杀毒芯片、URL过滤芯
片、垃圾邮件过滤芯片、VPN芯片等。
“COMIPTM”系统芯片
由大唐微电子技术有限公司研制。该芯
片综合考虑了未来通信整机产业各项技术的
发展趋势,率先提出并倡导的基于多项专利
技术的多处理机协同运算、可再编程、可再
配置的新型SoC设计平台。其设计思想先进,
性能卓越并在大唐微电子拥有自主知识产权
的可视电话、娱乐宝等产品上成功应用,它
能够适用于消费类电子、无线通信、移动通
信和固网通信等多个技术领域。
教育部、科技部建立国家集成电路人
才培养基地是我国科教工作的一大创
新
 2003年1月,教育部科技部决定在国内有相对优势
的高校建立国家级集成电路人才培养基地。
 2003年7月,教育部科技部批准在北大、清华、浙
大、复旦、西电、交大、东南、成电、华中科大建
设国家级集成电路人才培养基地。
 坚持教育创新与科技创新,与创一流学科相结合,
与国家集成电路设计产业化基地相互动,以人为本,
产学结合,走紧密型国际化道路。
 目标:至2010年,培养高层次集成电路设计人才4
万人,工艺人才1万人。为我国的集成电路设计与
制造进入世界第一方阵提供高素质人才保证。
国家集成电路人才培养体系
全国集成电路师资国际培训中心
(教育部,科技部,外国专家局支持)
国家集成电路人才培养基地(9-15所大学)
(清华、北大、浙大、复旦、交大、西电、成电、东南、华中)
国内有较强实力的理工科大学(35家)
国家集成电路设计产业化基地与
国内大型企事业单位(在职教育、继续教育)
Thank
you!
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Recent Research Progresses in Zhejiang University