Cos'è la progettazione di circuiti integrati?
La progettazione di circuiti integrati (IC) è una specialità di ingegneria elettrica e informatica. Questa disciplina è vitale per la corretta fabbricazione di nuovi circuiti integrati, che vengono utilizzati in dispositivi digitali come computer e telefoni cellulari. Ci sono molti passaggi dettagliati nel processo di sviluppo IC. Progettazione concettuale, simulazione e test di verifica sono i fondamenti principali della procedura di progettazione del circuito integrato.
Ogni circuito integrato contiene molti componenti elettrici interconnessi. Questi piccoli elementi includono transistor e resistori, che vengono utilizzati per dirigere e controllare la corrente. I circuiti integrati sono fabbricati con materiale semi conduttivo come il silicio. I circuiti integrati sono estremamente complessi e alcuni possono contenere quasi un miliardo di transistor.
Nella progettazione di circuiti integrati, gli elementi devono essere meticolosamente pianificati e disposti prima di poter produrre un chip. A causa della complessità dei moderni circuiti integrati, i chip sono raramente progettati a mano. Invece, durante il processo di pianificazione viene utilizzato un software di progettazione concettuale. Questo approccio assistito dal computer consente ai progettisti di circuiti di evitare errori e garantire che ogni chip sia disposto correttamente.
Durante la fase di pianificazione concettuale della progettazione di circuiti integrati, gli esperti lavorano per disporre ciascun circuito nel modo più efficiente possibile. I componenti sono disposti in modo da sfruttare appieno lo spazio disponibile e ridurre le dimensioni finali del chip. I percorsi elettrici sono progettati per essere brevi ed efficienti. Ciò riduce il costo dell'IC e consente ai segnali elettrici di fluire senza problemi.
I produttori di chip IC hanno capacità diverse. I macchinari utilizzati per produrre circuiti integrati sono talvolta limitati a determinati layout e strutture. Il processo di pianificazione del circuito deve tenerne conto e i progettisti devono lavorare a stretto contatto con i produttori per assicurarsi che un modello proposto possa effettivamente essere prodotto.
Dopo che un nuovo progetto di circuito integrato è stato concettualizzato, deve essere simulato. In questa fase, il software è di nuovo uno strumento importante. I programmi per computer vengono utilizzati per simulare il flusso di elettricità attraverso un chip di nuova concezione. La logica digitale di un circuito integrato viene osservata attentamente per gli errori. Se esiste un errore di layout, i progettisti cercano di trovare e modificare l'errore utilizzando il software prima che inizi il costoso processo di produzione.
Un progetto di circuito viene fisicamente prodotto in un chip di silicio solo quando gli esperti sono convinti che sia stato disposto correttamente. A causa dei costi di produzione, i circuiti integrati sono generalmente prodotti sfusi. Anche dopo una simulazione approfondita, un nuovo design IC viene testato nel mondo reale non appena viene costruito. I produttori di circuiti integrati verificano regolarmente ogni lotto di silicio e controllano che la logica digitale funzioni correttamente.