集積回路設計とは？

集積回路（IC）設計は、電気およびコンピューターエンジニアリングの専門分野です。 この規律は、コンピューターや携帯電話などのデジタルデバイスで使用される新しい集積回路の適切な製造に不可欠です。 IC開発プロセスには多くの詳細な手順があります。 概念設計、シミュレーション、および検証テストは、集積回路設計手順の主要な基本です。

各集積回路には、相互接続された多くの電気部品が含まれています。 これらの小さな要素には、電流の誘導と制御に使用されるトランジスタと抵抗が含まれます。 ICは、シリコンなどの半導体材料から製造されます。 集積回路は非常に複雑で、10億個近くのトランジスタを含むものもあります。

集積回路設計では、チップを製造する前に、要素を綿密に計画してレイアウトする必要があります。 最新のICは複雑であるため、チップが手作業で設計されることはほとんどありません。 代わりに、計画プロセス中に概念設計ソフトウェアが使用されます。 このコンピューター支援のアプローチにより、回路設計者はミスを避け、すべてのチップが正しくレイアウトされるようにします。

集積回路設計の概念計画段階で、専門家は各回路を可能な限り効率的にレイアウトするよう努めます。 コンポーネントは、利用可能なスペースを最大限に活用し、チップの最終サイズを縮小するように配置されています。 電気経路は短く効率的に設計されています。 これにより、ICのコストが削減され、電気信号を問題なく流すことができます。

ICチップメーカーにはさまざまな機能があります。 集積回路の製造に使用される機械は、特定のレイアウトと構造に制限される場合があります。 回路計画プロセスではこれを考慮する必要があり、設計者はメーカーと緊密に協力して、提案されたモデルが実際に製造できることを確認する必要があります。

新しい集積回路の設計が概念化された後、それをシミュレートする必要があります。 この段階では、ソフトウェアは再び重要なツールです。 コンピュータープログラムは、新しく設計されたチップを通る電気の流れをシミュレートするために使用されます。 ICのデジタルロジックは、エラーを注意深く観察します。 レイアウトに誤りがある場合、設計者は高価な製造プロセスが始まる前にソフトウェアを使用して障害を見つけて修正しようとします。

回路設計は、専門家がそれが正しくレイアウトされていることに満足した場合にのみ、シリコンチップに物理的に作成されます。 製造コストのため、通常、集積回路は大量生産されます。 広範なシミュレーションを行った後でも、新しいIC設計は、構築されるとすぐに実世界でテストされます。 集積回路メーカーは、シリコンの各バッチを定期的に検証し、デジタルロジックが適切に機能していることを確認します。