使用16nm FinFET ADFP虛擬製程進行類比單元式電路設計與佈局教學

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最後更新日期 2026-07-20

課程分類:先進製程IC設計人才培育計畫_FinFET Layout模組教材／ 114年度
課程簡介:

本課程計劃的主要目標是透過使用TSMC ADFP FinFET製程完成類比積體電路之基本電路設計與佈局實作。由於FinFET製程的結構與平面式MOSFET有著巨大的結構差異，且佈局規則也因3D立體結構與更加微縮的材料間距限制增加許多新的規範，類比電路的設計與佈局相較於平面式電晶體有更多的挑戰，製程本身特性也更加地向數位電路靠齊，因此新製程的學習與應用，更需同時涵蓋數位和類比電路的混合信號電路設計，並且具有更加數位式模組化與單元式量化元件的類比電路設計概念。透過這門課程，學生將有機會探索前瞻的FinFET製程下元件非理想特性對電路設計的挑戰。結合理論課程和實際專題操作，使學生了解FinFET製程與傳統的Planar MOSFET技術在電路設計上的差異，並學習如何運用這個模組教材以TSMC ADFP FinFET製程，由佈局非理想與佈局良率作出發的類比電路設計思維，實現多個基本類比電路的佈局練習與優化，從而提升對先進製程的認識，獲得以FinFET製程實現類比電路設計的實用技巧，期望將來可以使用FinFET製程進行大型類比電路研究，如類比數位轉換器的設計與實現。
課程內容涵蓋了基本元件特性與基本類比電路的設計與佈局，重點在於使用TSMC ADFP FinFET製程，如何在考慮先進製程的非理想效應與佈局良率出發的設計考量完成類比子電路的設計，包括基本元件特性、環形振盪器、寬擺幅偏壓電流源、各式運算放大器以及比較器等電路。此外，課程也訂定引入類比單元量化電路設計的概念，對16nm製程進行特性分析，提供可用的基本FinFET元件設計，從系統化的分析開始定義類比電路可以使用的基本電晶體尺寸，以單元量化、模組化與特徵化的元件組成基本類比電路，未來可應用此概念再擴展成更大的類比功能電路，如濾波器或類比數位轉換器的設計，以發揮FinFET製程的最佳設計與佈局成果；最終，讓學生將能夠實現一個基本的類比功能電路專題設計。