Models for Large Integrated Circuits

یک مدار میکروالکترونیک مدرن را می توان با یک ساختمان بزرگ، یک شهر بزرگ، در یک منطقه بسیار کوچک مقایسه کرد. یک تراشه حافظه، یک DRAM، ممکن است تا 64 میلیون بیت در سطحی به اندازه چند سانتی متر مربع داشته باشد. هر نسل جدید از مدارهای مجتمع با فاکتورهای چهار در پیچیدگی کلی اندازه‌گیری می‌شود - نیاز به افزایش قابل‌توجهی در چگالی نسبت به فناوری فعلی، دقت بیشتر، کاهش اندازه ویژگی‌های هندسی و افزایش کل سطح قابل استفاده دارد. صنعت میکروالکترونیک این روند را تعیین کرده است. سرمایه‌های بسیار زیادی در ساخت کارخانه‌های جدید سرمایه‌گذاری شده است تا مدارهای فوق‌العاده بزرگ را با حداکثر دقت در شدیدترین شرایط تولید کنند. کاهش اندازه ویژگی به زیر میکرون -0.7 میکرون به سرعت در دسترس است - نه تنها مشکلات تکنولوژیکی را به همراه دارد. مشکلات طراحی جدید نیز به وجود می آید. عناصری که مدارهای میکروالکترونیک از آنها ساخته می شوند، ترانزیستورها و اتصالات به هم، شکل و رفتار متفاوتی نسبت به قبل دارند. پدیده‌هایی که در یک فناوری چهار میکرونی می‌توان نادیده گرفت، مانند غیریکنواختی پروفیل دوپینگ در یک ترانزیستور، یا ظرفیت متقابل بین دو سیم، اکنون نقش مهمی در طراحی مدار بازی می‌کند. این وضعیت زندگی طراح الکترونیکی را آسان‌تر نمی‌کند: او باید اثرات انگلی بیشتری را در نظر بگیرد، تا جایی که طراحی ایده‌آل او طبق برنامه‌ریزی اولیه عمل نکند.

A modern microelectronic circuit can be compared to a large construction, a large city, on a very small area. A memory chip, a DRAM, may have up to 64 million bit locations on a surface of a few square centimeters. Each new generation of integrated circuit- generations are measured by factors of four in overall complexity -requires a substantial increase in density from the current technology, added precision, a decrease of the size of geometric features, and an increase in the total usable surface. The microelectronic industry has set the trend. Ultra large funds have been invested in the construction of new plants to produce the ultra large-scale circuits with utmost precision under the most severe conditions. The decrease in feature size to submicrons -0.7 micron is quickly becoming availabl- does not only bring technological problems. New design problems arise as well. The elements from which microelectronic circuits are build, transistors and interconnects, have different shape and behave differently than before. Phenomena that could be neglected in a four micron technology, such as the non-uniformity of the doping profile in a transistor, or the mutual capacitance between two wires, now play an important role in circuit design. This situation does not make the life of the electronic designer easier: he has to take many more parasitic effects into account, up to the point that his ideal design will not function as originally planned.