一、简介   

　　CAD技术研究室从1982年开展集成电路计算机辅助设计工作至今已有三十年的历史。研究室位于东主楼九区，使用面积为454.9平方米，目前拥有Cadence, Synopsys, Silvaco等先进的EDA软件，拥有VASP，CASTEP，SIESTA等基于第一原理的模拟软件和Dell PowerEdge T410等多台工作站和60余台高性能PC。

       目前，CAD技术研究室承担多项973和国家重大专项课题，并与国内外着名企业有着密切的合作关系。正跟踪国内最新的集成电路技术，开展相应的TCAD、模型和模拟、DFM的研发工作，同时在CMOS 毫米波元器件模型和设计方法学、新型存储器方面开展深入的研究。

       CAD技术研究室有10名教师和1名工程实验系列人员，多名退休返聘的老教师依然活跃在科研第一线，现有在读博士后一名，博士研究生近二十名，硕士研究生约三十名。

在教学方面，CAD技术研究室承担了5门本科生课程和3门研究生课程。

主 任： 尹首一   电 话：（010）62794398

 　　　　　　　传 真：（010）62771130

　　　　　　     电子信箱：yinsy@tsinghua.edu.cn

副主任： 张进宇    电 话：（010）62771283

　　　　　　　　传 真：（010）62771130

　　　　　　　　电子信箱：zhangjinyu@tsinghua.edu.cn

 

二、主要在研项目

 

三、科研工作介绍

1.概述：

 CAD室近年(2005年至今)来从事研究领域包括

 极小尺寸MOS器件与无源元件集约模型和参数提取

 纳米级量子、电子器件输运方程和集约模型

新型阻变存储器的理论和实验研究

 碳基电子器件的理论和实验研究

 III-V族器件的集约建模

 工艺浮动相关的模型模拟研究

 微波/毫米波元器件建模与电路设计方法学研究

 高性能嵌入式并行计算和并行处理器架构

承担多项973，863，国家重大专项课题和自然科学基金课题，在国际上顶级会议和期刊上发表多篇高水平的论文。近年来在顶级会议上IEDM 3篇，DAC 4篇，ICCAD 5篇；在TED，EDL及APL等期刊发表文章20余篇。多位教师参加多个会议的TPC和特邀报告；2009年举办了第13届国际计算电子学会议(IWCE-2009)；余志平教授于2008年获得了IEEE fellow。

2.研究领域简要介绍

研究了20-50nm MOS器件的量子力学效应，对相关模型进行了量子力学修正，建立了应变硅中载流子的迁移率模型，建立了双栅MOSFET，FINFET的集约模型，建立了片上电感，变压器，传输线等无源元件的集约模型和参数提取工具，相关成果发表在EDL,TED等国际期刊上，并且部分成果实现到商用软件中。

 

建立了以量子力学为基础的模拟软件，能够从能带计算和量子输运的角度对纳电子器件的模拟方法进行研究，使用基于量子力学的非平衡态格林函数(NEGF)的方法，对载流子在纳电子器件中的量子输运进行研究；对于CNT、graphene及GNR材料和器件进行材料和输运模拟研究。相关工作发表在IEDM，APL，EDL,TED等国际重要会议及期刊上。

 

提出电分子动力学(EMD)的计算方法，将热、电效应引入分子动力学的模拟中，并用此方法模拟了碳基阻变存储器的原子级的开关特性。目前针对和CMOS工艺兼容的过渡金属RRAM进行实验和理论工作，相关工作发表在IEDM和TED上。

 

建立了基于物理的2D GaN HEMT器件解析I-V、 C-V模型。除基于阈值电压的整套模型，还开发了基于表面势的集约模型，具有很好的连续性和收敛性。建立了一种分布式GaN HEMT小信号模型。并提出了一套简单、有效的直接提参方法和优化算法。相关工作发表在TED等国际重要期刊上。

 

针对纳米集成电路工艺浮动对电路性能的影响。研究用于统计静态时序分析的门延时模型，统计漏电流分析方法等。相关工作发表在DAC，ICCAD，IEEE TCAD等国际重要会议及期刊上。

 

本课采用65纳米RF-CMOS工艺实现60GHz频段接收和发射宽带前端芯片设计、流片，开发出短距（不超过10米）、传输速率大于3Gbps无线传输射频芯片与模块系统。同时建立与完善24-77GHz（覆盖汽车防撞雷达频段）MOS元器件模型（包括传输线）、毫米波仿真和测试平台等软硬件开发环境。目前已完成应用于60GHz高速短距离无线传输系统中的24GHz VCO、24GHz频率综合器、60GHz PA的设计与实现以及片上无源器件包括传输线、变压器、电感和垂直叉指电容的设计与建模。

 

与Intel合作开发了告诉系统芯片仿真工具，能够实现Android手机的功能。使用图形处理器(GPU)实现了一系列高速并行EDA算法，能够大幅提升逻辑仿真、稀疏矩阵处理、时序分析的执行速度。同时，使用GPU对网络路由处理和雷达数字信号处理进行了加速，并且在GPU架构基础上探索新型高速并行计算机架构。相关工作发表在DAC、ICCAD、DATE、IEEE Trans. on VLSI和Integration等国际重要会议及期刊上。

 

四、教学工作

 

本室承担的本科生和研究生课程和主讲人：

　　以上课程全部采用多媒体课件进行教学。组织翻译了两本国外教材《集成电路器件电子学》和《射频CMOS集成电路设计》。