Recent Research Progresses in Zhejiang University

1. Recent Research Progresses in Zhejiang University Xiaolang Yan

2. Outline • Introduction • Design For Manufacture • Formal Verification • SoC and Platform Design

3. Introduction • Recent R&D Activities • Research in the ICSOC framework • Research supported by various funding • R&D in joint labs with Samsung and National Semiconductor • Industrial co-operations • Recent Educational Activities • A series of short courses given by 8 professors from U.S., in IC training center in Hangzhou • Joint master and Ph.D. programs with Royal Institute of Technology, Sweden (KTH)

4. Design For Manufacture • Lithographic Modeling • New OPC Methods • Full-Chip PSM Processing Tool • Manufacturing Pattern Verification • DFM of Standard Cells • New Processes Development

5. Lithographic Modeling • New Test Structure Generation Tool • Script-driven automatic layout generation • Testing for various physical settings • Prepared for fine model characterization • 130nm, 90nm Lithographic Model Fitting • Well-matched results with measurements obtained

6. Content-Driven OPC Method • Content-Driven Dissection and Correction • Processing emphasis is put on functional parts such as channels • New Dissection Method for Frugal OPC • Distortion is measured as one criterion for edge dissection

7. Full-chip PSM processing • Phase Shifter Insertion and Phase Assignment on Full Chip Level Red/Blue: phase shifter with 0/180 phases

8. Sub-100nm Standard Cell Designs • Sub-100nm Standard Cell DFM Flow and Real Design Cases • Trial OPC, trial PSM steps are added in the design flow • Lithographic simulation is performed to analyze the manufacturability of designed cells in different environment settings • Cells are being verified in test circuitries on test chips. A 90nm DFF designed with good manufacturability

9. Test patterns zoomed-in 2D Patterns 1D Patterns SARFs …… …… ……

10. Cells and testing circuitries 8 bit Counter 8 bit Adder

11. Tape-out

12. Formal Verification • Verification-Oriented Synthesis • Combinational Equivalence Checking • Sequential Equivalence Checking with Retimed Circuits • Integrated Arithmetic Verification Based on Abstraction Refinement

13. Combinational / Sequential EC • Using CEC to Verify Sequential Design • New Algorithms for Retimed Circuit are in Researching

14. Arithmetic Verification • Arithmetic Verification Based on Abstraction Refinement • To translate Verilog to abstract-level languages such as CLU, SVC • Datapath abstraction methods • Modeling the Datapath Element by, • ILP constraints • Presburger arithmetic • New Hybrid Approaches in CLU Can Be Verified in UCLID(from CMU)

15. SoC and Platform Design • Embedded CPU Design and Its Development Platform • CPU core design • MCU and core-centric applications design • Co-design platform and full software development platform • New DSP Core Design • CPU + DSP structure • Development platforms+FPGA

16. 32-bit embedded CPU • 7 Pipeline Stages • High Instruction Density • Real-Time Response Scheme • CK520 – Enhanced Version • Hi-speed I-cache/D-cache • Memory protection • 64 bit DSP instruction • Freq. 250MHz

17. 2003年中国集成电路市场创下了41.0%的惊人增长率，成为全球市场的最亮点2003年中国集成电路市场创下了41.0%的惊人增长率，成为全球市场的最亮点 中国集成电路市场规模 Revenue:100M RMB Growth Rate Y/Y 99-03 CAGR：39.4% Source：CCID Consulting

18. 由于产业升级导致需求结构向高端转变，从而带动整体市场规模的进一步扩大由于产业升级导致需求结构向高端转变，从而带动整体市场规模的进一步扩大 2003年中国集成电路市场 产品结构 中国集成电路市场产品结构变化 同比增长 2074 13.7% 单位：亿元人民币 27.3% 42.7% 75.2% 1471 35.9% 其他 75.3% SRAM FLASH 67.7% DRAM DSP 通用CPU 26.1% 嵌入式CPU MCU 27.9% MOS逻辑器件 26.6% 模拟器件 整体市场规模：2074亿元 CPU及存储芯片需求旺盛带动市场快速发展

19. 台湾与国内半导体产业发展历程比较 台湾 1989~現在 • 在美国海归派纷纷返台 • 与海外公司技术合作 • IC产业链成型 1974~1984 • 政府鼓励美国公司转让技术 • 新竹工业园成立 • 派团队到美国RC经A取 • 1965~1973 • IC产业链只有封装 • 政府提供优惠税收补贴吸引国外投资者 • 政府成立电子研究所和半导体实验室 1984~1988 • UMC转型晶片代工 • 成立IC设计孵化中心,TSMC及台湾光罩成立 • 电子所人员创业成立多家IC设计公司 准备时期 播种时期 开花时期 发展时期 国内 1998~2002 • 测试、封装及IC设计公司陆续成立 • 中芯、宏力等台资晶片厂在上海成立 • 最大封装厂“长江电子”成立 1995~1998 • 政府提供优惠税收补贴吸引国外投资者 • 上海张江高科技园区成立 • ST、现代封装厂及上海杜邦光罩厂成立 2003~現在 • 中芯、华润上海陆续上市 • 苏州河舰、宁波中纬、台积电等晶片厂陆续成立 资料来源:DIR、Digitimes Research, 2004/9

23. 2004年IC设计行业调研汇总表

24. 国家集成电路设计产业化基地建设 • 批准建设上海、北京、深圳、无锡、杭州、西安、成都7个产业化基地。 • 孵小：产业化基地的关键是设计企业孵化器，已有近150家企业落户孵化器内。 • 扶强：产业化基地扶持所在地的集成电路设计单位，大型电子整机厂的IC设计部门。 • 引外：产业化基地吸引海外留学人员回国创业，吸引跨国公司设立集成电路设计研发部门。 • 产业化基地是人才培养，技术平台，新品开发，企业成长、国际合作的集聚地 • 产业化基地是集中国家资源（人才、资金、装备）推进我国集成电路设计业的基础环境建设。

25. 北大众志系列：由专项重点支持的多款CPU已研制成功，国产网络计算机已市场推广。北大众志系列：由专项重点支持的多款CPU已研制成功，国产网络计算机已市场推广。 • 龙芯系列： “龙芯”CPU产品已成功用于网络计算机，并与海尔集团等结成产业链，开发数字化3C产品。 • C*Core系列：210、310、510已分别得到验证，32位RISC嵌入式平台开发完成，60多家单位成立了C*Core产业 • 上海交大汉芯DSP：使用中芯国际0.18微米工艺设计的16位\24位\ 32位DSP芯片,制造、封装、测试均在上海张江完成。 • 中科院微电子所Co-Star DSP

26. “华夏网芯”系列系统芯片 由四川南山之桥微电子有限公司研制，是国内颇具竞争力的一流集成电路设计团队。 • 三大产品线： • －“华夏网芯”系列——以太网路由器、交换机系统芯片（SOC） • －Xwall系列——集成防火墙、路由、交换功能的单一芯片 • －“蓝凤凰”系列——网关杀毒芯片、URL过滤芯片、垃圾邮件过滤芯片、VPN芯片等。

27. “COMIPTM”系统芯片 由大唐微电子技术有限公司研制。该芯片综合考虑了未来通信整机产业各项技术的发展趋势，率先提出并倡导的基于多项专利技术的多处理机协同运算、可再编程、可再配置的新型SoC设计平台。其设计思想先进，性能卓越并在大唐微电子拥有自主知识产权的可视电话、娱乐宝等产品上成功应用，它能够适用于消费类电子、无线通信、移动通信和固网通信等多个技术领域。

28. 教育部、科技部建立国家集成电路人才培养基地是我国科教工作的一大创新教育部、科技部建立国家集成电路人才培养基地是我国科教工作的一大创新 • 2003年1月，教育部科技部决定在国内有相对优势的高校建立国家级集成电路人才培养基地。 • 2003年7月，教育部科技部批准在北大、清华、浙大、复旦、西电、交大、东南、成电、华中科大建设国家级集成电路人才培养基地。 • 坚持教育创新与科技创新，与创一流学科相结合，与国家集成电路设计产业化基地相互动，以人为本，产学结合，走紧密型国际化道路。 • 目标：至2010年，培养高层次集成电路设计人才4万人，工艺人才1万人。为我国的集成电路设计与制造进入世界第一方阵提供高素质人才保证。

29. 国家集成电路人才培养体系

30. Thank you!