Integrated circuit (IC) design är en specialitet inom elektro- och datorteknik. Denna disciplin är avgörande för korrekt tillverkning av nya integrerade kretsar, som används i digitala enheter som datorer och mobiltelefoner. Det finns många detaljerade steg i IC-utvecklingsprocessen. Konceptuell design, simulering och verifieringstestning är de viktigaste grunderna i designproceduren för integrerade kretsar.
Varje integrerad krets innehåller många sammankopplade elektriska komponenter. Dessa små element inkluderar transistorer och motstånd, som används för att rikta och styra ström. IC:er är tillverkade av halvledande material som kisel. Integrerade kretsar är mycket komplicerade, och vissa kan innehålla nästan en miljard transistorer.
I integrerad kretsdesign måste element planeras noggrant och läggas ut innan ett chip kan tillverkas. På grund av komplexiteten hos moderna IC:er designas chips sällan för hand. Istället används konceptuell designprogramvara under planeringsprocessen. Detta datorstödda tillvägagångssätt gör det möjligt för kretsdesigner att undvika misstag och se till att varje chip läggs ut korrekt.
Under det konceptuella planeringsstadiet av integrerad kretsdesign arbetar experter för att lägga ut varje krets så effektivt som möjligt. Komponenter är arrangerade för att dra full nytta av tillgängligt utrymme och minska den slutliga storleken på chipet. Elektriska vägar är utformade för att vara korta och effektiva. Detta minskar kostnaden för IC och tillåter elektriska signaler att flöda utan problem.
Tillverkare av IC-chip har olika möjligheter. Maskinerna som används för att producera integrerade kretsar är ibland begränsade till vissa layouter och strukturer. Kretsplaneringsprocessen måste ta hänsyn till detta, och designers måste arbeta nära tillverkarna för att säkerställa att en föreslagen modell faktiskt kan produceras.
Efter att en ny integrerad kretsdesign har konceptualiserats måste den simuleras. I detta skede är mjukvaran återigen ett viktigt verktyg. Datorprogram används för att simulera flödet av el genom ett nydesignat chip. Den digitala logiken hos en IC observeras noggrant för fel. Om det finns ett layoutfel försöker designers hitta och ändra felet med hjälp av programvara innan den dyra tillverkningsprocessen börjar.
En kretsdesign produceras fysiskt till ett kiselchip först när experter är övertygade om att den har lagts ut korrekt. På grund av tillverkningskostnaderna produceras integrerade kretsar vanligtvis i bulk. Även efter omfattande simulering testas en ny IC-design i den verkliga världen så snart den byggs. Tillverkare av integrerade kretsar verifierar rutinmässigt varje parti kisel och kontrollerar att den digitala logiken fungerar korrekt.