Разработка средств автоматизации проектирования радиационно-стойкой микроэлементной базы для нового поколения систем управления двойного назначения

• Автор: Ачкасов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 334 с. : ил.

Введение.
1. Современное состояние средств автоматизированного проектирования микроэлементной базы для систем управления

двойного назначения.

1.1. Направление развития бортовых вычислительных

комплексов для систем управления двойного назначения

1.2. Состояние и задачи развития микроэлементной базы

для систем управления двойного назначения.

1.3. Анализ состояния средств проектирования элементной

базы нового поколения бортовых вычислительных комплексов

1.4. Задачи автоматизации проектирования современных радиационностойких микроэлектронных компонентов

для управляющих вычислительных комплексов двойного назначения.

2. Обоснование структуры средств автоматизации проектирования радиационностойких КМОП, КНС БИС двойного назначения.
2.1. Методика автоматизации проектирования нового поколения элементной базы и вычислительных систем управления на ее основе.
2.2. Разработка базовых лингвистических средств дизайн центра.
2.3. Технология формирования и разработка единой
информационной среды дизайн центра
2.4 Обоснование архитектуры дизайн центра проектирования универсальной и специализированной радиационно стойких
микросхем для вычислительных комплексов систем управления.
2.5 Структура прикладных программных средств дизайн центра проектирования
3. Оценка стойкости элементной базы и математическое обеспечение расчета тепловых и термомеханических эффектов.
3.1. Алгоритм оценки стойкости микроэлектронных компонентов к специальным факторам
3.2. Комплексное решение задач моделирования тепловых, термомеханических эффектов при воздействии
рентгеновского излучения
3.2.1 Динамическая модель процессов, возникающих в конструкции микроэлектронного устройства при воздействии рентгеновского
излучения.
3.2.2. Прогнозирование тепловых эффектов
3.2.3 Прогнозирование термомеханических эффектов
3.3. Методика расчета стойкости микроэлектронных устройств к воздействию рентгеновского излучения по тепловым и термомеханическим эффектам
4. Моделирование переходных ионизационных эффектов
в элементах КМОП микросхем
4.1. Расчет мощности дозы импульсного рентгеновского,
гамма и нейтронного излучения
4.2. Моделирование переходных процессов при воздействии
импульсного излучения.
4.3 Средства схемотехнического моделирования базовых
элементов КМОП БИС
4.4. Схемотехническое моделирование базовых структур
БИС при импульсном радиационном воздействии.
5. Моделирование интегральных ионизационных эффектов в КМОПизделиях в САПР сквозного проектирования.
5.1. Общая методология моделирования радиационноиндуцированного накопления заряда в
диэлектрике МОПтранзистора с учетом влияния полевого оксида
5.2. Моделирование накопления заряда в подзатворном
диэлектрике транзистора.
5.3. Моделирование накопления заряда в диэлектрике паразитного транзистора, образованного полевым оксидом на периферии
основного канального транзистора.
5.4. Влияние вносимых при облучении структурных
повреждений на характеристики МОПструктур.
5.5. Моделирование статических видов радиации на
схемотехническом и функциональнологическом уровнях
6. Особенности реализации средств автоматизированного
проектирования радиационностойкой микросхем.
6.1 Создание научной и промышленной базы автоматизации проектирования и производства специализированных СБИС двойного назначения и вычислительных комплексов на их основе.
6.2. Особенности построения системы автоматизации
проектирования радиационностойких КМОП, КНС СБИС
6.3. Интеграция проблемноориентированного
программного обеспечения САПР
6.4. Моделирование тепловых и термомеханических эффектов.
6.5. Моделирование ионизационной реакции от
импульсного ионизирующего воздействия
6.6. Моделирование статического ионизирующего воздействия
6.7. Оценка эффективности разработанных средств
6.8. Создание библиотеки базовых элементов.
6.9. Разработка ядра функционально полного комплекса БИС двойного назначения на КМОП приборах для цифровой обработки сигналов
Литература


Поэтому единственным вариантом выхода из кризисного положения и обеспечения, в первую очередь, задач национальной безопасности страны и технологической независимости является создание современной отечественной научной и промышленной инфраструктуры автоматизации проектирования, производство и испытания самой современных МЭК и систем на их основе. Практически речь идет о создании новой инфраструктуры электронной промышленности с учетом имеющихся ресурсов, основанной на современной методологической основе проектирования и изготовление СБИС и целых систем на кристалле с заказными функциями в сочетании с применением самых современных научнотехнических. При решении этой задачи необходимо использовать опыт создания подобных систем как в наиболее развитых зарубежных странах, так и стран в которых в последние годы значительно ускорены темпы развития электронной промышленности. К ним, в первую очередь, относится Тайвань, Южная Корея, Китай и другие страны Азиатского региона. Особо важное значение имеет проблемноориентированное прикладное программное обеспечение ПОПО собственно автоматизации проектирования. Наряду с современными технологиями, данные средства являются самыми оберегаемыми секретами, особенно это относится к средствам проектирования радиационностойких СБИС. Опыт развития электронной промышленности Азиатских стран и, в первую очередь, Китая показывает, что современные фирмы создают совместные предприятия с установкой современных технологических линий с нормами до 0,0, мкм и ПОПО СБИС, но ориентированных на проектирование и производство узкоспециализированных СБИС, например для электронных кредитных карточек, мобильных телефонов, различных систем телевидения для использования дешевой рабочей силы и получение сверхприбыли. В тоже время они пресекают попытки адаптации данных средств для разработки и производства СБИС для военной техники. Как правило, мировой рынок средств автоматизации проектирования представлен устаревшими программными комплексами летней давности. Ведущие зарубежные фирмы считают, что такой подход позволит им сохранить лидерство в ближайшей и долговременной перспективе. В настоящее время известны САПР зарубежных фирм i , , v, i, которые непрерывно развиваются и для этого выделяются большие средства. Например, i ежегодно вкладывает до 0 млн. США на модернизацию и развитие новых методов и средств автоматизации проектирования. В штате этой фирмы работают около высококвалифицированных программистов. Вложение значительных финансовых средств, научный потенциал, продуманная политика продвижения программных продуктов позволяет данной фирме удерживать до мирового рынка САПР в электронике. Сравнительный анализ имеющихся на рынке САПР различных ведущих зарубежных фирм, показал, что они обеспечивают возможность автоматизации проектирования всех этапов СБИС, применяемых в аппаратуре широкого распространения и, в первую очередь, бытовой электронной аппаратуре. Они могут быть использованы как основа для создания отечественных средств автоматизации специализированных МЭК и ВК двойного назначения, которые имеют ключевое значение в обеспечении технологической безопасности страны. В последнее время мировая практика в области проектирования и производства СБИС претерпела существенные изменения. Основная причина повышение уровня затрат, высокий уровень капиталовложений, снижение времени на поставку продукции заказчикам. Решение перечисленных техникоэкономических проблем требует изменения структуры полупроводниковой отрасли, наметилась тенденция к разделению труда и специализации предприятий между разработкой СБИС, их производством и продажей. Суть новых взаимоотношений в следующем. Многие компании, которые проектировали и изготавливали собственные СБИС, пришли к выводу, что дешевле сделать собственную разработку, а часть или все изготовление передать специализированным производственным компаниям обработка пластин по контракту с потреби гелем, которые получили название . Последние не проектируют собственную продукцию, но организуют быстрое изготовление СБИС по заказам. Организация контрактного заказного производства стала возможной, т. СБИС. Затраты па строительство и развитие современного микроэлектронного производства значительны. Например, завод по производству полупроводниковых пластин диаметром 0 мм с проектными нормами 0,0, мкм.