IC半导体的基础知识(三)

杂质半导体 在本征半导体中，如果掺入微量的杂质(某些特殊元素)，将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电能力显著改变。根据掺入杂质性质的不同，杂质半导体分为电子型半导体(N型)和空穴型半导体(P型)两大类。

1.N型半导体

若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，这样，硅原子占有的某些位置会被掺入的微量元素(如磷)原子所取代。而整个晶体结构基本不变。11等规范，不然，这芯片将无法和市面上的产品兼容，使它无法和其他设备联机。磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。由此可见，掺入一个五价元素的原子，就能提供一个自由电子。必须注意的是，产生自由电子的同时并没有产生空穴，但由于热运动原有的晶体仍会产生少量的电子空穴对。所以，只要在本征半导体中掺入微量的五价元素，就可以得到大量的自由电子，且自由电子数目远比掺杂前的电子空穴对数目要多得多。

这种以自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。VCS具有目前行业中的模拟性能，其出色的内存管理能力足以支持千万门级的ASIC设计，而其模拟精度也完全满足深亚微米ASICSign-Off的要求。N型半导体中存在着大量的自由电子，这就提高了电子与空穴的复合机会，相同温度下空穴的数目比掺杂前要少。所以，在N型半导体中，电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质浓度越高，自由电子数目越大，导电能力也就越强。

在N型半导体中，一个杂质原子提供一个自由电子，当杂质原子失去一个电子后，就变为固定在晶格中不能移动的正离子，但它不是载流子。因此，N型半导体就可用正离子和与之数量相等的自由电子去表示。

数字IC中硬件木马

由于当今集成电路设计行业各个阶段的相对***性，同时芯片设计与芯片制造过程分离的产业形式，导致攻击者可能在芯片设计与制造环节中，将带有特定恶意功能的“硬件木马”电路植入到芯片内部的硬件电路中。而CMOS工艺主要用在5V以下的低电压环境，并且持续朝低电压方向发展。然而，集成电路芯片早已广泛应用于国民经济的各个领域，一旦遭受“硬件木马”攻击，必给社会各方面带来严重后果。

首先根据AES算法原理，设计并优化了一个128位的AES加密电路，并将其作为原始参考设计，在其中实现各种不同类型的硬件木马，然后从以下三个相对***的方向着手来探索数字IC设计领域中硬件木马的特性与检测方法：FPGA设计流程，首先在片上实现我们的原始AES加密设计以及植入有木马的AES设计，然后利用Nios II软核处理器搭建测试平台，来进行AES模块的测试以及其中硬件木马的检测；ASIC设计流程，通过完成原始AES加密模块和植入有木马的AES设计的后端实现并比较例如时钟树结构之类的***信息、旁路信息，探索数字ASIC设计中检测硬件木马的潜在方法；电路的概率签名理论，首先简要介绍这一理论的数学原理，然后尝试运用其来分析我们的AES设计中某一功能模块的等价性。可以说接口的功能固然强大，但是问题又来了：首先，因为事务交易处理器中的方法采用了层次化应用的方式去访问对应端口的信号，所以我们只能为两个相同功能的接口分别编写两个几乎一样的事务交易处理器，为什么呢。

数字ic设计之综合介绍

在数字IC设计流程中，前端设计工程师，根据SPEC，完成RTL实现之后，有一步非常重要的环节，就是综合，那么什么是综合呢？

综合是一种在众多结构、速度、功能已知的逻辑单元库的基础上，以满足时序、面积、逻辑网络结构为目标的从寄存器传输级（RTL）到门级的映射方案，它将行为级描述，映射成为了要求工艺库下的，标准门单元电路的拓扑连接。

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IC设计方案行业的盆友都了解，数字集成电路所追求的并并不是加工工艺连接点。温度越高，电子流动所产生的作用就越大，其彻底***IC内一条通路的时间就越少，即IC的寿命也就越短，这也就是高温会缩短IC寿命的本质原因。只是加工工艺，设计方案，板图，实体模型，封裝这些全部全产业链上边每个一部分的融合。而数字电路设计所追求的大量的则是系统架构图，优化算法的提升，针对加工工艺则是无止尽的追求图形界限少，功能损耗少，传送延迟时间少。