理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC300XD(電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 300)集積回路工学Integrated circuits engineering
吉野 理貴Michitaka YOSHINO
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2022 |
授業コードClass code | H5561 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
曜日・時限Day/Period | 金2/Fri.2 |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 小金井 |
教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | |
備考(履修条件等)Notes | |
他学部公開科目Open Program | |
他学部公開(履修条件等)Open Program (Notes) | |
グローバル・オープン科目Global Open Program | |
成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
成績優秀者の他学部科目履修(履修条件等)Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
SDGsCPSDGs CP | |
アーバンデザインCPUrban Design CP | |
ダイバーシティCPDiversity CP | |
未来教室CPLearning for the Future CP | |
カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
千代田コンソ単位互換提供(他大学向け)Chiyoda Campus Consortium | |
カテゴリー<理工学部>Category |
電気電子工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
1. Understand the overall flow of manufacturing design of integrated circuits.
2. Comprehensively master the basic knowledge necessary for manufacturing and designing.
3. Understand the idea of trade-off that exists during device / circuit design / reliability / test.
Before/after each class meeting, students will be expected to spend four hours to understand the course content.
Your overall grade in the class will be decided based on the following
Term-end examination: 80%、Short reports : 10%、in class contribution: 10%
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
1.集積回路の製造設計の全体フローを理解できる。
2.製造と設計に必要な基礎知識を網羅的に習得できる。
3.デバイス・回路設計・信頼性・テストの間にあるトレードオフという考え方に慣れることができる。
到達目標Goal
1.基本電子回路の電気特性を見積もることができる。
2.集積回路の種類と特徴を知ることができる。
3.ばらつき・信頼性・製品テストといった工学に共通の考え方を習得することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
1.プロセスフローとレイアウト構成を概観した後、MOSトランジスタと配線の電気特性、スケーリング則について説明する。
2.デジタル・アナログ・メモリ各回路のデバイス・回路設計基礎技術を学んだ後、集積回路に限定されない工学に共通のばらつき・信頼性・製品テストの考え方に触れる。
3.主要な設計制約となってきている電力・エネルギーの性能・コストとのトレードオフを解説し、最後に最先端プロセス・デバイス・設計技術を紹介する。
課題等の提出・フィードバックは「学習支援システム」を通じて行う予定です。
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching:対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]:集積回路工学の概要
集積回路工学の全体像、各回での講義内容概要、本講義で得られるもの
第2回[対面/face to face]:プロセスフローとレイアウト設計
CMOSプロセスフロー、レイアウト設計技術
第3回[対面/face to face]:MOSトランジスタの電気特性
MOSトランジスタの電圧ー電流特性、電圧ー容量特性
第4回[対面/face to face]:配線・伝送線の電気特性
配線の抵抗・容量・インダクタンス、Elmoreの遅延モデル、配線設計技術、伝送線路モデル
第5回[対面/face to face]:インバータ
インバータのDC特性、ゲート遅延・パワーの見積もり、バッファの最適化
第6回[対面/face to face]:ムーアの法則とスケーリング
集積回路のコスト、歩留り、ムーアの法則、スケーリング則
第7回[対面/face to face]:デジタル回路
デジタルICの種類と特徴、同期回路の基礎、「ゲート+長い配線」の最適化
第8回[対面/face to face]:アナログ回路
トランジスタの小信号特性、いくつかの基本アナログ回路の基礎
第9回[対面/face to face]:メモリ回路
半導体メモリの種類と特徴、各メモリセルの構造と読み出し書き込み基本動作
第10回[対面/face to face]:ばらつきとロバスト設計
プロセス・電圧・温度ばらつきの回路特性への影響、ばらつき耐性を向上させる回路設計技術
第11回[対面/face to face]:信頼性
トランジスタと配線の信頼性と故障タイプ、信頼性の保証
第12回[対面/face to face]:製品テスト
各故障タイプを見つけるテストの方法、スキャンテスト、加速試験
第13回[対面/face to face]:チップ間データ伝送技術
パッケージの電気特性、データ伝送技術
第14回[対面/face to face]:先端テクノロジとLSIの将来
先端デバイス・プロセス・回路設計の各技術、ホットな研究分野紹介
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】講義でよく理解できなかった項目に関して、次週までに参考書や関連図書で調べておくこと。
テキスト(教科書)Textbooks
指定なし
参考書References
ウェスト&ハリス CMOS VLSI 回路設計、丸善、2014
集積回路工学、吉本雅彦(編)、オーム社、2013
集積回路設計入門、國枝博昭著、コロナ社、1996
VLSIデバイスの物理、岸野他著、丸善、1998
半導体デバイスの基礎 中、B.L.アンダーソン/R.L.アンダーソン著、シュプリンガー・ジャパン、2008
LSI設計常識講座、名倉徹著、東京大学出版会、2011
アナログCMOS集積回路の設計 基礎編、Behzad Razavi著、丸善、2003
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末テスト(80%)、レポート(10%)、平常点(10%)で成績評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
できるだけ具体的な演習を授業時間内に入れて、集積回路工学の理解を図りたい。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
授業では、講義に関連したHPへのアクセスや演習のために、適宜ノートパソコンを持ってきてください。授業支援システムに掲載する講義資料にアクセスできるもの。
その他の重要事項Others
本講義受講には、論理回路、電子回路、電気回路、電子デバイス、半導体工学の知識があることが望ましいが、必須ではない。