2022年，集成電路半導體行業最熱的頭條是“EDA被全面封鎖”。如何突破EDA封鎖，成為行業發展的關鍵詞，也是群體焦慮。在全球市場，有人比喻EDA是“芯片之母”，如果沒有了芯片，工業發展和社會進步將處處受制，EDA的重要性也上升到了戰略性高度。盡管國際封鎖形勢嚴峻，但睿智的中國科技人擅于把危機化為機會，從《加快自主研發應用，讓工業軟件不再卡脖子》，到《破解科技卡脖子要打好三張牌》，即一要打好“基礎牌”，提升基礎創新能力；二要打好“應用牌”，加強對高精尖國貨的應用；三是要打好“人才牌”，讓人才留得住、用得上、有發展……，各種政策、舉措和實際行動，處處彰顯了我們中國科技的發展韌性。

我們EDA探索頻道，今天迎來了第17期的內容——BSIM3模型，下面就跟著小編一起來開啟今天的探索之旅吧~

上一期中我們談到了Compact Model，第一個被 Compact Model Council采納為標準的模型為BSIM3模型。

BSIM3模型的特點是它能夠考慮許多重要的物理效應，如溝道長度調制、漏極誘導勢壘降低、溝道電荷分布、寄生電阻和電容、多晶硅柵極耗盡、非平衡載流子輸運、次閾值電流、噪聲、溫度效應等。BSIM3模型能夠處理不同的器件結構和工藝變化，如溝道長度和寬度、柵氧厚度、摻雜濃度、LDD結構等。BSIM3模型還能夠支持不同的操作模式和仿真選項，如直流、交流、瞬態、小信號、大信號、噪聲等。

BSIM3模型的核心是它的I-V模型，即電流-電壓特性模型，它描述了MOSFET器件在不同的偏置條件下的電流響應。I-V模型可以分為四個區域：弱反型區（或次閾值區）、線性區、飽和區和擊穿區。每個區域都有相應的數學公式來計算器件的電流，并且考慮了各種物理效應對電流的影響。I-V模型還包括了一個閾值電壓模型，它描述了MOSFET器件從弱反型到強反型的轉變點，并且考慮了溝道長度效應、溝道寬度效應、柵極偏壓效應、體偏壓效應等。

除了I-V模型之外，BSIM3模型還包括了其他幾個子模型，如C-V模型（電容-電壓特性模型）、噪聲模型、寄生電阻和電容模型、溫度效應模型和非準靜態（NQS）模型。這些子模型都是為了提高BSIM3模型的準確性和完整性，以適應不同的仿真需求和場景。

圖：BSIM3的交流小信號模型示意圖。來自Design of analog circuits through symbolic analysis（2012）

BSIM3模型有很多個參數，這些參數都有各自的物理意義和數學表達式。參數的值可以通過實驗測量或者理論計算得到，也可以通過參數提取軟件或者優化算法得到。參數的值會影響BSIM3模型對器件特性的描述和預測，因此需要根據實際情況進行調整和優化。

重點來啦！ ? ?

下面是一個在互聯網上公開的BSIM3模型實例（bwrcs.eecs.berkeley.edu/Classes/icdesign/ee241_s02/Assignments/t18h_lo_epi-params-mod.txt）在這里（Z:sim3sim3v33_manualTEXTCOVER.PDF (sourceforge.io)）可以找到BSIM3v3模型的完整文檔。

編輯：黃飛

?