반도체 기술은 현대 전자공학의 핵심이자, 정보화 사회를 이끌어가는 가장 중요한 기반 기술이다. 스마트폰, 인공지능, 자율주행, 사물인터넷 등 우리가 일상에서 사용하는 거의 모든 첨단 기술의 중심에는 반도체가 존재한다. 이러한 흐름 속에서 CMOS 기반 집적회로(IC) 설계 능력은 전자공학도를 위한 필수 역량으로 자리 잡았다. 이 교재는 반도체 회로 설계의 원리를 이해하고, 실제 설계 도구를 활용하여 직접 회로를 구현할 수 있도록 돕기 위해 집필되었다. 설계 실습에 사용된 소프트웨어인 MyCAD는 1990년대 국내 연구진이 순수 개발한 반도체 설계용 CAD 프로그램으로서 Windows PC 환경에서 동작하며 접근성 및 사용 편이성이 큰 특징이다. 비록 최신 공정과 PDK 연계 등의 측면에서는 글로벌 상위권 툴 대비 제한적일 수 있지만, 각 단계별로 실습 예제와 주어진 공정 규칙(design rule)에 따른 레이아웃 설계 방법을 병행함으로써, 반도체 설계와 구현의 전 과정을 체계적으로 익힐 수 있도록 구성하였다. 특히, CMOS 인버터(Inverter)에서 시작하여 OP Amp 등 아날로그 회로로 확장되는 일련의 설계 과정의 학습을 통해, 소자 수준의 이해에서 시스템 수준의 설계 감각까지 자연스럽게 습득할 수 있도록 구성하였다. 각 장에서는 회로도 설계, 시뮬레이션, 레이아웃 설계, DRC/ERC/LVS 검증에 이르는 실제 반도체 설계 산업 환경과 유사한 절차를 단계적으로 경험하게 된다. 이 교재가 반도체 설계 분야를 처음 접하는 학습자나 예비 엔지니어, 그리고 현업에서 반도체 설계 실무 감각을 강화하려는 엔지니어 및 관련 교육 수강자들에게 실질적인 도움이 되기를 바란다. 본서는 교재 집필 과정에서 여러 참고 자료와 선행 교재들로부터 많은 도움을 받았으며, 출간되기까지 수고해주신 복두출판사 관계자 분들의 노고에 감사드린다.

CHAPTER 1 집적회로의 개요 1.1 집적회로의 발전 과정 1.2 집적회로 제작 과정 1.3 집적회로의 분류 1.4 SoC(System on Chip) CHAPTER 2 CMOS 기술 2.1 CMOS 기술 2.2 MOS 트랜지스터 기술 2.3 CMOS 인버터의 DC 특성 2.4 CMOS 인버터의 스위칭 특성 2.5 CMOS 공정 CHAPTER 3 회로 설계 3.1 SPICE 시뮬레이터 3.2 MyAnalog Station 소개 3.3 MyAnalog Station 실습 3.4 MySpice를 활용한 회로 설계 실습 CHAPTER 4 CMOS 레이아웃 설계 4.1 레이아웃 설계 4.2 레이아웃 설계 규칙(Design Rule) 4.3 기생회로(Parasitic Circuit) 요소 4.4 좋은 레이아웃을 위한 가이드 라인 4.5 MyChip Station 소개 4.6 CMOS 인버터 레이아웃 설계 실습 CHAPTER 5 NAND & NOR 회로 설계 5.1 CMOS 논리회로 구조 5.2 NAND 회로 설계 5.3 NAND 회로의 SPICE 시뮬레이션 5.4 NAND 회로의 레이아웃 설계 5.5 NAND 회로 설계 5.6 AOI 회로 설계 CHAPTER 6 기타 CMOS 로직 회로 6.1 의사(疑似, Pseudo) nMOS 로직 6.2 동적 CMOS 로직(Dynamic CMOS Logic) 6.3 도미노 로직(Domino Logic) 6.4 클럭 CMOS 로직(C2 MOS, Clocked CMOS Logic) 6.5 패스 트랜지스터 로직(Pass Transistor Logic) 6.6 CMOS 논리 게이트(CMOS Logic Gates) CHAPTER 7 전가산기(Full Adder) 설계 실습 7.1 논리 회로 설계(Logic Design) 7.2 레이아웃 설계 CHAPTER 8 연산증폭기 설계 실습 8.1 CMOS 아날로그 기본 회로 8.2 연산증폭기의 회로 설계 8.3 연산증폭기의 레이아웃 설계 부록 MOSIS SCMOS 0.35μm N-well 공정 A.1 SPICE 모델 파라미터 A.2 SCMOS 테크놀로지 파일 A.3 설계 규칙 파일(DRC 룰 파일) A.4 ERC/LVS 룰 파일