随着集成电路制造工艺朝着纳米级发展和电路工作频率的提高，片上互连线已经取代晶体管成为决定电路性能的主要因素。互连线的这种决定性作用在未来硅工艺集成电路中会进一步地得到巩固，未来的纳米电子设计必然是以互连线为中心的。全局信号的延时和可靠性、电源网络的欧姆压降和时钟网络中的时钟漂移是纳米级电路设计中的几个重要问题。由于在电路设计的过程中必须保证信号的完整性，所以对互连线的分析就成为一个非常重要的问题。 互连线不断增长的RC延时是一个最常提到的问题，单位长度互连线电阻的增长是导致这一问题的主要因素。由于一些工艺中采用增厚互连线来缓解电阻的增长，同时由于互连线间距不断缩小，互连线之间的串扰成为另一影响电路性能的因素。串扰的不确定性导致电路中存在潜在的时序和逻辑错误，使得静态时序分析变得更加困难。随着信号带宽的增大，电感和互感的作用将会变得越来越显著。 论文针对速度和精度的不同要求，给出了一系列互连线网络的分析方法。传统的数值分析工具，如SPICE，能够得出非常精确的结果，但是对于一些以互连线为主的大规模网络，就无法满足速度的要求。本文在SPICE的基础上，导出了一种用矩阵块LU分解实现的瞬态分析方法。实验结果显示在仿真包含存在紧密感性和容性耦合的电源网络的电路时，速度能够有几十甚至上百倍的提高。同时理论上和实际结果都显示这种方法能够得出和SPICE同样精确的结果。 互连线建模是提高大规模互连线网络仿真效率的有效方法。通过整合恰当的建模方法，传统的仿真工具的速度可以大大提高。本文给出了一种互连线网络的建模方法，该方法通过预处理过程删除不必要的网络特性，推导出一个规模更小但是具有同样精度的模型。 对于大规模电路而言，用数值分析方法获取电路性能是非常耗时的。快速的延时和串扰估算方法才是解决布局、布线、验证等过程所面临的速度问题的有效方法。本文给出了一系列针对互连线延时、串扰和最坏情况延时的估算方法。实验结果显示这些方法具有非常快的估算速度，同时估算精度也是可接受的。