单元库在集成电路设计中是一个重要的组成部分,因为单元库包含了组成集成电路的基本单元,且由于单元库的广泛适用性,良好兼容性和可重复利用性,使得集成电路的设计周期得到了可观的缩短,所以单元库在集成电路设计中已被广泛使用。其中,输入输出单元(I/O)作为连接集成电路主体芯片与外界的桥梁,不仅提供了输出驱动和接收信号功能,而且还能为内部集成电路提供有效的静电防护,是唯一每一芯片都必须用的单元。随着集成电路制造工艺的发展,集成电路的尺寸不断缩小,对输入输出单元库的性能和面积要求越来越高,以适应不同集成电路的功能要求。而且,由于工艺的演进,栅氧的变薄,对输入输出单元库的静电放电防护结构设计提出了新的挑战。如何在输入输出单元有限的面积上,既实现高性能的输入输出功能,又提供强壮可靠的静电放电(ESD)防护成为了一个有意义的研究课题。本沧文采用65纳米互补式金属氧化物半导体工艺,设计并验证一套输入输出单元库,此单元库包含输入输出单元,电源单元,电源分割单元及填充单元等。其中,输入输出单元有多种功能类型可供选择,包括输入单元,输出单元和输入输出双向单元,以达到最优化的版图设计及灵活的芯片布局。其输出单元中可以选择六种输出驱动电流强度,包括2、4、8、12、16、24毫安；输入单元可选择可控或者不可控的上拉或者下拉电阻,以及是否具有施密特触发功能,以提升对输入信号的抗干扰能力。在静电放电防护结构设计上,本单元库采用了新型电阻电容钳位式(RC Clamp)静电防护结构,以达到此深亚微米工艺下快速及有效的静电放电防护。本单元库的版图面积极具竞争力,每个单元尺寸仅为宽30微米,高188微米。本论文在中芯国际65纳米逻辑工艺下设计并制造此单元库,从电路设计,仿真,测试电路设计到流片后测试,实验晶片的测试结果表明此单元库已验证所有预期功能,包括I00MHz下信号输出,信号接收,逻辑控制,以及全晶片静电放电防护,达到HBM>8.0KV, MM>375V的高ESD防护性能。