在射频及微波应用领域,片上互连线存在着RF传输线效应,应作为RF传输线进行研究。频变的电阻电感制约其模型在SPICE电路仿真的瞬态分析中的应用,因此,研究片上互连线SPICE兼容的RF传输线模型对集成电路的发展有着实际意义。本文从互连线器件物理出发,在分析研究微波传输线和经典互连线模型的基础上,对互连线的寄生效应进行了分析与建模:应用PEEC法对趋肤效应和邻近效应进行建模;应用复镜像理论等效衬底电流,对衬底磁损耗进行建模,并据此改进PEEC法,将趋肤效应、邻近效应和衬底磁损耗的计算统一,加快了计算速度。在模型基础上,建立了互连线的频变RF传输线模型。分析比较了消除频变特性的两种结构的适用性与复杂度,采用并联等效网络消除了串联电阻与串联电感的频变特性,建立了单互连线与双互连线SPICE兼容的RF传输线模型。计算和分析了趋肤效应对互连线串联电阻Rs和串联电感Ls的影响,在此基础上模拟了不同衬底电导率对串联电阻Rs和串联电感Ls的影响,结果显示随着衬底电导率的增大,衬底效应对互连线影响增大。在0-20GHz频率范围内,在MATLAB下计算了本文单互连线模型与未包含衬底磁损耗的经典模型。结果显示,本文模型在全频率范围内与HFSS仿真结果误差小于8%,优于经典模型的20%;双互连线模型的误差在10%以内。最后,设计了一个2.4GHz的A类功率放大器,考虑实际工艺参数,计算了所得模型参数并加入功率放大器的仿真中,对比了有无互连线模型情况下功率放大器输出功率与PAE的变化。仿真结果显示,输出功率由22.54dBm下降到19.39dBm,PAE由30.6%下降到25.5%。