数字与模拟的分野: 在探讨数字IC设计之前，先理解它们之间的本质差异。模拟信号如自然界的波动，而数字则是0和1的有序序列，犹如我们熟悉的加减运算，规模虽大，但逻辑清晰。模拟电路如解谜般复杂，而数字电路则像是小学生通过规则解决简单问题。
需求与规模的演变: 随着时代变迁，从早期的收音机到现代设备，对芯片的需求日益增长，驱动了芯片规模的分级。从SSI（单片系统集成）的1-10门，到ULSI（超大规模集成电路）的数十亿晶体管，每个阶段都对应着不同的技术挑战和功耗管理。
规格定制与设计架构: 设计一款数字IC，需精确定制规格，包括功能、性能、特殊环境需求，以及物理接口、测试、生产等。CPU设计架构举足轻重，包括控制单元、算术逻辑单元（ALU）、存储单元、I/O接口和浮点运算单元（FPU），模块间通过严格定义的接口协同工作。
行为描述与物理设计: VLSI设计的核心是行为描述，用高级语言将抽象的电路描述转化为具体的物理实现。这个过程涉及模块化设计、RTL（ Register Transfer Level，寄存器传输级）设计，以及功能验证、逻辑综合等步骤。
验证与综合的精细环节: 功能验证是关键，需确保规格要求得到满足。从功能规格制定、测试计划设计，到功能仿真、时序约束和边界扫描，异常情况也需纳入考虑。逻辑综合则包括输入代码优化、门级实现、时序分析与布局布线，同时兼顾性能和面积优化的平衡。
布局与路由的挑战: 布局优化聚焦于保持电路性能，减少信号拥堵，优化功耗，策略的选择需根据应用需求灵活调整。VLSI路由则需确保电路特性，合理规划并优化布线，同时考虑信号完整性、时序等多方面因素。
制造与验证的精密过程: 优化芯片布线涉及速度、功耗、面积和散热等多个维度，确保电路在实际应用中的稳定性。时序分析则是保证逻辑正确性的最后防线，涵盖时钟管理、延迟分析和约束管理。验证流程包括计划、执行、测量和响应，涉及仿真、物理验证及后仿的全面测试。
制造技术与封装测试: CMOS工艺、光刻、金属沉积和衬底材料的选择与清洗检测，都是芯片制造的重要环节。封装测试则涵盖芯片样品采集、封装和性能测试，确保芯片在系统中的功能准确无误。
全面验证与应用验证: 在完成前仿验证后，芯片需要在实际系统中进行后仿验证，确保其性能符合预期。AMD AM29040 1995年的芯片，作为历史的见证，展示了数字IC设计的进步和变迁。