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隨著半導體產業的迅速發展，元件尺寸已經可以達到奈米級的水準，并且根據市場的需求，發展出不同材料以及製程技術提供使用，而利用不同的材料與製程技術所設計的元件就可以使用不同的元件模型(Device Model)來描述其電氣特性，例如直流特性(DC-IV)與高頻S 參數。元件模型是指會影響元件電氣特性的所有相關參數之集合，如圖一的BSIM4。而該相關的模型參數設定值會影響到是否可以準確的描述該元件的電氣特性。元件模型的應用也會依照不同電路系統需求以及設計者的使用方式而有所不同，例如0.18um CMOS 會使用BSIM3 模型來描述，90nm CMOS 會使用BSIM4，雙載子介面電晶體(BJT)就會使用VIBC 或Mextram 或Gammel-Poon。此處我們以CMOS 的BSIM3 作說明，BSIM3 模型含括一百個以上具物理意義的參數，這些參數彼此之間也有相關聯性，因此要準確的預測這些參數必須仰賴復雜的數學方程式來描述元件的電氣特性，所以使用正確的模型化流程是相當重要的，除了模型參數的準確度之外，如何在最短的時間內找出模型參數亦是另一挑戰，因此，晶圓廠(Foundry)必須要有正確的模型參數萃取流程與可允許使用者定義模型參數萃取流程的軟體，方可達到上述的兩大挑戰。圖二說明了元件/電路/系統設計概念流程，而元件模型化介于元件設計與電路或系統設計之間，因此元件模型化的品質將會直接影響之后的電路或系統設計的品質。
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