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随着半导体产业的迅速发展，元件尺寸已经可以达到奈米级的水準，并且根据市场的需求，发展出不同材料以及製程技术提供使用，而利用不同的材料与製程技术所设计的元件就可以使用不同的元件模型(Device Model)來描述其电气特性，例如直流特性(DC-IV)与高频S 參數。元件模型是指会影响元件电气特性的所有相关參數之集合，如图一的BSIM4。而该相关的模型參數设定值会影响到是否可以準确的描述该元件的电气特性。元件模型的应用也会依照不同电路系统需求以及设计者的使用方式而有所不同，例如0.18um CMOS 会使用BSIM3 模型來描述，90nm CMOS 会使用BSIM4，双载子介面电晶体(BJT)就会使用VIBC 或Mextram 或Gammel-Poon。此处我们以CMOS 的BSIM3 作說明，BSIM3 模型含括一百个以上具物理意义的參數，这些參數彼此之间也有相关聯性，因此要準确的预测这些參數必须仰赖复杂的數学方程式來描述元件的电气特性，所以使用正确的模型化流程是相当重要的，除了模型參數的準确度之外，如何在最短的时间内找出模型參數亦是另一挑战，因此，晶圆厂(Foundry)必须要有正确的模型參數萃取流程与可允许使用者定义模型參數萃取流程的软体，方可达到上述的兩大挑战。图二說明了元件/电路/系统设计概念流程，而元件模型化介于元件设计与电路或系统设计之间，因此元件模型化的品质将会直接影响之后的电路或系统设计的品质。
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