本文首先介绍了国内外集成电路产业发展现状和集成电路设计方法的发展历史及研究现状，从我国当前微处理器设计与世界先进水平的差距出发，提出了提高我国微处理器设计水平必须要解决的深亚微米(DSM)物理设计问题。本文针对深亚微米VLSI设计中面临的挑战，分析了深亚微米下各种问题出现的原因及其影响，提出了具体解决措施。并将这些方法成功应用于一种高性能微处理器芯片的物理设计之中。本文分析了集成电路设计流程，提出了本课题中微处理器的物理设计流程，即数据通道采用全定制设计，控制模块采用标准单元设计。这种混合方法使得在保持性能要求的同时，有效地降低了设计的复杂度，减小了芯片面积并降低了功耗。在此基础上，完成了64位全定制ALU数据通道的设计，重点是快速加法器的电路设计和版图设计。另外，完成了ALU中移位器、前导0／1计数器和逻辑运算单元的设计。本文对基于物理综合的标准单元设计方法中的版图规划、预布局布线、时序和拥塞度驱动的布局、时钟树综合、布线和验证进行了深入研究，并针对深亚微米下的信号完整性问题提出了具体解决方案。本文提出的深亚微米下微处理器的物理设计流程，对当前集成电路的物理设计具有普遍意义。