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集成電路設計創新范文1
關鍵詞:送電線路設備組成技術創新架空地線吊線器
中圖分類號:U463.62 文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
顧名思義,送電線路的主要任務就是輸送電能。送電線路可以聯絡各個發電系統(發電廠、變電站、變電所等),并使這些發電系統并列運行,共同構成電網系統,實現國家和地區的電力系統聯網。采用送電線路實現的電力系統聯網功能,可以很好地完成電力系統之間的功率傳遞。尤其是高壓輸電線路,它是電力系統的重要組成部分,是電力工業的大動脈。
我國輸電線路的電壓從幾十伏特到上千伏特分為不同的等級,主要是把由發電系統生產出來的電能,經過升壓變壓器輸送到各個電力系統中區。我們將降壓變壓器的電力線路,以及各個用電單位的高壓電力線路,統稱為送電線路。
二、送電線路設備系統概述
概括地講,送電線路是用絕緣子以及相應的電力金具將架空地線及導線懸空架設于桿塔上,以此來連接各個發電系統,達到實現輸送電能的目的。送電線路是一種最基礎性的電力設施,它主要由導線、架空地線、絕緣子、電力金具和接地裝置等部分組成。
導線的主要功能就是輸送電能,因此它必須具有良好的導電性能,同時還應該有足夠的機械強度、耐振動疲勞強度和耐化學腐蝕的能力。在送電線路的導線材質上,綜合多種因素,目前采用最多的送電線路導線是鋼芯鋁絞線或鋼芯鋁合金絞線。在形式與結構上,為了減少電暈,最大程度地降低對無線電通信的干擾,從而提高送電線路對電能的傳遞和輸送能力,因此經常采用每相兩根或者每相四根導線組成的分裂導線形式。
架空地線并非用于傳輸電能,但它承擔著防雷的重要作用,是保證安全輸送電能的關鍵性措施。從原理上講,架空地線主要是依靠其對導線的屏蔽功能,以及導線與架空地線之間相互形成的藕合作用,從而減少或避免雷電直接擊打送電線路導線,起到避雷防雷的作用。一旦雷電擊打到桿塔上,雷電產生的電流能夠瞬間經過架空地線分流,大大降低了桿塔頂部的電位,從而提高送電線路設備的避雷防雷水平。從材質上看,目前所采用的架空地線大部分都是鍍鋅鋼絞線,這種架空地線與當前較為普遍的鋼芯鋁絞線或者鋼芯鋁合金絞線等良性導體共同使用,可以大大降低不對稱短路時的工頻過電壓,減少潛供電流。
絕緣子是一種將導線固定并懸吊在桿塔上的絕緣物體,它使導線與桿塔之間形成良好的絕緣性。在送電線路工程實例中,經常被采用當做絕緣子的有盤形瓷質絕緣子、盤形玻璃絕緣子以及棒形懸式復合絕緣子,可以說,這三種形式的絕緣子各有千秋。盤形瓷質絕緣子是一種由我國自產的瓷質絕緣子,由于它存在著劣化率很高的缺陷,而且還需要特別檢測零值,遇到雷擊及污閃容易發生掉串事故,在使用過程中也帶來了比較繁瑣的大量維護性工作,因此目前已經很少被使用。盤形玻璃絕緣子具有零值自爆功能,它在維護過程中不需要進行檢測,一旦鋼化玻璃體受外界影響發生自爆,其殘留的機械強度仍然能夠達到破壞拉力的百分之八十以上,依然可以確保送電線路的安全穩定運行。并且,盤形玻璃絕緣子在遇到雷電擊打以及污閃損害后,不會發生掉串事故,因此在Ⅰ、Ⅱ級污區得到較為普遍的推廣和使用。棒形懸式復合絕緣子具有良好的防污閃性能,它的重量比較輕盈,機械強度較高,不需要進行維護,因此在Ⅲ級及以上污區已普遍使用。
電力金具是送電線路所使用的鐵制或鋁制的金屬附件,種類繁多,用途各異,比如安裝送電線路導線用的各種線夾,組成絕緣子串的各種金屬制的掛環,以及連接導線的各種壓接管、分裂導線上的各種類型的間隔棒等。在實際運行中,多數電力金具需要承受一定的外界拉力,有的還要同時與送電線路的良好接觸,一旦損壞,可能導致線路故障。送電線路的電力金具按其主要性能和用途可分為線夾類、連接類、接續類、防護類和拉線類等。
接地裝置主要由連接架空地線的接地引下線及埋入桿塔地里的接地體或接地極組成,它的主要作用是在大地中迅速疏導和擴散雷電產生的電流,以保持線路有一定的耐雷水平。
三、送電線路的技術創新
我國目前普遍使用的送電線路有兩種,一種是電力電纜,一種是架空線路。電力電纜主要是將特殊加工制造而成的電纜線鋪設在電纜隧道中,或者埋沒在地下。在電力系統的主干線路中,一般要采用電力電纜進行大功率電能的傳輸和分配。電力電纜的基本結構包括導電性良好的線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分,其中線芯是用來輸送電能的主要部分,絕緣層的作用是將線芯與大地以及不同相的線芯間進行隔離,屏蔽層的作用包括導體屏蔽和絕緣屏蔽,保護層能夠防止電力電纜受到外界的損壞。架空線路一般使用無絕緣的裸導線,并以立于地面的桿塔作為支持物,用絕緣子將送電線路的導線懸架在桿塔上,目前大多數的配電線路、高壓輸電線路以及全部的超高壓和特高壓精電線路都采用架空線路。
近幾年來,隨著我國送電線路的不斷改造與優化,對送電線路架空地線等設施的更換與安裝工作日益增多。傳統的送電線路施工方法主要依靠人力,致使送電線路系統的檢修人員作業強度較大,且存在嚴重的安全隱患,勞動效率低。
在送電線路的檢修中,由于各種型號的桿塔支架與展放后的地線間距過小,使得附件架空地線成為一項非常繁重而復雜的工作。為了減輕送電檢修人員的勞動強度,提高工作效率,國內已有研究者開發出“架空地線吊線器”,大大提高了送電工人的工作效率。在經過一定的試驗之后,結果表明,架空地線吊線器能夠減少作業時間,減輕變電工人的勞動強度,為送電專業填補了一項空白。下面,通過對處理架空線的幾種工作方法進行分析,與架空地線吊線器進行對比。
處理架空地線是送電專業常見的檢修作業項目,它的主要內容是處理架空地線線傷、提線、更換線夾等,主要的作業方法有人力提架空線法、繩索纏繞法和滑車起吊法三種。
第一,人力提架空線法。
這種方法的具體步驟是:由兩名登桿作業的電工,采用肩扛的方法,互相配合,承載架空線自重,向上提升一定的高度,將檢修后的架空地線放入線夾內。這種傳統的方法費時費力,且具有一定的危險性。
第二,繩索纏繞法。
采用這種方法,需要一名電工登桿作業,采用繩索將待提升的架空線綁扎牢靠,利用木板或扳手纏繞繩索,逐漸提升架空地線至線夾,完成起吊,該方法需要繩索有足夠的強度,工人需要足夠的力氣才能完成。
第三,滑車起吊法。
滑車起吊法需要兩名電工互相配合,具體是桿塔上一名電工,地面上一名電工。然后由桿塔上的電工將滑車固定在適當位置,將大繩綁扎在架空地線上,地面電工配合,利用滑車起吊鋼絲繩。由于地線金具與滑車起吊高度限制,架空地線提升高度不夠,相差的-200mm需要人力法完成。
架空地線吊線器總體重量約為2.5公斤,而其使用的效果則是比傳統方法提高了70%的工作效率。 并且,架空地線吊線器只需要一名工作人員獨立工作,就能夠達到事半功倍的良好效果。
該工具設計理念巧妙,操作簡單,安全可靠,能夠大大節省變電操作的時間,實現降本增效的目標。
參考文獻
1.楊國梁.500kV輸電線路檢修技術分析[J].中小企業管理與科技.2009.
集成電路設計創新范文2
集成電路作為關系國民經濟和社會發展全局的基礎性和先導性產業,是現代電子信息科技的核心技術,是國家綜合實力的重要標志。鑒于我國集成電路市場持續快速的增長,對集成電路設計領域的人員需求也日益增加。集成電路是知識密集型的高技術產業,但人才缺失的問題是影響集成電路產業發展的主要問題之一。據統計,2012年我國對集成電路設計人才的需求是30萬人 [1-2]。為加大集成電路專業人才的培養力度,更好地滿足集成電路產業的人才需求,2003年教育部實施了“國家集成電路人才培養基地”計劃,同時增設了“集成電路設計和集成系統”的本科專業,很多高校都相繼開設了相關專業,大力培養集成電路領域高水平的骨干專業技術人才[3]。
黑龍江大學的集成電路設計與集成系統專業自2005年成立以來,從本科教學體系的建立、本科教學內容的制定與實施、師資力量的培養與發展等方面進行不斷的探索與完善。本文將結合多年集成電路設計與集成系統專業的本科教學實踐經驗,以及對相關院校集成電路設計專業本科教學的多方面調研,針對黑龍江大學該專業的本科教學現狀進行分析和研究探索,以期提高本科教學水平,切實做好本科專業人才的培養工作。
一、完善課程設置
合理設置課程體系和課程內容,是提高人才培養水平的關鍵。2009年,黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業制定了該專業的課程體系,經過這幾年教學工作的開展與施行,發現仍存在一些不足之處,于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。
首先,在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排,不同課程中內容重疊的章節或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如:在原來的課程設置中,“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎,所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前,對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解,因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握,會影響學生的學習熱情及教學效果;而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識,與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中,先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程,將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授,令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解;在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中,對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手,達到較好的教學效果,同時也避免了內容重復講授的問題。此外,這樣的課程設置安排,將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭,避免因學期課程的設置問題,導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程,從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況,致使影響到參賽過程的發揮。調整課程安排后,本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉,在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗,具有較充足的參賽準備,通過團隊合作較好地完成大賽的各項環節,贏取良好賽果,為學校、學院及個人爭得榮譽,收獲寶貴的參賽經驗。
其次,適當降低理論課難度,將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上,而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣,讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。
第三,在選擇優秀國內外教材進行教學的同時,從科研前沿、新興產品及技術、行業需求等方面提取教學內容,激發學生的學習興趣,實時了解前沿動態,使學生能夠積極主動地學習。
二、變革教學理念與模式
CDIO(構思、設計、實施、運行)理念,是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念,將工程創新教育結合課程教學模式,旨在緩解高校人才培養模式與企業人才需求的沖突[4]。
在實際教學過程中,結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業的“數模混合集成電路設計”課程,基于“逐次逼近型模數轉換器(SAR ADC)”的課題項目開展教學內容,將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯,使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內,以學生為主體、教師為引導的教學模式,令學生“做中學”,讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中,完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程,使學生系統地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時,通過以小組為單位,進行團隊合作,在組內或組間的相互交流與學習中,相互促進提高,培養學生善于思考、發現問題及解決問題的能力,鍛煉學生團隊工作的能力及創新能力,并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發學生的積極性和創新力。此外,該門課程的考核形式也不同,不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分,而是以畢業論文的撰寫要求,令每一組提供一份完整翔實的數據報告,鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力,為接下來學期中的畢業設計打下一定的基礎。而對于教師的要求,不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗,因此青年教師要不斷提高專業能力和素質??赏ㄟ^參加研討會、專業講座、企業實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗,同時還應定期邀請校外專家或專業工程師進行集成電路方面的專業座談、學術交流、技術培訓等,進行教學及實踐的指導。
三、加強EDA實踐教學
首先,根據企業的技術需求,引進目前使用的主流EDA工具軟件,讓學生在就業前就可以熟練掌握應用,將工程實際和實驗教學緊密聯系,積累經驗的同時增加學生就業及繼續深造的機會,為今后競爭打下良好的基礎。2009―2015年,黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等,最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況,如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建,實現遠程登錄,則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要[5]。
其次,根據企業崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容,適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析,令學生掌握數字、模擬、數模混合集成電路的設計方法及流程,在了解企業對于數字、模擬、數?;旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上,有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉,使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通,為今后就業做好充足的準備。
第三,根據集成電路設計本科理論課程的教學內容,以各應用軟件為基礎,結合多媒體的教學方法,選取結合于理論課程內容的實例,制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊,如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程,都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件;通過網絡平臺,使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。
四、搭建校企合作平臺
集成電路設計創新范文3
關鍵詞:集成電路設計;版圖;CMOS
作者簡介:毛劍波(1970-),男,江蘇句容人,合肥工業大學電子科學與應用物理學院,副教授;汪濤(1981-),男,河南商城人,合肥工業大學電子科學與應用物理學院,講師。(安徽?合肥?230009)
基金項目:本文系安徽省高校教研項目(項目編號:20100115)、省級特色專業項目(項目編號:20100062)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)23-0052-02
集成電路(Integrated Circuit)產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業,是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業,是新一代信息技術產業發展的核心和關鍵,對其他產業的發展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發展,我國集成電路產業已初步形成了設計、芯片制造和封測三業并舉的發展格局,產業鏈基本形成。但與國際先進水平相比,我國集成電路產業還存在發展基礎較為薄弱、企業科技創新和自我發展能力不強、應用開發水平急待提高、產業鏈有待完善等問題。在集成電路產業中,集成電路設計是整個產業的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業的發展遠滯后于計算機與通信產業,集成電路設計人才嚴重匱乏,已成為制約行業發展的瓶頸。因此,培養大量高水平的集成電路設計人才,是當前集成電路產業發展中一個亟待解決的問題,也是高校微電子等相關專業改革和發展的機遇和挑戰。[1-4]
一、集成電路版圖設計軟件平臺
為了滿足新形勢下集成電路人才培養和科學研究的需要,合肥工業大學(以下簡稱“我?!保?005年起借助于大學計劃,和美國Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、華大電子等公司合作建立了EDA實驗室,配備了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni設計系統等EDA軟件。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程,如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規模集成電路設計、ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂,注意相關課程之間相互銜接,關鍵內容不遺漏,突出集成電路設計能力的培養,通過對課程內容的精選、重組和充實,結合實驗教學環節的開展,構成了系統的集成電路設計教學過程。[5,6]
集成電路設計從實現方法上可以分為三種:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可編程器件設計。全定制集成電路設計,特別是其后端的版圖設計,涵蓋了微電子學、電路理論、計算機圖形學等諸多學科的基礎理論,這是微電子學專業的辦學重要特色和人才培養重點方向,目的是給本科專業學生打下堅實的設計理論基礎。
在集成電路版圖設計的教學中,采用的是中電華大電子設計公司設計開發的九天EDA軟件系統(Zeni EDA System),這是中國唯一的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統兼容,支持百萬門級的集成電路設計規模,可進行國際通用的標準數據格式轉換,它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優,已經在商業化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用,特別是在模擬和高速集成電路的設計中發揮了強大的功能,并成功開發出了許多實用的集成電路芯片。
九天EDA軟件系統包括ZeniDM(Design Management)設計管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理圖編輯器,ZeniPDT(physical design tool)版圖編輯工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版圖驗證工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)層次版圖設計規則檢查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生參數提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信號完整性分析工具等幾個主要模塊,實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。
二、集成電路版圖設計的教學目標
根據培養目標結合九天EDA軟件的功能特點,在本科生三年級下半學期開設了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設計課程。
集成電路設計創新范文4
知識經濟時代,社會經濟的發展越來越依賴于科學技術的進步,電子信息產業作為高新技術行業,又以集成電路(IntegratedCircuit,IC)的設計為前沿。作為21世紀的朝陽產業,IC設計能力反映了一個國家信息產業的硬實力,深刻地影響著人們生產、生活的方法面面,對于一國的經濟社會發展起著舉足輕重的作用。隨著集成電路的規模依據摩爾定律不斷呈指數級別地飛速增長,已經實現可以將整個系統集成到一塊單硅芯片上,片上系統(SystemonChip,SoC)的概念應運而生。然而對于大規模的SoC開發,無論從設計的費用、周期還是可靠性方面考慮,傳統的方法均已不能滿足需求。加之集成電路產業分工的日益細化,外包模式被更多企業采用,出于對商業風險、市場機會和材料成本的考慮,集成電路產業越來越多地使用知識產權核(IntellectualPropertyCore,IPCore)2復用的設計方法。“集成電路設計業已步入IP模塊的年代,IP開發、搜索、集成與服務是當前設計業發展的瓶頸,知識產權在集成電路設計業發展中的地位至關重要?!?據中國電子信息產業發展研究院(簡稱CCID)統計,2007年全球SoC市場已達750億美元,占國際IC市場的29%,其中全球SoC產品設計85%都采用IP核為主的預定制模塊,IP核的銷售額達到40億美元以上4。2012年,國家工信部軟件與集成電路促進中心(以下簡稱CSIP)調研報告顯示,移動互聯網時代的到來使得全球半導體產業發生著深刻的變化,而且必將會從量變轉入質變,其中一個重要的方面就是智能手機和平板電腦產業引發的SoC“核”競賽。國家集成電路人才培養基地專家預計,到2015年,中國芯片市場規模將超過1萬億元,SoC“IP核”價值將更為可觀。5隨著我國集成電路產業自主研發產品種類的不斷增加,中國IC企業也越來越多地涉足SoC設計,對IP核的需求持續快速增長。CSIP調研顯示,截止2011年12月,100%的中國IC企業都使用了第三方提供的IP核,其中34.2%的企業IP核采購支出占預算比例達20%~40%,18.4%的企業IP核采購支出甚至占到了40%以上,整體技術依存度畸高。關于影響國內IP核產業發展的主要因素調查表明,54%的企業認為首要問題是知識產權保護,許多企業不愿意推廣自己的IP核,原因幾乎一致,主要還是擔心知識產權保護不力,辛辛苦苦研發出來的技術被別人盜用或濫用。6由于對如何依靠我國現行知識產權法律保護IP核缺乏了解,除個別IC企業掌握少量自主知識產權的IP核外,絕大多數國內IC企業仍處于技術需求方的弱勢地位。不僅如此,“掌握核心技術的很多國外IP核供應商對國內知識產權的保護也表示懷疑,拒絕將該IP核在中國交易”7使得中國IC企業難以獲得高質量的IP核,并且動輒被懷疑存在抄襲等侵權行為8,更毋寧說進行技術交流與學習創新。
二、中國集成電路IP核發展的戰略措施分析
集成電路設計產業是電子信息產業發展的制高點,集成電路IP核作為集成電路設計的關鍵性技術成果對于產業的發展意義重大。我國集成電路設計產業遇到的困難主要是缺乏自主知識產權的集成電路IP核,導致IP核對外技術依存度畸高。為此,需要推動我國集成電路設計產業知識產權戰略,提升集成電路IP核的開發、獲取和保護能力,以促進我國集成電路產業的健康、快速發展。本文認為可以考慮從以下三方面著手:
(一)加強IP核知識產權法律協調保護力度集成電路IP核的知識產權保護方法,國際IP核標準化組織VSIA(虛擬插槽接口聯盟)的《IP核保護白皮書》9中歸納了三種保護途徑,第一種是依靠知識產權法律的“威懾”作用防止IP核被非法傳播與使用,否則將借助司法程序予以制裁。第二種是借助合同、契約等方式,如通過許可證協議等方式阻止IP核被非授權性使用,以達到“防衛”的效果。第三種則是通過水印和指紋等技術手段,對IP核的合法性進行“檢測”和追蹤。我國借鑒了VSIA的相關方案,相繼制定了《集成電路IP核保護大綱》等11項行業標準,但如上述國家機構的一系列調研報告表明的情況實施效果不甚理想。究其原因,主要是《集成電路布圖設計保護條例》(以下簡稱《IC條例》)制訂后保護思路的單一與保護力度的松懈。2001年《IC條例》的頒布讓業界普遍認為依靠《IC條例》就足以解決集成電路設計保護方面的所有問題。實則不然,鑒于集成電路IP核技術的復雜性與侵權的隱蔽性,集成電路IP核的知識產權保護通常較為困難。技術上,IP核已經發展到系統級別,依據設計流程上的區別可細分為多個類別。按照《IC條例》的規定只能對其中部分形式的IP核進行保護,卻容易忽視其它類別的IP核可以納入《著作權法》《專利法》《反不正當競爭法》等的保護范圍10,造成我國大量IP核創新成果的知識產權保護缺失。結合產業和技術發展,加強IP核知識產權法律間的協調保護力度,提升企業等創新主體的IP核知識產權保護意識和保護能力,無疑將有助于促進我國自主知識產權IP核數量的增加和設計質量的提高。另外,有擔心加強IP核知識產權法律保護力度可能會更有利于跨國公司而不利于我國本土企業IP核知識產權獲取,實際大可不必。集成電路IP核等信息產業知識產權領域的一個顯著特點就是容易出現相互制約的知識產權。只要我國企業能夠憑借后發優勢獲得一定數量的IP核知識產權,特別是如果能夠掌握或者突破部分IP核通用或核心技術的知識產權,則能夠擁有與跨國公司交叉許可的談判資本,至少可以大幅要求降低許可使用費用,同時形成良性循環并逐步實現全方位的趕超。值得注意的則是我國《反壟斷法》關于知識產權反壟斷的配合還需完善,以防止某些跨國公司憑借市場支配地位,通過搭售非必要專利、打包許可過期專利、限制競爭的技術回授等方式,濫用知識產權限制競爭,2015年初我國發生的高通公司壟斷案等已經敲響了警鐘。從這個意義上講,加強集成電路設計業的知識產權法律間協調保護力度,不僅要加強對權利人正當利益的保護,還應該加強對于權利人濫用知識產權權利的懲處力度。
(二)加快IP核知識產權海外技術收購步伐全球化時代的知識產權戰略不能隅于一國之內,隨著我國整體經濟實力的增強,中國企業也開始越來越多的邁出國門,參股投資、兼并收購國外的公司企業。中國的集成電路產業也應該部署自己的海外戰略,其中尤其應當重視對于所收購企業創新能力的考察,特別是知識產權價值的評估。審時度勢地加快IP核知識產權海外技術收購步伐能夠幫助我國集成電路設計企業在較短時間內獲得自己作為權利人的IP核知識產權。進行IP核跨國收購應對國際上與集成電路設計IP核業務有關的公司情況進行分析判斷。目前國際上,與集成電路設計IP核業務有關的公司主要有四大類11:一是以IP核授權或出售為主要贏利途徑的專業IP核公司,如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司,如TI、Samsung、Freescale等,由于長期的技術積累,擁有大量供內部重復使用的IP核;三是電子設計自動化(EDA)軟件公司,如Synopsys、Cadence、Mentor等,為推廣EDA軟件,這些公司大都開發了許多可供用戶使用的IP核,配合EDA工具一起銷售;四是晶圓代工(Foundry)廠,如TSMC、UMC、Charter等,為吸引更多的客戶到本公司加工流片,大都提供了包括標準單元庫在內的FoundryIP核供客戶免費使用。我國集成電路IP核海外收購的主要對象應該是正處于創業期的小型專業IP核公司。大型的集成器件制造企業和電子設計自動化軟件公司除非經營遇到極大困難或為調整發展方向欲轉售相關業務的,如IBM公司將筆記本業務與相關知識產權轉讓中國聯想,否則一般很難切入收購相關IP核等知識產權。而晶圓代工廠的IP核由于多屬于非核心技術且通常免費提供,收購意義也不大。容易忽略的是各國創新孵化器、高技術園區乃至高等院校內的IP核創新成果或知識產權。國外公司對此一直十分重視,據報道,有世界知名的跨國公司就通過其在中國設立的子科技公司,逐個與上海高??蒲刑幒炗喪召徃咝0l明成果的合作框架協議或合同,而類似的情況還不在少數12。收購相關創新成果一則可以掌握最新技術,二則可以通過知識產權占領被申請國市場,如果是通過PCT申請渠道還可能在多國享有合法的壟斷權利,更為重要的是有助于整合國外人才促進本國具有自主知識產權的相關技術研發。中國的IP核海外收購可以學習、借鑒跨國公司的經驗和案例,本著互惠互利的原則,以公平合理的價格收購有潛力的國外專業IP核公司。當然在收購中最好聘請優秀的律師事務所、專利事務所和會計師事務所等中介機構進行充分的知識產權風險、價值分析與評估,避免產生不必要地法律糾紛乃至遭遇知識產權的陷阱。
(三)加大IP核知識產權研發保護資金投入集成電路設計是個高投入高風險的行業,屬于技術和資本密集型產業。集成電路設計研發費用一般要占到銷售額的近15%,而后獲取知識產權保護還需要投入一定的經費,更毋寧說進行海外并購等?!拔覈呻娐樊a業十年以來科技投入1000多億元,但相比國際大企業,國內全行業投入只是英特爾公司的1/6。”13加大IP核知識產權研發保護資金投入,對于目前技術積累薄弱、自主知識產權缺乏、融資成本高昂的國內集成電路設計企業而言無異于注入強勁的動力源泉。資本在促進集成電路產業發展的重要性和必要性已經獲得認可,通過政府財政引導加股權投資基金協同運作的方式被認為是有效的手段。事實上,美國半導體業融資的主要渠道就是依靠風險投資基金支持。中國臺灣地區之所以成為全球第四大半導體基地就與其六年建設計劃對集成電路產業的重點扶植有密切關系。我國也可以考慮:政府通過一定的政策,配合財政、稅收、信貸等措施,引導社會資金投入國內集成電路IP核設計等相關產業,而公司股權、所獲得集成電路IP核的知識產權許可使用收益等均可以作為投資回報;或者采用設立投資基金的方式,以基金投資公司為平臺,扶持國內集成電路IP核設計企業克服資金短缺的困難、進行技術創新和知識產權保護等工作。2014年6月,由工業和信息化部、發展改革委、科技部、財政部等部門編制,國務院批準的《國家集成電路產業發展推進綱要》正式實施,提出要著力發展集成電路設計業,強化企業創新能力,加強集成電路知識產權的運用和保護。與此同時,繼北京之后,上海、武漢、深圳、合肥、沈陽等多地都加速打造地方版IC產業股權投資基金,據悉國家也將投入巨資以促進IC產業發展。相信包括集成電路IP核在內的我國IC業必將產生一大批創新性的技術成果,同時,也為企業加強對相關技術的知識產權保護、完善管理奠定了良好的基礎。當然,還可以考慮進一步細化基金支持項目,如果在可能的情況下,有必要建立一個或多個專門針對集成電路IP核等核心技術和知識產權的收購基金,以支持我國集成電路產業的海外技術并購。
三、結語
集成電路設計創新范文5
關鍵詞:電子科學與技術;集成電路設計;平臺建設;IC產業
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0270-03
國家教育部于2007年正式啟動了高等學校本科教學質量與教學改革工程(簡稱“質量工程”),其建設的重要內容之一就是使高校培養的理工科學生具有較強的實踐動手能力,更好地適應社會和市場的需求[1]。為此,我校作為全國獨立學院理事單位于2007年6月通過了ISO2000:9001質量管理體系認證[2],同時確立了“質量立校、人才強校、文化興校”三大核心戰略,深入推進內涵式發展,全面提高人才培養質量。對于質量工程采取了多方面多角度的措施:加強教學改革項目工程;鼓勵參加校內學生創新項目立項,(大學生創新基金項目);積極參加國家、省級等電子設計大賽;有針對性地對人才培養方案進行大幅度的調整,增大課程實驗學時,實驗學時占課程的比例從原來的15%提高到25%以上,并且對實驗項目作了改進,提高綜合性和設計性實驗的比重;同時增加專業實踐課程,強調學生的應用能力和創新能力;課程和畢業設計更注重選題來源,題目比以前具有更強的針對性,面向專業,面向本地就業市場。不僅如此,學院還建立了創業孵化中心、建立了實驗中心等。通過這些有效的措施,努力提高學生的綜合素質、創新和應用能力。除了學校對電子信息類專業整體進行統籌規劃和建設外,各個二級學院都以“質量工程”建設為出發點和立足點,從專業工程的角度出發,努力探索各個專業新的發展思路和方向。由于集成電路設計是高校電子科學與技術、微電子學等相關專業的主要方向,因此與之相關的課程和平臺建設成為該專業工程探索的重點。通過對當前國內外高校該專業方向培養方案分析,設置的課程主要強調模擬/數字電路方向,相應的課程體系為此服務,人才培養方案設置與之相對應的理論和實踐教學體系;同時建立相應的實習、實踐教學平臺。由此,依據電子科學與技術專業的特點,結合本專業學生的層次和專業面向,同時依據本地的人才需求深度和廣度,對以往的人才培養方案進行革新,建立面向中山IC產業的集成電路設計專業應用型的設計平臺。另外,從課程體系出發,強化IC設計的模擬集成電路后端版圖設計和驗證,使學生在實踐教學環節中得到實際的訓練。通過這些改革既可有效地幫助學生迅速融入IC設計業,也為進入IC制造行業提高層次到新高度。
一、軟件設計平臺在集成電路設計業的重要性
自從1998年高等學校擴大招生以來,高校規模發展很快,在校大學生的人數比十五年前增長了10倍。高校的基礎設施和設備的投入呈現不斷增長的趨勢,學校的辦學條件不斷改善,同時,各個高校對實驗室的建設也在持續增大,然而在實驗室建設的過程中,盡管投入的資金量在不斷增大,但出現的現象是重視專業儀器和設備的投入,忽視專業設計軟件的購置,這可能是由于長期以來形成的重有形實體、輕無形設計軟件,然而這種意識給專業發展必將帶來不利影響。對于IC專業來說,該專業主要面向集成電路的生產、測試和設計,其中集成電路設計業是最具活力、最有增長效率的一塊,即使是在國際金融危機的2009年,中國的IC設計業不僅沒有像半導體行業那樣同比下降10%,反而逆勢增長9.1%;在2010年,國際金融危機剛剛緩和,中國IC設計業的同比增速又快速攀升到45%;2011年全行業銷售額為624.37億元,2012年比2012年增長8.98%達到680.45億元,集成電路行業不僅增長速度快,發展前景好,而且可以滿足更多的高校學生就業和創業。為了滿足IC設計行業的要求,必須建設該行業需求的集成電路軟件設計平臺。眾所周知集成電路行業制造成本相對較高,這就要求設計人員在設計電路產品時盡量做到一次流片成功,而要實現這種目標需要建設電路設計驗證的平臺,即集成電路設計專業軟件設計平臺。通過軟件平臺可以實現:電路原理拓撲圖的構建及參數仿真和優化、針對具體集成電路工藝尺寸生產線的版圖設計和驗證、對版圖設計的實際性能進行仿真并與電路原理圖仿真對照、提供給制造廠商具體的GDSII版圖文件。軟件平臺實際上已經達到驗證的目的,因此,對于集成電路設計專業的學生或工作人員來說,軟件設計平臺的建設特別重要,如果沒有軟件設計平臺也就無法培養出真正的IC設計人才。因此,在培養具有專業特色的應用型人才的號召下,學院不斷加大實驗室建設[3],從電子科學與技術專業角度出發,建設IC軟件設計平臺,為本地區域發展和行業發展服務。
二、建設面向中山本地市場IC應用平臺
近年來,學校從自身建設的實際情況出發,減少因實驗經費緊張帶來的困境,積極推動學院集成電路設計專業方向的人才培養。教學單位根據集成電路設計的模塊特點確定合適的軟件設計平臺,原理拓撲圖的前端電路仿真采用PSPICE軟件工具,熟悉電路仿真優化過程;后端采用L-EDIT版圖軟件工具,應用實際生產廠家的雙極或CMOS工藝線來設計電路的版圖,并進行版圖驗證。這種處理方法雖然暫時性解決前端和后端電路及版圖仿真的問題,但與真正的系統設計集成電路相對出入較大,不利于形成IC的系統設計能力。2010年12月國家集成電路設計深圳產業化基地中山園區成立,該園區對集成電路設計人才的要求變得非常迫切,客觀上推進了學院對IC產業的人才培養力度,建立面向中山IC產業的專業應用型設計平臺變得刻不容緩[4],同時,新的人才培養方案也應聲出臺,促進了具有一定深度的教學改革。
1.軟件平臺建設。從目前集成電路設計軟件使用的廣泛性和系統性來看,建設面向市場的應用平臺,應該是學校所使用的與實際設計公司或其他單位的軟件一致,使得所培養的IC設計人才能與將來的就業工作實現無縫對接,從而提高市場對所培養的集成電路設計人才的認可度,同時也可大大提高學生對專業設計的能力和信心[5]。遵循這個原則,選擇Cadence軟件作為建設平臺設計軟件,這不僅因為該公司是全球最大的電子設計技術、程序方案服務和設計服務供應商,EDA軟件產品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統級設計,功能驗證,IC綜合及布局布線,模擬、混合信號及射頻IC設計,全定制集成電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬件仿真建模,而且通過大學計劃合作,可以大幅度的降低購置軟件所需資金,從而從根本上解決學校實驗室建設軟件費用昂貴的問題。另外,從中山乃至珠三角其他城市的IC行業中,各個單位都普遍采用該系統設計軟件,而且選用該軟件更有利于剛剛起步的中山集成電路設計,也更加有利于該產業的標準化和專業化,乃至進一步的發展和壯大。
2.針對中山IC產業設計。定位于面向本地產業的IC應用型人才,就必須以中山IC產業為培養特色人才的出發點。中山目前有一批集成電路代工生產和設計的公司,主要有中山市奧泰普微電子有限公司、芯成微電子公司、深電微電子科技有限公司、木林森股份有限公司等,能進行IC設計、工藝制造和測試封裝,主要生產功率半導體器件和IC、應用于家電等消費電子、節能照明等。日前奧泰普公司的0.35微米先進工藝生產線預計快速投產,該單位的發展對本地IC人才需求有極大的推動力,推動學生學習微電子專業的積極性,而這些也有力地支持本地IC企業的長遠發展。因此,建立面向本地集成電路產業的軟件設計平臺,有利于專業人才的培養、準確定位,并形成了本地優勢和特色。
3.教學實踐改革。為了提高人才培養質量,形成專業特色,必須對人才培養方案進行修改。在人才培養方案中通過增加實踐教學環節的比例,實驗項目中除了原有驗證性的實驗外、還增加了綜合性或設計性的實驗,這種變化將有助于學生從被動實驗學習到主動實驗的綜合和設計,提高學生對知識的靈活運用和動手能力,從而為培養應用型的人才打下良好的基礎。除此之外,與集成電路代工企業及芯片應用公司建立合作關系。學生在學習期間到這些單位進行在崗實習和培訓,可以將所學的專業理論知識應用于實際生產當中去,形成無縫對接;而從單位招聘人才角度上來說,可以節約人力資源培訓成本,招到單位真正需要的崗位人才。因此,合作雙方在找到相互需求的基礎上,形成有效的合作機制。①課程改革。針對獨立學院培養應用型人才的特點,除了培養方案上增加多元化教育課程之外,主要是強調實踐教學的改革,增加綜合實驗課程,如:《現代電子技術綜合設計》計32學時、《微電子學綜合實驗》計40學時、《EDA綜合實驗》為32學時、《集成電路設計實驗》為40學時,其相應的課程學時數從以驗證性實驗為主的16個學時,增加到現在32學時以上的帶有綜合性或設計性實驗的綜合實踐課程。這種變化不僅是實踐教學環節的課時加大,而且是實驗項目的改進,也是實踐綜合能力的增強,有利于學生形成專業應用能力。②與單位聯合的IC設計基地。IC設計基地主要立足于兩個方面:一是立足于本地IC企業或設計公司;二是立足于IC代工和集成電路設計應用。前者主要利用本地資源就近的優勢,學生參觀、實習都比較方便,同時也有利于學校與用人單位之間的良好溝通,提高雙方的認可度和贊同感。如:中山市奧泰普微電子有限公司、木林森股份有限公司等。后者從生產角度和設計應用出發,帶領學生到IC代工企業參觀,初步了解集成電路的生產過程,企業的架構、規劃和發展遠景。也可根據公司的人才需要,選派部分學生到公司在崗實習[6]。如:深圳方正微電子有限公司、廣州南科集成電子有限公司等。通過這些方式不僅可以增強學生對專業知識的應用能力,而且有利于學生對IC單位的深入了解,為本校專業應用型人才找到一種行之有效的就業之路。
三、集成電路設計平臺的實效性
從2002年創辦電子科學與技術專業以來,學校特別重視集成電路相關的實驗室建設。從初期的晶體管器件和集成塊性能測量,硅片的少子壽命、C-V特性、方阻等測量,發展到探針臺的芯片級的性能測試,在此期間為了滿足更多的學生實驗、興趣小組和畢業設計的要求,微電子實驗室的已經過三次擴張和升級,其建設規模和實驗水平得到了大幅度的提升。另外,為培養本科學生集成電路的設計能力,提高應用性能力,學校還建立了集成電路CAD實驗室,以電路原理圖仿真設計為重點,著重應用L-Edit版圖軟件工具,進行基本的集成電路版圖設計及驗證,對提升學生集成電路設計應用能力取得了一定的效果。目前,為了大力提高本科教學質量,提升辦學水平,重點對實踐課程和IC軟件設計平臺進行了改革。學校開設了專門實踐訓練課程,如:集成電路設計實驗。從以前的16學時課內驗證設計實驗提升為32學時獨立的集成電路設計實驗實踐課程,內容從以驗證為主的實驗轉變為以設計和綜合為主的實驗,整體應用設計水平進行了大幅度的提升,有利于培養學生的應用和動手能力。不僅如此,對集成電路的設計軟件也進行了升級,從最初的用Pspice和Hspice軟件進行電路圖仿真,L-Edit軟件工具的后端版圖設計,升級為應用系統的專業軟件平臺設計工具Cadence進行前后端的設計仿真驗證等,并采用開放實驗室模式,使得學生的系統設計能力得到一定程度的提升,提高了系統認識和項目設計能力。通過IC系統設計軟件平臺的建設和實踐教學課程改革,使得學生對電子科學與技術專業的性質和內容了解更加全面,對專業知識學習的深度和廣度也得到進一步提高,從而增強了專業學習的興趣,提高了自信心。此外,其他專業的學生也開始轉到本專業,從事集成電路設計學習,并對集成電路流片產生濃厚的興趣。除此之外,學生利用自己在外實踐實習的機會給學校引進研究性的開發項目,這些都為本專業的發展形成很好的良性循環。在IC設計平臺的影響下,本專業繼續報考碩士研究生的學生特別多,約占學生比例的45%左右。經過這幾年的努力,2003、2004、2005、2006級都有學生在碩士畢業后分別被保送或考上電子科技大學、華南理工大學、復旦大學、香港城市大學的博士。從這些學生的反饋意見了解到,他們對學校在IC設計平臺建設評價很高,對他們進一步深造起到了很好的幫助作用。不僅如此,已經畢業在本行業工作的學生也對IC設計平臺有很好的評價:通過該軟件設計平臺不僅熟悉了集成電路設計的工藝庫、集成電路工藝流程和相應的工藝參數,而且也熟悉版圖的設計,這對于從事IC代工工作起到很好的幫助作用?,F在已經有多屆畢業的學生在深圳方正微電子公司、中山奧泰普微電子有限公司工作。另外,還有許多學生從事集成電路應用設計工作,主要分布于中山LED照明產業等。
通過IC軟件設計平臺建設,配合以實踐教學改革,使得學生所學理論知識和實際能力直接與市場實現無縫對接,培養了學生的創新意識和實踐動手能力,增強了學生的自信心。另外,利用與企業合作的生產實習,可以使得學生得到更好的工作鍛煉,為將來的工作打下良好的基礎。實踐證明,建設面向中山IC產業的集成電路設計實踐教學平臺,尋求高校與公司更緊密的新的合作模式,符合我校人才培養發展模式方向,對IC設計專業教學改革,培養滿足本地區乃至整個社會的高素質應用型人才,具有特別重要的作用。
參考文獻:
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[4]鞠晨鳴,徐建成.“未來工程師”能力的集中培養大平臺建設[J].實驗室研究與探索,2010,29(4):158-161.
[5]袁穎,董利民,張萬榮.微電子技術實驗教學平臺的構建[J].電氣電子教學學報,2009,(31):115-117.
[6]王瑛.中低技術產業集群中企業產學研合作行為研究[J].中國科技論壇,2011,(9):56-61.
集成電路設計創新范文6
關鍵詞:CDIO;集成電路設計;人才培養模式
中圖分類號:640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2013)03-0062-02
隨著經濟全球化的飛速發展,現代企業急需高技能人才,企業的用人標準逐漸提高,畢業生的就業形勢越來越嚴峻。同時,又有相當一部分畢業生動手能力差,分析問題、解決問題的能力弱,難以滿足社會要求。為了緩解企業人才的需求和大學人才培養模式之間的沖突,國內外各高校都開始積極調整現有的教學模式,提出工程創新教育與課程教學模式相結合的全新理念,即CDIO(構思,設計,實施,運行)理念。它是“做中學”和“以項目作為核心的教育和學習”的集中體現,以產品的生命周期為載體,讓學生將理論知識和實踐有機結合起來。在CDIO理念的指引下,培養學生的工程能力,通過對項目整個過程的構思、設計、實施和運行作為載體的操作來提高學生的工程實踐能力,這些能力包括個人的學術知識,個人的終身學習能力,團隊的溝通能力和系統的控制能力等[1]。
作為一門新興專業,集成電路設計與集成系統專業具有門檻高、內容新、發展快、屬于交叉學科、與產業聯系緊密、實踐性強等一系列突出特點。它還沒有像其他專業一樣形成完成的知識體系,也沒有制定出專業的人才培養規范,導致我國各高校培養出來的集成電路專業人才無法適應現代企業的需要,造成高技能人才的緊缺[2]。因此,研究基于CDIO理念的集成電路設計與集成系統專業人才培養模式,切實做好集成電路設計與集成系統專業的工程教育,改革高校的工程教育模式,培養出能適應經濟和社會發展需要的專業人才是十分必要的。
一、集成電路設計與集成系統專業人才培養模式的局限性
作為具有很強的工程性和實踐性的專業,集成電路設計與集成系統專業的人才培養目標應定位于具有較高的工程素質、很強的實踐和科研創新技能的高級人才。但由于我國集成電路專業人才培養模式存在局限性,導致企業需求與人才能力相脫節,具體局限性表現如下。
1.教學嚴重學術化,過分重視學生的理論教育,而輕視實踐教育。在教育教學過程中,忽視了學生的自學能力和實際的動手能力,使得教學與實際相脫離。
2.專業課程之間存在知識的冗余,課程內容之間的相關性、相承性、互補性得不到有機整合,使得學生對項目的思路混亂,阻礙了學生構思能力的提升。
3.實驗與實踐環節缺乏系統的規劃,導致實驗內容陳舊,實驗方法單一,實驗模式過于呆板。而實驗內容大多為針對理論教材的驗證性實驗,呆板的實驗模式和實驗內容很難使學生對學習產生興趣,不能充分挖掘學生的創新能力。實踐環節沒有明確的培養目的,缺乏整體規劃,實踐環節是學生工程實踐能力提高的重要環節。因此,實驗與實踐環節應與教學大綱相輔相成。
4.專業教師缺乏企業管理經驗和工程訓練能力。大多數教師雖然學位和學歷很高,但一直從事教育教學工作,缺少實際工程背景和實踐經驗,帶領并指導學生做實際工程項目時,學生遇到的實際問題得不到很好的解決。
二、基于CDIO理念集成專業的人才培養目標
集成電路設計與集成系統專業旨在培養具有良好的科學素養和國際競爭力,適應社會主義現代化建設需要的高級人才。通過基礎與專業、理論與實踐相結合的培養模式,培養既具有良好的文化修養和科學素質,又具有堅實的理論基礎,同時具有豐富的集成電路開發、設計和工程管理能力的應用型高級人才[3]。通過大學四年的學習,使得集成專業學生畢業后掌握得以下幾方面的知識與能力。
1.具有深厚的理論修養、扎實的專業基礎知識、開闊的視野和高尚的職業素養。
2.具有良好的科學素養和較強的外語應用能力,對全世界科學和技術的發展動態有敏銳的觀察力。
3.具有工程推理與判斷、發現問題和解決問題的技能,能夠進行科學研究和開發應用實際的項目。
4.具有良好的溝通、組織協調、團隊合作的能力。
5.能夠掌握集成電路的基本設計原理,熟悉制造工藝,能從事或參與集成領域產品的研究、開發、設計、制造、測試、應用、銷售和管理工作。
三、CDIO理念下集成專業的人才培養模式的具體實施
(一)制定基于CDIO理念的專業教學大綱和實驗大綱
將CDIO理念融入到專業教學大綱和實驗大綱中,結合具體實際的項目制定集成專業課程大綱。大綱應體現以下四個方面的內容:基本技術和理論知識、個人的專職技能、人際交往能力和在現實社會環境中的CDIO能力。因此,制定專業教學大綱時,首先考慮在低年級引入導論課程,使學生對專業前景、發展方向有清晰的認識和了解。其次,要充分考慮課程導論與其他相關課程之間的內在關系??紤]課程的教學對象與教學目標、課程的內容、學時具體分配及主要的教學方法、實踐環節的要求、課程與教師考核等問題。大綱制定過程中,自始至終都要充分體現CDIO理念、本專業的教學課程同企業項目之間的緊密關系。在制定實驗大綱時要結合教學大綱,明確實驗目的,將每門課程的實驗按照基礎類型、設計類型、創新類型和綜合類型的比例合理劃分,充分考慮實驗學時、實驗內容、使用的工具及具體方法等問題,培養學生的動手能力、創新能力和應用能力。
(二)制定基于CDIO理念的模塊化課程體系
按照CDIO理念的教學大綱對學生能力的要求,結合集成專業培養應用型人才的定位,建立了以“基礎課程、專業課程、實踐課程、核心特色課程”相結合的模塊化課程體系[4]。其中,基礎課程主要由公共基礎課程、素質課程、學科基礎課程三部分組成,通過基礎課程的學習,使學生具有良好的科學素養和文化修養的同時,又具有堅實的理論基礎。專業課程主要包括專業平臺課程、專業方向課程,由教師課堂傳授專業知識。實踐課程主要包括課程設計、生產實習和畢業設計。培養學生具有良好的科學與工程素養,具有較強的自學能力和分析解決問題的能力。核心特色課程主要包括專業選修課程,聘請國內外集成專業資深教授、企業高級人才以實際項目作為案例進行授課。
(三)舉辦基于CDIO理念的電子設計競賽
電子設計競賽是在教師啟發引導下,學生通過競賽來提高自己的自主學習能力、創新實踐能力。圍繞指定的競賽題目,或學生以小組形式自主選擇的題目,讓學生進行構思,設計,實現和運作,將所選題目進行產品化。通過構思,分析客戶的需求,預估產品的功能,設計技術方案,制定技術程序,并對小組成員進行分工,細化每個成員的任務。設計的任務主要包括產品的規劃、原理設計、技術方案等。以構思和設計為基礎,將最終的設計方案轉變成實際產品,并對產品進行測試的過程即為產品的實施過程。對產品的運作主要包括對產品的前期程序調試,對系統功能進行改進。通過電子設計競賽,將CDIO理念的構思、設計、實現和運作融為一個有機的整體,提高學生的工程實踐能力,充分培養學生獨立發現問題、解決實踐問題的能力,培養學生團隊合作能力和大系統掌控能力。
(四)基于CDIO理念的教學方法改革
改變傳統的教學手段和教學方法,在教育方法上力求做到教師講授與學生實踐相結合,個人學習與團隊合作學習相結合,讓學生“主動學習”。將案例教學引入到課堂中,采用 “探究式”的授課方法,引導學生主動思考,并分組進行討論,確定解決問題的方法,給學生創造實驗環境去驗證方法的可行性[5]。聘請校外專家、學者或企業工程管理人才為學生做專題講座,進行輔導與授課,并定期派學生到企業去學習與實踐鍛煉。
(五)加強教師隊伍建設,提高教師的CDIO能力
為教師提供去國外或者企業學習與交流的機會,讓教師親自參與到項目實訓中,通過與企業項目工程師學習與合作提高教師自身的工程實踐能力。聘請集成領域的國內外專家、學者、企業的項目經理、工程管理人員、工程設計人員,與本專業教師共同組建一支“多樣性、復合型、高精端、產學研”的師資隊伍,一起承擔集成專業的人才培養任務。
針對我國目前集成電路設計與集成系統專業工程人才緊缺的現狀,本文提出了CDIO理念下的人才培養模式,強調高校學生的專業知識技能和實踐創新的工程能力,有效地解決了企業和人才能力相脫節的問題,從而為社會和企業培養更多合格的“專業型、創新型、應用型”的工程人才,更好地推進高等工程教育的改革,使我們的創新實踐教育更上一個臺階。
參考文獻:
[1]江帆,張春良,王一軍,喻萍.CDIO開放教學模式研究[J].教學研究,2012,(2).
[2]劉勝輝,崔林海,黃海.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J].計算機教育,2008,(22).
[3]方卓紅,曲英杰.關于集成電路設計與集成系統本科專業課程體系的研究[J].科技信息,2007,(27).