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對集成電路的認識范文1
隨著集成電路產業的快速發展，人才的短板成為回避不了的問題。中國教育學會會長鐘秉林在致辭中表示，《白皮書》的可以推動我國高等院校更加明晰的人才培養目標和規格，深化人才培養模式的改革。高校應加強與企業合作、產教融合，為產業發展真正提供高素質人力資源支持。《白皮書》的也為其他學科探索適應產業發展需求的人才培養方式樹立典范。
國家集成電路產業投資基金總裁丁文武表示，《國家集成電路產業發展推進綱要》以來，我國集成電路產業得到了快速發展。與此同時，人才匱乏的問題凸顯出來。目前，我國集成電路從業人員不足30萬人，但是按照總產值計算，需要70萬人，人才總量嚴重不足。此次，《白皮書》的讓業界首次系統認識到集成電路產業所需人才的層次、數量、區域分布和來源。
人才是集成電路產業的第一資源，對于集成電路產業的發展起著重要的作用。CSIP聯合相關機構共同編撰的這部《白皮書》具有很強的現實意義，是CSIP在集成電路人才工作方面的重要成果，填補了產業界的一項空白。
工業和信息化部軟件與集成電路促進中心副處長徐珂對《白皮書》進行了解讀：《白皮書》編委會對我國集成電路全產業鏈的600余家企業，以及開設有微電子等相關專業的100余所高校開展調研，對我國集成電路人才數量、結構、地理位置分布、薪酬狀況、學歷分布、高等院校人才培養狀況等業界普遍關心的問題進行了多維度分析。
按照《白皮書》的總結，我國集成電路產業人才現狀有四大關鍵詞。
一是我國集成電路產業人才呈“一軸一帶”分布。東起上海、西至成都、重慶的“沿江分布軸”和北起大連、南至珠江三角洲的“沿海分布帶”。
二是我國集成電路人才“缺”。產業人才的供給與產業發展的增速不匹配，依托高校培養IC人才不能滿足產業發展的要求。集成電路的人才有較大缺口，特別是高端人才的缺乏，2015年，全國26家示范性微電子學院微電子與固體電子學招收的博士生不到500人，但根據行業協會和重大專項檢測預測，高端人才的需求是5000人。
三是重點關注集成電路人才“供給側改革”。面對新時期產業發展對人才提出的新要求，需要關注人才供給側，改革創新人才培養方式，注重高端集成電路產業人才培養工作。
四是“產學研”融合培養。產學研深度融合，共同發現人才、培養人才、儲備人才。
對集成電路的認識范文2
關鍵詞：集成電路 壽命仿真 分析流程 競爭失效 CALCE-PWA
中圖分類號：V263.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0067-04
由于電子設備對溫度、振動最為敏感，且根據對電子產品失效原因的統計，溫度因素占43.3%，振動因素占28.7%，由這2種應力作用導致的產品的失效為71%[1]。因此，研究集成電路壽命需主要對溫度和振動2種應力進行仿真、評估并預計。據此壽命仿真主體結構中涉及的仿真項目主要有熱仿真、振動仿真、故障預計仿真。在諸如印刷電路板的典型電子產品的服役期內，熱應力、機械應力是產品所承受的主要環境載荷。文獻[2-4]從器件級薄弱環節的失效物理建模出發，通過對整板PCB的振動仿真與實驗，計算了元器件的壽命。文獻[5-7]研究了集成電路的壽命試驗條件，并對PCB電路板組件的溫度分布進行了仿真與實驗研究。此外，國內外學者針對集成電路的失效類別、失效原因開展了大量研究。但是上述研究較多的依賴物理樣機試驗，且計算集成電路壽命時未能綜合考慮集成電路復雜的失效因素。
該文基于協同仿真技術，采用競爭失效機制，選用電子產品中的一個整板PCB作為研究對象，對集成電路壽命進行預測，可在產品設計階段對集成電路的可靠性進行評估，并減少物理樣機試驗成本。
1 壽命分析流程
基于競爭失效機制的集成電路壽命預測的仿真分析流程如圖1所示。首先基于集成電路封裝類型完成模型建立；然后分別從熱仿真、振動仿真中導入模型所需應力參數，加載集成電路壽命剖面；最后根據競爭失效機制，獲取集成電路壽命。其中，集成電路管腳與電路板基板的互連處模型的建立采用競爭失效法則（即“最小薄弱原理”）。
整個流程中各主要步驟如下所示。
（1）獲取集成電路以及電路板組件結構及工藝信息。
（2）根據電路板組件工作環境條件制定壽命周期環境剖面。
（3）基于ANSYS軟件進行仿真分析，獲取熱仿真與振動仿真結果，為基于失效物理的故障預計提供數據支撐。
（4）建立熱故障預計模型與振動故障預計模型，分別進行壽命仿真分析，可得到故障預計結果，基于競爭失效機制，確定集成電路失效狀態，并得到壽命仿真計算結果。
2 研究對象
項目選取的某PCB電路板組件有限元模型網格劃分圖如圖2所示，圖右顯示了集成電路詳細模型的網格劃分效果。電路板組件模型采用SolidWorks軟件建立，對目標集成電路進行詳細的三維模型建模，對其他元器件采用長寬高與之相同的長方體等效處理。使用ANSYS軟件進行仿真分析，用內部MPC約束算法建立接觸單元來處理各元器件和電路板基板的裝配關系。
3 壽命周期環境剖面
熱仿真分析環境條件根據基本試驗中的各種工作環境溫度以及產品工作時對應的環控條件制定。因此，參考典型電子裝備高溫低溫試驗條件[8]，確定仿真溫度環境如下：熱天地面階段工作和不工作溫度為+70 ℃，冷天地面階段工作和不工作溫度為-55℃；熱天飛行階段工作溫度為+55 ℃，冷天飛行階段工作溫度為-40 ℃。
參照典型電子裝備環境試驗條件，確定電路板隨機振動試驗的功率譜密度，其最大值W0為0.04 g2/Hz。綜上，按照電路板實際工作條件，將環境應力簡化為溫度循環1（冷天工作）、溫度循環2（熱天工作）和隨機振動，見表1。
4 有限元仿真分析
4.1 熱仿真分析
針對工作環境溫度為70 ℃、55 ℃、-40 ℃、-55 ℃的情r進行穩態熱分析，表2為環境溫度70 ℃時電路板組件溫度云圖和集成電路溫度云圖。
通過對70 ℃工作環境溫度下電路板、集成電路溫度數據進行統計，得熱分析結果，電路板組件平均溫度為80.4 ℃，溫升為10.4 ℃，集成電路平均溫度為82.7 ℃，溫升為12.7 ℃。
4.2 振動分析
（1）模態分析。
振動分析時將電路板兩端插入導軌，故約束兩端UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ自由度；同時電路板兩側面被壓緊，故約束其UX方向自由度，并將約束載荷置于載荷集Constraints中。獲取電路板組件前三階模態振型如表3所示。
（2）隨機振動分析。
在完成模態分析基礎上按照振動環境條件開展隨機振動分析，可獲取位移云圖、加速度云圖。表4顯示了電路板組件位移云圖、電路板組件加速度云圖。
對隨機振動位移與加速度結果進行歸納，可得電路板位移、加速度，集成電路位移，為進行集成電路壽命計算提供數據支撐。
5 壽命仿真分析
5.1 模型建立
該研究中使用的壽命仿真軟件工具是CALCE-PWA，該軟件是用于電子組件設計和分析的一組集成工具，輸入熱分析與振動分析的結果，利用其故障模型可對印制板器件進行工作剖面下的故障預計。在完成電路板建模、部件建模和元器件建模的基礎上形成最終模型。
5.2 剖面設置
從熱仿真結果中獲取集成電路平均殼溫和集成電路安裝位置的電路板表面平均溫度，并按照溫度剖面將集成電路的詳細溫度數據輸入CALCE-PWA軟件中；結合隨機振動仿真結果設置振動剖面。表5給出溫度循環1（冷天工作）、溫度循環2（熱天工作）和振動剖面示例。
5.3 壽命預計
定義并加載集成電路壽命剖面后，即可以對集成電路在各種類型剖面下的失效前循環數/時間進行計算，匯總結果如表6所示。
通過Miner定理計算集成電路溫度循環、隨機振動下的平均首發故障前時間，見表7，集成電路失效狀態為熱失效，失效循環數為260 089。
6 結語
針對集成電路故障預計的仿真是利用結構、工藝和應力等性能參數建立產品的數字模型并進行失效分析。該文介紹了基于競爭失效機制的集成電路壽命評估流程，并以某型號集成電路進行仿真分析，確定了該集成電路的失效狀態與失效循環次數?；谔摂M樣機技術的集成電路壽命分析方法可應用于產品設計各個階段，并減少物理樣機試驗成本，為評估集成電路的可靠性提供依據。
參考文獻
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對集成電路的認識范文3
Abstract： IC technology is the main courses of Electronic Science and Technology major in Shenyang University of Chemical Technology, course contents, which content is extensive, range of knowledge is wide, application is wide, and content updates fast. This paper, combining with the current requirements of undergraduate teaching, explored the teaching method and course content and so on and achieved good results.
關鍵詞： 電子科學與技術專業；集成電路工藝學課程；教學改革
Key words： electronic science and technology major; IC technology courses; teaching reform
中圖分類號：G42文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-0223-01
1 信息時代需要優秀的電子科學與技術專業的人才
電子科學與技術專業具有多學科滲透、應用性強、主要服務于IC行業等鮮明特點。能夠從事電子科學與技術領域的研究、設計、開發、應用和管理的高級人才。目前國內開設電子科學與技術專業的學校有：天津大學、電子科技大學、西安電子科技大學、北京理工大學、北京航空航天大學等幾十所學校。通過本課程的學習應使學生對集成電路工藝學中的基本概念、基本技術和基本器件有比較全面、系統的認識，培養學生分析和解決工程技術問題的能力，為進一步學習相關專業課打下基礎。主要研究氧化、擴散和離子注入等相關技術。使學生掌握光刻、刻蝕和蒸發濺射等的基本概念及基本技術，對集成電路工藝學有比較全面、系統的認識和了解。
2 我校電子科學與技術專業本科人才的培養目標
該專業畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：①掌握信息科學、電子學和計算機科學學科的基本理論、基本知識；②微電子技術系統及其決策支持與安全防護系統的分析與設計方法和研制技術；③具有使用計算機和儀器設備解決工程問題的能力；④具有創新意識和獨立獲取新知識的能力。
3 電子科學與技術專業集成電路工藝學課程教學改革探討
3.1 集成電路工藝學的內涵 集成電路工藝學是利用研磨、拋光、氧化、擴散、光刻、外延生長、蒸發等一整套平面工藝技術，在一小塊硅單晶片上同時制造晶體管、二極管、電阻和電容等元件，并且采用一定的隔離技術使各元件在電性能上互相隔離。然后在硅片表面蒸發鋁層并用光刻技術刻蝕成互連圖形，使元件按需要互連成完整電路，制成半導體單片集成電路。隨著單片集成電路從小、中規模發展到大規模、超大規模集成電路，平面工藝技術也隨之得到發展。例如，擴散摻雜改用離子注入摻雜工藝；紫外光常規光刻發展到一整套微細加工技術，如采用電子束曝光制版、等離子刻蝕、反應離子銑等；外延生長又采用超高真空分子束外延技術；采用化學汽相淀積工藝制造多晶硅、二氧化硅和表面鈍化薄膜；互連細線除采用鋁或金以外，還采用了化學汽相淀積重摻雜多晶硅薄膜和貴金屬硅化物薄膜，以及多層互連結構等工藝。
3.2 電子科學與技術專業集成電路工藝學課程教學改革措施
3.2.1 教學內容 ①授課體系和重點；課程根據電子科學與技術專業方向的學生培養要求，著重從硅工藝的角度出發，理論方面力求清楚易懂，闡述微電子學基礎、半導體物理基礎、光電現象和光電效應，重點介紹常用工藝原理、特性和參數。為了更好的運用硅基器件，對各類器件的電路也作了詳細的分析，同時給出實際應用系統舉例。②所講授的知識要緊跟科學發展前沿；集成電路工藝學教科書對于迅猛發展的集成電路工藝學來說，既是基本的，又是滯后的，教師授課時如果按教材講解，往往會帶來知識陳舊、講課形式單一、內容枯燥乏味的后果，造成學生學習積極性下降。因此在教學過程中刪掉一些陳舊過時的內容，及時補充和更新教學內容，增添一些現代集成電路工藝學的前沿知識，特別是體現本學科專業特色的一些前沿知識，從而緊跟集成電路工藝學的前沿，給學生提供充分的科學探索和求真的空間。③注重課程與專業應用領域間的聯系；專業課可理解為某一學科的基礎課程，是通向學科廣闊領域的橋梁。它的基本功能是引導學生明確學科專業發展方向，使其在日后的學習工作中能自如的在該學科專業的深度和廣度上鉆研、拓展。因此在講授課程各部分內容時，電子科學專業的應用領域緊密相連。例如針對硅片生產應用領域，在課程講授過程中可適當加入集成電路制造技術的應用熱點以及在IC行業中的應用等方面的內容，使該專業的學生了解所學課程內容在該領域的應用、研究熱點及發展前景。
3.2.2 教學方法 ①利用現代教育技術的各種多媒體技術和網絡技術進行教學，例如投影、幻燈、錄像等多媒體資料，充分發揮其信息容量大、方便快捷、形象直觀、教學效率高的優勢。這樣使用這些教學工具，既使教師能方便清楚地講授專業課中的各種圖片資料內容，又省去了教師課堂現場作圖的時間，在有限的時間內能講授更多的內容，提高了講課的信息量。因此教師要積極制作教學課件、開發利用網絡上豐富的信息資源，下載適合學生閱讀的科研論文，并推薦給學生參考。這是開拓學生視野，培養學生自學意識和科研意識的有效方法。②采用講座與講授相結合的教學方法。在進行基礎理論教學的適當時機，安排集成電路方面科技知識的專題講座，穿插現代集成電路科技知識，使學生既強化基礎理論訓練，又熟悉了解較多的現代集成電路科技知識，激發學習興趣，培養學生的科研意識。
3.2.3 教學目標 在集成電路課程改革中，把教學目標從以科學知識教育為主轉變為實現科學教育和人文教育的融合，培養敢于創新、善于思索、具有團隊協作精神的21世紀新型人才。長期以來，我國大學文、理、工分校，存在著科學教育與人文教育的脫離，造成理工科生的人文文化知識和文科生的科學常識知之甚少。針對電子科學與技術的工科學生，應在進行科學知識教育的同時注重培養其人文精神，例如在講解集成電路課程中的科學概念、原理、方法時可提到發現科學規律的動機，提到科學家如何通過艱苦的努力甚至犧牲生命取得創新，以及這些成果的應用對社會可能造成的影響等，從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。
參考文獻：
對集成電路的認識范文4
1.1認識微電子
微電子技術的發展水平已經成為衡量一個國家科技進步和綜合國力的重要標志之一。因此，學習微電子，認識微電子，使用微電子，發展微電子，是信息社會發展過程中，當代大學生所渴求的一個重要課程。生活在當代的人們，沒有不使用微電子技術產品的，如人們每天隨身攜帶的手機；工作中使用的筆記本電腦，乘坐公交、地鐵的IC卡，孩子玩的智能電子玩具，在電視上欣賞從衛星上發來的電視節目等等，這些產品與設備中都有基本的微電子電路。微電子的本領很大，但你要看到它如何工作卻相當難，例如有一個像我們頭腦中起記憶作用的小硅片—它的名字叫存儲器，是電腦的記憶部分，上面有許許多多小單元，它與神經細胞類似，這種小單元工作一次所消耗的能源只有神經元的六十分之一，再例如你手中的電話，將你的話音從空中發射出去并將對方說的話送回來告訴你，就是靠一種叫“射頻微電子電路”或叫“微波單片集成電路”進行工作的。它們會將你要表達的信息發送給對方，甚至是通過通信衛星發送到地球上的任何地方。其傳遞的速度達到300000KM/S，即以光速進行傳送，可實現雙方及時通信?！拔㈦娮印辈皇恰拔⑿偷碾娮印?，其完整的名字應該是“微型電子電路”，微電子技術則是微型電子電路技術。微電子技術對我們社會發展起著重要作用，是使我們的社會高速信息化，并將迅速地把人類帶入高度社會化的社會?！靶畔⒔洕焙汀靶畔⑸鐣笔前殡S著微電子技術發展所必然產生的。
1.2微電子技術的基礎材料——取之不盡的硅
位于元素周期表第14位的硅是微電子技術的基礎材料，硅的優點是工作溫度高，可達200攝氏度；二是能在高溫下氧化生成二氧化硅薄膜，這種氧化硅薄膜可以用作為雜質擴散的掩護膜，從而能使擴散、光刻等工藝結合起來制成各種結構的電路，而氧化硅層又是一種很好的絕緣體，在集成電路制造中它可以作為電路互聯的載體。此外，氧化硅膜還是一種很好的保護膜，它能防止器件工作時受周圍環境影響而導致性能退化。第三個優點是受主和施主雜質有幾乎相同的擴散系數。這就為硅器件和電路工藝的制作提供了更大的自由度。硅材料的這些優越性能促成了平面工藝的發展，簡化了工藝程序，降低了制造成本，改善了可靠性，并大大提高了集成度，使超大規模集成電路得到了迅猛的發展。
1.3集成電路的發展過程
20世紀晶體管的發明是整個微電子發展史上一個劃時代的突破。從而使得電子學家們開始考慮晶體管的組合與集成問題，制成了固體電路塊—集成電路。從此，集成電路迅速從小規模發展到大規模和超大規模集成電路，集成電路的分類方法很多，按領域可分為：通用集成電路和專用集成電路；按電路功能可分為：數字集成電路、模擬集成電路和數?；旌霞呻娐?；按器件結構可分為：MOS集成電路、雙極型集成電路和BiIMOS集成電路；按集成電路集成度可分為：小規模集成電路SSI、中規模集成電路MSI、大規模集成電路LSI、超導規模集成電路VLSI、特大規模集成電路ULSI和巨大規模集成電路CSI。隨著微電子技術的發展，出現了集成電路(IC)，集成電路是微電子學的研究對象，其正在向著高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向發展。
1.4走進人們生活的微電子
IC卡，是現代微電子技術的結晶，是硬件與軟件技術的高度結合。存儲IC卡也稱記憶IC卡，它包括有存儲器等微電路芯片而具有數據記憶存儲功能。在智能IC卡中必須包括微處理器，它實際上具有微電腦功能，不但具有暫時或永久存儲、讀取、處理數據的能力，而且還具備其他邏輯處理能力，還具有一定的對外界環境響應、識別和判斷處理能力。IC卡在人們工作生活中無處不在，廣泛應用于金融、商貿、保健、安全、通信及管理等多種方面，例如：移動電話卡，付費電視卡，公交卡，地鐵卡，電子錢包，識別卡，健康卡，門禁控制卡以及購物卡等等。IC卡幾乎可以替代所有類型的支付工具。隨著IC技術的成熟，IC卡的芯片已由最初的存儲卡發展到邏輯加密卡裝有微控制器的各種智能卡。它們的存儲量也愈來愈大，運算功能越來越強，保密性也愈來愈高。在一張卡上賦予身份識別，資料(如電話號碼、主要數據、密碼等)存儲，現金支付等功能已非難事，“手持一卡走遍天下”將會成為現實。
2.微電子技術發展的新領域
微電子技術是電子科學與技術的二級學科。電子信息科學與技術是當代最活躍，滲透力最強的高新技術。由于集成電路對各個產業的強烈滲透，使得微電子出現了一些新領域。
2.1微機電系統
MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微機電系統主要由微傳感器、微執行器、信號處理電路和控制電路、通信接口和電源等部件組成，主要包括微型傳感器、執行器和相應的處理電路三部分，它融合多種微細加工技術，并將微電子技術和精密機械加工技術、微電子與機械融為一體的系統。是在現代信息技術的最新成果的基礎上發展起來的高科技前沿學科。當前，常用的制作MEMS器件的技術主要由三種：一種是以日本為代表的利用傳統機械加工手段，即利用大機械制造小機械，再利用小機械制造微機械的方法，可以用于加工一些在特殊場合應用的微機械裝置，如微型機器人，微型手術臺等。第二種是以美國為代表的利用化學腐蝕或集成電路工藝技術對硅材料進行加工，形成硅基MEMS器件，它與傳統IC工藝兼容，可以實現微機械和微電子的系統集成，而且適合于批量生產，已成為目前MEMS的主流技術，第三種是以德國為代表的LIGA(即光刻，電鑄如塑造)技術，它是利用X射線光刻技術，通過電鑄成型和塑造形成深層微結構的方法，人們已利用該技術開發和制造出了微齒輪、微馬達、微加速度計、微射流計等。MEMS的應用領域十分廣泛，在信息技術，航空航天，科學儀器和醫療方面將起到分別采用機械和電子技術所不能實現的作用。
2.2生物芯片
生物芯片(Biochip)將微電子技術與生物科學相結合的產物，它以生物科學基礎，利用生物體、生物組織或細胞功能，在固體芯片表面構建微分析單元，以實現對化合物、蛋白質、核酸、細胞及其他生物組分的正確、快速的檢測。目前已有DNA基因檢測芯片問世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余種DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維，不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基本片段。采用施加電場等措施可使一些特殊物質反映出某些基因的特性從而達到檢測基因的目的。以DNA芯片為代表的生物工程芯片將微電子與生物技術緊密結合，采用微電子加工技術，在指甲大小的硅片上制作包含多達20萬種DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在極短的時間內檢測或發現遺傳基因的變化，對遺傳學研究、疾病診斷、疾病治療和預防、轉基因工程等具有極其重要的作用。生物工程芯片是21世紀微電子領域的一個熱點并且具有廣闊的應用前景。
2.3納米電子技術
在半導體領域中，利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代電子器件，如：高電子遷移晶體管(HEMT)，異質結雙極晶體管(HBT)，低閾值電流量子激光器等。在半導體超薄層中，主要的量子效應有尺寸效應、隧道效應和干涉效應。這三種效應，已在研制新器件時得到不同程度的應用。(1)在FET中，采用異質結構，利用電子的量子限定效應，可使施主雜質與電子空間分離，從而消除了雜質散射，獲得高電子遷移率，這種晶體管，在低場下有高跨度，工作頻率，進入毫米波，有極好的噪聲特性。(2)利用諧振隧道效應制成諧振隧道二極管和晶體管。用于邏輯集成電路，不僅可以減小所需晶體管數目，還有利于實現低功耗和高速化。(3)制成新型光探測器。在量子阱內，電子可形成多個能級，利用能級間躍遷，可制成紅外線探測器。利用量子線、量子點結構作激光器的有源區，比量子阱激光器更加優越。在量子遂道中，當電子通過隧道結時，隧道勢壘兩側的電位差發生變化，如果勢壘的靜電能量的變化比熱能還大，那么就能對下一個電子隧道結起阻礙作用?；谶@一原理，可制作放大器件，振蕩器件或存儲器件。量子微結構大體分為微細加工和晶體生長兩大類。
3.微電子技術的主要研究方向
對集成電路的認識范文5
[關鍵詞]模擬電子技術基礎 教學方法 探討
《模擬電子技術基礎》是一門重要的專業技術基礎課，理論性和實踐性都很強，處于各專業教學的中間環節，是學生對電子線路認識和理解的基本素質形成和培養的關鍵性課程。深入探討其教學方法并有效實施，對學生掌握一定的線路知識和培養學生分析問題、解決問題的能力有著非常重要的作用。近幾年來，我一直擔任模擬電子技術基礎的教學與研究，在平時的教學中，我注意增強學生的主動參與意識，提高學生的學習興趣和學習積極性，培養學生的思維能力、分析問題與解決問題的能力，在實驗中注重創新能力的培養，不斷改進教學方法，取得了良好的教學效果。
(一)整體把握課程內客，并精選教學內容
要明確本課程在整個教學計劃中的地位和作用、基本要求、基本內容和本課程與后續課程的聯系。在分立元件構成的電子線路和集成電路構成的電子線路上，集成電路的應用范圍迅速擴大。集成電路是在分立元件電子線路的基礎上發展起來的。而從事電子技術工作必須熟悉分立元件電子線路。所以選擇授課內容時，應以分立元件構成的單元電子線路為基礎，以“分立元件電路為集成電路服務”的原則來突出集成電路，為進一步學習、研究和應用集成電路打好扎實的基礎。如在講解反饋放大電路時，由結合分立元件電路轉為結合集成運算放大器講解，引入集成比較器、集成功率放大器、集成三端式穩壓器等內容。結合典型電路講基本概念、基本理論、基本分析方法，并下力氣講清楚，應貫徹“管為路用”原則，淡化半導體器件內部物理過程和集成電路的內部電路，重點講清楚器件的外特性應用。
(二)教學應有側重點，以應用為目的
高職教育要突出理論知識的應用和實踐動手能力的培養。所以，教學內容上要突出高職教育的特點，主動適應社會實際需要，注重應用性、針對性。將知識點與能力點有機結合，注重培養學生的工程應用能力和解決實際問題的能力?；A理論要以應用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點。模擬電子技術基礎有很強的實用性，其技術更新的速度非?？臁Ｒ虼?，授課時不能再按以前的方法講授：先講元器件的工作原理、外特性參數，然后分析單元電路及中規模、大規模集成電路的內部結構，再講元器件的具體應用。過去對模擬電子技術基礎偏重過細的計算，而對運用講得偏少。特別是模擬集成電路的運用，學生畢業后工作有很難適應之感。傳統的教學模式重在細節，而忽略了整體概念，不利于學生“應用能力”的培養。因此授課時應有側重點，著重于新的思想、方法和應用，著重于所謂粗線條分析。應與實際電路相結合，讓學生對電路的應用有更清楚的認識。
(三)對學生進行適當的讀圖訓練
讀圖即是閱讀一些典型圖例，弄清其信號通道、元件作用、電路功用及一些特殊環節的工作原理。《模擬電子技術基礎》課程內容抽象，且很多概念有獨立性，重復記憶少，學生難學易忘，并且往往是學完以后還不知這些知識用在何處，怎么聯系。而一張綜合電路圖通常包含好幾個單元的概念，覆蓋面廣，綜合性強。讀懂一張圖可以幫助學生把各單元的知識，甚至其他學科的知識縱向、橫向地聯系起來，使知識系統化。同時，讀圖還是培養學生自學能力及分析判斷能力的重要方法。實踐證明，讀圖訓練是提高學生學習興趣、發展學生綜合能力的有效途徑，也是《模擬電子技術基礎》課程一個必不可少的教學環節，它為教學雙方提供了廣闊的學習空間。
(四)上課時應充分調動學生的主現能動性，變被動學習為主動學習
學生一般都有強烈的求知欲望和參與意識，上課時應充分調動學生的積極性。教師上課時，應先提出一些問題，讓學生帶著問題聽課，并積極思考，與教師一起去解決問題。這樣學生就能提高興趣，增強學習的主動性。比如在講一個新電路時，可以從一個熟知的電路人手，設計一系列由淺入深、由易到難的問題，形成一個指向明確、思路清晰、具有內在聯系的問題鏈引導學生不斷地解決問題，不斷地改進、完善，從而使一個原本簡單、熟悉的電路逐漸演變成一個具有新功能和新特點的新電路。授課以提出問題、分析問題、解決問題為線索，會提高學生分析、解決問題的能力，這在以后工作中是非常重要的。
(五)讓學生講究學習方法，提高學習能力
《模擬電子技術基礎》要求學生既要掌握一定的理論知識，又需要學會分析電子線路。要使學生盡快適應電子技術基礎的學習，在傳授知識的同時，關鍵還要教給他們正確的學習方法，提高他們的自學能力，培養良好的學習習慣。我要求學生課前進行預習，把不懂的內容記錄下來。聽課時，有重點地聽課，這樣才能提高學習效率。其次，要求學生會記筆記，教會學生做好課堂筆記，有利于學生接受和掌握新知識。再者，要求學生課后復習，鞏固課堂所學知識，加深對所學知識的理解，使之掌握得更牢固。
對集成電路的認識范文6
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。
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