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集成電路研究方向范文1
關鍵詞：集成電路工程；專業學位研究生；培養實踐
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）29-0221-02
一、引言
2000年6月，國務院了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》（國發18號文），并陸續推出了一系列促進IC產業發展的優惠政策和措施。國家科技部在863計劃中安排了集成電路設計重大專項。在863計劃集成電路設計重大專項的實施和帶動下，北京、上海、無錫、杭州、深圳、西安、成都等七個集成電路設計產業化基地的建設取得了重要進展。與此同時，為了適應我國集成電路發展對高層次專門人才的大規模需要，改善工科學位比較單一的狀況，經國務院學位委員會批準，在我國設置集成電路工程專業學位研究生的培養，培養了一批“用得上”的工程技術人才。集成電路工程專業學位研究生自設置以來，取得了蓬勃的發展，受到用人單位的肯定和好評。由于其生源廣泛、數量巨大，培養方法和模式更需要一定的創新性。近年來，在集成電路工程專業學位研究生培養過程中，經過多年的辦學積累，探討了一些辦學和培養集成電路工程專業學位研究生的經驗。
二、專業學位研究生培養過程中的關鍵事項
1.優選導師，確保培養質量。集成電路工程專業學位研究生教育形式較新，最初專業學位研究生的培養在眾多地方借鑒了學術型研究生的辦學經驗，目前很多學者認為，只要能夠勝任學術型學歷研究生教育的導師就能勝任專業學位教育。這恰恰忽視了專業學位的知識背景和面向的行業領域。專業學位研究生教育規律與學術型研究生存在相當大的差異，首先，兩者專業基礎及學術背景不一樣，專業學位研究生的系統性方面不如學術型研究生。其次，兩者的治學環境不同，專業學位研究生與實際工程應用相結合。根據專業學位研究生特點有針對性地開展培養，應該選拔具有較強工程背景的教師進行指導。指導教師在進行指導時，應與學術型研究生指導工作有所不同，應更加注重專業學位研究生工程實踐經驗的培養。而且在學生的課題研究中，指導教師與學生多溝通，將自身融入到學生的實踐研究中，帶領學生參與技術上的創新和解決實際工程技術難題，這樣才能確保學生的培養質量。
2.做到課堂理論與工程實際相結合。專業學位研究生培養的多年實踐經驗告訴我們，在指導過程中必須注重理論與工程實際應用結合，抽象概念與實際應用結合，激發學生學習興趣，使理論易于理解和掌握。因此，教師要了解專業學位研究生的本科學歷背景、知識結構和現在的工程方向等，在此基礎上，做到課程理論聯系工程實際，為專業學位研究生培養工作打下良好的基礎。為了滿足微電子領域內不同行業的需求，在多年的專業學位研究生培養中進行了積極的探索。首先，學生可以根據研究方向，在教師的指導下進行專題理論課程的選擇。例如，進行SOC設計的可以選擇《SOC及IP技術講座》課程，研究無線傳感器網絡的可以選擇《無線傳感器網絡技術》或《計算機網絡與通信》專題講座，研究空間通信的選擇《深空通信技術專題》等等。有針對性地，使學生不是單純盲目的學習，這樣的培養才能做到理論與工程實踐真正結合。實踐結果表明，那些課堂上刻苦學習，能夠將理論用于實踐并努力鉆研的學生，將有更好的培養效果和未來發展空間。
3.學位論文選題恰當，工程背景好。選題重要性要放在首位，要求“論文選題來自于工程實踐，工程背景明確，應用性強”，有的放矢，結合工程實際問題才是最好的選題。從現實意義上講，專業學位論文的選題是發現工程問題并確認研究方向。當前有些專業學位論文質量不高、沒有創新性，一個重要原因就是選題不恰當。因此，在選題時，學生應急科研工作之所急，通過論文工作，使自己既能解決工程實際問題，又能提高科研工作能力。
集成電路工程專業學位論文的選題與學術型研究生的選題不同，其選題應來源于工程實踐，應有明確的應用價值，其可以是一個完整的工程項目、技術改造或技術攻關專題，也可以是新工藝、新設備、新產品的研制與開發。論文是否合格不僅看其理論水平的高低，還要看是否有實際的應用價值。因此，由于論文選題時，應該從以下幾點之一進行把握。①研究性，是否在工程實際中有技術改進和提高。如果是結合重大工程實際課題，在技術上的創新將具有研究性。②創造性，是否在工程領域中有所突破和有所創新，如果一般通過查新，能夠申請發明專利的都具有創造性。③實用性，是否能解決生產實際中的問題。
三、集成電路工程專業學位研究生培養過程中的方法和步驟
專業學位研究生的培養過程包括課程學習、題目確定、開題報告、中期檢查、學位論文撰寫和論文答辯等環節。我校專業學位研究生的培養年限一般為二年，原則上用0.75-1學年完成課程學習，用1-1.25學年完成碩士學位論文。這些環節是一個有機的整體，需要合理安排，搞好各個環節的鏈接，進行一體化考慮。只有嚴格要求，才能夠保證專業學位研究生在兩年的時間內保質保量的達到國家碩士生培養的要求。作為集成電路工程專業學位研究生的培養，其專業基礎相對學術型研究生存在一定的差距，不進行合理的引導就會使得學生失去學習的興趣。專業學位研究生的培養不能以單純拿到畢業證為目標，應更加嚴格管理、嚴格把關，保證培養質量。通過近幾年的經驗積累，以專業學位研究生的培養為例，一般按照下列的步驟進行：第一學期，主要以課程學習為主，并在課堂學習中，定期安排相關教師對本實驗室從事的科研項目進行學術講座，讓學生了解實驗室開展的課題研究方向和從事的科研項目，從總體上進行了解和把握，逐漸培養學生的鉆研興趣。開展教師或高年級學生關于研究課題的專題講座和基本軟件使用方法技能培訓，使學生盡快掌握相關領域的專業知識和所需要的基本軟件操作方法，如從事ASIC接口電路的學生在第一學期就要求掌握Hspice和Candece等軟件。在學期末對學生進行相關領域知識進行摸底考核，對優秀學生進行獎勵，末位學生進行督促教育，使其盡快的減小自身差距。第二學期，在學習專業課程的同時，學生進入實驗室參與科研工作，將從事科學研究的方法和經驗有針對的進行訓練。在進入實驗室期間，可以將科研任務進行分解，將非核心技術部分交給學生獨立去完成，讓學生提前進入科研狀態，完成一些力所能及的科研任務，堅定他們從事科學研究的信心。定期通過實驗室的學術活動檢查學生課題的完成情況，從總體上把握學生的研究方向和研究方法。第三學期，根據專業學位研究生的學習情況和所掌握的知識水平，有針對性的指導學生進行課題實踐，讓學生根據自己的特長進行課題研究。在學生進入課題研究工作時，導師指導學生了解本研究領域國內外技術發展的現狀，培養學生創造性思維能力和獨立思考、解決問題的能力。培養學生閱讀國內外文獻的能力，使其在科研工作中大膽實踐，理論聯系實際，使學生在科研工作中有所發明、有所創造。學生明確了課題目標，知道為什么做、做什么、怎樣做，就能有目標有方向地開展課題研究工作。第四學期，主要是督促檢查學生畢業論文工作，在其課題研究過程中應當定期進行檢查，避免學生課題研究偏離方向，選擇錯誤的方法。導師應當積極鼓勵學生在本學期多發表學術論文。發表學術論文不僅能夠提高學生的文字表達能力，還能夠讓學生勤于思考，提出自己的創新方法，對學生后期的畢業論文撰寫打下良好的基礎。因此，踏實的論文工作是提高個人學術素養和掌握綜合知識的最佳途徑，為學生畢業后從事科研實踐養成良好的工作作風，培養自主從事科研工作的能力。
總之，通過加強基礎知識、基本技能訓練與能力培養的相融通；實踐與課程學習、業務培養與素質提高有機結合，使集成電路工程專業學位研究生養成了較強的自我獲取知識的能力，自我構建知識的能力及自我創新的能力。已經畢業的專業學位研究生就業形勢一直是供不應求。孔子曰：知之者不如好知者，好知者不如樂知者。學生只有好知并樂知，才能使集成電路工程專業學位研究生培養的質量不斷穩定和不斷提高。
參考文獻：
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集成電路研究方向范文2
【關鍵詞】數字 FPGA集成 電路驗證
對于數字集成電路而言，其涉及到的工作都是比較復雜的，自身的功能也比較多樣，為了在驗證方面獲得較高的提升，必須在驗證指標、驗證手段上進行優化。對于數字集成電路FPGA驗證而言，其本身就是重要的組成部分，而在參數的驗證和功能的分析方面，都表現出了一定的復雜特點，傳統的模式無法滿足現階段的需求。所以，我們要針對數字集成電路FPGA驗證的特點、目的、要求，完成各項工作的不斷提升。在此，本文主要對數字集成電路FPGA驗證展開討論。
1 FPGA概述
在數字集成電路當中，FPGA所發揮的作用是非常積極的，現如今已經成為了不可或缺的重要組成部分。從應用的角度來分析，FPGA是一種現場編程門陣列，它主要是在可編程器基礎上，進一步發展的產物?？删幊唐髦饕≒AL、GAL、CPLD等等。FPGA在具體的應用過程中，具有較強的針對性，其主要是作為專用集成電路領域的服務，并且自身所代表的是一種半制定的電路。從客觀的角度來分析，FPGA的出現和應用，不僅在很多方面解決了定制電路所表現出的不足，同時又在很大程度上克服了原有的問題，主要是克服了編程器件門電路數有限的缺點。由此可見，數字集成電路在應用FPGA以后，本身所獲得的進步是非常突出的，并且在客觀上和主觀上，均創造了較大的效益，是非常值得肯定的。
2 FPGA器件介紹
隨著數字集成電路的不斷發展，FPGA的應用效果也越來越突出。目前，關于數字集成電路FPGA驗證，業界內展開了大量的討論。對于FPGA驗證而言，需從客觀實際出發。FPGA器件，是驗證數字集成電路的主要工具，因此首先要在該方面做出足夠的努力。在芯片流片之前，對數字集成電路的整體設計，開展有效的FPGA驗證，能夠針對數字集成電路的實際工作情況，進行深入的了解和分析；針對遇到的問題，可以采取有效的方案來解決，避免造成較大的損失。
相對而言，采用FPGA進行驗證的過程中，硬件環境的標準是比較高的。首先，我們在驗證工作之前，必須設計出相應的PCB板，完成相關系統的驗證和構建。其次，在驗證的過程中，必須充分考慮到成本的問題，與芯片的流片費用相比較，FPGA的驗證成本較低，是主流的選擇。第三，數字集成電路FPGA驗證過程中，多數情況是由兩個部分組成的，分別是FPGA和器件。器件主要包括開關、存儲器、LED、轉接頭等等。
數字集成電路FPGA驗證時，需針對不同的電路實施有效的驗證。例如，在實際工作當中，如果是要驗證EPA類型的芯片，必須對成本因素進行充分的考量。建議選擇Spartan3 XC3S1500 FPGA進行驗證處理。選擇該類型的FPGA，原因在于，其芯片為150萬門級，能夠滿足EPA的客觀需求。同時，在FPGA的利用率方面，超過了90%，各方面均取得較好成果。
3 基于FPGA的驗證環境
數字集成電路在目前的發展中，獲得了社會上廣泛的重視，并且在很多方面都表現出了較強的高端性。為了在FPGA驗證方面取得更多的進展，必須針對驗證環境進行深入的分析。本文認為，一個比較完整的驗證方案，其在執行過程中，必須充分的考慮到芯片的實際工作環境，考慮到理想的驗證環境，考慮到二者的具體差別。尤其是在網絡的工作環境方面，其包含很多復雜的數據包，將會對最終的驗證造成不利的影響。例如，我們在開展EPA芯片的驗證工作中，可嘗試使用OVM庫類驗證芯片的基本通信系統、功能，再利用FPGA的輔助驗證，與時鐘進行同步處理，從而選擇合理的驗證方式，針對數字集成電路完成比較全方位的驗證，實現客觀工作的較大進步。
4 關于數字集成電路FPGA驗證的討論
數字集成電路FPGA的驗證工作，在很多方面都表現出了較高的復雜性和較強的技術性，現階段的部分工作雖然得到了較大的進步，但也有一些問題，還沒有進行充分的解決，這對將來的發展，會產生一定的威脅和不良影響。例如，FPGA基于查找表結構，有固定的設計約束和要求，以及定義明確的標準功能，而ASIC基于標準單元和宏單元，按照一般IC設計流程進行設計，并采用標準的工藝線進行流片，在設計時存在的選項以及需要考慮的問題往往比FPGA多很多，所以在將FPGA設計轉化為ASIC設計時，需要考慮如何轉化并了解這些轉化可能帶來的相關風險。
5 總結
本文對數字集成電路FPGA驗證展開討論，從目前的工作來看，FPGA在驗證過程中，表現出的積極效果還是非常值得肯定的，各項工作均未出現惡性循環。今后，應在數字集成電路以及FPGA驗證兩方面，開展深入的研究，健全工作體系的同時，加強操作的簡潔性。
參考文獻
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作者簡介
于維佳 （1982-），男，廣西壯族自治區柳州市人。碩士學位。現為柳州鐵道職業技術學院講師。研究方向為智能檢測與控制技術。
作者單位
1.柳州鐵道職業技術學院 廣西壯族自治區柳州市 545616
集成電路研究方向范文3
【關鍵詞】電子信息科學與技術微電子課程體系建設教學改革
【基金項目】大連海事大學教改項目：電子信息科學與技術專業工程人才培養實踐教學改革（項目編號：2016Z03）；大連海事大學教改項目：面向2017級培養方案的《微電子技術基礎》課程教學體系研究與設計（項目編號：2016Y21）。
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2018）01-0228-02
1.開設《微電子技術基礎》的意義
目前，高速發展的集成電路技術產業使集成電路設計人才成為最搶手的人才，掌握微電子技術是IC設計人才的重要基本技能之一。本文希望通過對《微電子技術基礎》課程教學體系的研究與設計，能夠提高學生對集成電路制作工藝的認識，提高從事微電子行業的興趣，拓寬知識面和就業渠道，從而培養更多的微電子發展的綜合人才，促進我國微電子產業的規模和科學技術水平的提高。
2.目前學科存在的問題
目前電子信息科學與技術專業的集成電路方向開設的課程已有低頻電子線路、數字邏輯與系統設計、單片機原理、集成電路設計原理等。雖然課程開設種類較多，但課程體系不夠完善。由于現在學科重心在電路設計上，缺少對于器件的微觀結構、材料特性講解[1]，導致學生在后續課程學習中不能夠完全理解。比如MOS管，雖然學生們學過其基本特性，但在實踐中發現他們對N溝道和P溝道的工作原理知之甚少。
近來學校正在進行本科學生培養的綜合改革，在制定集成電路方向課程體系時，課題組成員對部分學校的相關專業展開調研。我們發現大部分擁有電子信息類專業的高校都開設了微電子課程。譬如華中科技大學設置了固體電子學基礎、微電子器件與IC設計、微電子工藝學以及電子材料物理等課程。[2]又如電子科技大學設置了固體物理、微電子技術學科前沿、半導體光電器件以及高級微電子技術等課程。[3]因此學科課題組決定在面向2017級電子信息科學與技術專業課程培養方案中，集成電路設計方向在原有的《集成電路設計原理》、《集成電路設計應用》基礎上，新增設《微電子技術基礎》課程。本課程希望學生通過掌握微電子技術的原理、工藝和設計方法，為后續深入學習集成電路設計和工程開發打下基礎。
3.微電子課程設置
出于對整體課程體系的考慮，微電子課程總學時為32學時。課程呈現了微電子技術的基本概論、半導體器件的物理基礎、集成電路的制造工藝及封裝測試等內容。[4]如表1所示，為課程的教學大綱。
微電子技術的基本概論是本課程的入門。通過第一章節的學習，學生對本課程有初步的認識。
構成集成電路的核心是半導體器件，理解半導體器件的基本原理是理解集成電路特性的重要基礎。為此，第二章重點介紹當代集成電路中的主要半導體器件，包括PN結、雙極型晶體管、結型場效應晶體管（JFET）等器件的工作原理與特性。要求學生掌握基本的微電子器件設計創新方法，具備分析微電子器件性能和利用半導體物理學等基本原理解決問題的能力。
第三章介紹硅平面工藝的基本原理、工藝方法，同時簡要介紹微電子技術不斷發展對工藝技術提出的新要求。內容部分以集成電路發展的順序展開，向學生展示各種技術的優點和局限，以此來培養學生不斷學習和適應發展的能力。
第四章圍繞芯片單片制造工藝以外的技術展開，涵蓋著工藝集成技術、封裝與測試以及集成電路工藝設計流程，使學生對微電子工藝的全貌有所了解。
4.教學模式
目前大部分高校的微電子課程仍沿用傳統落后的教學模式，即以教師灌輸理論知識，學生被動學習為主。這種模式在一定程度上限制了學生主動思考和自覺實踐的能力，降低學習興趣，與本課程授課的初衷相違背。[5]為避免上述問題，本文從以下幾個方面闡述了《微電子技術基礎》課程的教學模式。
教學內容：本課程理論知識點多數都難以理解且枯燥乏味，僅靠書本教學學生會十分吃力。因此，我們制作多媒體課件來輔助教學，將知識點采用動畫的形式來展現。例如可通過動畫了解PN結內電子的運動情況、PN結的摻雜工藝以及其制造技術。同時課件中補充了工藝集成與分裝測試這部分內容，加強課堂學習與實際生產、科研的聯系，便于學生掌握集成電路工藝設計流程。
教學形式：課內理論教學+課外拓展。
1）課內教學：理論講解仍需教師向學生講述基本原理，但是在理解運用方面采用啟發式教學，課堂上增加教師提問并提供學生上臺演示的機會，達到師生互動的目的。依托學校BBS平臺，初步建立課程的教學課件講義、課后習題及思考題和課外拓展資料的體系，以方便學生進行課后的鞏固與深度學習。此外，利用微信或QQ群，在線上定期進行答疑，并反饋課堂學習的效果，利于老師不斷調整教學方法和課程進度。還可充分利用微信公眾號，譬如在課前預習指南，幫助學生做好課堂準備工作。
2）課外拓展：本課程目標是培養具有電子信息科學與技術學科理論基礎，且有能力將理論付諸實踐的高素質人才。平時學生很難直接觀察到半導體器件、集成電路的模型及它們的封裝制造流程，因此課題組計劃在課余時間組織同學參觀實驗室或當地的相關企業，使教學過程更為直觀，加深學生對制造工藝的理解。此外，教師需要充分利用現有的資源（譬如與課程有關的科研項目），鼓勵學生參與和探究。
考核方式：一般來說，傳統的微電子課程考核強調教學結果的評價，而本課程組希望考核結果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教學進度中的考核。課題組決定采用期末筆試考核與平時課堂表現相結合的方式，期末筆試成績由學生在期末考試中所得的卷面成績按照一定比例折合而成，平時成績考評方式有隨堂小測、課后習題、小組作業等。這幾種方式將考核過程融入教學，能有效地協助老師對學生的學習態度、學習狀況以及學習能力做出準確評定。
5.結語
集成電路研究方向范文4
【關鍵詞】集成電路版圖；教學方法；改革
集成電路版圖設計是集成電路設計的最終結果，版圖質量的優劣直接關系到整個芯片的性能和經濟性，因此，如何培養學生學好集成電路版圖設計技術，具備成為合格的版圖設計工程師的基本潛質，是擺在微電子專業老師面前的一個普遍難題。如何破解這個難題，我們做了以下探索。
一、突出實踐，理論配合
傳統的《集成電路版圖設計》課程采取理論教育優先，學生對于版圖的基本理論和設計規則非常熟悉，但動手實踐能力缺乏培養，往往在學生畢業后進入集成電路設計企業還需二次培訓版圖設計能力，造成了嚴重的人力資源浪費。這是由于沒有清晰的認識《集成電路版圖設計》課程的性質，造成對它的講授還是采取傳統教學方式：老師講，學生聽，偏重理論，缺乏實踐，影響到學生在工作中面臨實際設計電路能力的發揮。《集成電路版圖設計》是一門承接系統、電路、工藝、EDA技術的綜合性課程，如果按照傳統方式授課，課程的綜合性和實踐性無法得到體現，違背了課程應有的自身規律，教學效果和實用意義不能滿足工業界的要求。我們在重新思考課程的本質特點后，采取了實踐先行，理論配合的教學方法，具體如下：集成電路版圖是根據邏輯與電路功能和性能要求，以及工藝水平要求來設計光刻用的掩膜圖形，實現芯片設計的最終輸出。版圖是一組相互套合的圖形，各層版圖相應于不同的工藝步驟，每一層版圖使用不同的圖案來表示。我們首先講授版圖設計工具EDA軟件的使用，讓學生掌握EDA軟件的每一個主要功能，從圖形的選擇、材料的配置，讓學生從感性角度認識實際的版圖設計是如何開展的，每一個步驟是如何使用軟件完成的，整體芯片版圖設計的流程有哪些規定，學生此時設計的版圖可能不是很精確和完美，但學生對于什么是版圖和如何設計版圖有了初步的感性認識，建立起版圖設計的基本概念，對于后續的學習奠定了牢實的實踐基礎，此時再去講授版圖設計理論知識，學生更能理解深層的工藝知識和半導體理論，真正做到了知行合一，實踐先行的教育理念，對學生能力的培養大有裨益。
二、注重細節，加強引導
傳統方式講授《集成電路版圖設計》理論占大部分時間，學生知道二極管、晶體管、場效應管、電阻、電容等基本元器件的工作原理和構成要素，但是在版圖設計中，這些元器件為什么要這樣設計，其實內心中充滿著疑惑和不解。針對學生的疑惑，我們從工藝細節入手來解決這個問題。作為集成電路版圖設計者，首先要熟悉工藝條件和期間物理，才能確定晶體管的具體尺寸、連線的寬度、間距、各次掩膜套刻精度等。版圖設計的規則也是由工藝來確定的，掌握了工藝也就掌握了版圖設計的鑰匙。我們將通用工藝文件的每一條規則向學生講解，通用元器件的規則整理出它們的共性，最小寬度、長度、間距的尺寸提醒學生要記憶，不同芯片生產廠的工藝對比學習和研究，學生在這一系列規則的學習過程中，慢慢理解熟悉了工藝規則文件的組織構成及學習要點，能夠舉一反三的在不同工藝規則下，設計同一種元器件的版圖，即使電路元器件的數量巨大，電路拓撲關系復雜，在老師耐心的講解下，學生也能夠依據工藝規則設計出符合要求的版圖，這都是在理解了工藝規則細節的基礎上完成的。所以，關注細節，加強引導，是提高學生學習效果的一個重要方法。
三、完善考核機制，爭取比賽練兵
學生成績的提高，合理完善的考核機制不可或缺。以往《集成電路版圖設計》課程的考核主要是理論知識作業和課程報告，學生的學習效果和實際動手能力沒有得到考核，造成不能全面評價學生的學習成績。我們采取項目形式，全方位考核學生的學習效果。根據知識點，將通用模擬電路分成五大類，每個大類提取出經典的電路10種，使用主流芯片加工廠的生產工藝，由經驗豐富的老師把它們的版圖全部設計出來，作為庫單元放在服務器中供學生參考。在學生充分理解庫單元實例的基礎上，將以往設計的一些實用電路布置給學生，要求在規定的時間內，設計出合格的版圖，以此作為最終的考核結果。學生在學習課程期間，可以接觸到不同工藝、不同結構的多種類電路，而且必須在規定的時間內設計出版圖，這極大的促進了他們學習的積極性和時間觀念。學生在設計版圖的過程中，會遇到多種問題，他們會采取問老師答疑，和同學討論的多種方式解決，不僅能督促他們平時上課認真聽講，而且對遇到的問題也能多角度思考，最重要的是他們親自動手設計版圖，將工藝、電路、器件綜合考慮，在約定的時間內能力得到極大提高。老師根據學生上傳至服務器中設計的不同項目版圖打分，而且將每個項目的得分出具詳細的報告，對學生的成績進行點評。學生通過查閱報告，能夠知道課程學習的缺點和得分項，為下一次提高設計成績是一個很好的參考。除了日常學習設計版圖項目，學生可以爭取參加微電子專業的一些比賽，通過比賽體會一些具有挑戰性的版圖設計項目，來提高學生在實際場景下如何發揮設計能力和項目組織能力，為他們未來進入職場從事版圖設計工作奠定堅實的專業能力和實際解決問題能力。
四、總結
《集成電路版圖設計》課程是一門兼具理論基礎和實踐鍛煉想結合的課程，對它的講授不僅需要扎實的理論基礎，還需合理的實踐環節配合，才能取得良好的教學效果。
參考文獻
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基金項目：北方工業大學教育教學改革和課程建設基金。
集成電路研究方向范文5
學術界對計算機的發明與發展一般認為經歷了四個階段。第一階段是在20世紀40年代，稱為電子管計算機時代，計算機發展之初，體積大、速度慢主要應用的數字計算。20世紀50年代末60年代初晶體管取代電子管，稱為第二代計算機。第三代計算機是中小規模集成電路的時代，也是計算機飛速發展和快速普及的時代，這一代計算機已經具備現代計算機的雛形，也突破了計算機數字計算時代，三代機可以處理文字、圖像等資料，也使軟件技術得以突破和發展。目前使用計算機成為第四代計算機，計算機進入了超大規模集成電路和數字電路時代，計算機實現了智能化、微型化、網絡化和多媒體化，價格更便宜，更容易攜帶，所以更加普及從國防到工業、現代農業、商業，教育，醫療衛生，娛樂、生活，計算機正在改變人們的生活，成為現代社會不可缺少的生產資料。
2當前計算機硬件的現狀
現代計算硬件的核心還是由中央處理器（CPU），內部存儲器和輸入輸出設備組成，中央處理器是計算機運算、控制的核心。它的運算速度和處理能力是計算機性能的主要體現。內部存儲器用來儲存“程序”和“數據”。中央處理器執行程序時，從內存中存取程序和數據。輸入設備是向計算機輸入數據和信息的設備，是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸出設備是人與計算機交互的一種部件，用于數據的輸出，它把各種計算結果數據或信息以數字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。這三大核心部件是如何發展的。（1）中央處理器（CPU）。目前中央處理器按照處理信息的字節長度可以分為4位、8位、16位、32位、64位處理器，處理信息速度可以達到1000MIPS，隨著納米集成電路的發展，能夠集成的晶體管數量還會進一步增加，處理速度也會相應增加，但是納米級集成電路也不能無限集成，他也有技術極限，要想有更大的突破，還需改變目前處理器硬件邏輯，創造新一代信息處理方法。（2）內部存儲器。內部存儲器儲存計算機程序和信息的硬件，一般認為對于內部存儲器來說，希望它能具有更大信息存儲量，更高的信息交換速度和更低的能耗。（3）輸入輸出設備。使用過計算機的人都知道傳統的輸入輸出設備一般包括鍵盤、鼠標、顯示器、音頻設備、打印機和一些圖像處理設備等，這些設備也是經過不斷發展的，從機械鍵盤，機械鼠標，到光電設備，從三基色CRT顯示器到LED液晶顯示器，這一類硬件發展速度非?？欤腋訉I化、數字化和智能化，使計算機的操作者人機界面更加友好。
3未來計算機硬件的發展方向
從計算機問世至今，計算機硬件的發展一直在追求一個方向，那就是要使計算機運算速度更快、存儲能力更強，集成化程度更高，也就是讓計算機體積更小，價格更便宜，應用更加智能。但是當進入一個信息化、數字化發飛速發展的今天，對計算機的要求也不斷提高，希望計算機能能夠幫助人類做更多的事情。所以現在研究計算機發展時發現下一代計算沒有固定的發展方向了，呈現出數軸狀的發展趨勢，例如計算機體積就像兩個極端發展一個是微型化，一方是巨型化。計算機應用的過程中希望單體硬件越小越好，便于攜帶和使用。另一方各國都在研制巨型計算機用于國防、天文、氣象、經濟等領域頂級科研應用，其實這兩種方向都要求計算機硬件特別是處理器能在更小的體積上集成更多的半導體材料。同時希望計算機更加智能，又要求計算機能更加專業，智能是要讓計算機像人腦一樣，處理更多的問題，在工業上還要求計算機在精度、速度能夠滿足特定工藝具有專長。這要求計算機運算速度更快，使用更加可靠穩定，處理信息的能力要更高，更加安全。從上分析得出結論，下一代計算機是要求速度快，智能程度高，安全穩定，處理信息能力強，根據這些要求現在計算機硬件終究會有極限和瓶頸，集成程度高，散熱就是問題。納米級集成電路也有尺寸極限。這是計算機硬件發展中一定會遇到的硬件墻。那么解決這一問題的根本方法就是發展革命性信息處理技術的硬件。現在已經在攻關的下一代計算機有光計算機，量子計算機、生物計算機等。希望在這些領域盡快突破，將人類文明引領于新時代。
4結語
計算機從問世至今已經有70多年的發展史，從晶體管計算機到目前超大規模集成電路，計算機的發展經歷了幾次跨時代的革命。其中計算機硬件的革新是推動計算機革命的主要動力源泉。目前認為計算機經過了四展，現有技術主要還是建立在半導體集成技術的基礎上，也在研究和展望下一代計算機發展方向，有科學及預計下一代計算機硬件技術可能出現顛覆性創新和多方向發展，光計算機，量子計算機，超導計算機都是未來計算機發展方向。文章不能全方位闡述計算機硬件的發展，只是根據個人觀點探討硬件的發展，尋找一個研究方向和目標。
作者:李曉堅 單位:黑龍江商業職業學院
參考文獻
集成電路研究方向范文6
關鍵詞：CAA CAD；增益；增益帶寬積；上限截止頻率
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0119-02
隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路的分析與設計方法發生了重大改革，以計算機輔助分析與計算機輔助設計（簡稱CAA與CAD）為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于集成電路與系統的設計之中。它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計的關鍵技術之一。因此，將電子線路課程內容與CAA、CAD緊密結合起來是教學改革的需要。
一、CAA、CAD工具
由于模擬電路在性能上的復雜性和電路結構的多樣性，對仿真工具的精度、可靠性、收斂性以及速度等方面都有相當高的要求。Pspice是國內外公認的模擬電路通用仿真工具。它采用數學模型和仿真算法，利用計算機的計算、存儲和圖形處理的高速和高效率，以電路理論為依據，無需任何實際元器件，用事先設計出的各種功能的應用程序，取代大量的儀器儀表。學生可以通過逼真的特性曲線更全面地理解書本上很抽象的概念，使課堂教學收到事半功倍的效果。在電路設計時，可以通過這些應用程序對電路進行各種分析、計算和效驗。它就相當于一個現代化的電子線路實驗室，可以對電子系統及VLSI的整個設計過程進行逼真的模擬。這不僅使設計達到高質量、高可靠性，而且降低了成本，縮短了開發周期。
二、實例分析
圖1為單管共發射極放大電路的原理圖。設晶體管的參數為：βF=100，RBB'=80Ω，CJC0=2.5PF，fT=400MHZ，VA=∞。
①調解偏置電壓VBB使ICQ≈1mA。②計算電路的上限截止頻率fH和增益帶寬積G?BW；③分別將RBB改為200Ω，將RS改為1KΩ，將CJC0改為9PF，其它參數不變，重復②中的計算；④設RS改為500Ω，AVS＞30，fH＞4MHZ。試設計電路元件參數。輸入網單文件如下：
A CE AMP；VS 1 0 AC 1；RS 1 2 200；C1 2 3 10U；RB 3 4 20K；VBB 4 0 0.92；Q1 5 3 0 MQ；RC 6 5 2K；VCC 6 0 12；.MODEL MQ NPN IS=1E-15 RB=80 CJC=2.5P TF=3.7E-10 BF=100；.OP；.DC VBB 0 2 0.01；*.AC DEC 10 0.1 100MEG；.PROBE；.END
運行結果分析：
①ICQ-VBB曲線如圖2所示?？梢钥闯?，當VBB=0.92V時，ICQ=1mA。VBB的數值可作為偏置電路設計的依據。
②電壓增益AVS的幅頻特性曲線如圖3中以符號標示的曲線所示，可得出中頻增益AVS≈70.4，fH≈6.21MHZ，因而G?BW=440.3MHZ。
③將RBB′由80Ω增加到200Ω，其它參數不變，其AVS的幅頻特性曲線如圖3中的符號■標示的曲線所示，AVS≈67.2，fH≈4.53MHZ，因而G?BW=304.3MHZ。中頻增益略有下降，上限截止頻率明顯降低。
④將RS由200Ω改為1KΩ時，其AVS的幅頻曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈53.4，fH≈2.17MHZ，G?BW≈115.9MHZ。中頻增益、上限截止頻率及G?BW都明顯下降，可見RS對高頻響應特性影響較大。
⑤將CJC0由2.5PF增大到9PF時，AVS的幅頻特性曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈70.4，fH≈1.8MHZ，G?BW≈127.4MHZ。即增大CJC0對中頻增益沒有影響，但卻使fH明顯下降。
⑥當RS=500Ω時，可通過減小RC（=1.2KΩ），而其它參數不變來滿足設計要求。AVS的幅頻特性曲線如圖4所示。可見，AVS≈38，fH≈5.13MHZ。
通過圖形曲線的分析結果，驗證了課本的基本理論，即，選擇RBB′、Cb′c小的晶體管，盡量減小信號源內阻RS（恒壓激勵）可以獲良好的高頻響應特性。此外，減小負載電阻Rc、提高晶體管的fT，可提高高頻特性。
可見，電子線路課程引進CAA、CAD技術，一方面可以使學生了解并掌握集成電路和電子系統計算機輔助分析與設計工具的功能，掌握現代電路設計技術與方法；另一方面，更深入地學習和理解電子線路課程中各章節內容的原理、特點及應用，提高分析問題和解決問題的能力，擴展知識面，為今后從事集成電路和系統設計時，能正確使用和設計模擬集成電路，更快地進入電子設計自動化領域，打下良好的基礎。
參考文獻：
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