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集成電路行業理解范文1
【關鍵詞】集成電路；EDA；項目化
0 前言
21世紀是信息時代，信息社會的快速發展對集成電路設計人才的需求激增。我國高校開設集成電路設計課程的相關專業，每年畢業的人數遠遠滿足不了市場的需求，因此加大相關專業人才的培養力度是各大高校的當務之急。針對這種市場需求，我校電子信息工程專業電子方向致力于培養基礎知識扎實，工程實踐動手能力強的集成電路設計人才[1]。
針對集成電路設計課程體系，進行課程教學改革。教學改革的核心是教學課程體系的改革，包括理論教學內容改革和實踐教學環節改革，旨在改進教學方法，提高教學質量，現已做了大量的實際工作，取得了一定的教學成效。改革以集成電路設計流程為主線，通過對主流集成電路開發工具Tanner Pro EDA設計工具的學習和使用，讓學生掌握現代設計思想和方法，理論與實踐并重，熟悉從系統建模到芯片版圖設計的全過程，培養學生具備從簡單的電路設計到復雜電子系統設計的能力，具備進行集成電路設計的基本專業知識和技能。
1 理論教學內容的改革
集成電路設計課程的主要內容包括半導體材料、半導體制造工藝、半導體器件原理、模擬電路設計、數字電路設計、版圖設計及Tanner EDA工具等內容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統的理論課程教學方式，以教師講解為主，板書教學，但由于課程所具有的獨特性，在介紹半導體材料和半導體工藝時，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進計算機輔助教學。計算機輔助教學是對傳統教學的補充和完善，以多媒體教學為主，結合板書教學，以圖片形式展現各種形態的半導體材料，以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結構都給出其典型的版圖照片，使學生對集成電路建立直觀的感性認識，充分激發教師和學生在教學活動中的主動性和互動性，提高教學效率和教學質量。
2 實踐教學內容的改革
實踐教學的目的是依托主流的集成電路設計實驗平臺，讓學生初步掌握集成電路設計流程和基本的集成電路設計能力，為今后走上工作崗位打下堅實的基礎。傳統的教學方式是老師提前編好實驗指導書，學生按照實驗指導書的要求，一步步來完成實驗。傳統的實驗方式不能很好調動學生的積極性，再加上考核方式比較單一，學生對集成電路設計的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實踐環節采用與企業密切相關的工程項目來完成。項目化實踐環節可以充分發揮學生的主動性，使學生能夠積極參與到教學當中，從而更好的完成教學目標，同時也能夠增強學生的工程意識和合作意識。
實踐環節選取CMOS帶隙基準電壓源作為本次實踐教學的項目。該項目來源于企業，是數模轉換器和模數轉換器的一個重要的組成模塊。本項目從電路設計、電路仿真、版圖設計、版圖驗證等流程對學生做全面的訓練，使學生對集成電路設計流程有深刻的認識。學生要理解CMOS帶隙基準電壓源的原理，參與到整個設計過程中，對整個電路進行仿真測試，驗證其功能的正確性，然后進行各個元件的設計及布局布線，最后對版圖進行了規則檢查和一致性檢查，完成整個電路的版圖設計和版圖原理圖比對，生成GDS II文件用于后續流片[2]。
CMOS帶隙基準電壓源設計項目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運算放大器和帶隙基準的核心電路部分。電路設計可由以下步驟來完成：
1）子功能塊電路設計及仿真；
2）整體電路參數調整及優化；
3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；
4）基本單元與電路的版圖；
5）子功能塊版圖設計和整體版圖設計；
6）電路設計與版圖設計比對。
在整個項目化教學過程，參照企業項目合作模式將學生分為4個項目小組，每個小組完成一部分電路設計及版圖設計，每個小組推選一名專業能力較強且具有一定組織能力的同學擔任組長對小組進行管理。這樣做可以在培養學生設計能力的同時，加強學生的團隊合作意識。在整個項目設計過程中，以學生探索和討論為主，教師起引導作用，給學生合理的建議，引導學生找出解決問題的方法。項目完成后，根據項目實施情況對學生進行考核，實現應用型人才培養的目標。
3 教學改革效果與創新
理論教學改革采用計算機輔助教學，以多媒體教學為主，結合板書教學，對集成電路材料和工藝有直觀感性的認識，學生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動融洽。實踐環節改革通過項目化教學方式，學生對該課程的學習興趣明顯提高，設計目標明確，在設計過程中學會了查找文獻資料，學會與人交流，溝通的能力也得到提高。同時項目化教學方式使學生對集成電路的設計特點及設計流程有了整體的認識和把握，對元件的版圖設計流程有了一定的認識。學生已經初步掌握了集成電路的設計方法，但要達到較高的設計水平，設計出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結經驗[3]。
4 存在問題及今后改進方向
集成電路設計課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問題：由于微電子技術發展速度很快，最新的行業技術在課堂教學中體現較少；學生實踐能力不高，動手能力不強。
針對上述問題，我們提出如下解決方法：
1）在課堂教學中及時引進行業最新發展趨勢和（下轉第220頁）（上接第235頁）技術，使學生能夠及時接觸到行業前沿知識，增加與企業的合作；
2）加大實驗室開放力度，建立一個開放的實驗室供學生在課余時間自由使用，為學生提供實踐機會，并且鼓勵能力較強的學生參與到教師研項目當中。
【參考文獻】
[1]段吉海.“半導體集成電路”課程建設與教學實踐[J].電氣電子教學學報，2007，05（29）.
集成電路行業理解范文2
（南京郵電大學電子科學與工程學院，江蘇 南京 210023）
【摘 要】本文從分析集成電路設計實踐教學的特點入手，對集成電路設計實驗中引入研究型實踐教學模式的必要性、作用分析及具體實施方法進行了具體探討，并提出了研究型實踐教學對老師、對學生的要求。
關鍵詞 實踐教學；集成電路
基金項目：南京郵電大學教改項目（JG03314JX17）。
作者簡介：夏曉娟（1982—），女，南京郵電大學，副教授，從事集成電路設計領域的教學與科研工作。
隨著教育改革的不斷深入，隨著我國電子信息技術飛速發展，迎來了空前的發展機遇。傳統集成電路設計和生產流程近年來已經發生了改變，且電子產品發展迅速，集成電路設計是與最前沿科技緊密相連的一個方向，相關的課程也應與前沿科技緊密相連，課程的學習更要注重理論聯系實際，培養學生的科學思維能力和分析問題解決問題的能力。因此，集成電路設計實驗應在傳統的實踐教學方法基礎上，在“研究型實踐教學模式”方面進行探討和實踐?！把芯啃蛯嵺`教學模式”是指在實踐教學中指導學生將所學理論知識用于行業實際問題分析的一種實踐方法，旨在培養學生創造性的運用知識、自主的發現問題、研究問題，并解決問題的能力[1-2]。
1 確立研究型實踐教學模式的必要性
集成電路（Integrated Circuit，IC）產業是信息產業的基礎和核心，隨著我國電子信息技術飛速發展，迎來了空前的發展機遇。傳統集成電路設計和生產流程近年來已經發生了改變，大多設計均采用無生產線設計，加工采用代工方式。成電路設計具有一定的特殊性，集成電路設計過程需要集成電路專業人才經過嚴格的實踐訓練并且積累一定的工程實踐經驗。全國集成電路設計相關企業對于人才的需要也越來越嚴格，越來越需要能力型的、具有創造力的人才，應聘的條件之一就是需要有集成電路設計的相關經驗。作為一般理工科院校集成電路專業的發展在一定程度上缺乏對集成電路設計應用型人才培養的認識。因此，我們應該改變傳統觀念，樹立IC設計研究型人才培養觀。
集成電路設計實踐主要是提供學生一個實踐平臺，采用先進的集成電路仿真軟件，將書本上的知識采用模擬的方法進行加深理解。實踐內容既是電路、模擬電子技術、數字電子技術以及課程設計中所學知識的應用，又是與最前沿科技緊密聯系的。而傳統的教學內容和教學模式，缺乏對學生創造力的培養，也缺乏與前沿科技的聯系，因此需要進行教學改革的探討和實踐。
隨著教育改革的不斷深入，傳統的實踐教學中“以教師為中心”、“以灌輸為主要方式”的教學模式已無法適應時代的要求。先進的教學模式是人才培養的關鍵措施。研究型教學模式，又稱為研討式教學模式，是指教師以課程內容和學生的知識積累為基礎，引導學生創造性地運用知識、自主地發現問題、研究問題和解決問題，以學生為中心，以知識掌握為基礎，以能力培養為主線，以提高素質為目的的一種新模式。集成電路設計實踐同樣需要采用先進的教學方式，提高學生的創新能力，培養研究型IC設計人才。
2 研究型實踐教學模式的作用分析
集成電路設計實踐引入研究型實踐教學模式，可以使相關領域的學生真正實現學有所用，不僅學習了集成電路設計的軟件知識，同時可以將課堂的理論知識通過工藝模型、電路設計、仿真方法來復現，從而更深入的理解理論知識，而且可以通過一些電路實例來解釋生活中的一些現象，激發學習的興趣。
集成電路設計是實踐性很強的一個方向，要求將工藝、器件、電路、版圖四個方面的理論課程融會貫通，而傳統的實踐教學旨在加強學生對軟件的認識，忽略對理論內容的加深與貫通。通過研究型實踐教學模式的開展，可以在保證教學大綱不變的前提下，通過選擇適用性較強的實踐內容，使學生一方面能夠將各門理論課的知識加深及貫通，另一方面可以使學生接觸到用人單位感興趣的課題內容，有利于學生加強實踐的動力和持續進步。通過研究型實踐，對學校而言，可以培養更優秀學生；對學生而言，可以掌握前沿知識、促進就業。
研究型實踐成果的實現為學生的晉升、發展提供支持。學生的實踐研究成果如能公開發表或獲獎，能解決實際工作中的問題，這無形中為學生在工作崗位上的晉升、發展增加籌碼。這在最大程度上激發學生的實踐興趣，是其他任何實踐模式都不可比擬的。同時，研究型實踐教學鼓勵學生多看文獻、多寫總結報告，這也為學生撰寫本科畢業論文打下良好的基礎。
3 研究型實踐教學模式的具體實施
3．1 課程結構優化
指導學生接觸各類資料，能夠提出問題，進而解決問題以掌握知識、應用知識，完成對知識的一個探求過程；對實驗內容進行適當調整和完善，使課程體系更全面更科學，更能貼近行業發展，更能體現學生的主動性。
3.2 采用課堂討論進行專題研討的教學方法
在研究型實踐教學模式中，師生互動有助于學生對基本概念、基本理論、基本方法的理解和掌握。根據課程需要，結合國內外的研究現狀和發展趨勢，采用與行業內吻合的實驗軟件，挑選合適的電路原型做仿真設計，并共同探討電路的優化方案。
3．3 專業資料查詢能力培養
為學生提供研究資料或指導學生進行資料查詢、整理，鼓勵學生從圖書館、書店、網絡等各種途徑查閱文獻資料，以充實自己的研究基礎。提醒學生要對已收集的資料進行批判性的研究，去偽存真，指導學生從這些資料中總結、分析、解釋與實踐研究課題相關的理論、知識經驗以及前人的研究成果。
3．4 指導學生撰寫專題論文（報告）
在研究型實踐教學過程中，指導學生通過論文、調查報告、工作研究、分析報告、可行性論證報告等形式記錄實踐研究成果。在撰寫論文時，要求學生要了解實踐課題研究報告的一般撰寫格式；要先擬訂論文的寫作提綱，組織好論文的結構，做到綱舉目張；會用簡練、嚴謹、準確的語言表達自己的思想，不追求文章的長短。指導學生開展專題電路討論，由學生根據自己感興趣的課題來查找文獻資料，進行研究，完成電路設計和仿真，最后完成專題論文的撰寫。
3．5 鼓勵學生參與課題研究
為調動學生參與科研創新活動的積極性，激發學生的創新思維，提高學生實踐創新能力，鼓勵學生參加老師的課題，鍛煉學生的動手能力，培養“研究型”的思維模式。
4 研究型實踐教學模式對教師和學生的要求
4．1 研究型實踐教學模式對教師的要求
研究型實踐教學模式的實施對任課教師提出了新的要求：一是要熟練地掌握課程的基礎知識和內在結構，還要掌握與課程相關的專業基礎知識和實踐的基本技能；二是要掌握學科最新信息，不斷更新知識，了解課程所涉及學科的最新動態和取得的最新研究成果；三是要熟練運用科學研究的方法和手段。這些都對教師提出了更高的要求。
4.2 研究型實踐教學模式對學生的要求
研究型實踐教學模式對學生的要求：一是學生要有一定的知識積累，儲備了比較完備的基礎知識；二是要求學生具有一定的專業知識水平，熟練掌握集成電路的一些理論知識；三是要求學生具備一定的自我控制能力和自學能力；四是要求學生具備一定的科學研究能力。在研究型教學中，學生積極參與顯得尤為重要，需要充分調動學生的積極性和主動性。
參考文獻
［1］黃雪梅.研究型實踐教學有效實現的三個關鍵環節[J].理工高教研究, 2009,4,28(2):136-137.
集成電路行業理解范文3
從產業價值鏈分工來看，IC產業可分為設計、晶圓生產、封裝和測試、專用材料與設備、銷售幾個主要環節。其中典型的企業形態包括整合元件制造商（IDM），如龍頭企業英特爾（Intel）；無晶圓芯片公司（Fabless），如龍頭企業高通（Qualcomm）；專業的晶圓代工廠（Foundry），如龍頭企業臺積電（TSMC）；以及IC領域專業的IP授權公司，如龍頭企業ARM。從IC產業涉及的知識產權形態來看，典型的權利類型包括：專利、商標、版權、商業秘密，以及體現行業特色的集成電路布圖設計。以上權利形態為集成電路的知識產權保護提供了豐富的菜單，以下分別分析。
一、集成電路的專利保護
和其他產業類似，專利也是IC產業中對技術創新保護強度最大的知識產權類型。
IC產業的核心產品暨半導體芯片和半導體器件存在一個顯著特點，即一旦上市，就存在被反向工程的極大可能。不僅大型的IC公司自身擁有較強的反向工程實力，小型的IC設計公司也可通過與專業反向工程公司合作而充分解剖、了解其他公司的芯片設計和封裝。
專利不僅可以用來保護集成電路的內部電路連接關系，還可以保護器件結構、功能模塊連接關系、芯片內的信號處理流程和方法、芯片封裝結構和方法等。以封裝為例，每一種IC封裝技術均存在大量的專利競爭。因為封裝與硬件結構有關聯，在有實用新型制度的國家，實用新型專利因其授權迅速等特點，在IC封裝領域被大量申請。IC電路設計領域也是IC類專利布局的重點，幾種典型的IC產品包括微處理器、存儲器、邏輯器件、模擬器件相關電路專利在五大局（中美歐日韓）的專利總量均數以萬計。典型企業為高通公司，在通用微處理器領域布局的數千件電路專利，不僅促進和保障了公司的芯片銷售增長，并可獲取巨額的專利許可收入。再以IC制造為例，晶圓制造是集成電路產業中工藝最復雜、投資最大的環節，該環節的技術創新成果也可能存在適合申請專利的機會。例如：由于IC制造會通過幾百道工藝步驟來完成，工藝的改進，包括各種參數、材料及順序等的變化都會影響到芯片的良率及成本，并且有時直接會導致器件結構的改進，這些改進中蘊含著大量專利申請的機會。
IC產業的專利訴訟雖不像智能手機領域那樣密集，但也時有發生，并對關聯產業產生巨大影響。例如英特爾和超微（AMD）的專利訴訟對PC產業的影響，高通和博通（Broadcom）的專利訴訟對手機產業的影響，矽瑪特（SigmaTel）和炬力的訴訟對MP3產業的影響。
因此，對于IC產業的從業者來說，研究各司法轄區的專利法規要求和自身的技術特點，將滿足專利申請條件并適合專利保護的技術及時充分地部署適當的專利類型，并發展與自身產業地位和愿景匹配的專利策略，是妥善利用知識產權保護的關鍵舉措之一。
二、集成電路的商標保護
和所有產業一樣，商標是IC產業各公司品牌的載體，而IC產品/包裝上標示的商標可能是公司總商標和/或產品子商標。IC產業的核心產品包括半導體芯片和半導體器件，這些半導體產品的銷售渠道包括：原廠采購、授權經銷、分銷商市場。在分銷商市場上，翻新半導體芯片和假冒半導體器件是具備良好的品牌美譽度和產品聲譽的IC企業開展品牌保護所整治的重點對象。
根據美國半導體行業協會（SIA）的統計，全球約1%-3%的半導體銷售收入涉及假冒產品，這些假冒產品對于最終產品質量、消費者安全乃至公共安全（例如因假冒控制芯片失效引發的汽車事故）均有不可低估的影響。IC產業的假冒情況和行業榮景密切相關，例如2001-2007年IC產業處于擴張時期，芯片銷售與假冒器件同步增加；2008-2009年IC產業隨全球經濟衰退而萎縮，假冒器件也大幅減少；2010年IC產業營收大增33%，而相關報告顯示假冒器件劇增152%。IC產業的打假，除了整頓實體分銷商市場，規范授權經銷商之外，對于通過電商渠道的售假也需加強監控和打擊，目前全球有一些品牌保護公司可以提供相關專業服務。另外，IC產業聯盟如SIA和世界半導體理事會（WSC）也均設有專門的反假冒工作組（ACTF），IC產業成員也可通過聯盟合作共同打假，凈化產業環境，促進IC產業的健康發展。品牌保護和反假冒對于中外IC企業的持續經營同樣重要。
除了建立公司內部的產品反假冒工作體系，并與專業品牌保護公司、相關產業聯盟及相關政府機構密切合作，IC企業的商標工作還應關注自身商標布局的完善，包括重要產品體系的商標布局和不同司法轄區商標布局策略的選擇。在關注商標權的同時，也需要適當開展域名監控，利用在先商標權利阻止他人的惡意域名攀附或其他不正當競爭行為亦應列入常規的商標保護舉措。
三、集成電路的版權保護
通常而言，人們一般認為IC產業主要和硬件相關，較少涉及版權事務。對于半導體芯片或器件本身而言，這個理解基本正確，雖然半導體芯片或器件通常都有產品手冊（datasheet），但受制于產品說明有限的表達方式，通常半導體產品手冊并沒有很強的獨創性，不同IC公司的產品手冊出現一些“如有雷同，純屬巧合”的內容也屬正常。
然而，現今的IC產業，亦存在一些專業的IC軟件公司，專門開發IC工具軟件和/或應用軟件。另外，典型的IC芯片公司內部，亦常設有軟件開發團隊，負責專門開發IC芯片配套的驅動軟件和應用軟件。對于這些IC工具軟件/應用軟件/驅動軟件，軟件著作權乃至在某些司法轄區允許的軟件相關專利均是重要的知識產權保護手段。
四、集成電路的商業秘密保護
商業秘密大概是IC產業最重要的知識產權形態之一，尤其對于IC產業中的晶圓生產、專用設備和材料企業來說更是如此。IC產業的先進制程和高精設備，很多都是在嚴格保密的環境中設計并使用，理論上通過完善的物理安全、信息安全手段，加上妥善的規章制度和人員管理措施，力圖長期保障核心技術秘密從而構建產業內的核心競爭力。
然而，不得不承認的是，現實中商業秘密可能是最難以有效保護的知識產權類型，再嚴密的保護措施也可能有疏漏之處。而且在IC行業競爭激烈、人員流動頻繁的背景下，商業秘密的保護尤其面臨壓力。幾年前臺積電對中芯國際的商業秘密訴訟狙擊集中反映了IC行業商業秘密之爭的激烈，該案件甚至在一定程度上影響了全球晶圓代工行業的發展格局，尤其是中國晶圓制造業的發展。
IC企業的商業秘密保護大致面臨兩個重要選擇：1、對于某重要的技術創新，是申請專利還是選擇保密或者兩者結合，在組合中，如何適當地分割專利保護領域和商業秘密保護領域？2、如何有效地構建技術手段、規章制度、人員管理措施來防止商業秘密流失，如果流失，如何將損失和影響降到最低？這兩個問題需要IC企業的業務管理者、技術專家、IP人員、法務乃至HR共同商討，制定出適合本企業的方案。例如：通過規章制度和人員管理、IT管理等來防止員工將任何有可能是商業秘密的內容帶出或帶入公司，并且定期對員工進行宣導，加強員工的商業秘密防范意識。
五、集成電路的布圖設計保護
集成電路布圖設計（亦稱線路布局、拓撲圖、掩模作品、光罩作品）是IC產業特有的知識產權類型。相比于軟件產業的軟件著作權，布圖設計可以說是為IC產業量身定做的權利類型。作為工業產權家族的新成員，布圖設計專有權最早誕生于1984年的美國，隨后世界上各主要工業國家紛紛立法設立該項專有權，并被WTO的TRIPS條約所吸納，成為各成員國的一項法定義務。中國在2001年頒布《集成電路布圖設計保護條例》，正式確立了集成電路布圖設計專有權在中國知識產權體系中的位置。
相較于在專利領域的活躍，IC企業在布圖設計領域的申請和訴訟在規模上非常有限。以中國為例，從申請數據比較來看：自2001年《集成電路布圖設計保護條例》實施至今，國家知識產權局公告登記的布圖設計尚不足七千件；從訴訟數據比較來看，目前從法院系統能查詢到的案由為侵犯集成電路布圖設計專有權的一審案件不足十件。有學者認為，在集成電路新產品遍布于世的信息時代，集成電路布圖設計的立法似乎只具有一種象征意義，人們并沒有踴躍地選擇這種保護模式。
作為IC產業特有的IP類型，集成電路布圖設計申請量的相對低迷和訴訟案的相對沉寂表明，與專利、商標、版權等大眾化的知識產權權利類型相比，布圖設計作為一種法定的知識產權形態，其在IC產業知識產權保護與管理的價值尚需進一步挖掘。然而毋庸置疑的是，正是這樣一種特殊權利類型的存在，為IC產業中的IC設計公司保護其具有獨創性的布圖設計提供了保障，避免了在其他知識產權類型覆蓋之外的領域，獨創性的布圖設計被大量抄襲。令人遺憾的是，為數不少的涉足IC設計的公司，包括一些全球領先的IC企業，并未認真考慮布圖設計的申請和運用，造成面對抄襲卻缺乏有力的法律武器去打擊侵權的局面。
集成電路行業理解范文4
IC行業是現代化國家國民經濟的基礎行業，也是關系經濟發展和國防安全的支柱產業，對于國民經濟和國家安全具有重要影響，隨著低碳經濟越來越深入人心，通過能源智能化管理來降低能耗的節能產品將快速增長。
中穎電子本著專業專精的精神，專注于單片機(MCU)產品集成電路設計。MCU是微控制器(MicroControlUnit)的英文簡稱，是指隨著大規模集成電路的出現及發展，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制，主要應用于各種小家電、白色家電、黑色家電、汽車電子周邊、運動器材、醫療保健、四表(水、電、氣、暖)、儀器儀表、安防、電源控制、馬達控制、工業控制、變頻、數碼電機、計算機鍵盤、鼠標、網絡音樂(便攜式、車載、床頭音響)、無線兒童監控器、無線耳機/喇叭/門鈴。
同時，在擴大家電及計算機數碼產品的基礎上，中穎電子又擴充了OLED、電池管理等綠色能源系列產品，以環保節能的先進理念，揭開新的篇章。MCU在節能方面的作用并不局限于“節流”，在“開源”方面也有廣泛的應用，如太陽能、風能等綠色能源的轉換模塊，以及電動汽車的電池管理系統等。低碳經濟的快速發展，也將促進芯片設計行業的發展。
此外，中穎電子是首批被中國工業及信息化部和上海市信息化辦公室認定的IC設計企業，并連續11年被認定為上海市高新技術企業。目前，該公司在國內已取得11項發明專利和4項實用新型專利，并在我國臺灣地區獲得發明專利5項，已登記的集成電路布圖設計權84項，已登記的軟件著作權7項。
中穎電子的產品主要針對中國市場，有貼近市場的先天優勢，區別于歐美日韓大型IC設計企業采用的通用MCU的經營方式。
集成電路行業理解范文5
（電子科技大學成都學院微電子系，四川 成都 611731）
【摘 要】闡釋了一種實例教學法，旨在幫助學生有效的理解模擬集成電路設計，激發學習興趣，掌握就業技能。類似的教學思路可以借鑒到各個工程學科的學習、工程師的培養中去。
關鍵詞 模擬集成電路設計；實例教學法；仿真；帶隙基準源
To explore the teaching of integrated circuit design simulation
Overview of instance——project method
LIAO Wu-yang
（Department of microelectronics， Chengdu College of， University of Electronic science and Technology of China Chengdu Sichuan 611731， China）
【Abstract】This paper illustrates a case teaching method， which aims to help students to effectively understand the design of analog integrated circuit， to stimulate interest in learning， learn job skills. Similar teaching ideas can be reference to the cultivation of various engineering disciplines， engineers to learn.
【Key words】Analog integrated circuit design；Teaching method；Simulation；Bandgap reference
0 引言
模擬集成電路設計常常被稱為一種“藝術”，因為設計時要在各種指標、規范中間尋求適當的折中，這需要經驗和創造力。但它更是一種“科學”，因為需要一定的設計方法和深入研究來指導這樣的折中和創造。
這種“藝術”和“科學”的結合使教與學都充滿了挑戰。一方面，學生由于缺乏對模擬IC設計整體上的認識而覺得公式推導言之無味；另一方面，由于其藝術性，很難總結出具有普遍適應性的設計步驟，使學生感到迷茫困惑。
怎樣達到更好的教學效果？理論與實踐需要更緊密的結合！具體說來，筆者主張以“實例項目”為支撐的三個層次的學習。類似的教學思路可以借鑒到各個工程學科的學習、工程師的培養中去。
1 三層次的工程學習
第一階段，理論課學習和基本仿真實踐相結合。二者應該同步進行！在理論課中講授了一個基本的電路模塊之后，應及時針對該模塊的常見特性動手實驗（用Hspice等工具仿真），以實驗結果來解釋、應對書上的常用公式和結論！這時的實驗以演示性實驗、誘導性實驗為主，目的是基本方法和重點結論的掌握。不把軟件本身的使用作為孤立的學習內容，而是講練結合，讓仿真工具成為重要的學習工具。
第二階段，在學習了理論知識和仿真工具的基礎上，成立學習興趣小組，完成接近實際情況、但是經過一定簡化的工程項目，“實例項目”。這時的目標是把項目的全貌展現給學生，讓學生學習到做項目的思路、方法和態度，激發對工程的興趣。可以模擬以下工作環節：性能指標的討論、確定；所用工藝的熟悉和選擇；電路拓撲結構的分析和選擇；電路各項指標的仿真；仿真報告的撰寫；項目分析和總結。在整個過程中有兩點值得強調：一是團隊交流與合作。比如對于討論、確定某項指標，學生先查找資料，提煉出自己的邏輯和結論，再“教”給其他團隊成員。教別人是最好的學習！這對學生表達能力、學習能力會有很好幫助。二是數據的記錄和報告的撰寫。這是對學生的技術文檔編輯能力（包括文檔編輯軟件、繪圖軟件的應用能力），分析總結能力的良好鍛煉。這些基本能力的培養不僅使學生在模擬集成電路設計這一工程方向上受益，也提高了學生總體的工程人才素質，為更廣闊的發展道路打下基礎。
“實例項目”應該給出適度的引導和參照。因為學生是初學者，學習是從模仿開始的！讓學生做能力以外的事情而不給予引導，不僅會事倍功半，挫傷學習動力，也不符合科學的、講究效率的工程精神。當然引導是適度的，不能包攬。
第三階段，選取對于這個工作方向有濃烈興趣的優秀學生，嘗試做一些具有實用性、創新性的項目。具備相關條件的情況下，可以和企業合作，做出實際的產品，讓學生的勞動與智慧能夠真正開花結果。
以上總述了以實例項目為支撐的工程學習的三個階段，可在思路上為廣大工程相關的老師同學們提供參考。各個階段具體的的設計與實施，需要不同細分行業的老師同學根據自己的特點來進行。在本文的續篇“模擬集成電路設計教學探討（二）”中，會以模擬集成電路設計中低壓帶隙基準源為例，闡述一個具體的“實例項目”（即上文中的第二階段）。歡迎廣大讀者閱讀交流。
2 結束語
模擬電路設計像很多工程學科一樣，許多方法、結論需要反復實踐才能掌握?！敖o學生一些事情去做，而不是給他們一些東西去學?！睉摮蔀楣こ處熍囵B的核心思想。本文描述了一個“實例項目”為支撐的工程學習教學思路，以供廣大教育、培訓人士參考。希望更多的學生能夠有良好的實踐平臺，了解相關工作方向和工作方法，獲得所需的工程素質。
參考文獻
［1］畢查德.拉扎維.模擬CMOS集成電路設計:第二章[M].陳貴燦，程軍，張瑞智，等譯.西安交通大學出版，2003.
［2］Chi-Wah Kok， CMOS Voltage References: An Analytical and Practical Perspective[M]. John Wiley & Sons Inc，2013.
集成電路行業理解范文6
關鍵詞:教學內容;教學方法;改革
中圖分類號:G4
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)17-0296-01
1 教學內容改革
《高頻電子線路》課程與低頻電路相比有較大區別,其主要內容包括:無線通信系統射頻端的調制、解調、混頻、信號放大與功率放大、功率合成與分配及鎖相跟蹤等電路。隨著當前無線通信技術特別是寬帶無線通信的高速發展,與該課程相關的新概念和新技術層出不窮,而當前的本課程教學內容和技術發展的需要有一定差距,因而有必要對該課程內容進行適當的改革,總結如下:
(1)將以電路分析為主要內容的教學模式轉變到以電路與系統的功能分析為主的模式上來。考慮到當前無線通信設計已經普遍開始采用 SOC(System On Chip)技術,實現通信系統的高度模塊化、標準化,很少再采用以普通三極管為系統構成主體。對應用型電子類學生來說,就業后從事應用為主的電路設計,詳細掌握模塊或者芯片內部結構已經不是必須的,只需了解電路的主要功能和相應的使用方法。這就要求老師在教學中,適當簡化三極管電路設計和具體分析的內容,對功能分析的內容進行加強,進而強化模塊和集成電路的應用。
(2)加強以新的電路形式為內容的教學方案。
隨著電子通信等技術的發展,實現同樣的電路功能,可以選擇很多新型的電路形式。新的電路比傳統的電路形式在性價比、集成度、應用領域方面具有明顯的優勢。以頻率合成電路為例,頻率合成的主要方法包括:模擬直接合成、鎖相頻率合成以及數字直接合成(DDS)等方法,很多教材中都選用前兩種傳統方法;而數字直接合成是近年來迅速發展起來的新技術,該技術將先進的數字處理技術引入信號合成中,因而在課程內容講述中有必要配備相應的課時,這部分內容在很多老教材中是缺乏的。DDS技術是把一系列數字量化的信號通過 D/A轉換成模擬信號的合成技術,具有連續的相位變換、頻率切換速率高、頻率分辨率較高、相位噪聲低等優點,在現代頻率合成技術中具有極大的優勢。大規模集成電路技術的發展促進了 DDS集成電路器件的出現,并廣泛應用于通信、導航、雷達、電子對抗等領域。在教學中,加入這部分內容,對學生將來走向工作崗位是很有利的。
(3)加強對設計射頻電路系統級仿真實驗的要求。
現有的高頻電子技術實驗,是以電路設計類的硬件實驗為主的,大都以實驗箱為教學實驗平臺,通過搭建電路掌握電子線路知識內容,這種方式有助于加深理解理論課內容,對實際動手能力的提高也有幫助。但當今分立的小規模電路已逐漸被大規模集成電路取代,新時代的電子工程人員進行電路設計時無需從基本單元電路開始,而是從小規模集成電路開始。通過開設系統級仿真設計實驗,配以必須的仿真軟件,進行設計射頻、微波電路,提高學生的實際應用能力。
2 教學方法改革
傳統教學方法主要表現在:“教師講、學生聽”,教師和學生之間是一種單向交流,手段單一,學生難以形象的了解一些實際問題、工作原理和概念。采用傳統教學模式講授“高頻電子線路”,會造成內容枯燥,課堂沉悶,不能有效調動學生的學習熱情。 自從多媒體技術進入課堂后,給原本枯燥的課堂帶來了生機和活力,取得了意想不到的效果。但是,目前多媒體教學存在著一種誤區,很多老師把多媒體輔助教學完全看成了多媒體播放。因此都在加大力度制作各種精美的課件,上課時只是簡單的播放課件并輔以解說,而忽視了課堂教學中的互動和啟發,所以有必要把傳統教學方法和現代教學方法有機融合,并加強教學中的互動和啟發,總結如下:
(1)加強引導 、啟迪學生,充分調動其學習的積極性。
高頻電子線路是在無線廣播系統的框架下,介紹各基本功能電路的原理、實現方式和相關指標,但是,這些功能電路的實際應用遠不止此。通過列舉身邊的一些通信系統、通信產品,使學生對各功能電路的應用懷有好奇,激發進一步了解其工作原理的熱情。具體應用方法:一是多媒體展示相關系統和產品;二是讓學生觀察自己身邊和周圍使用的相關產品;三是調動學生大膽猜測工作原理。
(2)注重知識點相互之間的聯系,采用電路優化思路講解功能模塊電路。
《高頻電子線路》課程中各功能模塊的介紹都是以電路的實現為基礎的。同樣的功能模塊,實現電路多種多樣,如果不能把相互之間的關系介紹清楚,學生就容易混淆和迷惑,而且學生對相關技術指標的了解也是要基于電路。因此,合理設計一種介紹和分析方法,對學生了解整個電路功能有很大幫助。我們采用了電路優化來提高系統技術指標的介紹思路。比如在介紹考比茲、克拉潑、西勒振蕩器時,我們先分析影響頻率穩定度的因素,然后在考比茲振蕩器基礎上一步一步改進,形成后續各種振蕩器,然后對重要技術指標的含義進行強調。
(3)充分利用現代教育技術,采用多媒體方式進行教學。
將計算機仿真技術引入到理論和實驗教學中,制作與教材配套的多媒體電子教案,在此基礎上,還可以使用網絡建立本課程網站、多媒體CAI課件、教學大綱、課程簡介、參考書目、實驗指導、習題等電子資料。學生可方便地在課外訪問課程資源,進行自主學習,不僅實現了大范圍內的教學資源共享,還便于學生課前預習和課后復習。
(4)注重實踐能力的培養,堅持理論聯系實際的原則,加強學生動手訓練,培養學生的創新能力。
學生對新知識的理解,僅僅通過課堂講解還很不夠,必須通過實踐教學這一環節,使學生對知識有一個感性認識。為了加強學生理論聯系實際的能力,除了實驗環節之外在教學過程中還應增加課程設計這一教學環節,通過課程設計,拓寬學生的知識面,加深學生對《高頻電子線路》這門課程的基本概念、基本的分析方法及設計方法的理解。
(5)教師應堅持教學與科研相長的理念,以科研為契機帶動教學的進步。
只有堅持不懈的投入到和本課程密切相關的科學研究當中,才能真切了解到本行業發展的前沿技術,才能在教學中做到有的放矢,提高教學質量;而且通過科研可以有效地引導學生的學習、研究方向,做到事半功倍。
3 結束語
以上是本人在《高頻電子線路》教學中關于教學內容和教學方法的一些體會,希望大家批評指正。
參考文獻
[1]胡宴如.高頻電子線路[M].北京:高等教育出版社,2009,(1).
