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對集成電路的認識和理解范文1
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?；旌霞呻娐吩O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?；旌霞呻娐返脑O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
對集成電路的認識和理解范文2
在工作人員的陪同下，我們來到了首鋼nec的小禮堂，進行了簡單的歡迎儀式后，由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術與應用前景和首鋼nec有限公司概況，其中先后具體介紹了器件的發展史、集成電路的發展史、半導體行業的特點、工藝流程、設計流程，以及sgnec的定位與相關生產規模等情況。
ic產業是基礎產業，是其他高技術產業的基礎，具有核心的作用，而且應用廣泛，同時它也是高投入、高風險，高產出、規?；?，具有戰略性地位的高科技產業，越來越重視高度分工與共贏協作的精神。近些年來，ic產業遵從摩爾定律高速發展，越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產業的發展，在這種背景下，首鋼總公司和nec電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司（sgnec），從事大規模和超大規模集成電路的設計、開發、生產、銷售的半導體企業，致力于半導體集成電路制造（包括完整的生產線――晶圓制造和ic封裝）和銷售的生產廠商，是首鋼新技術產業的支柱產業。公司總投資580.5億日元，注冊資金207.5億日元，首鋼總公司和nec電子株式會社分別擁有49.7％和50.3％的股份。目前，sgnec的擴散生產線工藝技術水平是6英寸、0.35um，生產能力為月投135000片，組裝線生產能力為年產8000萬塊集成電路，其主要產品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅動電路、通用lic等，廣泛應用于計算機、程控和家電等相關領域，同時可接受客戶的foundry產品委托加工業務。公司以“協力·敬業·創新·領先，振興中國集成電路產業”為宗旨，以一貫生產、服務客戶為特色，是我國集成電路產業中生產體系最完整、技術水平最先進、生產規模最大的企業之一，也是我國半導體產業的標志性企業之一。
通過工作人員的詳細講解，我們一方面回顧了集成電路相關的基礎理論知識，同時也對首鋼日電的生產規模、企業文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了sgnec的后序工藝生產車間，以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產過程，這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。
由于ic的集成度和性能的要求越來越高，生產工藝對生產環境的要求也越來越高，大規模和超大規模集成電路生產中的前后各道工序對生產環境要求更加苛刻，其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。
為了減少塵土顆粒被帶入車間，在正式踏入后序工藝生產車間前，我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人，在密閉的工作間，大多數ic后序工藝的生產都是靠機械手完成，工作人員只是起到輔助操作和監控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施，防止把污染源帶入生產線，以及靜電對器件的瞬間擊穿，保證產品的質量、性能，提高器件產品成品率。接著，我們看到了封裝生產線，主要是樹脂材料的封裝。環氧樹脂的包裹，一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用，另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強，同時封裝把內部引線引出到外部管腳，便于連接和應用。
在sgnec后序工藝生產車間，給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”，通過向工作人員的詢問，我們才明白其中的奧秘：在集成電路版圖的設計中，最忌諱的是“一目了然”版圖的出現，一方面是為了保護自己產品的專利不被模仿和抄襲；另一方面，由于集成電路是高新技術產業，毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發展，只有以創新的理念融入到研發的產品中，才能促進集成電路快速健康發展。
在整個參觀過程中，我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人，自始至終都能感受到企業的特色文化，細致嚴謹的工作氣氛、一絲不茍的工作態度、科學認真的工作作風。不可否認，我們大家都應該向他們學習，用他們的工作的態度與作風于我們專業基礎知識的學習中，使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。
對集成電路的認識和理解范文3
關鍵詞：教學改革；實驗；數字邏輯電路；計算機專業
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）29-6570-02
數字邏輯電路實驗課程是電氣、電子信息類和部分非電類專業本科生在電子技術方面入門性質的技術課。它在電類專業中深受青睞，但在非電類專業中的教學沒引起足夠的重視。長期以來，在我校計算機專業類數字邏輯電路實驗的實驗教學中，出現實驗教師難教學生厭學的現象。我們從學生學習該課程的現狀著手，通過對該課程的先導課程及后續課程進行調查分析，了解相關理論課學習的狀態，并據此提出了相應的實驗教學改革措施，分三個階段對學生的學習能力及動手能力進行培養，我們稱之為數字邏輯電路實驗課程“過三關”[1]。
1 數字邏輯電路實驗的教學改革思路
數字邏輯電路實驗在計算機類專業都把它作為一門主干必修課程，但相比專業課來說，非電類專業對該課程地位認識和重視程度是不一樣的，普遍存在的一種現象是“重軟件輕硬件”[2]。我校計科專業、網工專業的“數字邏輯電路實驗”課，安排在第三學期，并具有第二學期的“模擬電子技術”課程的基礎。而軟工專業的“數電”課安排在第二學期，并沒有提前開設“模電”課程，缺乏電路知識的先導。在總課時數壓縮的情況下，由于理論課和實驗課安排在同一學期，并在第一周同時開課，實驗課嚴重滯后于理論課的進度，造成學生想要學好又覺得心有余而力不足[3]。
第一關：克服對數字電路實驗課的心理恐懼關
對計算機專業的學生來說，模擬電子技術和數字邏輯電路都很難學，更難于精。適合計算機專業的專用教材很少，更沒有比較適合的實驗教材。不得已沿用電類專業的教材，理論偏多偏深。單純的數字邏輯分析抽象、枯燥、乏味，遇到復雜的邏輯現象更容易讓人感到無從下手，產生畏難情緒。例如：教材[4][5]的第二章邏輯門電路，是學生們共同認為最難于理解、頭疼困難的內容。在講解TTL（Transistor-Transistor Logic）基本邏輯門涉及到很多的電路基礎知識、基本電路元件（電阻、二極管、三極管等元件）、電路及結構、半導體工藝、以及它們的電流、電壓、元件參數等內部電氣參數的計算等。對電路原理的理解和對電子元器件認識存在困難。然而，計算機專業學習的重點并不在這些電路的內部原理和前端設計，實驗所必需的電路基礎知識在課程中的應用暫時不用十分深入，可以不用刻意去理解邏輯器件的內部結構。重點應放在：一是掌握器件輸入和輸出之間的邏輯功能；二是外部的電氣特性其主要參數。相應的基本門電路實驗，目的包括掌握TTL基本邏輯門的邏輯功能驗證與參數測試；掌握TTL器件的使用規則；進一步熟悉數字邏輯電路實驗裝置的結構、基本功能和使用方法?！拜p里重外”，將集成電路視為“黑匣子”，這樣電路基礎知識不再構成計算機專業的學生學習的障礙。
在實驗教學中，改善實驗條件，增強實驗教學的趣味性。讓生活走進實驗、貼近生活。理論實驗化，實驗生活化。例如： 邏輯門實驗是認識數字電路的基本實驗，電子門鈴的原理就是利用與非門構成振蕩器，使輸出端的鈴聲信號輸出，從而驅動喇叭發出鬧鈴聲的。除此之外，實驗還能進行趣味游戲如乒乓球游戲機等的設計。通過增加實驗內容、改變實驗方法，多做實驗來改變學生怕做實驗的恐懼心理。
根據現在的理論課學時、教學計劃和實驗設備，改編有關內容。以“與非門”邏輯為例說明改革實驗教學方法。采用先理論講解，以邏輯代數為基本數學工具，從基本邏輯門電路入手。實驗使用傳統標準數字邏輯器件四2輸入與非門74LS00，，用它構成傳統的與非門驗證實驗。再用硬件描述語言VHDL（Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）[6]和復雜可編程邏輯器件CPLD（Complex Programmable Logic Device） [7]實驗實現“與非門”邏輯。這樣就建立了同一實際邏輯問題用多種不同層次方法進行實驗的模式：數字邏輯單元理論設計，以門電路為基本單元電路構成各種組合邏輯電路和時序邏輯電路，使用標準數字邏輯器件中的中（MSI）、小規模（SSI）的TTL集成電路驗證；利用通用集成電路模塊產品，主要是用中（MSI）大規模（LSI）集成電路模塊，構成預定功能的邏輯電路；再用VHDL和CPLD構成復雜的電路系統，步步推進，穿行融合。
第二關：培養動手能力關
從數字邏輯電路實驗課程的知識結構和特點分析，數字邏輯電路實驗主要由基本邏輯門電路，由門電路組成的基本組合邏輯電路和時序邏輯電路及通用集成電路模塊構成。
在第一階段為數字邏輯電路基礎實驗（芯片級實驗）。由“一門而入”，選用傳統典型標準數字邏輯器件與非門，進行基本門電路邏輯功能測試與驗證，通過實驗使學生熟練掌握數字電路實驗箱的結構和使用方法，使用示波器記錄描述邏輯功能的波形圖，實驗基本儀器測試集成電路外部電氣特性參數。掌握用與非門組成其它邏輯門及邏輯門之間的互換、解決不同門電路之間相互連接匹配問題。對集成門電路外形建立感性認識，熟悉芯片的外形封裝、芯片的引腳數量和分布情況。通過基礎實驗，訓練了學生的數字邏輯設計的基本功，為綜合設計性實驗打下良好的基礎。
第二階段為綜合設計實驗（單元級實驗）。主要有基本技能測試性綜合實驗、組合電路設計性綜合實驗、時序電路設計性綜合實驗、存儲器和D/A或A/D轉換電路的綜合實驗。
綜合設計性實驗主要是小系統邏輯設計實驗[8]，每一個實驗系統可以由多片標準數字邏輯器件MSI、MSI的門電路組成。也可以用通用集成電路中的MSI、LSI的TTL集成電路芯片組成。實驗者可根據自己的設計做出不同種類的電路，培養對單元功能電路的理解和靈活運用能力。例在傳統數字邏輯電路實驗中，最為經典的例子是“三人表決器實驗電路的設計” [9]。其中SSI門電路設計最為靈活，可以選擇一種與非門構成“與非-與非式”、一種或非門構成“或非-或非式”、與非門+或非門構成“與或非式”。也可以采用通用集成電路模塊譯碼器、數據選擇器和加法器分別設計多種三人表決器實驗電路。
第三關：VHDL及CPLD實驗提高復雜電路設計能力關
從第一、第二階段實驗的效果來看，這些實驗是在掌握SSI、MSI電路分析和設計的基礎上進行，達到預定的邏輯功能。這種方法設計的邏輯系統規模不宜太大，否則，系統需要很多芯片，連接線和接點復雜，導致可靠性下降、功耗增加，系統占用空間擴大。為此，可以采用大規模集成和超大規模集成技術，把完成復雜功能的眾多芯片集成到一個芯片內?？梢钥朔鲜鰡栴}。這種能夠完成特定功能的集成電路芯片稱之為專用集成電路。用VHDL語言設計后，在CPLD中實現，這已經成為數字系統設計的主流。
將新技術和新型電路設計的方法充實到教學中去，以體現實驗與時俱進的先進性。第三階段的可編程器件的應用與可編程電路的EDA設計實驗（系統級實驗），要求學生用CPLD芯片重現第一階段的基礎實驗和第二階段綜合設計性實驗中的電路設計。訓練學生通過閱讀資料掌握可編程器件的功能及規范的使用方法。掌握EDA軟件的使用方法和設計語言。最終達到“了解一種器件，熟練使用一種設計工具，掌握一門設計語言，能夠設計較復雜的數字系統”的目的。
通過三個不同階段的實驗過程，將一種數字邏輯器件的基礎理論，用傳統器件實驗驗證或實現，再用VHDL及CPLD實驗復現，三者融合循環，螺旋式上升。實現數字邏輯電路實驗的教學改革，幫助學生突破在學習道路上的三道難關。
2 結論
侯建軍教授提出了“厚理博術，知行相成”的教育理念。通過數字邏輯電路實驗，既要加強知識的學習，又要踐行所學的知識，提高實踐動手能力和創新能力。根據學生的特點確定教學目標，組織教學內容，制定教學方法，以學生為主體，“教法”適應“學法”培養學生的學習興趣。倡導以啟發、探索和創新性實驗為核心的研究式學習方式，鼓勵學生參與國家級和校級的大學生創新創業項目，并參加各種國家電子技能大賽，取得很好的效果。
參考文獻：
[1] .“模擬電子線路”的“過三關”——談“模擬電子線路”教與學[J].電氣電子教學學報，2002（11）.
[2] 楊漢祥.數字電路課程交叉知識的教學研討與實踐[J].贛南師范學院學報，2005（6）.
[3] 管冰蕾，胡家芬.計算機專業《數字邏輯》課程教學改革的研究[J].時代教育：教育教學版，2009（3）.
[4] 侯建軍.數字電子技術基礎[M].2版.北京：高等教育出版社，2009.
[5] 侯建軍.電子技術基礎實驗綜合設計實驗與課程設計[M].北京：高等教育出版社，2009.
[6] Volnei A Pedroni.VHDL數字電路設計教程[M].北京：電子工業出版社，2013.
[7] 王誠，趙延賓，梁成志.Lattice FPGA/CPLD設計（基礎篇）[M].北京：人民郵電出版社，2011.
對集成電路的認識和理解范文4
由于學?，F有實驗實習條件的限制，使得理論與實踐教學不能很好的有機結合，學生如果始終在單調重復的課堂上聽課，那么課本上那些抽象內容就容易引起學生厭煩，從而使學生對這門功課失去學習興趣，最終導致學習效率低下。如果在課堂上巧妙運用多媒體課件及電子仿真軟件等信息技術手段。就容易調動學生學習的積極性。使學生接受知識的速度很快，多媒體教學具有新穎性、形象性、直觀性等特點，容易吸引學生的注意力，從而積極調動學生各個器官的作用，將視覺、聽覺等都集中到課堂上來，有利于提高教學效果。例如，在教《電子測量》這門課程時，書中的每一種測量儀器不可能在實驗室中全部備齊，這時，可以利用電子仿真軟件，帶領學生通過相應的軟件操作，觀察其測量的過程，通過仿真得出相應的結論，接下來可以讓學生通過自己的設計和仿真，解決一些問題，這樣會使學生產生濃厚的學習興趣和探索欲望，大大提高了學習效率。
二、大力加強實踐教學，不斷提高學生動手能力
實驗是培養學生動手能力、分析解決問題能力的重要手段，有的學生初次接觸電方面的實驗，存在對電的恐懼而縮手縮腳。這時。應對學生進行必要的安全用電注意事項的教育。然后鼓勵學生多動手，并且對每次實驗表現突出的優秀學生，將其組裝好的線路板作為下一次同學實驗的樣本，并給予鼓勵表揚，在學生中樹立榜樣。在指導學生實驗時，不可貪求速度，要循序漸進，嚴格按照操作規程進行操作，避免事故發生。在實訓教育中大致分為四步。第一步：對電子元器件的識別。第二步：對線路工作原理和對布線圖的理解。第三步：對線路工藝的要求。第四步：讓學生通過創新思維自主設計一些線路，解決一些實際問題。綜上所述，學生在實訓中既能樹立信心，又能提高學習效率。
三、整合教學內容，優化課堂教學結構體系
應用電子技術教材內容一般比較抽象。邏輯思維性較強，名詞概念較難理解，學生普遍感到壓力。因此有必要對教材做出相應處理。一方面，職高學生文化基礎較差，理解能力較弱，在教學過程中，理論要求可以適當降低，可以講些宏觀方面的東西，少講一些微觀分析，盡量進行定性分析為主，定量計算盡量少些。例如，在講解三極管的教學過程中，只要講清楚三極管的特點、應用及管腳判別就可以了，對其內部兩個PN結的形成過程，載流子的運動規律等內容可以略講。另一方面，在教學中應“以分立電子電路為基礎，以集成電路為重點”。隨著高科技的迅猛發展，今后集成電路在實際應用中十分廣泛，為了使學生所學與時俱進，就要重視對集成電路的教學，在教學中，可以重點選擇幾個典型的集成電路，重點介紹其外部管腳的排序方法，分析其功能和典型作用。
四、加強興趣培養，正確引導學生認識實驗過程，開發學生創新能力
對集成電路的認識和理解范文5
關鍵詞： 《集成電路工藝》 教學方法 實踐改革
1.引言
21世紀是科技飛速發展的世紀，集成電路制造業是一項戰略性的基礎產業，《集成電路工藝》是電子科學與技術專業重要的專業課，其目的是使學生學習和掌握VLSI的主要工藝技術與原理，熟悉工藝設備的特點，培養工藝設計及解決工藝問題的能力。課程具有實踐性很強、理論與實踐結合緊密的特點，為學生以后進行工程設計和科研工作打下良好基礎。本課程的目的是使學生對微電子關鍵工藝及其原理有較為完整和系統的概念，并具有一定工藝設計、分析和解決工藝問題的能力。結合多年教學工作實際，我提出了幾點教學改革設想［1］［2］。
2.教學內容的選取
2.1教材的選取。
本課程首選教材是《硅集成電路工藝》。該書有三個優點：一是內容全面豐富。不僅詳細介紹了芯片制造中的各項關鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設備，以及每一道工藝的質量檢測和故障排除。二是工藝技術先進。該書吸收了當今最發達技術資料，如化學機械拋光、淺槽隔離等工藝，因此本教材是一本很全面、很先進和可讀性非常強的專業書籍。
2.2教學內容的選取。
本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力。本課程32學時，而教材內容章節很多，所以課堂授課內容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內容。對非關鍵工藝，如教材中的4―6章主要介紹半導體制造中的空穴及缺陷等內容，要舍棄，可供學生課后自己閱讀。另一方面，查閱相關資料，對教材內容做必要的補充。由于教材側重技術介紹，在工藝原理方面涉及甚少，作為電子科學技術專業的本科生，有必要掌握關鍵工藝的物理基礎和原理，因此任課老師需要廣泛查閱相關資料，對教材內容做必要的、有益的補充。如離子注入摻雜工藝，選用的教材僅作為一節簡單介紹，其基礎和原理更是少之又少，必須找出相應詳細的介紹。再者，氧化過程中雜質的再分布對器件特性影響是不容忽視的，工藝過程需要考慮，也需要做相應補充，《集成電路工藝基礎》中這部分內容有較大價值［3］。
3.豐富多彩的教學方式
3.1多媒體教學，事半功倍。
多媒體教學方式如今已廣泛使用，在本課程教學中使用多媒體教學符合教學內容特點的要求，因為有大量的工藝流程和工藝實施后的硅片剖面圖，只有通過多媒體才能使學生有直觀、清楚的認識。教材中提供了大量結構剖面圖和設備圖，如果完全靠老師板書，教學內容和效果將不易理解，而采用多媒體教學則能達到事半功倍的效果。
3.2教學互動，讓學生走上講臺。
教學互動非常重要。學生對動態和前沿比較感興趣，易激發其求知欲，抓住學生這一特點，可以給學生布置幾個與集成電路工藝動態和前沿相關的題目，讓學生課后查閱、整理資料，寫成專題小論文，還可開設專題小論壇，每一專題請一位有興趣的同學制作課件在課堂上給大家講解。這種方式將課堂時間和空間進行延伸，使學生由課堂被動聽講變為課后主動學習、消化。這樣一方面能培養學生通過網絡學習工藝知識的習慣，并在不斷查閱資料中積累、豐富了專業知識。另一方面能鍛煉學生走上講臺“準教師”的思維能力和語言表達能力。
3.3加強實驗教學，理論用于實踐。
在教學過程中，要堅持理論和實踐相結合的原則。建議開設最基本的半導體平面工藝實驗，如氧化、擴散、離子注入、光刻沉積。實驗要求每組學生用拋光硅片，通過氧化、光刻、等工序制備晶體管，是一個典型的綜合性、研究型實驗。通過實驗教學，學生既能培養動手能力，又能掌握科學的分析問題的方法，加深對半導體平面工藝技術和原理的理解，激發學習興趣。本課程在大學三年級下學期開設。
3.4將專家學者請進高校課堂。
我們充分利用與國內外高等院校和科研單位進行研究合作與學術交流的同時，在專業課授課過程中，還邀請有一定知名度的專家學者來我校作專題學術報告。由于他們長期從事某一領域的科學研究，十分熟悉該領域的最新發展趨勢，因此可以系統地將這些信息傳遞給學生。這樣做不僅大大擴充了學生的知識面，提高了他們的思維能力，而且進一步激發了他們的專業課學習熱情和強烈的進取心。近五年來，我們先后邀請包括中科院半導體等單位多名專家為我校的客座教授或兼職教授，分別做了關于微電子方面的多場專題學術報告，均受到了廣大教師與學生的一致好評。
4.結語
《集成電路工藝》是電子科學與技術專業本科生的一門重要的專業課程，本課程的目的是使學生掌握集成電路制造工藝和基本原理。學生專業知識和能力的獲取，一方面是通過將理論應用于實驗來驗證和強化，另一方面通過理論課學習獲得。通過開發多媒體教學軟件，精心選擇優秀教材、及時更新教學內容、開設綜合性實驗、布置設計性作業、安排專題報告、改革考核方式等環節，提高課程教學質量，培養具有創新能力、滿足21世紀所需的專業技術人才。
參考文獻：
［1］王陽元，關旭東，馬俊如.集成電路工藝基礎［M］.北京：高等教育出版社，1991.
對集成電路的認識和理解范文6
中圖分類號：F407.63 文獻標識碼：A 文章編號：
前言電工電子類課程是中職應用電子、機電一體化和計算機應用等專業的基礎課程，與后續專業課程之間有著緊密的聯系。同時，電工電子系列課程是實踐性很強的技術基礎課，不僅要抓好課堂的理論教學這一重要環節，而且必須重視和加強該系列課程的實踐環節，使理論教學密切聯系實際，力求在實踐中培養學生的實際操作能力，發現問題、分析和解決問題的能力。文章結合作者對對構建新實驗教學體系的認識，就如何有效開展中職學校電工電子課的實驗教學進行論述，以供同仁參考。
二、對中職學校構建新實驗教學體系的認識 當前，大部份電工電子實驗教學仍從屬或附屬于理論教學，實驗內容陳舊，實驗儀器臺套數欠缺，資源不能共享而造成有的實驗形同虛設，在教學仍然以灌輸為主，沒有充分讓學生積極主動參加實驗，現代化的實驗手段比較缺乏。針對上述問題，學校在構建新的電工電子系列課程實驗教學體系時一是加強基礎建設。需加大對基礎課教學實驗室的經費投入力度，建立完善的、有一定規模的電路、電子技術實驗室。二是突出實驗課的綜合性、設計性和開放性。每門實驗課都應有一定比例的綜合性和設計性實驗，要更新和改革實驗教學內容，減少重復的驗證性實驗，實驗室要對學生開放。三是硬件建設和軟件建設一齊抓。硬件建設指的是實驗場所的裝修和布置，實驗儀器儀表的購置，專用實驗設備的設計和外協制造，多媒體實驗室的配置。軟件建設指的是實驗室的設置和規劃，實驗大綱和實驗教材的編寫，實驗室管理規章制度的制訂，實驗技術人員的培養和提高。
有效開展中職學校電工電子課程實驗教學的方法
（1）編寫適合中職學校電工電子課程實驗教學的講義。我們根據教學計劃將實驗講義分為: 基礎實驗、設計實驗、自主實驗與綜合實驗。首先，在基礎實驗中我們應充分考慮電工電子專業學生的水平差異，選擇了一些實驗原理清楚、電路簡單、便于上手的傳統實驗。例如：基爾霍夫定律、疊加原理和戴維南定理的驗證、門電路邏輯功能和時序電路測試及研究等。學生通過此類實驗，在掌握基本實驗技能和運用基礎理論知識基礎上，能分析和解決測試或驗證實驗的一些具體問題。此類實驗占總實驗課時的2/3，要求100％學生達到教學要求。其次，在設計實驗中，實驗內容緊密聯系實際生產技能知識，使學生學會綜合應用一門或多門課程知識，獨立設計實現不同功能電子線路。例如：制作各種競賽計時器、控制器，焊接數字萬用表，安裝與調試晶體管收音機，制作印刷電路板等。每個綜合設計實驗往往涉及多學科知識，經過各種訓練，學生對本專業各個學科的知識內容以及其內部聯系有了更深的理解，在知識認識上也得到升華，知識運用上更加靈活，實驗技能上也得到大幅度提高，學生不僅只掌握實驗儀器的一種使用功能，更多的是熟練使用多種儀器設備來實現不同測試功能。此類實驗難度比較大，課時不宜過多，占實驗總課時的1/3，要求9O％以上學生達到教學要求，對于表現突出的學生，可進入研究創新類實驗項目或參加科技競賽。最后，研究創新層次實驗是學生綜合運用所學知識進行科技開發、新技術應用研究的高層次實驗教學環節。例如自動報警器、電話防盜裝置、多功能電子鐘等；例如89S52單片機簡易開發器、ARM2103開發板、中文LCD顯示及鍵盤板、英文LCD顯示及鍵盤板、三路穩壓電源的制版焊接等。實驗項目重點強調自主開發、自主研究，重視學生個性培養、創新能力和科學研究能力。此外，還包括課程設計、生產實習、畢業實習所進行的實驗研究，也包括學生課外科技活動，各種競賽的培訓、參賽科技制作的實驗研究等。通過實踐，增強學生的工程設計和綜合應用素質，為優秀學生脫穎而出創造條件。
（2）精選實驗內容，激發學生的學習興趣。根據最新教學基本要求,結合學校編寫的實驗教學大綱,選定本課程的基本實驗內容和選作實驗內容。選擇標準是: 實驗內容應該覆蓋電路、電子技術的相關基礎內容，同時排除存在安全隱患的項目，最后綜合考慮學生的具體情況，選擇合適的綜合實驗項目，激發學生的學習興趣。如：我們任選電子技術專業兩個班級進行實驗教學，這些學生之前都已經學習過電工基礎、電子線路等專業基礎課程，已經初步掌握了基本的電路分析技能。實驗內容：邏輯探針，實驗目標是通過實驗，讓學生掌握數字電路的基本邏輯知識。對模擬信號和數字信號有正確的認識。能掌握數字信號的基本門電路。能了解TTL數字集成電路。能夠根據電路原理圖種集成電路的功能，正確進行實物布線圖的布置，集成電路各個管腳的功能及數字集成電路的懸空腳的正確理解。為了達到更好的教學效果，教師采用項目教學法，給定題目后，充分發揮學生的主觀能動性，在實驗進行之前，教師將設計好的項目以任務指導書的形式發給每一組學生。任務指導書中將實訓的內容進行分解，根據學生現階段的思維水平進行設置，有利于學生逐步進行實驗操作，提高實驗的成功率，從而增強學生的學習興趣和自我成就感。實驗需要的元件以列表的形式在任務指導書中給出。學生從實驗教師發的元件中首先根據元件的外觀進行分類，有電阻，電容，二極管，集成電路等。然后，再對電阻讀色環或者用萬用表測量來區分大小，并做好標記。對二極管根據外觀區分普通二極管和發光二極管，然后用萬用表進行質量好壞的判斷。學生直接面對元件進行識別和檢測，具有直觀性，同時也能把理論課中學到的知識運用到實踐中去，學習興趣和實踐能力都比傳統的教學方法效果要好。促使學生變“被動式”實驗為“主動探索式”實驗的興趣。
電阻器：R1=15KΩ,R2=1KΩ,R3,R4,R5=150KΩ×3；發光二極管：L1,L2,L3=LED×3；二極管：D1-D4=1N4148×4；集成電路IC:SN7400；集成電路座：14 腳多孔電路板。
改變了學生“被
（3）建立合理的評價體系。第一，在實驗中，考察學生的實驗動手能力和獨立思考的能力。主要考查學生是否自主地進行實驗，是否能夠正確地使用有關儀器和設備，是否可以通過獨立思考解決實驗中出現的一些簡單的問題和小故障。第二，從實驗報告上考察學生設計實驗的能力。主要設計了實驗電路圖，是否設計了合適的實驗數據和記錄數據的表格，是否設計了合理的實驗步驟。第三，考察實驗是否成功。主要考察學是是否通過努力成功地完成了一個實驗內容。實際操作中，我們以綜合實驗內容的完成來測試學生的動手能力和獨立思考問題、解決問題的能力。通過觀察學生:①是否檢查連線的通斷、檢查所需集成塊和其他元器件是否完備、檢查信號源是否正常；②連接電路是否熟練；③是否能有效地排除電路故障等,從而了解學生對實驗的基本理論和基本技能的掌握情況。學生的實驗表現也進一步反映了自主實驗教學的效果，有助于我們考察自主實驗教學是否有利于學生動手能力和獨立思考問題、解決問題的能力的提高。由于學生的水平有差異, 所以在實驗中并不強調每個學生都必須完成相同的內容，學生根據自己的能力和興趣選擇實驗內容，只要獨立完成就達到了合格標準，然后根據難度和內容多少, 評出良好、優秀等。
（4）建立計算機仿真實驗教學平臺。隨著電工電子技術的快速發展，新元器件的更新速度加快，不少實驗教學的內容與市場脫節，甚至有些實驗內容受條件的
限制無法在現有的實驗條件下完成。因此，電工電子學實驗室應把計算機仿真技術作為重點建設的一項內容。在仿真實驗平臺上，學生不但可以完成各種基礎實驗和綜合設計實驗，還可以為課程設計和畢業設計創造條件。例如，增設Protel電路板設計實驗、EDA仿真實驗和EWB虛擬實驗等，能使學生充分發揮想象力、創造力去設計實驗項目，模擬演示整個實驗過程。讓學生通過觀察實驗現象和變化來探索和驗證，這樣既豐富了實驗內容，又提高了實驗效率，減少了實驗設備和材料的損耗，提高了學生的鉆研興趣和對計算機的運用能力，使學生的知識、能力、素質全面協調發展。（5）償試開放實驗室教學。開放實驗室是教學改革的一個重要環節，由于人力物力條件的限制，目前還不能馬上實行全面開放，只能暫時實行實驗室空閑時間開放，再逐漸過渡到全天開放。開放實驗室有以下功能：針對實驗教學的學生數量多、能力參差不齊的問題，開放實驗室可以給個別學生提供重做實驗的機會；學生可以根據個人興趣愛好自選或自帶實驗項目到實驗室獨立操作，必要時教師提供參考建議，這樣為學生提供了自主學習和創造的條件；充分利用實驗室資源，以教師為指導，學生為主體的原則，對不同層次的學生精心指導，增加不同層次的實驗項目，真正做到因材施教，并鼓勵優秀學生參加各種科技競賽；積極開展各種課外科技互動。例如：制作各種小型電子產品、維修家用電器等，這些項目改變了單一的課堂授課的模式，既提高了學生學習的興趣和積極性，又使他們體會到學以致用的樂趣，更重要的是培養學生解決實際問題能力、綜合設計能力和
創新能力，使實驗教學改革上一個新臺階。
四、結束語總之，實驗實踐教學是中職教育的關鍵環節，是提高教學質量、培養中職學生實際操作能力的主渠道，搞好電工電子實驗教學，教師必須結合電工電子技術的發展，電工電子實驗的特點，通過嚴格的實驗管理、更新實驗內容和方法，努力提高學生電工電子實驗的積極性，不斷改革實驗考核方式等方面，切實提高教學質量。 參考文獻：
