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集成電路的培訓范文1
關鍵詞:集成電路專業;實踐技能;人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼: A 文章編號:1002-0845(2012)09-0102-02
集成電路產業是關系到國家經濟建設、社會發展和國家安全的新戰略性產業,是國家核心競爭力的重要體現?!秶窠洕蜕鐣l展第十二個五年規劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術產業的重點發展方向之一。
信息技術產業的特點決定了集成電路專業的畢業生應該具有很高的工程素質和實踐能力。然而,目前很多應屆畢業生實踐技能較弱,走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設計的能力。其主要原因是一些高校對集成電路專業實踐教學的重視程度不夠,技能培養目標和內容不明確,導致培養學生實踐技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加強集成電路專業對學生實踐技能的培養具有非常重要的現實意義。
一、集成電路專業實踐技能培養的目標
集成電路專業是一門多學科交叉、高技術密集的學科,工程性和實踐性非常強。其人才培養的目標是培養熟悉模擬電路、數字電路、信號處理和計算機等相關基礎知識,以及集成電路制造的整個工藝流程,掌握集成電路設計基本理論和基本設計方法,掌握常用集成電路設計軟件工具,具有集成電路設計、驗證、測試及電子系統開發能力,能夠從事相關領域前沿技術工作的應用型高級技術人才。
根據集成電路專業人才的培養目標,我們明確了集成電路專業的核心專業能力為:模擬集成電路設計、數字集成電路設計、射頻集成電路設計以及嵌入式系統開發四個方面。圍繞這四個方面的核心能力,集成電路專業人才實踐技能培養的主要目標應確定為:掌握常用集成電路設計軟件工具,具備模擬集成電路設計能力、數字集成電路設計能力、射頻集成電路設計能力、集成電路版圖設計能力以及嵌入式系統開發能力。
二、集成電路專業實踐技能培養的內容
1.電子線路應用模塊。主要培養學生具有模擬電路、數字電路和信號處理等方面的應用能力。其課程主要包含模擬電路、數字電路、電路分析、模擬電路實驗、數字電路實驗以及電路分析實驗等。
2.嵌入式系統設計模塊。主要培養學生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應用領域的前沿知識,具備能夠從事面向應用的嵌入式系統設計能力。其課程主要有C語言程序設計、單片機原理、單片機實訓、傳感器原理、傳感器接口電路設計、FPGA原理與應用及SOPC系統設計等。
3.集成電路制造工藝模塊。主要培養學生熟悉半導體集成電路制造工藝流程,掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法,具備一定的集成電路版圖設計能力。其課程主要包含半導體物理、半導體材料、集成電路專業實驗、集成電路工藝實驗和集成電路版圖設計等。
4.模擬集成電路設計模塊。主要培養學生掌握CMOS模擬集成電路設計原理與設計方法,熟悉模擬集成電路設計流程,熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設計的能力。其課程主要包含模擬電路、半導體物理、CMOS模擬集成電路設計、集成電路CAD設計、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設計方法和混合集成電路設計等。此外,還包括Synopsis認證培訓相關課程。
5.數字集成電路設計模塊。主要培養學生掌握數字集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事數字集成電路設計的能力。其課程主要包含數字電路、數字集成電路設計、硬件描述語言、VLSI測試技術、ASIC設計綜合和時序分析等。
6.射頻集成電路設計模塊。主要培養學生掌握射頻集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設計的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設計、電磁場技術、電磁場與
天線和通訊原理等。
在實踐教學內容的設置、安排上要符合認識規律,由易到難,由淺入深,充分考慮學生的理論知識基礎與基本技能的訓練,既要有利于啟發學生的創新思維與意識,有利于培養學生創新進取的科學精神,有利于激發學生的學習興趣,又要保證基礎,注重發揮學生主觀能動性,強化綜合和創新。因此,在集成電路專業的實驗教學安排上,應減少緊隨理論課開設的驗證性實驗內容比例,增加綜合設計型和研究創新型實驗的內容,使學有余力的學生能發揮潛能,有利于因材施教。
三、集成電路專業實踐技能培養的策略
1.改善實驗教學條件,提高實驗教學效果。學校應抓住教育部本科教學水平評估的機會,加大對實驗室建設的經費投入,加大實驗室軟、硬件建設力度。同時加強實驗室制度建設,制訂修改實驗教學文件,修訂完善實驗教學大綱,加強對實驗教學的管理和指導。
2.改進實驗教學方法,豐富實驗教學手段。應以學生為主體,以教師為主導,積極改進實驗教學方法,科學安排課程實驗,合理設計實驗內容,給學生充分的自由空間,引導學生獨立思考應該怎樣做,使實驗成為可以激發學生理論聯系實際的結合點,為學生創新提供條件。應注重利用多媒體技術來豐富和優化實驗教學手段,如借助實驗輔助教學平臺,利用仿真技術,加強新技術在實驗中的應用,使學生增加對實驗的興趣。
3.加強師資隊伍建設,確保實驗教學質量。高水平的實驗師資隊伍,是確保實驗教學質量、培養創新人才的關鍵。應制定完善的有利于實驗師資隊伍建設的制度,對實驗師資隊伍的人員數量編制、年齡結構、學歷結構和職稱結構進行規劃,從職稱、待遇等方面對實驗師資隊伍予以傾斜,保證實驗師資隊伍的穩定和發展。
4.保障實習基地建設,增加就業競爭能力。開展校內外實習是提高學生實踐技能的重要手段。
實習基地是學生獲取科學知識、提高實踐技能的重要場所,對集成電路專業人才培養起著重要作用。學校應積極聯系那些具有一定實力并且在行業中有一定知名度的企業,給能夠提供實習場所并愿意支持學校完成實習任務的單位掛實習基地牌匾。另外,可以把企業請進來,聯合構建集成電路專業校內實踐基地,把企業和高校的資源最大限度地整合起來,實現在校教育與產業需求的無縫聯接。
5.重視畢業設計,全面提升學生的綜合應用能力。畢業設計是集成電路專業教學中最重要的一個綜合性實踐教學環節。由于畢業設計工作一般都被安排在最后一個學期,此時學生面臨找工作和準備考研復試的問題,畢業設計的時間和質量有時很難保證。為了進一步加強實踐環節的教學,應讓學生從大學四年級上半學期就開始畢業設計,因為那時學生已經完成基礎課程和專業基礎課程的學習,部分完成專業課程的學習,而專業課教師往往就是學生畢業設計的指導教師,在此時進行畢業設計,一方面可以和專業課學習緊密結合起來,另一方面便于指導教師加強對學生的教育和督促。
選題是畢業設計中非常關鍵的環節,通過選題來確定畢業設計的方向和主要內容,是做好畢業設計的基礎,決定著畢業設計的效果。因此教師對畢業設計的指導應從幫助學生選好設計題目開始。集成電路專業畢業設計的選題要符合本學科研究和發展的方向,在選題過程中要注重培養學生綜合分析和解決問題的能力。在畢業設計的過程中,可以讓學生們適當地參與教師的科研活動,以激發其專業課學習的熱情,在科研實踐中發揮和鞏固專業知識,提高實踐能力。
6.全面考核評價,科學檢驗技能培養的效果。實踐技能考核是檢驗實踐培訓效果的重要手段。相比理論教學的考核,實踐教學的考核標準不易把握,操作困難,因此各高校普遍缺乏對實踐教學的考核,影響了實踐技能培養的效果。集成電路專業學生的實踐技能培養貫穿于大學四年,每個培養環節都應進行科學的考核,既要加強實驗教學的考核,也要加強畢業設計等環節的考核。
對實驗教學考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實驗教學進行過程中進行的質量監控,教師要對學生在實驗過程中的操作表現、學術態度以及參與程度等進行評價;事后考核是指實驗結束后要對學生提交的實驗報告進行評價。這兩部分構成實驗課考核成績,并于期末計入課程總成績。這樣做使得學生對實驗課的重視程度大大提高,能夠有效地提高實驗課效果。此外,還可將學生結合教師的科研開展實驗的情況計入實驗考核。
7.借助學科競賽,培養團隊協作意識和創新能力。集成電路專業的學科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實際問題的能力設計的、以學生為參賽主體的比賽。學科競賽能夠在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上,以競賽的方式培養學生的綜合能力,引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題,并增強學生的學習興趣及研究的主動性,培養學生的團隊協作意識和創新精神。
在參加競賽的整個過程中,學生不僅需要對學習過的若干門專業課程進行回顧,靈活運用,還要查閱資料、搜集信息,自主提出設計思想和解決問題的辦法,既檢驗了學生的專業知識,又促使學生主動地學習,最終使學生的動手能力、自學能力、科學思維能力和創業創新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學生在參賽過程中運用所學知識的能力,認真總結參賽經驗,分析由此暴露出的相關教學環節的問題和不足,能夠相應地改進教學方法與內容,有利于提高技能教學的有效性。
此外,還應鼓勵學生積極申報校內的創新實驗室項目和實驗室開放基金項目,通過這些項目的研究可以極大地提高學生的實踐動手能力和創新能力。
參考文獻:
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[3]李山,等.以新理念完善工程應用型人才培養的創新模式[J]. 高教研究與實踐,2011(1).
[4]劉勝輝,等.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).
集成電路的培訓范文2
一、加快推進國內集成電路企業科研平臺建設
近年來,國家加大集成電路科研平臺建設,建設了包括面向集成電路重點產品的高性能工藝及技術服務平臺、集成電路先進封測工藝技術開發平臺、國產設備、材料成套驗證和配套工藝開發平臺、國內集成電路制造企業的公共技術IP和“專利池”建設等多個平臺。
南通富士通是崇川區一家專門從事集成電路封測的企業,近幾年來,公司主管科技部門通過推動企業科研平臺的建設,成功地實現了產品的轉型。早在2002年之前,該公司的主導產品還是DIP、SIP系列的單芯片,直插式的封裝產品,從2003年開始,南通市通過培養企業成立工程技術研發中心平臺,研發具有先進前瞻性的集成電路封裝產品,公司逐漸向集成電路封裝先進高端產品進軍,2007年,公司在省、市、區科技部門的幫助下,成立省級工程技術研究中心,攻克了汽車點火模塊的系統級封裝技術。2008年,再次實施了BGA封裝技術開發及產業化項目,并首次實現公司在國內本土企業的第一個“第一”:國內BGA封裝量產第一。2011年,公司通過引進上海微系統所王曦院士,成立省級企業院士工作站,同年,進一步整合企業研發資源,成立了南通市首家集成電路封測企業研究院。通過一系列的平臺建設,公司研發能力大幅提升,現有封裝技術水平達到國際先進,研發平臺同時能夠為省內的其他中小型集成電路企業提供技術服務,更好地帶動集成電路產業鏈的發展。
二、加大科技項目研發資金扶持力度
企業創新的動力是利潤,在企業之間的激烈競爭中,只有通過創新提高利潤的企業才能生存下來,新的技術不斷地取代傳統的落后技術。目前,國內本土集成電路企業與國外集成電路企業相比,具有起步晚,起點低,企業資金規模小的特點。一方面,國內集成電路要面臨國外集成電路的技術壟斷,另一方面,因為研發成本高,投入資金過大,面臨自身的資金壓力,企業研發積極性不強。
為了帶動企業研發積極性,解決企業研發資金不足難題,國家、地方各級政府大力發展集成電路產業,集成電路產業再一次迎來了快速發展的新機遇。2009年開始,國家開始實施重大科技專項,集成電路作為02專項首次被列入到重大發展項目行列,國家每年拿出十多億資金用作集成電路企業研發引導資金,省市地方科技部門予以配套支持,企業利潤部分用作自籌資金。項目取得巨大成效,轄區企業南通富士通牽頭承擔了2009年02專項“先進封裝工藝開發及產業化”、2011年02專項“高集成度多功能芯片系統級封裝技術研發及產業化”兩個項目,其中2009年項目已實施完成,項目總投資3.6億元,形成新增產值33億元,利潤1.5億,稅收7400多萬元。項目開發了BGA/CSPBGA、newWLP、FC/FCBGA、高可靠汽車電子封裝技術開發、MCP特殊封裝等技術,共形成新產品新工藝5項,申報專利100項,獲國家重點新產品認定2項,獲省科學技術獎1項。
多年來,富士通公司通過實施各級各類科技計劃項目,不僅提升了技術和進行產品的更新換代,更帶動了國內產業鏈的健康發展,一批集成電路新興產業在不斷發展。
三、加強國際合作,促進技術消化吸收再創新
企業技術要得到盡快發展,一方面依托企業自身技術積累,另一方面要借“東風”,這個“東風”就是國際先進技術。誠然,國外對集成電路先進技術進行壟斷,要引進國外技術,往往是花大價錢買了國外落后的設備和專利,到國內沒過多長時間就被淘汰了,難以達到目標。所以,企業要想從國外引進技術,就必須要與國外企業進行產學研合作,建立海外研發機構,及時了解國際集成電路技術動態。國家、省市地方科技部門相繼成立了產學研合作處,通過提供政策便利、資金引導,幫助企業成功實現國際產學研合作,推動一批海外研發機構的建立。
轄區企業南通富士通2009年通過建立海外研發機構JCTECH,與日本富士通株式會社進行技術合作,引進了富士通高可靠圓片級封裝技術,通過進一步消化吸收再創新,成功地實現國內圓片級封裝技術產品的達產,減少了技術開發過程中的彎路。
四、建立健全知識產權管理體系
知識產權作為一種無形財產權,是一種十分重要的經濟資源。在省、市、區科技部門的指導下,南通富士通公司最早實施了省級知識產權戰略推進項目、省知識產權貫標工作。通過實施各級各類知識產權項目,公司強化知識產權管理部門、確立知識產權戰略目標、完善知識產權相關制度、建立專利預警制度、加強專利培訓和專利挖掘、注重競爭合作。通過不斷增強自身知識產權實力,為公司發展爭取了全球廣闊的市場空間。
目前,南通富士通公司主要客戶遍布世界半導體知名企業,其中包括摩托羅拉、西門子、東芝等世界排名前二十位的半導體企業,具有較強的海外市場開發能力和競爭力,出口占比70%。
五、結束語
通過科技管理,促進集成電路企業研發資源的整合及科研平臺的建設,提高企業自身創新能力;使用研發引導資金能夠有效地增強集成電路企業創新積極性,增強企業研發能力,技術水平及研發能力上縮短甚至趕超國際先進水平;產學研國際合作引進國外先進技術,減少企業研發過程中的彎路,知識產權體系的建立,確保集成電路企業權益不被侵犯。通過一些列有效的科技管理,相信國內集成電路企業在近幾年內打破國外技術封鎖,填補國內空白,向世界級企業轉變。
作者簡介:
參考文獻
[1]江蘇省集成電路產業發展報告 電子工業出版社 2011.
集成電路的培訓范文3
隨著我國集成電路產業超高速發展,集成電路專業人才嚴重不足現象日益凸現,為此,教育部已采取措施加大集成電路專業人才培養的力度,批準了15所大學正式成為國家IC人才培養基地,希望能盡快解決人才問題。但現實是,一方面國家投入大量資金、高校竭盡全力培養人才,另一方面集成電路企業仍在痛感人才的缺乏。這個缺口除了數量上的不足之外,集成電路人才的知識結構和能力跟企業的需求之間還存在不小的差距。
國內微電子專業本科或研究生畢業的大學生,要真正在集成電路企業里獨立或基本獨立工作,成為一位合格的專業工程師,其中必須經過2到3年的企業再培訓周期,而這對于一些處于快速發展,希望盡快搶占市場的商家來說,花費如此大的企業成本是很難承擔的。
集成電路人才供應緊缺、培養成本高的情況,在珠海市乃至廣東省又尤為突出。總部位于珠海、作為中國十大集成電路設計企業之首的炬力集成,2006年急需300名設計工程師,經過了全國多所知名高校校園招聘的推廣活動之后,最后真正到崗的大學生不足6成。
行業遭遇如此困境時,以服務產業為已任的珠海南方集成電路設計服務中心(以下簡稱:珠?;兀┮步g盡腦汁思考對策。在珠海市科技局的大力支持下,經過大量的前期調研和論證,珠?;卮竽憞L試,創新探索,率先提出構建微電子實習基地的設想,把企業和高校的資源最大限度整合起來,把學生聚集到珠海,把企業請到珠?;?,零距離接觸和交流,降低企業人才招募的風險與成本,縮短從一個工程專業學生成長為一位專業人士的歷程。
目前珠?;匾呀洺晒εe辦了第一期實習活動,來自華中科技大學、華南理工大學、中山大學、廣東工業大學、四川大學、武漢大學等著名高等學府的16名學員有幸接受了兩個月的實踐培養。期間,珠?;嘏e辦了多次技術講座,針對企業實際應用工具進行專業培養;為了向學生們傳授最貼近企業的實踐知識,珠?;剡€專門安排了具有多年設計經驗的技術部主管,與炬力集成的資深工程師共同指導同學們完成4個課題的理論研究、實戰演練、論文撰寫;同時,后勤工作人員在日常生活上悉心周到照顧學子們,讓只身來到陌生地的學子們安心快樂地學習和實踐。
如此近距離接觸企業,聽取導師們多年工作經驗的總結,對于即將走向社會的大學生們,無疑是異常珍貴和一生受益的經歷。第一期實習活動為廣東地區成功輸送了7位大學生,其中3位就職于珠海IC企業;其余的同學們在進入研究生繼續深造的前期接受了這樣一次新穎的實踐培養,為他們將來從事微電子專業的人生道路奠定更堅實的基礎。
微電子實習活動,得到了中國半導體行業協會集成電路設計分會的全力支持。分會的多位資深人士在深感人才培養不易的同時,也為珠?;芈氏葒L試人才培養的新途徑感到欣慰;同時,深圳基地、西安基地、成都基地等國家集成電路設計產業化基地也對這種人才培養的創新模式表示認可和贊許,與珠海基地達成了開展區域性人才培養的合作意向。此外,自第一期活動正式開始,該項目備受關注,吸引了中國教育報、中山電視臺、珠海電視臺、珠海特區報等多家媒體和雜志的爭相報道。
為了使該項目大規模、高成效地可持續發展下去,珠?;爻死^續立足為本地IC企業服務外,還將人才輸送輻射到廣東省IC企業,通過企業在學生報名時積極介入,挑選各自感興趣的學生,藉此“訂單式”的人才培養模式,幫助企業有效而低成本地引進人才,從而擴大受惠企業面,同時也為大學生提供專業的就業指導。
集成電路的培訓范文4
卡美歐手機自誕生以來,就以雄厚的研發實力、多項創新技術享譽業內。旗下的兩大研發中心:鼎智通訊和鼎智時代,下轄GSM2.75G手機研發中心、CDMA手機研發中心、 3G智能技術研發中心、手機攝像頭研發中心、掌上電腦研發中心。在手機“中國芯”締造者展訊通訊的配合下,卡美歐手機在技術與生產上均有革新性突破與創新。擁有提高天線性能手機(好信號)的實用新型專利和多項軟件著作權??罋W將整機與芯片的聯動做到了行業前列。
基于卡美歐手機的研發創新能力及對行業的突出貢獻,經過工業和信息化部軟件與集成電路促進中心嚴格審核,CSIP與卡美歐通訊有限公司聯合成立國內首個企業技術創新中心。在人民大會堂現場,工業和信息化部軟件與集成電路促進中心主任邱善勤博士、卡美歐通訊有限公司董事長鄒祥永先生、展訊通信有限公司董事長兼首席執行官李力游博士共同參加了“國家集成電路公共服務平臺卡美歐技術創新中心”揭牌儀式!
揭牌儀式上,卡美歐通訊有限公司董事長鄒祥永強調:“卡美歐從采用展訊具有中國自主知識產權的芯片方案、到打造“中國品牌”的手機產品,手機廠商與芯片提供商的緊密合作模式將有利于提升終端產品的特性,創造終端產品差異化的發展,整合行業資源,調整產業結構,團結行業力量,適應市場激烈競爭,贏得市場戰略高地的需要,同時必將進一步推動手機產業的發展。同時也將成為“中國制造”轉向“中國品牌”、“中國創造”的優秀典范。”
集成電路的培訓范文5
1(略)1.1.1(略)
1.1.2嵌入式系統軟件、固件,驅動開發精通匯編編程,熟悉計算機原理與體系結構及數字集成電路設計(ARM或MIPS,DSP);掌握Linux設備驅動程序開發的方法.
1.2專業課程體系劃分將專業課程體系劃分為3個層次.
1.2.1專業基礎課主要是從事本專業必須的基本理論知識,為以后不同專業方向的學習、知識面擴展以及個性發展打下良好的基礎.設置了電路、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、固體物理和半導體物理、高頻電子線路、計算機程序設計基礎等課程.
1.2.2工具類課程主要是為在集成電路領域和嵌入系統應用中從事設計、制造、應用和開發等工作者提供必要的開發工具.在集成電路方向設置了硬件描述語言、電子設計自動化、單片機原理及應用等課程,在嵌入系統方向設置了嵌入式操作系統、SOPC設計原理、單片機原理及應用等課程,對培養學生創造思維和創新精神,提高實踐動手能力起到積極的推動作用.
1.2.3專業課是學生以后從事的專業方向,主要根據集成電路產業和嵌入式系統發展現狀和社會需求,在集成電路方向設置了模擬集成電路設計、數字集成電路設計、集成電路測試與封裝、集成電路綜合開發技術等課程,在嵌入系統方向設置了嵌入式系統接口設計、HDL模型功能驗證基礎、嵌入式系統綜合開發技術等課程.
2搭建寬口徑高實效實踐教學平臺
為突出模塊化集成教學思想和分層次漸進式自主實踐理念,層層提升,層層深化,構建多元化教學環境.從基礎性實驗、基礎工程實踐訓練開始,經專業性和綜合性延伸,直至創新性研究,形成新的實踐教學平臺(圖略).該平臺由基礎實驗平臺、基礎工程實踐平臺、專業工程實踐平臺、綜合工程實踐平臺構成.
2.1基礎實驗平臺將電路實驗、數字電子和模擬電子實驗構建成基礎實驗平臺,在第3,4學期進行,在充分考慮電子、電路等理論課程特點的基礎上,在實驗內容上自成體系,突出理論與實驗結合、驗證性實驗與設計性實驗結合、虛擬實驗與操作實驗結合的教學方法進行實驗教學.
2.2基礎實踐平臺基礎實踐平臺包括單片機工程實踐基地、EDA工程實踐基地、電子工程實踐基地、通信工程實踐基地、電氣控制工程實踐基地、DSP控制工程實踐基地、應用電子工程實踐基地、電氣CAD工程實踐基地、電子工藝工程實踐基地、計算機裝配工程實踐基地.在第4,5學期分2個階段進行,每階段5周,把實踐基地分成2組,分別進行循環.拓寬了學生所學知識的實際運用能力,使實踐與理論結合得更加緊密.
2.3專業實踐平臺專業實踐平臺包括智能控制工程實踐基地、傳感器與檢測工程實踐基地、控制系統工程實踐基地、ARM工程實踐基地、SOPC平臺、高頻電子線路、微波與天線、單片機應用工程(高級)實踐基地、ASIC工程實踐基地、測控專業工程實踐基地.在第6,7學期分2個階段完成,每階段5周,學生可以根據所學專業的特點及興趣,從專業實踐基地中任選6個基地進行循環實踐.
2.4綜合實踐平臺綜合實踐平臺屬于教師與學生共用的科研創新平臺,是開放式實驗、實踐基地.配備幾乎所有其它實踐基地的儀器設備,使實踐內容相互補充,實現了從淺入深、從通到專、從點到面、從傳統到現代、從一般到特殊、從基礎到專業的漸近式學習過程.滿足了畢業設計、科技活動、科技創新、電子設計大賽的需要,實現了專業課實驗集中化、系統化、設計化、綜合化和全面化的要求,最大限度地利用工程實踐設備,利用率接近100%.
3通過電子競賽促進學生科技創新能力的培養
幾年來,大力提倡和支持學生科技創新活動.通過全面開放實驗室,建立由學生自我管理的電子創新實驗室,成立學生電子協會、電之光大學生科技創新團隊,組織開展假期社會實踐等,大力開展第二課堂活動,鼓勵學生參加各類學科競賽、科技創作和相關社團活動.電子設計競賽是電子信息類專業提高學生綜合素質的有效途徑,精選了一批理論基礎扎實、實踐經驗豐富、專業面寬的教師組成教練隊伍,精心制訂訓練計劃和競賽方案,為競賽提供了培訓實驗場地、實驗儀器設備和元器件材料,使競賽有了可靠的保證.提倡“重在參與”,鼓勵“敢于競爭,勇于創新”的競賽精神,為參加競賽的學生專門進行系統地培訓.培訓內容主要有電子設計與制作技能訓練、單片機開發應用和電子系統集成與設計等.經過綜合考核,選出優秀的學生進行強化訓練,并進行實戰模擬,最后組織其參加全國大學生電子設計競賽.通過這些活動,學生的實踐動手能力有了顯著提高.在數學建模競賽、省級大學生電子競賽、全國大學生電子設計競賽、嵌入式設計大賽等大學生賽事中,電子專業的學生均取得優異成績,自1999年以來,該專業有10余人獲國家獎勵,100余人獲省級獎勵.同時,學生課外科技活動的開展也促進了電子信息類課程改革和實踐教學體系的不斷完善,促進了青年教師實踐能力和綜合素質的提高.
集成電路的培訓范文6
關鍵詞:微電子學;預實驗;開放式實驗
作者簡介:梁海蓮(1979-),女,江西高安人,江南大學物聯網工程學院、信息與控制實驗教學中心,講師;趙琳娜(1979-),女,天津人,江南大學物聯網工程學院、信息與控制實驗教學中心,講師。(江蘇 無錫 214122)
基金項目:本文系江蘇省研究生教育教學改革研究與實踐課題(課題編號:YJG08_YB26)的研究成果。
中圖分類號: G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0092-02
隨著社會的飛速發展,傳統封閉式、單向傳輸的課程教學模式,已不能適應現代社會發展的需要。近年來,多數高校正積極開展面向高校、企業與科研中心一體化的“產學研”相結合的課程教學改革。[1]
作為電子信息產業核心技術之一的微電子技術,已經成為現代電子信息技術,是當前計算機和通訊技術發展的主要驅動力。[2]作為微電子學專業核心課程之一的“微電子專業實驗”,所涉及的基礎理論知識面較廣,涵蓋了“電路”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“模擬集成電路”、“數字集成電路”、“半導體物理”、“半導體器件物理”、“電子設計CAD”、“集成電路封裝、制造”等多門專業課程知識。鑒于該課程所需實驗設備儀器種類較多、測控要求高、儀器價格昂貴、維護成本高等特點,且受人力、物力的限制,課程中不同實驗所需配套設備購置數量較少。然而隨著微電子產業對專業人才需求的不斷增大,所需人才技能水平日益提高,高校在面向社會、面向未來,構建研究型綜合大學的奮斗目標下,必須提高人才培養效率,改變傳統教學模式,從根本上解決學生人數多、實驗時間短、實踐技能提升緩慢等現實問題,這是課程教學改革的關鍵。
基于上述“微電子專業實驗”的課程特點與現實受限因素,迫切需要針對實驗教學內容、實驗教學方式和實驗管理制度等方面進行改革與創新。這是因為實驗教學在高校人才培養過程中起著非常重要的作用,是連接知識與實踐、實踐與創新,并使理論知識向實踐能力轉化的重要橋梁。[3]為踐行研究型綜合大學與時俱進的教學理念,[4]在“微電子專業實驗”課程教學改革中,以提高學生的綜合素質為目標,以學生為主體,在實驗教學內容、實驗過程、實驗管理等方面進行了開放式微電子專業實驗課程教學,并取得了良好的教學效果。
一、實驗教學內容的設計與完善
針對該課程實驗內容系統性強、理論知識抽象復雜的特點,為使學生在進入實驗環節之前,對理論知識有一個形象、直接的感觸體驗,提高學生實驗探索的興趣,設計了一套相關實驗所需理論知識的預實驗系統。該系統結合電子設計CAD、專業仿真軟件、動畫演示等,將抽象復雜的專業理論知識形象化,有助于強化學生對理論知識的理解,較好地實現理論與實驗相結合的過渡銜接。通過理論知識復習和預實驗,既可有效促進學生對理論的理解,又能讓學生在預實驗中掌握下一步實驗過程中的操作技巧,還能為學生獲得新的理論知識打下良好的基礎。
經初步嘗試,整套預實驗系統中的電路仿真軟件Multisim、印制版電路仿真軟件Protel、FPGA嵌入式系統設計、虛擬電子實驗室Labview,以及電路系統功能仿真軟件MATLAB、集成電路系統仿真軟件HSPICE、Cadence電子設計軟件及半導體器件仿真TCAD等軟件,可實現微電子專業實驗從單個器件向電路模塊乃至整個電路系統,從前端系統功能設計向后端電路制作及電路性能驗證的全功能預實驗仿真。借助上述預實驗系統,一方面可以加深學生對電路結構、原理的認識與理解;另一方面還能訓練學生熟練地使用儀器,掌握正確的測量方法,提升學生的實驗數據分析與鑒別能力,還有利于減少實驗損傷,提高實驗效率。
二、實驗管理制度的設計與完善
雖然上述預實驗在一定程度上有助于提高實驗效率,但在提高學生動手能力、專業技能等方面尚有欠缺。為了進一步解決微電子專業實驗儀器精密、貴重且量少,操控較為復雜、耗時費力等問題,仍需改革原有的實驗管理制度,改變實驗管理方法,提高儀器的使用效率。
針對微電子專業實驗儀器精密、貴重、數量較為單一的特點,在購置相關儀器時,建立了專業對口教師采購、運行并維護的主負責管理制度,同時配備該儀器適用專業方向的研究生,經專業培訓上崗,輔助指導實驗學生正確操控、使用儀器。在新置儀器運行之前,要求廠家針對專業對口主負責教師和若干輔助測控的研究生進行系統運行、維護、管理培訓,培訓后主負責教師針對“微電子專業實驗”課程的培養人數、課程日程、學分等情況,制定了學生實驗分組、分時計劃,并相應指定各實驗小組的助教研究生,指導學生使用該儀器,協助管理實驗儀器的運行、維護,并記載相應的實驗運行狀況、實驗人員等。
同時,結合“微電子專業實驗”課程系統性強的特點,通過相應的實驗教學環節,培養學生獨立完成半導體材料特性測試、微電子器件特性測試、微電子技術工藝參數測試和電路系統性能參數測試等,提升學生的綜合測試技能和實驗分析能力,鞏固和強化現代微電子技術與集成電路制造技術的相關知識,并為學生進行理論知識創新提供了一個良好的實驗平臺和理論基礎,綜合鍛煉了學生分析、探討和總結實驗結果的能力。
三、開放式微電子專業實驗課程教改案例
以MOS集成運算放大器設計為例,制備工藝平臺為0.6um CMOS工藝,2層多晶硅,5層金屬連線,電路工作電壓為3~5V。
首先,指定實驗內容,兩級CMOS集成運算放大器電路原理如圖1所示,[5]其中M1~M4為有源負載的差分輸入級,M5提供該級工作電流,M8、M9構成了共源放大電路,為輸出級,M7為源跟隨器,提供增益為1的緩沖器,以克服補償電容的前饋效應,并消除零點,M6提供M7所需的工作電流,M10、M11組成運放偏置電路。電路性能與目標設計要求輸出電壓擺幅大于±3V,最大轉換速率為30V/μs,補償電容Cc為10pF。
其次,讓參與實驗的學生在電路仿真環境HSPICE中結合圖1所示電路進行預實驗,測試集成運算放大器在數學、物理理論模型下的理想實驗參數,完成預實驗,本預實驗環節所需課時約3學時。在進入下一實驗環節前遞交實驗預習報告,由學生在實驗前聯系專業機房的管理人員,自行安排課外時間完成。
再次,讓學生在Cadence系統中使用Virtuoso軟件完成CMOS集成運算放大器的版圖設計,版圖畫完后需采用Design Rules Checker(DRC),按照電路設計規則檢查設計的版圖文件、運行和找出錯誤,并在相應版圖位置中做出標記和解釋。在檢查完版圖之后,還需進一步對Electrical Rules Checker(ERC)進行檢查,以查找線路中的短路、開路和浮空結點,ERC檢查到短路錯誤后將錯誤提示局限在最短的連接通路上。在修正上述版圖、電路連接問題后,仍需使用Layout Versus Schematic(LVS)比較集成電路版圖與其原理報告版圖的連接是否一致,從而進行反復修改,直到版圖和電路原理圖達成一致。最終在完成集成運算放大器的版圖驗證與電路系統性能后仿的物理驗證工作之后,方可與相關半導體代工廠聯系,確定設計數據文件的大小、后端數據接口處的端口設計及其尺寸等,并交付半導體代工廠制備。本實驗環節所需課時約6學時。
最后,將流片后的芯片在邏輯分析儀、混合信號測試儀、半導體參數分析儀等實驗平臺測試集成電路中器件的電學參數和集成運算放大器性能參數等,并結合預實驗的仿真數據對比分析,進一步優化、改進版圖,以提高集成運算放大器的綜合性能,此實驗環節約占3學時。由于本實驗環節受儀器數量的限制,實驗前需要先把已完成前兩環節的實驗學生分成2~3人一組,將半導體器件與集成電路測試和版圖觀測的實驗平臺安排在一個集成電路測試實驗室,而將邏輯分析儀、混合信號測試儀等電路系統測試儀器等實驗平臺安排在另一個電子電學測試實驗室,實現不同類別實驗平臺的相互獨立,有助于不同實驗室合理高效地實行開放式實驗。當然不同實驗平臺均有指定能夠熟悉操作的助教研究生協助,參與實驗的學生能獨立完成所需測試類型的實驗。實驗結束后,學生以書面形式闡述實驗過程、分析測試數據、總結實驗結果、完成實驗報告。教師針對實驗過程中出現的新現象、新問題,提出問題的查找方向,鼓勵學生積極探索,查閱課外文獻,提出具有獨到見解的實驗觀點,為理論知識的創新、發展培養正確的科研方法。同時,也需要對全面開放的專業實驗教學模式進行評價和提出建議。
四、結論
調查結果顯示,學生對這種開放式微電子專業實驗課程教學改革積極性較高,認真負責的配合教師、助教研究生完成實驗任務。與傳統單一、封閉教學模式相比,本課程教學改革在原實驗管理員的積極支持下取得了良好的實驗效果,也深受同學們歡迎,有助于提高同學們的學習興趣和自我學習能力。
參考文獻:
[1]劉瑞,伍登學,鄔齊榮,等.創建培養微電子人才教學實驗基地的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2004,(5):6-8,23.
[2]楊依忠,解光軍,易茂祥,等.創建微電子專業實驗室的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2009,26(12):137-143.
[3]馬瑤,石瑞英,袁菁,等.開放式專業實驗教學模式探索和實踐[J].高等教育發展研究,2008,25(1):42-45.