前言:中文期刊網精心挑選了集成電路的優勢范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
集成電路的優勢范文1
關鍵詞:熔鋁爐;蓄熱式燃燒技術;優缺點
一、熔鋁爐的工藝過程描述
熔鋁爐用高效節能的蓄熱式燒嘴,使鋁及鋁合金迅速熔化。固體料熔化之后,將按工藝要求進行配料,然后采用電磁攪拌器對液態鋁進行有效、充分的攪拌,以使鋁液溫度、成分更均勻。熔煉期間也可進行電磁攪拌,可以提高爐子的熔化率。在鋁液的成分和溫度都符合工藝需求之后,鋁水通過轉注流槽注入保溫爐內,進行精煉、扒渣、靜置、調溫。鋁熔體溫度符合鑄造工藝要求而且鑄造機已達到待鑄狀態,鋁熔體通過流口、流槽流經在線除氣、過濾裝置后,進行鑄造。
二、蓄熱燃燒技術的原理
蓄熱式燒嘴集燃燒器和蓄熱式熱交換器于一體,一般采取成對設置,二者交替變換燃燒和排煙工作狀態,燒嘴內的蓄熱體相應變換放熱和吸熱狀態。成對燒嘴分設于爐膛的A側和B側,當B側燒嘴燃燒時,空氣流經積蓄了熱量的蓄熱體而被加熱。與此同時,A側燒嘴排煙,煙氣熱量被蓄熱體吸收。換向工作后,A側燒嘴燃燒,空氣同樣被蓄熱體加熱,B側燒嘴排煙,煙氣熱量被蓄熱體吸收。如此周而復始,通過蓄熱體這一媒介,出爐煙氣的余熱被轉換為空氣的物理熱,從而得到回收利用。通過蓄熱式燒嘴,煙氣排出溫度可降至150℃~200℃或更低,空氣可預熱到1000℃以上,熱回收率達到85%以上,溫度效率達到90%以上。
蓄熱式燒嘴的煙氣排出溫度為150℃~200℃,基本上達到工藝允許的最低溫度。工藝允許的最低排煙溫度是煙氣露點以上30℃~50℃,如果排煙溫度低于煙氣露點,煙氣中含有的SO2會形成硫酸,對金屬廢氣管道、閥門、引風機等造成腐蝕。因此,排煙溫度低至150℃~200℃可以認為煙氣余熱得到了極限回收。在蓄熱式燃燒系統的使用實例中,由于排煙溫度過低,廢氣管道、閥門、引風機等發生腐蝕的現象已不鮮見,因此不能一味追求更低的排煙溫度而不顧設備的安全。
三、蓄熱式燃燒技術的優缺點
(一)采用蓄熱式燃燒技術具有以下優勢:
1、是爐溫更加均勻。由于燃氣和空氣在爐膛內半預混辦擴散式燃燒,肉眼觀察無明顯火焰,因此爐溫更均勻,而且無局部高溫區;由于在每一對蓄熱室中都是燃燒側和排煙側相隔很短的時間就交替換位,因此不存在燒偏的情況,可使爐子兩側溫度均勻。
2、是燃料選擇范圍更廣。用蓄熱式燃燒技術,空氣預熱溫度可由過去的400℃~600℃提高到800℃~1100℃。由于燃料的理論燃燒溫度大幅度提高,燃料的選擇范圍更廣,特別是可燃用800×4.18kJ/m3以下的低熱值燃料,如高爐煤氣或其他低熱值劣質燃料。
3、是可以大幅度節能。由于煙氣經蓄熱體后溫度降低到150℃以下,將煙氣的絕大部分顯熱傳給了助燃空氣,實現了煙氣余熱的極限回收,因此爐子燃料消耗量大幅度降低。
4、是NOx生成量更少。采用傳統的節能技術,助燃空氣預熱溫度越高,煙氣中NOx含量越大;而采用蓄熱式高溫空氣燃燒技術,在助燃空氣預熱溫度高達800℃的情況下,爐內NOx生成量反而減少。由于蓄熱式燃燒是在相對的低氧狀態下半預混辦擴散式燃燒,沒有火焰中心,因此不具備大量生成NOx的條件。煙氣中NOx含量低,有利于保護環境。
5、燃燒穩定性好。由于助燃空氣溫度預熱到燃料自燃點以上,燃料一進入爐內就能著火燃燒,提高了自身的穩定性。
6、燃燒區擴大。通過組織爐內低氧氣氛燃燒,火焰體積成倍增大,爐內溫度場分布更均勻,有利于被加熱件的均勻受熱。
7、經過蓄熱室后的煙氣溫度較低,煙道和煙囪的內襯可以不采用耐熱材料。
(二)蓄熱式燃燒技術目前存在的幾點不足:
目前,我國的資源和環境問題日益突出,迫切要求高能耗行業全面推行高效、清潔的燃燒技術。蓄熱式燃燒技術,又稱高溫空氣燃燒技術,是20世紀90年代在發達國家開始推廣的一項新型的燃燒技術,它具有高效煙氣余熱回收、空氣和煤氣預熱溫度高以及低氮氧化物排放的優越性,主要用于鋼鐵、冶金、機械、建材等工業部門中,并已出現迅猛發展的勢頭。至今我們已有了自己的一些專利,并且在國內有了相對廣泛的應用,取得了相當的經濟效益。
關鍵部件
1、蓄熱體
蓄熱體是高溫空氣燃燒技術的關鍵部件,其主要技術指標如下:
(1)蓄熱能力:單位體積蓄熱體的蓄熱量要大,這樣可減小蓄熱室的體積,需要通過材料的比熱CP來衡量。(2)換熱速度:材料的導熱系數λ可以反映固體內部熱量傳遞的快慢,導熱系數大可以迅速地將熱量由表面傳至中心,充分發揮蓄熱室的能力;高溫時,材料輻射率可表征氣體介質與蜂窩體熱交換的強弱。(3)熱震穩定性:蓄熱體需要在反復加熱和冷卻的工況下運行,在巨大溫差和高頻變換的作用下,很容易脆裂、破碎和變形等,導致氣流通道堵塞,壓力損失加大,甚至無法繼續工作。(4)抗氧化和腐蝕性:有些材料在一定的溫度和氣氛下發生氧化和腐蝕,會堵塞氣體通道,增加流通阻力。(5)壓力損失:在氣體通過蜂窩體通道時,會產生摩擦阻力損失,在流經兩塊蜂窩體交界面時因流通面積突變和各個通道之間可能發生交錯而產生局部阻力損失;前者對傳熱有利,后者對傳熱是不利的,因此應盡力減少局部阻力損失來降低風機的動力消耗。(6)經濟性:它是一個重要的指標,一種蜂窩體如果各種性能都好,但成本很高,推廣和應用會受到限制。
2、換向閥
由于必須在一定的時間間隔內實現空氣、燃氣與煙氣的頻繁切換,換向閥也成為與余熱回收率密切相關的關鍵部件之一。盡管經換熱后的煙氣溫度很低,對換向閥材料無特殊要求,但必須考慮換向閥的工作壽命和可靠性。因為煙氣中含有較多的微小粉塵以及頻繁動作,勢必對部件造成磨損,這些因素應當在選用換向閥時加以考慮。如果出現閥門密封不嚴、壓力損失過大、體積過大、密封材料不易更換、動作速度慢等問題,會影響系統的使用性能和節能效果。
3、燒嘴
燒嘴的設計原則是不能讓空氣和燃氣混合得太快,這樣容易形成局部高溫,但也不能混合得太慢,防止煤氣在蓄熱室出現“二次燃燒”甚至燃燒不充分。為了保證燃料在低氧氣氛中燃燒,必須在設計其供給通道時,考慮燃料和空氣在空間的擴散、與爐內煙氣的混合和射流的角度及深度,而這些參數應根據加熱裝置尺寸、加熱工藝要求、燃料種類、燒嘴大小、預熱溫度和空煤氣壓力等因素來確定。
蓄熱式燃燒技術又被稱為“高溫稀薄燃燒”技術。實現這種低氧燃燒的有效途徑之一是:合理的布置燒嘴的位置和數量以及各個燃燒單元的相對位置關系和換向方式,有效地組織爐膛內氣流的流動,依靠預熱后空氣和煤氣射流的高速卷吸,使爐內產生大量煙氣回流。一般來說,射流的速度越大,爐內的卷吸和回流作用越強烈,就越有利于實現低氧的氣氛,而這種相對很低的煤氣和氧氣濃度降低了平均燃燒速度,拓展了燃燒邊界,形成了均勻的溫度場,并降低了NOx的排放。
集成電路的優勢范文2
關鍵詞:山地建筑 供熱 采暖 壁掛爐
中圖分類號:TU833 文獻標識碼:A
當您駕車奔馳在北京西六環上享受兩旁的青山環繞的時候,也許您會留意到在綠茵后面有數棟建筑隱隱約約聳立著,這不是幻覺。這就是門頭溝西六環路寨口礦定向安置房項目。下面先介紹一下本項目前期的準備工作:
由于本項目是西六環拆遷安置用房,地理位置和周邊情況比較特殊,其建設的進度及整個設計理念必須征得當地群眾的認可,否則將影響西六環建設的順利進行。經多次現場踏勘調研,發現本項目生活給水系統是可以解決的,在礦區的西側和北側均有兩口水井,且經相關水務部門檢測水質均達標,因之前有過相關設置污水處理站的經驗,且經與環保部門磋商,污水經處理達到自然排放標準后可以排至現狀泄洪溝。隨之而來的問題擺在了面前,采暖熱源如何解決?由于本區域無市政熱力管網,所以首先想到了自建鍋爐房,并進行了理性分析:首先本區域目前無市政燃氣管網,雖然六環路建成后會有市政燃氣管道經過本區域,但遠水解不了近渴,真正通燃氣可能是若干年之后的事了,所以建燃氣鍋爐房的可能性幾乎沒有。但由于門頭溝區的定位為“北京的涵氧區”和“旅游生態區”加之本項目處在生態區的核心位置,所以建燃煤鍋爐房的想法直接被區政府否認掉。工期迫在眉睫,后會同相關部門經多次踏勘及論證發現,由于該項目地形復雜每棟樓都是依山而建,相鄰兩棟樓正負零高差近5米,建集中熱源管路熱損耗大。于是新的方案浮出水面,即采用分戶燃氣壁掛爐,氣源采用低壓液化氣,建臨時液化天然氣調壓站,近期采用液化天然氣,待遠期市政天然氣修通后將管道改接至市政天然氣,此方案順利通過,方案的實施過程也很順利。
本著學習和積累經驗的目的,我和有關同志對本項目進行了多次回訪調研,對燃氣壁掛爐作了一些理性分析,請大家審閱:
通過我的設計和回訪使用的體驗我覺得分戶燃氣壁掛爐采暖的優勢有以下幾點:
真正做到了熱計量。
隨著中國大眾對熱的經濟概念意識越來越強,熱計量成為了必
然趨勢?,F在的節能規范里面對集中供暖明確要求有分戶計量的措施,但是集中供暖分戶計量的明確辦法現在還沒有出來。而真正能夠做到分戶熱計量的,只有這種方式。同時熱源是插卡方式的燃氣,可以杜絕不交采暖費的現象。
減少熱源管網的投資
不管是市政熱力還是小區熱力,都需要建造鍋爐房和配套供熱管網。這些東西的初投資比較大,而燃氣壁掛爐采暖可省略這方面的初投資。燃氣管網方面,由于住宅絕大多數廚房使用燃氣,所以燃氣調壓站、燃氣管網都是現有的,雖然燃氣的負荷量大了,但相對于減少了熱源和熱力管網系統,初投資相對燃氣的增加要小很多。而且如果建設區域鍋爐的話,在小區開發前期的工作中是一件需要解決的問題,筆者在配合規劃專業工作時深有體會。鍋爐房占用了不少的占地面積,這樣會直接影響綠化率,而且鍋爐房所在周邊會大大的影響環境,規范中鍋爐房和其他居住區等人員密集地方也有間距的規定。
運行能量低
后期的維護運營來講。集中或者區域鍋爐需要有專人對鍋爐進行運行維護,還要對鍋爐進行年檢,采暖媒質的輸配同時會消耗大量的電能。燃氣壁掛爐在運行上節省了不少能量,由用戶靈活控制,并不是常年運轉的。
使用靈活,舒適度高
一方面燃氣壁掛爐使用可同時運行中央熱水系統。尤其是在冬季,壁掛爐開啟的時候,無論是洗澡洗手甚至是洗衣服,都可以采用熱水,而且同時的運行費用相對低很多。另一方面,壁掛爐水溫是可以自己控制的,可以同時適應散熱器采暖、地板采暖和空調采暖。這樣就為使用者提供了更多的采暖備選方案。并結合自己的使用需要和裝修靈活使用。還有就是對于北京居民來講,讓人感覺最冷的時候是過渡季天氣,較冷卻沒開始或已停止供暖的時候,尤其是11月初的時候。而燃氣壁掛爐由于是用戶自己控制的,隨時都可以供暖。
能夠調動大眾對自主節能的積極性,節省采暖費用。
采暖節能的事情說了很多年,想要做到節能,大體上應該有三點:1、建筑設計和施工要符合節能規范;2、熱力公司的運行節能;3、大眾用戶的使用節能。我覺得第三點是最關鍵的環節。
燃氣壁掛爐的節能來講,除了建筑設計和施工符合節能規范外,大眾用戶的使用節能是非常重要的。調查發現房屋保溫做得好,南向陽臺得熱量大,在白天室外接近0℃的時候,不開暖氣的室內溫度最高可達到8℃,室外溫度-5℃的時候不開暖氣室內能夠達到2℃(這是處在邊單元,樓上樓下無人居住,只有鄰家常年居住的前提得到的)。所以除非外面下雪,周六、日家里有人的時候,白天基本上不開。而夜里居住不需要采暖的房間可以關閉。
調查了將近30戶。戶型上都是套內面積70平米左右(建筑面積90平米左右)南北通透的住宅,大體上有四種情況:
1、常年不居住。低溫供暖防凍,將溫度設置在5~10℃。一采暖季下來燃氣費用大約為200元左右。
2、夫妻上班族。白天不在家,只有周末和晚上在的時候。一采暖季下來燃氣費用大約為不到1000元。
3、老兩口退休在家。一采暖季下來燃氣費用大約為1600元。
而集中供暖按每建筑平米24元計算,每個采暖季費用大大的超過了分戶燃氣壁掛爐采暖費用。
不過通過壁掛爐采暖,我也同時發現了它有以下幾個缺點,我想正是這個缺點也對壁掛爐的推廣產生了不小的影響。
消耗燃氣,對燃氣需求較大
區域熱源和市政熱源鍋爐都是燃煤的,相對運行費用較低,而且有的城市本身燃氣需求量就不大??杀旧砣細庑枨罅坎淮蟮某鞘?,燃氣設施同樣不很齊全的話,如果大量采用了壁掛爐采暖,就會導致燃氣短缺無法供給??墒潜本┣闆r不同,集中和區域采暖鍋爐由于環境污染的原因,所采用熱源的基本上是燃氣,就算大量采用燃氣壁掛爐也不會增加城市燃氣的負擔,而且相對分散的使用也使得各個用戶末端操作更加靈活,還會降低燃氣的總消耗量。所以,如果在北京大量使用分戶式燃氣壁掛爐的話,并不會明顯增加城市的燃氣負荷。但在其他城市尤其是本身燃氣需求量小、燃氣市政設施不完善的城市,會大大的增加城市燃氣的相對負擔。所以還要根據城市的情況具體分析論證。
使用壽命短
燃氣壁掛爐的壽命到底是多長時間我并不清楚,廠家承諾的時間雖然比較長,不過相對于房屋的壽命來講,還是很短的。而且燃氣壁掛爐是使用非常頻繁的。如果壁掛爐在冬季的時候壞了,它就會嚴重的影響使用。而且如果在最寒冷的時候壞了的話,房屋內的水管都有被凍壞的危險。
我國燃氣壁掛爐剛剛開始使用,燃氣壁掛爐的壽命到底是多少,并沒有得到實際的檢驗。對于住戶來講用燃氣壁掛爐確實在采暖費用上面節省了不少費用。按這種采暖方式平均每年節省1000元采暖費計算,而新購壁掛爐的價格大約為1萬元。如果在使用6年后壁掛爐就壞掉需要更換的話,節能所產生的經濟效應就不存在了。
壁掛爐增加了建安成本
我剛才說的節省成本是前期成本,而增加的成本是建安成本,意義不同有可能也是投資方不同?,F在大約燃氣壁掛爐市場價格為1萬元左右一個。在設備成本上增加的比率相當大,但在總成本上相對增加并不算太多。
操作相對復雜,安全性非常重要
燃氣壁掛爐操作起來其實并不繁瑣,但是比集中供暖還是麻煩了些。對于年輕人來說是沒有什么問題的,但是對于那種白天上班,家里只有老人和小孩子在家的人來說是非常不放心的,怕因為老人和小孩兒的誤操作引起安全事故。盡管現在燃氣壁掛爐的安全性越來越強,但這樣的擔心卻沒有消除過。如果壁掛爐性能不合格,則是非常大的安全隱患。我覺得就是這個安全問題,成為了燃氣壁掛爐推廣的最大障礙。
總之,燃氣壁掛采暖爐擁有可熱計量、靈活舒適、節能節耗、減少管網投資的優點。卻有著增加建安成本、增加城市燃氣負荷、使用壽命短、安全性能要求很高等缺點。我認為在北京采暖熱源普遍采用燃氣的情況下,在使用安全和使用壽命有保障的情況下,可以對燃氣壁掛爐的使用在一定范圍內進行更大推廣。
通過本項目作為專業負責人我總結了幾個字是:“大把握”、“細考量”、“抓實際”、“出成果”。并希望在接下來的工作中發揮更大的作用。
集成電路的優勢范文3
【關鍵詞】集成電路 設計方法 IP技術
基于CMOS工藝發展背景下,CMOS集成電路得到了廣泛應用,即到目前為止,仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術,但基于64kb動態存儲器的發展,集成電路微小化設計逐漸引起了人們關注。因而在此基礎上,為了迎合集成電路時代的發展,應注重在當前集成電路設計過程中從微電路、芯片等角度入手,對集成電路進行改善與優化,且突出小型化設計優勢。以下就是對集成電路設計與IP設計技術的詳細闡述,望其能為當前集成電路設計領域的發展提供參考。
1 當前集成電路設計方法
1.1 全定制設計方法
集成電路,即通過光刻、擴散、氧化等作業方法,將半導體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片,置入管殼內,應用于網絡通信、計算機、電子技術等領域中。而在集成電路設計過程中,為了營造良好的電路設計空間,應注重強調對全定制設計方法的應用,即在集成電路實踐設計環節開展過程中通過版圖編輯工具,對半導體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設計環節進行把控,最終通過版圖布局、布線等,達到元器件組合、優化目的。同時,在元器件電路參數優化過程中,為了滿足小型化集成電路應用需求,應遵從“自由格式”版圖設計原則,且以緊湊的設計方法,對每個元器件所連導線進行布局,就此將芯片尺寸控制到最小狀態下。例如,隨機邏輯網絡在設計過程中,為了提高網絡運行速度,即采取全定制集成電路設計方法,滿足了網絡平臺運行需求。但由于全定制設計方法在實施過程中,設計周期較長,為此,應注重對其的合理化應用。
1.2 半定制設計方法
半定制設計方法在應用過程中需借助原有的單元電路,同時注重在集成電路優化過程中,從單元庫內選取適宜的電壓或壓焊塊,以自動化方式對集成電路進行布局、布線,且獲取掩膜版圖。例如,專用集成電路ASIC在設計過程中為了減少成本投入量,即采用了半定制設計方法,同時注重在半定制設計方式應用過程中融入門陣列設計理念,即將若干個器件進行排序,且排列為門陣列形式,繼而通過導線連接形式形成統一的電路單元,并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設計過程中,亦可采取標準單元設計方式,即要求相關技術人員在集成電路設計過程中應運用版圖編輯工具對集成電路進行操控,同時結合電路單元版圖,連接、布局集成電路運作環境,達到布通率100%的集成電路設計狀態。從以上的分析中即可看出,在小型化集成電路設計過程中,強調對半定制設計方法的應用,有助于縮短設計周期,為此,應提高對其的重視程度。
1.3 基于IP的設計方法
基于0.35μmCMOS工藝的推動下,傳統的集成電路設計方式已經無法滿足計算機、網絡通訊等領域集成電路應用需求,因而在此基礎上,為了推動各領域產業的進一步發展,應注重融入IP設計方法,即在集成電路設計過程中將“設計復用與軟硬件協同”作為導向,開發單一模塊,并集成、復用IP,就此將集成電路工作量控制到原有1/10,而工作效益提升10倍。但基于IP視角下,在集成電路設計過程中,要求相關工作人員應注重通過專業IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核,且基于IP核支撐資源獲取的基礎上,完善檢索系統、開發庫管理系統、IP核庫等,最終對1700多個IP核資源進行系統化整理,并通過VSIA標準評估方式,對IP核集成電路運行環境的安全性、動態性進行質量檢測、評估,規避集成電路故障問題的凸顯,且達到最佳的集成電路設計狀態。另外,在IP集成電路設計過程中,亦應注重增設HDL代碼等檢測功能,從而滿足集成電路設計要求,達到最佳的設計狀態,且更好的應用于計算機、網絡通訊等領域中。
2 集成電路設計中IP設計技術分析
基于IP的設計技術,主要分為軟核、硬核、固核三種設計方式,同時在IP系統規劃過程中,需完善32位處理器,同時融入微處理器、DSP等,繼而應用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環境下。而IP設計技術在應用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求,因而在IP設計環節開展過程中,應注重選用適宜的接口,寄存I/O,且以獨立性IP模塊設計方式,對芯片布局布線進行操控,簡化集成電路整體設計過程。此外,在IP設計技術應用過程中,必須突出全面性特點,即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手,推進IP文件化,最終實現對集成電路設計信息的全方位反饋。另外,就當前的現狀來看,IP設計技術涵蓋了ASIC測試、系統仿真、ASIC模擬、IP繼承等設計環節,且制定了IP戰略,因而有助于減少IP集成電路開發風險,為此,在當前集成電路設計工作開展過程中應融入IP設計技術,并建構AMBA總線等,打造良好的集成電路運行環境,強化整體電路集成度,達到最佳的電路布局、規劃狀態。
3 結論
綜上可知,集成電路被廣泛應用于計算機等產業發展領域,推進了社會的進步。為此,為了降低集成電路設計風險,減少開發經費,縮短開發時間,要求相關技術人員在集成電路設計工作開展過程中應注重強調對基于IP的設計方法、半定制設計方法、全定制設計方法等的應用,同時注重引入IP設計技術理念,完善ASIC模擬、系統測試等集成電路設計功能,最終就此規避電路開發中故障問題的凸顯,達到最佳的集成電路開發、設計狀態。
參考文獻
[1]肖春花.集成電路設計方法及IP重用設計技術研究[J].電子技術與軟件工程,2014,12(06):190-191.
[2]李群,樊麗春.基于IP技術的模擬集成電路設計研究[J].科技創新導報,2013,12(08):56-57.
[3]中國半導體行業協會關于舉辦“中國集成電路設計業2014年會暨中國內地與香港集成電路產業協作發展高峰論壇”的通知[J].中國集成電路,2014,20(10):90-92.
集成電路的優勢范文4
【關鍵詞】IC產業集群升級地方政府作用政策建議
【中圖分類號】F291.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-6623(2012)05-0089-04
一、上海IC集群總體概況
上海IC集群,是以IC制造為重點,包括IC設計、封裝、測試、原材料、光掩膜,以及模具、設備生產和維護、人才培訓等相關配套服務的較為完整的IC地方產業網絡。上海IC集群的空間范圍,是以張江高科技園區為核心、延伸到金橋出口加工區和外高橋保稅區的浦東微電子產業帶(核心區),和漕河涇、松江、青浦為擴展區的IC產業集聚區。其中芯片制造業代表企業有中芯國際集成電路制造有限公司、上海宏力半導體制造有限公司和上海華虹NEC電子有限公司;芯片設計企業代表有展訊通訊(上海)有限公司、AMD;封裝測試企業代表有安靠和日月光等;設備材料業企業代表有中微半導體設備(深厚)有限公司和盛美半導體設備有限公司。
上海IC集群,在全國占有非常重要的地位。多年銷售收入在全國集成電路產業中占據1/3以上的份額(表1)。從產業鏈各環節看,芯片制造業、設計、封裝測試等產業都占有114以上的比重。
公共服務平臺建設一直是上海營造產業環境,提高產業高端技術的研發實力、加快高新技術產業化步伐的重要抓手。國家在上海建立了第一個國家級集成電路產業基地、第一家集成電路設計專業孵化器,目前集成電路產業的公共服務平臺主要有上海集成電路研發中心、上海集成電路技術與產業促進中心、上海硅知識產權交易中心和上海集成電路測試技術平臺。上海集成電路研發中心擁有開放的集成電路工藝技術研發和中試平臺。主要業務包括為行業提供技術來源和知識產權保護、工藝研發和驗證服務,面向設計企業開發特色工藝模塊和人才實訓等。上海集成電路測試技術平臺則以政府補貼、有償共享的方式,為集成電路開發和生產企業提供專業測試技術服務。
二、上海IC集群升級面臨的主要問題
1.產業規模偏小,盈利能力弱
上海集成電路產業的整體發展還處于初始階段,突出表現為產業規模小,單體規模小,盈利能力弱。在產業構成上,2009年上海IC設計業銷售收入為36.5億元、制造業為146.7億元、封測業為183.7億元,僅為臺灣新竹IC的1/25、1/11和1/4。同國際先進集成電路企業比較,上海集成電路企業在規模和盈利能力上均有很大的差距。中芯國際為上海最大的集成電路制造企業,與全球第一的代工廠的臺積電相比,銷售收入僅為臺積電的15%,盈利能力更是相差甚遠。中芯國際與新加坡特許半導體銷售收入分列全球第三、四位,但前者毛利率僅為后者的1/3。展訊作為上海最大的設計公司,在銷售收入、研發投入和盈利能力等方面,與國際著名設計公司都存在較大差距。
2.在全球價值鏈中處于低端環節
上海IC地方產業網絡,是以代工制造環節嵌入生產者驅動的價值鏈當中,主要從事一般元器件的生產以及整機的加工和組裝。設計公司弱小,制造封裝測試環節規模最大,近年IC產業3/4以上銷售收入來源于制造和封裝測試等低價值鏈環節。由于IC產業是知識技術、資本密集型產業,全球IC產業價值鏈由研發設計力量強大、制程技術先進,并掌握系統集成核心技術的美、歐、日的IDM(整合元器件制造)公司控制。他們通過制定規制、標準和監督規則、標準的實施,來整合價值鏈的價值創造活動,最終獲取了價值創造的絕大部分。
3.周邊地區形成了對上海IC集群的強勁競爭和挑戰
除集成電路設計業落后、中高級技術人員不足的制約因素外,商務成本提高也使得上海IC集群面臨挑戰。雖然集成電路業特別強調企業網絡的完善性,但是商務成本(包括土地成本、勞動力成本等)等因素也會顯著影響產業鏈上某些環節的分布。土地作為一種不可再生資源,近年來隨著上海經濟的發展而價格飛漲,上海的勞動力成本與周邊的蘇州、無錫相比也逐漸喪失優勢。集成電路企業選址時不得不權衡上海的集聚效應帶來的成本降低、較高的要素成本與預期利潤。一些集成電路制造廠投資項目最終主要因為上海的商務成本過高而選擇了上海周邊地區,2008及2009年江蘇省的銷售收入已超過上海市,成為國內集成電路第一大省。近兩三年隨著武漢新芯12英寸生產線、成都成芯和重慶渝德8英寸生產線建成投產、英特爾成都封裝測試工廠投產以及西安應用材料公司技術中心的建設,中西部地區IC產業發展的勢頭不可小覷。
4.國際硅周期和金融危機對上海IC集群的沖擊
2000年以來,隨著全球化的推進、跨國公司的產業轉移,上海IC集群經歷了快速發展階段后,遭遇了前所未有的國際集成電路行業和金融危機的巨大沖擊。從銷售收入來看,2001年到2004年翻了一番,2003至2006年年均增長率達到50%。到2007年步入硅周期,全球集成電路產業不景氣,上海集成電路產業僅實現銷售收入389.5億元,同比增長2.5%.增速明顯放緩。受到國際半導體市場的影響,2008—2009年上海IC產業呈現負增長,2009年銷售收入降為402億元,增長率為一12%,比同期全國IC產業銷售收入跌幅還多1個百分點,這說明,上海IC產業遭遇了較全國更大的沖擊。
三、推進上海IC集群升級的政策建議
1.科學制定上海IC集群規劃,實施價值模塊協同網戰略
一是要找準上海IC集群在全球和全國價值鏈中的位置。隨著國家實施“國家科技重大專項”和本市加緊實施推進“高新技術產業化”等項目,抓住整機業與集成電路設計業的聯動環節,形成從集成電路設計、制造、封裝測試到產業化應用的大產業鏈,確立產業升級路線圖,確立上海IC在全國IC設計業及其產業化的領先地位,并推動上海IC集群在全球價值鏈中的位置不斷攀升。
二是調整和優化區域產業布局及定位??茖W分析浦東、松江、紫竹園區的產業鏈優勢環節,每個園區確立1~2個優勢環節,其余非優勢環節給予鼓勵政策轉移到相應園區,避免過度競爭,資源浪費。張江重點發展集成電路設計和微電子裝備;外高橋發展集成電路封裝測試;金橋建設國家級通信產業基地,重點集聚和發展移動通訊設備和光機電一體化;康橋發展以華碩公司為標桿企業的手機、個人電腦等消費類終端產品。
三是實施價值模塊協同網絡(VMCN)戰略。模塊協同網絡是通過加強集群內相關企業間的水平聯系,通過協作、創新、競爭全面滿足市場的差異化需求,將模塊供應商、業務流程與系統管理等結合在一起,形成強大、集成、靈敏的全球化模塊化產業集群。上海IC集群可以發揮地方政府的優勢,將集群內的大量同類型本地企業,協同組織,建立復雜的水平聯系網絡,協同集群內中介服務機構、大學和科研機構等區域本地行為主體,組成靈活敏捷、協同互補的動態經濟體系,有效實現價值創造過程的網絡化整合,并通過企業和不同知識背景、知識結構的不同行為主體的知識交流與碰撞,激發集群創新發生。在有效利用全球網絡的同時,積極實施本土化戰略,增加網絡的密度,拓寬相互學習的界面。
2.加快IC產業整合轉型,提升創新能力
對上海IC產業來說,加快整合轉型,促進產業集聚和企業做大做強,同樣是IC集群升級的緊迫需要。應抓住國家鼓勵產業整合重組的機遇,采取強有力的扶持措施,通過政策、資金和市場引導等途徑,對產品技術水平高和市場前景好的企業,加快整合IC芯片制造、設計企業,建立自主可控的集成電路產業體系,盡快形成幾個上規模的企業,為培育世界級集成電路企業作準備。以IC產業航母,撬動龍頭企業的跨國混合網絡,加速集群國際知識的獲取、吸收、創造性運用,從而為本地IC集群的跨越式升級創造條件。要從自身實際出發,加快技術和產品創新速度。要以《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》確定的16個國家重大專項重點提升集成電路企業研發創新能力、突破核心技術的機遇,引導本地企業根據國內市場的實際需求加大新產品的開發力度,快速占領新興市場,增加企業競爭力。
3.爭取國家和地方的政策支持,實施積極的人才戰略
一是落實2008年財稅1號文有關優惠政策,國家規劃布局內軟件企業涵蓋重點集成電路設計企業,將集成電路設計企業認定為“生產型企業”,享受出口退稅政策,使其在國內完成設計后順利投入生產出口到國內外市場,并將集成電路產業優惠政策覆蓋半導體產業鏈諸環節。二是對公司的跨國研發給予財政政策支持,取消“出口”和“進口”的雙向稅賦成本,規定企業在國外的研發專利可以作為國內企業申報高新技術企業的依據,可以享受相關稅收減免的優惠政策。三是鼓勵地方企業利用中國本土大學、科研院所等與國外相應機構的“非贏利合作”關系,建立國外有關法律、科技制度的“專家咨詢庫”,通過“迂回”戰略間接嵌入到西方知識網絡,從而脫離于跨國公司獨立發展奠定基礎。
IC產業是知識密集型產業,專業化、高端人才對于IC集群的升級至關重要。可以借鑒國外的發展經驗,制定高工資、低(零)個人所得稅、股權獎勵等優惠的人才吸引政策,吸引海外集成電路設計、制造、管理專家前來工作??梢酝ㄟ^提高員工待遇。加強產業間的網絡聯動來進一步強化企業網絡優勢。同時重視技術人才的培養,為基層作業員、技工、工程師提供較好的專業素質培訓。這樣的措施對設計企業和制造企業都是至關重要的。當然,要從根本上解決上海IC人才問題,地方政府必須制定積極人才政策,將人才待遇與戶籍制度、住房、社會保障、配偶工作、子女教育與就業統籌考慮,使人才引得來、留得住。
4.充分發揮協會、企業管理咨詢服務平臺職能
建議政府及其相關部門“抓大放小”,將具體事務性職能交由協會辦理。在建立產業同盟方面,建議進一步發揮好行業協會的作用,促進和推動lC產業的協同發展??梢允跈鄥f會實施或參與產業聯盟的培育、建設和運作,構建公共服務平臺,通過協會的推進來形成產學研結合的運行機制,發揮協會在行業管理中的主體作用。可以參考香港政府和香港工程師協會的做法,以政府(工程類)公務員的要求對協會的會員標準進行認定。在提升企業自主創新能力方面,政府和市、區兩級行業協會結合起來,具體放手讓協會去做。提供孵化樓的同時,為中小企業提供更加優質的創業服務;打造風險投資機構積聚地,重點培養有自主創新的重點企業。通過行業協會,促成IC產業的產業聯盟。
集成電路的優勢范文5
產業實現跨越式發展
一直以來,我國政府都在鼓勵和支持集成電路產業的發展。2000年國務院出臺了18號文件,10年來,集成電路產業規模不斷擴大,根據中國半導體行業協會的統計,2010年國內集成電路產量達到653億塊,銷售額超過1440億元,分別是2001年的10倍和8倍。2001年〜2010年10年間,我國集成電路產量的年均增長率超過25%,集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。
工信部副部長楊學山在講話中指出,集成電路產業是電子信息產業的核心和基礎,為集中力量推動集成電路產業做大做強,要做好五項工作:一是集中力量、集中資源,形成合力;二是充分發揮大國大市場優勢,以整機應用帶動產業發展;三是加強技術創新引領,推動產業結構升級;四是推進國內外資源優化整合,做大做強骨干企業;五是優化產業生態環境,實現產業發展模式創新。
抓住新興產業機會
研究機構預計,到2015年,我國集成電路產業規模在2010年的基礎上將再翻一番以上,銷售收入將超過3000億元,在世界集成電路市場的份額將提高到14%以上,滿足國內30%的市場需求。
集成電路的優勢范文6
關鍵詞 集成電路設計 教學方法 教學探索
中圖分類號:TN79 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2015)19-0006-02
1958年,美國德州儀器公司的基爾比發明了第一塊集成電路,隨著半導體工藝和集成電路設計技術的發展,集成電路的規??梢赃_上億個晶體管。集成電路具有速度快、體積小、重量輕等優點,廣泛應用于汽車、醫療設備、手機和其他消費電子,其2012年集成電路設計市場應用結構如圖1所示。
自2006年以來,我國集成電路的產值為126億美元,占全球產業總產值的5.1%,2013年我國集成電路的產值為405億美元,占全球產業總產值的13.3%。2006年到2013年的年復合增長率達到18%,遠超過全球集成電路產業整體增速。我國集成電路行業的產值如表1所示。
近年來,半導體集成電路產業在國家政策支持下發展迅速,因此對集成電路設計人才的需求劇增。為了滿足社會日益發展的需要,國家在高校內大力推廣集成電路設計相關的課程,并且取得了較好的效果,使人才缺口減小,但是還是不能滿足國內對集成電路設計人才實際數量的需求。為了更好地加快集成電路設計人才的的培養,本文針對《數字集成電路原理》教學中存在的問題,并且根據教學的現狀,探索出集成電路設計的教學改革。
一、數字集成電路設計原理教學中的現狀
集成電路設計相對于以分立器件設計的傳統的電子類專業而言,偏向于系統級的大規模集成電路設計,因此,微電子專業和集成電路設計專業的學生注重設計方法的形成,避免只懂理論、不懂設計的現象。即使學生掌握了設計的方法,能夠進行一些小規模的集成電路設計,但是設計出來的產品不能用,不能滿足用戶的需求。這就成了數字集成電路設計原理面臨的問題。
二、數字集成電路設計原理教學改善的方法
(1)針對上述的問題,在多年教學的基礎上,在教學方法上進行改進,改變傳統的以教師為中心,以課堂講授為主的教學方式,采用項目化教學來解決數字集成電路設計中只懂理論、不懂設計的現狀。注重數字集成電路設計原理與相關課程之間的內部聯系,提高學生的學習興趣,通過將一個項目拆分成幾個小項目,使學生在項目中逐漸加深了對知識點理解,并且將課程的主要內容相互銜接與融合,形成完整的集成電路設計概念。學生分成5-8人一組,通過小組的方式加強了學生的相互合作能力,讓學生更有責任感和成就感。學生應用相關的EDA軟件來完成項目的設計,能夠掌握硬件描述語言、綜合應用等數字集成電路設計工具。
(2)通過PDCA戴明環的方式改善了集成電路設計的產品可用度不高的問題。在集成電路設計過程中,通過跟蹤課內外學生設計中反應的問題,對項目難易度的進行調整,提高學生計劃、分析、協作等多方面的能力。結合新的技術或者領域,對項目進行適當的調整。通過PDCA戴明環的方式來持續改進教學內容和方法,使其滿足社會對數字集成電路設計人才的需求。PDCA戴明環如圖2所示。
(3)開展校企合作的方式,進一步提高教學質量和學生的綜合素質,促進企業和學校的共同發展。這種方式實現了學校與企業的優勢互補,資源共享,培養出更加適合社會所需要的集成電路設計人才,也能夠讓學校和企業形成無縫對接。
三、小結
隨著大規模集成電路設計的發展,更多的設計工具和設計方法出現,因此,使用最新的設計工具,合理設置《數字集成電路設計原理》的教學內容,可以提高學生的設計能力和培養學生的創新能力。通過對《數字集成電路設計原理》課程教學的探索,改變了以教師為中心的傳統采理論課教學方式,充分發揮了學生的能動性和協作能力,使學生理論與實踐都能夠滿足集成電路設計人才的要求。
參考文獻:
[1]殷樹娟,齊巨杰. 集成電路設計的本科教學現狀及探索[J].中國電力教育,2012,(4):64-65.
[2]王銘斐,王民,楊放.集成電路設計類EDA技術教學改革的探討[J].電腦知識與技術, 2012,8(9):4671-4672.