前言：中文期刊網精心挑選了大規模集成電路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。
大規模集成電路范文1
關鍵詞：動態功耗 時鐘樹 clock gating技術
中圖分類號：TP752 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）09-0000-00
隨著半導體工業的發展和工藝的深入，VLSI（超大規模集成電路）設計正迅速地向著規模越來越大，工作頻率越來越高方向發展。顯而易見，規模的增大和頻率的提高勢必將產生更大芯片的功耗，這對芯片封裝，冷卻以及可靠性都將提出更高要求和挑戰，增加更多的成本來維護這些由功耗所引起的問題。而在便攜式設備領域，如智能手機、手提電腦等現在智能生活的必需品對芯片功耗的要求更為嚴格和迫切。
由于時鐘樹工作在高頻狀態，隨著芯片規模增大，時鐘樹規模也迅速增大，通過集成clock gating電路降低時鐘樹功耗是目前時序數字電路系統設計時節省功耗最有效的處理方法。
Clock gating的集成可以在RTL設計階段實現，也可以在綜合階段用工具進行自動插入。由于利用綜合工具在RTL轉換成門級網表時自動插入clock gating的方法簡單高效，對RTL無需進行改動，是目前廣為采用的clock gating 集成方法。
本文將詳細介紹clock gating的基本原理以及適用的各種clock gating策略，在實際設計中，應根據設計的特點來選擇合適的clock gating，從而實現面積和功耗的優化。
綜合工具在對design自動插入clock gating是需要滿足一定條件的：寄存器組（register bank）使用相同的clock信號以及相同的同步使能信號，這里所說的同步使能信號包括同步set/reset或者同步load enable等。圖1即為沒有應用clock gating技術的一組register bank門級電路，這組register bank有相同的CLK作為clock信號，EN作為同步使能信號，當EN為0時，register的輸出通過選擇器反饋給其輸入端保持數據有效，只有當EN為1時，register才會輸入新的DATA IN?？梢钥闯?，即使在EN為0時，register bank的數據處于保持狀態，但由于clk一直存在，clk tree上的buffer以及register一直在耗電，同時選擇電路也會產生功耗。
綜合工具如果使用clock gating 技術，那么對應的RTL綜合所得的門級網表電路將如圖2所示。圖中增加了由LATCH和AND所組成的clock gating cell，LATCH的LD輸入端為register bank的使能信號，LG端（即為LATCH的時鐘電平端）為CLK的反，LATCH的輸出ENL和CLK信號相與（ENCLK）作為register bank的時鐘信號。如果使能信號EN為高電平，當CLK為低時，LATCH將輸出EN的高電平，并在CLK為高時，鎖定高電平輸出，得到ENCLK，顯然ENCLK的toggle rate要低于CLK，register bank只在ENCLK的上升沿進行新的數據輸出，在其他時候保持原先的DATA OUT。
從電路結構進行對比，對于一組register bank（n個register cell）而言只需增加一個clock gating cell，可以減少n個二路選擇器，節省了面積和功耗。從時序分析而言，插入clock gating cell之后的register bank ENCLK的toggle rate明顯減少，同時LATCH cell的引入抑制了EN信號對register bank的干擾，防止誤觸發。所以從面積/功耗/噪聲干擾方面而言，clock gating技術都具有明顯優勢。
對于日益復雜的時序集成電路，可以根據design的結構特點，以前面所述的基本clock gating 技術為基礎實現多種復雜有效的clock gating 技術，包括模塊級別（module level）clock gating，增強型（enhanced）clock gating以及多級型和層次型clock gating技術。模塊級別的clock gating技術是在design中搜尋具備clock gating條件的各個模塊，當模塊有同步控制使能信號和共同CLK時，將這些模塊分別進行clock gating，而模塊內部的register bank仍可以再進行獨立的clock gating，也就是說模塊級別clock gating技術是可以和基本的register bank clock gating同時使用。如果register bank只有2bit的register，常規基本的clock gating技術是不適用的，增強型和多級型clock gating都是通過提取各組register bank的共同使能信號，而每組register bank有各自的使能信號來實現降低toggle rate。而層次型clock gating技術是在不同模塊間搜尋具備可以clock gating的register ，也即提取不同模塊之間的共同使能信號和相關的CLK。
圖1沒有clock gating的register bank實現電路 圖2 基于latch的clock gating 電路
綜上所述，clock gating技術在超大規模集成電路的運用可以明顯改善寄存器時鐘的toggle rate 和減少芯片面積，從而實現芯片功耗和成本的降低。實際設計過程中，需要根據芯片電路的結構特點來選擇，針對不同的電路結果選擇合適的clock gating技術會實現不同效果。
參考文獻
[1]L.Benini. P.Siegel， G.De Micheli “Automated synthesis of gated clocks for power reduction in Sequential circuits”， IEEE design and Test， winter 1994 pp.32-41.
[2]Power Compiler User Guide： Synopsys， Inc.， Y-2006.06， June 2006.
大規模集成電路范文2
關鍵詞：集成電路 直流電阻檢測法 總電流測量法 對地交、直流電壓測量法
中圖分類號：TN407 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0208-01
1 集成電路的特點及分類
集成電路時在一塊極小的硅單晶片上，利用半導體工藝制作上許多晶體二極管、三極管、電阻、電容等元件，并連接成能完成特定電子技術功能的電子線路。從外觀上看，它已成為一個不可分割的完整的電子器件。
集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等優點，同時成本低，便于大規模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用，同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設備的穩定工作時間也可大大提高。
集成電路按其功能、結構的不同，可以分為模擬集成電路、數字集成電路和數/?；旌霞呻娐啡箢?。
集成電路按集成度高低的不同可分為小規模集成電路、中規模集成電路、大規模集成電路、超大規模集成電路、特大規模集成電路和巨大規模集成電路。
2 集成電路的檢測
集成電路常用的檢測方法有在線測量法和非在線測量法（裸式測量法）。
在線測量法是通過萬用表檢測集成電路在路（在電路中）直流電阻，對地交、直流電壓及工作電流是否正常，以判斷該集成電路是否損壞。這種方法是檢測集成電路最常用和實用的方法。
非在線測量法是在集成電路未接人電路時，用萬用表測量接地引腳與集成電路各引腳之間對應的正、反向直流電阻值，然后將測量數值與已知的同型號正常集成電路各引腳的直流電阻值相比較，來確定它是否正常。非在線測量法測量一般把紅表筆接地、黑表筆測量定義為正向電阻測量；把黑表筆接地、紅表筆測量定義為反向電阻測量，選用的是指針式萬用表，這也是行業中的俗定。下面介紹幾種常用的檢測方法。
2.1 直流電阻檢測法
直流電阻檢測法適用于非在線集成電路的測試。直流電阻檢測法是一種用萬用表直接測量元件和集成電路各引腳之間的正、反向直流電阻值，并將測量數據與正常數據相比較，來判斷是否有故障的一種方法。
直流電阻測試法實際上是一個元器件的質量比較法。首先用萬用表的歐姆檔測試質量完好的單個集成電路各引腳對其接地端的阻值并做好記錄，然后測試待測單個集成電路各引腳對其接地端的阻值，將測試結果進行比較，來判斷被測集成電路的好壞。
當集成電路工作失效后，各引腳電阻值會發生變化，如阻值變大或者變小等?！岸ψ銠z測法”要查出這些變化，根據這些變化判斷故障部位，具體方法如下。
（1）通過查找相關資料，找出集成電路各引腳對地電阻值。
（2）將萬用表置于相應的歐姆檔，測量待測集成電路每個引腳與接地引腳之間的阻值，并與標準阻值進行比較。當所測對地電阻值與標準阻值基本相符時表示被測集成電路正常；如果出現某引腳或全部引腳對地電阻值與標準阻值相差太大時，即可認為被測集成電路已經損壞。
在路測量時，測量直流電阻之前要先斷開電源，以免測試時損壞萬用表。
2.2 總電流測量法
該法是通過檢測集成電路電源進線的總電流，來判斷集成電路好壞的一種方法。由于被測集成電路內部絕大多數為直接耦合，所以當被測集成電路出現損壞時（如某一個PN結擊穿或開路），會引起后級飽和與截止，使總電流發生變化。所以通過測量總電流的方法可以判斷集成電路的好壞。也可測量電源通路中電阻的電壓降，用歐姆定律計算出總電流。
2.3 對地交、直流電壓測量法
這是一種在通電情況下，用萬用表直流電壓擋對直流供電電壓、元件的工作電壓進行測量，檢測集成電路各引腳對地直流電壓值，并與正常值相比較，進而壓縮故障范圍，找出損壞元件的測量方法。
對于輸出交流信號的輸出端，此時不能用直流電壓法來判斷，要用交流電壓法來判斷。檢測交流電壓時要把萬用表置于“交流檔”，然后檢測該腳對電路“地”的交流電壓。如果電壓異常，則可斷開引腳連線，測量接線端電壓，以判斷電壓變化是由元件引起的，還是由集成電路引起的。
對于一些多引腳的集成電路，不必檢測每一個引腳的電壓，只要檢測幾個關鍵引腳的電壓值即可大致判斷故障位置。開關電源集成電路的關鍵是電源腳VCC、激勵脈沖輸出腳VOUT、電壓檢測輸人腳和電流檢測輸人端IL。
大規模集成電路范文3
關鍵詞：微電子學；實驗室建設；教學改革；
1微電子技術的發展背景
美國工程技術界在評出20世紀世界最偉大的20項工程技術成就中第5項——電子技術時指出：“從真空管到半導體，集成電路已成為當代各行各業智能工作的基石”。微電子技術發展已進入系統集成(SOC—SystemOnChip)的時代。集成電路作為最能體現知識經濟特征的典型產品之一，已可將各種物理的、化學的和生物的敏感器(執行信息獲取功能)和執行器與信息處理系統集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲、傳輸到執行的系統功能。這是一個更廣義的系統集成芯片，可以認為這是微電子技術又一次革命性變革。因而勢必大大地提高人們處理信息和應用信息的能力，大大地提高社會信息化的程度。集成電路產業的產值以年增長率≥15%的速度增長，集成度以年增長率46%的速率持續發展，世界上還沒有一個產業能以這樣的速度持續地發展。2001年以集成電路為基礎的電子信息產業已成為世界第一大產業。微電子技術、集成電路無處不在地改變著社會的生產方式和人們的生活方式。我國信息產業部門準備充分利用經濟高速發展和巨大市場的優勢，精心規劃，重點扶持，力爭通過10年或略長一段時間的努力，使我國成為世界上的微電子強國。為此，未來十年是我國微電子技術發展的關鍵時期。在2010年我國微電子行業要實現下列四個目標：
(1)微電子產業要成為國民經濟發展新的重要增長點和實現關鍵技術的跨越。形成2950億元的產值，占GDP的1.6%、世界市場的4%，國內市場的自給率達到30%，并且能夠拉動2萬多億元電子工業產值。從而形成了500~600億元的純利收入。
(2)國防和國家安全急需的關鍵集成電路芯片能自行設計和制造。
(3)建立起能夠良性循環的集成電路產業發展、科學研究和人才培養體系。
(4)微電子科學研究和產業的標志性成果達到當時的國際先進水平。
在這一背景下，隨著國內外資本在微電子產業的大量投入和社會對微電子產品需求的急驟增加，社會急切地需要大量的微電子專門人才，僅上海市在21世紀的第一個十年，就需要微電子專門人才25萬人左右，而目前尚不足2萬人。也正是在這一背景下，1999年以來，全國高校中新開辦的微電子學專業就有數十個。2002年8月教育部全國電子科學與技術專業教學指導委員會在貴陽工作會議上公布的統計數據表明，相當多的高校電子科學與技術專業都下設了微電子學方向。微電子技術人才的培養已成為各高校電子信息人才培養的重點。
2微電子學專業實驗室建設的緊迫性
我國高校微電子學專業大部分由半導體器件或半導體器件物理專業轉來，這些專業的設立可追溯到20世紀50年代后期。辦學歷史雖長，但由于多年來財力投入嚴重不足，而微電子技術發展迅速，國內大陸地區除極個別學校外，其實驗教學條件很難滿足要求。高校微電子專業實驗室普遍落后的狀況，已成為制約培養合格微電子專業人才的瓶頸。
四川大學微電子學專業的發展同國內其它院校一樣走過了一條曲折的道路。1958年設立半導體物理方向(專門組)，在其后的40年中，專業名稱幾經變遷，于1998年調整為微電子學。由于社會需求強勁，1999年微電子學專業擴大招生數達90多人，是以往招生人數的2倍。當時，我校微電子學專業的辦學條件與微電子學學科發展的要求形成了強烈反差：實驗室設施陳舊、容量小，教學大綱中必需的集成電路設計課程和相應實驗幾乎是空白；按照新的教學計劃，實施新課程和實驗的時間緊迫，基本設施嚴重不足；教師結構不合理，專業課程師資缺乏。
在關系到微電子學專業能否繼續生存的關鍵時期，學校組織專家經過反復調研、論證，及時在全校啟動了“523實驗室建設工程”。該工程計劃在3~5年時間內，籌集2~3億資金，集中力量創建5個適應多學科培養創新人才的綜合實驗基地；重點建設20個左右基礎(含專業及技術基礎)實驗中心(室)；調整組合、合理配置、重點改造建設30個左右具有特色的專業實驗室。“523實驗室建設工程”的啟動，是四川大學面向21世紀實驗教學改革和實驗室建設方面的一個重要跨越。學校將微電子學專業實驗室的建設列入了“523實驗室建設工程”首批重點支持項目，2000年12月開始分期撥款275萬元，開始了微電子學專業實驗室的建設。怎樣將有限的資金用好，建設一個既符合微電子學專業發展方向，又滿足本科專業培養目標要求的微電子學專業實驗室成為我們學科建設的重點。
3實驗室建設項目的實施
3.1整體規劃和目標的確立
微電子技術的發展要求我們的實驗室建設規劃、實驗教改方案、人才培養目標必須與其行業發展規劃一致，既要腳踏實地，實事求是，又必須要有前瞻性。尤其要注意國際化人才的培養。微電子的人才培養若不能實現國際化，就不能說我們的人才培養是成功的。
基于這樣的考慮，在調查研究的基礎上，我們將實驗室建設整體規劃和目標確定為：建立國內一流的由微電子器件平面工藝與器件參數測試綜合實驗及超大規模集成電路芯片設計綜合實驗兩個實驗系列構成的微電子學專業實驗體系，既滿足微電子學專業教學大綱要求，又適應當今國際微電子技術及其教學發展需求的多功能的、開放性的微電子教學實驗基地。我們的目標是：
(1)建立有特色的教學體系——微電子工藝與設計并舉，強化理論基礎、強化綜合素質、強化能力培養。
(2)保證寬口徑的同時，培養專業技能。
(3)建立開放型實驗室，適應跨學科人才的培養。
(4)在全國微電子學專業的教學中具有一定的先進性。
實踐中我們認識到，要實現以上目標、完成實驗室建設，必須以教學體系改革、教材建設為主線開展工作。
3.2重組實驗教學課程體系，培養學生的創新能力和現代工業意識
實驗課程體系建設的總體思路是培養創造性人才。實驗的設置要讓學生成為實驗的主角和與專業基礎理論學習相聯系的主動者，能激發學生的創造性，有專業知識縱向和橫向自主擴展和創新的余地。因此該實驗體系將是開放式的、有層次的和與基礎課及專業基礎課密切配合的。實驗教學的主要內容包括必修、選修和自擬項目。我們反復認真研究了教育部制定的本科微電子學專業培養大綱及國際上對微電子學教學提出的最新基本要求。根據專業的特點，充分考慮目前國內大力發展集成電路生產線(新建線十條左右)和已成立近百家集成電路設計公司對人才的強烈需求，為新的微電子專業教學制定出由以下兩個實驗系列構成的微電子學專業實驗體系。
(1)微電子器件平面工藝與器件參數測試綜合實驗。
這是微電子學教學的重要基礎內容，也是我校微電子學教學中具有特色的實驗課程。這一實驗系列將使學生了解和初步掌握微電子器件的主要基本工藝，工藝參數的控制方法和工藝質量控制的主要檢測及分析方法，深刻地了解成品率在微電子產品生產中的重要性。同時，半導體材料特性參數的測試分析系列實驗是配合“半導體物理”和“半導體材料”課程而設置的基本實驗，通過整合，實時地與器件工藝實驗配合，雖增加了實驗教學難度，卻使學生身臨其境直觀地掌握了工藝對參數的影響、參數反饋對工藝的調整控制、了解半導體重要參數的測試方法并加深對其相關物理內涵的深刻理解。這樣的綜合實驗，對于學生深刻樹立產品成品率，可靠性和生產成本這一現代工業的重要意識是必不可少的。
(2)超大規模集成電路芯片設計綜合實驗。
這是微電子學教學的重點基礎之一。教學目的是掌握超大規模集成電路系統設計的基本原理和規則，初步掌握先進的超大規模集成電路設計工具。該系列的必修基礎實驗共80學時，與之配套的講授課程為“超大規模集成電路設計基礎”。除此而外，超大規模集成電路測試分析和系統開發實驗不僅是與“超大規模集成電路原理”和“電路系統”課程套配，使學生更深刻的理解和掌握集成電路的特性；同時也是與前一系列實驗配合使學生具備自擬項目和獨立創新的理論及實驗基礎。
3.3優化設施配置，爭取項目最佳成效
由于項目實施的時間緊迫、資金有限。我們非常謹慎地對待每一項實施步驟。力圖實現設施的優化配置，使項目產生最佳效益。最終較好地完成了集成電路設計實驗體系和器件平面工藝實驗體系的實施。具體內容包括：
(1)集成電路設計實驗體系。集成電路設計實驗室機房的建立——購買CADENCE系統軟件(IC設計軟件)、ZENILE集成電路設計軟件；集成電路設計實驗課程體系由EDA課程及實驗、FPGA課程及實驗、PSPICE電路模擬及實驗、VHDL課程及實驗、ASIC課程及實驗、IC設計課程及實驗等組成。
(2)器件平面工藝實驗體系和相關參數測試分析實驗。結合原有設備新購并完善平面工藝實驗系統，包括：硼擴、磷擴、氧化、清洗、光刻、金屬化等；與平面工藝同步的平面工藝參數測試，包括：方塊電阻、C-V測試(高頻和準靜態)、I-V測試、Hall測試、膜厚測試(ELLIPSOMETRY)及其它器件參數測試(實時監控了解器件參數，反饋控制工藝參數)；器件、半導體材料物理測試設備，如載流子濃度、電阻率、少子壽命等。
(3)與實驗室硬件建設配套的軟件建設和環境建設。實驗室環境建設、實驗室崗位設置、實驗課程的系統開設、向相關學院及專業提出已建實驗室開放計劃、制定各項管理制度。
在實驗室的階段建設中，我們分步實施、邊建邊用、急用優先，在建設期內就使實驗室發揮出了良好的使用效益。
3.4強化管理，實行教師負責制
新的實驗室必須要有全新的管理模式。新建實驗室和實驗課程的管理將根據專業教研室的特點，采取教研室主任和實驗室主任統一協調下的教師責任制。在兩大實驗板塊的基礎上，根據實驗內容的布局進一步分為4類(工藝及測試，物理測試，設計和集成電路參數測試，系統開發)進行管理。原則上，實驗設施的管理及實驗科目的開放由相應專業理論課的教師負責，在項目的建立階段，將按前述的分工實施責任制，其責任的內容包括：組織設備的安裝調試，設備使用規范細則的制定，實驗指導書的編寫等。根據專業建設的規劃，在微電子實驗室建設告一段落后，主管責任教師將逐步由較年青的教師接任。主管責任教師的責任包括：設備的維護和保養，使用規范和記錄執行情況的監督，組織對必修和選修科目實驗指導書的更新，組織實驗室開放及輔導教師的安排，完善實驗室開放的實施細則等。
實驗課將是開放式的。結合基礎實驗室的開放經驗和微電子專業實驗的特點，要求學生在完成實驗計劃和熟悉了設備使用規范細則的條件下，對其全面開放。對非微電子專業學生的開放，采取提前申請，統一完成必要的基礎培訓后再安排實驗的方式。同時將針對一些專業的特點編寫與之相適應的實驗教材。
4取得初步成果
微電子學專業實驗室通過近3年來的建設運行，實現或超過了預期建設目標，成效顯著，于2002年成功申報為"；四川省重點建設實驗室"；?，F將取得的初步成果介紹如下：
(1)在微電子實驗室建設的促進下，為適應新條件下的實驗教學，我們調整了教材的選用范圍。微電子學專業主干課教材立足選用國外、國內的優秀教材，特別是國外能反映微電子學發展現狀及方向的先進教材，我們已組織教師編撰了能反映國際上集成電路發展現狀的《集成電路原理》，選用了最新出版教材《大規模集成電路設計》，并編撰、重寫及使用了《集成電路設計基礎實驗》、《超大規模集成電路設計實驗》、《平面工藝實驗》、《微電子器件原理》、《微電子器件工藝原理》等教材。
在重編實驗教材時，改掉了"；使用說明"；式的教材編寫模式。力圖使實驗教材能配合實驗教學培養目標，啟發學生的想象力和創造力，尤其是誘發學生的原發性創新能力乃至創新沖動。
(2)對本科微電子學的教學計劃、教學大綱和教材進行了深入研究和大幅度調整，并充分考慮了實驗課與理論課的有機結合。堅持并發展了我校微電子專業在器件工藝實驗上的特色和優勢，通過對實驗課及其內容進行整合更新，使實驗更具綜合性。如將過去的單一平面工藝實驗與測試分析技術有機的結合，將原來相互脫節的芯片工藝、參數測試、物理測試等有機地整合在一起，以便充分模擬真實芯片工藝流程。使學生在獨立制造出半導體器件的同時，能對工藝控制進行實時綜合分析。
(3)引入了國際上最通用、最先進的超大規模集成電路系統設計教學軟件(如CADENCE等)，使學生迅速地掌握超大規模集成電路設計的先進基本技術，激發其創造性。為了保證這一教學目的的實現，我們對
專業的整體教學計劃做了與之配合的調整。在第5學期加強了電子線路系統設計(如EDA、PSPICE等)的課程和實驗內容。在教學的第4學年又預留了足夠的學時，作為學生進一步掌握這一工具的選修題目的綜合訓練。
(4)所有的實驗根據專業基礎課的進度分段對各年級學生隨時開放。學生根據已掌握的專業理論知識和實驗指導書選擇實驗項目，提出實驗路線。鼓勵學生對可提供的實驗設施作自擬的整合，促進學生對實驗課程的全身心的投入。
在實驗成績的評定上，不簡單地看實驗結果的正確與否，同時注重實驗方案的合理性和創造性，注重是否能對實驗現象有較敏銳的觀察、分析和處理能力。
(5)通過送出去的辦法，把教師和實驗人員送到器件公司、設計公司培訓，并積極開展了校內、校際間的進修培訓。推促教師在專業基礎和實驗兩方面交叉教學，提高了教師隊伍的綜合素質。
(6)將集成電路設計實驗室建設成為電子信息類本科生的生產實習基地，為此，我們參加了中芯國際等公司的多項目晶圓計劃。
加入了國內外EDA公司的大學計劃，以利于實驗室建設發展和提高教學質量，如華大公司支持微電子實驗室建設，贈送人民幣1100萬元軟件(RFIC，SOC等微電子前沿技術)已進入實驗教學。
5結語
大規模集成電路范文4
電子產品在社會生活各個領域的廣泛運用，技術精良，功能齊全，造型優美，使用方便等要求，使其產品結構正朝著微型化、小型化方向發展?，F代電子組裝技術的發展、大規模集成電路、功能集成件及系統功能集成件不斷涌現，為實現上述要求提供了技術保證。而作為電子產品基礎的各種電子元件則由大、重、厚，向短、小、輕、薄方向發展。如在電子產品結構材料上可以使用一些塑料的電子材料、鈦合金、鎂合金或是一些工程塑料合金來實現電子產品的輕薄化。而在連接設計上可用無引線的片式元件（SMC）和片狀器件（SMD）實現短小化。貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1／10左右。一般采用SMT之后，電子產品體積縮小40%～60%，重量減輕60%～80%。如目前的手機和掌上電腦的結構和組裝。其結構材料一般采用工程塑料，結構形式也各不相同，但基本都是采用螺釘、內外卡連接固定，用表面貼裝技術裝配而成的微型化產品。
2綠色化
綠色化是電子技術未來發展的必然趨勢。2006年7月1日歐盟《關于在電子電器設備中限制使用某些有害物質指令（RoHS）》正式生效。RoHS要求電子電器產品中所用的元器件原材料（單一均質材料）中的六種有害物質含量不能超過限額值。目前限制使用的物質有鉛（Pb）、鎘(Cd)、汞(Hg)、六價鉻(Cr+6)、多嗅聯苯(PBB)、多嗅二苯醚(PBDE)，其限量標準分別是：1000mg/kg、100mg/kg、1000mg/kg、1000mg/kg、1000mg/kg、1000mg/kg。我國也與2006年2月28日正式了《電子信息產品污染控制管理辦法》。這一系列與此對應的辦法的實施，有助于保護人類健康和報廢電子電氣設備合乎環境要求的回收惡化處理，同時也是一個技術壁壘，提高產品進入市場的準入門檻，使科技和環保實現可持續發展。人與自然界的和諧統一。
3集成化
它主要包括三個方面：現代技術的集成、加工技術的集成和企業管理的集成。其中，實現電子系統集成化的關鍵是微組裝技術（MicroelectronicsPackagingTechnology，簡稱為MPT）和表面組裝技術（SurfaceMountingTechnology，簡稱為SMT）。MPT利用三維微型組件、大規模集成電路（VLSIC）、超大規模集成電路（ULSIC）和超高速集成電路（UHSIC）等元器件，采用自動表面安裝、多層混合組裝和裸芯片組裝方法來實現電子產品的集成化。SMT則是用自動組裝設備將片式化、微型化的無引線或短引線表面組裝元件、器件直接貼、焊到印制線路板表面或其他基板的表面位置上來實現電子產品的集成化。
4高精度，多功能和智能化
現代電子技術往往要求高精度，多功能和智能化，有的還引入了計算機系統，因而其控制系統較為復雜。精密機械廣泛地應用于電子設備是現代電子設備的一大特點。高精度往往要求超凈、超純和超精。例如在微電子制造中，不僅對加工車間里的塵埃顆粒直徑，顆粒數，芯片材料中的有害雜質含量有嚴格限制，甚至要求加工精度達到納米級。
智能化裝備的基礎是計算機智能技術，目前計算機技術已經被廣泛應用于電子電路的設計和仿真，集成電路的版圖設計、印刷電路板（PCB）的設計和可編程器件的編程等各項工作中。自控技術、計算技術和精密機械的緊密結合使電子產品具有更全面的功能，比如具有更高級的人類思維能力，只有想不到沒有做不到。它們之間的緊密結合使電子設備的精度和自動化程度達到了相當高的水平。
大規模集成電路范文5
關鍵詞： 大規模集成電路 集成電路制造工藝 教學內容
21世紀以來，信息產業已成為我國國民經濟發展的支柱產業之一，同時也是衡量一個國家科技發展水平和綜合國力的重要指標。超大規模集成電路技術是信息產業的重要基礎，而集成電路制造工藝又是超大規模集成電路的核心技術。因此，對集成電路工藝的優化和創新就成為提高信息產業綜合實力，增強國家科技競爭力的關鍵所在。近年來，盡管我國微電子技術不斷進步，但與微電子技術發達的國家相比，仍存在著相當大的差距。因此，要實現由集成電路生產制造大國向集成電路研發強國的轉變，就迫切需要培養一批高質量的超大規模集成電路工藝技術人才[1]，這也正是《集成電路工藝原理》這門課程所要實現的目標。
然而，目前《集成電路工藝原理》課程的教學效果并不理想[2]，[3]，究其根本原因在于該課程存在內容陳舊、知識點離散、概念抽象、目標不明確等不足[4]。同時，由于大部分普通高校沒有足夠的實驗設備和模擬仿真實驗平臺，無法使學生熟悉和掌握工藝儀器的操作，導致學生所學知識與實際應用嚴重脫鉤，甚至失去學習積極性，產生厭學情緒。為此，依據我院微電子專業本科生的教學情況，我詳細分析了教學過程中存在的問題，提出了改革方案。
一、目前教學中存在的問題
1.學習目標不明確?，F有的教學內容往往采用先分別獨立講授單項加工工藝，待所有工藝全部講授完畢，再綜合利用所有工藝演示制作CMOS集成電路芯片的流程。這種教學模式會造成學生在前期的理論學習過程中目標不明確，無法掌握單項工藝在芯片加工中的作用，不能與實際器件加工進行對應，造成所學知識與實際應用嚴重錯位，降低了學生的學習積極性和主動性。
2.知識銜接性差。本課程的重點內容是集成電路工藝的物理基礎和基本原理，它涉及熱學、原子物理學、半導體物理等離子體物理、化學、流體力學等基礎學科，然而，大部分學生并未系統地學習過譬如等離子體物理、流體力學等課程，這就不可避免地造成了教學內容跨越性大的問題，無法實現知識的正常銜接，致使學生對基本概念和基本物理過程難以理解，從而影響學生的學習興趣。
3.課程內容抽象，不易理解。由于該課程的基本概念、物理原理和物理過程多而繁雜，再加上各種不同工藝之間的配合與銜接，導致內容抽象難懂。教師在課堂上按照常規講法，費時費力，學生對所講內容仍無法徹底理解，難以完成知識的遷移。
4.教學資源匱乏?，F有教材中嚴重缺乏集成電路加工方法的可視化資料，大量使用文字敘述描述物理過程和工藝流程，致使課程講授枯燥乏味，學生無法真正理解教學內容，很難產生學習興趣。
綜上所述，在現有集成電路工藝原理的教學過程中還存在一些嚴重影響教學質量的因素。為了響應國家“十二五”規劃中明確提出的建設創新型國家的任務，培養創新型大學生的要求，我們必須逐步改革和完善現有的教學內容及教學模式[5]，提高教學質量，為培養開創未來的全面發展型人才奠定基礎。
二、教學內容的整體規劃
為了讓學生明確教學目標，突出教學重點，需要摒棄傳統的教學思路[6]，構建“先整體、后部分；先目標、后工藝”的教學思路，對教學內容進行重新設計，使其更加符合學生的認知規律。我們拋棄了傳統的教學內容編排方式，提出了整個課程主要圍繞一個通用、典型的集成電路芯片的加工和制備展開，使學生明確本課程的教學目標。首先給出典型器件的模型，分析其各部分的材料和結構，明確器件的不同組成部分并進行歸類，依據器件加工的先后順序，然后模塊化講授器件每部分的加工方法、工藝原理和加工流程，逐步完成集成電路的全部制作，進而完成整個課程內容的講授。這樣就能用一條主線串起每塊學習內容，使學生明確每種工藝的原理、流程和用途，做到有的放矢，并能與實際應用較好地融合在一起，進而提高學生的學習主動性，增強課堂教學效果。
三、教學內容的選取與組織
1.教材的選擇
集成電路工藝的發展遵循摩爾定律，隨著理論的深入和技術的革新，現有的大部分《集成電路工藝原理》教材顯得陳舊、落后，無法適應現代工藝技術的發展和教學的需求。
為此，本課程的教材最好采用現有經典教材和前沿科學研究成果相結合的方式，現有經典教材有美國明尼蘇達大學的《微電子制造科學原理與工程技術》[3]和北京大學的《硅集成電路工藝基礎》[7]等，這些教材內容全面，幾乎覆蓋了所有的集成電路加工方法，而且原理講解深入透徹，具有較強的理論性。這些教材知識結構基本上是按照傳統的教學思路編排，所以要打破這種思維的束縛，設計出一個具有代表性器件的加工過程，然后把教材中的工藝原理、工藝流程融入器件的加工過程中。這就要求我們不能照搬書本上的知識內容，需要根據課程的新設計方案重新整合講義。同時還應該注意，為了擴充學生的知識面，還應該摘取一些具有代表性的最新前沿成果，不僅使學生的知識體系具有完整性，而且能進一步調動他們的創造性。
2.教學內容的選取
依據課程“先整體、后部分；先目標、后工藝”的教學思路，采用“范例”教學模式，教學內容可以劃分為九大知識模塊：典型CMOS器件、外延、氧化、擴散、離子注入、物理氣相淀積、化學氣相淀積、光刻與刻蝕、隔離與互聯。首先，通過一個典型CMOS器件的結構分析，獲得制作一個芯片所需的材料與結構，然后簡要給出不同材料和結構的加工方法，讓學生對課程整體內容有宏觀把握，初步了解每種工藝的基本功能。其次按照器件加工的順序，對不同工藝分別從發展歷史、工藝原理、工藝流程、工藝特點等方面進行詳細闡述，使學生對工藝原理深入理解，工藝流程熟練掌握，最后完成整個器件的制作。
3.教學內容的組織
對每部分教學內容要堅持“基礎知識銜接、主流工藝突出、淘汰工藝刪減、最新工藝提及”的原則。由于本課程以工藝的物理基礎和基本原理為重點內容，這是本課程的教學難點，為了讓學生更加清晰地理解和掌握其工藝原理，需要適當地補充一些課程必備的物理基礎知識。主流工藝是本課程的主要內容，要求學生對原理、流程、性能、使用范圍等深入理解，熟練掌握。因此，這部分內容要進行詳細講解。淘汰工藝是本課程的了解內容，目前淘汰工藝在現有教材中占據的篇幅和課時還比較多，且有喧賓奪主之勢，為了讓學生了解和熟悉集成電路工藝的發展歷史，需要進行適當的概括壓縮或刪減處理。最新工藝是本學科的前沿研究內容，為了擴充學生的知識，開闊學生的視野，應該適當地補充一些新型工藝技術，為學生將來進一步研究深造奠定基礎。
四、結語
《集成電路工藝原理》是微電子學專業本科生的一門重要的專業基礎課程，本課程的目的是使學生掌握集成電路制造工藝流程和基本原理。只有通過精心選擇優秀教材，合理設計教學內容，使理論與實踐緊密結合，才能激發學生的學習興趣和創新思維，進而有效地提高課堂教學質量，為培養科技創新型人才奠定基礎。
參考文獻：
[1]彭英才.兼談《集成電路工藝原理》課的教學體會與實踐[J]，高等理科教育，2003（50）.
[2]李尊朝.集成電路工藝課程教學改革探析[J].實驗科學與技術，2010（8）.
[3]李琦，趙秋明，段吉海.工程教育背景下“集成電路工藝”的教學探索[J].中國電力教育，2011.
[4]邵春聲.淺談《集成電路制造工藝》的課程建設和教學實踐[J].常州工學院學報，2010（23）.
[5]湯乃云.“集成電路工藝原理”課程建設與教學改革探討[J].中國電力教育，2012.
大規模集成電路范文6
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。
