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篇(1)

關(guān)鍵詞：模擬 集成電路 設(shè)計(jì) 自動(dòng)化綜合流程

中圖分類號(hào)：TN431 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（a）-0062-02

隨著超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，集成電路系統(tǒng)的規(guī)模越來越大。根據(jù)美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）的預(yù)測，到2005年，微電子工藝將完全有能力生產(chǎn)工作頻率為3.S GHz，晶體管數(shù)目達(dá)1.4億的系統(tǒng)芯片。到2014年芯片將達(dá)到13.5 GHz的工作頻率和43億個(gè)晶體管的規(guī)模。集成電路在先后經(jīng)歷了小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、甚大規(guī)模等歷程之后，ASIC已向系統(tǒng)集成的方向發(fā)展，這類系統(tǒng)在單一芯片上集成了數(shù)字電路和模擬電路，其設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜、繁重的工作，需要使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）工具以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)成本。

目前集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)的研究和開發(fā)工作主要集中在數(shù)字電路領(lǐng)域，產(chǎn)生了一些優(yōu)秀的數(shù)字集成電路高級(jí)綜合系統(tǒng)，有相當(dāng)成熟的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件工具來完成高層次綜合到低層次版圖布局布線，出現(xiàn)了SYNOPSYS、CADENCE、MENTOR等國際上著名的EDA公司。相反，模擬集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法的研究遠(yuǎn)沒有數(shù)字集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，模擬集成電路CAD發(fā)展還處于相當(dāng)滯后的水平，而且離實(shí)用還比較遙遠(yuǎn)。目前絕大部分的模擬集成電路是由模擬集成電路設(shè)計(jì)專家手工設(shè)計(jì)完成，即采用簡化的電路模型，使用仿真器對(duì)電路進(jìn)行反復(fù)模擬和修正，并手工繪制其物理版圖。傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)方式效率極低，無法適應(yīng)微電子工業(yè)的迅速發(fā)展。由于受數(shù)/?；旌霞哨厔莸耐苿?dòng)，模擬集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法的研究正逐漸興起，成為集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。工業(yè)界急需有效的模擬集成電路和數(shù)?；旌想娐吩O(shè)計(jì)的CAD工具，落后的模擬集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法和模擬CAD工具的缺乏已成為制約未來集成電路工業(yè)發(fā)展的瓶頸。

1 模擬集成電路的設(shè)計(jì)特征

為了縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，模擬電路的設(shè)計(jì)有人提出仿效數(shù)字集成電路標(biāo)準(zhǔn)單元庫的思想，建立一個(gè)模擬標(biāo)準(zhǔn)單元庫，但是最終是行不通的。模擬集成電路設(shè)計(jì)比數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)要復(fù)雜的得多，模擬集成電路設(shè)計(jì)主要特征如下。

（1）性能及結(jié)構(gòu)的抽象表述困難。數(shù)字集成電路只需處理僅有0和1邏輯變量，可以很方便地抽象出不同類型的邏輯單元，并可將這些單元用于不同層次的電路設(shè)計(jì)。數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)可以劃分為六個(gè)層次：系統(tǒng)級(jí)、芯片級(jí)（算法級(jí)），RTL級(jí)、門級(jí)、電路級(jí)和版圖級(jí)，電路這種抽象極大地促進(jìn)了數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)過程，而模擬集成電路很難做出這類抽象。模擬集成電路的性能及結(jié)構(gòu)的抽象表述相對(duì)困難是目前模擬電路自動(dòng)化工具發(fā)展相對(duì)緩慢，缺乏高層次綜合的一個(gè)重要原因。

（2）對(duì)干擾十分敏感。模擬信號(hào)處理過程中要求速度和精度的同時(shí)，模擬電路對(duì)器件的失配效應(yīng)、信號(hào)的耦合效應(yīng)、噪聲和版圖寄生干擾比數(shù)字集成電路要敏感得多。設(shè)計(jì)過程中必須充分考慮偏置條件、溫度、工藝漲落及寄生參數(shù)對(duì)電路特性能影響，否則這些因素的存在將降低模擬電路性能，甚至?xí)淖冸娐饭δ堋Ｅc數(shù)字集成電路的版圖設(shè)計(jì)不同，模擬集成電路的版圖設(shè)計(jì)將不僅是關(guān)心如何獲得最小的芯片面積，還必須精心設(shè)計(jì)匹配器件的對(duì)稱性、細(xì)心處理連線所產(chǎn)生的各種寄生效應(yīng)。在系統(tǒng)集成芯片中，公共的電源線、芯片的襯底、數(shù)字部分的開關(guān)切換將會(huì)使電源信號(hào)出現(xiàn)毛刺并影響模擬電路的工作，同時(shí)通過襯底禍合作用波及到模擬部分，從而降低模擬電路性能指標(biāo)。

（3）性能指標(biāo)繁雜。描述模擬集成電路行為的性能指標(biāo)非常多，以運(yùn)算放大器為例，其性能指標(biāo)包括功耗、低頻增益、擺率、帶寬、單位增益頻率、相位余度、輸入輸出阻抗、輸入輸出范圍、共模信號(hào)輸入范圍、建立時(shí)間、電源電壓抑制比、失調(diào)電壓、噪聲、諧波失真等數(shù)十項(xiàng)，而且很難給出其完整的性能指標(biāo)。在給定的一組性能指標(biāo)的條件下，通?？赡苡卸鄠€(gè)模擬電路符合性能要求，但對(duì)其每一項(xiàng)符合指標(biāo)的電路而言，它們僅僅是在一定的范圍內(nèi)對(duì)個(gè)別的指標(biāo)而言是最佳的，沒有任何電路對(duì)所有指標(biāo)在所有范圍內(nèi)是最佳的。

（4）建模和仿真困難。盡管模擬集成電路設(shè)計(jì)已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，但是模擬集成電路的建模和仿真仍然存在難題，這迫使設(shè)計(jì)者利用經(jīng)驗(yàn)和直覺來分析仿真結(jié)果。模擬集成電路的設(shè)計(jì)必須充分考慮工藝水平，需要非常精確的器件模型。器件的建模和仿真過程是一個(gè)復(fù)雜的工作，只有電路知識(shí)廣博和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的專家才能勝任這一工作。目前的模擬系統(tǒng)驗(yàn)證的主要工具是SPICE及基于SPICE的模擬器，缺乏具有高層次抽象能力的設(shè)計(jì)工具。模擬和數(shù)模混合信號(hào)電路與系統(tǒng)的建模和仿真是急需解決的問題，也是EDA研究的重點(diǎn)。VHDL-AMS已被IEEE定為標(biāo)準(zhǔn)語言，其去除了現(xiàn)有許多工具內(nèi)建模型的限制，為模擬集成電路開拓了新的建模和仿真領(lǐng)域。

（5）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層出不窮。邏輯門單元可以組成任何的數(shù)字電路，這些單元的功能單一，結(jié)構(gòu)規(guī)范。模擬電路的則不是這樣，沒有規(guī)范的模擬單元可以重復(fù)使用。

2 模擬IC的自動(dòng)化綜合流程

模擬集成電路自動(dòng)綜合是指根據(jù)電路的性能指標(biāo)，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)行為級(jí)描述到生成物理版圖的設(shè)計(jì)過程。在模擬集成電路自動(dòng)綜合領(lǐng)域，從理論上講，從行為級(jí)、結(jié)構(gòu)級(jí)、功能級(jí)直至完成版圖級(jí)的層次的設(shè)計(jì)思想是模擬集成電路的設(shè)計(jì)中展現(xiàn)出最好的前景。將由模擬集成電路自動(dòng)化綜合過程分為兩個(gè)過程。

模擬集成電路的高層綜合、物理綜合。在高層綜合中又可分為結(jié)構(gòu)綜合和電路級(jí)綜合。由系統(tǒng)的數(shù)學(xué)或算法行為描述到生成抽象電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)過程稱為結(jié)構(gòu)級(jí)綜合，將確定電路具體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和確定器件尺寸的參數(shù)優(yōu)化過程稱為電路級(jí)綜合。而把器件尺寸優(yōu)化后的電路圖映射成與工藝相關(guān)和設(shè)計(jì)規(guī)則正確的版圖過程稱為物理綜合。模擬集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

2.1 模擬集成電路高層綜合

與傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)模擬電路采用自下而上（Bottom-up）設(shè)計(jì)方法不同，模擬集成電路CAD平臺(tái)努力面向從行為級(jí)、結(jié)構(gòu)級(jí)、功能級(jí)、電路級(jí)、器件級(jí)和版圖級(jí)的（Top-down）的設(shè)計(jì)方法。在模擬電路的高層綜合中，首先將用戶要求的電路功能、性能指標(biāo)、工藝條件和版圖約束條件等用數(shù)學(xué)或算法行為級(jí)的語言描述。目前應(yīng)用的SPICE、MAST、SpectreHDL或者不支持行為級(jí)建模，或者是專利語言，所建模型與模擬環(huán)境緊密結(jié)合，通用性差，沒有被廣泛接受。IEEE于1999年3月正式公布了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)/模硬件描述語言VHDL-AMS。VHDL-1076.1標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)為模擬電路和混合信號(hào)設(shè)計(jì)的高層綜合提供了基礎(chǔ)和可能。VHDL一AMS是VHDL語言的擴(kuò)展，重點(diǎn)在模擬電路和混合信號(hào)的行為級(jí)描述，最終實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)?；旌闲盘?hào)的結(jié)構(gòu)級(jí)描述、仿真和綜合125，28]。為實(shí)現(xiàn)高層次的混合信號(hào)模擬，采用的辦法是對(duì)現(xiàn)有數(shù)字HDL的擴(kuò)展或創(chuàng)立新的語言，除VHDL.AMS以外，其它幾種模擬及數(shù)/模混合信號(hào)硬件描述語言的標(biāo)準(zhǔn)還有MHDL和Verilog-AMS。

2.2 物理版圖綜合

高層綜合之后進(jìn)入物理版圖綜合階段。物理綜合的任務(wù)是從具有器件尺寸的電路原理圖得到與工藝條件有關(guān)和設(shè)計(jì)規(guī)則正確的物理版圖。由于模擬電路的功能和性能指標(biāo)強(qiáng)烈地依賴于電路中每一個(gè)元件參數(shù)，版圖寄生參數(shù)的存在將使元件參數(shù)偏離其設(shè)計(jì)值，從而影響電路的性能。需要考慮電路的二次效應(yīng)對(duì)電路性能的影響，對(duì)版圖進(jìn)行評(píng)估以保證寄生參數(shù)、器件失配效應(yīng)和信號(hào)間的禍合效應(yīng)對(duì)電路特性能影響在允許的范圍內(nèi)?；趦?yōu)化的物理版圖綜合在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)采用代價(jià)函數(shù)表示設(shè)計(jì)知識(shí)和各種約束條件，對(duì)制造成本和合格率進(jìn)行評(píng)估，使用模擬退火法來獲取最佳的物理版圖。基于規(guī)則的物理版圖綜合系統(tǒng)將模擬電路設(shè)計(jì)專家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)抽象為一組規(guī)則，并用這些規(guī)則來指導(dǎo)版圖的布線布局。在集成電路物理綜合過程中，在保證電路性能的前提下，盡量降低芯片面積和功耗是必要的。同時(shí)應(yīng)當(dāng)在電路級(jí)綜合進(jìn)行拓?fù)溥x擇和優(yōu)化器件尺寸階段對(duì)電路中各器件之間的匹配關(guān)系應(yīng)用明確的要求，以此在一定的拓?fù)浼s束條件下來指導(dǎo)模擬集成電路的版圖綜合。

模擬電路設(shè)計(jì)被認(rèn)為是一項(xiàng)知識(shí)面廣，需多階段和重復(fù)多次設(shè)計(jì)，常常要求較長時(shí)間，而且設(shè)計(jì)要運(yùn)用很多的技術(shù)。在模擬電路自動(dòng)綜合設(shè)計(jì)中，從行為描述到最終的版圖過程中，還需要用專門的CAD工具從電路版圖的幾何描述中提取電路信息過程。除電路的固有器件外，提取還包括由版圖和芯片上互相連接所造成的寄生參數(shù)和電阻。附加的寄生成分將導(dǎo)致電路特性惡化，通常會(huì)帶來不期望的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致工作頻率范圍的縮減和速度性能的降低。因此投片制造前必須經(jīng)過電路性能驗(yàn)證，即后模擬階段，以保證電路的設(shè)計(jì)符合用戶的性能要求。正式投片前還要進(jìn)行測試和SPICE模擬，確定最終的設(shè)計(jì)是否滿足用戶期望的性能要求。高層綜合和物理綜合從不同角度闡述了模擬集成電路綜合的設(shè)計(jì)任務(wù)。電路的拓?fù)溥x擇和幾何尺寸可以看成電路的產(chǎn)生方面，物理版圖綜合得到模擬集成電路的電路版圖，可以認(rèn)為電路的幾何設(shè)計(jì)方面。

參考文獻(xiàn)

篇(2)

關(guān)鍵詞：微電子科學(xué)技術(shù)；集成電路；小型化電路模式；方案設(shè)計(jì)

從目前微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)條件來說，我國成為世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)展和進(jìn)步最快的國家之一，加上現(xiàn)階段我國集成電路產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展水平得到了不斷提升和優(yōu)化，能夠進(jìn)一步為我國微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好環(huán)境。

一、微電子與集成電路技術(shù)特點(diǎn)

（一）集成電路特點(diǎn)

集成電路技術(shù)又被稱為微電路系統(tǒng)、微芯片系統(tǒng)以及芯片系統(tǒng)等，并且在電子技術(shù)應(yīng)用過程中，主要將電路結(jié)構(gòu)，比如：半導(dǎo)體裝置等小型設(shè)備化裝置，所以該電子元件一般應(yīng)用和制造在半導(dǎo)體元件的表面結(jié)構(gòu)上。電路集成板在生產(chǎn)和制造過程中，其半導(dǎo)體芯片表面結(jié)構(gòu)上的電路模式又被稱為薄膜集成電路。而另外結(jié)構(gòu)板的厚膜將混合成為集成電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)而由相對(duì)獨(dú)立的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)備以及被動(dòng)生產(chǎn)元件共同構(gòu)成，最終集合成小型化電路模式。其中集成電路設(shè)備和系統(tǒng)自身具備體積小，重量輕，引出線和焊接點(diǎn)少，壽命長，可靠性高，性能好等相關(guān)優(yōu)勢，除此之外，由于集成電路自身經(jīng)濟(jì)支出成本相對(duì)較低，有利于大面積生產(chǎn)，所以其設(shè)備不僅在工業(yè)生產(chǎn)、民用電子設(shè)備等，比如：收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備的到了廣泛的應(yīng)用和技術(shù)操作。

（二）微電子技術(shù)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)電子生產(chǎn)技術(shù)相比較，微電子技術(shù)自身具有顯著特點(diǎn)，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

第一，現(xiàn)代化微電子技術(shù)主要利用自身設(shè)備固態(tài)結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的微電子設(shè)備運(yùn)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息處理和系統(tǒng)加工。其中信號(hào)在實(shí)際傳輸過程中，能夠在績效尺寸內(nèi)開展一系列設(shè)備生產(chǎn)[1]。第二，微電子技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠?qū)⒆酉到y(tǒng)以及電子零部件集成為統(tǒng)一芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，所以其設(shè)備普遍具備較高的集成性和功能性特點(diǎn)。

二、微電子與集成電路發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步相對(duì)較晚，并且經(jīng)過長時(shí)間的技術(shù)研究和發(fā)展，我國電子科學(xué)技術(shù)行業(yè)已經(jīng)從初級(jí)自主創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)化、規(guī)模化的環(huán)境建設(shè)。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，我國在集成電路生產(chǎn)行業(yè)中始終保持優(yōu)質(zhì)的的發(fā)展趨勢和方向，同時(shí)從銷售經(jīng)濟(jì)角度來看，自動(dòng)進(jìn)入90年代后，集成化電路生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的始終保證在經(jīng)濟(jì)前端，其中集成電路生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)集中程度同樣的到了有效提升，但是由于我國經(jīng)濟(jì)得到了不斷提升，企業(yè)在集成電路生產(chǎn)過程中，同樣無法有效滿足市場的基礎(chǔ)要求，逐漸出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)無法平衡現(xiàn)狀。

根據(jù)現(xiàn)階段我國經(jīng)營實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，無論是國家發(fā)展還是社會(huì)進(jìn)步，始終重視集成電路以及微電子經(jīng)營發(fā)展，因此在國家的大力發(fā)展和支持條件下，我國在集成電路研究和探索領(lǐng)域中開始培養(yǎng)和引進(jìn)高精尖技術(shù)人才，許多高校同樣開設(shè)相關(guān)的課程內(nèi)容和技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)而為我國微電子以及集成電力培養(yǎng)大量人才。然而與發(fā)達(dá)國家相比較，我國微電子和集成電路產(chǎn)業(yè)上仍然存在著較大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)差距。

第一，我國微電子以及集成電路行業(yè)起步相對(duì)較晚，最終導(dǎo)致市場技術(shù)拓展能力較差，致使整體行業(yè)出現(xiàn)了記性問題[2]。除此之外，我國在集成電路產(chǎn)業(yè)以及微電子科學(xué)技術(shù)方面上，極少能夠進(jìn)入世界范圍內(nèi)的平臺(tái)中，因此大多數(shù)電子產(chǎn)品屬于自產(chǎn)自銷，嚴(yán)重缺少國際方面的競爭能力，第二，現(xiàn)階段我國大多數(shù)集成電路在研究過程中普遍屬于初級(jí)階段，但是由于集成電路以及微電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中明顯缺少基礎(chǔ)技術(shù)，最終造成集成電路產(chǎn)業(yè)明顯缺少核心競爭能力，致使研究技術(shù)人員以及技術(shù)水平明顯落后，一定程度上限制和約束了我國集成電路產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和進(jìn)步，最終無法構(gòu)成一定良性循環(huán)。

三、微電子與集成電路優(yōu)化途徑

（一）優(yōu)化產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)

在微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，應(yīng)該不斷優(yōu)化和完善產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而將高經(jīng)濟(jì)收益、高生產(chǎn)效率作為產(chǎn)品發(fā)展和生產(chǎn)的主要方向目標(biāo)。而在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)過程中，需要以芯片設(shè)計(jì)方案作為重點(diǎn)內(nèi)容，進(jìn)而有效符合經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的核心需求。加上現(xiàn)階段集成化產(chǎn)品芯片在方案設(shè)計(jì)上，還需要具備較大得技術(shù)創(chuàng)新空間，并且在其他產(chǎn)品的投入上，由于產(chǎn)品芯片自身屬于高收入、低投入的產(chǎn)品，所以從產(chǎn)品生產(chǎn)市場的總體需求量方面來看，集成芯片在行業(yè)應(yīng)用過程中的基礎(chǔ)需求不斷增加，進(jìn)而成為我國集成電路發(fā)展的主要優(yōu)勢和機(jī)遇。所以在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)上，還需要不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，進(jìn)而成為微電子與集成電路的核心技術(shù)優(yōu)勢。近幾年，我國產(chǎn)品在方案設(shè)計(jì)方面上，其發(fā)展力度和趨勢已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了產(chǎn)品生產(chǎn)方案的預(yù)期水平，甚至部分公司已經(jīng)具有較高的發(fā)展實(shí)力。但是及時(shí)我國集成電路技術(shù)發(fā)展不斷提升，我國在行業(yè)內(nèi)部工作核心效率以及質(zhì)量水平仍然達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，致使我國的集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的巨大的壓力。

（二）完善集成產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

在微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)在實(shí)際發(fā)展和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，其外部環(huán)境因素同樣成為重要環(huán)境因素之一，因此只有構(gòu)建出優(yōu)質(zhì)的發(fā)展環(huán)境和條件，才能有利于我國集成電力產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步[3]。

1.優(yōu)惠政策

在我國集成產(chǎn)業(yè)以及微電子科學(xué)技術(shù)應(yīng)用過程中，為了進(jìn)一步推動(dòng)集成電路行業(yè)的全面進(jìn)步，我國相繼出臺(tái)了集成電路行業(yè)以及微電流技術(shù)發(fā)展文件，進(jìn)而保證集成電路生產(chǎn)行業(yè)水平，其中政府在行業(yè)政策的優(yōu)惠和支持對(duì)于整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，起到了激勵(lì)作用和現(xiàn)實(shí)意義，從根本上強(qiáng)化了集成生產(chǎn)和制造企業(yè)技術(shù)水平，尤其是在生產(chǎn)以及應(yīng)用方向，能夠得到最大限度的優(yōu)惠。比如：政府在行業(yè)發(fā)展政策中，對(duì)于稅收方向的規(guī)定中，企業(yè)實(shí)際產(chǎn)生的稅收一旦超過百分之六，就可以有效實(shí)現(xiàn)了即征即退發(fā)展目標(biāo)，但是在實(shí)際操作過程中，對(duì)于芯片生產(chǎn)和制造廠家來說，企業(yè)實(shí)際產(chǎn)生的增值稅最高已經(jīng)達(dá)到60%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際上其他國家的增值稅收，因此實(shí)際操作過程中，其效果無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.審批流程

近幾年，由于我國大型集成電力再生產(chǎn)過程中，審批和操作手續(xù)相對(duì)比較復(fù)雜，致使無論是外部獨(dú)資，還是中外合資的企業(yè)，在審批和操作過程中過于繁瑣和復(fù)雜，難以快速通過正常的系統(tǒng)審批。為了進(jìn)一步有效解決政府審批問題，政府應(yīng)該在審批流程上，最大限度減少流程限制，從根本上推動(dòng)我國集成電路產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。

篇(3)

關(guān)鍵詞：集成電路專業(yè)；實(shí)踐技能；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-0845（2012）09-0102-02

集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國家安全的新戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國家核心競爭力的重要體現(xiàn)?！秶窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有很高的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。然而，目前很多應(yīng)屆畢業(yè)生實(shí)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(shè)計(jì)的能力。其主要原因是一些高校對(duì)集成電路專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠，技能培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容不明確，導(dǎo)致培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加強(qiáng)集成電路專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的目標(biāo)

集成電路專業(yè)是一門多學(xué)科交叉、高技術(shù)密集的學(xué)科，工程性和實(shí)踐性非常強(qiáng)。其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數(shù)字電路、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，以及集成電路制造的整個(gè)工藝流程，掌握集成電路設(shè)計(jì)基本理論和基本設(shè)計(jì)方法，掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具有集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測試及電子系統(tǒng)開發(fā)能力，能夠從事相關(guān)領(lǐng)域前沿技術(shù)工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。

根據(jù)集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們明確了集成電路專業(yè)的核心專業(yè)能力為：模擬集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、射頻集成電路設(shè)計(jì)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)四個(gè)方面。圍繞這四個(gè)方面的核心能力，集成電路專業(yè)人才實(shí)踐技能培養(yǎng)的主要目標(biāo)應(yīng)確定為：掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具備模擬集成電路設(shè)計(jì)能力、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力、射頻集成電路設(shè)計(jì)能力、集成電路版圖設(shè)計(jì)能力以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。

二、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的內(nèi)容

1.電子線路應(yīng)用模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生具有模擬電路、數(shù)字電路和信號(hào)處理等方面的應(yīng)用能力。其課程主要包含模擬電路、數(shù)字電路、電路分析、模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以及電路分析實(shí)驗(yàn)等。

2.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識(shí)，具備能夠從事面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。其課程主要有C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)、傳感器原理、傳感器接口電路設(shè)計(jì)、FPGA原理與應(yīng)用及SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生熟悉半導(dǎo)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(shè)計(jì)能力。其課程主要包含半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體材料、集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)和集成電路版圖設(shè)計(jì)等。

4.模擬集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，熟悉模擬集成電路設(shè)計(jì)流程，熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含模擬電路、半導(dǎo)體物理、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路CAD設(shè)計(jì)、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設(shè)計(jì)方法和混合集成電路設(shè)計(jì)等。此外，還包括Synopsis認(rèn)證培訓(xùn)相關(guān)課程。

5.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含數(shù)字電路、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、硬件描述語言、VLSI測試技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)綜合和時(shí)序分析等。

6.射頻集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握射頻集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)、電磁場技術(shù)、電磁場與

天線和通訊原理等。

在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、安排上要符合認(rèn)識(shí)規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)與基本技能的訓(xùn)練，既要有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)取的科學(xué)精神，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又要保證基礎(chǔ)，注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，強(qiáng)化綜合和創(chuàng)新。因此，在集成電路專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上，應(yīng)減少緊隨理論課開設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例，增加綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使學(xué)有余力的學(xué)生能發(fā)揮潛能，有利于因材施教。

三、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的策略

1.改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。學(xué)校應(yīng)抓住教育部本科教學(xué)水平評(píng)估的機(jī)會(huì)，加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，加大實(shí)驗(yàn)室軟、硬件建設(shè)力度。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè)，制訂修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件，修訂完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和指導(dǎo)。

2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。應(yīng)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，科學(xué)安排課程實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給學(xué)生充分的自由空間，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考應(yīng)該怎樣做，使實(shí)驗(yàn)成為可以激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的結(jié)合點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)新提供條件。應(yīng)注重利用多媒體技術(shù)來豐富和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，如借助實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)，利用仿真技術(shù)，加強(qiáng)新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，使學(xué)生增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。高水平的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。應(yīng)制定完善的有利于實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)的制度，對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的人員數(shù)量編制、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，從職稱、待遇等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍予以傾斜，保證實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的穩(wěn)定和發(fā)展。

4.保障實(shí)習(xí)基地建設(shè)，增加就業(yè)競爭能力。開展校內(nèi)外實(shí)習(xí)是提高學(xué)生實(shí)踐技能的重要手段。

實(shí)習(xí)基地是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)、提高實(shí)踐技能的重要場所，對(duì)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學(xué)校應(yīng)積極聯(lián)系那些具有一定實(shí)力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè)，給能夠提供實(shí)習(xí)場所并愿意支持學(xué)校完成實(shí)習(xí)任務(wù)的單位掛實(shí)習(xí)基地牌匾。另外，可以把企業(yè)請(qǐng)進(jìn)來，聯(lián)合構(gòu)建集成電路專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地，把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來，實(shí)現(xiàn)在校教育與產(chǎn)業(yè)需求的無縫聯(lián)接。

5.重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是集成電路專業(yè)教學(xué)中最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)工作一般都被安排在最后一個(gè)學(xué)期，此時(shí)學(xué)生面臨找工作和準(zhǔn)備考研復(fù)試的問題，畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和質(zhì)量有時(shí)很難保證。為了進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，應(yīng)讓學(xué)生從大學(xué)四年級(jí)上半學(xué)期就開始畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)槟菚r(shí)學(xué)生已經(jīng)完成基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，部分完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而專業(yè)課教師往往就是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師，在此時(shí)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面可以和專業(yè)課學(xué)習(xí)緊密結(jié)合起來，另一方面便于指導(dǎo)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育和督促。

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過選題來確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和主要內(nèi)容，是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，決定著畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。因此教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)應(yīng)從幫助學(xué)生選好設(shè)計(jì)題目開始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要符合本學(xué)科研究和發(fā)展的方向，在選題過程中要注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問題的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，可以讓學(xué)生們適當(dāng)?shù)貐⑴c教師的科研活動(dòng)，以激發(fā)其專業(yè)課學(xué)習(xí)的熱情，在科研實(shí)踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。

6.全面考核評(píng)價(jià)，科學(xué)檢驗(yàn)技能培養(yǎng)的效果。實(shí)踐技能考核是檢驗(yàn)實(shí)踐培訓(xùn)效果的重要手段。相比理論教學(xué)的考核，實(shí)踐教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)不易把握，操作困難，因此各高校普遍缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)的考核，影響了實(shí)踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐技能培養(yǎng)貫穿于大學(xué)四年，每個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的考核，既要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，也要加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的考核。

對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行過程中進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控，教師要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作表現(xiàn)、學(xué)術(shù)態(tài)度以及參與程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)；事后考核是指實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩部分構(gòu)成實(shí)驗(yàn)課考核成績，并于期末計(jì)入課程總成績。這樣做使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度大大提高，能夠有效地提高實(shí)驗(yàn)課效果。此外，還可將學(xué)生結(jié)合教師的科研開展實(shí)驗(yàn)的情況計(jì)入實(shí)驗(yàn)考核。

7.借助學(xué)科競賽，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學(xué)科競賽是通過針對(duì)基本理論知識(shí)以及解決實(shí)際問題的能力設(shè)計(jì)的、以學(xué)生為參賽主體的比賽。學(xué)科競賽能夠在緊密結(jié)合課堂教學(xué)或新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以競賽的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生通過完成競賽任務(wù)來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及研究的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神。

在參加競賽的整個(gè)過程中，學(xué)生不僅需要對(duì)學(xué)習(xí)過的若干門專業(yè)課程進(jìn)行回顧，靈活運(yùn)用，還要查閱資料、搜集信息，自主提出設(shè)計(jì)思想和解決問題的辦法，既檢驗(yàn)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，又促使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)，最終使學(xué)生的動(dòng)手能力、自學(xué)能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學(xué)生在參賽過程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，認(rèn)真總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)，分析由此暴露出的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的問題和不足，能夠相應(yīng)地改進(jìn)教學(xué)方法與內(nèi)容，有利于提高技能教學(xué)的有效性。

此外，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)校內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目的研究可以極大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

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篇(4)

第一條為支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，規(guī)范集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項(xiàng)資金（以下簡稱“研發(fā)資金”）管理，發(fā)揮資金使用效益，根據(jù)《中華人民共和國預(yù)算法》的有關(guān)規(guī)定和國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策要求，制定本辦法。

第二條本辦法所稱研發(fā)資金，是指由中央財(cái)政預(yù)算安排，專項(xiàng)用于支持集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)活動(dòng)的資金。

第三條研發(fā)資金的管理和使用遵循以下原則：

（一）符合國家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向；

（二）符合研發(fā)資金申報(bào)指南的要求；

（三）引導(dǎo)集成電路產(chǎn)業(yè)加快技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品開發(fā)，提高研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化水平；

（四）促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，鼓勵(lì)聯(lián)合開發(fā)；

（五）有利于培養(yǎng)、引進(jìn)和獎(jiǎng)勵(lì)集成電路產(chǎn)業(yè)人才；

（六）科學(xué)、高效。

第二章申報(bào)條件

第四條申報(bào)企業(yè)應(yīng)具備以下條件：

（一）在中華人民共和國境內(nèi)（不含香港、澳門、臺(tái)灣）注冊(cè)，具有獨(dú)立法人資格，經(jīng)集成電路認(rèn)定主管部門確認(rèn)的從事集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試的企業(yè)；

（二）有符合申報(bào)指南要求的研發(fā)活動(dòng)方案；

（三）具備所申報(bào)研發(fā)活動(dòng)的能力，內(nèi)部管理和財(cái)務(wù)制度健全；

（四）依法經(jīng)營，照章納稅。

第五條申報(bào)研發(fā)資金應(yīng)提供以下材料：

（一）研發(fā)資金申請(qǐng)報(bào)告；

（二）營業(yè)執(zhí)照復(fù)印件；

（三）資質(zhì)認(rèn)定證明；

（四）經(jīng)合法中介機(jī)構(gòu)審計(jì)的前兩個(gè)年度會(huì)計(jì)報(bào)表；

（五）審查委員會(huì)要求提供的其他材料。

第三章申報(bào)及管理程序

第六條研發(fā)資金實(shí)行審查委員會(huì)審議和批復(fù)制度，審查委員會(huì)由財(cái)政部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、信息產(chǎn)業(yè)部組成。

第七條研發(fā)資金的申報(bào)及管理程序?yàn)椋?/p>

（一）根據(jù)審查委員會(huì)的要求，國家發(fā)展和改革委員會(huì)會(huì)同信息產(chǎn)業(yè)部組織專家擬定并申報(bào)指南；

（二）符合申報(bào)條件的企業(yè)，按申報(bào)指南和申報(bào)條件要求，向信息產(chǎn)業(yè)部申報(bào)；

（三）信息產(chǎn)業(yè)部匯總整理申報(bào)材料，研究提出研發(fā)資金安

排方案，提交審查委員會(huì)，審查委員會(huì)審核批準(zhǔn)后，由財(cái)政部下

達(dá)資金預(yù)算。

第四章資助標(biāo)準(zhǔn)及資金使用

第八條研發(fā)資金采取無償資助方式。對(duì)單個(gè)研發(fā)活動(dòng)的資助金額一般不超過該研發(fā)活動(dòng)成本的50％。

第九條研發(fā)資金不得用于研發(fā)活動(dòng)以外的支出。可以參照以下方面使用：

（一）人工費(fèi)，含集成電路人才培養(yǎng)、引進(jìn)和獎(jiǎng)勵(lì)費(fèi)用；

（二）專用儀器及設(shè)備費(fèi)；

（三）專門用于研發(fā)活動(dòng)的咨詢和等效服務(wù)費(fèi)用；

（四）因研發(fā)活動(dòng)而直接發(fā)生的如材料、供應(yīng)品等日常費(fèi)用；

（五）因研發(fā)活動(dòng)而直接發(fā)生的間接支出；

（六）為管理研發(fā)資金而發(fā)生的必要費(fèi)用。

第五章監(jiān)督管理

第十條研發(fā)資金由審查委員會(huì)委托的機(jī)構(gòu)與獲得資助的企業(yè)簽訂協(xié)議書。

第十一條審查委員會(huì)按照協(xié)議書規(guī)定對(duì)研發(fā)資金的使用進(jìn)行監(jiān)督管理，具體工作由信息產(chǎn)業(yè)部負(fù)責(zé)。

第十二條年度終了后，信息產(chǎn)業(yè)部應(yīng)編制該年度研發(fā)資金決算報(bào)表，在次年3月1日煎報(bào)送財(cái)政部，經(jīng)審查委員會(huì)審核后，財(cái)政部予以批復(fù)。

第十三條享受研發(fā)資金資助的企業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)法律和行政法規(guī)的規(guī)定。審查委員會(huì)要對(duì)研發(fā)資金的績效情況進(jìn)行考評(píng)，具體工作由信息產(chǎn)業(yè)部組織。

篇(5)

關(guān)鍵詞：微電子實(shí)驗(yàn)室；集成電路設(shè)計(jì)；微電子工藝；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；

作者簡介：李建軍(1980—)，男，四川江油，博士，副教授，主要從事超大規(guī)模集成電路教學(xué)與科研工作

當(dāng)前，全球微電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，22nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)已量產(chǎn)，以微電子集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)已成為全球第一大產(chǎn)業(yè)，而我國的微電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)同國外比還有較大的差距，集成電路設(shè)計(jì)和微電子工藝方面的人才比較匱乏。當(dāng)前和今后一段時(shí)期是我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期和攻堅(jiān)期，2014年6月我國了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》以加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并明確指出“重點(diǎn)支持集成電路制造領(lǐng)域”[1]。因此，為適應(yīng)該領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的人才需求，亟須加強(qiáng)對(duì)微電子和集成電路相關(guān)專業(yè)本科生的工藝實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)其創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

高校實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力重要基地，也是開展教學(xué)、科研、生產(chǎn)實(shí)踐三結(jié)合的重要場所[2-3]，特別是對(duì)于實(shí)踐性強(qiáng)的微電子學(xué)科，實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，建設(shè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室并開展實(shí)踐與創(chuàng)新相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能更多、更有效地培養(yǎng)滿足社會(huì)急需的微電子技術(shù)人才[4]。

1微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)思想

微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及人才的培養(yǎng)是以國家對(duì)微電子技術(shù)人才的需求為目的，以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。近10多年來是我國微電子和集成電路產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展時(shí)期，2000年和2011年國家先后出臺(tái)了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》、《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，到2014年了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》。在政策導(dǎo)向下，高校微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)的建設(shè)成就也十分顯著。但是，我國的微電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)同國外比還有較大的差距，這其中縮小差距重要的一點(diǎn)是縮小微電子實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的差距。因此，對(duì)于高校微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)發(fā)展還需進(jìn)一步的改革創(chuàng)新[5-7]。

微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》為導(dǎo)則，明確國家教育改革戰(zhàn)略目標(biāo)和戰(zhàn)略主題是優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，豐富社會(huì)實(shí)踐，強(qiáng)化能力培養(yǎng)，要著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力[8]。

在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的措施實(shí)施上，一是貫徹實(shí)施《高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程》，進(jìn)一步推動(dòng)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，提升高等學(xué)校辦學(xué)水平，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提高教育質(zhì)量；二是貫徹實(shí)施《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃》，面向微電子產(chǎn)業(yè)，按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程和創(chuàng)新能力[9-10]。

2微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為適應(yīng)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和我國電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)微電子專業(yè)人才的大量需求，從2002年起我校就對(duì)微電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了改造，并持續(xù)進(jìn)行了升級(jí)換代建設(shè)，截止到目前共計(jì)投入了800余萬元的建設(shè)經(jīng)費(fèi)。我校的微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要包括2方面的內(nèi)容，一是微電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，二是微電子工藝實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。目前，微電子實(shí)驗(yàn)室可滿足每年500人的實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)模以及高水平實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)。學(xué)生在此完成集成電路芯片設(shè)計(jì)、制造的整個(gè)過程，并對(duì)制造的芯片進(jìn)行測試和分析。

2.1微電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

微電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室主要開展超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)以及微電子器件仿真和工藝模擬的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教學(xué)目的是使學(xué)生掌握超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的基本原理和方法，初步掌握用于集成電路設(shè)計(jì)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA(electronicdesignautomation)軟件工具的使用，以及掌握用于半導(dǎo)體工藝流程模擬和微電子器件仿真的工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)TCAD(technologycomputeraideddesign)軟件工具的使用。我校共計(jì)投資300余萬元用于微電子設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，建立了配備40臺(tái)SUNBlade工作站、面積100m2的專用教室，并專門建立了EDA、TCAD軟件校內(nèi)共享第二層交換網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以同時(shí)使用授權(quán)EDA、TCAD軟件。

微電子設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)包括以下內(nèi)容：

一是開設(shè)VHDL(高速硬件描述語言)程序?qū)嶒?yàn)，要求學(xué)生編寫邏輯電路的VHDL代碼，對(duì)程序代碼進(jìn)行仿真綜合。目的使學(xué)生掌握運(yùn)用VHDL語言進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)的技能。

二是開設(shè)FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生將綜合后的網(wǎng)表文件下載到FPGA器件中，對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行硬件驗(yàn)證。目的是使學(xué)生掌握電子設(shè)計(jì)的FPGA物理實(shí)現(xiàn)方法，以及應(yīng)用示波器等調(diào)試儀器對(duì)電路進(jìn)行診斷排錯(cuò)的技巧。

三是開設(shè)ASICAPR(專用集成電路自動(dòng)布局布線)版圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生將通過硬件驗(yàn)證過的電路設(shè)計(jì)，借助半定制的ASIC設(shè)計(jì)EDA工具，結(jié)合代工廠提供的標(biāo)準(zhǔn)單元庫，進(jìn)行自動(dòng)布局布線，得到所設(shè)計(jì)電路的物理版圖。目的是使學(xué)生掌握電子設(shè)計(jì)的AISC實(shí)現(xiàn)方法。

四是開設(shè)工藝模擬和器件仿真實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過TCAD軟件的學(xué)習(xí)熟悉集成電路制造工藝流程，并指定產(chǎn)生的器件結(jié)構(gòu)，在滿足制造設(shè)備的能力和精度下(即給定工藝參數(shù)范圍內(nèi))，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以仿真實(shí)現(xiàn)。

2.2微電子工藝實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

微電子技術(shù)的發(fā)展是以集成電路制造技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)為標(biāo)志，遵循摩爾定律，變化日新月異。雖然理想的工程教育要求教學(xué)最新最前沿的技術(shù)，但是不斷升級(jí)換代，昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用是任何高校都負(fù)擔(dān)不起的。況且，每一代集成電路制造技術(shù)的工藝流程都具有類似性，因此，單純追求工藝先進(jìn)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是沒有必要的。所以，結(jié)合實(shí)際教學(xué)資源情況，建設(shè)主流、典型工藝技術(shù)的工藝實(shí)驗(yàn)線，并開展理論聯(lián)系實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是微電子工藝實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重點(diǎn)。

我校先后投入500余萬元建設(shè)微電子工藝教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，建立了面積300m2的凈化室，具有主流CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝和具有代表性的雙極工藝完整流程，最小工藝線寬為1μm。并且，由于工藝設(shè)備條件的限制，因地制宜地開發(fā)了鋁柵CMOS工藝。這2類工藝實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)都為40學(xué)時(shí)，學(xué)生根據(jù)專業(yè)方向選擇具體工藝類型。

微電子工藝實(shí)驗(yàn)課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力，并通過實(shí)踐掌握集成電路制造工藝流程。

首先，通過TCAD軟件的學(xué)習(xí)熟悉集成電路制造工藝流程，按指定器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以仿真實(shí)現(xiàn)。并且，TCAD軟件是基于物理的器件仿真，不僅能夠得到最終的電學(xué)特性，還可以了解器件工作時(shí)內(nèi)部物理機(jī)制，能夠直觀分析器件內(nèi)部能帶、電場、電流以及載流子等的分布和變化，有助于學(xué)生分析工藝參數(shù)的變化對(duì)器件物理特性影響，從而最終導(dǎo)致電學(xué)參數(shù)的改變，從而有利于學(xué)生深入理解工藝原理與器件機(jī)理的聯(lián)系。

然后，根據(jù)設(shè)計(jì)的器件尺寸參數(shù)，采用L-edit圖形編輯器進(jìn)行器件版圖設(shè)計(jì)，并且選用已設(shè)計(jì)的器件單元來設(shè)計(jì)簡單的集成電路，如倒向器、或非門、與非門等電路。最后是進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用設(shè)計(jì)的版圖制作掩膜版。微電子工藝實(shí)驗(yàn)課程的工程化能力要求也主要體現(xiàn)在這一環(huán)節(jié)，一方面是工程化的理念，另一方面就是相應(yīng)的實(shí)踐能力。在這一過程既要培養(yǎng)實(shí)際操作能力，更要培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，分析工藝過程中的原因以及造成芯片測試參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)差別的原因。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)

2.3.1實(shí)驗(yàn)教材編寫

微電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的難點(diǎn)之一是實(shí)驗(yàn)步驟繁多，學(xué)生操作起來較為困難。其原因是國內(nèi)外缺乏針對(duì)本科學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，而EDA工具廠商提供的操作指南過于繁瑣，本科學(xué)生難以掌握。為配合上述實(shí)驗(yàn)的開展，課程組組織相關(guān)有實(shí)際ASIC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的教師編寫了《VLSI自動(dòng)布局布線(APR)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》實(shí)驗(yàn)教材，從操作原理、操作步驟、數(shù)據(jù)管理、報(bào)告撰寫等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，力求做到學(xué)生通過閱讀實(shí)驗(yàn)教材就能按圖索驥，自行完成實(shí)驗(yàn)流程。因此在教材的編寫上，不厭其詳，采用了大量的EDA工具實(shí)際操作的截面圖，力爭反映出每一個(gè)操作細(xì)節(jié)。

對(duì)于微電子工藝實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)工藝線實(shí)際條件開設(shè)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一是要具有代表性，二是要根據(jù)實(shí)際情況建立工藝流程。因此，也沒有現(xiàn)成的教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書可供選擇。課程組組織具有豐富工藝實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件編寫了對(duì)應(yīng)的、適用的《微電子器件設(shè)計(jì)與制造綜合性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》實(shí)驗(yàn)教材。

2.3.2多媒體資料制作

教學(xué)信息載體的多樣化，包括文字、圖片、音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)等載體，這是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。實(shí)驗(yàn)教學(xué)多媒體資料可以充分調(diào)動(dòng)教學(xué)要素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，融教與學(xué)為一體[11-12]。

為了讓學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)和微電子制造工藝有直觀的認(rèn)識(shí)。課程組結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過程，制作了全程相關(guān)單項(xiàng)工藝原理、流程及設(shè)備操作視頻演示多媒體資料。多媒體資料將動(dòng)畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進(jìn)行合理的處理，做到圖文聲像并茂。由于微電子實(shí)驗(yàn)課程是與實(shí)際聯(lián)系很緊密的課程，形象化教學(xué)素材十分豐富，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)提高教學(xué)效果、教學(xué)質(zhì)量非常有益。同時(shí)制作器件、集成電路電路的設(shè)計(jì)、仿真視頻演示多媒體資料，讓學(xué)生能快速熟悉設(shè)計(jì)軟件并理解設(shè)計(jì)方法。在熟悉微電子器件基本理論和集成電路制造工藝的基礎(chǔ)上，掌握器件和集成電路的設(shè)計(jì)方法，最后通過實(shí)驗(yàn)操作制作芯片并測試。

3微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效

充分發(fā)揮了以學(xué)生為主的教學(xué)形式，完成從設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)制作再到測試驗(yàn)證整個(gè)過程。每個(gè)學(xué)生都設(shè)計(jì)了各自結(jié)構(gòu)的器件，因此在器件制作過程中，每個(gè)學(xué)生就會(huì)切實(shí)關(guān)注每步工藝對(duì)器件性能的影響，在實(shí)際工藝過程中的操作鍛煉了動(dòng)手能力，在實(shí)踐過程中了解哪些工藝因素可能對(duì)器件造成影響。微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)將理論與實(shí)踐結(jié)合、創(chuàng)新與實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

微電子實(shí)驗(yàn)采用理論聯(lián)系實(shí)際的方式在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了“微電子工藝原理”課程的完整實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并因此而獲得2004年四川省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。此外，我?！半娮涌茖W(xué)與技術(shù)”在2012年全國學(xué)科評(píng)估中排名全國第一，其中微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本學(xué)科本科教學(xué)的重要組成部分。

我校微電子實(shí)驗(yàn)室除了滿足每年本校500人的實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還向其他高?；蚨?jí)學(xué)院開設(shè)微電子實(shí)驗(yàn)課程，如西南交通大學(xué)和電子科技大學(xué)成都學(xué)院，起到了教學(xué)資源共享，以及輻射帶動(dòng)作用。

篇(6)

集成電路是當(dāng)今信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的基礎(chǔ)和源動(dòng)力，已經(jīng)高度滲透與融合到國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的每個(gè)領(lǐng)域，其技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志之一[1]，美國更將其視為未來20年從根本上改造制造業(yè)的四大技術(shù)領(lǐng)域之首。我國擁有全球最大、增長最快的集成電路市場，2013年規(guī)模達(dá)9166億元，占全球市場份額的50%左右。近年來，國家大力發(fā)展集成電路，在上海浦東等地建立了集成電路產(chǎn)業(yè)基地，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試等方面的專門技術(shù)人才需求巨大。為了適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求，推進(jìn)我國集成電路發(fā)展，許多高校開設(shè)了電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，以培養(yǎng)集成電路方向的專業(yè)人才。集成電路版圖設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)與集成電路工藝之間必不可少的環(huán)節(jié)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，在從事集成電路設(shè)計(jì)工作的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生中，由于具有更多的電路知識(shí)儲(chǔ)備，研究生的從業(yè)比例比本科生高出很多。而以集成電路版圖為代表包括集成電路測試以及工藝等與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的工作，相對(duì)而言對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)的要求低很多。因而集成電路版圖設(shè)計(jì)崗位對(duì)本科生而言更具競爭力。在版圖設(shè)計(jì)崗位工作若干年知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累也將有利于從事集成電路設(shè)計(jì)工作。因此，版圖設(shè)計(jì)工程師的培養(yǎng)也成為了上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)的重要方向和辦學(xué)特色。本文根據(jù)上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)的目標(biāo)，結(jié)合本校人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，就集成電路版圖設(shè)計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

一、優(yōu)化理論教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，突出課程特點(diǎn)

集成電路版圖作為一門電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課程，教學(xué)內(nèi)容與電子技術(shù)（模擬電路和數(shù)字電路）、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等先修課程中的電路理論、器件基礎(chǔ)和工藝原理等理論知識(shí)緊密聯(lián)系，同時(shí)版圖設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)踐特點(diǎn)。因此，必須從本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)和整個(gè)專業(yè)課程布局出發(fā)，注重課程與其他課程承前啟后，有機(jī)融合，摸索出一套實(shí)用有效的教學(xué)方法。在理論授課過程中從集成電路的設(shè)計(jì)流程入手，在CMOS集成電路和雙極集成電路基本工藝進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，從版圖基本單元到電路再到芯片循序漸進(jìn)地講授集成電路版圖結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理和方法，做到與上游知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通。

集成電路的規(guī)模已發(fā)展到片上系統(tǒng)（SOC）階段，教科書的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于集成電路技術(shù)的發(fā)展速度。集成電路工藝線寬達(dá)到了納米量級(jí)，對(duì)于集成電路版圖設(shè)計(jì)在當(dāng)前工藝條件下出現(xiàn)的新問題和新規(guī)則，通過查閱最新的文獻(xiàn)資料，向?qū)W生介紹版圖設(shè)計(jì)前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢，開拓學(xué)生視野，提升學(xué)習(xí)熱情。在課堂教學(xué)中盡量減少冗長的公式和繁復(fù)的理論推導(dǎo)，將理論講解和工程實(shí)踐相結(jié)合，通過工程案例使學(xué)生了解版圖設(shè)計(jì)是科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。比如，在有關(guān)天線效應(yīng)的教學(xué)過程中針對(duì)一款采用中芯國際（SMIC）0.18um 1p6m工藝的雷達(dá)信號(hào)處理SOC 芯片，結(jié)合跳線法和反偏二極管的天線效應(yīng)消除方法，詳細(xì)闡述版圖設(shè)計(jì)中完全修正天線規(guī)則違例的關(guān)鍵步驟，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了較好的教學(xué)效果。

集成電路版圖起著承接電路設(shè)計(jì)和芯片實(shí)現(xiàn)的重要作用。通過版圖設(shè)計(jì)，可以將立體的電路轉(zhuǎn)化為二維的平面幾何圖形，再通過工藝加工轉(zhuǎn)化為基于半導(dǎo)體硅材料的立體結(jié)構(gòu)[2]。集成電路版圖設(shè)計(jì)是集成電路流程中的重要環(huán)節(jié)，與集成電路工藝密切相關(guān)。為了讓學(xué)生獲得直觀、準(zhǔn)確和清楚的認(rèn)識(shí)，制作了形象生動(dòng)、圖文并茂的多媒體教學(xué)課件，將集成電路典型的設(shè)計(jì)流程、雙極和CMOS集成電路工藝流程、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)、版圖的層次等內(nèi)容以圖片、Flash動(dòng)畫、視頻等形式進(jìn)行展示。

版圖包含了集成電路尺寸、各層拓?fù)涠x等器件相關(guān)的物理信息數(shù)據(jù)[3]。掩膜上的圖形決定著芯片上器件或連接物理層的尺寸。因此版圖上的幾何圖形尺寸與芯片上物理層的尺寸直接相關(guān)。而集成電路制造廠家根據(jù)版圖數(shù)據(jù)來制造掩膜，對(duì)于同種工藝各個(gè)foundry廠商所提供的版圖設(shè)計(jì)規(guī)則各不相同[4]。教學(xué)實(shí)踐中注意將先進(jìn)的典型芯片版圖設(shè)計(jì)實(shí)例引入課堂，例如舉出臺(tái)灣積體電路制造公司（TSMC）的45nm CMOS工藝的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的芯片版圖實(shí)例，讓學(xué)生從當(dāng)今業(yè)界實(shí)際制造芯片的角度學(xué)習(xí)和掌握版圖設(shè)計(jì)的規(guī)則，同時(shí)切實(shí)感受到模擬版圖和數(shù)字版圖設(shè)計(jì)的藝術(shù)。

二、利用業(yè)界主流EDA工具，構(gòu)建基于完整版圖設(shè)計(jì)流程的實(shí)驗(yàn)體系

集成電路版圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用了Cadence公司的EDA工具進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)。Cadence的EDA產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，包括系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、集成電路（IC）綜合及布局布線、物理驗(yàn)證、PCB設(shè)計(jì)和硬件仿真建模模擬、混合信號(hào)及射頻IC設(shè)計(jì)、全定制IC設(shè)計(jì)等。全球知名半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)公司如AMD、NEC、三星、飛利浦均將Cadence軟件作為其全球設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。將業(yè)界主流的EDA設(shè)計(jì)軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生畢業(yè)后很快適應(yīng)崗位，盡快進(jìn)入角色。

專業(yè)實(shí)驗(yàn)室配備了多臺(tái)高性能Sun服務(wù)器、工作站以及60臺(tái)供學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的PC機(jī)。服務(wù)器中安裝的Cadence 工具主要包括：Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、電路圖設(shè)計(jì)工具Composer、電路模擬工具Analog Artist、版圖設(shè)計(jì)工具Virtuoso Layout Editing、版圖驗(yàn)證工具Dracula 和Diva、自動(dòng)布局布線工具Preview和Silicon Ensemble。

Cadence軟件是按照庫（Library）、單元（Cell）、和視圖（View）的層次實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的管理。庫、單元和視圖三者之間的關(guān)系為庫文件是一組單元的集合，包含著各個(gè)單元的不同視圖。庫文件包括技術(shù)庫和設(shè)計(jì)庫兩種，設(shè)計(jì)庫是針對(duì)用戶設(shè)立，不同的用戶可以有不同的設(shè)計(jì)庫。而技術(shù)庫是針對(duì)工藝設(shè)立，不同特征尺寸的工藝、不同的芯片制造商的技術(shù)庫不同。為了讓學(xué)生在掌握主流EDA工具使用的同時(shí)對(duì)版圖設(shè)計(jì)流程有準(zhǔn)確、深入的理解，安排針對(duì)無錫上華公司0.6um兩層多晶硅兩層金屬（Double Poly Double Metal）混合信號(hào)CMOS工藝的一系列實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握包括從電路圖的建立、版圖建立與編輯、電學(xué)規(guī)則檢查（ERC），設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）、到電路圖-版圖一致性檢查（LVS）的完整的版圖設(shè)計(jì)流程[5]。通過完整的基于設(shè)計(jì)流程的版圖實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能較好地掌握電路設(shè)計(jì)工具Composer、版圖設(shè)計(jì)工具Virtuoso Layout Editor以及版圖驗(yàn)證工具Dracula和Diva的使用，同時(shí)對(duì)版圖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟形成清晰的認(rèn)識(shí)。

以下以CMOS與非門為例，介紹基于一個(gè)完整的數(shù)字版圖設(shè)計(jì)流程的教學(xué)實(shí)例。

在CMOS與非門的版圖設(shè)計(jì)中，首先要求學(xué)生建立設(shè)計(jì)庫和技術(shù)庫，在技術(shù)庫中加載CSMC 0.6um的工藝的技術(shù)文件，將設(shè)計(jì)庫與技術(shù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)。然后在設(shè)計(jì)庫中用Composer中建立相應(yīng)的電路原理圖（schematic），進(jìn)行ERC檢查。再根據(jù)電路原理圖用Virtuoso Layout Editor工具繪制對(duì)應(yīng)的版圖（layout）。版圖繪制步驟依次為MOS晶體管的有源區(qū)、多晶硅柵極、MOS管源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔、P+注入、N阱、N阱接觸、N+注入、襯底接觸、金屬連線、電源線、地線、輸入及輸出。基本的版圖繪制完成之后，將輸入、輸出端口以及電源線和地線的名稱標(biāo)注于版圖的適當(dāng)位置處，再在Dracula工具中利用幾何設(shè)計(jì)規(guī)則文件進(jìn)行DRC驗(yàn)證。然后利用GDS版圖數(shù)據(jù)與電路圖網(wǎng)表進(jìn)行版圖與原理圖一致性檢查（LVS），修改其中的錯(cuò)誤并按最小面積優(yōu)化版圖，最后版圖全部通過檢查，設(shè)計(jì)完成。圖1和圖2分別給出了CMOS與非門的原理圖和版圖。

篇(7)

所謂微電子學(xué)，指的是一個(gè)廣泛的技術(shù)領(lǐng)域，它包括用超小型電子線路構(gòu)成的電子儀器、電子系統(tǒng)及其應(yīng)用技術(shù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)是支撐這個(gè)領(lǐng)域硬件的主要支柱。

運(yùn)用集成電路技術(shù)制造的計(jì)算機(jī)芯片和存儲(chǔ)器使計(jì)算機(jī)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。不僅如此，集成電路(integratedcircuit)還廣泛的應(yīng)用于通信、家用電器、儀器儀表、醫(yī)療、金融、工業(yè)自動(dòng)化、公安等幾乎涵蓋人類生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)IC產(chǎn)品的需求量越來越大。從不久前召開的第十三屆中關(guān)村電腦節(jié)主題報(bào)告會(huì)上獲悉我國集成電路（IC）產(chǎn)品需求巨大。2010年需求量將占到世界總產(chǎn)量的1/8，市場總額將達(dá)到2000億元人民幣?？萍疾扛呖萍及l(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司司長馮記春說，去年我國IC的需求金額已近1000億元人民幣，今年仍將有很大增加。但目前我國微電子產(chǎn)業(yè)無論在規(guī)模、產(chǎn)值、產(chǎn)量和技術(shù)水平等方面都不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。中國IC消費(fèi)“大國”和生產(chǎn)“弱國”的矛盾非常突出。要實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就必須大力發(fā)展微電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。

1、微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境

微電子產(chǎn)業(yè)作為尖端技術(shù)及高附加價(jià)值產(chǎn)業(yè)對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的影響極大，是在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中具有巨大戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵性技術(shù)產(chǎn)業(yè)，因此世界各國政府都將其視為國家的骨干產(chǎn)業(yè)。無論是美國、歐洲還是日本、韓國，沒有一個(gè)國家的政府對(duì)微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展采取放任政策，而是通過一系列政策手段進(jìn)行扶植。

中國的微電子技術(shù)市場需求強(qiáng)勁，市場規(guī)模的增速遠(yuǎn)高于全球平均水平?；谑袌鲂枨蠛彤a(chǎn)能轉(zhuǎn)移，我們判斷微電子技術(shù)行業(yè)在國內(nèi)有很大的增長潛力，未來5年的年均復(fù)合增長率保持在20%以上，2009年的市場規(guī)模接近10000億元。原因有三個(gè)：

一是國家政策支持。中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開國家政策的支持。2000年6月，為鼓勵(lì)我國發(fā)展軟件及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，國家出臺(tái)了18號(hào)文件，該文件的全稱為《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，這項(xiàng)政策曾經(jīng)使得數(shù)家軟件及半導(dǎo)體企業(yè)獲益。2005年4月23日實(shí)施的、由財(cái)政部、信息產(chǎn)業(yè)部和國家發(fā)展改革委制定的《集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項(xiàng)資金管理暫行辦法》表明國家設(shè)立了集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項(xiàng)資金，用來扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

就北京而言，為加快微電子產(chǎn)業(yè)建設(shè)，北京市政府在國家出臺(tái)鼓勵(lì)軟件和集成電路發(fā)展政策基礎(chǔ)上制定了北京市鼓勵(lì)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施細(xì)則，在土地稅收、政府跟進(jìn)投資、貸款貼息等方面給予投資者優(yōu)惠政策。

在眾多政策鼓勵(lì)下北京市迎來了微電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的黃金時(shí)期，北京有色金屬研究總院半導(dǎo)體材料股份有限公司與北京林河工業(yè)開發(fā)區(qū)投資20億人民幣建設(shè)國內(nèi)最大的半導(dǎo)體材料基地，據(jù)介紹，該基地一期計(jì)劃投資2億元人民幣，已經(jīng)建設(shè)年產(chǎn)25噸6英寸區(qū)熔硅單晶和年產(chǎn)400噸重?fù)缴楣鑶尉蓷l生產(chǎn)線，項(xiàng)目投產(chǎn)后年銷售收入2億元人民幣，稅后利潤6000萬元人民幣。北京中芯國際位于亦莊經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，它是世界領(lǐng)先的集成電路芯片代工企業(yè)之一，也是中國內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片制造企業(yè)，每年都在招收就有專業(yè)知識(shí)的技術(shù)工人。北京市集成電路生產(chǎn)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的生產(chǎn)基地首鋼與日本NEC公司合作建成的首鋼日電公司2000年就生產(chǎn)集成電路4974萬塊，在全國排名第10，該公司興建北京華夏半導(dǎo)體制造有限公司，2010年已建成6-8條8英寸和2英寸芯片生產(chǎn)線，總投資達(dá)100億美元，年銷售可達(dá)50億元人民幣，北方微電子產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃已經(jīng)實(shí)施，該基地以集成電路設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，形成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝、測試和研發(fā)互動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。北京中芯國際、華潤上華都已經(jīng)是國內(nèi)的龍頭企業(yè)。

二是市場需求巨大。計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)類電子產(chǎn)品的需求帶動(dòng)對(duì)半導(dǎo)體的需求。例如全球手機(jī)的出貨量預(yù)計(jì)將從2004年的6.7億臺(tái)增加到2008年的11億臺(tái)，增長超過64%。未來增長較快的領(lǐng)域?qū)碜杂跀?shù)字電視、3G、以及高端消費(fèi)類電子產(chǎn)品。

三是我國微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善。我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)過長期發(fā)展，已經(jīng)建立起基本的產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，近幾年的加速發(fā)展縮短了與國外先進(jìn)技術(shù)的差距，有了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但仍相對(duì)弱小。技術(shù)是半導(dǎo)體行業(yè)的立足之本。這個(gè)行業(yè)內(nèi)的技術(shù)更新速度迅速，比如芯片制造的硅片尺寸已經(jīng)達(dá)到12英寸，工藝達(dá)到90nm。芯片制造對(duì)資金和技術(shù)的要求較高，這個(gè)環(huán)節(jié)也集中了大多數(shù)的外來投資。自首鋼NEC于1999年建成大陸第一條8英寸芯片生產(chǎn)線以來，2000年至2004年間，北京的芯片制造廠就建成了另外8條8英寸線和1條12英寸線，目前大約有10條在建8英寸線和2條12英寸線。8英寸線的工藝分布在0.35um-0.13um，12英寸線的工藝為90nm。一條采用新設(shè)備的8英寸線需要10-15億美元的投資，而一條采用新設(shè)備的12英寸線需要25億美元左右的投資。

目前我國發(fā)展微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)最缺乏的就是人才，既包括技術(shù)人員，也包括半導(dǎo)體企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的中高級(jí)主管。決不可忽視對(duì)技術(shù)人才的培養(yǎng)，為基層作業(yè)員、技工、工程師提供較好的專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)，這對(duì)一個(gè)以生產(chǎn)為導(dǎo)向的微電子技術(shù)企業(yè)來說也是至關(guān)重要的。

2、北京地區(qū)職業(yè)院校開設(shè)微電子技術(shù)專業(yè)必要性

微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)在今后十年會(huì)有巨大的發(fā)展，對(duì)不同層次的人才需求量也會(huì)增加。那么，職業(yè)院校的微電子技術(shù)專業(yè)在微電子產(chǎn)業(yè)的作用如何？我們做如下分析：

首先，我們，來看一下職業(yè)院校培養(yǎng)人才的目標(biāo)

職業(yè)院校培養(yǎng)的人才應(yīng)具有基本的文化素養(yǎng)；掌握本專業(yè)的基本理論知識(shí)和實(shí)踐技能；具有綜合職業(yè)能力，成為本專業(yè)的操作人員和技術(shù)人員。

其次，從集成電路產(chǎn)品主要的生產(chǎn)流程（圖1），看看集成電路生產(chǎn)過程對(duì)人才的需求。

IC設(shè)計(jì)：從中國華大集成電路設(shè)計(jì)中心了解到，集成電路設(shè)計(jì)科技含量非常高，它需要工作人員有扎實(shí)的文化理論基礎(chǔ)；雄厚專業(yè)知識(shí)和熟練的計(jì)算機(jī)操作能力以及編程能力。作為職業(yè)院校的畢業(yè)生在這一領(lǐng)域發(fā)展顯然能力不足。

半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)：半導(dǎo)體材料生產(chǎn)工藝主要包括拉單晶、切片、磨片、拋光等。對(duì)有研硅股走訪了解到，其現(xiàn)有一線具有一定專業(yè)知識(shí)和技能的操作人員100人，在林河投資的兩條生產(chǎn)線的操作人員在300以上。隨著產(chǎn)量的增加，操作人員的數(shù)量也需增加。在討論操作人員應(yīng)具備什么樣的知識(shí)條件與技能時(shí)，技術(shù)人員說：操作人員應(yīng)具有半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體材料工藝的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)生產(chǎn)設(shè)備都是進(jìn)口的，自動(dòng)化程很高。因此要求操作人員有一定的計(jì)算機(jī)操作能力和一定的英語基礎(chǔ)。這些要求與中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)相符的。

IC生產(chǎn)：在首鋼日電公司的調(diào)查中，我們了解了該公司的用人情況。該公司有員工900人，其中技術(shù)人員200人，500人為一線生產(chǎn)的操作人員。這些一線生產(chǎn)的操作人員從事著集成電路生產(chǎn)、封裝、測試等工作。技術(shù)人員在對(duì)高中生與職業(yè)院校畢業(yè)生在生產(chǎn)中的表現(xiàn)進(jìn)行比較中發(fā)現(xiàn)，職業(yè)院校畢業(yè)除具有一定的文化基礎(chǔ)知識(shí)以外，還具有專業(yè)知識(shí)和技能，因此在工作中表現(xiàn)得更自覺、更主動(dòng)、更靈活。在新投資的生產(chǎn)線上，該公司人事部門更希望招聘微電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生從事一線的生產(chǎn)操作。

IC封裝：IC封裝更多的涉及到有機(jī)化工材料，微電子技術(shù)專業(yè)不做討論。

IC測試：由于職業(yè)院校微電子技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生初步掌握集成電路的生產(chǎn)過程、結(jié)構(gòu)以及性能參數(shù)，所以在測試的過程中更有責(zé)任感，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的問題。因此職業(yè)院校微電子技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生能勝任這一工作。

IC銷售：集成電路產(chǎn)品日新月異，性能不斷更新，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如何使更多的生產(chǎn)廠了解集成電路產(chǎn)品廣闊的功能，這就需要懂得專業(yè)知識(shí)的推銷員。如果職業(yè)院校微電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)集成電路知識(shí)的基礎(chǔ)上，同時(shí)學(xué)習(xí)市場營銷的基礎(chǔ)知識(shí)就能夠滿足銷售集成電路的需要。

3、結(jié)論

微電子產(chǎn)業(yè)是科技密集型產(chǎn)業(yè)，對(duì)從業(yè)人員的要求較高，而微電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)院校畢業(yè)生的文化水平和實(shí)際操作水平能夠滿足微電子產(chǎn)業(yè)操作人員的需要。從以上分析可知，只要職業(yè)院校微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)符合微電子產(chǎn)業(yè)這個(gè)大市場的需要，課程設(shè)置合理，就能為微電子產(chǎn)業(yè)做出較大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]孟祥忠《微電子技術(shù)概論》出版社：機(jī)械工業(yè)出版社2009年09月第一版