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篇(1)

關(guān)鍵詞：CDIO；高職教育；集成電路版圖設(shè)計(jì)；課程開發(fā)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）04-0090-02

CDIO是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一種模式，是工科教育“做中學(xué)”的一種。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)作（Operate），它以工程項(xiàng)目生命周期為載體，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)知識、職業(yè)道德和運(yùn)用知識解決問題的能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。此教育模式是由麻省理工學(xué)院（MIT）和瑞典皇家工學(xué)院等發(fā)起，現(xiàn)已運(yùn)用到幾十個(gè)大學(xué)的眾多專業(yè)，并獲得產(chǎn)業(yè)界認(rèn)可。

高職教育改革及引入CDIO教育模式的必要性與必然性

高等教育是在完成中等教育的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專業(yè)教育，是培養(yǎng)高級專門人才的社會活動。職業(yè)教育是對受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識與技能的訓(xùn)練，因此，職業(yè)教育亦稱職業(yè)技術(shù)教育或?qū)崢I(yè)教育?！案叩嚷殬I(yè)教育”是“高等”與“職業(yè)教育”兩個(gè)概念的復(fù)合。

我國高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)從開始提出的“技術(shù)型人才”、“應(yīng)用型人才”，到后來的“實(shí)用型人才”，再到現(xiàn)在提出的“高技能人才”，多年來一直處于變化不定之中。高職培養(yǎng)的人才類型是實(shí)用型、應(yīng)用型，與普通高等教育培養(yǎng)的人才是有差異的。所謂高技能人才，工作內(nèi)涵是將成熟的技術(shù)和管理規(guī)范轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和服務(wù)，工作場合和崗位是基層第一線。

蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的辦學(xué)理念為“企業(yè)的需要，我們的目標(biāo)；學(xué)生的需求，我們的追求”。近些年，我們在專業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)改革方面做了許多探索，協(xié)助畢業(yè)生提高就業(yè)信心，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)就業(yè)，傳統(tǒng)教育下的畢業(yè)生上崗適應(yīng)慢，溝通能力差，動手能力弱，缺乏團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，缺少創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱，頻繁“跳槽”等，而這些都難以符合現(xiàn)代企業(yè)的需要。教育模式的改革勢在必行，而CDIO教育模式恰恰有針對性地對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的諸多弊端做出了全面、系統(tǒng)的指導(dǎo)，CDIO教育模式引領(lǐng)了高等職業(yè)教育改革的必然性。

應(yīng)用CDIO模式開發(fā)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程

（一）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》的課程理念與思路

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，針對課程特點(diǎn)，課程設(shè)計(jì)的基本思路是從崗位實(shí)際需求出發(fā)，從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣入手，在傳授知識過程中重視能力培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力和分析、解決問題的能力。具體做法是：

全程實(shí)施項(xiàng)目教學(xué) 本課程圍繞多個(gè)相對獨(dú)立的案例展開。案例的選擇強(qiáng)調(diào)源于工程實(shí)際，注重內(nèi)容的代表性、針對性、實(shí)用性以及先進(jìn)性，理論知識的選擇以“必需，夠用”為原則。教學(xué)實(shí)踐表明，案例教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、形象，易于接受，也使教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際及職業(yè)崗位緊密聯(lián)系，有利于課內(nèi)知識向工程實(shí)際拓寬、技術(shù)知識向工程實(shí)踐遷移，從而有力促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展。

全程實(shí)施情境式教學(xué) 本課程改變了將理論與實(shí)訓(xùn)分開的傳統(tǒng)模式，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了8個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都以相應(yīng)的工業(yè)案例為主線，按照“資訊決策計(jì)劃實(shí)施檢查評價(jià)”的流程授課，使學(xué)員在學(xué)中做、做中學(xué)，以提高IC版圖設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練的水平。同時(shí)，通過情境式教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度大大提高，不僅培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力。

小班互動式教學(xué) 為達(dá)到更好的教學(xué)效果，本課程采用24人小班制教學(xué)，全程在實(shí)訓(xùn)室教學(xué)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采取“先講，后練”、“邊講，邊練”、“先練，后講”等方法，從第一次課開始就設(shè)置實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，增加師生互動性。

企業(yè)實(shí)訓(xùn) 通過校企合作建設(shè)校外實(shí)訓(xùn)基地的方式，安排學(xué)生到專業(yè)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，擴(kuò)展學(xué)生的知識面和工程認(rèn)識，同時(shí)，提高學(xué)生對項(xiàng)目整個(gè)流程的認(rèn)知，提高學(xué)生的抗壓力，對職業(yè)道德和敬業(yè)精神的培養(yǎng)具有實(shí)踐意義。

（二）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》之課程標(biāo)準(zhǔn)

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)涉及四個(gè)方面內(nèi)容。

專業(yè)知識設(shè)計(jì) 專業(yè)知識方面圍繞IC版圖設(shè)計(jì)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的必要的基礎(chǔ)知識和基本技能把本課程的內(nèi)容分成多個(gè)模塊：基礎(chǔ)模塊（系統(tǒng)操作部分）、應(yīng)用模塊（軟件使用部分）、 基本技能訓(xùn)練模塊（基本單元的版圖設(shè)計(jì)）、技能提升模塊（整體布局與項(xiàng)目掌控）等4個(gè)模塊包含了8個(gè)情境。具體內(nèi)容包括：Linux基礎(chǔ)、版圖識讀與電路提取、design rule簡表整理、繪制符合design rule的NAD2/NOR2版圖、DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識別和修改、standard cell的框架結(jié)構(gòu)制定、standard cell版圖設(shè)計(jì)、芯片CD4013的版圖設(shè)計(jì)等，每一個(gè)情境都對應(yīng)了某個(gè)特定崗位的部分工作內(nèi)容。這些情境不僅可提供學(xué)生對崗位的認(rèn)知機(jī)會，同時(shí)，也可激發(fā)自主學(xué)習(xí)的能動性和積極性。

個(gè)人職業(yè)技能和職業(yè)道德培養(yǎng) 在教學(xué)中注重對學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的同時(shí)也加強(qiáng)對學(xué)生職業(yè)道德的養(yǎng)成，用企業(yè)對員工的標(biāo)準(zhǔn)來要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，采用定期上交項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告和分組進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度報(bào)告等方式，為學(xué)生今后在企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)意識的培養(yǎng) 能夠快速地融入一個(gè)集體當(dāng)中是從事設(shè)計(jì)與研發(fā)人員必備的能力，而常常被教育者和學(xué)生所忽視，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的教育方式更多地關(guān)注對單獨(dú)個(gè)體培養(yǎng)的成效，而實(shí)際工作中“獨(dú)自作戰(zhàn)”的時(shí)代過去了，取而代之的是團(tuán)隊(duì)合作，絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)工作需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，所以這時(shí)人際交往就凸顯其重要性。在教學(xué)中，我們讓學(xué)生意識到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性和必要性，并在實(shí)訓(xùn)過程中從點(diǎn)滴做起，讓學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的意識，如文件夾命名方式、文件管理等采取利于團(tuán)隊(duì)完成項(xiàng)目的方式進(jìn)行設(shè)置。

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的CDIO系統(tǒng)的搭建 《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的CDIO系統(tǒng)按照下面的框架完成了搭建任務(wù)，如表1所示。

（三）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程CDIO系統(tǒng)的具體實(shí)施

我們在CDIO教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，對《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行設(shè)計(jì)如下：本課程以源于企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目（如design rule簡表整理，見表2）為載體，將所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都圍繞該項(xiàng)目設(shè)計(jì)，形成一個(gè)整體。緊緊圍繞知識體系教學(xué)專業(yè)技能提升職業(yè)道德養(yǎng)成主線組織教學(xué)，快樂教學(xué)、快樂學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)、能做事、會做人。

本課程特色 （1）雙語教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用，適應(yīng)外企工作。 教師采用雙語教學(xué)課件與講義，用兩種語言進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生采用兩種語言進(jìn)行作業(yè)，從而強(qiáng)化專業(yè)詞匯的學(xué)習(xí)，為適應(yīng)全英文的工作環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。（2）按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，內(nèi)容先進(jìn)、實(shí)用。采用了與眾多研發(fā)設(shè)計(jì)公司一致的SUN工作站，建立以UNIX/LINUX系統(tǒng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，安裝版圖設(shè)計(jì)普遍使用的Cadence工具軟件。（3）企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。以企業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目（Reverse、design rule簡表整理；DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識別和修改、standard cell庫的建立、芯片CD4013設(shè)計(jì)等）為載體，在真實(shí)的環(huán)境（按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)室配置）下，完成生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)任務(wù)，完成課程開發(fā)教學(xué)任務(wù)的教師具有多年在外企研發(fā)設(shè)計(jì)的工程背景，學(xué)生完成工學(xué)結(jié)合的作品符合企業(yè)設(shè)計(jì)需要。（4）綜合全面的評價(jià)體系。理論與實(shí)踐評價(jià)結(jié)合，技能訓(xùn)練與表達(dá)訓(xùn)練結(jié)合，校內(nèi)教師評價(jià)與企業(yè)評價(jià)結(jié)合，學(xué)生的自評與互評結(jié)合。評價(jià)方面包括學(xué)習(xí)態(tài)度、5S素養(yǎng)、項(xiàng)目報(bào)告的書寫、項(xiàng)目匯報(bào)、實(shí)踐考核和理論考試（按版圖設(shè)計(jì)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級難度要求隨機(jī)從題庫抽取試題）。（5）增強(qiáng)教師的教學(xué)技能。中青年教師、工程師都有學(xué)院內(nèi)部培訓(xùn)課程和企業(yè)項(xiàng)目參與的經(jīng)驗(yàn)，并且要求每年都要開新課和實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練項(xiàng)目。每個(gè)月都有業(yè)務(wù)和管理能力評價(jià)和學(xué)期段考核。參加過的培訓(xùn)都要有項(xiàng)目報(bào)告和培訓(xùn)體驗(yàn)交流。在實(shí)行課程輪換的同時(shí)，實(shí)行崗位輪換，使教師熟悉專業(yè)核心技術(shù)并有扎實(shí)的基本功。專業(yè)教師通過深入企業(yè)和承當(dāng)企業(yè)培訓(xùn)等途徑，促使教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合。倡導(dǎo)教師既是講師、又是實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，還是培訓(xùn)師和項(xiàng)目工程師，促進(jìn)“雙師型”教師培養(yǎng)。組織教師參加行業(yè)比賽，掌握行業(yè)的發(fā)展動向和需求，客觀評價(jià)教師的技能水平。

課程質(zhì)量監(jiān)控體系的建立 教學(xué)質(zhì)量的好與壞，不單是從學(xué)生的考核成績上來評價(jià)，還在學(xué)院內(nèi)設(shè)立了專門的教學(xué)監(jiān)管體系，督導(dǎo)組會不定期地進(jìn)行課堂教學(xué)的抽查與監(jiān)管。更重要的是畢業(yè)的學(xué)生受到企業(yè)的好評，這是對我們課程質(zhì)量最客觀的評價(jià)。

課程評估

（一）基本達(dá)到預(yù)期目的

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，CDIO教學(xué)模式在《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程中已初見成效，不僅學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出很高的積極性，參加職業(yè)資格認(rèn)證測試的微電子專業(yè)的學(xué)生全部取得了集成電路版圖設(shè)計(jì)師四級職業(yè)證書，通過對2008屆、2009界畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查，我院微電子類專業(yè)的畢業(yè)生，被蘇州工業(yè)園區(qū)、蘇州新區(qū)多家知名外企爭相錄用，就業(yè)率達(dá)100%。這些企業(yè)普遍認(rèn)為我院的學(xué)生工作上手快，適應(yīng)能力強(qiáng)，擔(dān)任技術(shù)員及助理工程師以上崗位的占75%左右，不少學(xué)生已升任工程師助理及工程師。

（二）改進(jìn)方向和途徑

配合微電子專業(yè)建設(shè)，進(jìn)行課程教學(xué)改革，使我們培養(yǎng)出來的學(xué)生全方位發(fā)展，符合企業(yè)的需求，不是單搞課程的開發(fā)，而是要建立起貫通的課程體系，從研發(fā)到制造，把先進(jìn)的CDIO教學(xué)模式合理運(yùn)用到自己的教學(xué)實(shí)踐中去，不能機(jī)械地照搬照抄；要針對學(xué)生的實(shí)際水平和教學(xué)內(nèi)容，提供知識供學(xué)生學(xué)習(xí)。要加強(qiáng)與企業(yè)的合作，緊隨行業(yè)技術(shù)的更新步伐，及時(shí)更新案例項(xiàng)目。

CDIO教育模式的先進(jìn)性、普遍實(shí)用性是毋庸置疑的，許多學(xué)院結(jié)合本校和行業(yè)特點(diǎn)都探索出新的模式。我們借鑒新加坡南洋理工學(xué)院教學(xué)模塊化的成功案例，利用CDIO教育模式對《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行開發(fā)，對高等職業(yè)教育的課程改革有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]戴勇.創(chuàng)新高職人才培養(yǎng)模式應(yīng)關(guān)注三個(gè)層面的改革[J].中國高教研究，2007，（2）.

篇(2)

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：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：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、信號處理和計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)知識，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，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)識規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學(xué)生的理論知識基礎(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，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)水平評估的機(jī)會，加大對實(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，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、提高實(shí)踐技能的重要場所，對集成電路專業(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，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，提高實(shí)踐能力。

6.全面考核評價(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)行評價(jià)；事后考核是指實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評價(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)作意識和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學(xué)科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實(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)興趣及研究的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和創(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，又促使學(xué)生主動地學(xué)習(xí)，最終使學(xué)生的動手能力、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)踐動手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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篇(3)

關(guān)鍵詞 模擬集成電路 CAD 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002—7661（2012）21—0006—01

在當(dāng)今信息時(shí)代，微電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。集成電路（ Integrated Circuit， IC）作為微電子技術(shù)的核心，是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)和信息社會最根本的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)對提高技術(shù)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和競爭能力具有非常重要的作用，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國防建設(shè)和人民文化生活等各方面都發(fā)揮著巨大的作用，也是一個(gè)國家參與國際化政治、經(jīng)濟(jì)競爭的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。模擬集成電路是現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁，是現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電子信息化，必須發(fā)展模擬IC技術(shù)。為了提高我國模擬IC電路的水平，不但要在產(chǎn)業(yè)化方面做出巨大的努力，還需培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才。事實(shí)上，模擬集成電路設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的微電子學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向，因而在教學(xué)課程設(shè)置時(shí)不僅要努力加強(qiáng)理論教學(xué)，還需加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力?！赌M集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的核心基礎(chǔ)課程，其教學(xué)的好壞關(guān)系到學(xué)生在模擬集成電路設(shè)計(jì)方面的發(fā)展前景。在此背景下，根據(jù)重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院微電子學(xué)專業(yè)的實(shí)際情況，結(jié)合筆者多年集成電路實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及多年教學(xué)實(shí)踐，擬從以下幾個(gè)方面對《模擬集成電路CAD》課程的教學(xué)改革進(jìn)行探索。

一、理論教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)

《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的一門核心基礎(chǔ)課，與其他電路基礎(chǔ)課一樣，具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)中學(xué)生普遍反映較難學(xué)習(xí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí)，不僅要夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)和培養(yǎng)學(xué)生的分析與設(shè)計(jì)能力，還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識重復(fù)的問題。

根據(jù)教學(xué)大綱以及課程內(nèi)容設(shè)置原則，《模擬集成電路CAD》理論教學(xué)定為32學(xué)時(shí)，并將講授內(nèi)容分為以下幾部分：第一部分，MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD；第二部分，單元電路設(shè)計(jì)、仿真及分析；第三部分，偏置電路設(shè)計(jì)、仿真及分析；第四部，跨導(dǎo)放大器設(shè)計(jì)。在授課過程中，以簡單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主，復(fù)雜CMOS模擬集成電路分析為輔；以分析能力培養(yǎng)為主，設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為輔；激勵學(xué)生CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)的興趣。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力為目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生建立起CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)流程的概念、熟練掌握各個(gè)環(huán)境的工具使用，能解決模擬集成電路設(shè)計(jì)仿真過程出現(xiàn)的問題，促使理論知識的理解和深化，因而設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)體系具有重要意義。同時(shí)，Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設(shè)計(jì)工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設(shè)計(jì)公司最廣泛使用的工具。為了使學(xué)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)崗位、能盡快進(jìn)入角色，有必要使學(xué)生學(xué)習(xí)使用這類先進(jìn)的EDA工具，從而真正幫助學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。根據(jù)這一原則，《模擬集成電路CAD》實(shí)驗(yàn)教學(xué)定為32學(xué)時(shí)，并開設(shè)如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，IC設(shè)計(jì)工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用；實(shí)驗(yàn)二，CMOS兩級運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證；實(shí)驗(yàn)三，CMOS帶隙基準(zhǔn)參考的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)過程中，一人為一組，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。

三、改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

教學(xué)內(nèi)容體系確定后，采用什么樣的教學(xué)方法與教學(xué)手段是非常重要的。采用有效的教學(xué)方法并結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)手段，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能動性，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)換，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性，從而獲得好的教學(xué)成果。

針對CMOS模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)，在（下轉(zhuǎn)第10頁）（上接第6頁）教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主，傳統(tǒng)黑板板書為輔，同時(shí)在課堂上以動畫的形式展現(xiàn)當(dāng)前CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)趨勢及其技術(shù)特點(diǎn)，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

四、考核方式的改革

考核是對學(xué)習(xí)的結(jié)果做出評估，是反映教學(xué)效果的手段。而課程開設(shè)能否達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)，課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時(shí)成績結(jié)合的方式。針對《模擬CMOS集成電路》課程特點(diǎn)，考核方式作如下嘗試：結(jié)合課程的專業(yè)特點(diǎn)，采用提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合的考核方式。針對課程的重點(diǎn)知識點(diǎn)，設(shè)計(jì)幾個(gè)課外小題目，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成電路設(shè)計(jì)并撰寫小論文，從而增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐動手能力。在每個(gè)題目完成后，教師要求學(xué)生在提交論文時(shí)做好答辯ppt，并利用專門時(shí)間進(jìn)行5分鐘左右的答辯，并接受教師和同學(xué)的提問。這樣可以引導(dǎo)學(xué)生更加重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)，強(qiáng)化技能水平的提高。

教學(xué)過程是一個(gè)不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實(shí)現(xiàn)《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，筆者將加強(qiáng)與同行交流學(xué)習(xí)，進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及考核方式等，以期改善教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐世六.軍用微電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].微電子學(xué)，2004，34（1）：l—6.

篇(4)

關(guān)鍵詞:專用集成電路設(shè)計(jì);創(chuàng)新;教學(xué);探討

中圖分類號:G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)04-0920-02

Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course

WU Yu-hua

(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.

Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss

《專用集成電路設(shè)計(jì)》是電氣信息類專業(yè)開設(shè)的一門比較重要的專業(yè)課。為了培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實(shí)的集成電路設(shè)計(jì)人才,滿足IC行業(yè)對人才的大量需求,無論是在微電子專業(yè),還是在相關(guān)的其他電氣信息類專業(yè),不少重點(diǎn)高等院校都已經(jīng)開設(shè)了本門課程。在學(xué)生已經(jīng)掌握了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和一定的晶體管原理知識的基礎(chǔ)上,通過學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課,進(jìn)行ASIC設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的強(qiáng)化,進(jìn)一步掌握集成電路和電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識,提高集成電路設(shè)計(jì)能力,增長集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),來加強(qiáng)電氣信息類專業(yè)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及集成電路設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證知識等,培養(yǎng)學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)方面的研究興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的深造打好基礎(chǔ)。

由于專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的需要,北京電子科技學(xué)院同樣開設(shè)了《專用集成電路設(shè)計(jì)》的專業(yè)選修課,授課對象是電子信息工程專業(yè)的本科生,由于非微電子的專業(yè)背景原因,他們并不具備足夠的半導(dǎo)體物理、晶體管原理等知識,因此在本課程的教學(xué)過程中,必然要針對具體對象,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)思路,加強(qiáng)教學(xué)研究,找到一種適合于非微電子專業(yè)本科生的教學(xué)思想和教學(xué)方法。通過教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對于課程組在這一課程中的創(chuàng)新、探索和具體的教學(xué)方法比較認(rèn)可。這里把我們在《專用集成電路設(shè)計(jì)》課教學(xué)實(shí)踐中的初步探索做一些總結(jié),希望與大家分享。

1 結(jié)合實(shí)際合理設(shè)置授課內(nèi)容,以學(xué)生能夠接受為目標(biāo)

電子信息工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程之前,已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《EDA技術(shù)》等有關(guān)電子技術(shù)和電路系統(tǒng)的課程,對于電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的理解,并進(jìn)行過比較系統(tǒng)的動手實(shí)踐訓(xùn)練,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程打下了比較堅(jiān)實(shí)的知識基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是由于專業(yè)背景的原因,該專業(yè)不太可能只是為了《專用集成電路設(shè)計(jì)》課而專門開設(shè)《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專業(yè)才有的課程,因此,與微電子專業(yè)相比,電子信息工程專業(yè)的本科生欠缺有關(guān)晶體管原理和半導(dǎo)體工藝等方面的必要知識。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí),必然要考慮到這一點(diǎn),總的原則應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生能夠接受、但又不應(yīng)該過于輕松接受為目標(biāo),而且要盡量避免與《EDA技術(shù)》等課程的知識重復(fù)。

根據(jù)我們的課程內(nèi)容設(shè)置原則,將《專用集成電路設(shè)計(jì)》課的講授內(nèi)容分為以下幾章:第一章:ASIC設(shè)計(jì)概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫設(shè)計(jì);第四章:ASIC的前端設(shè)計(jì);第五章:ASIC的后端設(shè)計(jì);第六章:可測性設(shè)計(jì)技術(shù);第七章:SOC設(shè)計(jì)技術(shù)簡介。在各章的講授中,占用課時(shí)較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,使學(xué)生對專用集成電路的設(shè)計(jì)、制造、測試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專用集成電路的基本概念和方法,了解IC領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢,激發(fā)學(xué)生潛在的對集成電路前、后端設(shè)計(jì)的興趣。為了配合理論教學(xué),提升教學(xué)效果,還設(shè)置了合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,以培養(yǎng)動手實(shí)踐能力為目標(biāo)

集成電路設(shè)計(jì)類課程除了理論教學(xué)以外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要,因?yàn)檫@類課程對學(xué)生的訓(xùn)練重點(diǎn)正是在于動手實(shí)驗(yàn),提前接觸到未來在進(jìn)一步的研究和工作中可能會應(yīng)用到的一些軟件工具、設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)技巧等,這樣才能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,真正幫助學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)。因此本課程要更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,著力培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力,進(jìn)而使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確、具體和形象地掌握在課堂上學(xué)到的理論知識。根據(jù)這一原則,經(jīng)過試用修訂,我們專門編印了《專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》,根據(jù)大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經(jīng)編印了2007版和2009版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,共設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn),具體是:實(shí)驗(yàn)一:IC設(shè)計(jì)工具的使用;實(shí)驗(yàn)二:單元電路的前端設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)三:標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖繪制與驗(yàn)證;實(shí)驗(yàn)四:四位加法器和減法器ASIC的設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)五:計(jì)數(shù)器ASIC的設(shè)計(jì)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

選用一種合適的集成電路設(shè)計(jì)工具是順利進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。我們選用了美國Tanner Research公司開發(fā)的一種優(yōu)秀集成電路設(shè)計(jì)工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強(qiáng)大,但它的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低,可以在PC機(jī)上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強(qiáng),便于學(xué)習(xí),使用方便,特別適用于高校進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tanner Pro工具在美國和臺灣的很多大學(xué)中早已被廣泛應(yīng)用,臺灣不少IC設(shè)計(jì)企業(yè)也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對)等幾個(gè)功能不同的子工具,滿足了集成電路設(shè)計(jì)從前端到后端、設(shè)計(jì)驗(yàn)證的一系列過程的需要,完全可以適用于《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)。通過我們在課程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的使用,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這個(gè)工具上手快、掌握熟,對于以后使用其他的IC設(shè)計(jì)工具也有一定的幫助,而且培養(yǎng)了他們將來涉足IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的興趣和信心。圖1是學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中得到的一個(gè)版圖設(shè)計(jì)結(jié)果。

3 適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以讓學(xué)生跟上行業(yè)發(fā)展腳步為目標(biāo)

我們都知道,集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等的發(fā)展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價(jià)格每兩年下降一半的著名的摩爾定律,集成電路的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)發(fā)展日新月異。因此,在《專用集成電路設(shè)計(jì)》的教學(xué)過程中,必須要根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在系統(tǒng)講授已經(jīng)設(shè)置好的教學(xué)內(nèi)容的前提下,結(jié)合具體授課內(nèi)容,適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以期讓學(xué)生跟上集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的腳步,并不斷將這些新技術(shù)、新進(jìn)展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內(nèi)容中,做到授課內(nèi)容常講常新。其實(shí)這除了讓學(xué)生可以接受到最新的知識和了解到該領(lǐng)域最新進(jìn)展之外,同時(shí)也是一個(gè)教學(xué)相長的過程,對于教師的教學(xué)和相關(guān)科研也是一種無形的促進(jìn),可以督促教師不斷地跟蹤與IC設(shè)計(jì)、制造相關(guān)的最新研究成果,并進(jìn)行精心的組織,將這些成果有機(jī)融入到課程教學(xué)中,做到授課內(nèi)容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復(fù)使用,保證教師在教學(xué)中的激情,增強(qiáng)教學(xué)效果。

在這里僅僅舉一個(gè)具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內(nèi)容時(shí),作者為同學(xué)們講授了不斷發(fā)展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發(fā)展瓶頸對于摩爾定律的挑戰(zhàn),還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱得上是“拯救摩爾定律”的一大技術(shù)進(jìn)展。本次課后,不少同學(xué)紛紛通過互聯(lián)網(wǎng)等來查閱這一最新工藝的具體情形,表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

4 創(chuàng)新課程考查方式,以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的研究興趣為目標(biāo)

一門課程的考查方式如何,對于這門課程能不能按照教師的預(yù)想,達(dá)到既定的最終教學(xué)目的,有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲砣ァ翱肌背鰧W(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式雖然比較簡單省事,但卻過于單調(diào),雖然從某種程度上能夠考查出學(xué)生對這門課程知識的掌握程度,但是對于激發(fā)學(xué)生在學(xué)完這門課程之后,對本學(xué)科、本領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學(xué)校教育以來經(jīng)歷了無數(shù)次的考試,不少學(xué)生厭煩考試的情緒比較嚴(yán)重,恨不得考完后把教材、作業(yè)、筆記等都馬上丟棄,這是現(xiàn)實(shí)存在的、我們必須得承認(rèn)的事實(shí)。從某種意義上說,通過考試來考查學(xué)生的學(xué)習(xí),有時(shí)對最終教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)會起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于這門課、這個(gè)領(lǐng)域、這個(gè)行業(yè)的獨(dú)特想法和創(chuàng)新思路。

作者在《專用集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)過程中,結(jié)合課程的專業(yè)特點(diǎn),積極探索并實(shí)踐了采用提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時(shí),布置給學(xué)生論文題目,對于論文的范圍、參考文獻(xiàn)的篇數(shù)、論文的格式和字?jǐn)?shù)等做出明確而具體的規(guī)范,要求學(xué)生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專門的時(shí)間集中進(jìn)行答辯,每位學(xué)生對自己準(zhǔn)備的論文,進(jìn)行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學(xué)生的提問。通過創(chuàng)新課程考查方式,提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合,讓學(xué)生在準(zhǔn)備論文和答辯材料的過程中對專用集成電路設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個(gè)系統(tǒng)的知識梳理過程,現(xiàn)場答辯的方式也更能夠展現(xiàn)學(xué)生對于集成電路設(shè)計(jì)的一些獨(dú)特的思路和創(chuàng)新性的理解,學(xué)生在經(jīng)歷這一過程時(shí),也促使自己積極思考,主動研究,努力去探索和集成電路、微電子學(xué)有關(guān)的一些研究方法和最新進(jìn)展,激發(fā)自己在完成本門課程的學(xué)習(xí)后、甚至是大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣和信心;另外還在這個(gè)過程中提升了學(xué)生的論文寫作能力、科學(xué)研究能力。

5 結(jié)束語

《專用集成電路設(shè)計(jì)》課(或者其他名稱的類似課程)在不少設(shè)有微電子學(xué)專業(yè)的重點(diǎn)大學(xué)中開設(shè)較為普遍,但在沒有微電子學(xué)專業(yè)的高校特別是非重點(diǎn)高校中開設(shè)并不多,對于該課程教學(xué)實(shí)踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學(xué)實(shí)踐中,緊密圍繞本校、本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),以授課對象為主體,遵循課程的教學(xué)規(guī)律和科學(xué)研究規(guī)律,選擇合適的授課內(nèi)容和教學(xué)方法,并且不斷地對此進(jìn)行探索和研究,收到了初步的教學(xué)效果。當(dāng)然,教學(xué)創(chuàng)新永無止境,教學(xué)方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學(xué)實(shí)踐中,作者將在加強(qiáng)學(xué)習(xí)以及與同行交流的前提下,進(jìn)一步拓寬和創(chuàng)新教學(xué)思路,探索和完善教學(xué)模式,研究和更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)和探討教學(xué)技巧,敢于創(chuàng)新,善于創(chuàng)新,真正做到教好書,育好人。

參考文獻(xiàn):

[1] Michael John Sebastian Smith.專用集成電路[M].虞惠華,等,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2004.

[2] 路而紅.專用集成電路設(shè)計(jì)與電子設(shè)計(jì)自動化[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[3] 廖裕評,陸瑞強(qiáng).集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

篇(5)

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；微電子人才

作者簡介：周遠(yuǎn)明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師；梅菲（1980-），女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，副教授。（湖北 武漢 430068）

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0089-02

電子科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此人才培養(yǎng)必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，對于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用，是高等學(xué)校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。[1，2]

一、學(xué)科背景及問題分析

1.學(xué)科背景

21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代，信息科學(xué)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級學(xué)科“電子科學(xué)與技術(shù)”。微電子技術(shù)一般是指以集成電路技術(shù)為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術(shù)學(xué)科，主要涉及研究集成電路的設(shè)計(jì)、制造、封裝相關(guān)的技術(shù)與工藝。[3]由于實(shí)現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)是集成電路，因此微電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的核心技術(shù)和戰(zhàn)略性技術(shù)，是信息社會的基石。此外，從地方發(fā)展來看，武漢東湖高新區(qū)正在全力推進(jìn)國家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，形成了以光通信、移動通信為主導(dǎo)，激光、光電顯示、光伏及半導(dǎo)體照明、集成電路等競相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，電子信息產(chǎn)業(yè)在湖北省經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位日益突出，而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的素質(zhì)也提出了更高的要求。

湖北工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2007年，完全適應(yīng)國家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對人才的需求，建設(shè)專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)，畢業(yè)生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(tǒng)（激光器、太能電池、發(fā)光二極管等）的設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試以及相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)等相關(guān)工作。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自成立以來，始終堅(jiān)持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引，遵循微電子科學(xué)的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡(luò)，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的微電子專門人才，以滿足我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。

2.存在的問題與影響分析

電子科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)用型人才必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才，就必須建設(shè)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學(xué)研”脫節(jié)的趨勢，學(xué)生參與實(shí)踐活動不論是在時(shí)間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。

二、建設(shè)思路

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包括基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺。基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺主要包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)；專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺即微電子實(shí)驗(yàn)中心，是本文要重點(diǎn)介紹的部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系探索過程中重點(diǎn)考慮到以下幾個(gè)方面的問題：

第一，突出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、強(qiáng)創(chuàng)新”的微電子人才培養(yǎng)理念。微電子人才既要求具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)（包括基礎(chǔ)物理、固體物理、器件物理、集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理等），又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識（包括計(jì)算機(jī)、通信、信息處理等基礎(chǔ)知識），同時(shí)還要具備較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力。因此微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐能力的緊密結(jié)合，同時(shí)兼顧本學(xué)科實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓(xùn)練，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競爭力的高素質(zhì)人才作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

第二，構(gòu)建科學(xué)合理的微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將“物理實(shí)驗(yàn)”、“計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導(dǎo)體器件課程設(shè)計(jì)”、“集成電路課程設(shè)計(jì)”、“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，相互貫通，有機(jī)銜接，搭建以提高實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練實(shí)踐應(yīng)用能力訓(xùn)練創(chuàng)新能力訓(xùn)練”實(shí)踐教學(xué)體系。

第三，兼顧半導(dǎo)體工藝與集成電路設(shè)計(jì)對人才的不同要求。半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設(shè)計(jì)、材料、工藝、封裝、測試等不同領(lǐng)域，各個(gè)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺囊蠹扔泄残?，也有個(gè)性。為了擴(kuò)展大學(xué)生知識和技能的適應(yīng)范圍，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須涵蓋微電子技術(shù)的主要方面，特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體工藝兩個(gè)領(lǐng)域。

第四，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合，推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式與國內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導(dǎo)教學(xué)與科研協(xié)調(diào)發(fā)展，教研相長，鼓勵教師將科研成果及時(shí)融化到教學(xué)內(nèi)容之中，以此提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、建設(shè)內(nèi)容

微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，是我國高新技術(shù)發(fā)展的重中之重，但我國微電子技術(shù)人才緊缺，尤其是集成電路相關(guān)人才嚴(yán)重不足，培養(yǎng)高質(zhì)量的微電子技術(shù)人才是我國現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。微電子學(xué)科實(shí)踐性強(qiáng)，培養(yǎng)的人才需要具備相關(guān)的測試分析技能和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造等綜合性的實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識。

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將利用經(jīng)費(fèi)支持建設(shè)一個(gè)微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，具體包括四個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室：半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實(shí)驗(yàn)室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室。使學(xué)生具備半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測試與應(yīng)用、集成電路設(shè)計(jì)、LED封裝測試等方面的實(shí)踐動手和設(shè)計(jì)能力，鞏固和強(qiáng)化現(xiàn)代微電子技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)知識，提升學(xué)生在微電子技術(shù)領(lǐng)域的競爭力，培養(yǎng)學(xué)生具備半導(dǎo)體材料、器件、集成電路等基本物理與電學(xué)屬性的測試分析能力。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)平臺主要服務(wù)的本科專業(yè)為“電子科學(xué)與技術(shù)”，同時(shí)可以承擔(dān)“通信工程”、“電子信息工程”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”、“電子信息科學(xué)與技術(shù)”、“材料科學(xué)與工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”等10余個(gè)本科專業(yè)的部分實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。

（1）半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體材料基本屬性的測試與分析方法，目的是加深學(xué)生對半導(dǎo)體基本理論的理解，掌握相關(guān)的測試方法與技能，包括半導(dǎo)體材料層錯(cuò)位錯(cuò)觀測、半導(dǎo)體材料電阻率的四探針法測量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)測試、半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命測量、高頻MOS C-V特性測試、PN結(jié)顯示與結(jié)深測量、橢偏法測量薄膜厚度、PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)等。

（2）微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測試與分析方法，目的是加深學(xué)生對半導(dǎo)體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解，掌握相關(guān)的技能，包括器件解剖分析、用圖示儀測量晶體管的交（直）流參數(shù)、MOS場效應(yīng)管參數(shù)的測量、晶體管參數(shù)的測量、集成運(yùn)算放大器參數(shù)的測試、晶體管特征頻率的測量、半導(dǎo)體器件實(shí)驗(yàn)、光伏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、光電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、光電探測原理綜合實(shí)驗(yàn)、光電倍增管綜合實(shí)驗(yàn)、LD/LED光源特性實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體激光器實(shí)驗(yàn)、電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)、聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

（3）集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設(shè)計(jì)軟件的使用方法、設(shè)計(jì)流程等，并通過半導(dǎo)體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗(yàn)證和版圖設(shè)計(jì)等實(shí)踐過程具備集成電路設(shè)計(jì)的能力，目的是培養(yǎng)學(xué)生半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)能力。以美國Cadence公司專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)軟件為載體，完成集成電路的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等訓(xùn)練課程。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、集成電路設(shè)計(jì)類課程和理論課程的上機(jī)實(shí)踐等。

（4）科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室則向?qū)W生提供發(fā)揮他們才智的空間，為他們提供驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)自由命題或進(jìn)行科研的軟硬件條件，充分發(fā)揮他們的想象力，目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力，包括LED封裝、測試與設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)和光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)。要求學(xué)生自己動手完成所設(shè)計(jì)器件或電路的研制并通過測試分析，制造出滿足指標(biāo)要求的器件或電路。目的是對學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的系統(tǒng)訓(xùn)練，加深對所需知識的接收與理解，初步掌握半導(dǎo)體器件與集成電路的設(shè)計(jì)方法和對工藝技術(shù)及流程的認(rèn)知與感知。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與教師科研課題和國家級、省級和校級的各類科技競賽及課外科技學(xué)術(shù)活動等。

四、總結(jié)

本實(shí)驗(yàn)室以我國微電子科學(xué)與技術(shù)的人才需求為指引，遵循微電子科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來促進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，系統(tǒng)了解與掌握半導(dǎo)體材料、器件、集成電路的測試分析和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)等技能，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)范圍廣的具有較強(qiáng)競爭力的微電子專門人才的目標(biāo)，以滿足我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑞，伍登學(xué).創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，（5）：6-9.

篇(6)

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；集成電路設(shè)計(jì)；平臺建設(shè)；IC產(chǎn)業(yè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0270-03

國家教育部于2007年正式啟動了高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程（簡稱“質(zhì)量工程”），其建設(shè)的重要內(nèi)容之一就是使高校培養(yǎng)的理工科學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力，更好地適應(yīng)社會和市場的需求[1]。為此，我校作為全國獨(dú)立學(xué)院理事單位于2007年6月通過了ISO2000：9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證[2]，同時(shí)確立了“質(zhì)量立校、人才強(qiáng)校、文化興?！比蠛诵膽?zhàn)略，深入推進(jìn)內(nèi)涵式發(fā)展，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。對于質(zhì)量工程采取了多方面多角度的措施：加強(qiáng)教學(xué)改革項(xiàng)目工程；鼓勵參加校內(nèi)學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)，（大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目）；積極參加國家、省級等電子設(shè)計(jì)大賽；有針對性地對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行大幅度的調(diào)整，增大課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占課程的比例從原來的15%提高到25%以上，并且對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作了改進(jìn)，提高綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重；同時(shí)增加專業(yè)實(shí)踐課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力；課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)更注重選題來源，題目比以前具有更強(qiáng)的針對性，面向?qū)I(yè)，面向本地就業(yè)市場。不僅如此，學(xué)院還建立了創(chuàng)業(yè)孵化中心、建立了實(shí)驗(yàn)中心等。通過這些有效的措施，努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新和應(yīng)用能力。除了學(xué)校對電子信息類專業(yè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)外，各個(gè)二級學(xué)院都以“質(zhì)量工程”建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)，從專業(yè)工程的角度出發(fā)，努力探索各個(gè)專業(yè)新的發(fā)展思路和方向。由于集成電路設(shè)計(jì)是高校電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等相關(guān)專業(yè)的主要方向，因此與之相關(guān)的課程和平臺建設(shè)成為該專業(yè)工程探索的重點(diǎn)。通過對當(dāng)前國內(nèi)外高校該專業(yè)方向培養(yǎng)方案分析，設(shè)置的課程主要強(qiáng)調(diào)模擬/數(shù)字電路方向，相應(yīng)的課程體系為此服務(wù)，人才培養(yǎng)方案設(shè)置與之相對應(yīng)的理論和實(shí)踐教學(xué)體系；同時(shí)建立相應(yīng)的實(shí)習(xí)、實(shí)踐教學(xué)平臺。由此，依據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合本專業(yè)學(xué)生的層次和專業(yè)面向，同時(shí)依據(jù)本地的人才需求深度和廣度，對以往的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行革新，建立面向中山IC產(chǎn)業(yè)的集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)用型的設(shè)計(jì)平臺。另外，從課程體系出發(fā)，強(qiáng)化IC設(shè)計(jì)的模擬集成電路后端版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中得到實(shí)際的訓(xùn)練。通過這些改革既可有效地幫助學(xué)生迅速融入IC設(shè)計(jì)業(yè)，也為進(jìn)入IC制造行業(yè)提高層次到新高度。

一、軟件設(shè)計(jì)平臺在集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的重要性

自從1998年高等學(xué)校擴(kuò)大招生以來，高校規(guī)模發(fā)展很快，在校大學(xué)生的人數(shù)比十五年前增長了10倍。高校的基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的投入呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，學(xué)校的辦學(xué)條件不斷改善，同時(shí)，各個(gè)高校對實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也在持續(xù)增大，然而在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的過程中，盡管投入的資金量在不斷增大，但出現(xiàn)的現(xiàn)象是重視專業(yè)儀器和設(shè)備的投入，忽視專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的購置，這可能是由于長期以來形成的重有形實(shí)體、輕無形設(shè)計(jì)軟件，然而這種意識給專業(yè)發(fā)展必將帶來不利影響。對于IC專業(yè)來說，該專業(yè)主要面向集成電路的生產(chǎn)、測試和設(shè)計(jì)，其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)是最具活力、最有增長效率的一塊，即使是在國際金融危機(jī)的2009年，中國的IC設(shè)計(jì)業(yè)不僅沒有像半導(dǎo)體行業(yè)那樣同比下降10%，反而逆勢增長9.1%；在2010年，國際金融危機(jī)剛剛緩和，中國IC設(shè)計(jì)業(yè)的同比增速又快速攀升到45%；2011年全行業(yè)銷售額為624.37億元，2012年比2012年增長8.98%達(dá)到680.45億元，集成電路行業(yè)不僅增長速度快，發(fā)展前景好，而且可以滿足更多的高校學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)。為了滿足IC設(shè)計(jì)行業(yè)的要求，必須建設(shè)該行業(yè)需求的集成電路軟件設(shè)計(jì)平臺。眾所周知集成電路行業(yè)制造成本相對較高，這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路產(chǎn)品時(shí)盡量做到一次流片成功，而要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)需要建設(shè)電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證的平臺，即集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)軟件設(shè)計(jì)平臺。通過軟件平臺可以實(shí)現(xiàn)：電路原理拓?fù)鋱D的構(gòu)建及參數(shù)仿真和優(yōu)化、針對具體集成電路工藝尺寸生產(chǎn)線的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證、對版圖設(shè)計(jì)的實(shí)際性能進(jìn)行仿真并與電路原理圖仿真對照、提供給制造廠商具體的GDSII版圖文件。軟件平臺實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到驗(yàn)證的目的，因此，對于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生或工作人員來說，軟件設(shè)計(jì)平臺的建設(shè)特別重要，如果沒有軟件設(shè)計(jì)平臺也就無法培養(yǎng)出真正的IC設(shè)計(jì)人才。因此，在培養(yǎng)具有專業(yè)特色的應(yīng)用型人才的號召下，學(xué)院不斷加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[3]，從電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)角度出發(fā)，建設(shè)IC軟件設(shè)計(jì)平臺，為本地區(qū)域發(fā)展和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。

二、建設(shè)面向中山本地市場IC應(yīng)用平臺

近年來，學(xué)校從自身建設(shè)的實(shí)際情況出發(fā)，減少因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)緊張帶來的困境，積極推動學(xué)院集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)方向的人才培養(yǎng)。教學(xué)單位根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)的模塊特點(diǎn)確定合適的軟件設(shè)計(jì)平臺，原理拓?fù)鋱D的前端電路仿真采用PSPICE軟件工具，熟悉電路仿真優(yōu)化過程；后端采用L-EDIT版圖軟件工具，應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)廠家的雙極或CMOS工藝線來設(shè)計(jì)電路的版圖，并進(jìn)行版圖驗(yàn)證。這種處理方法雖然暫時(shí)性解決前端和后端電路及版圖仿真的問題，但與真正的系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成電路相對出入較大，不利于形成IC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。2010年12月國家集成電路設(shè)計(jì)深圳產(chǎn)業(yè)化基地中山園區(qū)成立，該園區(qū)對集成電路設(shè)計(jì)人才的要求變得非常迫切，客觀上推進(jìn)了學(xué)院對IC產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)力度，建立面向中山IC產(chǎn)業(yè)的專業(yè)應(yīng)用型設(shè)計(jì)平臺變得刻不容緩[4]，同時(shí)，新的人才培養(yǎng)方案也應(yīng)聲出臺，促進(jìn)了具有一定深度的教學(xué)改革。

1.軟件平臺建設(shè)。從目前集成電路設(shè)計(jì)軟件使用的廣泛性和系統(tǒng)性來看，建設(shè)面向市場的應(yīng)用平臺，應(yīng)該是學(xué)校所使用的與實(shí)際設(shè)計(jì)公司或其他單位的軟件一致，使得所培養(yǎng)的IC設(shè)計(jì)人才能與將來的就業(yè)工作實(shí)現(xiàn)無縫對接，從而提高市場對所培養(yǎng)的集成電路設(shè)計(jì)人才的認(rèn)可度，同時(shí)也可大大提高學(xué)生對專業(yè)設(shè)計(jì)的能力和信心[5]。遵循這個(gè)原則，選擇Cadence軟件作為建設(shè)平臺設(shè)計(jì)軟件，這不僅因?yàn)樵摴臼侨蜃畲蟮碾娮釉O(shè)計(jì)技術(shù)、程序方案服務(wù)和設(shè)計(jì)服務(wù)供應(yīng)商，EDA軟件產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，包括系統(tǒng)級設(shè)計(jì)，功能驗(yàn)證，IC綜合及布局布線，模擬、混合信號及射頻IC設(shè)計(jì)，全定制集成電路設(shè)計(jì)，IC物理驗(yàn)證，PCB設(shè)計(jì)和硬件仿真建模，而且通過大學(xué)計(jì)劃合作，可以大幅度的降低購置軟件所需資金，從而從根本上解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)軟件費(fèi)用昂貴的問題。另外，從中山乃至珠三角其他城市的IC行業(yè)中，各個(gè)單位都普遍采用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，而且選用該軟件更有利于剛剛起步的中山集成電路設(shè)計(jì)，也更加有利于該產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化，乃至進(jìn)一步的發(fā)展和壯大。

2.針對中山IC產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)。定位于面向本地產(chǎn)業(yè)的IC應(yīng)用型人才，就必須以中山IC產(chǎn)業(yè)為培養(yǎng)特色人才的出發(fā)點(diǎn)。中山目前有一批集成電路代工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的公司，主要有中山市奧泰普微電子有限公司、芯成微電子公司、深電微電子科技有限公司、木林森股份有限公司等，能進(jìn)行IC設(shè)計(jì)、工藝制造和測試封裝，主要生產(chǎn)功率半導(dǎo)體器件和IC、應(yīng)用于家電等消費(fèi)電子、節(jié)能照明等。日前奧泰普公司的0.35微米先進(jìn)工藝生產(chǎn)線預(yù)計(jì)快速投產(chǎn)，該單位的發(fā)展對本地IC人才需求有極大的推動力，推動學(xué)生學(xué)習(xí)微電子專業(yè)的積極性，而這些也有力地支持本地IC企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，建立面向本地集成電路產(chǎn)業(yè)的軟件設(shè)計(jì)平臺，有利于專業(yè)人才的培養(yǎng)、準(zhǔn)確定位，并形成了本地優(yōu)勢和特色。

3.教學(xué)實(shí)踐改革。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，形成專業(yè)特色，必須對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修改。在人才培養(yǎng)方案中通過增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中除了原有驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)外、還增加了綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，這種變化將有助于學(xué)生從被動實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到主動實(shí)驗(yàn)的綜合和設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用和動手能力，從而為培養(yǎng)應(yīng)用型的人才打下良好的基礎(chǔ)。除此之外，與集成電路代工企業(yè)及芯片應(yīng)用公司建立合作關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間到這些單位進(jìn)行在崗實(shí)習(xí)和培訓(xùn)，可以將所學(xué)的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去，形成無縫對接；而從單位招聘人才角度上來說，可以節(jié)約人力資源培訓(xùn)成本，招到單位真正需要的崗位人才。因此，合作雙方在找到相互需求的基礎(chǔ)上，形成有效的合作機(jī)制。①課程改革。針對獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點(diǎn)，除了培養(yǎng)方案上增加多元化教育課程之外，主要是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)的改革，增加綜合實(shí)驗(yàn)課程，如：《現(xiàn)代電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)》計(jì)32學(xué)時(shí)、《微電子學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》計(jì)40學(xué)時(shí)、《EDA綜合實(shí)驗(yàn)》為32學(xué)時(shí)、《集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》為40學(xué)時(shí)，其相應(yīng)的課程學(xué)時(shí)數(shù)從以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的16個(gè)學(xué)時(shí)，增加到現(xiàn)在32學(xué)時(shí)以上的帶有綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的綜合實(shí)踐課程。這種變化不僅是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課時(shí)加大，而且是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn)，也是實(shí)踐綜合能力的增強(qiáng)，有利于學(xué)生形成專業(yè)應(yīng)用能力。②與單位聯(lián)合的IC設(shè)計(jì)基地。IC設(shè)計(jì)基地主要立足于兩個(gè)方面：一是立足于本地IC企業(yè)或設(shè)計(jì)公司；二是立足于IC代工和集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用。前者主要利用本地資源就近的優(yōu)勢，學(xué)生參觀、實(shí)習(xí)都比較方便，同時(shí)也有利于學(xué)校與用人單位之間的良好溝通，提高雙方的認(rèn)可度和贊同感。如：中山市奧泰普微電子有限公司、木林森股份有限公司等。后者從生產(chǎn)角度和設(shè)計(jì)應(yīng)用出發(fā)，帶領(lǐng)學(xué)生到IC代工企業(yè)參觀，初步了解集成電路的生產(chǎn)過程，企業(yè)的架構(gòu)、規(guī)劃和發(fā)展遠(yuǎn)景。也可根據(jù)公司的人才需要，選派部分學(xué)生到公司在崗實(shí)習(xí)[6]。如：深圳方正微電子有限公司、廣州南科集成電子有限公司等。通過這些方式不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的應(yīng)用能力，而且有利于學(xué)生對IC單位的深入了解，為本校專業(yè)應(yīng)用型人才找到一種行之有效的就業(yè)之路。

三、集成電路設(shè)計(jì)平臺的實(shí)效性

從2002年創(chuàng)辦電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以來，學(xué)校特別重視集成電路相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。從初期的晶體管器件和集成塊性能測量，硅片的少子壽命、C-V特性、方阻等測量，發(fā)展到探針臺的芯片級的性能測試，在此期間為了滿足更多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、興趣小組和畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，微電子實(shí)驗(yàn)室的已經(jīng)過三次擴(kuò)張和升級，其建設(shè)規(guī)模和實(shí)驗(yàn)水平得到了大幅度的提升。另外，為培養(yǎng)本科學(xué)生集成電路的設(shè)計(jì)能力，提高應(yīng)用性能力，學(xué)校還建立了集成電路CAD實(shí)驗(yàn)室，以電路原理圖仿真設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，著重應(yīng)用L-Edit版圖軟件工具，進(jìn)行基本的集成電路版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證，對提升學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用能力取得了一定的效果。目前，為了大力提高本科教學(xué)質(zhì)量，提升辦學(xué)水平，重點(diǎn)對實(shí)踐課程和IC軟件設(shè)計(jì)平臺進(jìn)行了改革。學(xué)校開設(shè)了專門實(shí)踐訓(xùn)練課程，如：集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。從以前的16學(xué)時(shí)課內(nèi)驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提升為32學(xué)時(shí)獨(dú)立的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，內(nèi)容從以驗(yàn)證為主的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽O(shè)計(jì)和綜合為主的實(shí)驗(yàn)，整體應(yīng)用設(shè)計(jì)水平進(jìn)行了大幅度的提升，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和動手能力。不僅如此，對集成電路的設(shè)計(jì)軟件也進(jìn)行了升級，從最初的用Pspice和Hspice軟件進(jìn)行電路圖仿真，L-Edit軟件工具的后端版圖設(shè)計(jì)，升級為應(yīng)用系統(tǒng)的專業(yè)軟件平臺設(shè)計(jì)工具Cadence進(jìn)行前后端的設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證等，并采用開放實(shí)驗(yàn)室模式，使得學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力得到一定程度的提升，提高了系統(tǒng)認(rèn)識和項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力。通過IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件平臺的建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)課程改革，使得學(xué)生對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的性質(zhì)和內(nèi)容了解更加全面，對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的深度和廣度也得到進(jìn)一步提高，從而增強(qiáng)了專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，提高了自信心。此外，其他專業(yè)的學(xué)生也開始轉(zhuǎn)到本專業(yè)，從事集成電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，并對集成電路流片產(chǎn)生濃厚的興趣。除此之外，學(xué)生利用自己在外實(shí)踐實(shí)習(xí)的機(jī)會給學(xué)校引進(jìn)研究性的開發(fā)項(xiàng)目，這些都為本專業(yè)的發(fā)展形成很好的良性循環(huán)。在IC設(shè)計(jì)平臺的影響下，本專業(yè)繼續(xù)報(bào)考碩士研究生的學(xué)生特別多，約占學(xué)生比例的45%左右。經(jīng)過這幾年的努力，2003、2004、2005、2006級都有學(xué)生在碩士畢業(yè)后分別被保送或考上電子科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、香港城市大學(xué)的博士。從這些學(xué)生的反饋意見了解到，他們對學(xué)校在IC設(shè)計(jì)平臺建設(shè)評價(jià)很高，對他們進(jìn)一步深造起到了很好的幫助作用。不僅如此，已經(jīng)畢業(yè)在本行業(yè)工作的學(xué)生也對IC設(shè)計(jì)平臺有很好的評價(jià)：通過該軟件設(shè)計(jì)平臺不僅熟悉了集成電路設(shè)計(jì)的工藝庫、集成電路工藝流程和相應(yīng)的工藝參數(shù)，而且也熟悉版圖的設(shè)計(jì)，這對于從事IC代工工作起到很好的幫助作用?，F(xiàn)在已經(jīng)有多屆畢業(yè)的學(xué)生在深圳方正微電子公司、中山奧泰普微電子有限公司工作。另外，還有許多學(xué)生從事集成電路應(yīng)用設(shè)計(jì)工作，主要分布于中山LED照明產(chǎn)業(yè)等。

通過IC軟件設(shè)計(jì)平臺建設(shè)，配合以實(shí)踐教學(xué)改革，使得學(xué)生所學(xué)理論知識和實(shí)際能力直接與市場實(shí)現(xiàn)無縫對接，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐動手能力，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。另外，利用與企業(yè)合作的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，可以使得學(xué)生得到更好的工作鍛煉，為將來的工作打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，建設(shè)面向中山IC產(chǎn)業(yè)的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)平臺，尋求高校與公司更緊密的新的合作模式，符合我校人才培養(yǎng)發(fā)展模式方向，對IC設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)改革，培養(yǎng)滿足本地區(qū)乃至整個(gè)社會的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，具有特別重要的作用。

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篇(7)

【關(guān)鍵詞】Proteus；集成電路；仿真

Proteus是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一體的電子仿真軟件，功能非常強(qiáng)大，可以同時(shí)滿足電類各個(gè)專業(yè)課的教學(xué)，Proteus仿真軟件7.5版的元器件庫中包含了CD4000系列、74系列大部分?jǐn)?shù)字集成電路及LM系列等幾百種模擬集成電路，非常適合用于集成電路應(yīng)用課程的實(shí)踐教學(xué)。為此，筆者分析了Proteus仿真軟件在課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等各個(gè)方面的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用情況。

1.Proteus在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

目前適合高職院校集成電路應(yīng)用課程教學(xué)的教材相對較少，加上集成電路種類繁多，我們在實(shí)際教學(xué)中以集成電路廠家給定的datasheet文件為基礎(chǔ)自編實(shí)訓(xùn)教材，選取的幾十種常用集成電路中大部分在Proteus元件庫中有仿真模型，可以搭建電路進(jìn)行仿真演示，如NE555、LM324、OP27、LM386、LM317、MC34063、LM3914、LM331等。在集成電路應(yīng)用教學(xué)中，最核心的是集成電路的功能演示。在以往沒有使用Proteus軟件的情況下，教師只能使用PPT等多媒體手段，針對電路的原理和功能進(jìn)行枯燥的講解。使用Proteus軟件后，借助軟件的可操作性及過程的動態(tài)顯示，可以通過變換電路形式、設(shè)置輸入信號參數(shù)、調(diào)用虛擬儀表進(jìn)行測量等人機(jī)互動功能來增加學(xué)生的興趣和對知識的理解。

如在講述NE555集成電路的多諧振蕩功能時(shí)，我們并不急于按照圖1來講述NE555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，而是使用Proteus搭建如圖2所示的電路，使用電壓探針監(jiān)視充放電電容C1上的電壓，觀察第3腳上的電平顏色變化，可以很清楚的看到當(dāng)電容C1上的電壓升到4V時(shí)，Q從高電平變成低電平，電容上的電壓開始變?yōu)橄陆?，?dāng)電容上的電壓下降到2V時(shí)，Q從低電平變成高電平，電容上的電壓開始變?yōu)樯仙?，如此反?fù)形成振蕩。通過計(jì)時(shí)還能發(fā)現(xiàn)，振蕩的周期大概為20多秒，基本與理論上的公式符合。在觀察了仿真現(xiàn)象和驗(yàn)證了公式之后，再來理解圖1所示的NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能就容易的多。

在對圖2使用Proteus進(jìn)行仿真時(shí)，還可以清晰看到電容C1被NE555控制進(jìn)行反復(fù)的充電和放電，充放電的轉(zhuǎn)換電壓正好為2V和4V，也就是1/3VCC和2/3VCC。這樣通過軟件仿真可以輕松理解NE555電路的特點(diǎn)，而不需要去花很多時(shí)間來剖析繁瑣的內(nèi)部模塊和結(jié)構(gòu)。對于其他集成電路的教學(xué)，也是直接通過電路圖來仿真就可以輕松掌握其引腳的功能。

Proteus軟件在仿真時(shí)，是以動畫的形式顯示的，同時(shí)也可以使用仿真軟件上幀進(jìn)按鍵，每按一下前進(jìn)一幀。在講解和演示時(shí)可以在停頓的時(shí)間里做更多的穿插講解，也增加了學(xué)生的理解。

2.Proteus在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，從選定題目開始，首先要確定集成電路型號和使用的方案，之后開始設(shè)計(jì)電路圖，購買元器件，進(jìn)行PCB打樣，最后進(jìn)行焊接調(diào)試[1]，整個(gè)過程中還需要使用到若干儀器、儀表和工具。如沒有達(dá)到設(shè)計(jì)功能，整個(gè)過程或者部分環(huán)節(jié)就可能需要反復(fù)進(jìn)行。采用PROTEUS軟件后，只需要搭建完整的電路圖就可進(jìn)行功能測試和評估，還可以通過調(diào)整元器件參數(shù)使整個(gè)電路性能更佳。這樣就無需多次購買電子元器件、PCB打樣和焊接調(diào)試等費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，等仿真結(jié)束并確定了元器件和電路圖后，一次性完成元器件購買、PCB制作和焊接調(diào)試的工作。

例如，如圖3所示的在三運(yùn)放差分放大器的實(shí)訓(xùn)中，根據(jù)理論計(jì)算和圖中電阻阻值設(shè)置，VO=2.1（V2-V1），使用軟件仿真時(shí)給定V2=0.2V，V1=0.1V，則通過虛擬測量VO正好為2.1V。通常利用軟件仿真得到正確的結(jié)果并不容易，調(diào)試結(jié)束之后，大部分學(xué)生均能取得下列認(rèn)識：

（1）測量可知運(yùn)放的輸入端電流基本為0，即運(yùn)放的虛斷概念；

（2）測量可知運(yùn)放的輸入的+、-兩端的電壓差基本為0，即運(yùn)放的虛短概念；

（3）運(yùn)放通常需要給正負(fù)雙電源才能正常工作，而且電源極性不能搞反；

（4）運(yùn)放輸出的電壓值不可能超出電源范圍；

（5）仿真電路圖中運(yùn)放的各輸出點(diǎn)電壓都能通過理論計(jì)算得到，而且誤差不大。

（6）如將運(yùn)放更換為LM324運(yùn)放，將得到的VO將不再是2.1V，誤差比較大，可見OP27的精度比LM324高，原因是其輸入失調(diào)電壓才10uV，而LM324的2mV。

3.Proteus在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐

在學(xué)習(xí)A/D變換集成電路時(shí)，作為本課程的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一，我們選擇使用ICL7107集成電路來制作一個(gè)LED數(shù)字電壓計(jì)。傳統(tǒng)的做法是老師給定完整的電路圖，學(xué)生用1-2周的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)板上焊接調(diào)試完成，其中A/D變換的原理、電路的原理及作用等的講解和分析還是要使用黑板或者PPT來完成，大部分學(xué)生很難理解，實(shí)訓(xùn)時(shí)只能按圖接線，出了問題找老師解決，完全不能在理解原理的基礎(chǔ)上根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷，更不能獨(dú)立消除故障。

在使用Proteus軟件后，可以很方便地按照電路的模塊進(jìn)行功能演示、原理解說和故障的分析判斷。如圖4的電路，可以使用Ptoteus演示出雙積分A/D變換器將電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間間隔的過程，在仿真的過程中，學(xué)生理解了積分電阻和積分電容所起的作用。又如圖5的電路，可以演示出ICL7107所需要的負(fù)電壓的產(chǎn)生過程。學(xué)生在電腦上仿真成功后，對照仿真電路圖進(jìn)行焊接，然后再根據(jù)仿真的現(xiàn)象對焊接完的電路板進(jìn)行調(diào)試，如出現(xiàn)故障，也能借助仿真軟件的虛擬儀表來進(jìn)行測試，幫助進(jìn)行最終的故障分析和定位。

4.Proteus軟件在實(shí)踐教學(xué)中的特點(diǎn)

Proteus軟件在集成電路應(yīng)用課程中起到了很好的作用，最突出的特點(diǎn)是學(xué)生的積極主動性有了顯著的提高，作為一個(gè)電子仿真軟件，Proteus對其他電類課程也可以起到較好的輔助教學(xué)作用，主要的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）可以達(dá)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的目的。原則上只要有電腦就可以學(xué)習(xí)，學(xué)生課后也能在自己的電腦上進(jìn)行學(xué)習(xí)，虛擬的元器件和儀器儀表也不可能被損壞，學(xué)生也不會怕觸電怕短路，能做到大膽嘗試，增強(qiáng)獨(dú)立解決問題的能力，減少學(xué)習(xí)的依耐性[2]。

（2）解決學(xué)校實(shí)踐條件不足的問題。利用學(xué)校已有的機(jī)房輕易實(shí)現(xiàn)一人一機(jī)的實(shí)踐環(huán)境。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室需要元器件、電源、萬用表、示波器、常用工具等硬件設(shè)施，容易損壞，難于管理，仿真教學(xué)和學(xué)習(xí)相對容易的多。

（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)替代驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)受到已有元器件的限制，實(shí)訓(xùn)往往按部就班，不能開發(fā)學(xué)生的主觀能動性，不利于培養(yǎng)產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)的能力，仿真軟件的使用可以使學(xué)生在虛擬的環(huán)境中充分發(fā)揮自己的想象，設(shè)計(jì)出不同的電路方案。

5.結(jié)束語

Proteus仿真軟件為集成電路應(yīng)用等電子類課程的教學(xué)提供了比較方便的途徑，解決了很多傳統(tǒng)時(shí)間教學(xué)無法解決的問題，但它畢竟是虛擬的環(huán)境，只能作為教學(xué)的補(bǔ)充，要讓學(xué)生真正學(xué)習(xí)到電路的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試和維修方面的技能，還需要多動手接觸實(shí)際的電路實(shí)物，否則哪怕用的再多，也只能是紙上談兵，不能完全使用虛擬的仿真來替代實(shí)際的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳小花，吳先球.Proteus電路設(shè)計(jì)與仿真在教學(xué)中的實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用2010，19（2）.

[2]陶洪，錢馳波.仿真軟件Proteus在《數(shù)字電子應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，8（1）.

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