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集成電路研究方向范文1
關(guān)鍵詞：集成電路工程；專業(yè)學(xué)位研究生；培養(yǎng)實踐
中圖分類號：G643 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）29-0221-02
一、引言
2000年6月，國務(wù)院了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國發(fā)18號文），并陸續(xù)推出了一系列促進IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策和措施。國家科技部在863計劃中安排了集成電路設(shè)計重大專項。在863計劃集成電路設(shè)計重大專項的實施和帶動下，北京、上海、無錫、杭州、深圳、西安、成都等七個集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)取得了重要進展。與此同時，為了適應(yīng)我國集成電路發(fā)展對高層次專門人才的大規(guī)模需要，改善工科學(xué)位比較單一的狀況，經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會批準(zhǔn)，在我國設(shè)置集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)，培養(yǎng)了一批“用得上”的工程技術(shù)人才。集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生自設(shè)置以來，取得了蓬勃的發(fā)展，受到用人單位的肯定和好評。由于其生源廣泛、數(shù)量巨大，培養(yǎng)方法和模式更需要一定的創(chuàng)新性。近年來，在集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中，經(jīng)過多年的辦學(xué)積累，探討了一些辦學(xué)和培養(yǎng)集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的經(jīng)驗。
二、專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵事項
1.優(yōu)選導(dǎo)師，確保培養(yǎng)質(zhì)量。集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生教育形式較新，最初專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)在眾多地方借鑒了學(xué)術(shù)型研究生的辦學(xué)經(jīng)驗，目前很多學(xué)者認(rèn)為，只要能夠勝任學(xué)術(shù)型學(xué)歷研究生教育的導(dǎo)師就能勝任專業(yè)學(xué)位教育。這恰恰忽視了專業(yè)學(xué)位的知識背景和面向的行業(yè)領(lǐng)域。專業(yè)學(xué)位研究生教育規(guī)律與學(xué)術(shù)型研究生存在相當(dāng)大的差異，首先，兩者專業(yè)基礎(chǔ)及學(xué)術(shù)背景不一樣，專業(yè)學(xué)位研究生的系統(tǒng)性方面不如學(xué)術(shù)型研究生。其次，兩者的治學(xué)環(huán)境不同，專業(yè)學(xué)位研究生與實際工程應(yīng)用相結(jié)合。根據(jù)專業(yè)學(xué)位研究生特點有針對性地開展培養(yǎng)，應(yīng)該選拔具有較強工程背景的教師進行指導(dǎo)。指導(dǎo)教師在進行指導(dǎo)時，應(yīng)與學(xué)術(shù)型研究生指導(dǎo)工作有所不同，應(yīng)更加注重專業(yè)學(xué)位研究生工程實踐經(jīng)驗的培養(yǎng)。而且在學(xué)生的課題研究中，指導(dǎo)教師與學(xué)生多溝通，將自身融入到學(xué)生的實踐研究中，帶領(lǐng)學(xué)生參與技術(shù)上的創(chuàng)新和解決實際工程技術(shù)難題，這樣才能確保學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。
2.做到課堂理論與工程實際相結(jié)合。專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的多年實踐經(jīng)驗告訴我們，在指導(dǎo)過程中必須注重理論與工程實際應(yīng)用結(jié)合，抽象概念與實際應(yīng)用結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使理論易于理解和掌握。因此，教師要了解專業(yè)學(xué)位研究生的本科學(xué)歷背景、知識結(jié)構(gòu)和現(xiàn)在的工程方向等，在此基礎(chǔ)上，做到課程理論聯(lián)系工程實際，為專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作打下良好的基礎(chǔ)。為了滿足微電子領(lǐng)域內(nèi)不同行業(yè)的需求，在多年的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)中進行了積極的探索。首先，學(xué)生可以根據(jù)研究方向，在教師的指導(dǎo)下進行專題理論課程的選擇。例如，進行SOC設(shè)計的可以選擇《SOC及IP技術(shù)講座》課程，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可以選擇《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》或《計算機網(wǎng)絡(luò)與通信》專題講座，研究空間通信的選擇《深空通信技術(shù)專題》等等。有針對性地，使學(xué)生不是單純盲目的學(xué)習(xí)，這樣的培養(yǎng)才能做到理論與工程實踐真正結(jié)合。實踐結(jié)果表明，那些課堂上刻苦學(xué)習(xí)，能夠?qū)⒗碚撚糜趯嵺`并努力鉆研的學(xué)生，將有更好的培養(yǎng)效果和未來發(fā)展空間。
3.學(xué)位論文選題恰當(dāng)，工程背景好。選題重要性要放在首位，要求“論文選題來自于工程實踐，工程背景明確，應(yīng)用性強”，有的放矢，結(jié)合工程實際問題才是最好的選題。從現(xiàn)實意義上講，專業(yè)學(xué)位論文的選題是發(fā)現(xiàn)工程問題并確認(rèn)研究方向。當(dāng)前有些專業(yè)學(xué)位論文質(zhì)量不高、沒有創(chuàng)新性，一個重要原因就是選題不恰當(dāng)。因此，在選題時，學(xué)生應(yīng)急科研工作之所急，通過論文工作，使自己既能解決工程實際問題，又能提高科研工作能力。
集成電路工程專業(yè)學(xué)位論文的選題與學(xué)術(shù)型研究生的選題不同，其選題應(yīng)來源于工程實踐，應(yīng)有明確的應(yīng)用價值，其可以是一個完整的工程項目、技術(shù)改造或技術(shù)攻關(guān)專題，也可以是新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品的研制與開發(fā)。論文是否合格不僅看其理論水平的高低，還要看是否有實際的應(yīng)用價值。因此，由于論文選題時，應(yīng)該從以下幾點之一進行把握。①研究性，是否在工程實際中有技術(shù)改進和提高。如果是結(jié)合重大工程實際課題，在技術(shù)上的創(chuàng)新將具有研究性。②創(chuàng)造性，是否在工程領(lǐng)域中有所突破和有所創(chuàng)新，如果一般通過查新，能夠申請發(fā)明專利的都具有創(chuàng)造性。③實用性，是否能解決生產(chǎn)實際中的問題。
三、集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中的方法和步驟
專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)過程包括課程學(xué)習(xí)、題目確定、開題報告、中期檢查、學(xué)位論文撰寫和論文答辯等環(huán)節(jié)。我校專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)年限一般為二年，原則上用0.75-1學(xué)年完成課程學(xué)習(xí)，用1-1.25學(xué)年完成碩士學(xué)位論文。這些環(huán)節(jié)是一個有機的整體，需要合理安排，搞好各個環(huán)節(jié)的鏈接，進行一體化考慮。只有嚴(yán)格要求，才能夠保證專業(yè)學(xué)位研究生在兩年的時間內(nèi)保質(zhì)保量的達(dá)到國家碩士生培養(yǎng)的要求。作為集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)，其專業(yè)基礎(chǔ)相對學(xué)術(shù)型研究生存在一定的差距，不進行合理的引導(dǎo)就會使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)不能以單純拿到畢業(yè)證為目標(biāo)，應(yīng)更加嚴(yán)格管理、嚴(yán)格把關(guān)，保證培養(yǎng)質(zhì)量。通過近幾年的經(jīng)驗積累，以專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)為例，一般按照下列的步驟進行：第一學(xué)期，主要以課程學(xué)習(xí)為主，并在課堂學(xué)習(xí)中，定期安排相關(guān)教師對本實驗室從事的科研項目進行學(xué)術(shù)講座，讓學(xué)生了解實驗室開展的課題研究方向和從事的科研項目，從總體上進行了解和把握，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的鉆研興趣。開展教師或高年級學(xué)生關(guān)于研究課題的專題講座和基本軟件使用方法技能培訓(xùn)，使學(xué)生盡快掌握相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識和所需要的基本軟件操作方法，如從事ASIC接口電路的學(xué)生在第一學(xué)期就要求掌握Hspice和Candece等軟件。在學(xué)期末對學(xué)生進行相關(guān)領(lǐng)域知識進行摸底考核，對優(yōu)秀學(xué)生進行獎勵，末位學(xué)生進行督促教育，使其盡快的減小自身差距。第二學(xué)期，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的同時，學(xué)生進入實驗室參與科研工作，將從事科學(xué)研究的方法和經(jīng)驗有針對的進行訓(xùn)練。在進入實驗室期間，可以將科研任務(wù)進行分解，將非核心技術(shù)部分交給學(xué)生獨立去完成，讓學(xué)生提前進入科研狀態(tài)，完成一些力所能及的科研任務(wù)，堅定他們從事科學(xué)研究的信心。定期通過實驗室的學(xué)術(shù)活動檢查學(xué)生課題的完成情況，從總體上把握學(xué)生的研究方向和研究方法。第三學(xué)期，根據(jù)專業(yè)學(xué)位研究生的學(xué)習(xí)情況和所掌握的知識水平，有針對性的指導(dǎo)學(xué)生進行課題實踐，讓學(xué)生根據(jù)自己的特長進行課題研究。在學(xué)生進入課題研究工作時，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生了解本研究領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和獨立思考、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生閱讀國內(nèi)外文獻的能力，使其在科研工作中大膽實踐，理論聯(lián)系實際，使學(xué)生在科研工作中有所發(fā)明、有所創(chuàng)造。學(xué)生明確了課題目標(biāo)，知道為什么做、做什么、怎樣做，就能有目標(biāo)有方向地開展課題研究工作。第四學(xué)期，主要是督促檢查學(xué)生畢業(yè)論文工作，在其課題研究過程中應(yīng)當(dāng)定期進行檢查，避免學(xué)生課題研究偏離方向，選擇錯誤的方法。導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)積極鼓勵學(xué)生在本學(xué)期多發(fā)表學(xué)術(shù)論文。發(fā)表學(xué)術(shù)論文不僅能夠提高學(xué)生的文字表達(dá)能力，還能夠讓學(xué)生勤于思考，提出自己的創(chuàng)新方法，對學(xué)生后期的畢業(yè)論文撰寫打下良好的基礎(chǔ)。因此，踏實的論文工作是提高個人學(xué)術(shù)素養(yǎng)和掌握綜合知識的最佳途徑，為學(xué)生畢業(yè)后從事科研實踐養(yǎng)成良好的工作作風(fēng)，培養(yǎng)自主從事科研工作的能力。
總之，通過加強基礎(chǔ)知識、基本技能訓(xùn)練與能力培養(yǎng)的相融通；實踐與課程學(xué)習(xí)、業(yè)務(wù)培養(yǎng)與素質(zhì)提高有機結(jié)合，使集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生養(yǎng)成了較強的自我獲取知識的能力，自我構(gòu)建知識的能力及自我創(chuàng)新的能力。已經(jīng)畢業(yè)的專業(yè)學(xué)位研究生就業(yè)形勢一直是供不應(yīng)求。孔子曰：知之者不如好知者，好知者不如樂知者。學(xué)生只有好知并樂知，才能使集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的質(zhì)量不斷穩(wěn)定和不斷提高。
參考文獻：
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集成電路研究方向范文2
【關(guān)鍵詞】數(shù)字 FPGA集成 電路驗證
對于數(shù)字集成電路而言，其涉及到的工作都是比較復(fù)雜的，自身的功能也比較多樣，為了在驗證方面獲得較高的提升，必須在驗證指標(biāo)、驗證手段上進行優(yōu)化。對于數(shù)字集成電路FPGA驗證而言，其本身就是重要的組成部分，而在參數(shù)的驗證和功能的分析方面，都表現(xiàn)出了一定的復(fù)雜特點，傳統(tǒng)的模式無法滿足現(xiàn)階段的需求。所以，我們要針對數(shù)字集成電路FPGA驗證的特點、目的、要求，完成各項工作的不斷提升。在此，本文主要對數(shù)字集成電路FPGA驗證展開討論。
1 FPGA概述
在數(shù)字集成電路當(dāng)中，F(xiàn)PGA所發(fā)揮的作用是非常積極的，現(xiàn)如今已經(jīng)成為了不可或缺的重要組成部分。從應(yīng)用的角度來分析，F(xiàn)PGA是一種現(xiàn)場編程門陣列，它主要是在可編程器基礎(chǔ)上，進一步發(fā)展的產(chǎn)物。可編程器主要包括PAL、GAL、CPLD等等。FPGA在具體的應(yīng)用過程中，具有較強的針對性，其主要是作為專用集成電路領(lǐng)域的服務(wù)，并且自身所代表的是一種半制定的電路。從客觀的角度來分析，F(xiàn)PGA的出現(xiàn)和應(yīng)用，不僅在很多方面解決了定制電路所表現(xiàn)出的不足，同時又在很大程度上克服了原有的問題，主要是克服了編程器件門電路數(shù)有限的缺點。由此可見，數(shù)字集成電路在應(yīng)用FPGA以后，本身所獲得的進步是非常突出的，并且在客觀上和主觀上，均創(chuàng)造了較大的效益，是非常值得肯定的。
2 FPGA器件介紹
隨著數(shù)字集成電路的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA的應(yīng)用效果也越來越突出。目前，關(guān)于數(shù)字集成電路FPGA驗證，業(yè)界內(nèi)展開了大量的討論。對于FPGA驗證而言，需從客觀實際出發(fā)。FPGA器件，是驗證數(shù)字集成電路的主要工具，因此首先要在該方面做出足夠的努力。在芯片流片之前，對數(shù)字集成電路的整體設(shè)計，開展有效的FPGA驗證，能夠針對數(shù)字集成電路的實際工作情況，進行深入的了解和分析；針對遇到的問題，可以采取有效的方案來解決，避免造成較大的損失。
相對而言，采用FPGA進行驗證的過程中，硬件環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)是比較高的。首先，我們在驗證工作之前，必須設(shè)計出相應(yīng)的PCB板，完成相關(guān)系統(tǒng)的驗證和構(gòu)建。其次，在驗證的過程中，必須充分考慮到成本的問題，與芯片的流片費用相比較，F(xiàn)PGA的驗證成本較低，是主流的選擇。第三，數(shù)字集成電路FPGA驗證過程中，多數(shù)情況是由兩個部分組成的，分別是FPGA和器件。器件主要包括開關(guān)、存儲器、LED、轉(zhuǎn)接頭等等。
數(shù)字集成電路FPGA驗證時，需針對不同的電路實施有效的驗證。例如，在實際工作當(dāng)中，如果是要驗證EPA類型的芯片，必須對成本因素進行充分的考量。建議選擇Spartan3 XC3S1500 FPGA進行驗證處理。選擇該類型的FPGA，原因在于，其芯片為150萬門級，能夠滿足EPA的客觀需求。同時，在FPGA的利用率方面，超過了90%，各方面均取得較好成果。
3 基于FPGA的驗證環(huán)境
數(shù)字集成電路在目前的發(fā)展中，獲得了社會上廣泛的重視，并且在很多方面都表現(xiàn)出了較強的高端性。為了在FPGA驗證方面取得更多的進展，必須針對驗證環(huán)境進行深入的分析。本文認(rèn)為，一個比較完整的驗證方案，其在執(zhí)行過程中，必須充分的考慮到芯片的實際工作環(huán)境，考慮到理想的驗證環(huán)境，考慮到二者的具體差別。尤其是在網(wǎng)絡(luò)的工作環(huán)境方面，其包含很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)包，將會對最終的驗證造成不利的影響。例如，我們在開展EPA芯片的驗證工作中，可嘗試使用OVM庫類驗證芯片的基本通信系統(tǒng)、功能，再利用FPGA的輔助驗證，與時鐘進行同步處理，從而選擇合理的驗證方式，針對數(shù)字集成電路完成比較全方位的驗證，實現(xiàn)客觀工作的較大進步。
4 關(guān)于數(shù)字集成電路FPGA驗證的討論
數(shù)字集成電路FPGA的驗證工作，在很多方面都表現(xiàn)出了較高的復(fù)雜性和較強的技術(shù)性，現(xiàn)階段的部分工作雖然得到了較大的進步，但也有一些問題，還沒有進行充分的解決，這對將來的發(fā)展，會產(chǎn)生一定的威脅和不良影響。例如，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構(gòu)，有固定的設(shè)計約束和要求，以及定義明確的標(biāo)準(zhǔn)功能，而ASIC基于標(biāo)準(zhǔn)單元和宏單元，按照一般IC設(shè)計流程進行設(shè)計，并采用標(biāo)準(zhǔn)的工藝線進行流片，在設(shè)計時存在的選項以及需要考慮的問題往往比FPGA多很多，所以在將FPGA設(shè)計轉(zhuǎn)化為ASIC設(shè)計時，需要考慮如何轉(zhuǎn)化并了解這些轉(zhuǎn)化可能帶來的相關(guān)風(fēng)險。
5 總結(jié)
本文對數(shù)字集成電路FPGA驗證展開討論，從目前的工作來看，F(xiàn)PGA在驗證過程中，表現(xiàn)出的積極效果還是非常值得肯定的，各項工作均未出現(xiàn)惡性循環(huán)。今后，應(yīng)在數(shù)字集成電路以及FPGA驗證兩方面，開展深入的研究，健全工作體系的同時，加強操作的簡潔性。
參考文獻
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作者簡介
于維佳 （1982-），男，廣西壯族自治區(qū)柳州市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為智能檢測與控制技術(shù)。
作者單位
1.柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)柳州市 545616
集成電路研究方向范文3
【關(guān)鍵詞】電子信息科學(xué)與技術(shù)微電子課程體系建設(shè)教學(xué)改革
【基金項目】大連海事大學(xué)教改項目：電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程人才培養(yǎng)實踐教學(xué)改革（項目編號：2016Z03）；大連海事大學(xué)教改項目：面向2017級培養(yǎng)方案的《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系研究與設(shè)計（項目編號：2016Y21）。
【中圖分類號】G42 【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-3089（2018）01-0228-02
1.開設(shè)《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》的意義
目前，高速發(fā)展的集成電路技術(shù)產(chǎn)業(yè)使集成電路設(shè)計人才成為最搶手的人才，掌握微電子技術(shù)是IC設(shè)計人才的重要基本技能之一。本文希望通過對《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系的研究與設(shè)計，能夠提高學(xué)生對集成電路制作工藝的認(rèn)識，提高從事微電子行業(yè)的興趣，拓寬知識面和就業(yè)渠道，從而培養(yǎng)更多的微電子發(fā)展的綜合人才，促進我國微電子產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和科學(xué)技術(shù)水平的提高。
2.目前學(xué)科存在的問題
目前電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的集成電路方向開設(shè)的課程已有低頻電子線路、數(shù)字邏輯與系統(tǒng)設(shè)計、單片機原理、集成電路設(shè)計原理等。雖然課程開設(shè)種類較多，但課程體系不夠完善。由于現(xiàn)在學(xué)科重心在電路設(shè)計上，缺少對于器件的微觀結(jié)構(gòu)、材料特性講解[1]，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中不能夠完全理解。比如MOS管，雖然學(xué)生們學(xué)過其基本特性，但在實踐中發(fā)現(xiàn)他們對N溝道和P溝道的工作原理知之甚少。
近來學(xué)校正在進行本科學(xué)生培養(yǎng)的綜合改革，在制定集成電路方向課程體系時，課題組成員對部分學(xué)校的相關(guān)專業(yè)展開調(diào)研。我們發(fā)現(xiàn)大部分擁有電子信息類專業(yè)的高校都開設(shè)了微電子課程。譬如華中科技大學(xué)設(shè)置了固體電子學(xué)基礎(chǔ)、微電子器件與IC設(shè)計、微電子工藝學(xué)以及電子材料物理等課程。[2]又如電子科技大學(xué)設(shè)置了固體物理、微電子技術(shù)學(xué)科前沿、半導(dǎo)體光電器件以及高級微電子技術(shù)等課程。[3]因此學(xué)科課題組決定在面向2017級電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程培養(yǎng)方案中，集成電路設(shè)計方向在原有的《集成電路設(shè)計原理》、《集成電路設(shè)計應(yīng)用》基礎(chǔ)上，新增設(shè)《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程。本課程希望學(xué)生通過掌握微電子技術(shù)的原理、工藝和設(shè)計方法，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計和工程開發(fā)打下基礎(chǔ)。
3.微電子課程設(shè)置
出于對整體課程體系的考慮，微電子課程總學(xué)時為32學(xué)時。課程呈現(xiàn)了微電子技術(shù)的基本概論、半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)、集成電路的制造工藝及封裝測試等內(nèi)容。[4]如表1所示，為課程的教學(xué)大綱。
微電子技術(shù)的基本概論是本課程的入門。通過第一章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對本課程有初步的認(rèn)識。
構(gòu)成集成電路的核心是半導(dǎo)體器件，理解半導(dǎo)體器件的基本原理是理解集成電路特性的重要基礎(chǔ)。為此，第二章重點介紹當(dāng)代集成電路中的主要半導(dǎo)體器件，包括PN結(jié)、雙極型晶體管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET）等器件的工作原理與特性。要求學(xué)生掌握基本的微電子器件設(shè)計創(chuàng)新方法，具備分析微電子器件性能和利用半導(dǎo)體物理學(xué)等基本原理解決問題的能力。
第三章介紹硅平面工藝的基本原理、工藝方法，同時簡要介紹微電子技術(shù)不斷發(fā)展對工藝技術(shù)提出的新要求。內(nèi)容部分以集成電路發(fā)展的順序展開，向?qū)W生展示各種技術(shù)的優(yōu)點和局限，以此來培養(yǎng)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。
第四章圍繞芯片單片制造工藝以外的技術(shù)展開，涵蓋著工藝集成技術(shù)、封裝與測試以及集成電路工藝設(shè)計流程，使學(xué)生對微電子工藝的全貌有所了解。
4.教學(xué)模式
目前大部分高校的微電子課程仍沿用傳統(tǒng)落后的教學(xué)模式，即以教師灌輸理論知識，學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主。這種模式在一定程度上限制了學(xué)生主動思考和自覺實踐的能力，降低學(xué)習(xí)興趣，與本課程授課的初衷相違背。[5]為避免上述問題，本文從以下幾個方面闡述了《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)模式。
教學(xué)內(nèi)容：本課程理論知識點多數(shù)都難以理解且枯燥乏味，僅靠書本教學(xué)學(xué)生會十分吃力。因此，我們制作多媒體課件來輔助教學(xué)，將知識點采用動畫的形式來展現(xiàn)。例如可通過動畫了解PN結(jié)內(nèi)電子的運動情況、PN結(jié)的摻雜工藝以及其制造技術(shù)。同時課件中補充了工藝集成與分裝測試這部分內(nèi)容，加強課堂學(xué)習(xí)與實際生產(chǎn)、科研的聯(lián)系，便于學(xué)生掌握集成電路工藝設(shè)計流程。
教學(xué)形式：課內(nèi)理論教學(xué)+課外拓展。
1）課內(nèi)教學(xué)：理論講解仍需教師向?qū)W生講述基本原理，但是在理解運用方面采用啟發(fā)式教學(xué)，課堂上增加教師提問并提供學(xué)生上臺演示的機會，達(dá)到師生互動的目的。依托學(xué)校BBS平臺，初步建立課程的教學(xué)課件講義、課后習(xí)題及思考題和課外拓展資料的體系，以方便學(xué)生進行課后的鞏固與深度學(xué)習(xí)。此外，利用微信或QQ群，在線上定期進行答疑，并反饋課堂學(xué)習(xí)的效果，利于老師不斷調(diào)整教學(xué)方法和課程進度。還可充分利用微信公眾號，譬如在課前預(yù)習(xí)指南，幫助學(xué)生做好課堂準(zhǔn)備工作。
2）課外拓展：本課程目標(biāo)是培養(yǎng)具有電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)科理論基礎(chǔ)，且有能力將理論付諸實踐的高素質(zhì)人才。平時學(xué)生很難直接觀察到半導(dǎo)體器件、集成電路的模型及它們的封裝制造流程，因此課題組計劃在課余時間組織同學(xué)參觀實驗室或當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)企業(yè)，使教學(xué)過程更為直觀，加深學(xué)生對制造工藝的理解。此外，教師需要充分利用現(xiàn)有的資源（譬如與課程有關(guān)的科研項目），鼓勵學(xué)生參與和探究。
考核方式：一般來說，傳統(tǒng)的微電子課程考核強調(diào)教學(xué)結(jié)果的評價，而本課程組希望考核結(jié)果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教學(xué)進度中的考核。課題組決定采用期末筆試考核與平時課堂表現(xiàn)相結(jié)合的方式，期末筆試成績由學(xué)生在期末考試中所得的卷面成績按照一定比例折合而成，平時成績考評方式有隨堂小測、課后習(xí)題、小組作業(yè)等。這幾種方式將考核過程融入教學(xué)，能有效地協(xié)助老師對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)狀況以及學(xué)習(xí)能力做出準(zhǔn)確評定。
5.結(jié)語
集成電路研究方向范文4
【關(guān)鍵詞】集成電路版圖；教學(xué)方法；改革
集成電路版圖設(shè)計是集成電路設(shè)計的最終結(jié)果，版圖質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個芯片的性能和經(jīng)濟性，因此，如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好集成電路版圖設(shè)計技術(shù)，具備成為合格的版圖設(shè)計工程師的基本潛質(zhì)，是擺在微電子專業(yè)老師面前的一個普遍難題。如何破解這個難題，我們做了以下探索。
一、突出實踐，理論配合
傳統(tǒng)的《集成電路版圖設(shè)計》課程采取理論教育優(yōu)先，學(xué)生對于版圖的基本理論和設(shè)計規(guī)則非常熟悉，但動手實踐能力缺乏培養(yǎng)，往往在學(xué)生畢業(yè)后進入集成電路設(shè)計企業(yè)還需二次培訓(xùn)版圖設(shè)計能力，造成了嚴(yán)重的人力資源浪費。這是由于沒有清晰的認(rèn)識《集成電路版圖設(shè)計》課程的性質(zhì)，造成對它的講授還是采取傳統(tǒng)教學(xué)方式：老師講，學(xué)生聽，偏重理論，缺乏實踐，影響到學(xué)生在工作中面臨實際設(shè)計電路能力的發(fā)揮。《集成電路版圖設(shè)計》是一門承接系統(tǒng)、電路、工藝、EDA技術(shù)的綜合性課程，如果按照傳統(tǒng)方式授課，課程的綜合性和實踐性無法得到體現(xiàn)，違背了課程應(yīng)有的自身規(guī)律，教學(xué)效果和實用意義不能滿足工業(yè)界的要求。我們在重新思考課程的本質(zhì)特點后，采取了實踐先行，理論配合的教學(xué)方法，具體如下：集成電路版圖是根據(jù)邏輯與電路功能和性能要求，以及工藝水平要求來設(shè)計光刻用的掩膜圖形，實現(xiàn)芯片設(shè)計的最終輸出。版圖是一組相互套合的圖形，各層版圖相應(yīng)于不同的工藝步驟，每一層版圖使用不同的圖案來表示。我們首先講授版圖設(shè)計工具EDA軟件的使用，讓學(xué)生掌握EDA軟件的每一個主要功能，從圖形的選擇、材料的配置，讓學(xué)生從感性角度認(rèn)識實際的版圖設(shè)計是如何開展的，每一個步驟是如何使用軟件完成的，整體芯片版圖設(shè)計的流程有哪些規(guī)定，學(xué)生此時設(shè)計的版圖可能不是很精確和完美，但學(xué)生對于什么是版圖和如何設(shè)計版圖有了初步的感性認(rèn)識，建立起版圖設(shè)計的基本概念，對于后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了牢實的實踐基礎(chǔ)，此時再去講授版圖設(shè)計理論知識，學(xué)生更能理解深層的工藝知識和半導(dǎo)體理論，真正做到了知行合一，實踐先行的教育理念，對學(xué)生能力的培養(yǎng)大有裨益。
二、注重細(xì)節(jié)，加強引導(dǎo)
傳統(tǒng)方式講授《集成電路版圖設(shè)計》理論占大部分時間，學(xué)生知道二極管、晶體管、場效應(yīng)管、電阻、電容等基本元器件的工作原理和構(gòu)成要素，但是在版圖設(shè)計中，這些元器件為什么要這樣設(shè)計，其實內(nèi)心中充滿著疑惑和不解。針對學(xué)生的疑惑，我們從工藝細(xì)節(jié)入手來解決這個問題。作為集成電路版圖設(shè)計者，首先要熟悉工藝條件和期間物理，才能確定晶體管的具體尺寸、連線的寬度、間距、各次掩膜套刻精度等。版圖設(shè)計的規(guī)則也是由工藝來確定的，掌握了工藝也就掌握了版圖設(shè)計的鑰匙。我們將通用工藝文件的每一條規(guī)則向?qū)W生講解，通用元器件的規(guī)則整理出它們的共性，最小寬度、長度、間距的尺寸提醒學(xué)生要記憶，不同芯片生產(chǎn)廠的工藝對比學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生在這一系列規(guī)則的學(xué)習(xí)過程中，慢慢理解熟悉了工藝規(guī)則文件的組織構(gòu)成及學(xué)習(xí)要點，能夠舉一反三的在不同工藝規(guī)則下，設(shè)計同一種元器件的版圖，即使電路元器件的數(shù)量巨大，電路拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜，在老師耐心的講解下，學(xué)生也能夠依據(jù)工藝規(guī)則設(shè)計出符合要求的版圖，這都是在理解了工藝規(guī)則細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上完成的。所以，關(guān)注細(xì)節(jié)，加強引導(dǎo)，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要方法。
三、完善考核機制，爭取比賽練兵
學(xué)生成績的提高，合理完善的考核機制不可或缺。以往《集成電路版圖設(shè)計》課程的考核主要是理論知識作業(yè)和課程報告，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實際動手能力沒有得到考核，造成不能全面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。我們采取項目形式，全方位考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)知識點，將通用模擬電路分成五大類，每個大類提取出經(jīng)典的電路10種，使用主流芯片加工廠的生產(chǎn)工藝，由經(jīng)驗豐富的老師把它們的版圖全部設(shè)計出來，作為庫單元放在服務(wù)器中供學(xué)生參考。在學(xué)生充分理解庫單元實例的基礎(chǔ)上，將以往設(shè)計的一些實用電路布置給學(xué)生，要求在規(guī)定的時間內(nèi)，設(shè)計出合格的版圖，以此作為最終的考核結(jié)果。學(xué)生在學(xué)習(xí)課程期間，可以接觸到不同工藝、不同結(jié)構(gòu)的多種類電路，而且必須在規(guī)定的時間內(nèi)設(shè)計出版圖，這極大的促進了他們學(xué)習(xí)的積極性和時間觀念。學(xué)生在設(shè)計版圖的過程中，會遇到多種問題，他們會采取問老師答疑，和同學(xué)討論的多種方式解決，不僅能督促他們平時上課認(rèn)真聽講，而且對遇到的問題也能多角度思考，最重要的是他們親自動手設(shè)計版圖，將工藝、電路、器件綜合考慮，在約定的時間內(nèi)能力得到極大提高。老師根據(jù)學(xué)生上傳至服務(wù)器中設(shè)計的不同項目版圖打分，而且將每個項目的得分出具詳細(xì)的報告，對學(xué)生的成績進行點評。學(xué)生通過查閱報告，能夠知道課程學(xué)習(xí)的缺點和得分項，為下一次提高設(shè)計成績是一個很好的參考。除了日常學(xué)習(xí)設(shè)計版圖項目，學(xué)生可以爭取參加微電子專業(yè)的一些比賽，通過比賽體會一些具有挑戰(zhàn)性的版圖設(shè)計項目，來提高學(xué)生在實際場景下如何發(fā)揮設(shè)計能力和項目組織能力，為他們未來進入職場從事版圖設(shè)計工作奠定堅實的專業(yè)能力和實際解決問題能力。
四、總結(jié)
《集成電路版圖設(shè)計》課程是一門兼具理論基礎(chǔ)和實踐鍛煉想結(jié)合的課程，對它的講授不僅需要扎實的理論基礎(chǔ)，還需合理的實踐環(huán)節(jié)配合，才能取得良好的教學(xué)效果。
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基金項目：北方工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革和課程建設(shè)基金。
集成電路研究方向范文5
學(xué)術(shù)界對計算機的發(fā)明與發(fā)展一般認(rèn)為經(jīng)歷了四個階段。第一階段是在20世紀(jì)40年代，稱為電子管計算機時代，計算機發(fā)展之初，體積大、速度慢主要應(yīng)用的數(shù)字計算。20世紀(jì)50年代末60年代初晶體管取代電子管，稱為第二代計算機。第三代計算機是中小規(guī)模集成電路的時代，也是計算機飛速發(fā)展和快速普及的時代，這一代計算機已經(jīng)具備現(xiàn)代計算機的雛形，也突破了計算機數(shù)字計算時代，三代機可以處理文字、圖像等資料，也使軟件技術(shù)得以突破和發(fā)展。目前使用計算機成為第四代計算機，計算機進入了超大規(guī)模集成電路和數(shù)字電路時代，計算機實現(xiàn)了智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化，價格更便宜，更容易攜帶，所以更加普及從國防到工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、商業(yè)，教育，醫(yī)療衛(wèi)生，娛樂、生活，計算機正在改變?nèi)藗兊纳睿蔀楝F(xiàn)代社會不可缺少的生產(chǎn)資料。
2當(dāng)前計算機硬件的現(xiàn)狀
現(xiàn)代計算硬件的核心還是由中央處理器（CPU），內(nèi)部存儲器和輸入輸出設(shè)備組成，中央處理器是計算機運算、控制的核心。它的運算速度和處理能力是計算機性能的主要體現(xiàn)。內(nèi)部存儲器用來儲存“程序”和“數(shù)據(jù)”。中央處理器執(zhí)行程序時，從內(nèi)存中存取程序和數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備是向計算機輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備，是計算機與用戶或其他設(shè)備通信的橋梁。輸出設(shè)備是人與計算機交互的一種部件，用于數(shù)據(jù)的輸出，它把各種計算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。這三大核心部件是如何發(fā)展的。（1）中央處理器（CPU）。目前中央處理器按照處理信息的字節(jié)長度可以分為4位、8位、16位、32位、64位處理器，處理信息速度可以達(dá)到1000MIPS，隨著納米集成電路的發(fā)展，能夠集成的晶體管數(shù)量還會進一步增加，處理速度也會相應(yīng)增加，但是納米級集成電路也不能無限集成，他也有技術(shù)極限，要想有更大的突破，還需改變目前處理器硬件邏輯，創(chuàng)造新一代信息處理方法。（2）內(nèi)部存儲器。內(nèi)部存儲器儲存計算機程序和信息的硬件，一般認(rèn)為對于內(nèi)部存儲器來說，希望它能具有更大信息存儲量，更高的信息交換速度和更低的能耗。（3）輸入輸出設(shè)備。使用過計算機的人都知道傳統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備一般包括鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、音頻設(shè)備、打印機和一些圖像處理設(shè)備等，這些設(shè)備也是經(jīng)過不斷發(fā)展的，從機械鍵盤，機械鼠標(biāo)，到光電設(shè)備，從三基色CRT顯示器到LED液晶顯示器，這一類硬件發(fā)展速度非常快，而且更加專業(yè)化、數(shù)字化和智能化，使計算機的操作者人機界面更加友好。
3未來計算機硬件的發(fā)展方向
從計算機問世至今，計算機硬件的發(fā)展一直在追求一個方向，那就是要使計算機運算速度更快、存儲能力更強，集成化程度更高，也就是讓計算機體積更小，價格更便宜，應(yīng)用更加智能。但是當(dāng)進入一個信息化、數(shù)字化發(fā)飛速發(fā)展的今天，對計算機的要求也不斷提高，希望計算機能能夠幫助人類做更多的事情。所以現(xiàn)在研究計算機發(fā)展時發(fā)現(xiàn)下一代計算沒有固定的發(fā)展方向了，呈現(xiàn)出數(shù)軸狀的發(fā)展趨勢，例如計算機體積就像兩個極端發(fā)展一個是微型化，一方是巨型化。計算機應(yīng)用的過程中希望單體硬件越小越好，便于攜帶和使用。另一方各國都在研制巨型計算機用于國防、天文、氣象、經(jīng)濟等領(lǐng)域頂級科研應(yīng)用，其實這兩種方向都要求計算機硬件特別是處理器能在更小的體積上集成更多的半導(dǎo)體材料。同時希望計算機更加智能，又要求計算機能更加專業(yè)，智能是要讓計算機像人腦一樣，處理更多的問題，在工業(yè)上還要求計算機在精度、速度能夠滿足特定工藝具有專長。這要求計算機運算速度更快，使用更加可靠穩(wěn)定，處理信息的能力要更高，更加安全。從上分析得出結(jié)論，下一代計算機是要求速度快，智能程度高，安全穩(wěn)定，處理信息能力強，根據(jù)這些要求現(xiàn)在計算機硬件終究會有極限和瓶頸，集成程度高，散熱就是問題。納米級集成電路也有尺寸極限。這是計算機硬件發(fā)展中一定會遇到的硬件墻。那么解決這一問題的根本方法就是發(fā)展革命性信息處理技術(shù)的硬件。現(xiàn)在已經(jīng)在攻關(guān)的下一代計算機有光計算機，量子計算機、生物計算機等。希望在這些領(lǐng)域盡快突破，將人類文明引領(lǐng)于新時代。
4結(jié)語
計算機從問世至今已經(jīng)有70多年的發(fā)展史，從晶體管計算機到目前超大規(guī)模集成電路，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了幾次跨時代的革命。其中計算機硬件的革新是推動計算機革命的主要動力源泉。目前認(rèn)為計算機經(jīng)過了四展，現(xiàn)有技術(shù)主要還是建立在半導(dǎo)體集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，也在研究和展望下一代計算機發(fā)展方向，有科學(xué)及預(yù)計下一代計算機硬件技術(shù)可能出現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新和多方向發(fā)展，光計算機，量子計算機，超導(dǎo)計算機都是未來計算機發(fā)展方向。文章不能全方位闡述計算機硬件的發(fā)展，只是根據(jù)個人觀點探討硬件的發(fā)展，尋找一個研究方向和目標(biāo)。
作者:李曉堅 單位:黑龍江商業(yè)職業(yè)學(xué)院
參考文獻
集成電路研究方向范文6
關(guān)鍵詞：CAA CAD；增益；增益帶寬積；上限截止頻率
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0119-02
隨著大規(guī)模集成電路和電子計算機的迅速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計方法發(fā)生了重大改革，以計算機輔助分析與計算機輔助設(shè)計（簡稱CAA與CAD）為基礎(chǔ)的電子設(shè)計自動化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于集成電路與系統(tǒng)的設(shè)計之中。它改變了以定量估算和電路實驗為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)設(shè)計方法，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，將電子線路課程內(nèi)容與CAA、CAD緊密結(jié)合起來是教學(xué)改革的需要。
一、CAA、CAD工具
由于模擬電路在性能上的復(fù)雜性和電路結(jié)構(gòu)的多樣性，對仿真工具的精度、可靠性、收斂性以及速度等方面都有相當(dāng)高的要求。Pspice是國內(nèi)外公認(rèn)的模擬電路通用仿真工具。它采用數(shù)學(xué)模型和仿真算法，利用計算機的計算、存儲和圖形處理的高速和高效率，以電路理論為依據(jù)，無需任何實際元器件，用事先設(shè)計出的各種功能的應(yīng)用程序，取代大量的儀器儀表。學(xué)生可以通過逼真的特性曲線更全面地理解書本上很抽象的概念，使課堂教學(xué)收到事半功倍的效果。在電路設(shè)計時，可以通過這些應(yīng)用程序?qū)﹄娐愤M行各種分析、計算和效驗。它就相當(dāng)于一個現(xiàn)代化的電子線路實驗室，可以對電子系統(tǒng)及VLSI的整個設(shè)計過程進行逼真的模擬。這不僅使設(shè)計達(dá)到高質(zhì)量、高可靠性，而且降低了成本，縮短了開發(fā)周期。
二、實例分析
圖1為單管共發(fā)射極放大電路的原理圖。設(shè)晶體管的參數(shù)為：βF=100，RBB'=80Ω，CJC0=2.5PF，fT=400MHZ，VA=∞。
①調(diào)解偏置電壓VBB使ICQ≈1mA。②計算電路的上限截止頻率fH和增益帶寬積G?BW；③分別將RBB改為200Ω，將RS改為1KΩ，將CJC0改為9PF，其它參數(shù)不變，重復(fù)②中的計算；④設(shè)RS改為500Ω，AVS＞30，fH＞4MHZ。試設(shè)計電路元件參數(shù)。輸入網(wǎng)單文件如下：
A CE AMP；VS 1 0 AC 1；RS 1 2 200；C1 2 3 10U；RB 3 4 20K；VBB 4 0 0.92；Q1 5 3 0 MQ；RC 6 5 2K；VCC 6 0 12；.MODEL MQ NPN IS=1E-15 RB=80 CJC=2.5P TF=3.7E-10 BF=100；.OP；.DC VBB 0 2 0.01；*.AC DEC 10 0.1 100MEG；.PROBE；.END
運行結(jié)果分析：
①ICQ-VBB曲線如圖2所示。可以看出，當(dāng)VBB=0.92V時，ICQ=1mA。VBB的數(shù)值可作為偏置電路設(shè)計的依據(jù)。
②電壓增益AVS的幅頻特性曲線如圖3中以符號標(biāo)示的曲線所示，可得出中頻增益AVS≈70.4，fH≈6.21MHZ，因而G?BW=440.3MHZ。
③將RBB′由80Ω增加到200Ω，其它參數(shù)不變，其AVS的幅頻特性曲線如圖3中的符號■標(biāo)示的曲線所示，AVS≈67.2，fH≈4.53MHZ，因而G?BW=304.3MHZ。中頻增益略有下降，上限截止頻率明顯降低。
④將RS由200Ω改為1KΩ時，其AVS的幅頻曲線如圖3中的以符號標(biāo)示的曲線所示。AVS≈53.4，fH≈2.17MHZ，G?BW≈115.9MHZ。中頻增益、上限截止頻率及G?BW都明顯下降，可見RS對高頻響應(yīng)特性影響較大。
⑤將CJC0由2.5PF增大到9PF時，AVS的幅頻特性曲線如圖3中的以符號標(biāo)示的曲線所示。AVS≈70.4，fH≈1.8MHZ，G?BW≈127.4MHZ。即增大CJC0對中頻增益沒有影響，但卻使fH明顯下降。
⑥當(dāng)RS=500Ω時，可通過減小RC（=1.2KΩ），而其它參數(shù)不變來滿足設(shè)計要求。AVS的幅頻特性曲線如圖4所示。可見，AVS≈38，fH≈5.13MHZ。
通過圖形曲線的分析結(jié)果，驗證了課本的基本理論，即，選擇RBB′、Cb′c小的晶體管，盡量減小信號源內(nèi)阻RS（恒壓激勵）可以獲良好的高頻響應(yīng)特性。此外，減小負(fù)載電阻Rc、提高晶體管的fT，可提高高頻特性。
可見，電子線路課程引進CAA、CAD技術(shù)，一方面可以使學(xué)生了解并掌握集成電路和電子系統(tǒng)計算機輔助分析與設(shè)計工具的功能，掌握現(xiàn)代電路設(shè)計技術(shù)與方法；另一方面，更深入地學(xué)習(xí)和理解電子線路課程中各章節(jié)內(nèi)容的原理、特點及應(yīng)用，提高分析問題和解決問題的能力，擴展知識面，為今后從事集成電路和系統(tǒng)設(shè)計時，能正確使用和設(shè)計模擬集成電路，更快地進入電子設(shè)計自動化領(lǐng)域，打下良好的基礎(chǔ)。
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