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集成電路版圖設(shè)計(jì)范文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(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shí)、職業(yè)道德和運(yùn)用知識(shí)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(jí)專門人才的社會(huì)活動(dòng)。職業(yè)教育是對(duì)受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識(shí)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。“高等職業(yè)教育”是“高等”與“職業(yè)教育”兩個(gè)概念的復(fù)合。
我國(guó)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(lái)的“實(shí)用型人才”，再到現(xiàn)在提出的“高技能人才”，多年來(lái)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(chǎng)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?cè)趯I(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(dòng)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(shì)在必行，而CDIO教育模式恰恰有針對(duì)性地對(duì)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(duì)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(shí)過(guò)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(duì)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(duì)性、實(shí)用性以及先進(jìn)性，理論知識(shí)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(shí)向工程實(shí)際拓寬、技術(shù)知識(shí)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(píng)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(guò)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(dòng)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(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增加師生互動(dòng)性。
企業(yè)實(shí)訓(xùn) 通過(guò)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(shí)面和工程認(rèn)識(shí)，同時(shí)，提高學(xué)生對(duì)項(xiàng)目整個(gè)流程的認(rèn)知，提高學(xué)生的抗壓力，對(duì)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(shí)設(shè)計(jì) 專業(yè)知識(shí)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(shí)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(shí)讀與電路提取、design rule簡(jiǎn)表整理、繪制符合design rule的NAD2/NOR2版圖、DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識(shí)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(duì)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(duì)崗位的認(rèn)知機(jī)會(huì)，同時(shí)，也可激發(fā)自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)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(duì)學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的同時(shí)也加強(qiáng)對(duì)學(xué)生職業(yè)道德的養(yǎng)成，用企業(yè)對(duì)員工的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(shí)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(duì)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(guò)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(shí)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性和必要性，并在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中從點(diǎn)滴做起，讓學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，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?cè)贑DIO教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，對(duì)《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(jiǎn)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(shí)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(dòng)學(xué)、能做事、會(huì)做人。
本課程特色 （1）雙語(yǔ)教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用，適應(yīng)外企工作。 教師采用雙語(yǔ)教學(xué)課件與講義，用兩種語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生采用兩種語(yǔ)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(jiǎn)表整理；DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識(shí)別和修改、standard cell庫(kù)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(píng)價(jià)體系。理論與實(shí)踐評(píng)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(píng)價(jià)與企業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)合，學(xué)生的自評(píng)與互評(píng)結(jié)合。評(píng)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(jí)難度要求隨機(jī)從題庫(kù)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(píng)價(jià)和學(xué)期段考核。參加過(guò)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(guò)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(dòng)向和需求，客觀評(píng)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(jī)上來(lái)評(píng)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(huì)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(píng)，這是對(duì)我們課程質(zhì)量最客觀的評(píng)價(jià)。
課程評(píng)估
（一）基本達(dá)到預(yù)期目的
經(jīng)過(guò)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(guò)程中表現(xiàn)出很高的積極性，參加職業(yè)資格認(rèn)證測(cè)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(jí)職業(yè)證書，通過(guò)對(duì)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(zhēng)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(lái)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(duì)學(xué)生的實(shí)際水平和教學(xué)內(nèi)容，提供知識(shí)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(duì)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行開發(fā)，對(duì)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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集成電路版圖設(shè)計(jì)范文2
關(guān)鍵詞：集成電路版圖；CD4002B；芯片解析
作者簡(jiǎn)介：王?。?965-），男，遼寧沈陽(yáng)人，沈陽(yáng)化工大學(xué)信息工程學(xué)院，副教授；樊立萍（1966-），女，山東淄博人，沈陽(yáng)化工大學(xué)信息工程學(xué)院，教授。（遼寧 沈陽(yáng) 110142）
中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）31-0050-02
“集成電路版圖設(shè)計(jì)”是一門講授集成電路版圖版圖工作原理、設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的課程，是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及相關(guān)電類專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)課。[1]該課程一般以“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“半導(dǎo)體器件”為先修課程，主要講授集成電路雙極工藝和CMOS工藝的基本流程、版圖基本單元的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及布局布線的設(shè)計(jì)方法。[2]其目的是指導(dǎo)學(xué)生掌握集成電路版圖分析與設(shè)計(jì)技術(shù)，提高學(xué)生實(shí)踐能力和綜合解決問題的能力。由于集成電路芯片外層有封裝，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前對(duì)版圖無(wú)直觀認(rèn)識(shí)，很多版圖設(shè)計(jì)教材是先講授工藝流程，然后講授單元版圖，最后論述布局布線等內(nèi)容，這樣教學(xué)有悖于從感性到理性的認(rèn)知過(guò)程，有礙教學(xué)效果。[3]有的教材在版圖解析方面做了有益嘗試，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，采用繪制圖代替芯片解析照片，實(shí)踐性欠佳。為了在有限的學(xué)時(shí)中能夠盡快引導(dǎo)學(xué)生入門，在版圖解析與設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的能力都有所提高，筆者將芯片CD4002B解析并應(yīng)用到“集成電路版圖設(shè)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐中，效果良好。
一、版圖逆向解析
集成電路的設(shè)計(jì)包括邏輯（或功能）設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。通常有兩種設(shè)計(jì)途徑：正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)。[2]
逆向設(shè)計(jì)的作用為仿制和獲得先進(jìn)的集成電路設(shè)計(jì)。逆向設(shè)計(jì)的流程為：提取橫向尺寸，提取縱向尺寸和測(cè)試產(chǎn)品的電學(xué)參數(shù)。[2]
對(duì)于本科電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)，版圖的逆向設(shè)計(jì)主要是提取芯片的橫向尺寸。提取芯片橫向尺寸方法為：打開封裝，進(jìn)行拍照、拼圖；由產(chǎn)品的復(fù)合版圖提取電路圖、器件尺寸和設(shè)計(jì)規(guī)則；進(jìn)行電路模擬和畫版圖。
二、CD4002B版圖解析
CD4002B是兩個(gè)四輸入或非門芯片，封裝為雙列14針?biāo)芰戏庋b，根據(jù)芯片編號(hào)規(guī)則判斷為CMOS工藝制造。該電路具有器件類型全面、電路典型的特點(diǎn)，適用于教學(xué)實(shí)踐。
1.CD4002B芯片版圖拍照
首先將芯片放到濃硝酸中加熱，去掉封裝，用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層，用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層，經(jīng)去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色，雜質(zhì)濃度高部分顏色變深，沖洗、吹干后在顯微鏡下對(duì)無(wú)鋁層（有源層）芯片拍照。
采用圖形編輯軟件分別對(duì)兩層照片進(jìn)行拼接，獲得版圖照片。
2.芯片版圖分析
通過(guò)對(duì)CD4002B兩層（鋁層和有源層）照片進(jìn)行分析研究表明：解析的芯片為是一層鋁，且鋁柵極，P阱工藝。該芯片鋁線寬度最小為9微米，柵極寬度為6微米。芯片包含的單元為NMOS、PMOS、反相器、四輸入與非門、電阻、二極管等。
該芯片由兩個(gè)四輸入或非門組成，其中一個(gè)或非門電路圖如圖1所示，其中9、10、11、12管腳為輸入端，14管腳為電源端，13管腳為輸出端和7管腳為地端。四個(gè)輸入端首先分別經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器，然后接入一個(gè)四輸入與非門，最后經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器輸出。邏輯關(guān)系經(jīng)過(guò)推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證為或非門關(guān)系。
為了實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)，在輸入、輸出和電源端分別構(gòu)造靜電保護(hù)。輸入端靜電保護(hù)電路由四個(gè)二極管和一個(gè)限流電阻構(gòu)成；輸出端靜電保護(hù)電路由二個(gè)二極管和一個(gè)限流電阻構(gòu)成；電源端靜電保護(hù)電路由一個(gè)二極管構(gòu)成。
下面以芯片中四輸入與非門版圖和輸入靜電保護(hù)電路說(shuō)明版圖特點(diǎn)。
該芯片的四輸入與非門版圖如圖2所示。N14、N15、N16、N17為NMOS管，共用一個(gè)P阱，從鋁層分析四個(gè)NMOS管為串聯(lián)關(guān)系。為了節(jié)省面積，相鄰器件源極和漏極共用，即上一個(gè)管子源極是鄰近管子漏極；P14、P15、P16、P17為PMOS管，從鋁層分析四個(gè)NMOS管為并聯(lián)關(guān)系，四個(gè)器件源極相連和漏極相連，提取的電路圖見圖1。
該芯片的輸入管腳都有靜電保護(hù)電路，如圖3所示。其中D5-1、D5-2為兩個(gè)以P阱為P區(qū)的二極管，該管N區(qū)接輸入端，P區(qū)接地；R5為基區(qū)電阻；D5-3、D5-4為以基區(qū)電阻為P區(qū)，襯底為N區(qū)的二極管，其中P區(qū)接電阻，N區(qū)接電源。提取的電路圖見圖1。
三、課程教學(xué)改革
1.教學(xué)大綱的改革
本科生教學(xué)既要注重實(shí)踐教學(xué)又要兼顧理論教學(xué)，不僅要掌握單元的版圖設(shè)計(jì)和軟件使用，還應(yīng)該掌握版圖結(jié)構(gòu)原理。為此確立該課程的基本目標(biāo)為：電路的分析及應(yīng)用，能夠讀懂電路的線路圖，并能進(jìn)行正確分析；版圖識(shí)讀和常見基本器件的版圖設(shè)計(jì)；布局布線與驗(yàn)證修改；[4]掌握版圖的失效機(jī)理，并能掌握特殊器件版圖的設(shè)計(jì)方法。
根據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)的課程體系，參考幾種教材制定了特色顯著的教學(xué)大綱。該大綱主要內(nèi)容包括：模擬和數(shù)字集成電路基本單元電路和工作原理；雙極工藝、CMOS工藝和BICMOS工藝的介紹；集成電路的失效機(jī)理和防護(hù)措施；三種工藝的中的NPN和PNP晶體管、NMOS和PMOS晶體管、電阻、電容和電感等器件的版圖和工作原理；特殊器件的版圖及工作原理；[5]版圖布局、布線和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)的基本規(guī)則；逆向版圖的識(shí)別方法；[2]集成電路設(shè)計(jì)軟件的使用方法。[6]
集成電路版圖設(shè)計(jì)范文3
微電子技術(shù)專業(yè)簡(jiǎn)介 本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握微電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，具備集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用開發(fā)及營(yíng)銷等能力，從事集成電路設(shè)計(jì)、FPGA 應(yīng)用與開發(fā)、集成電路生產(chǎn)、電子產(chǎn)品開發(fā)以及 IC 產(chǎn)品營(yíng)銷和技術(shù)支持等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。
主干課程：電子技術(shù)基礎(chǔ)、集成電路工藝原理、集成電路封裝與測(cè)試基礎(chǔ)、硬件描述語(yǔ)言(Verilog/VHDL)、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IC 設(shè)計(jì)方法、數(shù)字系統(tǒng) CAD、FPGA 應(yīng)用開發(fā)、集成電路版圖設(shè)計(jì)等。
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在集成電路制造廠家、集成電路設(shè)計(jì)中心以及通信和計(jì)算機(jī)等信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事開發(fā)和研究工作。
微電子技術(shù)專業(yè)就業(yè)方向有哪些 就業(yè)方向：電子類企事業(yè)單位：半導(dǎo)體集成電路芯片制造、產(chǎn)品檢測(cè)、產(chǎn)品封裝、版圖設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理、設(shè)備維護(hù)及技術(shù)研發(fā)。
學(xué)生可選擇到中、高等職業(yè)院校從事專業(yè)教學(xué)和管理工作，或到集成電路制造廠家、集成電路設(shè)計(jì)中心以及通信和計(jì)算機(jī)等信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事研究、開發(fā)及管理等工作，也可選擇微電子科學(xué)與工程、固體電子學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科繼續(xù)深造，攻讀碩士研究生。
微電子技術(shù)專業(yè)主要職業(yè)能力 1.具備對(duì)新知識(shí)、新技能的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;
2.具備熟練使用通用電子儀器、儀表及集團(tuán)電路相關(guān)測(cè)試設(shè)備的能力;
3.具備電子系統(tǒng)組裝調(diào)試能力;
4.具備從事集成電路應(yīng)用推廣工作的能力和銷售能力;
5.掌握數(shù)字系統(tǒng) Verilog/VHDL 編程及調(diào)試技能;
6.掌握集成電路前端(邏輯綜合)/后端工具(自動(dòng)布局布線)的使用方法;
7.掌握集成電路版圖工具的使用方法;
8.掌握 FPGA 設(shè)計(jì)工具的使用方法;
集成電路版圖設(shè)計(jì)范文4
【關(guān)鍵詞】布局 電阻精度 集成電路版圖
1 引言
隨著集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷減小，器件的工作速度越來(lái)越快，且工作電壓越來(lái)越低，同時(shí)互連線寬也不斷減小，使得芯片面積大大減小，降低了芯片設(shè)計(jì)的成本。同時(shí)版圖設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的一些寄生參數(shù)對(duì)芯片的影響會(huì)越來(lái)越大，版圖質(zhì)量的好壞，不僅關(guān)系到集成電路的功能是否正確，而且它也會(huì)極大程度地影響集成電路的性能、成本與功耗。本文在相同電路設(shè)計(jì)的前提下，改變版圖布局方式，研究了不同版圖布局對(duì)電阻精度的影響。文章第2節(jié)主要講述目前電路常用的電阻版圖實(shí)現(xiàn)方式，第3節(jié)以具體公式推導(dǎo)為依據(jù)，計(jì)算研究了不同版圖布局對(duì)電阻精度的影響。第4節(jié)給出結(jié)論。
2 目前芯片內(nèi)電阻常用的版圖實(shí)現(xiàn)方式
電路中用到電阻時(shí)一般是比值要求，如各種電阻分壓電路，R1：R2=7：4等，因此電阻的版圖設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的是匹配的要求。電阻一般會(huì)遵循三個(gè)匹配的原則：電阻應(yīng)該被放置相同的方向、相同的器件類型以及相互靠近。這些原則對(duì)于減少工藝誤差對(duì)模擬器件功能的影響是非常有效的。具體來(lái)講，首先我們要保證電阻使用相同的類型、相同的寬度、相同的長(zhǎng)度以及相同的間距。
畫匹配電阻時(shí)，應(yīng)該先找最大公約數(shù)作為電阻的基本單元。首選大電阻，因?yàn)槠淦ヅ涮匦砸刃‰娮璧钠ヅ涮匦院?。比如電阻串中存?R，R，1/2R等阻值，選用R作為單位電阻，1/2R阻值由兩個(gè)R電阻并聯(lián)而得。而且，匹配電阻的兩端必須加dummy電阻，保證盡可能精確地得到匹配電阻的寬度和長(zhǎng)度。并且將dummy電阻兩端短接到地。如圖1所示。對(duì)于高精度的電阻，建議電阻的寬度為工藝最小寬度的5倍，這樣能夠有效降低工藝誤差。對(duì)于陣列中有大量電阻的情況，使用交叉陣列電阻，把電阻放置成多層的結(jié)構(gòu)，形成二維陣列。對(duì)于一些阻值小于20歐的電阻，使用金屬層來(lái)做電阻，會(huì)得到更準(zhǔn)確的阻值。
3 版圖布局對(duì)電阻精度的影響
雖然多數(shù)電路用到電阻時(shí)常是比值要求，然而還有些電路中需要用到的是電阻的絕對(duì)值。比如帶隙基準(zhǔn)電壓源中的自啟動(dòng)電路，需要用固定電壓來(lái)得到電流值，或者電流鏡電路，需要從固定電流得到電壓值。此時(shí)，版圖設(shè)計(jì)要以阻值的精確度為考慮的主要因素。而芯片的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)榄h(huán)境原因會(huì)產(chǎn)生各種各樣的偏差，比如光照衍射會(huì)導(dǎo)致電阻器件的寬度W和長(zhǎng)度L偏差。本文對(duì)比了幾種電阻布局方法，將單位電阻按照不同的方式和方向布局?jǐn)[放，降低因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中尺寸偏差而造成的電阻絕對(duì)值偏差，提高電阻精度，使系統(tǒng)性能更穩(wěn)定。
如圖2所示，本文提出對(duì)電阻采用一字形布局方式，其中一半單元橫向放置另一半單元豎向放置的布局方式，假設(shè)同一個(gè)電阻需要2N個(gè)單位電阻R組成，取其中N個(gè)單位電阻R豎向放置，另外N個(gè)單位電阻R旋轉(zhuǎn)90度橫向放置?？傋柚挡蛔儯匀粸?N*R。使得電阻阻值變化率與電阻長(zhǎng)度以及寬度偏差關(guān)聯(lián)性降低，在不增加原有面積的基礎(chǔ)上，提高了電阻的實(shí)際精度。
對(duì)于理想電阻，總電阻值Rt，其中Rsq是方塊電阻，L是電阻的長(zhǎng)度，W是電阻的寬度。
假設(shè)在生產(chǎn)過(guò)程中，L方向變化了a倍，W方向變化了b倍，對(duì)于現(xiàn)有的電阻布局方式，總電阻Rt'，
參見表1，是如圖1所示常用電阻布局方式的電阻變化率，隨著電阻寬度和長(zhǎng)度偏移量的不同而不同，假設(shè)長(zhǎng)度變化幅度ΔL和寬度變化幅度ΔW都為-30%～30%，電阻變化率為-41%～85%。
對(duì)于本文中的電阻布局方式，旋轉(zhuǎn)90度橫向放置的N個(gè)單位電阻的寬度和長(zhǎng)度與豎向放置的N個(gè)單位電阻趨勢(shì)相反，即豎向電阻單元L變化a倍，但橫向電阻單元W變化a倍。因此總電阻Rt''為：
參見表2，是本文提出的如圖2所示一字型電阻布局方式的電阻變化率，隨著電阻寬度和長(zhǎng)度偏移量的不同而不同，假設(shè)長(zhǎng)度變化幅度ΔL和寬度變化幅度ΔW都為-30%～30%，電阻變化率為0%～19.78%。變化范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常用電阻布局方式的變化率。
同時(shí)，在一字型布局的基礎(chǔ)上，路的版圖布局也可靈活修改，對(duì)于不同長(zhǎng)度的電阻，可采用回字形布局方式，或者人字形布局方式。使橫向電阻和縱向電阻總數(shù)為N個(gè)，或者使橫向電阻的總長(zhǎng)度和縱向電阻的總長(zhǎng)度一致，則尺寸偏差對(duì)電阻值的影響與一字型布局方式中尺寸偏差對(duì)電阻值的影響相同。
如圖3所示，電阻可采用回字形布局方式，2N個(gè)單位電阻平均分成四組，每組有N/2個(gè)單位電阻，第一組和第三組豎向放置，第二組和第四組中的N/2個(gè)單位電阻橫向放置，四組依次連接形成一個(gè)回字。
如圖4所示，還可以對(duì)電阻采用人字形布局方式，2N個(gè)單位電阻平均分成六組，每組有N/3個(gè)單位電阻，第一組中的位于首位的單位電阻的一端為輸入端；第六組中位于末位的單位電阻的另一端為輸出端；六組依次連接形成一個(gè)人字。
4 結(jié)論
本文通過(guò)改變版圖布局的方式，盡可能的減小工藝對(duì)電阻精度的影響。電阻可采用一字形布局方式，即其中一半單元橫向放置另一半單元豎向放置的布局方式。對(duì)于不同長(zhǎng)度的電阻，也可選用回字形或者人字形布局方式，使橫向電阻的總長(zhǎng)度和縱向電阻的總長(zhǎng)度一致，從而會(huì)使電阻阻值變化率與電阻長(zhǎng)度以及寬度偏差關(guān)聯(lián)性降低，在不增加原有版圖面積的基礎(chǔ)上，大大提高了電阻的實(shí)際精度。
參考文獻(xiàn)
[1]Alan Hastings，”The art of Analog Layout”P253-P256[J].電子工業(yè)出版社，2007.
作者簡(jiǎn)介
劉靜（1982-），女，河北省滄州市人。碩士學(xué)位。高級(jí)工程師，從事DRAM/Flash 芯片中版圖設(shè)計(jì)工作。
集成電路版圖設(shè)計(jì)范文5
1 微電子專業(yè)介紹
以集成電路設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用為代表的微電子學(xué)是現(xiàn)展最迅速的高科技應(yīng)用性學(xué)科之一。四川信息職業(yè)學(xué)院微電子學(xué)專業(yè)主要是培養(yǎng)掌握集成電路、微電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造工藝和設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，能在微電子及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、工程技術(shù)及技術(shù)管理等工作的高級(jí)技能人才。
2 加強(qiáng)微電子綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的必要性
四川信息職業(yè)學(xué)院在微電子專業(yè)教學(xué)過(guò)程中，之前的實(shí)踐性課程主要是以專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)形式開展的。比如在集成電路制作工藝實(shí)訓(xùn)、集成電路版圖設(shè)計(jì)專題實(shí)習(xí)、集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及CAD和微電子專業(yè)實(shí)訓(xùn)等課程里，學(xué)生主要是通過(guò)專業(yè)仿真軟件、虛擬設(shè)備來(lái)感知課程的實(shí)踐性，無(wú)法動(dòng)手，只能看，不能“摸”。這種按照專業(yè)課程劃分實(shí)驗(yàn)課的方式，跟真正的集成電路及半導(dǎo)體器件的制造崗位及其相連崗位環(huán)境之間還是有很大差距的，這些實(shí)驗(yàn)只具備虛擬驗(yàn)證演示，很難使學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得到鍛煉。學(xué)生若是只憑看或是在電腦上虛擬仿真學(xué)習(xí)微電子知識(shí)，而不能對(duì)當(dāng)今集成的電路封裝和測(cè)試有一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí)，這樣的學(xué)習(xí)效果堪比盲人摸象，自然是很難滿足對(duì)應(yīng)企業(yè)的崗位需求的。
為了更貼近市場(chǎng)需求，四川信息職業(yè)學(xué)院重新制定人才培養(yǎng)方案。通過(guò)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，來(lái)完善職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)機(jī)制，從而體現(xiàn)學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是向社會(huì)輸送職業(yè)化的高技能型人才。微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的創(chuàng)建，促使現(xiàn)有課程的教學(xué)模式得以改革，“教學(xué)內(nèi)容工程化”使得學(xué)生更好地從技術(shù)上手，再到頭腦的理論武裝。
3 微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)目標(biāo)與思路
目的就是為四川信息職業(yè)學(xué)院微電子專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握微電子技術(shù)知識(shí)提供一種有效的技術(shù)保障。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要體現(xiàn)四川信息職業(yè)學(xué)院著眼未來(lái)，從科技、環(huán)保的角度充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思想，能夠承載集成電路制作工藝實(shí)訓(xùn)、集成電路版圖設(shè)計(jì)專題實(shí)習(xí)、集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及CAD和微電子專業(yè)實(shí)訓(xùn)等課程，注重節(jié)約能源和優(yōu)化環(huán)境，極大地提高微電子從宏觀到微觀展示功能，使之成為四川省智能化實(shí)驗(yàn)室典范。
建設(shè)思路：結(jié)合四川信息職業(yè)學(xué)院開展實(shí)驗(yàn)的基本功能，從當(dāng)前實(shí)際出發(fā)，考慮長(zhǎng)期需要，堅(jiān)持開放性，保證可擴(kuò)充性，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，保證可靠性、先進(jìn)性，模塊化結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)靈活、便于維護(hù)，基礎(chǔ)建設(shè)立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)，應(yīng)用系統(tǒng)滿足近期需要。
4 微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的說(shuō)明
1）本實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置共分七大系列，每個(gè)系列都是以微電子的工藝環(huán)節(jié)為單位，每一個(gè)子系統(tǒng)又都由若干個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架所組成，每一個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架都能獨(dú)立工作，相關(guān)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架的子系統(tǒng)之間還能互通互聯(lián)，進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)型的綜合實(shí)訓(xùn)及演示。同時(shí)每個(gè)子系統(tǒng)都能根據(jù)自身發(fā)展的需要進(jìn)行獨(dú)立升級(jí)，而不影響其他各子系統(tǒng)的功能。所以具有較強(qiáng)的先進(jìn)性、拓展性和開放性。主要設(shè)備包含光刻機(jī)、超聲波鋁絲焊線機(jī)、金絲球焊線機(jī)、臺(tái)式無(wú)鉛回流焊機(jī)、絲印機(jī)、烘干機(jī)、金相試樣拋光機(jī)、晶體管圖示儀、四探針電阻率測(cè)試儀等。
2）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)都不僅適用于學(xué)生進(jìn)行器材認(rèn)識(shí)和安裝、系統(tǒng)軟硬件操作、版圖設(shè)計(jì)、光刻掩膜版設(shè)計(jì)、光刻工藝、光刻缺陷分析及排除等技能的實(shí)訓(xùn)操練，也適用于教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)演示、故障設(shè)置、學(xué)生考核及相應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)定等。所以能較好地滿足教學(xué)的實(shí)用性、方便性和可操作性要求。
3）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)的所有設(shè)備和器材均為現(xiàn)實(shí)工程中使用的主流產(chǎn)品，不僅具有典型性，并具有較大的市場(chǎng)占有率，一般是集成電路制造廠商比較常用及典型的器材，或是同國(guó)家各考證鑒定所的考證設(shè)備相一致的器材，品牌一般為國(guó)內(nèi)知名或國(guó)外品牌，且全部符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與集成電路制造、測(cè)試環(huán)境貼近，能夠全面體現(xiàn)集成電路的設(shè)計(jì)、安裝、連接、設(shè)置、調(diào)試等的全部過(guò)程，能體現(xiàn)職業(yè)教育的特點(diǎn)，表現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果，構(gòu)建教、學(xué)、用一體化的環(huán)境。因此，具有較強(qiáng)的真實(shí)性和現(xiàn)場(chǎng)感。
4）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)兼顧集成電路“系統(tǒng)控制制造工藝”及“版圖設(shè)計(jì)”兩個(gè)方面，又以工藝部分為重點(diǎn)。工藝部分全部實(shí)現(xiàn)動(dòng)手操作。在實(shí)訓(xùn)期間，學(xué)生著裝進(jìn)入“車間”；能夠全程虛擬操作和部分動(dòng)手來(lái)實(shí)現(xiàn)氧化、擴(kuò)散和LPCVD工藝以及離子注入與退火；親自完成光刻工藝、刻蝕工藝、濺射工藝；能手工完成電參數(shù)測(cè)試；整個(gè)工作條件要實(shí)現(xiàn)超凈環(huán)境和動(dòng)力條件管理。
5 實(shí)驗(yàn)室裝修、UPS電源
四川信息職業(yè)學(xué)院微電子實(shí)驗(yàn)室保障系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)室裝修、UPS系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和接地系統(tǒng)四部分組成。墻面、地面、天花板均需做防塵、防靜電、恒溫等裝修處理：要求設(shè)計(jì)成潔凈實(shí)驗(yàn)室（進(jìn)行無(wú)塵、恒溫、恒濕處理）；對(duì)潔凈實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行防靜電建筑材料的整體裝修；對(duì)潔凈實(shí)驗(yàn)室配備加濕機(jī)等靜電防護(hù)設(shè)備。
配電系統(tǒng)保障設(shè)備用電可靠性，預(yù)留適當(dāng)?shù)娜哂?，單相?fù)荷的配置，三相平衡。設(shè)置市電多功能插座，采用防鼠咬電纜。強(qiáng)弱電分開，避免長(zhǎng)距離平行走線。電源電波50 Hz波形中，不應(yīng)混雜其他干擾電波，特別不應(yīng)有高頻電波干擾。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的照明應(yīng)分正常照明燈、長(zhǎng)明燈及應(yīng)急照明燈三種照明方式。應(yīng)急照明主要是在正常照明線路上取一路連接到UPS電源上，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)即可自動(dòng)切換到UPS電源。UPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備提供后備電源支持，是整個(gè)弱電系統(tǒng)的重要組成部分。
UPS系統(tǒng)的主要功能要求是對(duì)電源保護(hù)有要求的用電負(fù)載分別進(jìn)行集中供電電源管理，對(duì)相應(yīng)的智能化設(shè)備提供純凈、穩(wěn)定的后備電源，充分保證展館內(nèi)各弱電系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作。
6 結(jié)束語(yǔ)
四川信息職業(yè)學(xué)院微電子綜合實(shí)訓(xùn)室建成后，創(chuàng)建了教、學(xué)、做的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，學(xué)院微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手本領(lǐng)在模擬真實(shí)化工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上得到充足的鍛煉，職業(yè)本領(lǐng)、操縱技能（對(duì)動(dòng)作方式的一種概括，是按一定的方式反復(fù)練習(xí)或模仿而形成熟練的技術(shù)動(dòng)作）在集成電路工藝、測(cè)試技術(shù)的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中有長(zhǎng)足的進(jìn)步，提升了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)本領(lǐng)，取得很好的成效。
參考文獻(xiàn)
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集成電路版圖設(shè)計(jì)范文6
摘要集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使人才需求量增加。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)市場(chǎng)調(diào)查，得出應(yīng)用型集成電路設(shè)計(jì)人才是該行業(yè)目前大量需求的人才，并從幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞應(yīng)用型人才IC設(shè)計(jì)需求分析
隨著我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)人才的需求量也日益增加。根據(jù)上海半導(dǎo)體和IC研討會(huì)公布的數(shù)據(jù)，08年中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)工程師的需求將達(dá)到25萬(wàn)人，但目前國(guó)內(nèi)人才數(shù)量短缺這個(gè)數(shù)字不止幾十倍。例如我們熟知的威盛雖然號(hào)稱IC設(shè)計(jì)人才大戶，但相對(duì)于其在內(nèi)地業(yè)務(wù)發(fā)展的需要還是捉襟見肘，其關(guān)聯(lián)企業(yè)每年至少需要吸納數(shù)百名IC設(shè)計(jì)人才，而目前培養(yǎng)規(guī)模無(wú)法滿足。而在人才的需求中，應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才更加受到歡迎。
一、IC設(shè)計(jì)人才短缺
2008年，全國(guó)集成電路（IC）人才需求將達(dá)到25萬(wàn)人，按照目前IC人才的培養(yǎng)速度，今后10年，IC人才仍然還有20多萬(wàn)人的缺口。這是08年4月21日在沈陽(yáng)師范大學(xué)軟件學(xué)院舉行的國(guó)家信息技術(shù)緊缺人才培養(yǎng)工程——CSIP-AMD集成電路專項(xiàng)培訓(xùn)開班儀式上了解到的。同樣有數(shù)據(jù)表明，近日，從清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)了解到，目前全國(guó)高校設(shè)有微電子專業(yè)總共只有10余個(gè)，每年從IC卡設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的碩士生也只有二三百人。在國(guó)內(nèi)大約僅有不足4000名設(shè)計(jì)師，而2008年，IC產(chǎn)業(yè)對(duì)IC設(shè)計(jì)工程師的需求量達(dá)到25萬(wàn)－30萬(wàn)人。有專家預(yù)測(cè)，到2008年底僅北京市IC及微電子產(chǎn)業(yè)就將超過(guò)2000億元人民幣，而到了2010年我國(guó)可能需要30萬(wàn)名IC卡設(shè)計(jì)師[1]。未來(lái)我國(guó)IC卡設(shè)計(jì)人才需求巨大。目前中國(guó)每年從IC設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的高學(xué)歷的碩士生只有數(shù)百人。中國(guó)現(xiàn)有400多所高校設(shè)置了計(jì)算機(jī)系，新近又特批了51所商業(yè)化運(yùn)做的軟件學(xué)院。但這些軟件學(xué)院和計(jì)算機(jī)系培養(yǎng)的是程序員。中國(guó)目前只有十來(lái)所大學(xué)能夠培養(yǎng)IC設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生。因此IC設(shè)計(jì)專業(yè)人才處于極其供不應(yīng)求的狀態(tài)?？梢赃@樣說(shuō)，這是因?yàn)槲覈?guó)很大程度上是沒有足夠的IC設(shè)計(jì)人才。
專家指出，我國(guó)IC設(shè)計(jì)人員不足的一個(gè)重要的原因是IC設(shè)計(jì)是新興學(xué)科，國(guó)內(nèi)在此之前很少有大專院校開設(shè)IC設(shè)計(jì)專業(yè)，現(xiàn)在從事IC設(shè)計(jì)專業(yè)的人才，大部分是微電子、半導(dǎo)體或計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等相鄰領(lǐng)域的理工專業(yè)畢業(yè)生，但是和實(shí)際的IC工作比起來(lái)，還是有差距，學(xué)校并不了解企業(yè)需要的是什么樣的人才。所以，許多IC設(shè)計(jì)企業(yè)只能經(jīng)常從應(yīng)屆畢業(yè)生中直接招聘人才再進(jìn)行培訓(xùn)。此外，IC設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求，恐怕所有的高校都沒有能力搭建。據(jù)了解，建一個(gè)供30人使用的IC實(shí)驗(yàn)室，光是購(gòu)買硬件設(shè)備就需要15萬(wàn)美元。
最新研究指出：到2010年中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)將占世界總需求量的6％，位居全球第四。未來(lái)幾年內(nèi)中國(guó)芯片生產(chǎn)有望每年以42％的速度遞增，這大大高于全球10％的平均增長(zhǎng)速度。僅就IC卡一項(xiàng)來(lái)看，我國(guó)IC卡設(shè)計(jì)前景廣闊。身份證IC卡的正式應(yīng)用，將是十億計(jì)的數(shù)量，百億計(jì)的銷售額，此外讀卡機(jī)及其系統(tǒng)將有成倍的產(chǎn)值。半導(dǎo)體理事長(zhǎng)俞忠鈺說(shuō)，2002年全國(guó)的IC設(shè)計(jì)單位已達(dá)到了240家，根據(jù)北京市發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)的建設(shè)規(guī)劃，到2010年，北京市要逐步建成20條左右大規(guī)模高水平的芯片生產(chǎn)線，200家高水平的IC卡專業(yè)設(shè)計(jì)公司。據(jù)預(yù)測(cè)，北京市IC產(chǎn)業(yè)將超過(guò)2000億元。巨大的商機(jī)也同時(shí)帶來(lái)了市場(chǎng)對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才的巨大需求。
二、應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)技術(shù)人才需求日切
IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)在的焦點(diǎn)已經(jīng)移到了IT產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)IC設(shè)計(jì)上。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人董秀琴表示，IC卡設(shè)計(jì)工程師在軟件行業(yè)是現(xiàn)在公認(rèn)的高收入階層。目前我國(guó)IC卡人才缺口巨大，在我國(guó)的高等教育里，這一塊發(fā)展十分緩慢。按照中國(guó)現(xiàn)在的市場(chǎng)行情，一個(gè)剛畢業(yè)、沒有任何工作經(jīng)驗(yàn)的IC設(shè)計(jì)工程師的年薪最少也要在8萬(wàn)元左右。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢？董秀琴講，這是因?yàn)橐环矫媸乾F(xiàn)有IC設(shè)計(jì)人才的嚴(yán)重缺乏；另一方面是國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才尤其是合格的IC設(shè)計(jì)師的大量需求。
由此我們可以看出，對(duì)于應(yīng)用型的設(shè)計(jì)人員來(lái)講，是備受集成電路行業(yè)歡迎的。例如常見的EDA公司、IC設(shè)計(jì)服務(wù)公司、IC設(shè)計(jì)公司和IDM或Fundry4種類型的公司需要那些IC設(shè)計(jì)人才呢？他們需要的是熟悉IC設(shè)計(jì)的技術(shù)支持工程師,涵蓋IC設(shè)計(jì)的所有方面,通常包括:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)字IC前端邏輯設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、FPGA設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、數(shù)字IC后端物理設(shè)計(jì)、數(shù)字后端驗(yàn)證、庫(kù)開發(fā)，甚至還有EDA軟件的開發(fā)與測(cè)試,嵌入式軟件開發(fā)等，其中對(duì)IC物理設(shè)計(jì)工程師的需求量會(huì)多一些[2]。
目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模擬設(shè)計(jì)工程師、數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和版圖設(shè)計(jì)工程師三類。另外，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還需要工藝接口工程師、應(yīng)用工程師、驗(yàn)證工程師等。IC版圖設(shè)計(jì)師的主要職責(zé)是通過(guò)EDA設(shè)計(jì)工具，進(jìn)行集成電路后端的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，最終產(chǎn)生送交供集成電路制造用的GDSII數(shù)據(jù)。版圖設(shè)計(jì)師通常需要與數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和模擬設(shè)計(jì)工程師隨時(shí)溝通和合作才能完成工作。一個(gè)優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)師，即要有電路的設(shè)計(jì)和理解能力，也要具備過(guò)硬的工藝知識(shí)。模擬設(shè)計(jì)工程師作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵人物，模擬設(shè)計(jì)工程師的工作是完成芯片的電路設(shè)計(jì)。由于各個(gè)設(shè)計(jì)企業(yè)所采用的設(shè)計(jì)平臺(tái)有所不同，不同材料、產(chǎn)品對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求也千差萬(wàn)別，模擬設(shè)計(jì)工程師最核心的技能是必須具備企業(yè)所需的電路設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并有豐富的模擬電路理論知識(shí)。同時(shí)還需指導(dǎo)版圖設(shè)計(jì)工程師實(shí)現(xiàn)模擬電路的版圖設(shè)計(jì)。
由此我們可以看出，在IC人才的需求中，應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的需求更大，而且他們也是推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的生力軍。
三、以社會(huì)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才
國(guó)家對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)也很重視。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會(huì)卓洪俊部長(zhǎng)說(shuō)，到2010年，全國(guó)IC產(chǎn)量要達(dá)到500億塊，銷售額達(dá)到2000億元左右，將近占世界市場(chǎng)份額的5％，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)50％的需求。同時(shí)，國(guó)務(wù)院頒布《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》的18號(hào)文件，支持和鼓勵(lì)軟件和IC產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，加快IC設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)。
IC人才需求問題的解決首先還是從高校開始，2001年，清華大學(xué)微電子研究所開設(shè)了“集成電路設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專業(yè)”第二學(xué)士學(xué)位班，2001年的IC專業(yè)二學(xué)位班已經(jīng)有64名學(xué)員在讀。清華大學(xué)還分別與宏力半導(dǎo)體、有研硅、首鋼合作培養(yǎng)IC人才。2002年，成都電子科大也開始招收“微電子技術(shù)專業(yè)”的二學(xué)位學(xué)員，同時(shí)擴(kuò)招微電子專業(yè)的本科生。為了更好地實(shí)施學(xué)校加速IC人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略，電子科大還成立了微電子與固體電子學(xué)院，并建立了面積為1500平米的IC設(shè)計(jì)中心。同濟(jì)大學(xué)開始實(shí)施IC人才培養(yǎng)規(guī)劃，提出了“研究生、本科生、高職生”的多層次培養(yǎng)體系。
作為人才培養(yǎng)的搖籃，高校在這一方面應(yīng)進(jìn)一步加快改革，制定可行的、新的人才培養(yǎng)計(jì)劃，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)投入，多渠道、多方式地進(jìn)行應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
