集成电路概论精选(九篇)

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第1篇：集成电路概论范文

关键词： 《集成电路工艺》 教学方法 实践改革

1.引言

21世纪是科技飞速发展的世纪，集成电路制造业是一项战略性的基础产业，《集成电路工艺》是电子科学与技术专业重要的专业课，其目的是使学生学习和掌握VLSI的主要工艺技术与原理，熟悉工艺设备的特点，培养工艺设计及解决工艺问题的能力。课程具有实践性很强、理论与实践结合紧密的特点，为学生以后进行工程设计和科研工作打下良好基础。本课程的目的是使学生对微电子关键工艺及其原理有较为完整和系统的概念，并具有一定工艺设计、分析和解决工艺问题的能力。结合多年教学工作实际，我提出了几点教学改革设想［1］［2］。

2.教学内容的选取

2.1教材的选取。

本课程首选教材是《硅集成电路工艺》。该书有三个优点：一是内容全面丰富。不仅详细介绍了芯片制造中的各项关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备，以及每一道工艺的质量检测和故障排除。二是工艺技术先进。该书吸收了当今最发达技术资料，如化学机械抛光、浅槽隔离等工艺，因此本教材是一本很全面、很先进和可读性非常强的专业书籍。

2.2教学内容的选取。

本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程32学时，而教材内容章节很多，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如教材中的4―6章主要介绍半导体制造中的空穴及缺陷等内容，要舍弃，可供学生课后自己阅读。另一方面，查阅相关资料，对教材内容做必要的补充。由于教材侧重技术介绍，在工艺原理方面涉及甚少，作为电子科学技术专业的本科生，有必要掌握关键工艺的物理基础和原理，因此任课老师需要广泛查阅相关资料，对教材内容做必要的、有益的补充。如离子注入掺杂工艺，选用的教材仅作为一节简单介绍，其基础和原理更是少之又少，必须找出相应详细的介绍。再者，氧化过程中杂质的再分布对器件特性影响是不容忽视的，工艺过程需要考虑，也需要做相应补充，《集成电路工艺基础》中这部分内容有较大价值［3］。

3.丰富多彩的教学方式

3.1多媒体教学，事半功倍。

多媒体教学方式如今已广泛使用，在本课程教学中使用多媒体教学符合教学内容特点的要求，因为有大量的工艺流程和工艺实施后的硅片剖面图，只有通过多媒体才能使学生有直观、清楚的认识。教材中提供了大量结构剖面图和设备图，如果完全靠老师板书，教学内容和效果将不易理解，而采用多媒体教学则能达到事半功倍的效果。

3.2教学互动，让学生走上讲台。

教学互动非常重要。学生对动态和前沿比较感兴趣，易激发其求知欲，抓住学生这一特点，可以给学生布置几个与集成电路工艺动态和前沿相关的题目，让学生课后查阅、整理资料，写成专题小论文，还可开设专题小论坛，每一专题请一位有兴趣的同学制作课件在课堂上给大家讲解。这种方式将课堂时间和空间进行延伸，使学生由课堂被动听讲变为课后主动学习、消化。这样一方面能培养学生通过网络学习工艺知识的习惯，并在不断查阅资料中积累、丰富了专业知识。另一方面能锻炼学生走上讲台“准教师”的思维能力和语言表达能力。

3.3加强实验教学，理论用于实践。

在教学过程中，要坚持理论和实践相结合的原则。建议开设最基本的半导体平面工艺实验，如氧化、扩散、离子注入、光刻沉积。实验要求每组学生用抛光硅片，通过氧化、光刻、等工序制备晶体管，是一个典型的综合性、研究型实验。通过实验教学，学生既能培养动手能力，又能掌握科学的分析问题的方法，加深对半导体平面工艺技术和原理的理解，激发学习兴趣。本课程在大学三年级下学期开设。

3.4将专家学者请进高校课堂。

我们充分利用与国内外高等院校和科研单位进行研究合作与学术交流的同时，在专业课授课过程中，还邀请有一定知名度的专家学者来我校作专题学术报告。由于他们长期从事某一领域的科学研究，十分熟悉该领域的最新发展趋势，因此可以系统地将这些信息传递给学生。这样做不仅大大扩充了学生的知识面，提高了他们的思维能力，而且进一步激发了他们的专业课学习热情和强烈的进取心。近五年来，我们先后邀请包括中科院半导体等单位多名专家为我校的客座教授或兼职教授，分别做了关于微电子方面的多场专题学术报告，均受到了广大教师与学生的一致好评。

4.结语

《集成电路工艺》是电子科学与技术专业本科生的一门重要的专业课程，本课程的目的是使学生掌握集成电路制造工艺和基本原理。学生专业知识和能力的获取，一方面是通过将理论应用于实验来验证和强化，另一方面通过理论课学习获得。通过开发多媒体教学软件，精心选择优秀教材、及时更新教学内容、开设综合性实验、布置设计性作业、安排专题报告、改革考核方式等环节，提高课程教学质量，培养具有创新能力、满足21世纪所需的专业技术人才。

参考文献：

［1］王阳元，关旭东，马俊如.集成电路工艺基础［M］.北京：高等教育出版社，1991.

第2篇：集成电路概论范文

[关键词]集成电路，布图设计，知识产权，集成电路保护法

集成电路是微电子技术的核心，是现代电子信息技术的基础。集成电路的应用极为广泛，计算机、通讯设备、家用电器等几乎所有的电子产品都离不开集成电路。自20 世纪后半叶以来，集成电路工业在许多国家的国民经济中发挥着越来越重要的作用。我国当前也十分重视集成电路工业的发展。

2000 年6 月27 日，国务院颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》提出：“集成电路设计产品视同软件产品，受知识产权方面的法律保护。”①但我国现在还没有类似《计算机软件保护条例》那样的单行法规用来保护集成电路设计产品。而利用现有的知识产权法律，是将集成电路设计产品作为作品用著作权法来保护，还是将之作为发明用专利法来保护？ 这个问题我国尚无明确规定，还需要根据集成电路设计产品的性质和特点，来确定其应适用的法律。

本文对集成电路设计产品的性质和特点进行分析，不仅符合我国当前大力发展集成电路工业及即将加入世界贸易组织的形势需要，也希望能为我国制订集成电路保护法提供一些立法参考。

一、集成电路布图设计的知识产权性质和特点

集成电路设计产品，指的是集成电路生产过程中的布图设计这一中间产品。布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，它的开发费用一般要占集成电路产品总投资的一半以上。不法厂商抄袭他人的布图设计，就能仿造出相同的集成电路产品，而其成本却比原开发者的少得多。这种抄袭行为严重损害了产品开发者的利益，而传统的物权法却对之束手无策。这是因为布图设计具有无形财产的性质特点，必须利用知识产权法予以保护。发达国家的立法部门出于对集成电路工业的关注，于20 世纪70 年代末开始研究对布图设计给予专有权的法律问题。20 世纪80 年代，美国、日本等集成电路工业发达的国家陆续颁布法律，保护布图设计权，将集成电路布图设计保护法作为知识产权法中的一个新的部门。20世纪90 年代中期，我国已开始起草集成电路布图设计保护法，但由于种种原因，至今尚未颁布。从目前的形势看，我国需要在知识产权法律体系中增加这部法规。布图设计是独立的知识产权客体，其性质和特点表现为以下方面：

（一） 布图设计是智力劳动的成果

集成电路（ Integrated Circuits） 英文简称IC ，也有人习惯将之称为芯片。通俗地说，集成电路就是一种电子电路产品，它的各种元件集成在一个固体材料中并作为一个整体单位来执行某种电子功能。这种电路高度集成地组合和联结若干电子元件，缩小电路的尺寸，加速电路的工作速度，降低电路成本和功耗。

集成电路布图设计，简称布图设计（Layout Design） ，是指集成电路中多个元件，其中至少有一个是有源元件和其部分或全部集成电路互连的三维配置，或者是为集成电路的制造而准备的这样的三维配置。②通俗地说，布图设计就是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的几何图形排列和连接的布局设计。

布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，设计工程师们根据集成电路所要执行的功能设计集成电路的结构。布图设计是艺术创造力与精密的电子工程技术融合的产物。在设计中，设计人员借助计算机模拟，把数以千万计的线路组成部分一而再、再而三地调整位置，安排这些线路的组合，使一个芯片中能包含更多的元件，具有更强大的功能，以求生产效率的最大化和芯片体积的最小化。在早期的集成电路生产中，布图设计被绘制在掩膜上。掩膜（Mask） 如同一张摄影底片，是将要置放到芯片中的线路的底片。布图设计固定在掩膜上，该掩膜就成为制造芯片的模版，是制造集成电路的中间产品。这种掩膜也曾是工业间谍千方百计想要窃取的目标。③随着科技的发展，目前的集成电路布图设计更多的是以编码方式储存于磁盘、磁带等介质生产集成电路已经有些过时了。

从上述布图设计的创作过程可以看出，布图设计是设计工程师们根据集成电路所要执行的功能而设计的集成电路的结构，它无疑是智力劳动的产物。

（二） 布图设计是无形的

布图设计是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的排列和连接的布局设计。布图设计可以固定在磁盘或掩膜上，也可以固定在集成电路产品中，但这些磁盘或集成电路只是它的物质载体，布图设计本身是无形的。这就如同作品可以固定在书本或磁盘上，而作品本身是无形的。布图设计的无形性特点，是它成为知识产权客体的主要原因。

布图设计虽然是无形的，但它也同其他无形财产一样，具有客观表现形式和可复制性。布图设计若要得到法律的保护，也必须具有一定的表现形式，必须固定于某种物质载体上，为人们感知，并可以复制。在集成电路产品的生产中，布图设计被固定于磁盘或掩膜中，并被大量复制于集成电路产品内。

（三） 布图设计具有创造性和实用性

布图设计只有具有创造性，才受法律保护。已颁布布图设计保护法的国家，一般均在其法律中兼采著作权法的创作性（原创性） 和专利法的创造性和新颖性的要求，又依据布图设计自身的特点而加以变化，确定布图设计的创造性要求。⑤受法律保护的布图设计，要求必须是设计人自己创作的，有自己的独特之处。此点借鉴著作权法的创作性要求。

同时，布图设计的创造性还要求，受法律保护的布图设计，与以往的布图设计相比，要有一定的进步性和新颖性。布图设计要应用于工业实践，若无进步性和新颖性，也就没有予以知识产权保护的必要。不过，布图设计的创造性和新颖性，不必达到专利法要求的标准，只要比以往的布图设计有一定的进步性和不同，就可以得到法律保护。这是因为，集成电路产品的更新换代表现为集成度的不断提高，在同样体积的芯片上布局更多的元件以增强功能、降低能耗。新的集成电路产品，不过是比原来的产品集成度高，不可能是前所未有的，也不大可能达到突出的实质性特点和显著的进步。所以，已颁布集成电路保护法的国家，均不直接采纳专利法中的创造性和新颖性的标准，而是降低要求，以适应实际情况。

集成电路是应用广泛的工业产品，布图设计是其生产过程的一个重要环节，是中间产品，布图设计的实用性是非常明显的。

（四） 布图设计是独立的知识产权客体

布图设计是独立的知识产权客体，有着自己的特点。因而，已颁布集成电路保护法的国家，基本上不引用著作权法或专利法来保护它，而是依据其特点，制订单行法规，将之作为独立的客体予以保护。

美国是当今世界上半导体工业最发达的国家，也是最先对集成电路布图设计予以立法保护的国家。1984 年美国颁布了《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip Products Act”） ，并于1984 年11 月8 日起实施，确认了布图设计专有权。这部法律虽然作为《美国法典》第17 编（版权法） 的最后一章，即第9 章，但它实际上是一个独立的体系，既不属于版权法体系，也不属于专利法体系。布图设计权不是版权，而是作为与版权近似的一项独立的权利（copyright - like） ，受特殊保护（suigeneris potection） .⑥在美国1984 年《半导体芯片产品保护法》的影响下，日本于1985 年5 月31 日颁布了《半导体集成电路的线路布局法》。日本的这部法律在立法体例和内容上均与美国法相似，既不隶属于版权法，也不隶属于专利法，而是自成体例，以单行法规的形式出现。

二、布图设计与其他相关知识产权客体的比较

在众多的知识产权客体中，布图设计与发明、作品较为接近。但它也有与发明等不同的特性。从布图设计与其他相关知识产权客体的比较中，可以进一步分析布图设计的特点。

（一） 布图设计不同于发明

布图设计是科技领域中的一种智力劳动的成果，又直接应用于工业生产，在知识产权诸多客体中，它与发明最接近。但与发明不同的是，布图设计只是中间产品，是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，不具有独立的功能。因而，布图设计不能单独取得专利。

含有布图设计的集成电路产品，组装成能完成一定任务、具有特定功能的零件或设备产品，若具备专利法规定的发明的条件，可以作为发明获得专利。

在实践中之所以不将集成电路产品作为发明，用专利法来保护，原因在于：对集成电路产品而言，取得专利的条件过于严格，只有极少数的集成电路产品能获得专利，而绝大部分集成电路产品缺乏作为专利保护的发明所必需的创造性和新颖性。

集成电路产品的发展，基本表现在不断地提高集成度、节约材料、降低能耗上。现在的集成电路产品，由于工艺水平的提高，集成度越来越高，其体积和外形越来越小。虽然对于设计者来说，将几十万甚至上亿个元件布置在一小片半导体硅晶片上，要花费不少心血，但这种布图设计的创造性水平却不一定能达到专利法所要求的高度，集成度高未必就一定具备专利法上的创造性。在实践中，一些非常先进和尖端的集成电路产品也未能获得专利。

另外，在布图设计中，设计人员常常采用一些现成的单元电路进行组合。这些单元电路在实践中已为人们熟知，其中一些甚至已经是最优化设计，其表现形式是有限的、甚至是唯一的，要追求电路的最佳功能状态只能选择这些已经成型的单元电路，由现有的单元电路模块组合成的集成电路若作为组合发明去申请专利，则大多数难以达到专利法要求的取得意想不到的效果的条件。⑦

（二） 布图设计不同于作品

集成电路的布图设计图纸，可以依照著作权法作为产品设计图纸作品而受到保护。布图设计本身，却不同于作品。布图设计虽然有着与作品类似的创作性和可复制性的特点，但布图设计也有着不同于作品的特点。

布图设计与作品的区别主要有以下几点：

1. 布图设计的表现形式极为有限，而作品的表现形式则是丰富多采的。集成电路由一系列电子元件及连结这些元件的导线所组成，是执行一定电子功能的电路。基于其使用目的，其元件的布局、图形的大小，都由集成电路产品的电参数和生产工艺技术水平决定，因此布图设计的表现形式极为有限。若突破这些限制，由设计师任意发挥，则创作出的布图设计就没有工业实用性。这就不同于著作权法中的一般作品。一般作品是由语言、文字、图形或符号构成的，表现一定的思想。同一思想可以有多种表现形式，著作权法保护的就是思想的表现形式。因此，将有限表达形式的布图设计作为作品看待，显然是不妥的。⑧

2. 布图设计也不适宜直接用著作权法保护。集成电路是一种电子产品，布图设计是其产品制造中的一个环节，因而集成电路及其布图设计是一种纯功利主义的实用物，不符合著作权法关于保护对象的要求。若将布图设计归入绘画、雕塑等造型艺术类作品中，则违背了著作权法的原则。在实践中，美国有人就曾提议修改版权法将布图设计列入绘画和雕塑作品而被拒绝。⑨再者，布图设计不需要作品那样长的保护期。如果将布图设计作为作品来保护，则会因著作权法保护的期限过长而不利于集成电路产业的发展。而且，由于集成电路产品更新换代很快，过长的著作权保护期对之也不必要。另外，若将布图设计列入作品，则在集成电路工业实践中广泛利用的反向工程，就会因其是对作品的复制而被认定为侵权，这不利于集成电路工业的发展。

3. 布图设计不仅要具有创造性（原创性） ，还必须具有先进性和实用性，才能得到法律的保护。依照著作权法，有原创性的作品均受保护，哪怕这种创造性的分量十分微小。著作权法并不要求作品必须有先进性和新颖性。⑩而作为实用产品的集成电路及其布图设计，无先进性就无受保护的必要。

（三） 布图设计不同于技术秘密

含有布图设计的集成电路虽然是一种科技产品，有一定的布图设计技术，但该产品一旦出售，其布图设计就公开了，无法再作为技术秘密予以保护。因为无论采用何种封装技术，持有该集成电路产品的人都可用适当的方法了解和复制其内部的布图设计。

总之，布图设计因其自身具有的独特性，而成为一个独立的知识产权客体。

注释：

[①]《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》第50 条。

[②]参见世界知识产权组织《集成电路知识产权保护条约》第2 条。

[③]参见埃弗雷德·M·罗杰斯、朱迪思、K·拉森：《硅谷热》，范国鹰等译，经济科学出版社1985 年版，第13～27 页。

[④]参见邝心湖：《集成电路技术现状与展望》，《电子知识产权》1993年第期；Christie ，Andrew ， Integrated Circuits andTheir Contents ： International Protection ，London ：Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 3.

[⑤]参见美国1984 年的《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip products Act”） 、日本1985 年的《半导体集成电路的线路布局法》。

[⑥][⑨]See Christie ，Andrew ， Integrated Circuits and Their Contents ： International Protection ，London ： Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 5 ，p. 3.

[⑦]参见郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。

[⑧]参见刘春茂等：《中国民法学·知识产权》，中国人民公安大学出版社1997 年版，第27～28 页；郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。

[⑩]参见德利娅·利普西克：《著作权与邻接权》，联合国教科文组织译，中国对外翻译出版公司2000 年版，第43～44 页。

[⑦][⑨]参见方美琪主编：《电子商务概论》，清华大学出版社1999 年版，第289 页，第294～295 页。

[⑧]参见陈建民：《网络服务者在什么情况下承担侵权责任》， 《电子知识产权》2000 年第5 期。

[10][13][14][27][28]参见薛虹：《网络时代的知识产权法》，法律出版社2000 年版，第270 页，第209～210 页，第270 页，第273页，第272 页。

[11]See White paper ， pp. 114～124.

[15]See DMCA ， art . 512.

[16]See DMCA ， art . 512 （i） .

[17]See DMCA ， art . 512 （a） .

[18]See DMCA ， art . 512 （b） .

[19]See DMCA ， art . 512 （c） .

[20]See DMCA ， art . 512 （d） .

[21]See DMCA ， art . 512 （e） .

[22]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12～15.

[23]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12.

[24]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 13.

[25]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 14.

[26]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 15.

[29][2000]C. T. L. R. ISSUE2NENS SECTION ：NATIONAL REPORTS N - 8.

[30]See Singapore E - Transaction Act （1998） ，sec. 3.

[32]参见《关于审理涉及计算机网络著作权纠纷案件法律适用若干问题的解释》第4条。

第3篇：集成电路概论范文

微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片（SOC）设计方法学及设计技术、微机电系统（MEMS）技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等，是一门与实际联系很紧密，形象化教学素材十分丰富的课程，将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。

一、多媒体课件设计的指导思想

现代教育观念强调素质与能力的培养，重视学生在教学活动中的自主活动，要求将学生作为教学的主体。为此，应该把“以学生为主体，以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想，把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外，多媒体课件必须既符合相关课程的特点，又符合一般教学规律，且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程，多媒体CAI课件应该满足以下基本特点：

1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此，需要充分利用多媒体技术，将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理，做到图文并茂，形象生动，以有助于提高教学质量。

2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源，便于扩大学生的知识面。在传统的教学中，信息来源非常有限，且缺乏灵活性、方便性和交互性；随着信息技术的发展，教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频，甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作，使教学内容更丰富，教学方法灵活多样[2]。

3.微电子学是一门发展很快的学科，所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制，传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容，易于从互联网获取更新的信息，具有强大的可扩展性，便于教学内容的及时更新，这是传统教材所远远不能达到的[2]。

二、多媒体课件的设计制作

多媒体CAI课件制作的基本过程是：首先，用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次，根据教学大纲的要求，把教学内容编写成脚本，设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容，并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后，用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。

目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多，Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具，它能够很好的支持多种格式的多媒体文件，并能够把这些多媒体文件集成到一起，起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟，有利于培养学生的探索、创造能力。

（一）素材的采集及制作

多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等，而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。

多媒体课件需要大量各种各样的素材，如声音、视频、图形图像、动画等等；对于微电子学概论课程而言，可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此，素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道，在平时应注意收集归类，以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可；但是对于制造工艺流程录像，则需要通过互联网获得；而一些演示器件内部载流子运动过程的动画，则需要亲自制作。但是，直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的，必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作，才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。

（二）脚本的设计

多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述，教学内容取舍的决定应具有很强的针对性，做到重点突出、中心明确、层次分明，并注重启发学生的思维，引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此，多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。

（三）多媒体应用系统设计

一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统，该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分，并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后，采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统，使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。

三、多媒体教学课件设计总结

一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用，充分发挥学生的主观能动性，要以学生为中心，让学生自己思考，通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外，一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计，使教学情境环环相扣，引导学生积极的思考，最终达到掌握知识，应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。

多媒体课件虽然种类繁多，但其目标始终是为教学服务，优化课堂教学结构，提高课堂教学效率，既要有利于教师的教，又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。

四、结束语

多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境，运用多媒体教学，具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学，既节省了很多板书和作图时间，又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点，使学生易于理解和记忆，取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]岳宏卫，韦保林.高频电子电路多媒体CAI课件设计与教学实践[J].广西物理，2010，31(2)：52-54

[2]曹一江，翟志芳等.微电子工艺多媒体教学系统的设计[J].哈尔滨工业大学学报，2006，38(8)：1362-1365

[3]王华英.Authorware7.0入门与提高[M].清华大学出版社，2005，1：1

第4篇：集成电路概论范文

 

一、背景及意义

 

以集成电路为代表的微电子产业是电子信息等高新技术产业的核心，是信息化带动工业化、加快传统产业结构优化升级的关键技术和信息社会发展的基石，也是国防建设和国家安全的技术保证，是世界高科技竞争的制高点之一。

 

重庆作为中国最年轻的直辖市，长江上游地区的经济中心，其微电子产业发展非常迅猛。2005年8月，重庆市成立西永微电子产业园区，经过6年的快速发展，现已形成四大产业板块：以茂德8英寸芯片线、中电科技2条6英寸芯片线为代表的半导体产业;以惠普、宏碁等电脑巨头重庆生产基地为代表的PC 制造产业;以惠普GDCC、富士康、英业达、NTT、中科院软件所等为代表的软件与笔记本外包产业;以北大方正、科博达等为代表的电子元器件配套产业。未来三年，西永微电子产业园区将形成年产笔记本电脑8000万台，产业链规模超过7000亿元，进出口总额超过1000亿美元，新增就业30万人的产业集群，成为全国规模最大、对外开放水平最高的现代化微电子产品工业园区。

 

当前，微电子产业在市场竞争压力下，从单纯追求生产效率、加工成本，逐渐过渡到提高企业的综合竞争能力，迫切需要大量既懂工程技术又掌握管理知识的复合型人才，从事微电子制造系统的规划与设计、生产计划与控制、产品质量管理等，工业工程专业的毕业生由于其专业特性(工程与管理相结合)能够很好地满足微电子制造业的人才需求。因此，培养面向微电子产业的复合型、应用型工业工程人才迫在眉睫。

 

微电子产品的特征是尺寸较小，并将继续缩小，从广义上讲，微电子制造可视为机械制造，但在产品加工精度、设备自动化程度上远远高于普通机械制造，产品的设计技术、制造工艺和管理方法也有别于传统制造业。工业工程专业大多面向传统的制造行业，特别是机械制造行业，学生普遍缺乏微电子制造方面的知识背景，其毕业生在短时间内难以适应微电子企业的工作岗位。因此，加强工业工程专业学生的微电子制造知识背景显得非常必要，最直接和最有效的方法就是为工业工程专业学生开设《微电子制造概论》课程。

 

二、理论教学

 

开设《微电子制造概论》课程的目的是让工业工程专业的本科生具备微电子方面的知识背景，课程内容应当包含与微电子制造相关的理论、方法、材料、元器件、工艺、设备、系统等基本要素，让学生对微电子制造有一个全面系统的认识。同时，课程还应注重微电子制造与工业工程专业知识的结合。因此，《微电子制造概论》课程包含以下章节：

 

三、实验教学

 

《微电子制造概论》课程不仅包含22学时的理论教学，还包括6学时的实验教学。实验教学的主要目的是让学生对微电子制造原理、工艺与过程等有较为直观的认识，实验教学与演示实验为主，包括电子组装基础、微电子封装技术、微电子产品检测技、微电子可靠性工程、电子电路产品组装等。工业工程专业应与其他院系(电子学院)和实验室(微电子实验室)进行资源共享，借用现有的实验教学条件，完成本课程的实验教学。

 

四、实践教学

 

《微电子制造概论》课程的实验教学，让学生对微电子制造有了初步的感性认识，但学生对微电子企业如何生产制造微电子元器件和产品还缺乏整体认识，所以本课程还安排了4学时(半天)的实践教学，让学生现场参观微电子制造企业，熟悉微电子企业生产与运作的流程，加深对本门课程所学内容的切身体会。

 

五、结论

 

在工业工程专业开设《微电子制造概论》课程，不仅可以扩大学生的知识面，提高工业工程专业毕业生的就业率，还可以为我国的微电子产业提供急需的管理人才，帮助企业节约成本，提高效率，增强企业核心竞争力。

第5篇：集成电路概论范文

关键词：微电子；半导体物理；教学质量；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院计算机与信息工程学院，副教授。（上海200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（编号：B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（编号：10110502200）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）13-0059-02

随着半导体和集成电路的迅猛发展，微电子技术已经渗透到电子信息学科的各个领域，电子、通信、控制等诸多学科都融合了微电子科学的基础知识。[1]作为微电子技术的理论基础，半导体物理研究、半导体材料和器件的基本性能和内在机理是研究集成电路工艺、设计及应用的重要理论基础；作为微电子学相关专业的特色课程及后续课程的理论基础，“半导体物理”的教学直接影响了后续专业理论及实践的教学。目前，对以工程能力培养为目标的微电子类相关专业，如电子科学与技术、微电子、集成电路设计等，均强调培养学生的电路设计能力，注重学生的工程实践能力的培养，在课程设置及教学上轻视基础理论课程。由于“半导体物理”的理论较为深奥，知识点多，涉及范围广，理论推导复杂，学科性很强，对于学生的数学物理的基础要求较高。对于没有固体物理、量子力学、统计物理等基础知识背景的微电子学专业的学生来说，在半导体物理的学习和理解上都存在一定的难度。因此需要针对目前教学过程中存在的问题与不足，优化和整合教学内容，探索形象化教学手段，结合科技发展热点问题，激发学生的学习兴趣，提高半导体物理课程的教学质量。

一、循序渐进，有增有减，构建合理的教学内容

目前，国内微电子专业大部分选用了电子工业出版社刘恩科等编写的《半导体物理学》，[2]教材知识内容体系完善，涉及内容范围广、知识点多、理论推导复杂、学科交叉性强。该教材的学习需要学生有扎实的固体物理、量子力学、统计物理以及数学物理方法等多门前置学科的基础知识。但是在以培养工程技术人员为目标的微电子学类专业中，国内大部分高校均未开设量子力学、统计物理学及固体物理学等相应的前置课程。学生缺少相应固体物理、统计物理与量子力学等背景知识，没有掌握相关理论基础，对半导体物理的学习感到头绪繁多，难以理解，容易产生畏学和厌学情绪。

在课程教学中教师必须根据学生的数理基础，把握好课程的内容安排，抓住重点和难点，对原有的教材进行补充更新，注意将部分量子力学、统计物理学、固体物理学等相关知识融合贯穿在教学中，避免学生在认识上产生跳跃。例如在讲解导体晶格结构内容前，可以增加2-3个学时的量子力学和固体物理学中基础知识，让学生在课程开展前熟悉晶体的结构，了解晶格、晶胞、晶向、晶面、晶格常数等基本概念，掌握晶向指数、晶面指数的求法，了解微观粒子的基本运动规律。在讲解半导体能带结构前，增加两个学时量子力学知识，使学生了解粒子的波粒二象性，掌握晶体中薛定谔方程及其求解的基本方法。在进行一些复杂的公式推导时，随时复习或补充一些重要的高等数学定理及公式，如泰勒级数展开等。这些都是学习“半导体物理学”必备的知识，只有在透彻理解这些基本概念的前提下，才能对半导体课程知识进行深入地学习和掌握。

另一方面，对于微电子学专业来讲，侧重培养学生的工程意识，“半导体物理”课程中的部分教学内容对于工科本科学生来说过于艰深，因此在满足本学科知识的连贯性、系统性与后续专业课需要的前提下，大量删减了涉及艰深物理理论及复杂数学公式推导的内容，如在讲述载流子在电场中的加速以及散射时，可忽略载流子热运动速度的区别及各向异性散射效应，即玻耳兹曼方程的引入，推导及应用可省略不讲。

二、丰富教学手段，施行多样化教学方法，使教学形象化

半导体物理的特点是概念多、理论多、物理模型抽象，不易理解，如非平衡载流子的一维飘移和扩散，载流子的各种复合机理，金属和半导体接触的能带图等。这些物理概念和理论模型单一从课本上学习，学生会感觉内容枯燥，缺少直观性和形象性，学习起来比较困难。为了让学生能较好地掌握这些模型和理论，需要采用多样化的教学方法，充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等多种信息化教学手段，模拟微观过程，使教学信息具体化，逻辑思维形象化，增强教学的直观性和主动性。同时，教师除开展启发式、讨论式等教学方法调动学生学习的主动性、积极性外，[3，4]还可以应用类比方法帮助他们理解物理概念或模型。如讲半导体材料中的缺陷及跃迁机制时，为了帮助学生理解，可以做一个类比：将阶梯教师里单位面积的座位数比做晶格各能级上的电子能态密度，把学生当作电子，一个学生坐在某一排的某个座位上，即认为这个电子被晶格束缚。当有外来学生进入教室，在教室过道上走动时，可类比为间隙式缺陷；而当外来学生取代现有学生的座位时，可类比为填隙式缺陷等等。通过类比，学生对半导体内部的点缺陷的概念的理解就清楚形象多了。

三、结合微电子行业领域的迅速发展，以市场为导向，培养学生兴趣

微电子技术的发展历史，实际上就是固体物理与半导体物理不断发展和创新的过程，[5]1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明，都与一系列的固体物理、[6]半导体物理及材料科学的重大突破有关。纵观微电子工业的发展，究竟是哪些半导体理论推动了微电子技术的发展，哪些科学家推导并得出了这些理论？他们在理论推导的同时遇到了哪些困难？这些理论规律又起源于哪些实验？到了21世纪，也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域，[5，6]即以硅基CMOS电路为主流工艺，系统芯片SOC（System On A Chip）为发展重点，量子电子器件和以分子（原子）自组装技术为基础的纳米电子学；[7]与其他学科的结合诞生新的技术增长点，如MEMS，DNA Chip等，也都于半导体科学相关。这些新的微电子发展趋势主要涉及半导体物理中的哪些知识？涉及哪些领域等？

针对以上问题，教师在讲授半导体物理的基础上，对教材进行补充更新。在保持基础知识体系完整性的同时，避免面面俱到，删减课本中一些不必要的内容，大量加入近几十年来发展成熟的新理论、新知识，突出研究热点问题，力求做到基础性和前瞻性的紧密结合，使学生在掌握基础知识的同时对微电子发展历史中半导体技术的发展趋势有一个清晰地认识，让学生能从中掌握事物的本质，促进思维的发展，形成技能；同时注重与信息化技术相结合，将近几年半导体技术的最新研究成果，如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位，半导体光电探测器在国家航天战略上的应用等，使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。将这些问题分成若干个相关的专题分派给学生，学生自行查阅和搜集资料，他们在课堂上讲述该专题，教师加以引导和帮助。这种方式不仅充分调动课堂气氛，加深他们对所学知识的理解，同时也让学生学习了半导体物理课程在微电子专业中课程体系的作用，在科学意识上加深了半导体物理课程的重要性，激发学习兴趣和欲望。

同时，为帮助学生了解学术前沿，培养专业兴趣，还可邀请校内外的专家做讲座，学生可以利用课余时间，根据自己的兴趣选择听取，加深对半导体物理课程的了解，培养专业学习兴趣。

四、总结

总之，“半导体物理学”是微电子技术专业重要的专业基础课，为后续专业课程的学习打下理论基础。在“半导体物理”教学过程中，应积极采用现代化教学手段提高学生积极性，在教学过程中合理安排教学内容，与时俱进引入科技热点，削弱传统的课本知识与市场需求的鸿沟，培养适应社会需求的微电子人才。

参考文献：

[1]张兴,黄如,刘晓彦.微电子学概论[M].北京:北京大学出版社,2000.

[2]刘恩科,朱秉升,罗晋生.半导体物理学[M].北京:电子工业出版社,

2008.

[3]陈国英.《半导体器件物理基础》课程教学的思考[J].常州信息职业技术学院学报,2007,(6):56-57.

[4]王印月,赵猛.改革半导体课程教学融入研究性学习思想[J].高等理科教育,2003,(1):69-71.

[5]王阳元,张兴.面向21世纪的微电子技术[J].世界科技研究与发展,

1999,(4):4-11.

第6篇：集成电路概论范文

“电路分析”与“信号与系统”课程是两门独立的传统课程，但是这两门课程有着相同的地方，它们都是方法的研究，电路分析从电路的角度研究其中的规律，信号与系统进一步从电路的系统研究其中的分析方法，所以信号与系统是电路分析的继续与深化。正因如此，两门课程在具体内容上有很多重合之处。因此将两门课程进行有机的整合，从分析方法的角度学习电路与电路的系统，从电路系统的角度学习电路的分析方法，把“电路”的内容作为“信号与系统”的基础，把“信号与系统”的内容作为“电路”的继续与延伸，在内容上两者不再重复，而是基础与深化。特别是针对计算机专业的特点，电路课程的学时少，比起电子专业要求略弱，因此更有必要将这两门课程整合在一起，最大限度地提高课堂教学的效率。

2.当前课程改革的状态

根据调研，西安电子科技大学教授张永瑞率先面向计算机科学与技术专业在西安电子科技大学建设了电路、信号与系统课程，并于2010年在机械工业出版社出版了《电路、信号与系统》教材。北京邮电大学“电路、信号与系统”教研室面向通信与信息管理专业出版了《电路与信号》北京市精品课程教材及其相关实验教材，这些有益的尝试为我院面向计算机专业整合电路、信号与系统课程，建设院平台课“电路、信号与系统”提供了学习研究的好材料，我们将予以认真的研读与借鉴。

3.电路、信号与系统课程大纲建设总结

电路信号与系统大纲按照电路三分之二，信号与系统三分之一分配学时，即总学时48，其中电路分析32，信号与系统16。

电路分析包含直流电路、动态电路和交流电路三部分，涵盖了电路分析的最主要的内容。电路分析还有一块属于运算电路，这部分内容这次安排在“信号与系统”的连续时间信号与系统的复频域分析之中，如此这门课程将包括电路分析的全部基本内容。电路分析部分章节还设计了电路仿真的内容及实际或工程应用的内容，教师可以指导学生作为课外了解内容完成。电路分析各章节基本均安排了实验内容，部分章节还设计了电路仿真实验。

信号与系统部分包括了连续系统的主要内容，即连续时间信号与系统的时域、频域和复频域分析。这三部分内容作为电路分析内容的延伸，与电路分析内容相辅相成，能够较好地完成针对计算机专业的电路、信号与系统的主要内容的讲解。由于学时较少，没有安排离散时间信号与系统的分析内容，但对于计算机专业重点掌握连续时间信号与系统的分析也够用了。

实验部分共16学时，全部安排在电路分析部分之中，以保证学生较全面地掌握电路分析的主要内容。信号与系统部分由于学时较少，征求了一下其他教师的意见，大纲这次暂时没有安排。实验以硬件实验为主，安排6次，重要内容均有实验，要求学生全面掌握；软件部分准备2次实验，安排在直流电路和动态电路之中。交流部分由于学时较少，软、硬件均未安排实验，教师可以让学生作为课外实践来完成。另外，信号与系统部分的MATLAB仿真应用作为了解内容，教师可以灵活掌握。

考核：按照校教务处的要求卷面成绩占总成绩的50%或以上。平时成绩占总成绩的50%或以下。平时成绩主要培养和考核学生的自主学习能力和实验动手能力，因此自主学习考核内容包含自主学习报告、自主实验报告、发现性学习论文等，占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的20%，其他出勤、课外作业等占总成绩的10%。

学时分配：下表为各部分教学内容学时分配表

4.教材建设的设想

电路分析、信号与系统两门课整合后的课程名为“电路、信号与系统”，教材内容包含正文、实际应用或工程应用、仿真应用和实验几部分。

正文部分的内容主要为：第1章电路、信号与系统概论；第2章电路模型与电路定律；第3章电阻电路的等效变换；第4章电阻电路的一般分析，第5章电路定理；第6章一阶动态电路的分析；第7章正弦稳态电路的分析；第8章基本交流稳态电路的分析；第9章信号与系统的基本概念；第10章连续时间信号与系统的时域分析；第11章连续时间信号与系统的频域分析；第12章连续时间信号与系统的复频域分析。

实际应用或工程应用部分是在重点章节中加入电路分析的应用范例。

仿真应用部分是在重点章节中加入电路仿真应用的范例。主要使用作为美国国家准工业标准的集成电路仿真软件PSPICE,以及系统仿真软件MATLAB,等等。

实验部分穿插在各章之中，包括函数发生器与示波器的使用等。

5.精品课程建设的设想

电路、信号与系统这门课要想建设成为精品课程，需要在以下几个环节上下工夫：（1）特色教材；（2）互动网站；（3）教学理念；（4）教学团队。

课程网站作为学生课外的补充学习平台，要起到辅助学生学习的作用，能让学生通过浏览网站获得课堂上学不到的东西，进行自主学习，从而激发学生学习兴趣，提高学生的能力。除传统的教学内容和题库外，还应有疑难点解惑、学生自测与自动评分系统、学生在线答疑、习题解答与提示、与其他同类课程网站的链接，等等。

第7篇：集成电路概论范文

工程管理专业学什么

工程管理主要学习：管理学、土木工程、经济学等专业，培养具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，掌握现代管理科学的理论、方法和手段，能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。

工程管理专业主干课程包括：工程项目管理、工程合同管理、工程造价管理、工程经济学、工程估价、施工组织学、房地产开发与经营管理、房地产投资分析与决策、管理学、会计学、统计学、运筹学、财务管理学、管理经济学、组织行为学、建筑制图、工程结构、土木工程技术、建筑设备工程、建筑法规、建设项目评估、工程项目融资、国际工程管理、工程风险与保险、管理学、经济学、应用统计学、运筹学、会计学、财务管理、工程经济学、组织行为学、市场学、计算机应用、经济法、房屋建筑学、建筑工程施工技术、工程项目管理、工程估价、建设工程合同管理、房地产开发与经营、建设工程项目融资、土木工程概论、工程力学、工程结构。

工程管理专业就业前景

工程管理专业的就业领域涉及建筑工程、工程施工和控制管理、房地产经营以及金融、宾馆、贸易等行业部门的管理工作。这一专业涉及就业领域对人才的大量需求比较普遍。从银行证券到酒店宾馆，从建筑企业到房地产开发公司都急需补充大量的工程营造管理及相关专业的人才，因此人才市场上对该专业人才的需求量很大。该专业就业领域所涉及到的工作是：综合系统地运用管理、建筑、经济、法律等基本知识，侧重于工程建筑、施工管理以及房地产经营开发，并熟悉我国相关的方针、政策和法规，进行企业工程开发建设项目的经营和管理。

本专业学生毕业后可在工程、管理、科研和咨询等领域获得广阔的就业机会，能在制作业、服务业、公共事业、科研院所、政府部门和事业单位从事教学、科研、管理及设计开发工作。

从事行业：

毕业后主要在建筑、新能源、房地产等行业工作，大致如下：

1 建筑/建材/工程;

2 新能源;

3 房地产;

4 电子技术/半导体/集成电路;

5 互联网/电子商务。

从事岗位：

毕业后主要从事销售工程师、土建工程师、项目经理等工作，大致如下：

1 销售工程师;

2 土建工程师;

3 项目经理;

4 资料员;

第8篇：集成电路概论范文

关健词：机电一体化；可持续发展；培养目标；定位

作者简介：高安邦，淮安信息职业技术学院特聘教授，原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号：1001-7518（2008）04-0041-03

一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，促进了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。

“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、微机数字化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。因此，“机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。其典型产品为：数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子（尤其微机）技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要，即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比，我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴，就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇，大力发展我国的“机电一体化”技术，抢占“机电一体化”前沿技术的制高点，加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力，高职教育特定的培养目标，是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才，尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才（未来的蓝领人才）。这也是我国当前教育工作的头等大事，更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务！

二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业

机电一体化技术是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速渗透、机械与电子控制技术深度结合的现代工业基础上，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体集成技术。机电一体化技术已不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上把两者有机组合起来的高端应用技术。由于引进了微电子技术，现代工业生产已从机械自动化跨入了机电一体化的新阶段，使机械产品的技术结构、产品结构、产品功能和构成、生产方式和管理体制均发生了根本性的巨大变化。机电一体化技术还赋予机械产品一些新的功能，如自动检测、自动显示、自动记录、自动处理信息、自动调节控制、自动诊断、自动保护等，从而使机械设备具有智能化的特征。如果说传统机械主要是代替和放大人的体力，而机电一体化技术则能取代并延伸人的部分智力。

“机电一体化”技术实际上是自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物，它是自动化领域中机械技术与电子技术有机地结合应运而生的一种高新技术，更是铸造创新人才的最热门技术领域。机电一体化技术得以发展的根本原因，就在于生产的高速发展和科学技术的跨越进步，其别是自动化技术与计算机科学起到了最重要的决定性作用。第二次世界大战以后，几乎是同时诞生的系统工程、控制论和信息论这三门科学既是工业自动化与机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。而微电子技术的迅猛发展，半导体大规模集成电路制造技术的快速进步，则为机电一体化与工业自动化技术奠定了物质基础。反过来，机械制造技术也为微电子学和自动化技术做出了重大贡献，如大规模集成电路芯片的制造就是以超精密机械加工为基础的，而这种加工设备本身又是一种计算机控制的自动化系统，即机电一体化的系统。由此可见，机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术不断发展的结果，又是信息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果。已形成以机械为主体，以微电子尤其是微机和自动化控制为技术核心，“机械+电气+计算机”三分天下的实际格局。

为此，国家专业技术委员会已将“机电一体化”专业列入自动化技术专业的范畴，理应归口于电气自动化技术为宜。

实际上也正应如此,目前全国凡是“机电一体化”新专业放在机械专业中来办的,没看到那所高校的“机电一体化”新专业的现行课程设置是真正按照““机械+电气+计算机””三分天下的格局安排教学的，要么还是机械和电气严格分家，各办各的；要么就是执行传统老机械专业的教学计划，电气与计算机只是机械的陪衬或者是沽名钓誉的点缀；“电控和计算机”类课程的比重远远不够；更没有跟上高新技术的快速发展。有些学校的“机电一体化”新专业更是名不符实，有的甚至就连“机电一体化”新专业的核心基础课“自动控制技术”与核心专业课“计算机控制”都不开，还谈什么“机电一体化”？

三、“机电一体化”新专业，应按照“机械+电气+计算机”三分天下的格局安排教学，加速培养国家急需紧缺的机电复合型创新人才

按照国家人事部最新统计预测，“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的最热门专业人才之一。21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心，“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的高新复合技术群，是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向，是我国开发大西北和振兴东北老工业基地以及出口创汇等重大战略决策的重要科技支撑。21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术，能从事数控机床、加工中心、智能机器人、航天航空和先进武器装备制造以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质、高技能应用型机电创新人才。

“机电一体化”高新技术是一个大系统工程，其“主体”是机械，“核心”是控制和计算机。发展“机电一体化”所面临的共性关键技术主要有“精密机械技术”、“传感检测技术”、“信息处理技术”、“伺服驱动技术”、“机电接口技术”、“自动控制技术”、及“系统总体技术”，已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局。要开办“机电一体化”新专业，就必须针对其关键技术，按照国家对“机电”工作的重点安排开展教学。国家现阶段对“机电”工作的重点安排为两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业；二是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电产品的开发应用。三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电力电子产品系列。八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品。四项配套产品和技术：集成电路、传感器、CAD与CAM、CAT。一个前沿技术：智能机器人。由此可见，没有相当数量和相应质量的“机电”专业技术人员就没有“机电一体化”事业的发展。它与传统老机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应对现代化高科技机电产品的设计、制造、使用、维护、开发和改造，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和国产化。要办好“机电一体化”新专业，就要进行真正意义上的“机、电、计算机三分天下”的教学改革。

现在的问题是没看到哪所高校的现行课程设置是真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排的，仍是传统老机械专业的教学计划。“电气和计算机”类课程的比重远远不够，更没有跟上高新技术的快速发展。要办好“机电一体化”新专业，就必须重新修订“机电一体化”新专业的教学大纲和计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排“机电一体化”新专业的教学；大幅度增加现代高新技术的教学内容。

四、办好“机械电子工程”新专业的几点建议

现在“机电一体化”新专业已在全国各高校蓬勃发展起来了，可是要真正办好“机电一体化”新专业，我们目前所面临的棘手问题还很多，为此，我对办好“机械电子工程”新专业提出几点建议：

（一）按时代要求确立“机电一体化”新专业大学生高素质、高技能复合创新人才的培养目标和科学定位，一方面进行高素质、高技能创新人才培养理论和方法的深入研究与探讨；另一方面整合学校优势资源,构建高素质高技能创新人才培养多样化的模式，搭建各种科技创新平台，营造创新人才培养的环境，通过各种实践教学环节,采用多渠道多方式,脚踏实地地培养出一批机电专业高素质、高技能复合创新人才参加人才市场竞争，检验高素质、高技能创新人才的培养效果。

（二）要办好“机械电子工程”新专业，就必须将“机电一体化”新专业从传统的机械老专业的禁锢束缚中彻底解脱出来，获得自主发展的新空间。按照国家对“机电一体化”工作的重点安排，重新调整专业结构和培养方向，安排学习内容，突出“机电”结合的特色和高科技新知识的内涵，发挥机械、电子、测控、计算机等多学科交叉和结合的优势，体现出与时俱进、开拓创新的办学特点。

（三）要办好“机械电子工程”新专业，就必须重新修订教学大纲和教学计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的实际格局进行教学规划，大幅度增加电控和计算机教学的比重，突出高新技术的含量，体现出“机电一体化”技术是以机械为主体，以电气控制和计算机为技术核心的内涵。

（四）彻底摒弃应试教育、奴化教育的传统观念；改变填鸭式死背硬记的教育方法；改变现行应试教育模式下的考试制度，加强对学生自主创新和综合素质、技能考核的力度；真正树立以学生为主体，给大学生营建主动学习、创新实践和个性发展、充分展示才华与综合素质能力的环境空间，真正从行动上能变应试教育为素质教育，而不是停留在口头和口号上。

（五）从学校的长远发展考虑，为体现高校办学与时俱进的时代特征，高校的专业课教师不能只充当教书匠、抢学时、捞工作量，多年不变地照本宣科，纸上谈兵式地只会讲授枯燥乏味的条文，不会动手搞实践；要投入足够的精力和时间从事科研创新活动，进行工程实践，学用结合、理论联系实际，才能更有效地培养出素质技能型创新人才。名师出高徒，一个本身都不能从事科研创新实践的老师，是无论如何也教不出高素质、高技能的大学生的。隶属于高新技术的“机电一体化”专业课教师更是如此，教师从事科研创新实践更是责无旁贷。

（六）高职院校的职业技能培训应该努力创造提升高新技术的含金量，绝不能再津津乐道于低技能低水平的“正反转”、“Y/Δ”和“指针式万用表的使用”了，对这种上个世纪20年代就开始使用的落后技术、初级电工都能掌握的基本技能，一个高职大学生还要花钱考证，即使拿到“特优证”，又能说明什么？应该多开展诸如“单片机”、“PLC”、“变频调速”、“现代智能网络测控”、“电机综合控制”等新技术知识的职业技能培训，才有实用价值。

（七）高职院校的专业教材编写应该是工学结合、学用一致、理论密切联系生产实际、加强创新性、实用性和实践性的知识和技能，决不是所谓的“够有”的“肤浅化”和“概论化”；未来的“蓝领”人才也需要掌握高深的技术理论知识和具备高技能。“肤浅”的和“概论性”的教材培养不出高素质高技能的“蓝领”人才！

（八）要办好“机电一体化”新专业，必须多方面多渠道的培养和引进专业人才；不拘一格选人才；并能真正做到政策、感情、事业、环境、条件等留住人才；这里不仅是要用政策吸引外来人才，更要能留住现有人才，机电专业的能人目前是太缺乏了。

第9篇：集成电路概论范文

关键词：智能 进程核心技术 发展 绿色 机电一体化 发展趋势

1 机电一体化概述

机电一体化就是将微电子技术引入机械的主功能、动力功能、控制功能、信息功能的研究，并且将机械设备和电子设备通过软件有机结合而构成的系统的总称。机电一体化的目的是在科学专业化和深度专业之间达到平衡和两者的集合，让系统工程以及解决问题方法出现突破。

“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。首先，机电一体化技术并非机械技术、微电子技术以及其它新技术机械的组合或拼凑，而是基于一定的技术研究，将机械、微电子元素有机整合而成的一种综合技术。它的发展进程有别于机械加电气所形成的机械电气化的发展过程。某些机械部件的原有功能可以通过机电一体化中的微电子装置代替，这种装置的应用在一定程度上丰富了机电系统功能，而且机电一体化产品的智能特征改善了机械性能。智能化是机电一体化与机械电气化的本质区别。

2 机电一体化的特点

2.1 具有综合性 从某种意义上讲，机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学，它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中，使之形成一套一体化的系统。这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势，这些技术协调运作，彼此取长补短，使整个机电系统的性能得到最大发挥。可以说，机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。

2.2 广而强的应用性 机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发，完善机电功能，实现过程控制。机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势，它与机械系统能够有机融合，打破了行业的限制。智能化是机电一体化的主要特点，计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。

2.3 多层次的系统化 从本质上讲，机电一体化就是将计算机技术、智能技术等多项技术整合于主体机械，不断优化机械的主体功能，使其形成一套完整的系统。机电一体化注重各种技术（尤其是微电子技术与精密机械技术）的集成，强调主体结构的层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到流畅、自动化的生产线，直至完成整个机电系统的设计，各个层次的开发和应用都会涉及智能化的机电一体化技术。

2.4 整体的最优化 基于系统工程的设计理念，将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合，形成整体优势，以提高机电系统的主体性能，提高运行效率和附加值，同时达到节能降耗的目的，保护生态环境。比如，应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后，企业就要及时更新观念，将机电一体化概念引入生产系统，不断优化生产流程，以压缩生产周期，满足不断增长的社会需求。

2.5 使用简易化 从产品开发来看，机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化系统和产品得以实现。作为开发者，除了要具备扎实的理论基础，对于技术架构也要有丰富的积淀，要有创新精神。从用户角度来讲，无需深入学习机电一体化系统的技术原理，只要掌握机电系统的操作规程，能够确保系统操作正确、合规，在人机磨合的过程中形成协作关系即可。

2.6 提高了安全性 机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能，可以有效规避运行中的故障或风险，确保系统稳定、安全地运行。一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作，而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。

2.7 具有高可靠性、高稳定性和长寿命 机电一体化系统发生机械磨损的程度非常小，因而故障少，运行时稳定可靠，系统的服务年限比普通机电系统长。而且某些自诊断、自修复的机电一体化系统甚至可以实现“零故障”。

2.8 具有柔性 柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化，用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理，从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。

3 机电一体化的发展状况及现状分析

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：①20世纪60年代以前，利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能的初级发展阶段；②20世纪70～80年代以大规模、超大规模集成电路和微型计算机为代表的蓬勃发展阶段；③20世纪90年代后期，机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。现阶段，光学、通信技术等领域正循着机电一体化的发展步伐大踏步迈进，微细加工技术开始在机电行业初露锋芒，光学、通信技术的融入使机电一体化由最初单一的模式逐步衍生出光机电一体化、微机电一体化等多个分支。另一方面，我国现阶段在光纤、人工智能和神经网络等技术领域发展较快，这对机电一体化技术的发展有一定的促进作用。在未来的技术研究领域，机电一体化将有望形成完整的基础科学体系。

4 机电一体化技术未来的发展

4.1 智能化 智能化是当前机电一体化技术领域的一个未来发展趋势。智能化是运用控制理论，将计算机科学、混沌动力学、模糊数学、人工智能、心理学、生理学以及运筹学等多个学科有机整合，智能模拟人类的逻辑思维、判断推理和自主决策等能力，以便得到更高的控制目标。按照目前人工智能技术的研究状况，未来时间将有可能发展高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，这是人工智能技术研究的一个必然的发展趋势。

4.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元，需要针对各个研究项目制定不同的标准，各部件、单元或借口才能很好的完成配型。但是由于该技术领域存在利益纷争，当前国内外尚未形成一套统一的标准。但是模块化的生产理念已逐渐被机电生产领域认可，在未来的机电一体化研究领域，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3 网络化 网络技术在上世纪九十年代风靡全球，带动了科技研究、工业生产、政治、军事、教育等众多领域的技术研究或经济模式的革新。机电一体化产品的市场前景是广阔的，产品一经研发，配以网络技术辅助推广，必将在短时间内成为业界瞩目的焦点。基于网络技术的远程控制终端设备就属于机电一体化产品其中的一类。另外，现场总线和局域网技术在机电领域的应用，恰恰是机电一体化产品网络化发展趋势的最好印证。

4.4 微型化 微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，但其技术应用尚存在微机械技术这一发展瓶颈，在未来的发展进程中还有待进一步研究。

4.5 绿色化 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，资源利用率大幅提高，有利于节约生产成本，而且健康环保，对生态环境的影响程度较小。无论是生产成本角度来考虑，还是从生态保护的角度来分析，机电一体化产品绿色化已是机电研究领域的必然趋势，具有广阔的开发前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

4.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另外，通信功能除了rs232外，还有rs485、dcs人格化。

5 结语

机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。

参考文献：

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.

[2]赵再军.机电一体化概论[M].浙江大学出版社，2004.

[3]赵建民.国内外机电一体化发展概况[J].机电一体化，1996（05）.

[4]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技，2007（03）.