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中图分类号:G642.0 文献标志码: A 文章编号:1002-0845(2012)09-0102-02
集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和国家安全的新战略性产业,是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。
信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而,目前很多应届毕业生实践技能较弱,走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够,技能培养目标和内容不明确,导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。
一、集成电路专业实践技能培养的目标
集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科,工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识,以及集成电路制造的整个工艺流程,掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法,掌握常用集成电路设计软件工具,具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力,能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。
根据集成电路专业人才的培养目标,我们明确了集成电路专业的核心专业能力为:模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力,集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为:掌握常用集成电路设计软件工具,具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。
二、集成电路专业实践技能培养的内容
1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。
2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识,具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。
3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程,掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法,具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。
4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法,熟悉模拟集成电路设计流程,熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外,还包括Synopsis认证培训相关课程。
5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。
6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与
天线和通讯原理等。
在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律,由易到难,由浅入深,充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练,既要有利于启发学生的创新思维与意识,有利于培养学生创新进取的科学精神,有利于激发学生的学习兴趣,又要保证基础,注重发挥学生主观能动性,强化综合和创新。因此,在集成电路专业的实验教学安排上,应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例,增加综合设计型和研究创新型实验的内容,使学有余力的学生能发挥潜能,有利于因材施教。
三、集成电路专业实践技能培养的策略
1.改善实验教学条件,提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会,加大对实验室建设的经费投入,加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设,制订修改实验教学文件,修订完善实验教学大纲,加强对实验教学的管理和指导。
2.改进实验教学方法,丰富实验教学手段。应以学生为主体,以教师为主导,积极改进实验教学方法,科学安排课程实验,合理设计实验内容,给学生充分的自由空间,引导学生独立思考应该怎样做,使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点,为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段,如借助实验辅助教学平台,利用仿真技术,加强新技术在实验中的应用,使学生增加对实验的兴趣。
3.加强师资队伍建设,确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍,是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度,对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划,从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜,保证实验师资队伍的稳定和发展。
4.保障实习基地建设,增加就业竞争能力。开展校内外实习是提高学生实践技能的重要手段。
实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所,对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业,给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外,可以把企业请进来,联合构建集成电路专业校内实践基地,把企业和高校的资源最大限度地整合起来,实现在校教育与产业需求的无缝联接。
5.重视毕业设计,全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期,此时学生面临找工作和准备考研复试的问题,毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学,应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计,因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习,部分完成专业课程的学习,而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师,在此时进行毕业设计,一方面可以和专业课学习紧密结合起来,另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。
选题是毕业设计中非常关键的环节,通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容,是做好毕业设计的基础,决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向,在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中,可以让学生们适当地参与教师的科研活动,以激发其专业课学习的热情,在科研实践中发挥和巩固专业知识,提高实践能力。
6.全面考核评价,科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核,实践教学的考核标准不易把握,操作困难,因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核,影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年,每个培养环节都应进行科学的考核,既要加强实验教学的考核,也要加强毕业设计等环节的考核。
对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控,教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价;事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩,并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高,能够有效地提高实验课效果。此外,还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。
7.借助学科竞赛,培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上,以竞赛的方式培养学生的综合能力,引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题,并增强学生的学习兴趣及研究的主动性,培养学生的团队协作意识和创新精神。
在参加竞赛的整个过程中,学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾,灵活运用,还要查阅资料、搜集信息,自主提出设计思想和解决问题的办法,既检验了学生的专业知识,又促使学生主动地学习,最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力,认真总结参赛经验,分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足,能够相应地改进教学方法与内容,有利于提高技能教学的有效性。
此外,还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目,通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。
参考文献:
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[4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育,2008(22).
关键词:本科教育;微电子;课程体系;结构优化
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)04-0033-03
一、引言
微电子技术是随着集成电路,尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业,对国民经济有着巨大贡献,并渗透到其他很多学科,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校,南京邮电大学建校近50年来,正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外都需要大量的微电子学人才,我校成立微电子学专业,旨在为我国的ASIC设计方面,培养急需的人才[1-6]。我国“十五”计划纲要明确提出大力发展半导体集成电路产业,为了满足社会的发展和需求,我校微电子专业成立于2001年,并于2007年招收第一批本科生。在学校各级领导的重视和关心下,专业建设取得了飞速发展。本科人才培养方案是各专业人才培养目标、培养规格以及培养过程和方式的总体设计,是学校组织本科教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件,对人才培养质量具有决定性的影响。当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才,也更需要培养大量工程应用型人才。所谓“应用型人才”主要是指德、智、体、美等方面全面发展的,能够将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的高级专门人才。“应用型人才培养模式是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标的”。它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强,是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要,在一定的教育思想指导下,人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式。
二、深化完善本科教学体系改革的措施探讨
人才培养方案制(修)订工作对于学校实现人才培养目标、进一步深化完善本科教学体系改革具有重要意义,人才培养方案制(修)订需要全面贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要,认真落实教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见等文件要求,不断适应国家和社会发展需要,进一步深化教育教学改革,优化人才培养过程,提高人才培养质量,促进学生全面发展。具体的改革措施探讨如下。
1.进一步明确本专业的特点和优势。培养方案是高等学校实现人才培养目标、开展人才培养工作的总体设计和实施方案,为全面贯彻教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见,以执行最新颁布的普通高等学校本科专业设置管理规定为契机,推动我校新一轮专业建设和教学改革,以不断适应知识经济、科技、社会发展对各类高素质创新人才的需要,根据我校教育教学改革的实际,及时总结人才培养经验,以“本科教学工程”建设工作为抓手,积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”,进一步更新教育观念,深化教育教学改革,提高本科教育质量,构建和完善适合我校办学指导思想、具有我校办学特色的本科创新人才培养体系,根据新《目录》规定的各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验,紧密结合近年“本科教学工程”改革实践,开展本科专业培养方案的修订。本专业培养适应社会发展需要,道德文化素养高,社会责任感强,身心健康,掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识,具有良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识,能在微电子器件、工艺和集成电路设计及相关的电子信息科学领域从事科学研究、产品研发、工程设计、技术管理等工作的专门技术人才。主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。
2.课程设置进一步优化。课程的设置是否合理对人才的培养起到了至关重要的作用,尤其是现今提出的对专业人才的更高要求,需要进一步优化课程体系,合理安排课程内容。首先,在课程设置方面,当前,南邮本科微电子专业经过几年的发展,取得了不少成绩。但世界范围内微电子产业飞速发展的特点决定了高校微电子学科的教学必须紧紧跟随产业发展的步伐。我们在看到以前所取得的成绩的同时也必须看到其中所存在的一些问题,并积极进行改革创新。我校的微电子专业在设立初期,经过各方专家的反复讨论和论证,建立了一套统一的专业课程和教学大纲。这套课程满足该专业最基本的专业要求。但由于微电子专业设立时间不长,仍属于起步阶段,由于硬件条件和师资力量的缺乏和不到位,无法设立多样的课程体系和科目,所以目前的教学仍然是基本上按统一的教学大纲和教学要求组织。随着学校办学规模的扩大,通达微电子学院的设立,选修微电子专业课程的学生人数不断增加,原有的教学课程体系和科目还需要进一步细化、深化、推广。为此,在课程设置上,我们必须对已经投入使用的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善,将整个学科的课程结构体系、到具体到每一门课程的知识体系,都进行优化设计,以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的能力:掌握扎实的数学、物理等方面的基本理论和基本知识;系统掌握量子与固体物理、半导体物理与器件物理、半导体集成电路设计和制造的基本知识,具有独立进行微电子器件、工艺和集成电路设计的基本能力;了解电子信息类专业的一般原理和知识,受到科学实验与科学思维的训练,具有本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力;在综合类实践、实验中具有较强的独立设计、分析和调试系统的能力,能够完成综合性和探索性工作的能力;养成良好的学习习惯,对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;其次,对于理论课程的内容,针对南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况,以及本专业的特色建设,主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。以能力培养为基础来设计,并考虑学生毕业后从事的职业,根据工作的要求对教学中的课程进行专项的能力和综合能力培养。在通识教育类课程中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。专业教育类课程中设置了信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理,这些课程都是基础理论课程,是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到工程认证的需要,在集成电路与CAD的课程设置上,专门增加了16小时的实验,加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中,专门将模拟和数字分开,设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计,这不同于其他院校的课程设置,应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识,加强了学生的集成电路分析和设计的能力。除了已经设置的32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验,还增加了32小时的工艺实验,这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲,已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学,并筹备建立了微电子专业实验室,拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验;基于以上措施,建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程,涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。再者,实践课程的内容上,由于微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。实践课程的设置对培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力极为关键;需要工程认证的专业的实验实践课程必须要达到30%以上。因此,还拟通过建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。在实践型环节的课程设置中,通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中,设置了软件设计、微电子课程设计等,尤其是微电子课程设计,将进行较大的改革,要求改革后设计内容都是与本专业紧密相关,全面运用到所学的专业知识。
3.师资队伍的建设。本专业现在拥有专业教师14名,完全满足本科的专业教学需要,但从事集成电路设计方向的老师比较缺乏。还有,学生的个性不同,使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大;随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化,又使学生的未来发展面临很大挑战,学生的需求随之呈现多样化。因此,多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合,这就要求我们必须打破现有的统一模式,根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系,实施分类教学,在保证打好扎实的专业基础的前提下,设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。建立既具有深厚扎实的理论知识功底,又具有精通实践、有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的教师队伍迫在眉睫。近几年,我学院在引进高水平的师资力量方面进行了不懈的努力,微电子专业教师的队伍在不断扩大,教师的专业方向也在不断丰富,能够胜任并有选择性地担任各主要方向的专业课教学。但仍然缺乏学科带头人,缺乏一个凝聚人心的事业平台,学术梯队。这就要加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。通过培养和引进,形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队,使其在学科建设中发挥突出作用。鼓励教师积极申报各类项目,积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作,鼓励教师到国内外高校去做访问学者,积极参加国内外举办的国际会议,从而了解专业的最新发展、前沿问题,开阔眼界。
三、小结
总的来说,微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。培养方案是高等学校实现人才培养目标、根据我校教育教学改革的实际,及时总结人才培养经验,以“本科教学工程”建设工作为抓手,积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”,进一步更新教育观念,深化教育教学改革,提高本科教育质量,迫在眉睫。其中需明确我校的特点和优势,以通信集成电路设计为主要方向,同时兼顾工艺设计与器件设计。相信通过培养方案、课程设置、师资等各方面的建设,一定会培养出高质量的微电子学领域人才,为我国的微电子工业做出贡献。
参考文献:
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[6]蒋元平.学科建设的内涵诠释和实现策略[J].中国西部科技,2007,(1).
【关键词】新专业 市场 可行性 分析 需求
【中图分类号】U472 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)04-0117-01
一、开设新专业的指导思想
在职业院校开设新的专业,应以市场为导向,以社会需求为准则,充分发挥地方资源优势和人才培养优势。积极地探寻市场、发现市场,把供需链条紧紧连在一起。在北京市同层次院校的专业中,做到人无我有,人有我强,人强我特,形成品牌,形成特色。专业设置逐步从“条件驱动”型向“发展需求驱动”型转变,即根据社会经济发展需求确定专业设置。从强调我能做什么,能培养什么样的人才,转变为强调需要我做什么,需要培养什么样的人才。本着以上指导思想,现提出开设微电子技术与器件专业的一些方案设想。
二、市场需求分析
微电子技术与器件专业,其就业导向涵盖了集成电路和半导体材料产业。根据首都“十一五”电子信息产业发展规划,集成电路、TFT?鄄LCD、计算机及网络设备、移动通信产业、数字电视产业、半导体照明材料产业和智能交通及汽车电子产业等7个产业是信息产业下一步发展的重点领域。其中集成电路排在了第一位,半导体照明材料排在了第六位。早在2000年,北京市委、市政府就首次向全球宣布:北京将建设中国北方微电子产业基地。从那时到现在,北京集成电路产业走过了蓬勃兴起的10年,初步建立起了集成电路设计、制造、封装测试以及装备材料互动协调发展的良好格局,确立了北京在全国集成电路产业中的重要地位。
以2010年为例,该年北京集成电路产业全产业链实现销售收入245亿元,比2009年增长了31%,产业规模是2000年的20倍左右,占全国的17%。在北京市,电子信息产业产品销售收入排名位居全市工业第一,占全市工业23%,而集成电路产业全产业链的销售就占了近四分之一。
目前,北京有各类集成电路设计企业约80多家,年总销售收入约90亿元,占全国的1/4。集成电路制造企业3-4(大型)家,实现总销售收入约60亿元,约占全国14%。集成电路封装测试企业2-3家(大型),实现总销售收入约90亿元,约占全国15%。集成电路装备制造企业3-4家(大型),实现销售20多亿元,多项装备在全国处于领先地位。另外,还建有生产集成电路关键原料的硅材料科研、生产基地。
当前,北京集成电路产业正迎来跨越式发展的新机遇。国务院2011年4号文为集成电路产业的发展提供优越的外部环境。相信要不了多久北京就会建成具有全球影响力的集成电路产业基地。
政府的大力支持,坚实的产业基础,广阔的发展前景,优惠的国家政策,可以说集成电路产业在北京具有得天独厚的条件。产业的发展必然伴随着人才的巨大需求,虽然集成电路产业是知识和资金密集型产业,但它同样需要大量应用型技术人才。比如集成电路设计,需要大量的程序录入和辅助支持技术人员;集成电路制造,需要大量的高科技设备仪器操作员、工艺技术员、质量检验员和设备维护技术人员;集成电路封装测试,同样需要大量的高科技设备仪器操作员、工艺技术员、质量检验员和设备维护技术人员。另外,半导体硅材料及单晶硅片的生产等,都需要大量的应用型技术人才。
三、可行性分析
在我院设置微电子技术与器件专业具有非常好的条件并且可行,其理由主要有以下几个方面:
1.我院在中专学校升高职院校之前,南校区就有这个专业。因此,在师资力量、教学资源、实训资源、招生分配等方面都有一定的基础和经验,设置微电子技术与器件专业可以说是驾轻就熟。
2.该专业的设置符合国家产业政策,契合北京“十一五”电子信息产业发展规划,因此,获得上级单位批准的几率大。
3.在北京“十一五”电子信息产业发展规划中,7个重点发展领域,集成电路产业排第一,半导体照明材料产业排第六,因此,设置该专业可获得国家和北京市资金的大力支持。
4.分配就业前景良好,正如市场需求分析中所提到的,集成电路产业在整个电子信息产业已经占到了四分之一左右,而且,今后将跨越式发展,必然需要大量的应用型技术人才,因此,该专业毕业学生的就业前景良好。
四、困难及解决途径
在我院设置微电子技术与器件专业也会遇到一些困难,仔细分析有以下几个方面:
1.生源问题。微电子技术与器件这一名称,属于比较新的科技名词,一般人在日常生活中很少接触,理解起来有一定困难,不知道这一专业到底学什么,毕业后干什么。因此,会出现专业招生困难,或招不到相对高素质的学生。
解决办法:一是改专业名称,起一个即通俗易懂,又能代表专业含义的名称,这有一定困难。二是加强宣传,在招生时,宣传材料、现场解说、视频资料等全方位进行,使考生了解北京市的产业政策和就业前景,提高对该专业的认知度。
2.实训问题。微电子技术与器件专业的实训环节比较困难,我们知道现在强调实训模拟真实场景,而集成电路产业链的工序非常多,每一道工序的设备仪器都非常昂贵,动则几百万,建立校内实训基地,场地和资金都是问题。
解决办法:一是计算机模拟,现在多媒体教学设备完善,各种模拟软件很多,通过购买和教师制作等方式来模拟实际工艺,替代昂贵的真实设备仪表。二是下厂实训,校企合作办学是学院发展的方向,我院有良好的基础和得天独厚的条件,北京分布着众多的集成电路设计、生产、测试企业可供我们选择实习参观,而且,我院已经和许多这方面的企业签有校外实训基地协议,如中国电子集团微电子所,北京飞宇微电子科技有限公司,中国科学院微电子所,燕东微电子有限公司等。我院应充分利用这一优势,解决微电子技术与器件专业的实训问题。
参考文献:
[1]尹建华,李志伟 半导体硅材料基础,北京.化学工业出版社,2012
【关键词】集成电路版图;SN7400;逆向解析
1.引言
随着我国微电子产业的蓬勃发展,集成电路自主设计需求迅速增加[1][2]。集成电路设计分为正向设计和逆向设计[3]。正向设计是根据芯片的功能要求设计电路,仿真验证后进行版图设计,再进行设计规则检验、电路和版图比较检验,最后进行后仿真检验。逆向设计是首先对已有的芯片采用化学方法进行分层拍照和提取纵向参数。从版图照片上提取电路,仿真验证后,根据现有的工艺条件,借鉴解析版图进行版图设计,最终达到指标要求[4]。集成电路版图设计是科学性和艺术性的结合,需要长期的实践才能设计出优秀产品,为了节约成本和学习先进经验,经常需要研究性能优良芯片的版图结构,相互借鉴,提高产品质量。
本文对SN7400芯片进行了逆向解析,通过研究掌握了该芯片的设计思想和单元器件结构,对于双极型集成电路设计是十分有益的。
2.芯片分层拍照
本文解析的SN7400芯片是双列直插式塑料封装,共14个管脚,包含四个二输入与非门。根据芯片编号规则判断为双极工艺制造。
首先将芯片放到浓硝酸中加热去掉封装,用去离子水冲洗、吹干后在显微镜下拍照铝层照片。再将芯片放到盐酸溶液中漂洗去掉铝层,用去离子水冲洗、吹干后放到氢氟酸溶液中去掉二氧化硅层,经去离子水冲洗、吹干后用染色剂染色,杂质浓度高部分颜色变深,冲洗、吹干后在显微镜下对去铝层(有源层)芯片拍照[5]。
采用图形编辑软件分别对两层照片进行拼接,获得版图照片。
3.单元结构
有铝层和去铝层照片表明芯片四个二输入与非门结构相同,只要分析一个与非门即可。该芯片一个二输入与非门无铝版图照片如图1所示。其中1A和1B为输入端,1Y为输出端。
该芯片是P衬底和N外延层,与非门主要由NPN晶体管、电阻和二极管构成。NPN晶体管结构如图2所示。
图2(a)和(b)分别为纵向NPN晶体管版图和剖面图。纵向NPN晶体管由于性能比PNP晶体管好,因此是双极工艺的主要使用晶体管。隔离区为P+注入,采用结隔离技术,隔离区接低电平,保证隔离区反偏[6]。图2(c)为二发射极NPN晶体管版图,作为与非门的输入端,这种设计既减少了面积又提高了输入晶体管匹配度。图2(d)为隔离岛合并器件版图,是由一个NPN晶体管、一个二极管和一个基区电阻构成,该设计减少了版图面积和寄生参数。
图3为电阻和二极管版图。图3(a)为基区电阻的版图,集成电路电阻的阻值是通过方块电阻计算的,基区方块电阻典型值为100~200Ω/,电阻越长阻值越大,电阻越宽阻值越小。图3(b)为二极管版图,外延层隔离岛为N区,隔离区为P区。
4.电路图和仿真
根据SN7400芯片的铝层和去铝层版图照片提取了一个二输入与非门电路如图4(a)所示。采用Pspice软件对电路图进行瞬态仿真,其中电源电压为5V,输入信号高电平为3.5V,低电平为0.2V,仿真结果如图4(b)所示。结果表明该电路实现了与非门的逻辑功能,电路提取正确。
5.结论
本文采用化学方法对SN7400芯片进行了分层拍照,提取了电路图,仿真验证正确。从芯片的版图分析,该芯片采用NPN晶体管、PN结二极管和基区电阻等器件单元,四个与非门版图一致且对称布局。该芯片采用典型的双极工艺,为了节省面积采用共用隔离区方法,为提高匹配度采用多发射极晶体管。电路为典型的TTL与非门电路。该芯片的版图布局体现了设计的合理性和科学性。
参考文献
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作者简介:
王健(1965—),男,辽宁沈阳人,硕士,沈阳化工大学信息工程学院副教授,研究方向:微机电系统设计。
关键词:微电子工艺;创新性;实验教学
一、引言
微电子技术与国家科技发展密切相关,是21世纪我国重点发展的技术方向。在新形势下,无论军用还是民用方面都对微电子方向人才有强烈需求。高校微电子专业是以培养能在微电子学领域内,从事半导体器件、集成电路设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究和开发等方面工作的高级应用型科技人才为目标的。因此,要求学生不仅要具备坚实的理论基础,还需具备突出的专业能力和创新能力,满足行业的快速发展和社会需求。
目前我国微电子行业中,微电子工艺研究相对于器件和集成电路设计研究工作是滞后的,处于不平衡发展状态,为使行业发展更均衡,需要加强微电子工艺人才的培养。微电子工艺是微电子专业中非常重要的专业课,主要研究微电子器件与集成电路制造工艺原理与技术。微电子器件与集成电路尺寸都是在微米甚至纳米量级,导致在理论学习过程中,学生理解有一定的困难,因此需要通过开设微电子工艺实验课程加深和巩固知识内容,使学生更加直接地接触微电子行业核心技术,了解半导体器件、集成电路生产制造加工的技术方法,从而促进学生对微电子工艺等课程的学习。因此,微电子工艺实验教学可以有效地弥补理论教学的局限性和抽象性,促进学生对理论课的理解和提高学生的动手能力。
二、课程分析
微电子工艺课程要求掌握制造集成电路所涉及的外延、氧化、掺杂、光刻、刻蚀、化学气相淀积、物理气相淀积、金属化等技术的原理与方法,熟悉双极型和M0s集成电路的制造工艺流程,了解集成电路的新工艺和新技术。微电子技术的发展是遵循摩尔定律,快速发展变化的,虽然工程教育要求教学最新最前沿的技术,但微电子设备价格昂贵,运转与维护费用很高,任何高校都很难不断升级换代;而且集成电路制造技术的更新迭代主要是在掺杂技术、光刻技术、电极制造技术方面进行了技术改进,在其他方面还都是相似的,因此,在高校中单纯追求工艺先进的实验教学是不现实的。基于此,结合实际教学资源情况,建设主流、典型工艺技术的工艺实验线,并开展理论联系实践的实验教学是微电子工艺实验室建设的重点。通过实验使学生更牢固地掌握晶体管及简单Ic的整个工艺制造技术,学会测试晶体管重要参数,以及初步了解集成电路工艺制造过程。
黑龙江大学微电子工艺实验室已建立数十年,之前受到设备的限制,所开设的实验都是分立的,不能完全按工艺流程完成器件的制作,没有形成有机整体,学生缺乏对晶体管制作工艺流程的整体认识。经过不断发展和学校的大量投入,目前该实验室拥有一条微电子平面工艺线,主要的设备包括磁控溅射设备、电子束蒸发设备、CVD化学气相淀积系统、光刻机、离子刻蚀机、扩散炉、氧化炉、超声压焊机、烧结炉等。这些设备保证了微电子工艺实验能够按晶体管制作工艺流程顺序完成制作。同时实验室配备了测试环节所必须的显微镜、电阻率测试仪、探针测试台、半导体特性图示仪等检测仪器,通过实验能进一步加深学生对微电子工艺制造过程的了解。实践证明,以上实验内容对学生掌握知识和开拓视野起到十分重要的作用,效果显著。该实验室多年来一直开展本科生教学和本科生毕业设计、研究生毕业设计、各类创新实验项目等教学、科研工作。
三、实验教学的开展
为了达到理论实践相互支撑与关联,通过实验促进理论学习,笔者根据微电子专业特点,开展了微电子工艺实验的教学改革。在原有的微电子平面工艺实验的基础上,建立由实验内容的设置、多媒体工艺视频、实际操作的工艺实验、实验考核方法和参观学习五部分组成的教学方式,形成有效的实践教学,加强了学生对制造技术和工艺流程的整体的认识,培养了学生对半导体器件原理研究的兴趣,使学生对将来从事半导体工艺方面的研究充满信心。
(一)实验内容的设置
实验内容主要包括四部分:
1.教师提供给学生难易不同的器件结构(二极管、三极管、MOS管等),学生可以自主选择;
2.根据器件结构,计算机辅助软件设计器件制作的工艺流程;
3.通过实验室提供的仪器设备完成器件制作;
4.测试器件性能参数。
通过这样设置,既能掌握微电子工艺的基本理论,又能通过实验分析完善工艺参数,使学生完全参与其中。
(二)多媒体工艺视频
为了让学生对集成电路设计和微电子制造工艺有直观的认识。结合实际的实验教学过程,制作全程相关单项工艺技术、流程及设备操作视频演示资料,同时强调工艺制作过程中安全操作和注意事项,防止危险的发生。
(三)实际操作的工艺实验
工艺实验涵盖清洗、氧化、扩散、光刻、制版、蒸镀、烧结、压焊等主要工序,为学生亲自动手制作半导体器件和制造集成电路提供了一个完整的实验条件。学生根据所学的理论知识了解器件结构、确定工艺条件、按照流程完成器件的制作。保证每名学生都参与到器件制作过程中。同时每个单项工序时间和内容采取预约制,实现开放式实验教学。
、
(四)实验考核方法
在实验教学环节中,实验考核是重要的教学质量评价手段。实验着重对动手能力和综合分析问题的能力及创新能力进行考核。主要考核内容包括:
1.器件工艺设计:考核设计器件制作流程的合理性;
2.工艺实验:考核现场工艺操作是否规范,选用的工艺条件是否合理;
3.测试结果:考核制作器件的测试结果;
4.实验分析报告:考核分析问题和解决问题能力,并最终给出综合成绩。
(五)参观学习
参观学习有助于学生全面了解本行业国内外发展的概况及先进的设备、现代化的生产车间和工艺水平。每年带领学生参观中国电子科技集团公司第49研究所、海格集团等企事业单位,安排相应技术人员进行讲座和交流,使学生学习到更多的宝贵经验和实践知识。
(南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏 南京 210023)
【摘 要】本文从分析集成电路设计实践教学的特点入手,对集成电路设计实验中引入研究型实践教学模式的必要性、作用分析及具体实施方法进行了具体探讨,并提出了研究型实践教学对老师、对学生的要求。
关键词 实践教学;集成电路
基金项目:南京邮电大学教改项目(JG03314JX17)。
作者简介:夏晓娟(1982—),女,南京邮电大学,副教授,从事集成电路设计领域的教学与科研工作。
随着教育改革的不断深入,随着我国电子信息技术飞速发展,迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变,且电子产品发展迅速,集成电路设计是与最前沿科技紧密相连的一个方向,相关的课程也应与前沿科技紧密相连,课程的学习更要注重理论联系实际,培养学生的科学思维能力和分析问题解决问题的能力。因此,集成电路设计实验应在传统的实践教学方法基础上,在“研究型实践教学模式”方面进行探讨和实践。“研究型实践教学模式”是指在实践教学中指导学生将所学理论知识用于行业实际问题分析的一种实践方法,旨在培养学生创造性的运用知识、自主的发现问题、研究问题,并解决问题的能力[1-2]。
1 确立研究型实践教学模式的必要性
集成电路(Integrated Circuit,IC)产业是信息产业的基础和核心,随着我国电子信息技术飞速发展,迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变,大多设计均采用无生产线设计,加工采用代工方式。成电路设计具有一定的特殊性,集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。全国集成电路设计相关企业对于人才的需要也越来越严格,越来越需要能力型的、具有创造力的人才,应聘的条件之一就是需要有集成电路设计的相关经验。作为一般理工科院校集成电路专业的发展在一定程度上缺乏对集成电路设计应用型人才培养的认识。因此,我们应该改变传统观念,树立IC设计研究型人才培养观。
集成电路设计实践主要是提供学生一个实践平台,采用先进的集成电路仿真软件,将书本上的知识采用模拟的方法进行加深理解。实践内容既是电路、模拟电子技术、数字电子技术以及课程设计中所学知识的应用,又是与最前沿科技紧密联系的。而传统的教学内容和教学模式,缺乏对学生创造力的培养,也缺乏与前沿科技的联系,因此需要进行教学改革的探讨和实践。
随着教育改革的不断深入,传统的实践教学中“以教师为中心”、“以灌输为主要方式”的教学模式已无法适应时代的要求。先进的教学模式是人才培养的关键措施。研究型教学模式,又称为研讨式教学模式,是指教师以课程内容和学生的知识积累为基础,引导学生创造性地运用知识、自主地发现问题、研究问题和解决问题,以学生为中心,以知识掌握为基础,以能力培养为主线,以提高素质为目的的一种新模式。集成电路设计实践同样需要采用先进的教学方式,提高学生的创新能力,培养研究型IC设计人才。
2 研究型实践教学模式的作用分析
集成电路设计实践引入研究型实践教学模式,可以使相关领域的学生真正实现学有所用,不仅学习了集成电路设计的软件知识,同时可以将课堂的理论知识通过工艺模型、电路设计、仿真方法来复现,从而更深入的理解理论知识,而且可以通过一些电路实例来解释生活中的一些现象,激发学习的兴趣。
集成电路设计是实践性很强的一个方向,要求将工艺、器件、电路、版图四个方面的理论课程融会贯通,而传统的实践教学旨在加强学生对软件的认识,忽略对理论内容的加深与贯通。通过研究型实践教学模式的开展,可以在保证教学大纲不变的前提下,通过选择适用性较强的实践内容,使学生一方面能够将各门理论课的知识加深及贯通,另一方面可以使学生接触到用人单位感兴趣的课题内容,有利于学生加强实践的动力和持续进步。通过研究型实践,对学校而言,可以培养更优秀学生;对学生而言,可以掌握前沿知识、促进就业。
研究型实践成果的实现为学生的晋升、发展提供支持。学生的实践研究成果如能公开发表或获奖,能解决实际工作中的问题,这无形中为学生在工作岗位上的晋升、发展增加筹码。这在最大程度上激发学生的实践兴趣,是其他任何实践模式都不可比拟的。同时,研究型实践教学鼓励学生多看文献、多写总结报告,这也为学生撰写本科毕业论文打下良好的基础。
3 研究型实践教学模式的具体实施
3.1 课程结构优化
指导学生接触各类资料,能够提出问题,进而解决问题以掌握知识、应用知识,完成对知识的一个探求过程;对实验内容进行适当调整和完善,使课程体系更全面更科学,更能贴近行业发展,更能体现学生的主动性。
3.2 采用课堂讨论进行专题研讨的教学方法
在研究型实践教学模式中,师生互动有助于学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。根据课程需要,结合国内外的研究现状和发展趋势,采用与行业内吻合的实验软件,挑选合适的电路原型做仿真设计,并共同探讨电路的优化方案。
3.3 专业资料查询能力培养
为学生提供研究资料或指导学生进行资料查询、整理,鼓励学生从图书馆、书店、网络等各种途径查阅文献资料,以充实自己的研究基础。提醒学生要对已收集的资料进行批判性的研究,去伪存真,指导学生从这些资料中总结、分析、解释与实践研究课题相关的理论、知识经验以及前人的研究成果。
3.4 指导学生撰写专题论文(报告)
在研究型实践教学过程中,指导学生通过论文、调查报告、工作研究、分析报告、可行性论证报告等形式记录实践研究成果。在撰写论文时,要求学生要了解实践课题研究报告的一般撰写格式;要先拟订论文的写作提纲,组织好论文的结构,做到纲举目张;会用简练、严谨、准确的语言表达自己的思想,不追求文章的长短。指导学生开展专题电路讨论,由学生根据自己感兴趣的课题来查找文献资料,进行研究,完成电路设计和仿真,最后完成专题论文的撰写。
3.5 鼓励学生参与课题研究
为调动学生参与科研创新活动的积极性,激发学生的创新思维,提高学生实践创新能力,鼓励学生参加老师的课题,锻炼学生的动手能力,培养“研究型”的思维模式。
4 研究型实践教学模式对教师和学生的要求
4.1 研究型实践教学模式对教师的要求
研究型实践教学模式的实施对任课教师提出了新的要求:一是要熟练地掌握课程的基础知识和内在结构,还要掌握与课程相关的专业基础知识和实践的基本技能;二是要掌握学科最新信息,不断更新知识,了解课程所涉及学科的最新动态和取得的最新研究成果;三是要熟练运用科学研究的方法和手段。这些都对教师提出了更高的要求。
4.2 研究型实践教学模式对学生的要求
研究型实践教学模式对学生的要求:一是学生要有一定的知识积累,储备了比较完备的基础知识;二是要求学生具有一定的专业知识水平,熟练掌握集成电路的一些理论知识;三是要求学生具备一定的自我控制能力和自学能力;四是要求学生具备一定的科学研究能力。在研究型教学中,学生积极参与显得尤为重要,需要充分调动学生的积极性和主动性。
参考文献
[1]黄雪梅.研究型实践教学有效实现的三个关键环节[J].理工高教研究, 2009,4,28(2):136-137.
【关键词】电子技术;课程;教学过程;教学处理
电子技术课程是机电工程、计算机专业一门专业基础课,但目前的电子技术教材存在知识过于强调知识的理论性而忽略学生技能培养的问题。毕业生就业制度的改革,对职业学校的教育提出了新的要求。电子技术课程的教学也应适应形势,积极改革。
1、以分立电路为基础,以集成电路为重点
电子技术大纲中提出了“以分立电路为基础,以集成电路为重点的”的指导思想,这与电子技术的发展是吻合的。集成电路是由分立电路发展而来的,没有分立电路这个“基础”,就难有集成电路这座“大厦”,而且集成电路又是整个电子技术发展方向,在目前的实际应用中,几乎淘汰了分立电路。但在教材中如何去体现这个“基础”与“重点”的关系呢?
1.1对分立电路要讲基础
通过分立电路的讲述建立起基本的概念,掌握基本的理论和基本的分析方法。教材中要选准典型电路,比如单管共射放大电路,以讲清该电路的放大原理;用两个共射放大电路加中间的耦合元件,就构成了两级放大电路,以讲清耦合方式和信号的流向;加负反馈元件,则构成负反馈放大器,以讲清负反馈的概念及负反馈对放大器性能的影响;加RC选频网络,成为RC振荡器,以讲清振荡的条件、振荡的频率、调频的方法。这样做的目的是:通过典型电路,讲清有关概念、分析理论和分析方法。教师在教学过程中不必分析太多的电路,使学生易于接受。
1.2对集成电路要讲应用
随着电子技术的发展,集成电路在工业生产上的应用十分广泛,如果教材还花大篇幅去讲集成电路内部载流子的运动规律,将会与应用脱节。目前,集成电路的产品繁多并且层出不穷,教材中实在无法一一列举,因此,对含集成电路的处理可选取典型的器件,以管脚排列—功能—应用举例为线索,同时介绍如何查手册对集成块进行替换。
2、加强数字电路的比重
数字技术发展至今,已成为最先进、最重要、最具实用价值的应用技术,在教材中应加强这一部分的比重。
由于数字电路的集成化,器件和电路间的界限已变得十分模糊,而现有教材都是用大量篇幅详细介绍数字器件的内部构成、工作原理,于是教得辛苦,学生学得费劲,学完之后不仅不能适应社会需要,而且在后续专业课中也糊里糊涂。但也不能只讲数字器件的使用情况,更不能使其成为产品说明书。因此,应对教材的数字电路部分作大胆的改革。
2.1以数字部件为基础,讲清其逻辑功能及工作特点
目前的教材基本是以设计思路—内部结构—功能—特点为线索,这样存在两个缺陷:一是费力不讨好,费很大劲去讲内部电路,学生反而掌握不住重点;二是与实际应用存在差距。其实,像全加器、译码器、计数器、触发器等,以符号———功能———特点———芯片———应用为线索,不涉及内部结构和原理,强调外引线的连接及使用,这样,教材更具实际意义。
2.2以数字部件的应用为重点
把数字电路各部件搭接起来构成某种应用,比如由触发器搭成计数器,使学生不再认为这些部件是一些毫不相干的集成块,而是可以灵活搭接的活生生的功能电路,从而打开了一扇知识变能力的窗户,为学生今天更好地适应社会竞争做一些准备。
讲述数字部件的应用可以选取典型的实验课题,比如:实验中有红、黄两个故障指示灯,用来表示三台设备的工作情况。当只有一台设备有故障时,黄灯亮;若有两台设备同时产生故障时,红灯亮;只有当三台设备都产生故障时,才会使红灯和黄灯都亮。实验可以分别用门电路、全加器、译码器、数据选择器等来实现,用不同的器件来实现相同的课题,既提高学生的兴趣,又在这种应用中使学生能更好地学会各种数字部件的功能和应用。
3、以能力培养为重点,加强实践性
为了提高毕业生的社会竞争力,学校教育的当务之急是要以能力培养为重点。
3.1适当降低理论深度
如何把握理论深度,现时尚未有明确的定论或指导性文件。那种为了降低理论深度而把教材变成产品说明书的做法也是不可取的。(1)基本理论和基本分析方法要保证,不然就无以保证教育部关于“重基础”的目标。(2)以定性分析代替定量计算。操作型人才要区别于设计创造性的人才;而电子技术作为技术课程,计算的结果只是作为参考值,而应更注重的是在实践过程的调试。(3)避繁就简,去掉不必要的内部分析。因为在使用集成块时不需关心该集成块内部是如何工作的;而且集成电路实现了材料、元件、电路和系统的统一,元件与电路的关系已经不再适用。
3.2加强实践技能的培养
关键词:集成电路设计企业;项目成本管理
一、前言
2016年以来,全球经济增速持续放缓,传统PC业务需求进一步萎缩,智能终端市场的需求逐步减弱。美国半导体行业协会数据显示,同年1~6月全球半导体市场销售规模依旧呈现下滑态势,销售额为1,574亿美元,同比下降5.8%。国内,经过国家集成电路产业投资基金实施的《国家集成电路产业发展推进纲要》将近两年的推动,适应集成电路产业发展的政策环境和投融资环境基本形成,我国的集成电路产业继续保持高位趋稳、稳中有进的发展态势。据中国半导体行业协会统计,2016年1~6月全行业实现销售额为1,847.1亿元,同比增长16.1%,其中,集成电路设计行业继续保持较快增速,销售额为685.5亿元,同比增长24.6%,制造业销售额为454.8亿元,同比增长14.8%,封装测试业销售额为706.8亿元,同比增长9.5%。国务院在2000年就开始下发文件鼓励软件和集成电路企业发展,从政策法规方面,鼓励资金、人才等资源向集成电路企业倾斜;2010年和2012年更是联合国家税务总局下发文件对集成电路企业进行税收优惠激励。2013年国家发改委等五部门联合下发发改高技[2013]234号文,凡是符合认定的集成电路设计企业均可以享受10%的所得税优惠政策。近年来又通过各个部委、省、市和集成电路产业投资基金对国内的集成电路设计企业进行大幅度的、多项目的资金扶持,以期能缩短与发达国家的差距。因此,对于这样一个高投入、高技术、高速发展的产业,国家又大力以项目扶持的产业,做好项目的成本管理非常必要。
二、项目成本管理流程
对项目的成本管理一般分为以下几个环节:(一)项目成本预测。成本预测是指通过分析项目进展中的各个环节的信息和项目进展具体情况,并结合企业自身管理水平,通过一定的成本预测方法,对项目开展过程中所需要发生的成本费用及在项目进展过程中可能发生的合理趋势和相关的成本费用作出科学合理的测算、分析和预测的过程。对项目的成本预测主要发生在项目立项申请阶段,成本预测的全面准确对项目的进展具有重要作用,是开展项目成本管理的起点。(二)项目成本计划。成本计划是指在项目进展过程中对所需发生的成本费用进行计划、分析,并提出降低成本费用的措施和具体的可行方案。通过对项目的成本计划,可以把项目的成本费用进行分解,将成本费用具体落实到项目的各个环节和实施的具体步骤。成本计划要在项目开展前就需要完成,并根据项目的进展情况,实施调节成本计划,逐步完善。(三)项目成本控制。成本控制是指在项目开展过程中对项目所需耗用的各项成本费用按照项目的成本计划进行适当的监督、控制和调节,及时预防、发现和调整项目进行过程中出现的成本费用偏差,把项目的各项成本费用控制在既定的项目成本计划范围内。成本控制是对整个项目全程的管控,需要具体到每个项目环节,根据成本计划,把项目成本费用降到最低,并不断改进成本计划,以最低的费用支出完成整个项目,达到项目的既定成果。(四)项目成本核算。成本核算是指在项目开展过程中,整理各项项目的实际成本费用支出,并按照项目立项书的要求进行费用的分类归集,然后与项目成本计划中的各项计划成本进行比对,找出差异的部分。项目的成本核算是进行项目成本分析和成本考核的基础。(五)项目成本分析。成本分析是指在完成成本核算的基础上,对整个完工项目进行各项具体的成本费用分析,并与项目成本计划进行差异比对,找出影响成本费用波动的原因和影响因素。成本分析是通过全面分析项目的成本费用,研究成本波动的因素和规律,并根据分析探寻降低成本费用的方法和途径,为新项目的成本管理提供有效的保证。(六)项目成本考核。成本考核是指在项目完成后,项目验收考核小组根据项目立项书的要求对整个项目的成本费用及降低成本费用的实际指标与项目的成本计划控制目标进行比对和差异考核,以此来综合评定项目的进展情况和最终成果。
三、集成电路设计企业项目流程
集成电路设计企业是一个新型行业的研发设计企业,跟常规企业的工作流程有很大区别集成电路设计企业项目组在收到客户的产品设计要求后,根据产品需求进行IC设计和绘图,设计过程中需要选择相应的晶圆材料,以便满足设计需求。设计完成后需要把设计图纸制造成光刻掩膜版作为芯片生产的母版,在IC生产环节,通过光刻掩膜版在晶圆上生产出所设计的芯片产品。生产完成后进入下一环节封装,由专业的封装企业对所生产的芯片进行封装,然后测试相关芯片产品的参数和性能是否达到设计要求,初步测试完成后,把芯片产品返回集成电路设计企业,由设计企业按照相关标准进行出厂前的测试和检验,最后合格的芯片才是项目所要达到成果。对于集成电路设计企业来说,整个集成电路的设计和生产流程都需要全方位介入,每个环节都要跟踪,以便设计的产品能符合要求,一旦一个环节出了问题,例如合格率下降、封装不符合要求等,设计的芯片可能要全部报废,无法返工处理,这将会对集成电路设计企业带来很大损失。因此,对集成电路设计企业的项目成本管理尤为重要。
四、IC设计企业的项目成本管理
根据项目管理的基本流程,需要在IC项目的启动初期,进行IC项目的成本预测,该成本预测需要兼顾到IC产品的每个生产环节,由于IC的生产环节无法返工处理,因此在成本预测时需要考虑失败的情况,这将加大项目的成本费用。根据成本预测作出项目的成本计划,由项目组按照项目成本计划对项目的各个环节进行成本管控,一旦发现有超过预期的成本费用支出,需要及时调整成本计划,并及时对超支的部分进行分析,降低成本费用的发生,使项目回归到正常的轨道上来。成本控制需要考虑到IC的每个环节,从晶圆到制造、封装、测试。项目成本核算是一个比较艰巨的工作。成本核算人员需要根据项目立项书的要求,对项目开展过程中发生的一切成本费用都需要进行分类归集。由于IC产品的特殊性,产品从材料到生产、封装、测试,最后回到集成电路设计企业都是在第三方厂商进行,每一个环节的成本费用无法及时掌握,IC产品又有其特殊性,每种产品在生产过程中,不仅依赖于设计图纸,而且依赖于代工的工艺水平,每个批次的合格率并不尽相同,其成品率通常只有在该种产品的所有生产批次全部回到设计企业并通过质量的合格测试入库后时才能准确得出。然而,设计企业的产品并不是一次性全部生产出来,一般需要若干个批次,因此在IC制造阶段无法准确知道晶圆上芯片的准确数量,只能根据IC生产企业提供的IC产品数量进行预估核算,在后面的封装和测试环节,依然无法准确获得IC产品的准确数量。在IC产品完全封装测试返回设计企业后,才能在专业的设备下进行IC产品数量的最终确定,然而项目核算需要核算每一个环节的成本。因此,核算人员需要根据IC产品的特点或者前期的IC产品进行数量的估算进行核算,待项目完成后再进行差异调整。在成本费用的分类和核算上,如果有国家拨款的项目,需要对项目所使用的固定资产进行固定资产的专项辅助核算,在专项核算中需要列明购买固定资产的名称、型号、数量、生产厂商、合同号、发票号、凭证号等,登记好项目所用的固定资产台账,以便在项目完工后,项目验收能如期顺利通过。项目成本分析和项目成本考核是属于项目管理完工阶段需要做的工作,根据整个项目进展中发生的成本费用明细单,与成本计划进行分类比对和分析,更好地对整个项目进行价值评定,找出差异所在,确定发生波动的原因,以便对项目的投资收益进行准确的判断,确定项目和项目组人员的最终成果。
五、总结
项目成本管理是集成电路设计企业非常重要的一项经济效益指标;而集成电路设计行业是一个技术发展、技术更新非常迅速的行业,IC设计企业要在这个竞争非常激烈的行业站住脚跟或者有更好的发展,就必须紧密把握市场变化趋势,不断地进行技术创新、改进技术或工艺,及时调整市场需求的产品设计方向,持续不断地通过科学合理的成本控制方法,从技术上和成本上建立竞争优势;同时,充分利用国家对于集成电路产业的优惠政策,特别是对集成电路设计企业的优惠政策,加大对重大项目和新兴产业IC芯片应用的研发和投资力度;合理利用中国高等院校、科研院所在集成电路、电子信息领域的研究资源和技术,实现产学研相结合的发展思路,缩短项目的研发周期;通过各种途径加强企业的项目成本控制,来提高中国IC设计企业整体竞争实力,缩短与国际厂商的差距。
主要参考文献:
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关键词:发展;前景探讨;电子技术
如今我们身处的这个信息时代,当然不能缺少信息科学与技术这方面的人才,而电子信息科学与技术的专业前景是不错的。展望未来,电子产业(包括方兴未艾的光电子专业)还将继续站在世界技术发展的最前沿,一如既往的带动全球经济的发展。
一、本专业的主要研究方向和未来发展
电子信息科学与技术专业,主要从事以下领域的研究:通信与广播电视、厘米波与毫米波技术、传感与自控、雷达技术、电磁场与微波技术、数字信号处理技术、超导电子学、超大规模集成电路及集成电路系统的研究、微电子技术、电子离子光学与计算机辅助设计、信息显示、光电子技术和真空微电子学、传感技术与应用系统等方向。
专业基础课程为高等数学、线性代数、计算机编程语言、英语、电路分析、模拟电路、数字电路等。
专业主干课程为电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、计算机语言与程序设计、数据结构、微机原理与应用、单片机原理与应用、信号与系统、数字信号处理、电磁场理论、数字图像处理、信息论基础等。
我国信息产业部部长吴基传曾经在“信息技术与微电子产业发展研讨会”上表示,未来10年是我国发展微电子产业的关键时期,国家将微电子产业作为重中之重,优先扶植发展。而大力发展以电子信息技术为先导的高科技产业及用高新技术改造传统产业无疑是国家加速结构重组进程的重要手段。现在电子信息产业对GDP的贡献也逐步提高,邮电业产值占GDP的比重,就由1994年的1.10%上升到1998年的3.03%。电子信息产业已经逐渐成为我国最大的产业,成为推动国民经济成长的主要动力。
麻省理工学院是世界上最早开设电子信息学专业的学校,并且一直与世界最新科技发展保持同步,取得了许多科技成果,培养出了许多著名人士,例如我国搜狐的总裁张朝阳就是从麻省理工学院毕业的。我国最早开设本专业的是清华大学,并且也取得了一系列的成果。我国电子信息科学与技术专业1999年招生34342人,占招生人数的2.24%,并且每年的招生人数还在不断增加。
二、本专业在国防及国民经济中的应用
毋庸置疑的是,信息技术无论是在国防还是国民经济中都起着相当大的作用。据我比较了解的通讯行业和信息产业来说,人们常用一日千里来形容。
在通讯行业中,十几年前手机还是人们炫耀的资本,计算机还是不为人们所熟识的陌生物,但是今天,手机和计算机已越来越多地走入寻常百姓的家庭,渐渐地成为人们生活的必需品。这期间,微电子技术、数字信号处理技术、模拟电路、以及集成电路系统等都得到了很大的发展。十年信息技术的飞速发展,不光令人们诧异,更让人们看到未来的希望,下一个十年会是什么样,没有任何人可以精确地做出预测,因为发展的速度大大超出人们的想象。
而信息产业可谓是国家鼎力支持的一个产业,几年前部委改革时就单独成立了一个信息产业部,而且信息产业部的地位一步一步地在提高,这当然不是国家行政干预的结果,而是政府积极适应市场的一种行为。国家已经预见到信息产业的高速发展,而且预见到信息产业在未来经济地位中重要作用,所以国家积极调整政策,以顺应这种发展的趋势。国家对信息产业的大力扶持可以说就是对电子信息科学与技术毕业生的最大鼓励与帮助,一个很简单的道理,市场做大了,信息产业对人才的需求自然也就增多了。虽然从根本上来说是市场自发运作的结果,但国家宏观政策的引导也是功不可没。对于高速发展的信息产业来说,人才可说是必不可少的剂;同样的,迅速扩大的信息产业市场也为越来越多的毕业生提供了广阔的就业市场。
毕业后从事任何与电子信息通信领域相关的工作,就业前景广阔,社会需求量大,可以成为:
通信系统设计工程师――各种有线及无线通信系统的研究、设计、开发、管理与维护工作。
电路设计工程师――各种电子电路、设备及系统的研究、设计、开发、管理与维护工作。
计算机开发人员――计算机应用领域的软硬件开发。
信息技术已是经济发展的牵动力量,而在关系到一国生死存亡的军事领域,电子工业更是扮演着举足轻重的角色。现代战争越来越向高技术、信息化的方向发展,电子战已经成为杀伤敌人的一种强大手段。任何国家都不想在全球的信息战中处于被动挨打的地位,包括我国在内的世界上比较有“实力”的国家,对于信息技术的投入都非常大,即便是非常“烧钱”的电子信息科学与技术专业,国家也不惜重金投入,以期在新时代经济及战略争夺中居于主动地位。下面我就谈谈本专业在当代军事高技术中的应用。