对集成电路的认识精选(九篇)

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第1篇：对集成电路的认识范文

【关键词】集成电路设计大赛；实践；创新

To Training Students’Innovative Ability in the Integrated Circuit Design Competition

HU Xiao-ling，YUAN Ying，LIU Qi

（College of Electronics Information and Control Engineering，Beijing University of Technology，Beijing，100124，China）

Abstract：Scientific and technical competition is an important way to promote scientific and technological innovation activities of college students.It is also an important means to cultivate innovative ability of college students.Based on the analysis of the current situation of Chinese information technology，moreover，the training problems in current high education，it describes the active function of the integrated circuits competition in the development of practical and innovative ability of college students.

Keywords：Integrated Circuit Design Competition；Practice；Innovation

1.引言

集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，是衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志[1]。自2000年以来，在国家政策的大力支持下，我国集成电路产业得到了长足的发展。但技术落后仍然制约着我国集成电路产业的发展，因此，如何培养出具有创新精神与实践能力的高素质设计人才已经成为当前高校的一个迫切任务[2-4]。我校作为“国家集成电路人才培养基地”之一，在集成电路人才培养方面更是肩负着重要使命。

为了促进北京市集成电路产业发展需要，进一步加强北京市各高校微电子专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地的建设，为北京集成电路事业培养出更多的创新性人才，2011年9月18日在北方工业大学举办了“2011年北京大学生集成电路设计大赛”，大赛的主题是“全定制集成电路版图设计大赛”。此次大赛由北京电子学会主办、北方工业大学承办，大赛的成功举办不仅推动了北京市各高校微电子专业的交流和发展，同时也为北京市各高校微电子专业的课程体系改革起到了强有力的推动作用。作为“国家集成电路人才培养基地”，我校一直致力于寻找各种可以为学生提供工程实践的机会，集成电路设计大赛无疑为我们提供了一个良好的实践平台，在三个月的准备过程中，作为参赛学校的一名指导教师更是深刻感受到此次大赛在学生实践能力和创新能力培养方面所具有的深远意义。

2.高校人才创新能力培养现状

受传统的教育思想和教育观念的影响，目前大学教育基本还是以知识学习为主，课堂讲授多，实验少，综合应用实验更少，教学内容也与社会生产及工程应用存在一定脱节。这种教育模式使学生虽然有较系统的理论基础和专业知识，但综合应用所学知识去分析问题和解决问题的能力仍然不足，“高分低能”的学生占到了相当大的比重。大连民族学院对本校工科专业学生进行的问卷调查显示，72.4%的学生能认识到创新能力对今后个人发展的重要性；42%的学生认为把一整天的时间都用于实验室而非自习室有点“浪费学习时间”，其中女生占到65.6%；80.4%的学生在学习时不会推导教材中的公式、定理，而只是单纯的把它们当作解题的工具；获得过国家奖学金、综合奖学金的同学中仅有25%的同学取得过创新竞赛类的奖项[5]。问卷结果表明，大多数学生已经意识到创新在今后个人发展中具有的重要意义，并且表现出对创新感兴趣，但由于目前大多数高校对创新能力培养缺乏正确的引导，大部分同学仍是将主要精力放在学习理论知识上，不能对创新活动投入较多的时间和精力，以至于参与创新活动的同学不够多，部分参与进去的同学也不能长期坚持。

3.大赛对学生创新能力的培养

科技大赛是推动大学生从事科技创新活动的重要途径，也是培养学生科技创新能力的重要手段。同时，在国家重大教改项目“质量工程”的建设内容“实践教学与人才培养模式改革创新”中积也极倡导“开展大学生竞赛活动”[6]。

（1）培养了学生的创新能力

集成电路设计大赛激发了学生对工程实践的积极性，增强了理论知识与实际相结合的内容，为学生创新能力培养提供了条件。学生从拿到竞赛题目开始，就要独立完成电路设计，单元版图设计，电路版图设计，仿真直至最终的设计报告撰写，在这一系列过程中学生会不断遇到新情况，新问题，学生需要调动所学知识，寻找发现问题并探究解决问题的思路、方法，这实际就是自主学习、不断探索、不断创新的过程。生寻找发现问题并加以探究解决问题的思路、方法上来

（2）提高了学生的实践能力

集成电路设计大赛要求学生把集成电路分析与设计，集成电路CAD，集成电路EDA，半导体器件原理等相关课程中学到的全面综合地加以运用，使理论知识与实践密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、深化和发展。集成电路设计大赛使学生在运用技术资料和使用设计工具方面的基本技能得到一次综合训练。通过竞赛学生不仅熟练掌握了华大九天EDA设计工具的使用，并对集成电路设计流程有了更深刻的认识，使学生设计能力和解决实际问题的能力有了长足的进步；通过竞赛学生知道从事这一行业应该具有怎样的知识结构，具有怎样的工程意识，为学生将来就业或进一步深造奠定了坚实的基础。

（3）培养学生的团队合作意识

集成电路设计大赛要求3名同学组成一个参赛团队，在竞赛过程中，学生之间需要良好的沟通，积极配合，以获取最佳成绩。在这个过程中学生会有意识的改进为人处事的方式，以平和的心态和队友讨论问题，耐心听取并采纳别人建议，并默契的分工合作。竞赛对学生自身的沟通能力和团队协作精神具有良好的促进作用。

4.结束语

集成电路设计大赛不仅为微电子专业的学生提供了一个提高自己实践能力、培养创新精神的平台，同时通过参赛学生的知识面也得到了拓展，为今后从事复杂的工程设计和科研打下了坚实的基础。此外，本届大赛无疑也为高校教师提供了一个良好的交流学习平台。

参考文献

[1]集成电路产业“十一五”专项规划．

[2]张兴,黄如,张天义,等.北京大学国家集成电路人才培养基地建设思路[J].中国集成电路,2004(7):79-82．

[3]韩力,曾祥仁.电气信息类专业人才培养模式及教学内容体系改革的研究与实践[J].重庆大学学报:社会科学版,2001,7(5):78-79.

[4]黄兆信.大类招生:现代大学人才培养趋势[J].中国高教研究,2004,2:41-43．

[5]霍苗,马国艳,李忠楠.以科技竞赛为载体,提高工科大学生的创新能力[J].价值工程,

2011,18:9.

第2篇：对集成电路的认识范文

――首钢NEC参观感受

2007年7月4日，今天早上九点我们微电子04级全体同学在首钢NEC门口集合，在姜老师和鞠老师的带领下跟随首钢NEC工作人员开始了我们的参观实习。虽然天气炎热，但是同学们秩序井然，而且大家参观的热情高涨，充满了兴奋与好奇。

在工作人员的陪同下，我们来到了首钢NEC的小礼堂，进行了简单的欢迎仪式后，由工作人员向我们讲解了集成电路半导体材料、半导体集成电路制造工艺、集成电路设计、集成电路技术与应用前景和首钢NEC有限公司概况，其中先后具体介绍了器件的发展史、集成电路的发展史、半导体行业的特点、工艺流程、设计流程，以及SGNEC的定位与相关生产规模等情况。

IC产业是基础产业，是其他高技术产业的基础，具有核心的作用，而且应用广泛，同时它也是高投入、高风险，高产出、规模化，具有战略性地位的高科技产业，越来越重视高度分工与共赢协作的精神。近些年来，IC产业遵从摩尔定律高速发展，越来越多的国家都在鼓励和扶持集成电路产业的发展，在这种背景下，首钢总公司和NEC电子株式会社于1991年12月31日合资兴建了首钢日电电子有限公司（SGNEC），从事大规模和超大规模集成电路的设计、开发、生产、销售的半导体企业，致力于半导体集成电路制造（包括完整的生产线――晶圆制造和IC封装）和销售的生产厂商，是首钢新技术产业的支柱产业。公司总投资580.5亿日元，注册资金207.5亿日元，首钢总公司和NEC电子株式会社分别拥有49.7％和50.3％的股份。目前，SGNEC的扩散生产线工艺技术水平是6英寸、0.35um，生产能力为月投135000片，组装线生产能力为年产8000万块集成电路，其主要产品有线性电路、遥控电路、微处理器、显示驱动电路、通用LIC等，广泛应用于计算机、程控和家电等相关领域，同时可接受客户的Foundry产品委托加工业务。公司以“协力·敬业·创新·领先，振兴中国集成电路产业”为宗旨，以一贯生产、服务客户为特色，是我国集成电路产业中生产体系最完整、技术水平最先进、生产规模最大的企业之一，也是我国半导体产业的标志性企业之一。

通过工作人员的详细讲解，我们一方面回顾了集成电路相关的基础理论知识，同时也对首钢日电的生产规模、企业文化有了一个全面而深入的了解和认识。随后我们在工作人员的陪同下第一次亲身参观了SGNEC的后序工艺生产车间，以往只是在上课期间通过视频观看了集成电路的生产过程，这次的实践参观使我们心中的兴奋溢于言表。

由于IC的集成度和性能的要求越来越高，生产工艺对生产环境的要求也越来越高，大规模和超大规模集成电路生产中的前后各道工序对生产环境要求更加苛刻，其温度、湿度、空气洁净度、气压、静电防护各种情况均有严格的控制。

为了减少尘土颗粒被带入车间，在正式踏入后序工艺生产车间前，我们都穿上了专门的鞋套胶袋。透过走道窗户首先映入眼帘的是干净的厂房和身着“兔子服”的工人，在密闭的工作间，大多数IC后序工艺的生产都是靠机械手完成，工作人员只是起到辅助操作和监控的作用。每间工作间门口都有严格的净化和除静电设施，防止把污染源带入生产线，以及静电对器件的瞬间击穿，保证产品的质量、性能，提高器件产品成品率。接着，我们看到了封装生产线，主要是树脂材料的封装。环氧树脂的包裹，一方面起到防尘、防潮、防光线直射的作用，另一方面使芯片抗机械碰撞能力增强，同时封装把内部引线引出到外部管脚，便于连接和应用。

在SGNEC后序工艺生产车间，给我印象最深的是一张引人注目的的海报“一目了然”，通过向工作人员的询问，我们才明白其中的奥秘：在集成电路版图的设计中，最忌讳的是“一目了然”版图的出现，一方面是为了保护自己产品的专利不被模仿和抄袭；另一方面，由于集成电路是高新技术产业，毫无意义的模仿和抄袭只会限制集成电路的发展，只有以创新的理念融入到研发的产品中，才能促进集成电路快速健康发展。

在整个参观过程中，我们都能看到整洁干净的车间、纤尘不染的设备、认真负责的工人，自始至终都能感受到企业的特色文化，细致严谨的工作气氛、一丝不苟的工作态度、科学认真的工作作风。不可否认，我们大家都应该向他们学习，用他们的工作的态度与作风于我们专业基础知识的学习中，使我们能够适应目前集成电路人才的需求。

这次参观，由于集成电路生产自身的限制，我们只能通过远距离的参观，不能进一步向技术工人请教和学习而感到遗憾，总的来说，这次活动十分圆满。

第3篇：对集成电路的认识范文

同一天，中国集成电路行业单体投资最大的项目――总投资240亿美元的国家存储器基地项目也在武汉东湖高新区正式动工建设。

中国正在掀起建设集成电路产业园的新。

集成电路或其载体芯片，是信息化时代的“工业粮食”。国际咨询机构IDC的数据显示，2015年，中国集成电路市场规模达11024亿元，占全球市场的一半，已成为世界最大的集成电路市场，但销售收入仅3618.5亿元，自给率最大值仅3成左右。

2014年6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，提出当前和今后一段时期是中国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期。加快推进集成电路产业发展，对转变经济发展方式、保障国家安全、提升综合国力具有重大战略意义。这也点燃了各地兴建芯片产业园的热情。据不完全统计，目前已有北京、上海、合肥等20多个城市已建或者准备建设集成电路产业园。

但集成电路全球市场已趋于饱和。2015年，全球三大行业咨询机构公布的数据均显示，当年集成电路市场增长率为负数，2016年的增长预测虽非负数但增长缓慢。世界半导体贸易协会（WSTS）预测，增长率仅为0.3%。

中国还在跟跑阶段

地方政府建设集成电路产业园最大优势，是能批复百亩、千亩甚至万亩的园区用地。但集成电路是一个国际化程度很高的产业，集成电路产业园建设要遵循产业发展规律，不能有认识盲区。

从产业规律看，集成电路产业是资金密集型、技术密集型和高端人才密集型的产业。长期以来，它遵循摩尔定律，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目，约每隔18?24个月增加一倍，性能也提升一倍。三维集成电路等新技术的出现，使集成电路产业发展路径出现了一些新变化，但摩尔定律还将是集成电路产业链中低端遵循的主要规律。

从资金门槛看，集成电路是以百亿元级为投资门槛的资金密集型产业，地方政府若过于依赖土地财政，对“烧钱”的集成电路产业园很难进行持续投入。理论上说，集成电路是“1块钱的芯片可带动50块钱的产业链”，其前提是持续的高额投入并渡过产业的爬坡期后才能实现投入产出的平衡。这是相当漫长且痛苦的过程，而土地财政无法支撑其长久稳定发展。

从技术设备上看，集成电路是技术密集型产业，技术、产业升级和产品更新快。目前，高端的集成电路制造设备和测试设备，中国还严重依赖进口，建设或准备建设集成电路产业园的地方政府，必须要考虑国外出口管制政策可能带来的不利影响。

从高端人才看，有数据显示，中国集成电路产业人才缺口逾20万。同时，在吸引高端人才方面，一些地方尚不具备优势条件来吸引人才，自然难以支撑当地集成电路产业的发展。

从全球价值链看，话语权是集成电路产业园建设容易忽视的因素。中国是全球最大的集成电路市场，但在集成电路全球产业价值链的话语权却不高，大多数企业还是生产中低端产品为主，处于全球产业价值链中低端。

值得一提的是，集成电路是高度国际化、标准化的产品。国际上集成电路标准的主要制定者分为军、民两类。在民用方面，国际集成电路标准化工作代表性组织主要有国际电工委员会（IEC）、固态技术协会（JEDEC）、国际半导体设备和材料协会（SEMI）等。

目前，中国集成电路民用标准共计68项。其中，国标53项、行标15项，68项标准中有34项国标是等同、等效或非等效采用IEC标准或其他国外先进标准。等同采用IEC SC47A俗19项，采标率为31%；等效采用IEC SC47A标准7项，采标率为11%。另有几项标准是转化SEMI标准。民品主要采用GB/T19001质量管理体系认证体系。

简言之，在集成电路标准化领域，中国处于跟跑阶段。而集成电路产业园在全国遍地开花，容易分散宝贵资源，与产业发展规律和特点不相符。

三手段促发展

中国集成电路产业要持续健康发展，地方政府须创新发展思路和措施，以免把集成电路产业园建成“烂尾楼”，或挂着集成电路产业园的金字招牌，实际靠房地产来维持生存，与国家集成电路发展战略背道而驰。

首先要加强对各地集成电路产业园的风险评估。要把资金、技术和人才等常规因素纳入考核范围，还要将土地财政、借集成电路金字招牌圈地等风险纳入考核范围，并制订可量化，可操作的考核细则。在制定国家政策出台过程中，要有量化考核的配套措施，将借机“圈地圈钱”的冲动关进制度的笼子，杜绝各地相互攀比、盲目上马、低水平重复，避免出现物联网产业“雷声大、雨点小”的现象。

其次要支持鼓励园区进行产业质量技术基础建设。对条件较好、具有发展前景的集成电路产业园，要支持鼓励进行产业质量技术基础建设。质量技术基础由计量、标准、检测和认证构成。联合国贸易和发展组织等多个机构在2005年就提出了“国家质量基础”概念，将标准、计量、检测和认证列为世界经济可持续发展的重要支柱。而全球高科技领域竞争已上升为体系与体系之间的竞争，质量技术基础是其中重要内容。

同时，集成电路是全球竞争最激烈的高科技领域，质量技术基础水平高低，将决定未来集成电路的全球价值链和产业分工格局，影响集成电路的发展路径和生存模式。集成电路产业园要统筹规划，按照全链条设计、一体化实施的思路，形成全链条的“计量-标准-检验检测-认证认可”整体技术解决方案并示范应用。

第4篇：对集成电路的认识范文

关键词：数字集成电路；应用；前景

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）19-4476-02

集成电路从60年代开始发展至今，其规模大致上遵照摩尔定律发展[1]，即芯片上的晶体管数目每隔18个月就翻一番或每三年翻两番。目前单个的芯片上已能够制作上百万个晶体管的一个完整数字系统或数/模混合的电子系统。集成电路的特征尺寸已发展至纳米水平。伴随着数字集成电路技术的越来越成熟，它于人们的生产以及生活中的应用也越来越广泛，对数字集成电路在生活应用中的进一步探究也就越来越有必要。该文将从数字集成电路的基本结构和分类这些方面对其原理进行比较详细的介绍，然后重点讨论和探究它的实际应用，最后将结合数字集成电路在生活当中的实际应用设计出一个利用数字集成电路原理制成的流水灯。

1 数字集成电路的基本原理

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统[2]。

数字集成电路基本电路符号如图1所示，它有输入、输出、电源和接地四个端口。数字集成电路具有静态特性以及开关特性，表示静态特性的参数有输入电压、输出电压、输入电流和输出电流等。

图1 数字集成电路基本电路符号

集成电路正常工作的时候，输入电压有高电平输入电压和低电平输入电压，使用最小值表示，表示能判断高电平的最低输入电压，因此，在高电平给定时，需高于的电压，用最大值表示，表示能判断低电平时的最大输入电压，因此，在低电平输入电压给定时，需低于的电压。

输入电流有高电平输入电流和低电平输入电流，都是表示集成电路输入端加上电压时，流经输入端的电流。其中表示输入端加上最大输入电压时的电流，表示输入端加上规定高电平输入电压时的电流，表示输入端加上规定低电平输入电压时的电流。CMOS输入电流几乎等于0，因此，只用表示。集成电路的输入电流随类型不同而不同。

2 数字集成电路应用

2.1 多路自动巡检控制器

在一些电子仪表较密集的工业控制和自动检测系统中，经常会使用多台同种检测控制仪表，对不同的处所和位置进行检测和控制。为了达到对这些仪表的集中监测的目的，通常会采用一台多路自动巡检控制器。它能对被控通道自动巡检，并将被控通道用数字显示器显示出来。它既可以作为自动巡检，又可以转换为手动巡检，使用起来相当的方便。

电路组成，它主要由脉冲发生器、计数器、通道转换器和通道显示器等组成。

2.2 绕线机电子计数器

普通的绕线机一般采用机械传动的指针式计算器来进行计数，由于存在传动齿轮的磨损和固有机械间隙，有时很难做得到准确计数。接下来要介绍的电子计数式绕线机，则采用了接触式的光电传感器来触发电子计数器进行计数，所以准确度比较高。此外，由于使用了具有加减功能的电子计数器，所以在绕线过程中出现纠错重绕的时侯，计数器仍然能够对实际绕组数进行加减，它的计数精确度高，使用方便。

在绕线轴加装的圆盘上有一个长孔，该孔与光电传感器对应，当绕线机旋转时，每转一周，光电传感器就被触发一次。先被触发的传感器进行加减识别功能，后被触发的传感器则输出计数脉冲。

2.3 数字集成电路在军事方面的应用

自从20世纪60年代第一块集成电路问世以来，以集成电路为核心的微电子技术发展迅速，并促进了通信技术、计算机技术和其他电子信息技术的快速发展，对人类社会的经济繁荣、社会进步、国防建设及日常生活都产生巨大影响[3]。

战术通信指在作战地域内指挥一个战役或战斗所使用的通信，主要是无线通信。目前，新军革以信息化为核心的，作为各作战分队的连接纽带，战术通信的关键性作用日渐彰显。和其他的电子设备相同，微电子器件也大量应用在战术通信装备中，微电子技术在战术通信的发展过程中发挥着至关重要的推动作用[4]。在战术通信装备里，嵌入式微处理器、数字信号处理器和可编程逻辑器件是一种重要的数字集成电路。嵌入式微处理器用来完成整机的主控和运行各种应用软件，数字信号处理器用来完成运算流程复杂的基带数字信号处理，可编程逻辑器件用来完成对运算能力要求较高的中频数字信号处理。

2.4 基于数字集成电路的交通灯

随着经济社会的到来，各国的车辆数量也不断上涨，这就势必带给城市交通不少难题，例如：交通堵塞日益严重，交通事故不断增加，交警任务更加繁重等等。为了解决这些的困难，我国以及国外都加快了在交通事业方面的研究步伐，尤其是在控制交通信号灯方面。下面将介绍的就是数字集成电路在交通灯中的使用。

数字集成电路在交通信号灯控制器中的使用原理：

交通灯控制器主要包括显示器、上控制器、计数器、信号发生器、译码电路和置数器，首先上控制器接收特殊状态命令或者接收清零命令，一方面显示在显示器上，一方面发出信号至信号灯译码驱动电路，即南北大道信号或者东西大道信号，一方面发出信号至置数器，接着计数器综合考虑置数器的信号和时钟信号发生器发出的信号，把信号传送给译码器，最后显示在显示器上。

一般十字路口的交通情况和主控制器的设计关系为：

1）当东西大道通行时，绿灯亮，南北大道禁行，红灯亮，时间延迟为40秒：

2）当东西南北大道都禁行时，东西大道黄灯亮，时间延迟为5秒；

3）当东西大道禁行时，红灯亮，南北大道通行，绿灯亮，时间延迟为30秒：

4）当东西南北大道都禁行时，南北大道黄灯亮，时间延迟为5秒。

然后就是回到第一种情况开始循环执行。我们可以把这四种状态分别设为：S=000，S=001，S=010，S=011，另若有特殊情况，如遇到交通事故，警车或者救护车通过，其对应状态设为S=l00，根据以上的状态分析，我们可以用两片74LSl92来实现这样的功能。

3 总结

本文首先对数字集成电路意义和原理进行了介绍，接着重点阐述了许多在我们的工、农业以及生活上基于数字集成电路的一些应用，例如绕线机电子计数器、交通灯等。随着社会的不断进步，科技的不断腾飞，越来越多的先进设备将会运用到我们的生活当中，未来我们将会见到更多数字集成电路产品在我们生活当中的应用，便利我们的生活。数字集成电路虽然只是一个元件，但是将他创造性地应用于产品制作时，它将变成又一件便利我们生活的新产品。因此，想为我们的生活设计一些新颖舒适的产品，那么我们也必须首先懂得它的内在含义和广泛应用。

参考文献：

[1] Moore G E.Cramming more components onto integrated circuits[J]. Electronics，1965，38（8）：114-117.

[2] 王红.集成电路技术发展动态[J].微电子学，2007，37（4）：515-522.

第5篇：对集成电路的认识范文

关键词：数字集成电路；设计；核心工艺

随着微电子技术的发展，数字集成电路获得了越来越广泛的应用。深入了解数字集成电路特性，正确分析数字集成电路在实验中出现的种种异常现象，对于提高数字电子技术使用效果、加深使用者对数字电路理论的理解有着十分重要的作用。而实现上述目的的最关键部分在于对数字集成电路的设计相关内容有着较为清晰的理解，本文正是在这种背景下，探讨了数字集成电路的不同设计方法以及所采用的核心工艺，以求为理论界与实践界更好的认识数字集成电路提供必要的借鉴与参考。

一、数字集成电路理论概述

数的表达是多种多样的，如二进位、八进制、十进位、十六进位等。电脑中数字处理是二进位，所以一切资料都要先转化为“0”和“1”的组合。在教学中要对学生强调这里的“0”和“1”不是传统数学中的数字，而是两种对立的状态的表达。数字集成电路是传输“0”和“1”（开和关）两种状态的门电路，可把来自一个输入端的信息分配给几个输出端，或把几个输入端传来的信息加以处理再传送出去，这个过程叫做逻辑运算处理，所以又叫逻辑集成电路。在数字集成电路中电晶体大多是工作在特性曲线的饱和状态和截止状态（逻辑的“0”和“1”）。数字集成电路又包括着如下三种电路：门电路，是作为不包含时间顺序的组合电路；触发器电路，其能存储任意的时间和信息，故在构成包含时间关系的顺序电路时必不可少，这种电路叫做时序逻辑电路，例如寄存器、管理器等。触发器电路是基本时序单元电路；半导体记忆体电路，它可以存取二进位数字字信息，记忆体的作用是用来记住电子电脑运算过程中所需要的一切原始资料、运算的指令程式以及中间的结果，根据机器运算的需要还能快速地提供出所需的资料和资料。在上课时，发现学生易将组合逻辑电路、时序逻辑电路混淆，所以教学中要反复强调两者的的特点，进行对比，使学生能正确区分两种电路。

二、数字集成电路的设计

第一，MOS场效应电晶体的设计。常用的是N沟MOS管，它是由两个相距很近、浓度很高的N十P结引线后做成的，分别叫做源极“S”和漏极“D”。在源极“S”和漏极“D”之间的矽片表面生长一薄层二氧化矽（SiO2），在SiO2上复盖生长一层金属铝叫栅极“G”（实际上“G”极是个MOS二极体）。NMOS集成电路是用得很多的一个品种。要注意一点是多晶矽栅代替了铝栅，可以达到自对淮（近乎垂直）掺杂，在栅下面的源、漏掺杂区具有极小横向的掺杂效应，使源、栅漏交迭电容最小，可以提高电路的速度。

第二，CMOS集成电路互补场效应电晶体的设计。CMO是指在同一矽片上使用了P沟道和N沟道两种MOS电路。这种反相器有其独特之处，不论在哪种逻辑状态，在VDD和地之间串联的两个管子中，总有一个处干非导通状态，所以稳态时的漏电流很小。只在开关过程中两个管子都处于导通状态时，才有显着的电流流过这个反相器电路。因此，平均功耗很小，在毫微瓦数量级，这种电路叫做CMOS电路。含有CMOS电路的集成电路就叫做CMOS集成电路，它是VLSI设计中广泛使用的基本单元。它占地面积很小、功耗又小，正是符合大规模集成电路的要求，因为当晶片的元件数增加时功耗成为主要的限制因素。CMOS集成电路成为低功耗、大规模中的一颗明星，它是VLSI设计中广泛使用的基本单元，但它的设计和工艺难度也相应地提高了许多。CMOS集成电路在P型衬底上先形式一个以待形成PMOS管用的N型区域叫做“N井”，在“N井”内制造PMOSFET的过程与前述的NMOS管相同，所以制造CMOS集成电路的工序基本上是制造NMOS集成电路的两倍。另外还要解决麻烦的门锁效应（Latch-up）。但它仍是高位数、高集成度、低功耗微处理器等晶片的首选方案。

第三，二极体的设计。集成电路中的二极体均由三极管的eb结或cb结构成，前者的正向压降低，几乎没有寄生效应，开关时间短；后者常在需要高击穿电压的场合中使用，技术上又不必单独制做，只是在晶体管制成后布线时按电路功能要求短路某二个电极，从留用的P-N二边引线出去和电路连接。课堂教学中，对二、三极管的特性及工作原理要做详细的复习，以便学生理解。

第四，电阻设计。集成电路中的电阻是在制造电晶体基区层的同时，向外延层中进行扩散制成。阻值取决于杂质浓度、基区的宽度和长度及扩散深度。当需要更大电容阻值时，采用沟道电阻；在需要更小电容阻值时，则采用发射区扩散时形成的N十区电阻。

这里电阻与学生之前学习的电阻进行比较，利于学生理解。

第五，电容设计。集成电路中的电容器有两种，一种是P-N结电容，它是利用三极管eb结在反向偏压下的结电容，电容量不是常数，它的大小与所加偏压有关，且有极性；另一种是MOS电容，电容值是固定，与偏压无关。一般用重掺的区域作为一个板极，中间的氧化物层作为介质层，氧化物层的顶层金属作为另一个板极。但是，集成电路设计中应尽量避免使用电容，数字电路一般都采用没有电容的电路。

三、数字集成电路的核心工艺

首先是薄圆晶片的制备技术。分别在半导体专用切片机、磨片机、拋光机上加工出厚度约为400um、表面光亮如镜、没有伤痕、没有缺陷的晶片。

其次是外延工艺技术。为了提高电晶体集电结的击穿电压，要求高电阻率材料。但为了提高电晶体工作速度，要求低电阻率材料，为此在低阻的衬底材料上外延生长一层高阻的单晶层，这叫做外延技术。

第三是隔离工艺技术。因为数字集成电路中各组件是做在同一半导体衬底片，各组件所处的电位也不同，要使做有源元件的小区域（电晶体）彼此相隔离开，这种实现彼此隔离的技术叫做隔离技术。正是由于它的出现，使分立元件发展到数字集成电路成为可能。现在常用的有介质隔离（将SiO2生长在需要隔离的部位）和P-N 结隔离两种方法。P-N结隔离是在隔离部位形成两个背对背的P-N结；外延结构P-N结隔离是在P 型衬底表面的n型外延层上进行氧化、光刻、扩散等工艺，并将硼杂质扩散到特定部分，直到扩穿外延层和P 型衬底相接。外加反向电压使外延n型层成为一个个相互隔离的小岛，然后再在这个n型外延小岛区域上分别制造电晶体或其他元件。

最后是氧化工艺技术。半导体器件性能与半导体表面有很大关系，所以必须对器件表面采用有效保护措施。二氧化矽被选作为保护钝化层，一来它易于选择腐蚀掉；二来可以在扩散之后在同炉内马上通氧进行氧化；三来可以作为选择掺杂的掩蔽物；再来它常被用来作导电层之间的绝缘层。当然用作钝化的介质还有氮化矽薄膜，这里不多介绍。各种薄膜不仅要执行其本身的预定功能，也要和后续的全部工艺相相容。即钝化薄膜要能承受所要求的化学处理及加热处理，而其结构还保持稳定。从上面工艺流程可以看到，每一步光刻之前都有氧化工序，图形加工只能在氧化层上进行。

设计是一项难度较大的工作，在设计中要考虑许多细节的东西，实践与理论之间有一定的差距，对于我们技术学校的学生而言，可以让他们做一些简单的设计，自己动手搭建电路并做测试，在做中发现问题，解决问题，从而加深对知识的理解。

（作者单位：福建省第二高级技工学校）

参考文献：

[1]桑红石，张志，袁雅婧，陈鹏.数字集成电路物理设计阶段的低功耗技术[J].微电子学与计算机，2011年第4期.

第6篇：对集成电路的认识范文

走进吴汉明在中芯国际的办公室，一张简单的办公桌，一个书柜，一套会客的沙发和茶几，简单得甚至让人觉得这个并不太大的办公室都有些空旷。后来才知道，这是中芯国际新为他换的办公室，而他自己并没有将办公地点搬过来，还挤在隔壁拥挤的小办公室中。那是一个略显局促的空间，书柜里塞满了书，一块吴汉明从上海来北京时特意带过来的书写板上，密密麻麻写满了字……这才是吴汉明真正工作的场所。

“横竖都要去念个书”

1966年，吴汉明刚刚读完初二，那场令中国印象深刻的“运动”便让他尝到了没书读的滋味。如果吴汉明没有重新走进校园，可能他就是一名在安徽农村种地的农民，生活也许也能过得安逸恬淡，但与如今这位中国芯的制造者就会迥然不同了。

1973年，在安徽插队的吴汉明经历了那年的高考风波。白卷英雄张铁生在考卷背后的一封信，让如吴汉明这样成绩还不错的学生求学成了困难。参加完那次高考后，吴汉明懵懵懂懂的，思考着自己可能能够上一个中专，如果能开上火车，在他看来就是一件十分威武的事。然而，幸运的是，吴汉明的考试成绩被中国科技大学的老师看到，出于对人才的珍爱，他获得了到中国科技大学面试的机会，并最终误打误撞地进入了中国科技大学。

没有读过高中、初中也只读过两年，在进入中国科技大学后吴汉明感到十分吃力。最初的半年里，他坦言，自己没日没夜地看书，就这样追赶了半年后，他才感觉自己可以应付大学的课程，甚至有些科目还可以领先了。这段经历，让他对教育也有了不一样的认识，在他看来“教育也就是潜力问题”，“把年轻人的潜力挖出来”对教育而言至关重要。

读完大学，吴汉明到了中科院的物理研究所，成为了建国后的第一批硕士。在谈到当初为何做这样的选择时，吴汉明说道：“人们都觉得工农兵大学生肯定没好好学习，所以我横竖都要去念个书，深造一下。一来是自己的雄心，二来是可以把自己的本事长一点。”

1978年的研究生考试让吴汉明印象深刻。

第一年的研究生考试，是在一个大礼堂里进行的。当时考试的人非常多，年龄最大的快五十岁了，与吴汉明这样二十来岁的学生年龄跨度有三十几岁。而且，当时竞争十分激烈，大概一千名考生中录取六十人。“那年也是血淋淋的，竞争很残酷。”吴汉明说道。

他清楚地记得，当时自己考得并不好，“我记得我的流体力学就考了四十几分”。要知道当时的试卷都是中科院一线的老教授和有丰富经验的研究员出的。那些在他们眼中很简单的题目，确实难倒了不少的考生，吴汉明甚至说“那种考卷我都没见过，见过也不会做完，来回看了看挑了几道题做了上去。”

考完以后，吴汉明觉得自己肯定没戏了，但没想到，他竟考了第二名。就这样进入了中科院力学研究所研究磁流体力学，并在硕士毕业之后成为了建国后第一批博士。遗憾的是，1981年他得了肝炎，休学两年调养身体，直到1987年才拿到博士学位。

“只要想做，一定做得来”

博士顺利毕业后，吴汉明在中科院获得了高级职称。当时，中科院得到一个机会推荐优秀的年轻科研人员出国深造。吴汉明抓住了这次机会，争取到了名额，不过是去英国深造。

吴汉明当然珍惜这个来之不易的机会，但他心里十分清楚，英国的舞台太小，远没有美国的舞台有吸引力。于是他又跑到中科院去申请到美国的机会，并最终如愿以偿。

最初到美国时，吴汉明是在德州的奥斯汀大学，但吴汉明总觉得，国内给了那么多钱支持自己出国读书，总应该去最好的学校去“沾沾光”。几经联系之后，他拿到了到伯克利大学做博士后的机会，也就是从那里，他才正式开始做半导体研究。

“那个地方到处都会看到专注做学问的人，他的专注来源于他的兴趣，有兴趣就会专注，就会把事情做好。”吴汉明说道。在伯克利大学期间，吴汉明被周围那些专注于自己兴趣的人所影响，学习得十分努力，“晚上十一二点回家是很正常的事情，周末也不休息”。

伯克利大学在吴汉明眼中是自己人生的转折点。这所大学不仅让他的学术造诣得到了提升，更重要的是他获得了做研究的自信心。也就是在伯克利大学那几年，让吴汉明获得了影响他一生的处事原则――“没有过不去的坎，再难的事情，你只要想做，一定做得来”。

“二进二出”

1993年，吴汉明回国，重新回到中科院做研究。

为了解决经费不足的问题，初生牛犊不怕虎的他径直敲开了时任中科院院长周光召的办公室大门。吴汉明将自己研究中遇到的资金不足的问题一股脑地告诉了周光召，希望周光召能给20万的拨款，周光召最终答应给他13万。吴汉明坦言，他当时还担心老院长是在打官腔，不相信资金能够到位。但令他意想不到的是，资金一个礼拜就到位了。

那次与周光召的会面，让吴汉明至今仍十分感慨，“这些老院长，我很佩服他们。他们不管你是否有名，只要你有想法，他就愿意跟你谈。他愿意给年轻人机会，也愿意扶持年轻人进步。”

拿到资金，吴汉明顺利搭建了自己的实验室，有序地推进了自己的研究。但两年之后，他还是选择再度前往美国。“原因是，我发现微电子集成电路不是做科研的行业，而是做产业的行业。这是非常典型的应用技术，它必须要有一个很大的应用背景和一个产业化的背景做支撑，这样这个学科才能往前走。”

而当时的中国并不具备这样的产业背景。虽然当时国内也有人在这个领域做工作，但是国内搞半导体的大环境却并不理想，产业没有支持。没有行业对技术的期待，政府重视程度自然不高，学术界的积极性也不高，只是出出文章而已。“出文章不是我的理想，我并不想到我退休的时候说我有几百篇论文，这不是我想要的。我要的是实实在在做点事情出来，真正让国家得到好处。”吴汉明说道。

于是，他选择“二进宫”再次前往美国。

再次回到美国，那些顶尖企业的思路深深地影响了吴汉明。那种鼓励建设性“争论”的企业文化，让吴汉明认识到了这些跨国企业成功的原因。不过，他坦言，这种模式在国内并不一定奏效，“国内经常有争论但是没有建设性，一件事情不一定非要直来直去，可以迂回，能把事情做成了，按中国传统的文化推动，也许就是一种智慧”。

2000年，吴汉明再次回国，工资只有美国的1/3，国内技术落后，平台条件也不如美国好。那他为什么回国？

吴汉明在美国时，有一次中芯国际的创始人张汝京到硅谷招人。他对着台下许多中国听众说：“我是拿美国护照的中国人，我都想为中国做点事情，你们就更要为你们的祖国做点什么了！”这位中芯国际的创始人的这句话深深地刺激了吴汉明。

此时，吴汉明也明白，国内的产业已经与他当初再度前往美国时有了很大的差异。留在美国，做得再好，也是为美国人打工，而现在吴汉明看到了中国人自己做集成电路的机会。对国家最基本的责任感这种深入骨髓的爱国情愫，驱使吴汉明做出了放弃美国优厚待遇回国的决定。

“我只是做了自己愿意做的事”

2000年吴汉明回国时，国内的集成电路与美国的差距非常大，“至少有七八代的差距”。在技术条件相对落后的情况下，吴汉明全程参与了中国集成电路发展的6个技术代跨越。

据吴汉明的同事郑凯介绍，集成电路技术是一门综合学科，每个细分方向都具有较强的专业性，每个方向都做好才能发展好集成电路产业。

国外领先的技术，令吴汉明最头疼的便是知识产权的问题。吴汉明介绍，这个行业里面有很多的技术细节，打个比方，就像做饭，水量、温度、时间是饭做得生熟、好坏的技术细节（know-how），而在集成电路里这样的参数有成千上万个。每一台设备有成千上万个参数，而这样的设备又有几百部，工作量之大可想而知。

更重要的是，一个集合了上千步工艺步骤，即便999步都是世界一流水平，只要有一步是短板，整个工艺的水平便被拉低了。管理学中的木桶效应，在吴汉明所从事的集成电路行业中体现得尤为明显。所以，为了达到更高的水准，就需要几百个人做数万次的工艺研究，花费几年的时间和几十亿元来反复试验，用吴汉明的话说“是个很烧钱的活儿”。“烧钱的活儿”带给吴汉明团队的困难更是不言而喻，郑凯介绍，吴汉明在这些困难面前从未表现出丝毫的倦怠感，总是充满激情，认为解决“挑战”的工作才是最有意思的事情。

集成电路产业发展战略核心是关键技术要国产化。据吴汉明的同事卜伟海介绍，在国家重大专项开展初期，国产设备和材料厂商的技术水平相对落后，设备和材料存在很多需要改进的地方，因此工厂对国产设备和材料的性能和质量有一定的顾虑，工艺验证工作推进很困难。吴汉明一方面帮助国产厂商提高技术水平，要求他们的设备和材料的性能和质量向国际同类产品看齐，另一方面在公司内部进行宣传和协调，从公司管理层到一线工程师逐步都认识到国产设备的重要性，不但大生产工艺验证工作进展顺利，而且中芯国际的工程师还主动帮助国产设备和材料厂商改进技术，目前已经有17台国产12英寸设备和40多种材料通过产业化验证并被中芯国际采购，基本满足了我国集成电路产业发展战略的初步需求。

就这样，从0.13微米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米，再到2015年完成的28纳米产品，吴汉明和中芯国际的同仁一起跨越了6个技术代。这其中，“90-65纳米大生产关键工艺技术”获得2008年国家科技进步二等奖，他负责的国家重大专项“65-45纳米技术产业化”成果获得2013年国家科技进步奖二等奖。

克服了种种困难，中国集成电路产业才进入纳米级时代，并不断向更小更精推进。那么，集成电路这些高深的纳米级数字背后到底蕴藏着什么样的价值，它们又在如何影响普通人的生活和国家的整体发展呢？

吴汉明用简单的例子向记者介绍了蕴藏在这些高深数字背后的价值。

“比如说，你小时候看的黑白电视是晶体管的，体积很大。那么现在你所看的电视就是集成卡的，功能越来越多，体积却越来越小。”吴汉明还以智能手机说明了集成电路实现纳米级的价值所在。如今的智能手机替代原来的大哥大，就是集成电路技术带动的。集成电路越做越小，功能越来越多，耗电却越来越少，成本却越来越低。吴汉明说，假如还原到上世纪50年代（当时每个晶体管一美元），如果有人送了你父母一部如今满大街都能见得到的智能手机，那么在当时这个有20亿个晶体管的手机的价值大约是20亿美金。所以，当时手机是不可能走进老百姓的生活的，而现在它却成为了人们生活中不可缺少的一部分，这就是技术给人们生活所带来的影响。

从国家的层面而言，集成电路进入纳米时代更是极具经济价值和战略安全价值。

2015年4月，中国成为最大石油进口国，国内原油的对外依存度过高再度成为社会普遍关注的话题。但吴汉明介绍，集成电路对外依存度甚至比原油还要高。吴汉明直言，集成电路大量依靠国外进口的模式“对我们的经济安全很不利”。而从国家政治和经济安全的角度而言，如果中国没有自己的芯片，单单依靠进口，对于国家安全“将是灾难”。

即便是做了如此有价值的事，在吴汉明看来自己并不算成功。“像我国预警机之父王小谟、像中国爆炸力学专家郑哲敏，为国家做了那么了不起的贡献，他们才是成功的。我能尽力做点事情就很不错了，成功谈不上，我只是做了自己乐意做的事情。”吴汉明说道。

老骥伏枥志在千里

吴汉明坦言，如今中国集成电路的技术与世界先进水平还有约十年的差距，但可喜的是，政府对集成电路行业发展十分重视。2014年6月24日，《国家集成电路产业发展推进纲要》正式，《纲要》将中国集成电路产业定义了三性――“战略性、基础性、先导性”。并且，政府还推动成立了集成电路产业发展基金，首期给予产业1200亿的资金支持。这让吴汉明对中国集成电路未来的发展十分有信心。

据吴汉明介绍，未来中国芯将在28纳米产品上线后，向14纳米挺进。而已退休的吴汉明则挂上了“顾问”的头衔，开始进入一个全新的领域。

在集成电路这个行业做了这么久，他看到了中国和其他国家的差距，从技术和规模上来讲，或许学习先进国家我们还需要走很长的路，但是在他看来，至少可以先学习台湾集成电路产业发展的做法，把产业服务做上去。吴汉明介绍说，“产业服务的核心是设计IP，国内的IP缺少公共平台，这个平台可以减少国内的中小型设计企业的创新成本。现在我就去做这一块的事情，把中国集成电路设计公司所需要的平台做出来，努力打造一个国家级的公共设计IP 平台。这是我从今年开始启动的项目。”

第7篇：对集成电路的认识范文

关键词：微电子技术专业；集成电路；实验室建设；

作者：陈伟元

0引言

以集成电路为主的微电子产业是现代信息产业的基础和核心[1]，它对经济建设、社会发展和国家安全具有至关重要的战略地位和不可替代的核心关键作用，其重要性在迅速提高，产业规模在逐步扩大。目前，我国集成电路产业的发展，已经形成了以设计业、芯片制造业及封装测试业为主的微电子产业链，并相对独立发展的产业结构特点。微电子产业的快速发展带动了社会对各层次微电子技术人才的大量需求。为顺应微电子产业的快速发展，为地方经济建设服务，各地高职院校纷纷开设了微电子技术专业，并大力加强微电子技术专业的建设[2-4]。但微电子技术是一门应用性非常强的学科[5]，不仅需要较好的理论基础，更需要有较强的生产工艺实际操作能力，这都需要较好的实验环境和实验条件来支撑。微电子实验实训设备要求高，资金投入大，很多高职院校(包括本科院校)没有足够资金购买昂贵的实训设备，学生只能通过老师解说、观看录像等了解相关工艺过程[6-7]，没有机会亲自动手[8]，造成我国微电子制造业人才总量严重不足，且人才质量基础较差、人才层次结构不合理[9]。

基于工作岗位和人才培养目标的分析，苏州市职业大学结合省实训基地和省光伏发电工程技术开发中心的建设，优化建设方案，用非常有限的资金投入，建立微电子技术专业实验室，为培养符合企业需求的高技能、高素质人才进行了有益探索。

1微电子技术专业培养目标分析

目前，中国集成电路产业已初步形成以长三角、环渤海，珠三角三大核心区域聚集发展的产业空间格局。以2010年为例[10]：我国集成电路产业销售收入1440.2亿元，三大区域集成电路产业销售收入占全国整体产业规模的近95%。其中，环渤海地区占国内集成电路产业整体规模的18.8%，珠三角地区占全国集成电路产业的8.4%，涵盖上海、江苏和浙江的长江三角洲地区已初步形成了包括研究开发、设计、芯片制造、封装测试及支撑业在内的较为完整的集成电路产业链，占全国集成电路产业的67.9%。目前国内55%的集成电路制造企业、80%的封装测试企业以及近50%的集成电路设计企业集中在长三角地区。

可见，长三角地区是中国重要的微电子产业基地，而苏州、无锡等苏南地区在集成电路制造、封装测试领域又具有明显的区位优势。现代工业的发展，集成电路后端(版图)设计服务的需求会持续增加。

高等职业技术教育微电子技术专业的就业核心岗位的确定，既要反映出当地微电子产业的市场需要，又要考虑到适合高职学生能做、并乐于做的岗位。如现场操作为主的“半导体技术工人”岗位，不适合作为本校微电子专业的核心岗位，也体现不出与中职学生在岗位上的竞争力[11]。经调研和分析，确定“集成电路版图设计”、“微电子工艺及管理”、“设备维护”作为本专业学生培养的核心工作岗位。

微电子专业的培养目标为：培养德、智、体、美全面发展，能适应现代化建设和经济发展需要，具有良好职业道德和创新精神，熟悉微电子器件及工艺的基本原理，具备集成电路版图设计、晶圆制造及封装测试中的设备操作与维护、工艺管理、产品测试、品质管理能力，面向生产服务一线的高素质应用型技术人才。

2微电子技术专业实验室建设目标

高职教育以培养高素质应用型人才为主，培养的学生不仅具有较好的理论基础，更应具有较好的基本技能。根据以上培养目标，高职微电子技术专业重点培养学生微电子材料工艺及IC领域如下方向的基本技能：

(1)微电子材料器件工艺与检测。了解微电子材料与器件的常规工艺制备过程，并了解其主要参数的表征及测试方法；

(2)IC设计技术。了解IC设计的流程，掌握IC设计的基本原理和方法，重点熟练掌握IC版图设计工具软件的使用方法；

(3)IC制造与封装测试技术。了解IC制造的基本过程和工艺，掌握基本的IC封装及测试原理和方法，并学会基本测试仪器的使用方法。

为实现以上目标，在微电子技术专业实验室的建设上，至少应围绕如下几个方向来进行：①集成电路设计，特别是集成电路版图设计方向；②微电子材料和集成电路工艺方向；③集成电路封装及测试方向。目前国内各高职院校的微电子技术专业根据自身的实际情况，基本上也是围绕这几个发展分支来建设专业实验室[12]。

微电子实验设备非常昂贵，若要建设完善的微电子技术专业实验室，其建设资金的投入是非常庞大的，大部分学校也没有这样的建设能力。为此，在有限的建设资金上，实验室建设采取实用化原则，以国家投入或学校自筹资金方式建立微电子基础性实验室、IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室，而对于投资较大的IC封装及测试实验室，主要采取与企业共建的方式进行建设。

3微电子技术专业实验室建设方案

根据以上微电子技术专业实验室建设目标，苏州市职业大学结合省实训基地和省光伏发电工程技术开发中心的建设，建立了IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室和IC封装测试实验室。

3.1IC版图设计实验室

IC设计包括IC系统设计、IC线路设计、IP核设计和IC版图设计。其中IC版图设计工作的任务量大、所需人员多，是一种高技能、应用型技术，是最适合高职微电子技术专业学生就业的工作岗位。

IC版图设计实验室的建设，以服务器和计算机终端组成，再配置IC设计软件。其中，终端一般要配置40套以上，以便课堂上每位学生均能单独练习。

IC版图设计实验室的建设投入大，特别是IC设计软件价格昂贵，可争取大学计划、实验室共建等多种方式，获得EDA软件商的支持。苏州市职业大学与SprigSoftInc.合作，引进其先进的IC版图设计软件平台Laker，并与IC设计公共服务平台提供商苏州中科集成电路设计公司进行深度合作，发挥各自优势，共同进行IC版图设计高技能人才的培养与培训。

3.2微电子材料及器件工艺实验室

微电子材料、器件涉及的工艺广泛，实验设备价格昂贵，只能用有限的资金投入，解决一些微电子最常用的工艺实验设备。为让学生对微电子工艺有感性认识和实践机会，经调研，认为净化、扩散退火、薄膜工艺、光刻工艺、霍尔效应测试等是微电子行业应用较多的公共技术。微电子材料器件工艺与检测实验室，建设为千级的净化实验室，以扩散退火炉、真空镀膜设备为基础，并配以相关的光刻机、光学显微镜、霍尔效应测试仪等，从而满足从微电子材料的制备工艺到微电子材料与器件的性能测试等实验需求。

该实验室也结合了省光伏发电工程技术开发中心的建设，兼以实现太阳能光伏电池的制备实验，为微电子技术专业的“半导体器件物理”、“集成电路工艺”、“太阳能光伏电池”等课程提供实验支撑。

3.3IC封装测试实验室

近几年来，国内IC产业有较大的发展，尤其是IC制造及IC封装测试业发展很快，在我国集成电路产业链中有着举足轻重的地位，占据了我国微电子产业的半壁江山[13]。IC封装及测试行业也是微电子技术专业学生重要的就业岗位。

建设IC封装测试实验室是培养高素质IC应用型人才的必要要求。

IC封装及测试实验设备价格非常昂贵，高校往往没有能力独立承建。可采用与企业共建的方式进行建设。本实验室与华润矽科微电子有限公司合作共建，建有集成电路自动测试系统、引线键合、电子显微镜、晶体管特性测试及电子测试设备等。

该实验室的建成，为微电子技术专业的“半导体器件物理”、“微电子封装技术”、“集成电路工艺”、“集成电路测试”等课程提供实验支撑。

第8篇：对集成电路的认识范文

【关键词】高等职业教育 模拟电子技术 教学方法

《模拟电子技术基础》作为高等职业院校电子、机电类等专业的一门重要的专业基础课程，理论性和实践性都很强。深入探讨其教学方法并有效实施，对学生熟悉掌握电子线路知识以及培养学生能力有着十分重要的作用。一直以来，作为一名担任专业基础的教学与研究的教师，在教学中，坚持“理论与实践并重”的教学理念，在理顺知识体系架构、高效发挥课堂教学效率的基础上，不断总结经验，使教学得到很好的效果。

第一步：整体把握、精选内容

明确课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与后续课程的联系，在分立元件构成的电子线路和集成电路构成的电子线路上，集成电路的应用范围迅速扩大，集成电路是在分立元件电子线路的基础上发展起来的，而从事电子技术工作必须熟悉分立元件电子线路。所以选择授课内容时，应以分立元件构成的单元电子线路为基础，以“分立元件电路为集成电路服务”的原则来突出集成电路，为进一步学习、研究和应用集成电路打好扎实的基础。

第二步：重点突出、应用为主

在教学内容上则突出高职教育的特点，主动适应社会实际需要，注重应用性、针对性，注重培养学生的应用能力和解决实际问题的能力。基础理论要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点。模拟电子技术基础有很强的实用性，对过去模拟电子技术基础偏重过细的计算，而对运用讲得偏少，特别是模拟集成电路的运用，学生毕业后工作有很难适应之感。传统的教学模式重在细节，而忽略了整体概念，不利于学生“应用能力”的培养。因此授课时应有侧重点，着重于新的思想、方法和应用，着重于所谓粗线条分析。应与实际电路相结合，让学生对电路的应用有更清楚、更实际的认识。

第三步：充分调动、主动学习

学生一般都有强烈的求知欲望和参与意识，上课时应充分调动学生的积极性。教师上课时，应先提出一些问题，让学生带着问题听课，并积极思考，与教师一起去解决问题。这样学生就能提高兴趣，增强学习的主动性。如在讲一个新电路时，可以从一个熟知的电路人手，设计一系列由浅入深、由易到难的问题，形成一个指向明确、思路清晰、具有内在联系的问题链引导学生不断地解决问题，不断地改进、完善，从而使一个原本简单、熟悉的电路逐渐演变成一个具有新功能和新特点的新电路。授课时，以提出问题、分析问题、解决问题为线索，提高学生分析、解决问题的能力。

第四步：读图训练、提高能力

读图即是阅读一些典型图例，弄清其信号通道、元件作用、电路功用及一些特殊环节的工作原理。《模拟电子技术基础》课程内容抽象，且很多概念有独立性，重复记忆少，学生难学易忘，并且往往是学完以后还不知这些知识用在何处，怎么联系。而一张综合电路图通常包含好几个单元的概念，覆盖面广，综合性强。读懂一张图可以帮助学生把各单元的知识，甚至其他学科的知识纵向、横向地联系起来，使知识系统化。同时，读图还是培养学生自学能力及分析判断能力的重要方法。实践证明，读图训练是提高学生学习兴趣、发展学生综合能力的有效途径，也是《模拟电子技术基础》课程一个必不可少的教学环节，它为教学双方提供了广阔的学习空间。

第五步：讲究方法、自主学习

《模拟电子技术基础》要求学生既要掌握一定的理论知识，又需要学会分析电子线路。要使学生尽快适应电子技术基础的学习，在传授知识的同时，关键还要教给他们正确的学习方法，提高他们的自学能力，培养良好的学习习惯。我要求学生课前进行预习，把不懂的内容记录下来。听课时，有重点地听课，这样才能提高学习效率。其次，要求学生会记笔记，教会学生做好课堂笔记，有利于学生接受和掌握新知识。再者，要求学生课后复习，巩固课堂所学知识，加深对所学知识的理解，使之掌握得更牢固。

第六步：结合实验、重在实际

电子技术基础是一门具有工程特点和实践性极强的课程，为帮助学生理解、应用所学的理论知识，应进行相应的实验。可以根据给定的实验电路图连线，然后测试电路的性能指标，让学生学会常用电子仪器的使用和测试方法，学会阅读和查阅电子器件（特别是集成电路块）的外引线和功能表，学会分析电子电路的故障和排除故障的方法，培养学生进行电子电路实验最基本的技能和实验动手能力，使学生毕业后能在很短的时间内适应工作环境，着手实际工作。注重实践，加强实验教学和实践活动，培养创新能力。现在的高职学生都具有文化程度参差不齐、理论基础水平较薄弱的特点，面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子，学生往往缺乏学习热情。所以，在教学过程中我采用重实践、轻理论的策略，这样既能激发学生的学习热情，又能通过实践来掌握理论，在实践中巩固理论，用理论指导实践，从而达到较好掌握知识、提高实践能力、创新能力的目的。如在《模拟电子技术》半导体及放大电路教学中，其主要目的是使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等。我把一些实际单元电路小制作搬到课堂上，有针对性地把教材需要掌握的知识和单元电路融合起来，并且在实验报告编排上也下点工夫，就会收到事半功倍的效果。

【参考文献】

[1]李雅轩. 模拟电子技术，2000（9）.

第9篇：对集成电路的认识范文

SoC的设计应采用新的设计方法提高设计效率。目前多采用基于平台的设计方法，用已设计好的模块来集成，这些模块就称为IP(Intellectual Property)核。IP核现在主要有几个来源: 芯片设计公司自身积累，Foundry积累，专业IP公司，EDA厂商和设计服务公司提供等。

在集成电路的设计和研制中，IP概念已经使用了将近20年，应该说标准单元库(Standard Cell Library)就是IP的一种形式。工艺加工线(Foundry)为扩大业务，便以精心设计并经过工艺验证的标准单元吸收IC设计公司成为它的客户，向它们免费提供数据资料。IC设计公司也乐于使用成熟、优化的单元完成设计，既可以提高效率，又可以减少设计风险。设计师一旦以这些数据完成设计，自然也就要到这家Foundry做工艺流片，Foundry达到扩大营业的目的，使用者除对Foundry签定“标准单元数据不扩散协议”之外，无需另交单元库的使用费，同时Foundry并没有直接获得IP的效益，只是通过扩大营业间接收到单元库的IP效益，这是IP的最初级形式。

如今的IP已远不是这个水平，已经成为IC设计的一项独立技术，成为实现SoC设计的主要途径，成为ASIC设计方法学中的学科分支。从集成规模上说，今天的IP库已经包含诸如8051、ARM-7等微处理器、320C30等数字信号处理器、MPEGII等数字信息压缩/解压器以及由用户定义的逻辑在内的IC模块，这些模块都曾是具有完整功能的IC产品，用来与其他功能块一起在PCB上构成系统的主板; 如今微电子技术已经具有实现系统集成的功能，因此这些IC便以模块“核(core)”的形式嵌入ASIC和SoC之中，它们就是今天意义上讲的IP（智慧知识产权）模块或称其为“芯核”。

三个层次的IP模块

从设计流程上看，由于今天IP模块的集成规模已经很大，达到了系统的水平，按照ASIC设计方法学的要求已经需要完成行为(behavior)、结构(structure)和物理(physical)三个设计域(design domain)的设计，因此这些模块／子系统也就在三个层次上分别成为软IP(soft IP)，固IP(firm IP)和硬IP(hard IP)。

a) 软核: 软IP是设计投入最少，只完成RTL级的行为设计，以HDL(Hardware Description Language)描述文本的形式提交使用，这个HDL描述一定经过仿真验证，使用者可以用它综合出正确门级网表。软IP一定是优化的行为级设计，与其他设计相比，它所需的硬件数量最小。软IP的优点是便携性，不受实现条件的限制。软IP最主要的缺点是对模块的预测性太低，增加了设计的风险。

b) 固核: 逻辑连线电路图。介于软核和硬核二者之间。固IP比软IP有更大的设计深度，已完成了门级综合、时序仿真等设计阶段，以门级网表的形式提交使用。只要用户单元库的时序参数与固IP相同，就具有正确完成物理设计的可能性。

c) 硬核: 到版图级。被生产验证过，难修改(大公司提供)。硬IP是IP模块的最深层次，涉及内容广泛，它也是最主要的形式。

标准化体系

工业需求将数个集成电路模块或整个系统以IP模块方式集成到单个芯片上，人们并不需要从最原始和最基础的晶体管或门级单元开始进行集成电路的设计，市场的需求也不允许人们这样进行设计，这是因为人的设计能力不仅受限于其对电子系统的认识（知识的缺陷），还受限于其工作效力极限，一个优秀的设计师设计能力是每天200 门左右（Gate）。现代集成电路工艺加工水平提高，可以将百万甚至上亿个晶体管集成在单个芯片上，它就为SoC的设计者们提供了一种可能的选择，根据系统行为从行为级设计电子系统并将整个系统集成到一个芯片上。

SoC的产业平台

另外，集成电路研制的费用（一般称之为NRE费用）很高，它要求集成电路设计者在尽可能短的时间内设计出IC以适应市场和信息进步的需要，这就迫使他们尽可能多地应用原先自己的资源或信息社会提供（有尝提供）的资源，这就形成IP的由来。因此IP的重复使用使设计能力大幅度提高，从而带动电子学和半导体工业的新革命。

以清华大学微电子学研究所为例，该所不仅有一支强有力的设计队伍，而且积累了众多的IP模块，这些IP模块是适应国内集成电路的加工工艺而设计的，其中有: 8位微处理器和微控制器IP模块（兼容于Intel80C51，M68HC05等）、多类型的公钥密码加密电路ASIC及专用算法加密ASIC、16位和32位DSP模块、各种DC-DC变换器IC，以及适用于智能IC卡用的各种IP模块。

除清华大学，北京还有一批集成电路设计研究所（北京微电子技术研究所、中科院的研究所等）和集成电路设计企业拥有自己的IP模块。对这些资源需要统筹规划，充分利用。北京知识产权模块开发和服务体系正是为了达到这个目的而建立的。今天的IP库需要广开设计源头，汇纳优秀模块。不论出自谁家，只要是优化的设计，与同类模块相比达到芯片面积最小、运行速度最快、功率消耗最低，工艺容差最优，就有人肯花钱使用这个模块的“版权”， 便可以纳入IP库。

政策引导

要更好地促进我国IP/SoC产业的发展，必须标本兼治，一方面要提高我国IC企业IP/SoC设计上的自主创新能力，一方面要疏通我国IP业务的各个环节，全面理顺IP业务的各个链条，加强产业公共环境建设，加强公共技术服务能力建设，突出重点，统筹兼顾。

（1）根据我国IP核标准，规范各种类型IP的设计流程，建立我国IP交付标准，从而使市场上的IP保持较高的可重复使用性。

（2）组织IP核开发。组织IP核开发对于提高自主技术创新能力、降低IP核费用、丰富我国IP核市场具有重要的意义。

我国科技部、信产部等相关部门在促进SoC设计方法的普及上做了大量工作。通过组织IP核开发，各个受资助单位将所开发IP核的仿真模型放在一起，形成一个“IP池”，基于这个“IP池”，各个企业均可以构建自己的SoC方案。这样，解决了单个企业IP核不足的问题，使得企业可以尽早完成方案的搭建。

（3）搭建IP/SoC验证、质评平台，解决IP挑选困难的问题。对于一个SoC方案而言，当有多个IP可供选择时，就存在一个IP挑选的问题，售价高的IP未必一定适合自己的SoC方案，售价低的IP也未必就不适合自己的SoC方案。

（4）搭建IP交易平台，解决IP交易中出现的知识产权流失问题。