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集成電路的概念精選(九篇)

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集成電路的概念

第1篇:集成電路的概念范文

 

集成電路(IntegratedCircuit)產(chǎn)業(yè)是典型的知識(shí)密集型、技術(shù)密集型、資本密集和人才密集型的高科技產(chǎn)業(yè),是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心和關(guān)鍵,對其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有巨大的支撐作用。經(jīng)過30多年的發(fā)展,我國集成電路產(chǎn)業(yè)已初步形成了設(shè)計(jì)、芯片制造和封測三業(yè)并舉的發(fā)展格局,產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。但與國際先進(jìn)水平相比,我國集成電路產(chǎn)業(yè)還存在發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱、企業(yè)科技創(chuàng)新和自我發(fā)展能力不強(qiáng)、應(yīng)用開發(fā)水平急待提高、產(chǎn)業(yè)鏈有待完善等問題。在集成電路產(chǎn)業(yè)中,集成電路設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的龍頭和靈魂。而我國集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)滯后于計(jì)算機(jī)與通信產(chǎn)業(yè),集成電路設(shè)計(jì)人才嚴(yán)重匱乏,已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此,培養(yǎng)大量高水平的集成電路設(shè)計(jì)人才,是當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一個(gè)亟待解決的問題,也是高校微電子等相關(guān)專業(yè)改革和發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。[1_4]

 

一、集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)

 

為了滿足新形勢下集成電路人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的需要,合肥工業(yè)大學(xué)(以下簡稱"我校”從2005年起借助于大學(xué)計(jì)劃。我校相繼開設(shè)了與集成電路設(shè)計(jì)密切相關(guān)的本科課程,如集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì) 、 ASIC設(shè)計(jì)方法、硬件描述語言等。同時(shí)對課程體系進(jìn)行了修訂,注意相關(guān)課程之間相互銜接,關(guān)鍵內(nèi)容不遺漏,突出集成電路設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),通過對課程內(nèi)容的精選、重組和充實(shí),結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的開展,構(gòu)成了系統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)過程。56]

 

集成電路設(shè)計(jì)從實(shí)現(xiàn)方法上可以分為三種:全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可編程器件設(shè)計(jì)。全定制集成電路設(shè)計(jì),特別是其后端的版圖設(shè)計(jì),涵蓋了微電子學(xué)、電路理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等諸多學(xué)科的基礎(chǔ)理論,這是微電子學(xué)專業(yè)的辦學(xué)重要特色和人才培養(yǎng)重點(diǎn)方向,目的是給本科專業(yè)學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。

 

在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中,采用的是中電華大電子設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)開發(fā)的九天EDA軟件系統(tǒng)(ZeniEDASystem),這是中國唯1的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統(tǒng)兼容,支持百萬門級的集成電路設(shè)計(jì)規(guī)模,可進(jìn)行國際通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,它的某些功能如版圖編輯、驗(yàn)證等已經(jīng)與國際產(chǎn)品相當(dāng)甚至更優(yōu),已經(jīng)在商業(yè)化的集成電路設(shè)計(jì)公司以及東南大學(xué)等國內(nèi)二十多所高校中得到了應(yīng)用,特別是在模擬和高速集成電路的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了強(qiáng)大的功能,并成功開發(fā)出了許多實(shí)用的集成電路芯片。

 

九天EDA軟件系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)管理器,原理圖編輯器,版圖編輯工具,版圖驗(yàn)證工具,層次版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查工具,寄生參數(shù)提取工具,信號完整性分析工具等幾個(gè)主要模塊,實(shí)現(xiàn)了從集成電路電路原理圖到版圖的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。

 

二、集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)

 

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合九天EDA軟件的功能特點(diǎn),在本科生三年級下半學(xué)期開設(shè)了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設(shè)計(jì)課程。

 

在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中,首先對集成電路設(shè)計(jì)的_些相關(guān)知識(shí)進(jìn)行回顧,介紹版圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),如集成電路設(shè)計(jì)流程,CMOS基本工藝過程,版圖的基本概念,版圖的相關(guān)物理知識(shí)及物理結(jié)構(gòu),版圖設(shè)計(jì)的基本流程,版圖的總體設(shè)計(jì),布局規(guī)劃以及標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖設(shè)計(jì)等。然后結(jié)合上機(jī)實(shí)驗(yàn),講解Unix和Linux操作系統(tǒng)的常用命令,詳細(xì)闡述基于標(biāo)準(zhǔn)單元庫的版圖設(shè)計(jì)流程,指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniSE繪制電路原理圖,使用ZeniPDT進(jìn)行NMOS/PMOS以及反相器的簡單版圖設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自主選擇_些較為復(fù)雜的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì),如數(shù)據(jù)選擇器、MOS差分放大器電路、二四譯碼器、基本RS觸發(fā)器、六管MOS靜態(tài)存儲(chǔ)單元等,使學(xué)生能深入理解集成電路版圖設(shè)計(jì)的概念原理和設(shè)計(jì)方法。最后介紹版圖驗(yàn)證的基本思想及實(shí)現(xiàn),包括設(shè)計(jì)規(guī)則的檢查(DRC),電路參數(shù)的檢查(ERC),網(wǎng)表一致性檢查(LVS),指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniVERI等工具進(jìn)行版圖驗(yàn)證、查錯(cuò)和修改。7]

 

集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)是:

 

第熟練掌握華大EDA軟件的原理圖編輯器ZeniSE、版圖編輯模塊ZeniPDT以及版圖驗(yàn)證模塊ZeniVER丨等工具的使用;了解工藝庫的概念以及工藝庫文件technology的設(shè)置,能識(shí)別基本單元的版圖,根據(jù)版圖信息初步提取出相應(yīng)的邏輯圖并修改,利用EDA工具ZSE畫出電路圖并說明其功能,能夠根據(jù)版圖提取單元電路的原理圖。

 

第二,能夠編寫設(shè)計(jì)版圖驗(yàn)證命令文件(commandfile)。版圖驗(yàn)證需要四個(gè)文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)來支持,要求學(xué)生能夠利用ZeniVER丨進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRC驗(yàn)證并修改版圖、電學(xué)規(guī)則檢查(ERC)、版圖網(wǎng)表提取(NE)、利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證,利用LDX工具進(jìn)行LVS的查錯(cuò)及修改等。

 

第三,能夠基本讀懂和理解版圖設(shè)計(jì)規(guī)則文件的含義。版圖設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定了集成電路生產(chǎn)中可以接受的幾何尺寸要求和可以達(dá)到的電學(xué)性能,這些規(guī)則是電路設(shè)計(jì)師和工藝工程師之間的_種互相制約的聯(lián)系手段,版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的目的是使集成電路設(shè)計(jì)規(guī)范化,并在取得最佳成品率和確保電路可靠性的前提下利用這些規(guī)則使版圖面積盡可能做到最小。

 

第四,了解版圖庫的概念。采用半定制標(biāo)準(zhǔn)單元方式設(shè)計(jì)版圖,需要有統(tǒng)一高度的基本電路單元版圖的版圖庫來支持,這些基本單元可以是不同類型的各種門電路,也可以是觸發(fā)器、全加器、寄存器等功能電路,因此,理解并學(xué)會(huì)版圖庫的建立也是版圖設(shè)計(jì)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。

 

三、CMOS反相器的版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)例介紹

 

下面以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS反相器來簡單介紹一下集成電路版圖設(shè)計(jì)的一般流程。

 

1.內(nèi)容和要求

 

根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖,初步確定其版圖;使用EDA工具PDT打開版圖編輯器;在版圖編輯器上依次畫出P管和N管的有源區(qū)、多晶硅及接觸孔等;完成必要的連線并標(biāo)注輸入輸出端。

 

2.設(shè)計(jì)步驟

 

根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖,在草稿紙上初步確定其版圖結(jié)構(gòu)及構(gòu)成;打開終端,進(jìn)入pdt文件夾,鍵入pdt,進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器;讀懂版圖的層次定義的文件,確定不同層次顏色的對應(yīng),熟悉版圖編輯器各個(gè)命令及其快捷鍵的使用;在版圖編輯器上初步畫出反相器的P管和N管;檢查畫出的P管和N管的正確性,并作必要的修改,然后按照原理圖上的連接關(guān)系作相應(yīng)的連線,最后檢查修改整個(gè)版圖。

 

3.版圖驗(yàn)證

 

打開終端,進(jìn)入zse文件夾,鍵入zse,進(jìn)入ZeniSE原理圖編輯器,正確畫出CMOS反相器的原理圖并導(dǎo)出其網(wǎng)表文件;調(diào)出版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)則文件,閱讀和理解其基本語句的含義,對其作相應(yīng)的路徑和文件名的修改以滿足物理驗(yàn)證的要求;打開終端,進(jìn)入pdt文件夾,鍵入pdt,進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器,調(diào)出CMOS反相器的版圖,在線進(jìn)行DRC驗(yàn)證并修改版圖;對網(wǎng)表一致性檢查文件進(jìn)行路徑和文件名的修改,利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證;如果LVS驗(yàn)證有錯(cuò),貝懦要調(diào)用LDX工具,對版圖上的錯(cuò)誤進(jìn)行修改。

 

4.設(shè)計(jì)提示

 

要很好的理解版圖設(shè)計(jì)的過程和意義,應(yīng)對MOS結(jié)構(gòu)有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí);需要對器件做襯底接觸,版圖實(shí)現(xiàn)上襯底接觸直接做在電源線上;接觸孔的大小應(yīng)該是一致的,在不違反設(shè)計(jì)規(guī)則的前提下,接觸孔應(yīng)盡可能的多,金屬的寬度應(yīng)盡可能寬;繪制圖形時(shí)可以多使用〃復(fù)制"操作,這樣可以大大縮小工作量,且設(shè)計(jì)的圖形滿足要求并且精確;注意P管和N管有源區(qū)的大小,一般在版圖設(shè)計(jì)上,P管和N管大小之比是2:1;注意整個(gè)版圖的整體尺寸的合理分配,不要太大也不要太小;注意不同的層次之間應(yīng)該保持一定的距離,層次本身的寬度的大小要適當(dāng),以滿足設(shè)計(jì)規(guī)則的要求。四、基本MOS差分放大器版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)例介紹在基本MOS差分放大器的版圖設(shè)計(jì)中,要求學(xué)生理解構(gòu)成差分式輸入結(jié)構(gòu)的原理和組成結(jié)構(gòu),畫出相應(yīng)的電路原理圖,進(jìn)行ERC檢查,然后根據(jù)電路原理圖用PDT工具上繪制與之對應(yīng)的版圖。當(dāng)將基本的版圖繪制好之后,對版圖里的輸入、輸出端口以及電源線和地線進(jìn)行標(biāo)注,然后利用幾何設(shè)計(jì)規(guī)則文件進(jìn)行在線DRC驗(yàn)證,利用版圖與電路圖的網(wǎng)表文件進(jìn)行LVS檢查,修改其中的錯(cuò)誤并優(yōu)化版圖,最后全部通過檢查,設(shè)計(jì)完成。

 

五、結(jié)束語

 

集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生鞏固了集成電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí),提高了學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)過程中分析問題和解決問題的能力,為今后的職業(yè)生涯和研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,在今后的教學(xué)改革工作中,除了要繼續(xù)提高教師的理論教學(xué)水平外,還必須高度重視以EDA工具和設(shè)計(jì)流程為核心的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),努力把課堂教學(xué)和實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用緊密結(jié)合在一起,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力,開闊學(xué)生的視野,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)行新的探索和實(shí)踐。

 

參考文獻(xiàn):

 

[1]孫玲.關(guān)于培養(yǎng)集成電路專業(yè)應(yīng)用型人才的思考[J].中國集成電路,2007,(4):19-22.

 

[2]段智勇,弓巧俠,羅榮輝,等.集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)課程體系改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2010,(5):25-26.

 

[3]唐俊龍,唐立軍,文勇軍,等.完善集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)的探討J].中國電力教育,2011,(34):35-36.

 

[4]肖功利,楊宏艷.微電子學(xué)專業(yè)丨C設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)主干課程設(shè)置[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009,(4):338-340.

 

[5]竇建華,毛劍波,易茂祥九天”EDA軟件在"中國芯片工程〃中的作用[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2008,(6):154-156.

 

[6]易茂祥,毛劍波,楊明武,等.基于華大EDA軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2006,(5):71-73.

第2篇:集成電路的概念范文

【關(guān)鍵詞】集成電路版圖;教學(xué)方法;改革

集成電路版圖設(shè)計(jì)是集成電路設(shè)計(jì)的最終結(jié)果,版圖質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)芯片的性能和經(jīng)濟(jì)性,因此,如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好集成電路版圖設(shè)計(jì)技術(shù),具備成為合格的版圖設(shè)計(jì)工程師的基本潛質(zhì),是擺在微電子專業(yè)老師面前的一個(gè)普遍難題。如何破解這個(gè)難題,我們做了以下探索。

一、突出實(shí)踐,理論配合

傳統(tǒng)的《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程采取理論教育優(yōu)先,學(xué)生對于版圖的基本理論和設(shè)計(jì)規(guī)則非常熟悉,但動(dòng)手實(shí)踐能力缺乏培養(yǎng),往往在學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)還需二次培訓(xùn)版圖設(shè)計(jì)能力,造成了嚴(yán)重的人力資源浪費(fèi)。這是由于沒有清晰的認(rèn)識(shí)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的性質(zhì),造成對它的講授還是采取傳統(tǒng)教學(xué)方式:老師講,學(xué)生聽,偏重理論,缺乏實(shí)踐,影響到學(xué)生在工作中面臨實(shí)際設(shè)計(jì)電路能力的發(fā)揮?!都呻娐钒鎴D設(shè)計(jì)》是一門承接系統(tǒng)、電路、工藝、EDA技術(shù)的綜合性課程,如果按照傳統(tǒng)方式授課,課程的綜合性和實(shí)踐性無法得到體現(xiàn),違背了課程應(yīng)有的自身規(guī)律,教學(xué)效果和實(shí)用意義不能滿足工業(yè)界的要求。我們在重新思考課程的本質(zhì)特點(diǎn)后,采取了實(shí)踐先行,理論配合的教學(xué)方法,具體如下:集成電路版圖是根據(jù)邏輯與電路功能和性能要求,以及工藝水平要求來設(shè)計(jì)光刻用的掩膜圖形,實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)的最終輸出。版圖是一組相互套合的圖形,各層版圖相應(yīng)于不同的工藝步驟,每一層版圖使用不同的圖案來表示。我們首先講授版圖設(shè)計(jì)工具EDA軟件的使用,讓學(xué)生掌握EDA軟件的每一個(gè)主要功能,從圖形的選擇、材料的配置,讓學(xué)生從感性角度認(rèn)識(shí)實(shí)際的版圖設(shè)計(jì)是如何開展的,每一個(gè)步驟是如何使用軟件完成的,整體芯片版圖設(shè)計(jì)的流程有哪些規(guī)定,學(xué)生此時(shí)設(shè)計(jì)的版圖可能不是很精確和完美,但學(xué)生對于什么是版圖和如何設(shè)計(jì)版圖有了初步的感性認(rèn)識(shí),建立起版圖設(shè)計(jì)的基本概念,對于后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了牢實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ),此時(shí)再去講授版圖設(shè)計(jì)理論知識(shí),學(xué)生更能理解深層的工藝知識(shí)和半導(dǎo)體理論,真正做到了知行合一,實(shí)踐先行的教育理念,對學(xué)生能力的培養(yǎng)大有裨益。

二、注重細(xì)節(jié),加強(qiáng)引導(dǎo)

傳統(tǒng)方式講授《集成電路版圖設(shè)計(jì)》理論占大部分時(shí)間,學(xué)生知道二極管、晶體管、場效應(yīng)管、電阻、電容等基本元器件的工作原理和構(gòu)成要素,但是在版圖設(shè)計(jì)中,這些元器件為什么要這樣設(shè)計(jì),其實(shí)內(nèi)心中充滿著疑惑和不解。針對學(xué)生的疑惑,我們從工藝細(xì)節(jié)入手來解決這個(gè)問題。作為集成電路版圖設(shè)計(jì)者,首先要熟悉工藝條件和期間物理,才能確定晶體管的具體尺寸、連線的寬度、間距、各次掩膜套刻精度等。版圖設(shè)計(jì)的規(guī)則也是由工藝來確定的,掌握了工藝也就掌握了版圖設(shè)計(jì)的鑰匙。我們將通用工藝文件的每一條規(guī)則向?qū)W生講解,通用元器件的規(guī)則整理出它們的共性,最小寬度、長度、間距的尺寸提醒學(xué)生要記憶,不同芯片生產(chǎn)廠的工藝對比學(xué)習(xí)和研究,學(xué)生在這一系列規(guī)則的學(xué)習(xí)過程中,慢慢理解熟悉了工藝規(guī)則文件的組織構(gòu)成及學(xué)習(xí)要點(diǎn),能夠舉一反三的在不同工藝規(guī)則下,設(shè)計(jì)同一種元器件的版圖,即使電路元器件的數(shù)量巨大,電路拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜,在老師耐心的講解下,學(xué)生也能夠依據(jù)工藝規(guī)則設(shè)計(jì)出符合要求的版圖,這都是在理解了工藝規(guī)則細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上完成的。所以,關(guān)注細(xì)節(jié),加強(qiáng)引導(dǎo),是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要方法。

三、完善考核機(jī)制,爭取比賽練兵

學(xué)生成績的提高,合理完善的考核機(jī)制不可或缺。以往《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的考核主要是理論知識(shí)作業(yè)和課程報(bào)告,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)際動(dòng)手能力沒有得到考核,造成不能全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。我們采取項(xiàng)目形式,全方位考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)知識(shí)點(diǎn),將通用模擬電路分成五大類,每個(gè)大類提取出經(jīng)典的電路10種,使用主流芯片加工廠的生產(chǎn)工藝,由經(jīng)驗(yàn)豐富的老師把它們的版圖全部設(shè)計(jì)出來,作為庫單元放在服務(wù)器中供學(xué)生參考。在學(xué)生充分理解庫單元實(shí)例的基礎(chǔ)上,將以往設(shè)計(jì)的一些實(shí)用電路布置給學(xué)生,要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),設(shè)計(jì)出合格的版圖,以此作為最終的考核結(jié)果。學(xué)生在學(xué)習(xí)課程期間,可以接觸到不同工藝、不同結(jié)構(gòu)的多種類電路,而且必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出版圖,這極大的促進(jìn)了他們學(xué)習(xí)的積極性和時(shí)間觀念。學(xué)生在設(shè)計(jì)版圖的過程中,會(huì)遇到多種問題,他們會(huì)采取問老師答疑,和同學(xué)討論的多種方式解決,不僅能督促他們平時(shí)上課認(rèn)真聽講,而且對遇到的問題也能多角度思考,最重要的是他們親自動(dòng)手設(shè)計(jì)版圖,將工藝、電路、器件綜合考慮,在約定的時(shí)間內(nèi)能力得到極大提高。老師根據(jù)學(xué)生上傳至服務(wù)器中設(shè)計(jì)的不同項(xiàng)目版圖打分,而且將每個(gè)項(xiàng)目的得分出具詳細(xì)的報(bào)告,對學(xué)生的成績進(jìn)行點(diǎn)評。學(xué)生通過查閱報(bào)告,能夠知道課程學(xué)習(xí)的缺點(diǎn)和得分項(xiàng),為下一次提高設(shè)計(jì)成績是一個(gè)很好的參考。除了日常學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)版圖項(xiàng)目,學(xué)生可以爭取參加微電子專業(yè)的一些比賽,通過比賽體會(huì)一些具有挑戰(zhàn)性的版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目,來提高學(xué)生在實(shí)際場景下如何發(fā)揮設(shè)計(jì)能力和項(xiàng)目組織能力,為他們未來進(jìn)入職場從事版圖設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)的專業(yè)能力和實(shí)際解決問題能力。

四、總結(jié)

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程是一門兼具理論基礎(chǔ)和實(shí)踐鍛煉想結(jié)合的課程,對它的講授不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還需合理的實(shí)踐環(huán)節(jié)配合,才能取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目:北方工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革和課程建設(shè)基金。

第3篇:集成電路的概念范文

當(dāng)今世界,計(jì)算機(jī)的發(fā)展已成為領(lǐng)導(dǎo)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的潮頭軍,自1946年世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來,短短的五十多年間,計(jì)算機(jī)作為一種現(xiàn)代化的高級工具以驚人的速度迅速地滲透到了社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,引起了全球的技術(shù)革命。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展離不開另一門產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,即集成電路產(chǎn)業(yè)。因?yàn)榧呻娐返某霈F(xiàn)才使計(jì)算機(jī)擺脫了電子管、晶體管等原材料構(gòu)件的束縛,逐步走向小型化,輕型化,高智能化,迅速走向了社會(huì),走入了家庭。

集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,產(chǎn)生了許多新的法律問題,由于傳統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)法的局限性以及集成電路及其布圖設(shè)計(jì)本身存在著的特殊性,集成電路布圖設(shè)計(jì)的法律保護(hù)問題也引起了法學(xué)界的極大關(guān)注。各國也紛紛就集成電路布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行立法,以保護(hù)此種特殊性質(zhì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)不受侵害。

我國早在1991年國務(wù)院就已將《半導(dǎo)體集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》列入了立法計(jì)劃,經(jīng)過10年的醞釀,我國的《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》終于于2001年3月28日由國務(wù)院第36次會(huì)議通過,并于2001年10月1日起施行。這是目前我國保護(hù)集成電路布圖設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一部重要法規(guī)。雖然它是一部行政法規(guī),但經(jīng)過試行一段時(shí)間到條件成熟后,將之上升為法律的形式是必然的趨勢。我國采用專門立法的形式保護(hù)集成電路布圖設(shè)計(jì)既尊重了國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的原則,又便于與國際法律接軌,而且這部條例既保護(hù)了集成電路布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)人的權(quán)益,又考慮到了國家和公眾的利益,使技術(shù)進(jìn)步不受到人為的限制。這一條例初步建立了我國集成電路布圖設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的理論體系,進(jìn)一步完善了我國的知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律制度。

一、集成電路和布圖設(shè)計(jì)的概念與特點(diǎn)

集成電路是指半導(dǎo)體集成電路,即以半導(dǎo)體材料為基片,將至少有一個(gè)是有源元件的兩個(gè)以上元件和部分或者全部互連線路集成在基片之中或基片之上,以執(zhí)行某種電子功能的中間產(chǎn)品或者最終產(chǎn)品。一塊集成電路通過控制電流在其電路中的流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)其功效。在計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期,每個(gè)電路元件(如晶體管、電阻、電容等)都是用引線同電路中的其它元件相連接的。這種做法須耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力與工時(shí),且計(jì)算機(jī)制作成本很高,大量連線的存在使電流的流動(dòng)距離增長,不僅影響了計(jì)算機(jī)工作的速度和可靠性,還引起電路功耗的增加,從而帶來電路的散熱以及要求有較高電壓的電源等一系列的問題。這也正是最初計(jì)算機(jī)體積龐大、耗電量大、速度慢的根本原因。采用集成電路以后,這些問題就得到了解決:由于電路元件及連線實(shí)質(zhì)上已成為一體,作為一塊電路板上的不同元件,它們之間的電流交換速度大大增強(qiáng),且電路的功耗亦大幅度降低,不僅提高了計(jì)算機(jī)的性能,還大大降低了計(jì)算機(jī)的成本。由于生產(chǎn)集成電路的主要原材料硅、鋁、水等一些化合物并不昂貴,但經(jīng)過加工以后得到的集成電路產(chǎn)品的價(jià)值往往可以達(dá)到其材料價(jià)值的幾十倍,幾百倍甚至上千倍。在其價(jià)值成本中,大部分都是知識(shí)、技術(shù)與信息所增加的附加價(jià)值。這種附加價(jià)值主要集中在以集成電路為載體而體現(xiàn)出來的人類智慧的結(jié)晶-布圖設(shè)計(jì)的價(jià)值上。就象相同的磁帶因?yàn)殇浿撇煌母枨鋬r(jià)值就會(huì)不同一樣,用相同的技術(shù)工藝在同樣的芯片上依不同的布圖設(shè)計(jì)所制作出的集成電路,其價(jià)值也是不同的。好的布圖設(shè)計(jì)制作出的芯片往往能具備更高的性能和工作速度。因此,集成電路的法律保護(hù)問題,歸根結(jié)底在于對其布圖設(shè)計(jì)的保護(hù)。

對布圖設(shè)計(jì),世界各國的稱呼各有不同:美國稱之為掩膜作品,(Mask Work),日本稱之為電路布局(Circuit Layout),歐洲國家采用的是另一個(gè)英文單詞Topography(拓樸圖),而世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)于1987年2月通過的《關(guān)于集成電路知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)條約》(簡稱《WIPO條約》或《華盛頓條約》)中則采用了Layout-design(布圖設(shè)計(jì))一詞。這些詞語字面上的表示雖各不相同,但其真正的含義都是相同的,即指集成電路中各種元件的三維配置。許多人認(rèn)為布圖設(shè)計(jì)只是一種設(shè)計(jì)圖,就象建筑工程設(shè)計(jì)圖一樣。事實(shí)上布圖設(shè)計(jì)與建筑工程設(shè)計(jì)圖這種一般的二維設(shè)計(jì)圖是不同的,它是一種有許多不同層面的三維設(shè)計(jì),每一層面上又有許多復(fù)雜的電路布圖裝置圖,而且最重要的是,真正可以用于實(shí)踐的布圖設(shè)計(jì)是經(jīng)過了特殊的工藝按實(shí)物尺寸復(fù)制在玻璃板上,可以直接加工在芯片上的模本,即掩膜版?,F(xiàn)在世界上雖已有一些更先進(jìn)的模本技術(shù),但是最終布圖設(shè)計(jì)還是必須做成與集成電路產(chǎn)品實(shí)物一般大小的模本,才可算是完成了布圖設(shè)計(jì)的制作。在生產(chǎn)過程中,這些模本是直接被“做”到產(chǎn)品中去成為產(chǎn)品的一部分,而不是象建筑設(shè)計(jì)圖那樣本身與實(shí)際的建造結(jié)果之間并無聯(lián)系。一個(gè)小小的掩膜作品中所包含的電路設(shè)計(jì)圖往往可以是幾十張上千張甚至上萬張。設(shè)計(jì)一組布圖設(shè)計(jì),需要付出巨大的創(chuàng)造性勞動(dòng),它代表著芯片開發(fā)中的主要投資,可占其成本的50%以上。布圖設(shè)計(jì)作為人類智力勞動(dòng)的成果,具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)客體的許多共性特征,應(yīng)當(dāng)成為知識(shí)產(chǎn)權(quán)法保護(hù)的對象,其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:

(一)無形性。

布圖設(shè)計(jì)作為一種元件的“三維配置”,這種配置方式本身是無形的、抽象的,是人類智慧的體現(xiàn),但它可以通過有形的載體表現(xiàn)出來而為人所感知。當(dāng)它被制作成芯片時(shí),表現(xiàn)為一定的構(gòu)形;當(dāng)它被制成掩膜版時(shí),表現(xiàn)為一定的圖形;當(dāng)它被輸入計(jì)算機(jī)時(shí),則以一定的數(shù)據(jù)代碼的方式存儲(chǔ)在磁盤之中。

(二)可復(fù)制性。

布圖設(shè)計(jì)具有可復(fù)制性,但其可復(fù)制性與一般著作權(quán)客體的可復(fù)制性不同。當(dāng)布圖設(shè)計(jì)的載體為掩膜版時(shí),它以圖形方式存在,這時(shí)只要對全套掩膜版加以翻拍,即可復(fù)制出全部的布圖設(shè)計(jì)。當(dāng)布圖設(shè)計(jì)以磁盤為載體時(shí),同樣可用通常的拷貝方法復(fù)制。當(dāng)布圖設(shè)計(jì)的載體為集成電路芯片時(shí),它同樣可以被復(fù)制,只是復(fù)制過程相對要復(fù)雜一些。復(fù)制者要先把芯片的塑料或陶瓷外殼打開,利用一臺(tái)高分辨率的照相機(jī),把頂上的金屬聯(lián)接層照下來,再用酸把這層金屬腐蝕掉,對下面那層半導(dǎo)體材料照相,獲得該層的掩膜作品。照完后利用相同的方法再照下一層,如此一步一步做下去,就可以得到這一芯片的全套掩膜,依靠這套掩膜就可以模仿生產(chǎn)該芯片。這種從集成電路成品著手,利用特殊技術(shù)手段了解其布圖設(shè)計(jì)的方法被稱為“反向工程”方法。這種方法雖需一定的技術(shù)要求,但是比起原開發(fā)者漫長艱辛的開發(fā)過程,其所花費(fèi)的時(shí)間和精力都只是后者的若干分之一。

(三)表現(xiàn)形式的非任意性。

布圖設(shè)計(jì)是與集成電路的功能相對應(yīng)的。布圖設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式要受到電路參數(shù)、實(shí)物產(chǎn)品尺寸、工藝技術(shù)水平、半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布等技術(shù)因素和物理規(guī)律的限制,因此開發(fā)新的功能相同或相似的集成電路,其布圖設(shè)計(jì)不得不遵循共同的技術(shù)原則和設(shè)計(jì)原則,有時(shí)還要采用相同的線寬,甚至采用相同的電路單元。這就造成了對布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)認(rèn)定難度的加大,有關(guān)這一點(diǎn),筆者將在后文論述。

由以上特點(diǎn)可以看出,布圖設(shè)計(jì)的無形性是知識(shí)產(chǎn)權(quán)客體的共性,可復(fù)制性是著作權(quán)客體的一個(gè)必要特征,表現(xiàn)形式的非任意性則是工業(yè)產(chǎn)權(quán)客體的特性,因此,布圖設(shè)計(jì)成為了一種兼有著作權(quán)和工業(yè)產(chǎn)權(quán)客體雙重屬性的特殊知識(shí)產(chǎn)權(quán)客體,很難在傳統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)體系中得到完善的保護(hù)。因此要想求取良好適當(dāng)?shù)姆杀Wo(hù)模式,就必須突破傳統(tǒng)的界限。針對布圖設(shè)計(jì)自身的特征,制定出專門的單行法律加以保護(hù),這是世界上大多數(shù)國家的共識(shí)。我國也正是采用了此種立法方式。

二、我國集成電路布圖設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的理論體系

我國集成電路布圖設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系是在傳統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)法理論的基礎(chǔ)上,借鑒國外的一些理論和實(shí)踐建立起來的。這一理論體系的核心概念即布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)。

(一)布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的概念和要素

1、概念

布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)就是布圖設(shè)計(jì)的創(chuàng)作人或者其他權(quán)利人對布圖設(shè)計(jì)所享有的權(quán)利,具體來說,就是指國家依據(jù)有關(guān)集成電路的法律規(guī)定,對于符合一定手續(xù)和條件的布圖設(shè)計(jì),授予其創(chuàng)作人或其他人在一定期間內(nèi)對布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)制和商業(yè)利用的權(quán)利。布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)作為一種獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán),既不屬于專利權(quán),也不屬于著作權(quán)。而且,布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)是以布圖設(shè)計(jì)為權(quán)利客體的,權(quán)利人對與布圖設(shè)計(jì)有關(guān)的集成電路或其中所含的信息并不享有權(quán)利。

2、要素

布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的要素包括三個(gè),即布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的主體、客體和內(nèi)容。

(1)布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的主體。

布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的主體,即布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人,是指依照集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)法的規(guī)定,對布圖設(shè)計(jì)享有專有權(quán)的自然人、法人或其他組織。根據(jù)我國《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》的規(guī)定,能夠享有布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的人主要有以下幾類:

①布圖設(shè)計(jì)創(chuàng)作者或合作創(chuàng)作者

布圖設(shè)計(jì)的創(chuàng)作者或合作創(chuàng)作者即以自己的智力勞動(dòng)單獨(dú)或共同完成布圖設(shè)計(jì)的人。由于布圖設(shè)計(jì)的各個(gè)部分是密不可分的,具有整體性,缺少任何一部分布圖設(shè)計(jì)都將無法完成預(yù)先希望達(dá)到的功能,因此,由多人共同創(chuàng)作完成的布圖設(shè)計(jì)其權(quán)利只能作為一個(gè)整體由各創(chuàng)作人共同享有,即使各創(chuàng)作人所創(chuàng)作的部分能夠與他人的部分相區(qū)分,他也不可能就這一部分設(shè)計(jì)單獨(dú)享有權(quán)利。但是法律允許合作者就布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的歸屬作出約定。

②主持創(chuàng)作布圖設(shè)計(jì)的法人或組織

根據(jù)我國《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》第9條第二款的規(guī)定:“由法人或者其他組織主持,依據(jù)法人或者其他組織的意志而創(chuàng)作,并由法人或者其他組織承擔(dān)責(zé)任的布圖設(shè)計(jì),該法人或者其他組織是創(chuàng)作者?!庇煞ㄈ嘶蚪M織主持創(chuàng)作的布圖設(shè)計(jì)類似于版權(quán)法中的職務(wù)作品,其權(quán)利不由直接完成創(chuàng)作的人享有而由有關(guān)的單位享有。

③經(jīng)約定可以享有權(quán)利的委托人

對于委托創(chuàng)作布圖設(shè)計(jì)的情形,我國的規(guī)定是:“受委托創(chuàng)作的布圖設(shè)計(jì),其專有權(quán)的歸屬由委托人和受托人雙方約定,未作約定或者約定不明的其專有權(quán)由受托人享有。”所以因受委托而完成的布圖設(shè)計(jì)的專有權(quán)歸屬,首先依委托人與受托人的約定,雙方未約定或約定不明的,由受托人也就是直接完成創(chuàng)作行為的人享有布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)。

④以上主體的權(quán)利繼受人

布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人是自然人的,自然死亡之后,其專有權(quán)在法律規(guī)定的保護(hù)期內(nèi)可依照繼承法的規(guī)定轉(zhuǎn)移。布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)屬于法人或者其他組織的,法人或者其他組織變更、終止后,其專有權(quán)在法律規(guī)定的保護(hù)期內(nèi)由承繼其權(quán)利、義務(wù)的法人或者其他組織享有,沒有承繼其權(quán)利、義務(wù)的法人或者其他組織的,則布圖設(shè)計(jì)進(jìn)入公有領(lǐng)域。

另外,我國法律還規(guī)定外國人創(chuàng)作的布圖設(shè)計(jì)首先在中國境內(nèi)投入商業(yè)利用的,依照我國的法律可享有布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)。外國人創(chuàng)作的布圖設(shè)計(jì)其他作者所屬國同中國簽訂有關(guān)布圖設(shè)計(jì)保護(hù)協(xié)議或與中國共同參加有關(guān)布圖設(shè)計(jì)保護(hù)的國際條約的,也可依我國法享有布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)。

(2)布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的客體。

《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》中規(guī)定,布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的客體是具有獨(dú)創(chuàng)性的布圖設(shè)計(jì)。這一規(guī)定與《WIPO條約》①中的規(guī)定是一致的,我國已是該條約的正式簽字國。布圖設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性是指該布圖設(shè)計(jì)是創(chuàng)作者自己的智力勞動(dòng)成果,并且在其創(chuàng)作時(shí)該布圖設(shè)計(jì)在布圖設(shè)計(jì)創(chuàng)作者和集成電路制造者中不是公認(rèn)的常規(guī)設(shè)計(jì)。但如由常規(guī)設(shè)計(jì)組成的布圖設(shè)計(jì),其組合作為整體符合前述條件的,也是受到保護(hù)的客體。這一規(guī)定是為保護(hù)集成電路進(jìn)一步發(fā)展而作的特別規(guī)定。我國法對布圖設(shè)計(jì)的保護(hù),不延及思想、處理過程、操作方法或者數(shù)學(xué)概念等。具體來說,一項(xiàng)布圖設(shè)計(jì)要取得專有權(quán),必須具備以下的條件:

①實(shí)質(zhì)要件:申請保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)必須具有原創(chuàng)性。

具有原創(chuàng)性包括兩層含義,一是指該布圖設(shè)計(jì)必須是創(chuàng)作人自己智力勞動(dòng)的成果,而非簡單復(fù)制他人的布圖設(shè)計(jì)。二是指該布圖設(shè)計(jì)應(yīng)具備一定的先進(jìn)性,即它在創(chuàng)作完成時(shí)不能是當(dāng)時(shí)集成電路產(chǎn)業(yè)中常用的,顯而易見的或?yàn)槿怂熘摹?/p>

對原創(chuàng)性的規(guī)定,大多數(shù)國家都大致相同,《WIPO條約》中對此亦作出了詳細(xì)的規(guī)定,我國作為集成電路技術(shù)較為落后的發(fā)展中國家,作出這樣的規(guī)定有利于鼓勵(lì)有關(guān)技術(shù)人員的積極性和主動(dòng)性,以促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

②形式要件:即取得保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)在形式上必須具備的條件。

我國以登記作為布圖設(shè)計(jì)取得權(quán)利保護(hù)的形式要件。

我國已規(guī)定了一套類似計(jì)算機(jī)軟件版權(quán)登記的布圖設(shè)計(jì)權(quán)登記制度。如果不進(jìn)行登記,權(quán)利人將很難證明其布圖設(shè)計(jì)在創(chuàng)作完成時(shí)是非顯而易見的,因?yàn)椴紙D設(shè)計(jì)的發(fā)展十分迅速,等到侵權(quán)糾紛出現(xiàn)時(shí),舉證已相當(dāng)困難,建立一套登記制度即可在很大程度上解決這一難題。

(3)布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的內(nèi)容

布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的內(nèi)容即指布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的具體權(quán)能。根據(jù)《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》的規(guī)定,我國的布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的權(quán)能主要包括:

①復(fù)制權(quán),即權(quán)利人有權(quán)通過光學(xué)的、電子學(xué)的方式或其他方式來復(fù)制其受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)或者含有該布圖設(shè)計(jì)的集成電路。這種復(fù)制(reproduce)與版權(quán)法中的復(fù)制(copy)是不同的,它必須通過特殊的方法實(shí)現(xiàn),實(shí)際上是一種重新制作。所以,我國《條例》中明確規(guī)定:“復(fù)制,是指重復(fù)制作布圖設(shè)計(jì)或者含有該布圖設(shè)計(jì)的集成電路的行為?!?/p>

②商業(yè)利用權(quán),即布圖設(shè)計(jì)權(quán)人享有的將受保護(hù)布圖設(shè)計(jì)以及含有該受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)的集成電路或含此種集成電路的產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)利用的權(quán)利。各國立法對此權(quán)利內(nèi)容的規(guī)定不完全相同,但一般都包括出售權(quán)、出租權(quán)、展覽陳列權(quán)以及為商業(yè)目的或其他方式的利用而進(jìn)口的權(quán)利等。我國法所規(guī)定的商業(yè)利用,是指為商業(yè)目的進(jìn)口、銷售或者以其他方式提供受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì),含有該布圖設(shè)計(jì)的集成電路或者含有該集成電路的物品的行為。

值得注意的是,從各國現(xiàn)有的集成電路法規(guī)定看,布圖設(shè)計(jì)權(quán)均不包括任何精神權(quán)利,且布圖設(shè)計(jì)權(quán)不影響權(quán)利人根據(jù)其他法律而對布圖設(shè)計(jì)所享有的權(quán)利。

(二)布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的權(quán)利限制

作為一種知識(shí)產(chǎn)權(quán),和專利權(quán)及版權(quán)一樣,布圖設(shè)計(jì)權(quán)的行使也存在一定的限制。從各國立法的情況來看,對布圖設(shè)計(jì)權(quán)利的限制主要有以下幾種:

1.合理使用。這與版權(quán)中的合理使用相類似,主要包括為個(gè)人目的而復(fù)制或利用和為教學(xué)研究而復(fù)制或利用。

2.合理的反向工程。反向工程是現(xiàn)代集成電路工業(yè)發(fā)展的主要手段之一,但是反向工程也具有一定的特殊性,因?yàn)樵趶?fù)制他人布圖設(shè)計(jì)時(shí)也可能會(huì)用到反向工程的技術(shù),以科學(xué)研究為目的的反向工程是合法的,而單純?yōu)楂@取他人布圖設(shè)計(jì)而進(jìn)行的反向工程則是非法的,這又涉及到一個(gè)侵權(quán)認(rèn)定的問題。

3.權(quán)利窮竭。布圖設(shè)計(jì)權(quán)人或經(jīng)其受權(quán)的人將受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)或含有該布圖設(shè)計(jì)的集成電路產(chǎn)品投入市場以后,對與該布圖設(shè)計(jì)或該集成電路產(chǎn)品有關(guān)的任何商業(yè)利用行為,不再享有權(quán)利。

4.善意買主。即基于善意,不知道有關(guān)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品的保護(hù)的存在而購買了該半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品的人。這些人的行為是不能構(gòu)成布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)的。

5.強(qiáng)制許可。即在一定條件下,一國政府可以不經(jīng)布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人的同意強(qiáng)制作可他人或有關(guān)的組織使用其布圖設(shè)計(jì)。這一做法主要由一些發(fā)展中國家采用,一些發(fā)達(dá)國家如美國對此持反對意見?!禬IPO條約》對強(qiáng)制許可采取了肯定的態(tài)度,允許締約各國根據(jù)自己實(shí)際情況在法律上規(guī)定強(qiáng)制許可制度。

根據(jù)我國《集成電路布圖設(shè)計(jì)條例》第四章的規(guī)定,我國對布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)行使的限制主要體現(xiàn)在以下這幾個(gè)方面:

(1)為個(gè)人目的或者單純?yōu)樵u價(jià)、分析、研究、教學(xué)等目的而復(fù)制受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)的。

(2)在依據(jù)前項(xiàng)評價(jià)、分析受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)作出具有獨(dú)創(chuàng)性的布圖設(shè)計(jì)的。

(3)對自己獨(dú)立創(chuàng)作的與他人相同的布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)制或者將其投入商業(yè)利用的。

(4)受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)、含有該布圖設(shè)計(jì)的集成電路或者含有該集成電路的物品,由布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人或者經(jīng)其許可投放市場后,他人再次商業(yè)利用的。

(5)在國家出現(xiàn)緊急狀態(tài)或者非常情況時(shí),或者為了公共利益的目的,或者經(jīng)人民法院、不正當(dāng)競爭行為監(jiān)督檢查部門依法認(rèn)定布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人有不正當(dāng)競爭行為而需要給予補(bǔ)救時(shí),國務(wù)院知識(shí)產(chǎn)權(quán)行政部門可以給予使用其布圖設(shè)計(jì)的非自愿許可。但是取得非自愿許可的自然人,法人或其他組織應(yīng)向布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人支付合理的報(bào)酬,其數(shù)額由雙方協(xié)商;雙方不能達(dá)成協(xié)議的,由國務(wù)院知識(shí)產(chǎn)權(quán)行政部門裁決。

由以上這些規(guī)定可以看出,我國基本上采用了與《WIPO條約》相似的規(guī)定,這有利于我國的集成電路布圖設(shè)計(jì)與國際法律規(guī)定的接軌。

(三)布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)及其認(rèn)定

所謂布圖設(shè)計(jì)侵權(quán),即指侵犯了布圖設(shè)計(jì)權(quán)利人的權(quán)利,依法應(yīng)承擔(dān)法律責(zé)任的行為。它主要包括非法復(fù)制與非法進(jìn)行商業(yè)利用兩種。其中非法進(jìn)行商業(yè)利用的行為比較容易認(rèn)定,也易取證,但對非法復(fù)制的認(rèn)定卻存在一定的難度。非法復(fù)制主要有兩種:

1.完全復(fù)制,即將原布圖設(shè)計(jì)原封不動(dòng)照搬下來。這種情況比較好認(rèn)定,因?yàn)殚_發(fā)一種布圖設(shè)計(jì)是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的腦力勞動(dòng),兩個(gè)相互獨(dú)立的開發(fā)人在互不接觸的情況下獨(dú)立開發(fā)的兩種功能相同的布圖設(shè)計(jì),雖然在電路原理上有可能相似,但是表現(xiàn)在掩膜版上的具體元件布置、連線等布局完全一模一樣的可能性幾乎為零,因此在實(shí)踐中如發(fā)現(xiàn)兩種完全一樣的布圖設(shè)計(jì),那么必定是后一布圖設(shè)計(jì)人復(fù)制了前一設(shè)計(jì)人的布圖設(shè)計(jì),舉證責(zé)任主要集中在開發(fā)時(shí)間先后上,如果規(guī)定有布圖設(shè)計(jì)的登記制度,這就比較容易認(rèn)定。

2.部分復(fù)制,即仿制,這是目前存在的布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)行為中占比重最大,而且也是最難認(rèn)定的一種侵權(quán)行為。它之所以難以認(rèn)定的主要原因是布圖設(shè)計(jì)中有許多共同遵循的基本電路原理和技術(shù)原則,再加上新舊布圖設(shè)計(jì)之間需有兼容性的要求,在功能相類似的布圖設(shè)計(jì)中不可避免地會(huì)有一些相同或相似的地方。因此許多布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)人在獲取他人布圖設(shè)計(jì)作品以后,將一些無關(guān)緊要的元件位置作一定的改動(dòng),在電路設(shè)計(jì)連線上再作一些調(diào)整,就會(huì)使新的布局與原有的布局很不相同,尤其在制作成集成電路產(chǎn)品以后,肉眼無法觀察,必須借助機(jī)器進(jìn)行復(fù)雜的技術(shù)處理后才能認(rèn)定,這就更增加了對此種侵權(quán)行為認(rèn)定的難度。

筆者認(rèn)為,在認(rèn)定這種侵權(quán)行為時(shí)必須抓住兩個(gè)關(guān)鍵:一是兩種布圖設(shè)計(jì)是否實(shí)質(zhì)相似,二是另一布圖設(shè)計(jì)創(chuàng)作人是否曾接觸過受保護(hù)的布圖設(shè)計(jì)。確定了這兩點(diǎn),侵權(quán)的判定即可成立。對是否實(shí)質(zhì)相似的認(rèn)定,主要可從兩個(gè)方面著手:(1)從設(shè)計(jì)組成上看,首先在量上確定,兩種布圖設(shè)計(jì)相同的部分有多少,占全部布圖設(shè)計(jì)的比重有多大,一般而言,相同的越多,是復(fù)制的可能性就越大,另外在質(zhì)上可考察相同的部分在整個(gè)設(shè)計(jì)中所起的作用是否相同,如果起的都是核心的作用,那么就很容易構(gòu)成實(shí)質(zhì)相似。(2)從功能上看,兩種布圖設(shè)計(jì)的功能是否相同是二者是否實(shí)質(zhì)相似的根本要件,如果兩種功能完全不同的布圖設(shè)計(jì),即使其元件布局、線路布置絕大部分相同,也不可能構(gòu)成實(shí)質(zhì)相似。抓住了這兩個(gè)關(guān)鍵,對于仿制的侵權(quán)認(rèn)定就相對容易了。

總之,我國的《集成電路布圖設(shè)計(jì)條例》已初步建立了我國的集成電路布圖設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)理論體系,對布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)作了規(guī)定,并且規(guī)定了侵權(quán)人應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的法律責(zé)任。但我們?nèi)孕枰诮窈蟮牟紙D設(shè)計(jì)權(quán)利保護(hù)實(shí)踐中進(jìn)一步改善我國的保護(hù)制度,使布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)的保護(hù)更全面更完善,從而促進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

[注   釋]:

①即《關(guān)于集成電路的知識(shí)產(chǎn)權(quán)條約》(Treaty on the Intellectual Property in Respect of Integrated Circuits),是世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)于1989年5月在華盛頓通過的一部國際條約,簡稱《WIPO條約》?,F(xiàn)在已在這個(gè)條約上簽字的國家有埃及、加納、利比里亞、危地馬拉、南斯拉夫、贊比亞、印度和中國等。

[參考書目]

1. 鄭成思著《計(jì)算機(jī)軟件與數(shù)據(jù)的法律保護(hù)》,法律出版社,1987版。

2. 鄭成思著,《信息、新興技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)》,中國人大出版社,1986版。

3. 英明初著,《計(jì)算機(jī)軟件的版權(quán)保護(hù)》,北京大學(xué)出版社,1991年8月版。

4. 唐光良、董炳和、劉廣三著,《計(jì)算機(jī)法》,中國社會(huì)科學(xué)出版社,1993年11月版。

5. 劉江彬著,《計(jì)算機(jī)法律概論》,北京大學(xué)出版社,1992年7月版。

6. 趙震江主編,《科技法學(xué)》,北京大學(xué)出版社,1991版。

第4篇:集成電路的概念范文

關(guān)鍵詞:課程體系改革;教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化;集成電路設(shè)計(jì)

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(18號文件),2011年1月28日,國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而,我國的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年,全國進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進(jìn)口。2014年3月5日,國務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中,首次提到集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè),明確指出,要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái),在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn),引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月,國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年,我國芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%,集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場對集成電路設(shè)計(jì)人才的需求,2001年,教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。

我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè),期間,由于專業(yè)調(diào)整,暫停招生。2012年,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生,主要專業(yè)方向?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求,從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。

一、專業(yè)課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)?!皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí),將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難,更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性,學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水,不可能學(xué)得懂。但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課,開設(shè)較少課時(shí)量,學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí);有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程,而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。

2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且,在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒學(xué)好的基礎(chǔ)上,開設(shè)后面的課程,將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂,嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如:在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中,沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”,直接開設(shè)“晶體管原理”,造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ),很難進(jìn)入狀態(tài),學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí),如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。

3.課程內(nèi)容理論性太強(qiáng),嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng),公式推導(dǎo)較多,并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí),過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo),而不是側(cè)重于對結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握,使得學(xué)生(尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生)學(xué)習(xí)起來很吃力,學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業(yè)課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式:“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”;“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測試”,實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí),環(huán)環(huán)相扣,合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序,形成先專業(yè)基礎(chǔ)課,再專業(yè)方向課,然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。

我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,也就是三個(gè)本科專業(yè)大學(xué)一年級、二年級統(tǒng)一開設(shè)課程,主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程,重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí),為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級開始,分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),大學(xué)三年級第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起,課時(shí)量為64學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù),其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí),又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性,擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1~12周,而其他3門課程的開課時(shí)間從第6周開始,從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外,“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為6~17周;再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為8~19周。大學(xué)四年級第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程,并設(shè)置其為選修課,這樣設(shè)置的目的在于:對于有意向考研的同學(xué),可以減少學(xué)習(xí)壓力,專心考研;同時(shí),對于要找工作的同學(xué),可以更多了解專業(yè)方面知識(shí),為找到好工作提供有力保障。

2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,專業(yè)課程要在大學(xué)三年級才能開始開設(shè),時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才,需要對集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。

在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導(dǎo),側(cè)重于對基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí),以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業(yè)方向課程,教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí),也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中,總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變,理論課由原來的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí),留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí),融會(huì)貫通,有效地促進(jìn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ),而集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果,分析目前集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)課程體系存在的主要問題,結(jié)合我校實(shí)際情況,對我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革,提出“4+3+2”專業(yè)課程體系,并對專業(yè)課程講授內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。從而滿足我校集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求,為培養(yǎng)實(shí)用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才提供有力保障。

參考文獻(xiàn):

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第5篇:集成電路的概念范文

電子電路課程是電工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是非電工專業(yè)如計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)的非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。電子電路課的主要任務(wù)是為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和從事工程技術(shù)工作打好電子電路技術(shù)的理論基礎(chǔ),并接受基本技能的訓(xùn)練。學(xué)生學(xué)好該課程無論是對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí),還是畢業(yè)以后的工作或者對繼續(xù)深造都起著重要的作用。

1.教師的實(shí)踐能力

經(jīng)過幾年的教學(xué)活動(dòng)和參加產(chǎn)品開發(fā)研制工作,證明理論教學(xué)與實(shí)際結(jié)合是至關(guān)重要的。在電子電路課程中,學(xué)生最終應(yīng)達(dá)到兩個(gè)目標(biāo),一是會(huì)將實(shí)際電路抽象成電路模型,并能分析其原理,當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)修復(fù);二是會(huì)分析已經(jīng)繪出的電路模型,達(dá)到實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)的目的。上述教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需具備兩個(gè)條件,一是教師的實(shí)踐能力,二是實(shí)驗(yàn)設(shè)備與手段?,F(xiàn)任的成人高校教師中,90%是從應(yīng)試教育的模式中培養(yǎng)出來的,他們中的絕大多數(shù)人都是從學(xué)校出來后直接進(jìn)入教育崗位的。教師本身就沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以在教學(xué)中只能有意無意地避開實(shí)踐環(huán)節(jié)。但這一現(xiàn)象導(dǎo)致了人才培養(yǎng)的惡性循環(huán)。因此,教師和學(xué)校都應(yīng)從這一誤區(qū)中盡快地走出來。教師是否了解學(xué)科技術(shù)的前沿,能否更多地將當(dāng)前新工藝——現(xiàn)代新產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程;新電子元件——目前廣泛使用的新器件,新儀器產(chǎn)品——現(xiàn)代電子儀器的使用介紹等內(nèi)容融入課堂教學(xué)是至關(guān)重要的。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況

在課堂教學(xué)中,開始學(xué)生還可以接受一些知識(shí),但隨著教學(xué)的深入,學(xué)生感到了困難,隨之學(xué)習(xí)的興趣越來越少,主動(dòng)學(xué)習(xí)便是一句空話,學(xué)習(xí)者也就是為了應(yīng)付考試,最終的教學(xué)目的很難達(dá)到。

3.實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀

由于工科專業(yè)招生困難,大部分學(xué)校把經(jīng)費(fèi)都投向了計(jì)算機(jī)房等能馬上收回成本、賺錢的項(xiàng)目上。因此,電工實(shí)驗(yàn)都在吃著老本,用著十幾年前的儀器設(shè)備,跟不上現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及電路設(shè)計(jì)的要求,實(shí)驗(yàn)質(zhì)量也因此受到很大的影響。所以,合理地增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備已迫在眉睫。另外,課時(shí)的壓縮,導(dǎo)致教師把重點(diǎn)放在知識(shí)的傳授上,對于實(shí)踐環(huán)節(jié)只用很少的課時(shí),這對提高學(xué)生的動(dòng)手能力是極為不利的。

二、電子電路教學(xué)方法探討

1.注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)同時(shí)避免過于片面性

面對學(xué)生編寫教材和教學(xué)時(shí),模擬電子電路課程不易片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主,理由如下:

(1)模擬電子電路是學(xué)生第一次接觸到的一門工程型、技術(shù)型、實(shí)用型的課程,它與先修課程“電路分析基礎(chǔ)”和“信號與系統(tǒng)”有很大的差別。后者是講述模型化電路和信號的分析方法,而電路的結(jié)構(gòu)、元件的取值和信號的性質(zhì)的不同并不影響分析方法的學(xué)習(xí)。但電子電路卻是具有—定功能的實(shí)用電路,學(xué)生在學(xué)習(xí)模擬電子電路課程時(shí),由于受習(xí)慣思維的影響,碰到的第一個(gè)疑點(diǎn)和難點(diǎn)是不理解電子電路課程的工程性特點(diǎn);而且面對實(shí)際的電子電路進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),要引入有源器件參數(shù)的離散性和誤差??紤]到這些基本因素,學(xué)生在學(xué)習(xí)電子電路的過程中是否能采用在一定的誤差和容差范圍內(nèi),忽略某些次要因數(shù),而抓住主要矛盾來進(jìn)行工程估算,使之既不失設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性和可靠性,又能使分析和設(shè)計(jì)計(jì)算簡單化。這種基本能力的培養(yǎng),顯然應(yīng)該作為模擬電子電路教學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn),而片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主勢必會(huì)削弱學(xué)生這種基本能力的培養(yǎng)和建立。

(2)模擬電子電路課的新概念多,所涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法對??粕呐囵B(yǎng)起著重要的作用;而且課程的內(nèi)容體系與其他相關(guān)的專業(yè)課程之間保持著緊密的銜接和交融,因此在基本概念的講述上不能壓縮篇幅。另外,概念清楚、基礎(chǔ)理論扎實(shí),也是靈活應(yīng)用集成電路的關(guān)鍵。

(3)集成電路類型品種繁多,而且發(fā)展十分迅速,到底以哪些電路為主?即使花費(fèi)很大力氣講清楚了幾種,由于基礎(chǔ)不扎實(shí)學(xué)生也不可能用好其他類型的集成電路。

(4)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,大量問題不是從電路的基本原理考慮,而是從工藝角度考慮的,從提高性能指標(biāo)考慮的。若提倡以集成電路為主,很容易出現(xiàn)內(nèi)部電路講的過細(xì)的情況,影響了基本理論的學(xué)習(xí)。

(5)由于片面提倡以集成電路為主,有許多書籍用大量的篇幅講集成電路的應(yīng)用,例如運(yùn)放組成的反向比例放大、同相比例放大、加法、減法等電路。其實(shí)這些內(nèi)容十分簡單,只要講清楚分析問題的思路和要點(diǎn)即可,完全可以讓同學(xué)自己分析。故集成電路的應(yīng)用不宜延伸太寬。

從以上五個(gè)方面來看,片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主的提法容易偏離模擬電子電路課程的方向,不利于加強(qiáng)基本概念和基本理論的學(xué)習(xí),不利于打牢基礎(chǔ)。

2.以實(shí)例為基礎(chǔ),講授課程的主要內(nèi)容

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開始先提出一個(gè)實(shí)際問題,例如用比較通俗語言講解“電視信號測量儀”的原理方框圖,對“電視信號測量儀”產(chǎn)品的原理方框圖,先提出問題,再解決問題,在解決問題中根據(jù)課程基礎(chǔ)知識(shí)銜接問題,確定方框圖中各個(gè)方框詳細(xì)內(nèi)容解剖的順序,在講解基本原理的基礎(chǔ)上一個(gè)一個(gè)攻克。在學(xué)生的頭腦中始終有一個(gè)主線——解決實(shí)際問題,課程的主要內(nèi)容逐步展開,使學(xué)生清楚學(xué)習(xí)完某一個(gè)單元電路后,它可以解決什么問題,今后如何應(yīng)用。

例如:介紹檢波方框時(shí),先介紹二極管的構(gòu)成、符號和特性,在介紹二極管的各種用途時(shí),重點(diǎn)講解二極管的檢波特性,即如何將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程,同時(shí)使學(xué)生對單元電路和整體之間的關(guān)系有深入了解。又如講解中頻放大器方框時(shí),從三極管入手,可將模擬電路的主要內(nèi)容引出;在LCD顯示方框中,可引出數(shù)字電路中許多常用的單元電路部件。

3.以實(shí)例為切入點(diǎn),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力

在教學(xué)中盡量多地通過實(shí)例的引用,使課堂教學(xué)內(nèi)容豐富,不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段仍是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵。首先應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)課已不是傳統(tǒng)意義上的電路物理量的測量與計(jì)算、驗(yàn)證定理。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,實(shí)驗(yàn)應(yīng)提供給學(xué)生電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具,如Pspice軟件,該軟件能夠模擬電路的性能,可以把它引入到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中,課堂上以實(shí)例中的某一模塊為切入點(diǎn),用計(jì)算機(jī)模擬電路性能并進(jìn)行輸入輸出測量,使學(xué)生對實(shí)際電路的性能有較直觀的了解,并借助該軟件分析電路。

4.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

第6篇:集成電路的概念范文

關(guān)鍵詞:電子信息;專業(yè)課程;模擬電子技術(shù)

1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ),又稱為電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分,與數(shù)字電子技術(shù)一起統(tǒng)稱為電子技術(shù)基礎(chǔ)。是面向電子信息學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。該課程的特點(diǎn)包括:重要性,模擬電子技術(shù)是現(xiàn)代化重中之重的技術(shù);非線性,電子放大器是一種非線性元件,需要用非線性分析方法(圖解法、微變等效近似等);工程性,在足夠精確的情況下,為了計(jì)算方便,常用近似來化簡;微觀性,深入到原子電子級分析問題;實(shí)踐性很強(qiáng),動(dòng)手性很強(qiáng),需要很好的實(shí)踐,不實(shí)踐學(xué)不好;復(fù)雜性,易受多種因素影響,如溫度,隨機(jī)性,光照等等影響,參數(shù)宜變,參數(shù)分散等增加了該課程內(nèi)容的復(fù)雜程度;基礎(chǔ)性,是后續(xù)電子類課程的基礎(chǔ),也是電子信息類專業(yè)考研的課程之一;主干性,是電子信息類本科專業(yè)的主干專業(yè)課程。本課核心是電子放大器,該課程主要就是講放大。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。包括廣播通信:發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)音、錄音、程控交換機(jī)、電話、手機(jī)等;互聯(lián)網(wǎng)絡(luò):路由器、ATM交換機(jī)、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器等;工業(yè)領(lǐng)域:鋼鐵、石油化工、機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床等;交通方面:飛機(jī)、火車、輪船、汽車等;軍事領(lǐng)域:雷達(dá)、電子導(dǎo)航等;航空航天領(lǐng)域:衛(wèi)星定位、監(jiān)測;醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:γ刀、CT、B超、微創(chuàng)手術(shù)等;消費(fèi)類電子領(lǐng)域:家電(空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機(jī)、照相機(jī)、電子表)、電子玩具、各類報(bào)警器、保安系統(tǒng)等。電子技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使之“無孔不入”,應(yīng)用廣泛。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生牢固掌握模擬電子電路系統(tǒng)的分析能力和集成電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,掌握模擬電子信號和系統(tǒng)的基本原理及基本分析方法,深入理解模擬電子電路系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的基本原理,掌握應(yīng)用所學(xué)典型模擬電子系統(tǒng)解決信號分析問題的方法,掌握集成電路的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎(chǔ)。

2 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程有《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》和《電路分析基礎(chǔ)》,其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎(chǔ)》。簡單來說可以將電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)歸為同一類專業(yè)課程,從內(nèi)容上看,《電路分析基礎(chǔ)》主要讓學(xué)生掌握電子電路分析的基本能力,而《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程則是學(xué)習(xí)對模擬信號的處理分析,從模擬電子系統(tǒng)的各個(gè)組成部分出發(fā),分別學(xué)習(xí)各種典型的模擬電子電路,給學(xué)生建立起模擬系統(tǒng)的基本構(gòu)架,為后續(xù)深入學(xué)習(xí)信號與系統(tǒng)的分析能力打好基礎(chǔ)。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程在《電路分析基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統(tǒng)的各個(gè)方面。微觀深入到電子原子級,討論半導(dǎo)體材料的神奇,進(jìn)而分析二極管、三極管和場效應(yīng)管在微觀領(lǐng)域,內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的情況,從而讓學(xué)生深入體會(huì)半導(dǎo)體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發(fā),理解集成電路的奧妙,小到微觀電子原子級,大到模擬系統(tǒng)及大型集成電路的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之后,學(xué)生有了系統(tǒng)的概念,信號處理的概念,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí),學(xué)生更能理解和接受,電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課雖然內(nèi)容不同,各有側(cè)重點(diǎn),但很多分析方法、理論公式都環(huán)環(huán)相扣,所以可以進(jìn)行對比學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效率。

3 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置知識(shí)要求

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是電子信息專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干必修課程,它具有自身的體系,是理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,是學(xué)習(xí)很多后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。為今后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用(例如在《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》、《通信與系統(tǒng)》、《通信原理》、《嵌入式系統(tǒng)理論及實(shí)踐》等后續(xù)專業(yè)課程中的應(yīng)用)打好基礎(chǔ),為學(xué)生建立系統(tǒng)分析的概念,培養(yǎng)學(xué)生自主分析問題和解決問題的能力,幫助學(xué)生成功的從中學(xué)階段對電壓電流的具體求解,過渡到本科階段自主進(jìn)行信號與系統(tǒng)的分析能力的培養(yǎng)。

4 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求以理論基礎(chǔ)和實(shí)踐操作相結(jié)合,既保證嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系,又結(jié)合工程實(shí)踐的特點(diǎn)。通過模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),應(yīng)能具備模擬電子電路的系統(tǒng)分析能力、大型集成電路系統(tǒng)的分析計(jì)算能力、簡單的集成電路設(shè)計(jì)能力,以及電子技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的自學(xué)能力。

5 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程達(dá)成目標(biāo)要求

通過模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),掌握模擬電子系統(tǒng)的各個(gè)部分,包括電子電路系統(tǒng)與信號、半導(dǎo)體二極管及其基本電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)、場效應(yīng)管放大電路及其應(yīng)用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運(yùn)算放大器、反饋放大電路、信號的運(yùn)算與處理電路、信號產(chǎn)生電路、直流穩(wěn)壓電源等典型模擬電子電路系統(tǒng)的分析計(jì)算能力及基本集成電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的自主學(xué)習(xí)能力;學(xué)會(huì)用所學(xué)的典型模擬電子電路系統(tǒng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)完整的模擬集成電路系統(tǒng),輔助實(shí)現(xiàn)模擬電子電路系統(tǒng)的各種基本功能;能借助實(shí)際電子電路實(shí)驗(yàn)箱和軟件模擬仿真,實(shí)現(xiàn)不同類型模擬電路系統(tǒng)的功能,通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)操作訓(xùn)練具備處理實(shí)際工作問題的相關(guān)專業(yè)技能,理論與實(shí)踐相結(jié)合,更好的理解模擬電子技術(shù)這門學(xué)科的專業(yè)知識(shí),為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。

6 教學(xué)方法建議

和眾多電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課一樣,模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程以理論講授與實(shí)踐操作相結(jié)合,理論部分也是以教師講授為主,課程內(nèi)容繁多,有時(shí)候?yàn)榱嗽谟邢薜膶W(xué)時(shí)內(nèi)完成全部的課程內(nèi)容講授,很多教師會(huì)全程進(jìn)行講授,學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí),猶如過眼云煙,沒有足夠的消化理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)間,真正理解領(lǐng)會(huì)的知識(shí)點(diǎn)非常有限,不懂的內(nèi)容還需要教師花更多的時(shí)間來反復(fù)講解,其實(shí)這樣的教學(xué)模式,教師辛苦不說,教學(xué)效果還會(huì)極差。理論部分的講授應(yīng)該著重抓課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí),上課前十分鐘用來對前一次課的內(nèi)容及要求預(yù)習(xí)的內(nèi)容做提問,以這種方式督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固。

綜上所述,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程對電子信息類專業(yè)的本科生非常重要,另外電子信息類本科專業(yè)基礎(chǔ)課程還有很多,不僅僅是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ),每門不同的專業(yè)課程都有其特點(diǎn)和用途,學(xué)生只要從宏觀的角度,理解其中的關(guān)聯(lián)性和銜接性,教師也可適當(dāng)讓學(xué)生了解每門課程設(shè)置的知識(shí)要求、課程設(shè)置的能力要求,以及課程的達(dá)成目標(biāo)要求等,只為每一位學(xué)生能學(xué)好每一門專業(yè)課,真正具備電子信息的相關(guān)專業(yè)技能。

參考文獻(xiàn)

[1]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].高等教育出版社.

第7篇:集成電路的概念范文

關(guān)鍵詞: 微電子學(xué)專業(yè)微電子技術(shù)課程教學(xué)改革

在當(dāng)今的信息時(shí)代,微電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)深入國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。微電子技術(shù)的發(fā)展需要大量的多種多樣的人才,既需要設(shè)計(jì)和制造的人才,又需要科研和教學(xué)的人才,也需要管理和市場開發(fā)等方面的人才。因此,微電子學(xué)專業(yè)與其他專業(yè)一樣要培養(yǎng)高素質(zhì)的專門人才,在業(yè)務(wù)素質(zhì)方面,要培養(yǎng)出既具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)又具有很強(qiáng)的技術(shù)意識(shí)和技術(shù)能力的人才,培養(yǎng)出具有微電子背景的理工科復(fù)合型專業(yè)人才,以適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需求。

一、課程現(xiàn)狀

由于受傳統(tǒng)辦學(xué)模式的影響很深,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)環(huán)境的能力還不強(qiáng)。

1.課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容在一定程度上脫離實(shí)際需要。許多課程的內(nèi)容和實(shí)施計(jì)劃與其他本科專業(yè)有相當(dāng)?shù)睦淄?,這對基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)校學(xué)生來說可謂是難上加難,導(dǎo)致掌握的基礎(chǔ)知識(shí)不堅(jiān)實(shí)。

2.工程教育的非工程化現(xiàn)象嚴(yán)重,學(xué)生能力的培養(yǎng)與當(dāng)前電子技術(shù)實(shí)際需要的技能結(jié)合不緊密;教學(xué)內(nèi)容重復(fù),層次不分明,銜接不科學(xué),注重每門課程理論體系的完整性,但輕視課程之間的橫向聯(lián)系。

3.重視教材的編寫,輕視專業(yè)建設(shè)和課程的開發(fā)。

4.授課方式單一,重視教師的主導(dǎo)作用,輕視學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自主性,實(shí)施“以講為主”的教學(xué)方法仍然偏重,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。

5.實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,許多學(xué)校對許多課程的教學(xué)實(shí)施手段與要求相距甚遠(yuǎn)。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.微電子學(xué)專業(yè)的學(xué)生必須掌握電子線路的基本概念理論和方法,必須系統(tǒng)地學(xué)習(xí)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)等電子線路的基礎(chǔ)知識(shí)。但是這些基礎(chǔ)課程與微電子專業(yè)課程的內(nèi)容有許多重復(fù)之處,比如:《電子線路》教材中的內(nèi)容與微電子學(xué)專業(yè)的《集成電路設(shè)計(jì)原理》等課程中的內(nèi)容有許多重復(fù)。為了避免重復(fù),需要有合理的開課時(shí)間安排,如《電子線路》課程應(yīng)安排在《集成電路設(shè)計(jì)原理》之前,這樣有利于合并課程中相互重疊的部分,既節(jié)約課時(shí),又保證學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。隨著大規(guī)模集成電路和電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,電子電路分析與設(shè)計(jì)方法發(fā)生了重大的變革,以電子計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電子電路、集成電路與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中,它改變了以定量估算和電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,是必不可少的工具與手段。因此,微電子技術(shù)專業(yè)課程內(nèi)容應(yīng)該增加計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì),可以與集成電路課程緊密結(jié)合起來,以適應(yīng)教學(xué)改革的需要。

2.加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練與應(yīng)用,EDA設(shè)計(jì)技術(shù)是微電子技術(shù)的重要技術(shù)之一,集成電路的整個(gè)設(shè)計(jì)過程都普遍使用計(jì)算機(jī)輔助或電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)的工具,以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),因此培養(yǎng)的學(xué)生必須具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和電路開發(fā)能力。學(xué)生在本科四年學(xué)習(xí)過程中要結(jié)合不同時(shí)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容,不斷地進(jìn)行計(jì)算機(jī)訓(xùn)練。不僅在硬件方面,而且在軟件方面,都要進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練。在學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《B語言》、《微機(jī)原理及應(yīng)用》、《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程期間,要結(jié)合上機(jī)訓(xùn)練和編寫基本的程序,使學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)的基本原理和基本軟件的使用。同時(shí),要不斷地更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,把最新的技術(shù)內(nèi)容引入教學(xué)中,對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)訓(xùn)練。

三、教學(xué)方法的改革

工程性、系統(tǒng)性和適用性強(qiáng)是該課程的顯著特點(diǎn)。大部分學(xué)生在學(xué)完這門課程后,只是了解了一些專業(yè)術(shù)語,掌握了一些基本原理及方法,但理論知識(shí)運(yùn)用不夠靈活,稍微復(fù)雜的電路圖就看不懂了,也不會(huì)分析和調(diào)試電路,更談不上設(shè)計(jì)和制作電路。長期以來,學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)普遍感到比較吃力,甚至一些學(xué)生由于在學(xué)習(xí)該課程時(shí)產(chǎn)生了畏懼感,在以后的學(xué)習(xí)中凡是遇到跟模擬電路有關(guān)聯(lián)的課程都不自覺地帶有畏難情緒,從而影響了后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí),許多老師反映難教,教學(xué)效果比較差。所以必須對傳統(tǒng)的教學(xué)手段進(jìn)行改進(jìn)。

1.授課。學(xué)生注意力的高低,是評判教學(xué)成功與否的一個(gè)重要指標(biāo)。微電子技術(shù)課程知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象,學(xué)習(xí)過程中困難大。傳統(tǒng)的教學(xué)手段以板書和理論分析講授為主。這樣的教學(xué)過程,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)聽起來、看起來枯燥乏味,注意力常常不集中,對于該課程中很多抽象的概念難以理解,講課效率低下。而多媒體課件融圖、文、聲為一體,動(dòng)靜結(jié)合,把看、聽、說、寫、想結(jié)合在一起,圖文并茂、視聽結(jié)合,富有吸引力,能引起學(xué)生的無意注意,使學(xué)生的注意力穩(wěn)定集中,可以更好地增強(qiáng)聽課效果。教師交替使用幾種授課方法可有效引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中到教學(xué)中來,從而保證教學(xué)質(zhì)量。

2.開展課堂討論。把時(shí)間留給學(xué)生,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性在教學(xué)過程中,專門抽出時(shí)間留作課堂討論,以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)為前提,以課外文獻(xiàn)閱讀為討論內(nèi)容,通過科研專題討論的形式,為學(xué)生提供充分自由的表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問題的機(jī)會(huì),將自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題。這樣可調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,促使他們自己去獲取知識(shí)以及發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題,從而開發(fā)學(xué)生的智力,培養(yǎng)自學(xué)能力及創(chuàng)新能力。

3.實(shí)驗(yàn)和仿真。在集成電路設(shè)計(jì)及CAD技術(shù)教學(xué)內(nèi)容中加入實(shí)踐環(huán)節(jié),在講授理論知識(shí)的基礎(chǔ)上增加VHDL模擬、電路模擬、器件模擬、工藝模擬的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,充分利用學(xué)校的EDA實(shí)驗(yàn)資源,在實(shí)驗(yàn)中利用可視化的技術(shù)使原本抽象、實(shí)驗(yàn)難度大、成本高或無法演示的內(nèi)容形象化、可視化,使復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容變得直觀、有趣、容易理解,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果,適時(shí)進(jìn)行簡練清晰的解說,給學(xué)生留下深刻的印象,使學(xué)習(xí)變得輕松而愉快,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,深化理論學(xué)習(xí),為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在集成電路制造工藝講授過程中,盡可能地組織學(xué)生參觀各類先進(jìn)的半導(dǎo)體制作工藝相關(guān)實(shí)驗(yàn)室,提高學(xué)生對制作工藝的感性認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生以后從事微電子行業(yè)的興趣。

隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速進(jìn)步和軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展,虛擬仿真技術(shù)成為當(dāng)前流行的新型教學(xué)手段。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,由于實(shí)驗(yàn)室購置的設(shè)備和儀器,特別是微電子專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格高昂、操作復(fù)雜、容易損傷,同學(xué)們很難得到上機(jī)鍛煉的機(jī)會(huì)。而使用基于虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)方式,過程簡單靈活,交互方式多樣,結(jié)果直觀明了,既能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、綜合能力,又能提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。虛擬仿真技術(shù)在微電子專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是在電路設(shè)計(jì)方面,基于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電子線路(包括集成電路與版圖)的模擬仿真;二是在微電子工藝與器件方面,基于半導(dǎo)體工藝和器件的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)TCAD實(shí)現(xiàn)對微電子制造工藝和半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強(qiáng)大功能,包括軟件所具有的可升級性,在課堂和實(shí)驗(yàn)中通過軟件設(shè)計(jì)微電子電路、工藝和器件,在屏幕上模擬其功能,可使教學(xué)概念清晰,內(nèi)容生動(dòng),過程可視,還能夠大幅節(jié)省實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購置和維護(hù)費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)高效。

4.課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、實(shí)際動(dòng)手能力,同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題、探索創(chuàng)新能力及組織所學(xué)知識(shí)的能力,更為重要的是這些設(shè)計(jì)能增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性。教師要組織帶有研制產(chǎn)品意義的綜合性應(yīng)用課題,指導(dǎo)學(xué)生小組做設(shè)計(jì)。學(xué)生可以事先對自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真研究,然后實(shí)施,從而節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,節(jié)約體力和精力。課程設(shè)計(jì)應(yīng)激發(fā)學(xué)生的科研興趣,活躍學(xué)生的思維,開闊學(xué)生的知識(shí)面,促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)研究的能力,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量和水平。例如以研制有新技術(shù)指標(biāo)要求的集成溫度傳感器為課題,讓學(xué)生首先利用計(jì)算機(jī)做電路綜合、模擬調(diào)整、仿真、版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證并制備出掩模版,然后投片到芯片測試,根據(jù)測試結(jié)果分析問題,必要時(shí)返回進(jìn)行第二次、第三次設(shè)計(jì)和投片。這個(gè)階段要增加工藝制備實(shí)踐的環(huán)節(jié),注意工藝技術(shù)的培養(yǎng)。當(dāng)然,要在畢業(yè)設(shè)計(jì)的有限時(shí)間中成功地研制出一個(gè)新的微電子產(chǎn)品是不大可能的,但是,把這種有創(chuàng)新意義的課題讓學(xué)生去實(shí)踐,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力會(huì)起很大的作用。

四、結(jié)語

目前,我國人才供求結(jié)構(gòu)中存在著嚴(yán)重的“所供非所求,所教非所需”的不對稱現(xiàn)象:一方面,我國對集成電路設(shè)計(jì)師的需求達(dá)幾十萬,人才缺口很大,另一方面,我國每年卻有大批的大學(xué)生畢業(yè)后找不到工作,造成巨大的就業(yè)壓力。要解決這一問題,高校教育要針對我國集成電路制造和設(shè)計(jì)人才缺乏的現(xiàn)狀探索新型的高水平、復(fù)合型的集成電路人才培養(yǎng)模式,面向市場,及時(shí)了解微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求情況,根據(jù)市場需要,及時(shí)調(diào)整教學(xué)體系,確定人才培養(yǎng)方向,探索新的教學(xué)模式,有效提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適合時(shí)展需要的人才。

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[2]黃翠柏.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科技信息,2011.

[3]張德時(shí).信息技術(shù)環(huán)境下高校學(xué)生多元化學(xué)習(xí)模式研究[J].中國成人教育,2011.

[4]汪慧蘭.微電子技術(shù)課程設(shè)置與改革初探[J].內(nèi)蒙古電大學(xué)刊,2008.

第8篇:集成電路的概念范文

“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程教學(xué)效果直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量,因此,優(yōu)秀的教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)歷,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),開拓創(chuàng)新,形成了一套特有的教學(xué)方法,旨在培養(yǎng)出基礎(chǔ)牢、思路清、知識(shí)廣、能力強(qiáng)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化人才。

一、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程教學(xué)的特點(diǎn)

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一個(gè)較為寬泛的概念,它涵蓋了電路設(shè)計(jì)、電路測試與驗(yàn)證、版圖設(shè)計(jì)、PCB板開發(fā)等各個(gè)不同的應(yīng)用范圍。而當(dāng)前“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程設(shè)置多數(shù)側(cè)重電路設(shè)計(jì)部分,即采用硬件描述語言設(shè)計(jì)數(shù)字電路。因此,該課程的教學(xué)具非常突出的特點(diǎn)。

1.既要有廣度,又要有深度

有廣度即在教學(xué)過程中需要把電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化所包含的各個(gè)不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生了解,從而使學(xué)生從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā),把握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的真正含義,以便于他們建立起一個(gè)全局概念。有深度即在教學(xué)過程中緊抓電路設(shè)計(jì)這個(gè)重點(diǎn),著重講解如何使用硬件描述語言設(shè)計(jì)硬件電路,使學(xué)生具備電路設(shè)計(jì)的具體技能,并能夠應(yīng)用于實(shí)踐和工作當(dāng)中。

2.突出硬件電路設(shè)計(jì)的概念

在眾多高校開設(shè)的“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程中,多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學(xué)習(xí)重點(diǎn)的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言,與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此,在教學(xué)過程中首先要讓學(xué)生明白這門語言與前期所學(xué)的其他語言的區(qū)別,并通過實(shí)例,如CPU的設(shè)計(jì)及制造過程,讓學(xué)生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途,并將硬件電路設(shè)計(jì)的概念貫穿整個(gè)教學(xué)過程。

3.理論與實(shí)踐并重

“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,必須兩者并重,才能收到良好的教學(xué)效果。在理論學(xué)習(xí)中要突顯語法要點(diǎn)和電路設(shè)計(jì)思想,[2]并通過實(shí)踐將這些語法與設(shè)計(jì)思想得以加強(qiáng)和鞏固,同時(shí)在實(shí)踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程教學(xué)方法總結(jié)

良好的教學(xué)方法能起到事半功倍的效果。因此,針對“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程的教學(xué)特點(diǎn),筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)方法。

1.以生動(dòng)的形式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的世界

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化對學(xué)生來說是一個(gè)全新的概念。如何讓他們能夠快速地進(jìn)入到這個(gè)世界中,并了解這個(gè)世界的大概,從而對這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生興趣,是每個(gè)老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù),讓學(xué)生更直觀地了解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。由于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一個(gè)很抽象的概念,因此,可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學(xué)生了解這個(gè)領(lǐng)域。從學(xué)生最熟悉的電腦CPU引入,通過一段“CPU從設(shè)計(jì)到制造過程”的視頻,讓學(xué)生了解集成電路設(shè)計(jì)與制造的流程與方法,并引出集成電路這個(gè)概念。通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比,引出EDA的概念,并詳細(xì)講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中,通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)前比較主流的產(chǎn)品及其應(yīng)用,提高學(xué)生對EDA的具體認(rèn)識(shí)。這些方法不僅使學(xué)生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應(yīng)的了解,更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能夠踴躍地投入到“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”的學(xué)習(xí)中。

2.以實(shí)例展開理論教學(xué)

“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三大部分:[3]硬件描述語言(以VHDL語言為學(xué)習(xí)對象)、開發(fā)軟件(以QUARTUSII為學(xué)習(xí)對象)和實(shí)驗(yàn)用開發(fā)板(以FPGA開發(fā)板為學(xué)習(xí)對象)。硬件描述語言的學(xué)習(xí)屬于理論學(xué)習(xí)部分,是重中之重。對于一門編程語言的學(xué)習(xí)來說,語法和編程思想是學(xué)習(xí)要點(diǎn)。在傳統(tǒng)的編程語言學(xué)習(xí)的過程中,通常都是將語法作為主線,結(jié)合語法實(shí)例逐漸形成編程思想。這種學(xué)習(xí)方法會(huì)使學(xué)生陷入到學(xué)編程語言就是學(xué)習(xí)語法的誤區(qū)中,不僅不能學(xué)到精髓,還會(huì)因?yàn)榭菰锓ξ抖a(chǎn)生厭倦感。如何能使學(xué)生既能掌握電路設(shè)計(jì)的方法,又輕松掌握語法規(guī)則是一個(gè)教學(xué)難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念,將編程思想的學(xué)習(xí)作為教學(xué)主線,在理論學(xué)習(xí)過程中,以具體電路實(shí)例為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生從分析電路的功能入手,熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的程序語句的過程,并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個(gè)完整無誤的程序。在此過程中,不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個(gè)過程中學(xué)生的思考重點(diǎn)都放在電路功能的實(shí)現(xiàn)上,而語法的學(xué)習(xí)就顯得不那么突兀,也不會(huì)產(chǎn)生厭倦感。由于語法時(shí)刻都需要用到且容易忘記,因此在后期的實(shí)例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學(xué)過的語法現(xiàn)象,以避免學(xué)生遺忘,以此讓學(xué)生明白,學(xué)習(xí)編程語言的真正目的是為了應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)。通過一些實(shí)踐,學(xué)生體會(huì)到語言學(xué)習(xí)的成就感,進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)興趣,此方法收到了良好的教學(xué)效果。

3.將硬件電路設(shè)計(jì)的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學(xué)生由于不了解硬件描述語言的特點(diǎn),在學(xué)習(xí)過程中很容易將之前所學(xué)的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應(yīng)用于VHDL語言的學(xué)習(xí)過程中,這對于掌握硬件電路設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)有非常大的阻礙。因此,在教學(xué)過程中,從最初引入到最后設(shè)計(jì)電路,都要始終將硬件電路設(shè)計(jì)的概念和思維方式貫穿其中。在講述應(yīng)用實(shí)例時(shí),需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系,并強(qiáng)調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例,在VHDL語言中,if語句的不同應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路,不完整的if語句將產(chǎn)生時(shí)序電路,如果應(yīng)用不當(dāng),會(huì)在電路中引入不必要的存儲(chǔ)單元,增加電路模塊,耗費(fèi)資源。[4]而對于軟件語言,并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學(xué)生更深刻地理解不同的if語句對應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)特性,可以通過一個(gè)小實(shí)例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。

如以下兩個(gè)程序:(1)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsifa<btheny<='0';endif;endprocess;end;(2)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsey<='0';endif;endprocess;end;(1)(2)兩個(gè)程序唯一的不同點(diǎn)在于:程序(1)中使用的是elsif語句,是一個(gè)不完整的if語句描述,而程序(2)使用的是else語句,是一個(gè)完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個(gè)程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。(1)綜合的結(jié)果是一個(gè)時(shí)序電路,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如圖1所示。而(2)綜合的結(jié)果是一個(gè)純組合電路,電路結(jié)構(gòu)非常簡單,如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較,學(xué)生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強(qiáng)化硬件電路設(shè)計(jì)的思想,可以促使學(xué)生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設(shè)計(jì)風(fēng)格,培養(yǎng)一個(gè)優(yōu)秀的硬件電路設(shè)計(jì)工程師。

4.通過實(shí)踐拓展強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力

“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程,學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力,因此在教學(xué)中需要不斷地用實(shí)踐訓(xùn)練來強(qiáng)化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí),并使他們達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)較復(fù)雜硬件電路的能力。筆者在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生將課程實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相結(jié)合的方法,讓學(xué)生強(qiáng)化實(shí)踐能力,收到了良好的效果。學(xué)習(xí)“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程的學(xué)生基本上都是即將進(jìn)入大四,此時(shí)他們的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)開始進(jìn)入選題,開始了初步設(shè)計(jì)的過程。筆者先在實(shí)驗(yàn)課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設(shè)計(jì)的題目,比如交通燈、自動(dòng)售貨機(jī)、電梯控制器等,讓學(xué)生體會(huì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的實(shí)用性,激發(fā)他們的思考和學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實(shí)踐小團(tuán)隊(duì),讓每組學(xué)生共同完成一個(gè)較復(fù)雜的電路系統(tǒng),比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等,鼓勵(lì)他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)對接。其中大部分同學(xué)通過這些訓(xùn)練都可以掌握硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法和流程,有一部分同學(xué)還能設(shè)計(jì)出比較出色的作品。此過程不僅讓學(xué)生體會(huì)到了學(xué)習(xí)知識(shí)的快樂,也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。

第9篇:集成電路的概念范文

[關(guān)鍵詞]工藝原理 器件模擬與仿真 微電子技術(shù)

[中圖分類號] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)11-0112-03

0引言

西安郵電大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)源于原計(jì)算機(jī)系的微電子學(xué)專業(yè),2005年開始招收第一屆本科生,專業(yè)方向設(shè)置偏向于集成電路設(shè)計(jì)。2013年,根據(jù)教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012年)》的專業(yè)設(shè)置,將微電子學(xué)專業(yè)更名為微電子科學(xué)與工程專業(yè)。2009年至今,該專業(yè)累計(jì)培養(yǎng)本科畢業(yè)生6屆。根據(jù)歷年應(yīng)屆畢業(yè)生就業(yè)情況和研究生報(bào)考方向,我們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝方向人數(shù)比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。另外,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,中西部地區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)的投資力度也越來越大,例如韓國三星電子有限公司、西安愛立信分公司等落戶西安,半導(dǎo)體人才需求日益增加。

根據(jù)2014年,微電子科學(xué)與工程專業(yè)新一輪培養(yǎng)方案的定位,設(shè)置出半導(dǎo)體工藝、集成電路設(shè)計(jì)兩大課程體系,可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝、集成電路設(shè)計(jì)和集成電路應(yīng)用人才的個(gè)性化培養(yǎng)。半導(dǎo)體工藝課程體系除設(shè)置固體物理、半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件物理等專業(yè)基礎(chǔ)課程外,還包含集成電路工藝原理、器件模擬與仿真、集成電路制造與測試和半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)等專業(yè)課程。本課程體系是微電子技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的核心,旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握集成電路制造的工藝原理、工藝流程以及實(shí)踐操作的能力,同時(shí)也是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵。

因此,整合集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系的教學(xué)內(nèi)容,充分利用微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心現(xiàn)有的硬件環(huán)境和優(yōu)勢資源,加強(qiáng)軟件設(shè)施,例如實(shí)踐教學(xué)具體組織實(shí)施方案及考核機(jī)制的建設(shè),構(gòu)建內(nèi)容健全、結(jié)構(gòu)合理的集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系,對微電子科學(xué)與工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的人才,尤其是半導(dǎo)體工藝人才培養(yǎng)的落實(shí)和發(fā)展具有重要意義。

一、面臨的主要問題和解決措施

(一)教學(xué)面臨的主要問題

課程體系是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的主要載體,是教育思想和教育觀念付諸實(shí)踐的橋梁。集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的緊密結(jié)合,不僅讓學(xué)生充分了解、掌握集成電路制造的基本原理和工藝技術(shù),而且逐步加強(qiáng)學(xué)生半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。然而,該課程體系相關(guān)實(shí)踐環(huán)境建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)耗費(fèi)巨大,致使大多數(shù)高等院校在該課程體系的教學(xué)上僅局限于課堂教學(xué),無法做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

為解決這一問題,學(xué)校經(jīng)過多方調(diào)研考察、洽談協(xié)商,與北京微電子技術(shù)研究所進(jìn)行校企合作,建立了半導(dǎo)體工藝聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。通過中省共建項(xiàng)目和其他項(xiàng)目對半導(dǎo)體工藝聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步建設(shè)、完善,為微電子科學(xué)與工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科生提供了良好的工藝實(shí)踐平臺(tái)。然而,在實(shí)際教學(xué)過程中,專業(yè)課程內(nèi)容不能模塊化、系統(tǒng)化,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重脫鉤,工程型師資人員匱乏,教學(xué)效果不理想。因此,對集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系進(jìn)行深化改革與探索,可謂任重而道遠(yuǎn)。

(二)主要的解決措施

1.課程體系整合優(yōu)化

集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系服務(wù)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對人才培養(yǎng)的需要。本課程體系以集成電路工藝原理、器件模擬與仿真和工藝實(shí)踐為主線,將集成電路工藝原理、半導(dǎo)體器件模擬與仿真、集成電路封裝與測試、新型材料器件課程設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)等課程內(nèi)容進(jìn)行整合,明確每門課程、知識(shí)的相互關(guān)系、地位和作用,找到課程內(nèi)容的銜接點(diǎn),讓每一門課程都發(fā)揮承上啟下的作用,保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和基本質(zhì)量要求。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體功率器件、納米電子材料與器件等專業(yè)選修課,培養(yǎng)學(xué)生的興趣、愛好和特長,以滿足個(gè)性化培養(yǎng)需要。

為解決微電子科學(xué)與工程專業(yè)本科生實(shí)踐形式單一、綜合程度不高導(dǎo)致解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力不足等現(xiàn)象,集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系在力求理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合的基礎(chǔ)上,設(shè)置微電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件模擬仿真、半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)以及新型材料器件課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課程,形成由簡單到綜合、由綜合到創(chuàng)新的遞階實(shí)踐教學(xué)層次。通過獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、科技活動(dòng)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)達(dá)到預(yù)期的效果。同時(shí),注重課程形式的綜合化、科研化,提高綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例,使實(shí)踐課程與理論課程并行推進(jìn),貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)過程。

2.考核體系的完善

考核體系總體上包括理論課程考核體系和實(shí)踐課程考核體系。目前,理論考核體系已基本成熟。然而,長期以來,我國教育領(lǐng)域由于實(shí)踐教學(xué)成本高、經(jīng)費(fèi)得不到保障,所以考核主體對實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的積極性不高、重視程度不夠,導(dǎo)致考核制度不完善。集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系在不斷完善理論教學(xué)考核體系的同時(shí),尤其注重實(shí)踐教學(xué)體系的改革。將教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)過程、工藝參數(shù)和器件性能等列為考核的過程。兼顧定性與定量相結(jié)合、過程與結(jié)果相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評相結(jié)合的原則,不斷完善實(shí)踐教學(xué)的考核體系,形成以學(xué)生為中心的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)和鼓勵(lì)探索的多元實(shí)踐教學(xué)考核體系。該體系能全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)際技能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神,促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的提高。

3.教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建

根據(jù)集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系對高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,本教學(xué)團(tuán)隊(duì)秉承“以老帶新”的傳統(tǒng),為青年教師配備老教授或資深教授作為指導(dǎo)教師。在日常教學(xué)過程中,由老教師對年輕教師進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo),負(fù)責(zé)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與授課經(jīng)驗(yàn)的傳授。在老教師的“傳、幫、帶”和示范表率作用下,青年教師間互相聽課、交流教學(xué)心得,定期組織教學(xué)競賽,體現(xiàn)以人為本,強(qiáng)調(diào)德才兼?zhèn)洌瑺I造青年教師良好的教與學(xué)氛圍。同時(shí),課程體系團(tuán)隊(duì)積極為任課教師創(chuàng)造條件,加大隊(duì)伍培養(yǎng)建設(shè),鼓勵(lì)教師走出去,了解企業(yè)的運(yùn)作模式,提高自身的業(yè)務(wù)能力。目前,已有多位教師到企業(yè)參觀交流、參加各種業(yè)務(wù)能力培訓(xùn),取得了多種職業(yè)資格認(rèn)證,教師的業(yè)務(wù)能力和水平得到大幅提升。

西安郵電大學(xué)經(jīng)過多年建設(shè)和培養(yǎng),形成了一支結(jié)構(gòu)合理、師資雄厚的教學(xué)團(tuán)隊(duì),具有高學(xué)歷化、年輕化和工程化的特點(diǎn)。本課程體系現(xiàn)擁有任課教師15名,其中具有博士學(xué)位的教師7名,副高以上職稱的教師8名,40歲以下的教師占課程組教師總數(shù)的60%,具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師占課程組教師總數(shù)的40%。

4.實(shí)驗(yàn)環(huán)境的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)環(huán)境是實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究的關(guān)鍵性場所。根據(jù)微電子科學(xué)與工程專業(yè)半導(dǎo)體工藝、集成電路兩大課程體系對人才培養(yǎng)的需要,微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心下設(shè)微電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部和集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)部,共計(jì)占地約1300平方米。微電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部下設(shè)微電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、半導(dǎo)體工藝仿真實(shí)驗(yàn)室、半導(dǎo)體工藝實(shí)驗(yàn)室、微 / 納材料器件實(shí)驗(yàn)室、材料器件分析實(shí)驗(yàn)室。微電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,擁有霍爾效應(yīng)、高頻晶體管測試儀、四探針測試儀等常規(guī)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)微電子學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。半導(dǎo)體工藝仿真實(shí)驗(yàn)室,配置Silvaco、ISE和EDA等專業(yè)仿真軟件,可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件工藝參數(shù)和性能的仿真。半導(dǎo)體工藝實(shí)驗(yàn)室擁有雙管氧化擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、LP-CVD、離子束刻蝕機(jī)、磁控濺射臺(tái)、高溫快速退火和激光劃片等設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。微 / 納材料器件實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)專業(yè),配備排風(fēng)、有害氣體報(bào)警系統(tǒng),擁有氣氛熱處理程控高溫爐、納米球磨機(jī)、高壓反應(yīng)釜等設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)多種納米材料器件的制備。材料器件分析實(shí)驗(yàn)室,擁有吉時(shí)利4200-SCS半導(dǎo)體特性分析系統(tǒng)、太陽能模擬器和化學(xué)工作站等設(shè)備,可完成新型材料器件的測試分析。

通過實(shí)踐教學(xué)資源配置、環(huán)境優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的整體規(guī)劃和布局;針對大型貴重精密設(shè)備配備專業(yè)操作人員,進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng);制定大型設(shè)備的操作流程和規(guī)范,保證實(shí)踐教學(xué)的順利實(shí)施。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè),將為相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生和教師在實(shí)踐教學(xué)、科研方面搭建一個(gè)良好的學(xué)術(shù)平臺(tái)。

二、改革的特色和預(yù)期成果

(一)改革的特色

1.校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)化

集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系的構(gòu)建,使專業(yè)培養(yǎng)方向定位更加明確、教學(xué)內(nèi)容更加明了。尤其是在教學(xué)形式上,從教學(xué)內(nèi)容整合、考核體系制定、教學(xué)團(tuán)隊(duì)形成和實(shí)驗(yàn)環(huán)境優(yōu)化等進(jìn)行了多方位、多角度的改革探索。圍繞集成電路工藝原理、半導(dǎo)體器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容為主線,保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和基本質(zhì)量要求;利用選修課實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)個(gè)性化培養(yǎng)。通過合理設(shè)置理論課程與實(shí)踐課程比例、課內(nèi)課程與課外課程比例,可有效地控制教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性,推進(jìn)課程內(nèi)容的重組與融合。同時(shí),引領(lǐng)學(xué)生獨(dú)立思考、主動(dòng)探索,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

2.校企合作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

在校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上,微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心先后與西安芯派電子科技有限公司、西安西谷微電子有限責(zé)任公司等微電子器件及測試公司建立了良好的交流合作關(guān)系。這些關(guān)系的建立,可使微電子科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在校外公司,例如在西安芯派電子科技有限公司進(jìn)行半導(dǎo)體器件再流焊工藝的實(shí)習(xí)。校內(nèi)外互補(bǔ)的工藝實(shí)踐體系構(gòu)件,使學(xué)生不僅掌握集成電路工藝實(shí)踐基本知識(shí)和原理,更能夠掌握實(shí)際行業(yè)內(nèi)集成電路工藝中需要考慮的系列問題,從而培養(yǎng)了工程的思維方式。

(二)改革的預(yù)期成果

1.達(dá)到理論與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合

理論學(xué)習(xí)是知識(shí)傳遞過程,實(shí)踐則是知識(shí)吸收過程。實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)能鞏固、加深學(xué)生對課堂上所學(xué)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能。集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系,將課程體系教學(xué)內(nèi)容按層次分為半導(dǎo)體工藝原理、器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝實(shí)踐三個(gè)主要部分。通過半導(dǎo)體工藝原理的學(xué)習(xí),掌握材料器件的基本參數(shù)、性能和制備方法;通過器件模擬與仿真,了解各種制備方法、工藝參數(shù)和器件性能之間的關(guān)系;通過半導(dǎo)體工藝實(shí)踐,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,從而有效地加深對理論知識(shí)的理解,鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力。通過理論和實(shí)踐的有機(jī)融合,可有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2.實(shí)現(xiàn)教學(xué)的開放性

集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系,在理論教學(xué)方面,打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限性,充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),開展互動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。將傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)如批改作業(yè)、討論答疑和查閱資料等傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)上;開發(fā)試題庫,建設(shè)合理的測試系統(tǒng)。在實(shí)踐教學(xué)方面,將部分實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以錄像的形式上傳到網(wǎng)站上供學(xué)生學(xué)習(xí)、參考,部分實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全天候的開放,學(xué)生自主學(xué)習(xí)、管理。通過興趣小組、創(chuàng)新項(xiàng)目和開放性實(shí)驗(yàn)等多種方式,形成團(tuán)隊(duì)教師定期指導(dǎo)、高年級學(xué)生指導(dǎo)低年級學(xué)生的滾動(dòng)機(jī)制,激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力,為我校培養(yǎng)微電子技術(shù)領(lǐng)域高素質(zhì)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

根據(jù)西安郵電大學(xué)2014年微電子科學(xué)與工程專業(yè)新一輪培養(yǎng)方案的定位及社會(huì)發(fā)展對半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的客觀要求,本文提出集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系改革。本課程體系以半導(dǎo)體工藝原理、器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝實(shí)踐為主線,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、修訂和完善,保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和質(zhì)量要求。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和優(yōu)勢資源,進(jìn)行資源優(yōu)化配置,完成微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的整體規(guī)劃布局。通過師資隊(duì)伍的建設(shè)、切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)管理制度的制定,明確任課教師的職責(zé),出臺(tái)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)效性。通過上述諸要素的相互協(xié)調(diào)、配合,實(shí)現(xiàn)集成電路工藝原理與實(shí)踐課程體系“非加和性”的整體效應(yīng),促進(jìn)微電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的提高。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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