導語：如何才能寫好一篇集成電路設計的流程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：電路 延續教學 Multisim

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0225-02

電路是高校電子與電氣信息類的重要專業基礎課。課程主要分析電路中的電磁現象，研究電路的基本規律和電路的分析方法。為學生學習后續的電子與電氣信息類后續課程準備必要的電路知識，在整個課程體系中具有承前啟后的重要作用。而隨著課程教學改革的發展，在技術基礎課程中也越來越強調對學生實驗研究能力、動手操作能力、實踐創新能力的培養。電路課程作為一門重要的技術基礎課，在課程延續教學部分也應加強開展綜合性復雜實驗的教學。為此我們嘗試將“多路直流電源設計”的綜合性實驗引入了電路課程延續教學中。

延續教學作為課程正常教學的有益補充，采用什么樣的教學形式開展是教師們在設計教學方案時深深思考的問題。除了常規的通過習題課、答疑講解加深對理論知識的理解，開展各種形式的實驗教學也是十分有必要的。實驗教學除了課內的基礎實驗、驗證性實驗，課后的延續教學部分進行一些電子設計制作，對鍛煉學生的動手能力，提高學生的學習熱情和積極性都是十分有好處的。

直流電源在原來的教學安排中我們是在模擬電子技術基礎課程中介紹的。但實際上，學生對二極管的單向導電性在高中階段就有所接觸。在電路課程中學習過電容、電感特性，變壓器原理后，向學生介紹直流電源的組成原理學生也比較容易接受。這時候在課后延續中引入多路直流電源設計的綜合性實驗，與實際聯系緊密，在理論學習之后，將電路具體實現出來，學生興趣比較大。電路課程與后續的模擬電子技術基礎課程都屬于電子電路，本就有著千絲萬縷的聯系。在電路課程中就開始學習Multisim軟件仿真，對后續模電的學習也是十分有幫助的[1]。

1 原理介紹

在實驗進行之前，教師需要對實驗的理論基礎即直流電壓源的工作原理加以介紹。直流電壓源通常由交流變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路4部分組成，如圖1所示。其中交流變壓器負責降壓，把220 V的交流電網電壓降低到合適的交流電壓值；整流電路的作用是將方向變化的交流電壓變成方向單一的脈動直流電壓；濾波電路則將脈動的直流電壓轉變為較為平滑的直流電壓；最后的穩壓電路負責清除電網波動及負載變化的影響，保持輸出電壓的穩定。教師可以重點講解整流電路[2]。而整流電路的關鍵在于方向的變化，因此很容易引導學生想到利用二極管的單向導電性來實現整流。接下來主要介紹單相橋式整流電路的結構，講解橋式整流電路4個二極管構成橋臂，兩兩交替導通的工作原理。濾波電路部分簡單地使用電容元件進行濾波即可。穩壓電路則采用三端集成穩壓元件W7800和W7900系列來實現。

2 仿真

在學習完實驗理論知識部分之后，學生還需要進一步熟悉實驗使用的各種元器件，熟悉電路的工作原理和組成。電子分析的仿真軟件在這里能夠給我們帶來極大的幫助。Multisim電路仿真軟件是美國國家儀器（NI）有限公司推出的電路仿真軟件，具有界面友好，元器件和測量儀器豐富，分析工具強大等優點，是進行電子設計分析的好幫手。學生通過在電腦上采用虛擬的電子元件連接電路，可以掌握常用電子元器件的功能作用、基本參數和測量方法。而且在軟件中可以隨時根據仿真結果調整電路參數，避免了實驗失敗帶來元器件燒毀的風險。仿真軟件提供了豐富的分析儀器，彌補了實驗室可能缺少某些不常用儀器的不足。通過軟件仿真，學生可以完成從電路設計、元件選取、測試優化、參數調整的一系列過程，鍛煉了學生的動手能力和分析能力，也為實際電路的實現打下了良好的基礎。多路直流電源的Multisim仿真電路如圖2所示。

3 電路實現

學生在認真研究了電路原理并進行電路仿真之后，對每一個電路元件的作用、電路的組成結構都比較熟悉了，這時我們就可以進入實驗室進行實物操作了。教師可以先向學生介紹一下面包板和各種電路元器件的使用注意事項。學生通過原理學習和電路仿真，對電路元件已經有了一個感性認識，通過實物操作，更增強了對電路的理性認識。電路逐級連接，逐級測試。遇到問題分析解決。哪一級電路不能出現仿真預計的結果，問題在哪里，需要通過學生自己動手分析解決，鍛煉了學生分析問題解決問題的能力。而且由學生自己解決的問題，學生印象更為深刻。在解決各種繁瑣問題的過程中，也培養了學生細致耐心的實驗習慣。各種常用測量儀器，萬用表、雙蹤示波器的使用，對學生后續電子課程會十分有幫助。原理學習、電路仿真、實物操作整個過程的完成，對培養學生的綜合素質和創新意識、工程意識都會大有裨益。學生能夠獨立完成一個常用電路的制作，也是非常有成就滿足感的，促進了學生對電路學習的興趣。由學生自己連接的多路直流電源電路實物照片如圖3所示。

4 結語

直流電源是模擬電子技術課程中很重要的一個知識點。我們在電路課程中開展多路直流電源設計的綜合性實驗，在電路課中就讓學生對直流電源的基本原理和概念有所了解。而Multisim仿真的使用學習，早早接觸電路仿真，對于學生后續課程模擬電子技術和數字電子技術課程的學習都很有好處。通過多路直流電源的綜合性實驗的原理學習、軟件仿真、電路實現這樣一個完整的過程，學生能夠自己完成一個實用電路的制作，極大地激發了學生學習的熱情和積極性，同時加深了學生對理論知識的理解，鍛煉了學生的動手能力和操作能力，對理論教學也會起到良好的促進作用。

⒖嘉南

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關鍵詞：集成電路設計；版圖；CMOS

作者簡介：毛劍波（1970-），男，江蘇句容人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，副教授；汪濤（1981-），男，河南商城人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，講師。（安徽?合肥?230009）

基金項目：本文系安徽省高校教研項目（項目編號：20100115）、省級特色專業項目（項目編號：20100062）的研究成果。

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0052-02

集成電路（Integrated Circuit）產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業，是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是新一代信息技術產業發展的核心和關鍵，對其他產業的發展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發展，我國集成電路產業已初步形成了設計、芯片制造和封測三業并舉的發展格局，產業鏈基本形成。但與國際先進水平相比，我國集成電路產業還存在發展基礎較為薄弱、企業科技創新和自我發展能力不強、應用開發水平急待提高、產業鏈有待完善等問題。在集成電路產業中，集成電路設計是整個產業的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業的發展遠滯后于計算機與通信產業，集成電路設計人才嚴重匱乏，已成為制約行業發展的瓶頸。因此，培養大量高水平的集成電路設計人才，是當前集成電路產業發展中一個亟待解決的問題，也是高校微電子等相關專業改革和發展的機遇和挑戰。[1-4]

一、集成電路版圖設計軟件平臺

為了滿足新形勢下集成電路人才培養和科學研究的需要，合肥工業大學（以下簡稱“我校”）從2005年起借助于大學計劃，和美國Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、華大電子等公司合作建立了EDA實驗室，配備了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni設計系統等EDA軟件。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程，如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規模集成電路設計、ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂，注意相關課程之間相互銜接，關鍵內容不遺漏，突出集成電路設計能力的培養，通過對課程內容的精選、重組和充實，結合實驗教學環節的開展，構成了系統的集成電路設計教學過程。[5，6]

集成電路設計從實現方法上可以分為三種：全定制（full custom）、半定制（Semi-custom）和基于FPGA/CPLD可編程器件設計。全定制集成電路設計，特別是其后端的版圖設計，涵蓋了微電子學、電路理論、計算機圖形學等諸多學科的基礎理論，這是微電子學專業的辦學重要特色和人才培養重點方向，目的是給本科專業學生打下堅實的設計理論基礎。

在集成電路版圖設計的教學中，采用的是中電華大電子設計公司設計開發的九天EDA軟件系統（Zeni EDA System），這是中國唯一的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統兼容，支持百萬門級的集成電路設計規模，可進行國際通用的標準數據格式轉換，它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優，已經在商業化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用，特別是在模擬和高速集成電路的設計中發揮了強大的功能，并成功開發出了許多實用的集成電路芯片。

九天EDA軟件系統包括ZeniDM（Design Management）設計管理器，ZeniSE（Schematic Editor）原理圖編輯器，ZeniPDT（physical design tool）版圖編輯工具，ZeniVERI（Physical Design Verification Tools）版圖驗證工具，ZeniHDRC（Hierarchical Design Rules Check）層次版圖設計規則檢查工具，ZeniPE（Parasitic Parameter Extraction）寄生參數提取工具，ZeniSI（Signal Integrity）信號完整性分析工具等幾個主要模塊，實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。

二、集成電路版圖設計的教學目標

根據培養目標結合九天EDA軟件的功能特點，在本科生三年級下半學期開設了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設計課程。

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關鍵詞：納米尺度互連線 集總參數模型 電路仿真 CMOS射頻集成電路設計

中圖分類號：TN402 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0176-02

1 引言

隨著半導體技術的發展，納米尺度的CMOS工藝射頻集成電路（RFIC）在工業、科技、醫藥醫療的應用越來越廣泛，且其工作頻率已經進入微波、毫米波段，如X波段、Ku波段及60GHz應用等[1]。然而，當電路的工作頻率進入到這種高頻頻段時，電路模型的精度是電路能否成功實現的關鍵所在。在電路版圖設計之后，通常是利用Assura和Calibre等工具來獲得互連線的寄生電阻和寄生電容。然而，由于電路的寄生電感比寄生電阻和寄生電容復雜且精度低，很難利用版圖驗證設計工具得到寄生電感值，因此，需要借助于電磁場仿真軟件對傳輸線進行準確模擬。然而，在電路設計初期通常需要考慮用于互連的微帶傳輸線對電路性能的影響，傳統單純利用電磁場仿真軟件進行參數提取的方法無法準確根據設計要求進行參數調整。本文構建了基于物理特性的互連線模型，該模型的寄生參數通過傳輸線物理特性和電磁場仿真軟件得到，易于計算和電路設計分析。同時，該模型的參數和頻率無關，易于電路分析，適用于射頻集成電路的設計。最后，論文詳細論述了將模型用于集成電路設計中的流程。

2 互連線寄生參數仿真模型

射頻集成電路設計中使用的互連線結構按照其類別可分為兩類：第一類是微帶線是以芯片襯底地作為其地平面，第二類是互連線是以某一金屬層（通常是第一層金屬M1）作為其地平面。對于這兩類互連線結構而言，采用襯底地平面作為公共地平面的互連線比采用底層金屬M1作為公共地的互連線更加靈活，因為在實際電路設計中受限于電路結構，其底層金屬需要作為信號線進行器件之間互連，這種情況下需要采用第一種結構來實現信號互連。然而，使用底層金屬M1作地線可以隔離襯底，減少襯底的損耗，因此在集成電路設計中兩種傳輸線結構相互并存。

圖1是互連線的模型圖，該模型為單π集總參數模型，與常規的電感π模型相似[2]。圖1中模型并聯部分表示寄生電容和電阻，串聯部分表示寄生電感和電阻。在設計窄帶寬的電路時，尤其是進行放大器電路設計，關注的是工作頻率附近的參數。所以，方框模型可以視為獨立于工作頻率，即模型在窄帶電路設計中依舊可以使用。模型中，電感L2和電阻R2為互連線自身的分布電感和分布電阻，包含了集膚效應和鄰近效應對電路的影響，而并聯電容和電阻為導線和襯底之間等效電容和等效電阻。

對于該傳輸線模型，其離散參數的矩陣近似于模擬值和實際測量值。根據等效規則，電路的參數都可由Y參數推導得出[3]。在得到每一模塊的參數后，串聯電感值，電阻值和并聯電容值都可以求出。

根據等效規則，工作頻帶的S參數應該與模擬和測試值相同。根據對Y矩陣的定義，可以推導出以下公式：

式中，為工作頻率，函數real（）和函數imag（）分別代表著復數的實部和虛部。

以上的公式對于大多數傳輸線是可用的，無論傳輸線是否對稱。在大多數情況下，傳輸線的Y1，Y3部分在結構上并不對稱。但是，當兩端口的反射系數的值相同時，將出現對稱的特殊情況。此時傳輸線可化簡為相同的部分，且可從電報方程中得出各元件的值。

在以上的分析中，電容，電感和電阻分別是頻率的參數，而本模型中各部分數值處理成和頻率無關的數值，這將在電路設計中產生誤差。由于替換產生的誤差可有下面公式得出：

是仿真實際S參數值，是模型的S參數值。

通常，當電路的頻率與正常工作頻率差異較大時，由于集膚效應和鄰近效應，這個誤差將會造成更加嚴重的影響。依照上述的模型，我們利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum構建了互連傳輸線，該傳輸線采用第二類結構，該傳輸線位于的TSMC 0.18um射頻/混合信號工藝的第6層金屬上，金屬線寬6um，線長115um。工作頻率為10GHz，根據公式（2）得到集總參數模型各個參數如下：

為比較模型和實際電磁場仿真數據之間差別，公式（4）中各個數據對應模型的S參數和電磁場仿真軟件得到的S參數進行了對比，圖2是采用電磁場仿真軟件ADS-Momentum和模型部分參數對比，從圖中可以看出，電磁場仿真軟件的模型和本模型S參數的誤差遠離工作頻率段誤差越大，這是由于公式（2）中對頻率進行了近似處理，遠離工作頻率的點采用工作頻率來代替，由于這種代替，數據之間誤差越大。在其偏離中心頻率50%位置處（即15GHz和5GHz），模型和Momentum仿真數據的差異低于5%。在實際電路設計，通常需要電路設計師關注于傳輸線寄生參數對電路性能影響，此時工作頻率點附近模型簡易、準確是電路設計重點，而偏離工作頻率點的模型誤差在窄帶電路設計是可以接受的。

3 模型在射頻集成電路設計中應用

CMOS射頻集成電路設計是利用已有的有源器件和無源器件模型進行電路設計。傳統的集成電路設計首先進行電路原理圖設計，然后進行電路版圖設計，再進行參數提取，在參數提取中主要利用Cadence系統自身已有的仿真工具Assura來實現，在參數提取結束后再進行后仿真。當電路設計不滿足要求時，需要重復上述過程，然而，在上述的傳統集成電路中，由于參數提取過程的參數為分布參數，難以直接用于電路O計參數調整。同時，傳統的參數提取方法只進行了電阻和電容的參數提取，而對寄生電感沒有進行提取，這將導致電路設計的預期結果和實測結果出入較大。

為克服傳統的射頻集成電路設計的上述不足，可以將本論文的參數模型和集成電路設計相互結合。圖4是本論文的模型應用于射頻集成電路設計中流程圖，在原理圖和版圖設計中依然類似于傳統的集成電路設計方法，但版圖設計及參數提取時將版圖中的互連線單獨分離出來，利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum電磁場仿真，仿真結束后利用模型將其中的各個互連線參數提取出來，由于互連線的寬度、長度和圖1中模型的各個參數密切相關，故將互連線得到的各個參數代入到版圖后仿真設計中，檢測互連線參數是否滿足電路設計要求。如果互連線參數滿足設計要求，則電路設計完成；否則，根據要求適當調整互連線參數，并判斷調整后參數是否滿足電路設計要求，如果滿足電路設計要求，則依據重新設計的要求進行版圖調整，完成電路設計。如果調整后的互連線參數依然不滿足電路設計要求，則依據要求進行原理圖設計調整，然后依次重復上述過程。如圖3所示。

從上述的電路設計流程可以看出，在射頻集成電路設計中應用本模型可以及時了解電路中的各個互連線參數，根據電路設計要求調整互連線參數，滿足電路設計要求。在整個設計流程中，首先根據互連線提取參數判斷是否滿足電路設計要求，進而根據設計要求調整互連線參數來滿足電路設計要求，這將簡化傳統電路設計循環，減少電路設計時間，同時通過互連線參數調整將互連線作為電路設計的一部分進行綜合考慮，這將有助于提高電路綜合性能。

4 結語

本文提出了適用電路后仿真的納米尺度互連線模型，該模型基于物理意義而構建，模型的各個參數皆為集總參數，各個參數都可以通過電磁場仿真軟件而獲得并在集成電路設計中進行調整。該集總參數的模型結構簡單，易于使用，適合于CMOS射頻集成電路設計分析中使用，同時文中給出了該模型應用于射頻集成電路設計的流程并分析了其特點，分析表明采用文中模型可以根據電路設計要求進行調整互連線的尺寸，并可將互連線參數作為電路設計的一部分進行綜合考慮，有助于提高電路綜合性能。

參考文獻

[1]A.Niknejad， “Siliconization of 60 GHz”， IEEE Microw. Mag.， pp.78-85，Feb.2010.

[2]J.Rong， M.Copeland，“The modeling， characterization， and design of monolithic inductors for silicon RFICs”，IEEE Journal of Solid-state Circuits， Vol.32，No.3，pp.357-369，March 1997.

[3]廖承恩.微波技g基礎，西安：西安電子科技大學出版社，1994.12.

收稿日期：2016-09-28

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1、集成電路產業是信息產業的核心，是國家基礎戰略性產業。

集成電路（IC）是集多種高技術于一體的高科技產品，是所有整機設備的心臟。隨著技術的發展，集成電路正在發展成為集成系統（SOC），而集成系統本身就是一部高技術的整機，它幾乎存在于所有工業部門，是衡量一個國家裝備水平和競爭實力的重要標志。

2、集成電路產業是技術資金密集、技術進步快和投資風險高的產業。

80年代建一條6英寸的生產線投資約2億美元，90年代一條8英寸的生產線投資需10億美元，現在建一條12英寸的生產線要20億－30億美元，有人估計到2010年建一條18英寸的生產線，需要上百億美元的投資。

集成電路產業的技術進步日新月異，從70年代以來，它一直遵循著摩爾定律:芯片集成元件數每18個月增加一倍。即每18個月芯片集成度大體增長一倍。這種把技術指標及其到達時限準確地擺在競爭者面前的規律，為企業提出了一個“永難喘息”，否則就“永遠停息”的競爭法則。

據世界半導體貿易統計組織(WSTS)**年春季公布的最新數據，**年世界半導體市場銷售額為1664億美元，比上年增長18.3%。其中，集成電路的銷售額為1400億美元，比上年增長16.1%。

3、集成電路產業專業化分工的形成。

90年代，隨著因特網的興起，IC產業跨入以競爭為導向的高級階段，國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉向人才知識競爭、密集資本競爭。人們認識到，越來越龐大的集成電路產業體系并不有利于整個IC產業發展，分才能精，整合才成優勢。

由于生產效率低，成本高，現在世界上的全能型的集成電路企業已經越來越少。“垂直分工”的方式產品開發能力強、客戶服務效率高、生產設備利用率高，整體生產成本低，因此是集成電路產業發展的方向。

目前，全世界70%的集成電路是由數萬家集成電路設計企業開發和設計的，由近十家芯片集團企業生產芯片，又由數十家的封裝測試企業對電路進行封裝和測試。即使是英特爾、超微半導體等全能型大企業，他們自己開發和設計的電路也有超過50%是由芯片企業和封裝測試企業進行加工生產的。

IC產業結構向高度專業化轉化已成為一種趨勢，開始形成了設計業、制造業、封裝業、測試業獨立成行的局面。

二、蘇州工業園區的集成電路產業發展現狀

根據國家和江蘇省的集成電路產業布局規劃，蘇州市明確將蘇州工業園區作為發展集成電路產業的重點基地，通過積極引進、培育一批在國際上具有一定品牌和市場占有率的集成電路企業，使園區盡快成為全省、乃至全國的集成電路產業最重要基地之一。

工業園區管委會著眼于整個高端IC產業鏈的引進，形成了以“孵化服務設計研發晶圓制造封裝測試”為核心，IC設備、原料及服務產業為支撐，由數十家世界知名企業組成的完整的IC產業“垂直分工”鏈。

目前整個蘇州工業園區范圍內已經積聚了大批集成電路企業。有集成電路設計企業21戶；集成電路芯片制造企業1家，投資總額約10億美元；封裝測試企業11家，投資總額約30億美元。制造與封裝測試企業中，投資總額超過80億元的企業3家。上述33家集成電路企業中，已開業或投產（包括部分開業或投產）21家。**年，經過中國半導體行業協會集成電路分會的審查，第一批有8戶企業通過集成電路生產企業的認定，14項產品通過集成電路生產產品的認定。**年，第二批有1戶企業通過集成電路生產企業的認定，102項產品通過集成電路生產產品的認定。21戶設計企業中，有3戶企業通過中國集成電路行業協會的集成電路設計企業認定(備案)。

1、集成電路設計服務企業。

如中科集成電路。作為政府設立的非營利性集成電路服務機構，為集成電路設計企業提供全方位的信息服務，包括融資溝通、人才培養、行業咨詢、先進的設計制造技術、軟件平臺、流片測試等。力爭扮演好園區的集成電路設計“孵化器”的角色。

2、集成電路設計企業。

如世宏科技、瑞晟微電子、憶晶科技、揚智電子、詠傳科技、金科集成電路、凌暉科技、代維康科技、三星半導體（中國）研究開發中心等。

3、集成電路芯片制造企業。

和艦科技。已于**年5月正式投產8英寸晶圓，至**年3月第一條生產線月產能已達1.6萬片。第二條8英寸生產線已與**年底開始動工，**年第三季度開始裝機，預計將于2005年初開始投片。到今年年底，和艦科技總月產能預計提升到3.2萬片。和艦目前已成功導入0.25-0.18微米工藝技術。近期和艦將進一步引進0.15-0.13微米及納米技術，研發更先進高階晶圓工藝制造技術。

4、集成電路封裝測試企業。

如三星半導體、飛索半導體、瑞薩半導體，矽品科技(純代工)、京隆科技(純代工)、快捷半導體、美商國家半導體、英飛凌科技等等。

該類企業目前是園區集成電路產業的主體。通過多年的努力，園區以其優越的基礎設施和逐步形成的良好的產業環境，吸引了10多家集成電路封裝測試企業。以投資規模、技術水平和銷售收入來說，園區的封裝測測試業均在國內處于龍頭地位，**年整體銷售收入占國內相同產業銷售收入的近16%，行業地位突出。

園區封裝測試企業的主要特點：

①普遍采用國際主流的封裝測試工藝，技術層次處于國內領先地位。

②投資額普遍較大：英飛凌科技、飛利浦半導體投資總額均在10億美元以上。快捷半導體、飛索半導體、瑞薩半導體均在原先投資額的基礎進行了大幅增資。

③均成為所屬集團后道制程重要的生產基地。英飛凌科技計劃產能要達到每年8億塊記憶體(DRAM等)以上，是英飛凌存儲事業部最主要的封裝測試基地；飛索半導體是AMD和富士通將閃存業務強強結合成立的全球最大的閃存公司在園區設立的全資子公司，園區工廠是其最主要的閃存生產基地之一。

5、配套支持企業

①集成電路生產設備方面。有東和半導體設備、愛得萬測試、庫力索法、愛發科真空設備等企業。

②材料/特殊氣體方面。有英國氧氣公司、比歐西聯華、德國梅塞爾、南大光電等氣體公司。有住友電木等封裝材料生產企業。克萊恩等光刻膠生產企業。

③潔凈房和凈化設備生產和維護方面。有久大、亞翔、天華超凈、MICROFORM、專業電鍍（TECHNIC）、超凈化工作服清洗（雅潔）等等。

**年上半年，園區集成電路企業(全部)的經營情況如下(由園區經發局提供略)：

根據市場研究公司iSuppli今年初的**年全球前二十名半導體廠家資料，目前，其中已有七家在園區設廠。分別為三星電子、瑞薩科技、英飛凌科技、飛利浦半導體、松下電器、AMD、富士通。

三、集成電路產業涉及的主要稅收政策

1、財稅字［2002］70號《關于進一步鼓勵軟件產業的集成電路產業發展稅收政策的通知》明確，自2002年1月1日起至2010年底，對增值稅一般納稅人銷售其自產的集成電路產品（含單晶硅片），按17%的稅率征收增值稅后，對其增值稅實際稅負超過3%的部分實行即征即退政策。

2、財稅字［**］25號《關于鼓勵軟件產業的集成電路產業發展有關稅收政策問題的通知》明確，“對我國境內新辦軟件生產企業經認定后，自開始獲利年度起，第一年和第二年免征企業所得稅，第三年至第五年減半征收企業所得稅”；“集成電路設計企業視同軟件企業，享受軟件企業的有關稅收政策”。

3、蘇國稅發［**］241號《關于明確軟件和集成電路產品有關增值稅問題的通知》明確，“凡申請享受集成電路產品稅收優惠政策的，在國家沒有出臺相應認定管理辦法之前，暫由省轄市國稅局商同級信息產業主管部門認定，認定時可以委托相關專業機構進行技術評審和鑒定”。

4、信部聯產［**］86號《集成電路設計企業及產品認定管理辦法》明確，“集成電路設計企業和產品的認定，由企業向其所在地主管稅務機關提出申請，主管稅務機關審核后，逐級上報國家稅務總局。由國家稅務總局和信息產業部共同委托認定機構進行認定”。

5、蘇國稅發［**］241號《關于明確軟件和集成電路產品有關增值稅問題的通知》明確，“對納稅人受托加工、封裝集成電路產品，應視為提供增值稅應稅勞務，不享受增值稅即征即退政策”。

6、財稅［1994］51號《關于外商投資企業和外國企業所得稅法實施細則第七十二條有關項目解釋的通知》規定，“細則第七十二條第九項規定的直接為生產服務的科枝開發、地質普查、產業信息咨詢業務是指：開發的科技成果能夠直接構成產品的制造技術或直接構成產品生產流程的管理技術，……，以及為這些技術或開發利用資源提供的信息咨詢、計算機軟件開發，不包括……屬于上述限定的技術或開發利用資源以外的計算機軟件開發。”

四、當前稅收政策執行中存在的問題

1、集成電路設計產品的認定工作，還沒有實質性地開展起來。

集成電路設計企業負責產品的開發和電路設計，直接面對集成電路用戶；集成電路芯片制造企業為集成電路設計企業將其開發和設計出來的電路加工成芯片；集成電路封裝企業對電路芯片進行封裝加工；集成電路測試企業為集成電路進行功能測試和檢驗，將合格的產品交給集成電路設計企業，由設計企業向集成電路用戶提供。在這個過程中，集成電路產品的知識產權和品牌的所有者是集成電路設計企業。

因為各種電路產品的功能不同，生產工藝和技術指標的控制也不同，因此無論在芯片生產或封裝測試過程中，集成電路設計企業的工程技術人員要提出技術方案和主要工藝線路，并始終參與到各個生產環節中。因此，集成電路設計企業在集成電路生產的“垂直分工”體系中起到了主導的作用。處于整個生產環節的最上游，是龍頭。

雖說IC設計企業遠不如制造封裝企業那么投資巨大，但用于軟硬件、人才培養的投入也是動則上千萬。如世宏科技目前已積聚了超過百位的來自高校的畢業生和工作經驗在豐富的技術管理人才。同時還從美國硅谷網羅了將近20位累計有200年以上IC產品設計經驗、擁有先進技術的海歸派人士。在人力資源上的投入達450萬元∕季度，軟硬件上的投入達**多萬元。中科集成電路的EDA設計平臺一次性就投入2500萬元。

園區目前共有三戶企業被國家認定為集成電路設計企業。但至關重要的集成電路設計產品的認定一家也未獲得。由于集成電路設計企業的主要成本是人力成本、技術成本(技術轉讓費)，基本都無法抵扣。同時，研發投入大、成品風險高、產出后的計稅增值部分也高，因此如果相關的增值稅優惠政策不能享受，將不利于企業的發展。

所以目前，該類企業的研發主體大都還在國外或臺灣，園區的子公司大多數還未進入獨立產品的研發階段。同時，一些真正想獨立產品研發的企業都處于觀望狀態或轉而從事提供設計服務，如承接國外總公司的設計分包業務等。并且由于享受優惠政策前景不明，這些境外IC設計公司往往把設在園區的公司設計成集團內部成本中心，即把一部分環節研發轉移至園區，而最終產品包括晶圓代工、封裝測試和銷售仍在境外完成。一些設計公司目前純粹屬于國外總公司在國內的售后服務機構，設立公司主要是為了對國外總公司的產品進行分析，檢測、安裝等，以利于節省費用或為將來的進入作準備。與原想象的集成電路設計企業的龍頭地位不符。因此，有關支持政策的不能落實將嚴重影響蘇州工業園區成為我國集成電路設計產業的重要基地的目標。

2、集成電路設計企業能否作為生產性外商投資企業享受所得稅優惠未予明確。

目前，園區共有集成電路設計企業23家，但均為外商投資企業，與境外母公司聯系緊密。基本屬于集團內部成本中心，離產品研發的本地化上還有一段距離。但個別公司已在本地化方面實現突破，愿承擔高額的增值稅稅負并取得了一定的利潤。能否據此確認為生產性外商投資企業享受“二免三減半”等所得稅優惠政策，目前稅務部門還未給出一個肯定的答復。

關鍵是所得稅法第七十二條“生產性外商投資企業是指…直接為生產服務的科技開發、地質普查、產業信息咨詢和生產設備、精密儀器維修服務業”的表述較為含糊。同時，財稅［1994］51號對此的解釋也使稅務機關難以把握。

由于集成電路設計業是集成電路產業鏈中風險最大，同時也是利潤最大的一塊。如果該部分的所得稅問題未解決，很難想象外國公司會支持國內設計子公司的獨立產品研發，會支持國內子公司的本土化進程。因此，生產性企業的認定問題在一定程度上阻礙了集成電路設計企業的發展壯大。

3、目前的增值稅政策不能適應集成電路的垂直分工的要求。

在垂直分工的模式下，集成電路從設計芯片制造封裝測試是由不同的公司完成的，每個公司只承擔其中的一個環節。按照國際通行的半導體產業鏈流程，設計公司是整條半導體生產線的龍頭，受客戶委托，設計有自主品牌的芯片產品，然后下單給制造封裝廠，并幫助解決生產中遇到的問題。國際一般做法是：設計公司接受客戶的貨款，并向制造封裝測試廠支付加工費。各個制造公司相互之間的生產關系是加工關系而非貿易關系。在財務上只負責本環節所需的材料采購和生產，并不包括上環節的價值。在稅收上，省局明確該類收入目前不認可為自產集成電路產品的銷售收入，因此企業無法享受國家稅收的優惠政策。

而在我國現行的稅收體制下，如果整個生產環節都在境內完成，則每一個加工環節都要征收17%的增值稅，只有在最后一個環節完成后，發起方銷售時才會退還其超過3%的部分，具體體現在增值稅優惠方面，只有該環節能享受優惠。因此，產業鏈各環節因為享受稅收政策的不同而被迫各自依具體情況采取不同的經營方式，因而導致相互合作困難，切斷了形式上的完整產業鏈。

國家有關文件的增值稅政策的實質是側重于全能型集成電路企業，而沒有充分考慮到目前集成電路產業的垂直分工的格局。或雖然考慮到該問題但出于擔心稅收征管的困難而采取了一刀切的方式。

4、出口退稅率的調整對集成電路產業的影響巨大。

今年開始，集成電路芯片的出口退稅稅率由原來的17%降低到了13%，這對于國內的集成電路企業，尤其是出口企業造成了成本上升，嚴重影響了國內集成電路生產企業的出口競爭力。如和艦科技，**年1-7月，外銷收入78322萬元，由于出口退稅率的調低而進項轉出2870萬元。三星電子為了降低成本，貿易方式從一般貿易、進料加工改為更低級別的來料加工。

集成電路產業作為國家支持和鼓勵發展的基礎性戰略產業，在本次出口退稅機制調整中承受了巨大的壓力。而科技含量與集成電路相比是劃時代差異的印刷線路板的退稅率卻保持17%不變，這不符合國家促進科技進步的產業導向。

五、關于促進集成電路產業進一步發展的稅收建議

1、在流轉稅方面。

(1)集成電路產業鏈的各個生產環節都能享受增值稅稅收優惠。

社會在發展，專業化分工成為必然。從鼓勵整個集成電路行業發展的前提出發，有必要對集成電路產業鏈內的以加工方式經營的企業也給予同樣的稅收優惠。

(2)集成電路行業試行消費型增值稅。

由于我國的集成電路行業起步低，目前基本上全部的集成電路專用設備都需進口，同時，根據已有的海關優惠政策，基本屬于免稅進口。調查得知，園區集成電路企業**年度購入固定資產39億，其中免稅購入的固定資產為36億。因此，對集成電路行業試行消費型增值稅，財政壓力不大。同時，既體現了國家對集成電路行業的鼓勵，又可進一步促進集成電路行業在擴大再生產的過程中更多的采購國產設備，拉動集成電路設備生產業的發展。

2、在所得稅方面。

(1)對集成電路設計企業認定為生產性企業。

根據總局文件的定義，“集成電路設計是將系統、邏輯與性能的設計要求轉化為具體的物理版圖的過程”。同時，集成電路設計的產品均為不同類型的芯片產品或控制電路。都屬中間產品，最終的用途都是工業制成品。因此，建議對集成電路設計企業,包括未經認定但實際從事集成電路設計的企業，均可適用外資所得稅法實施細則第七十二條之直接為生產服務的科技開發、地質普查、產業信息咨詢和生產設備、精密儀器維修服務業屬生產性外商投資企業的規定。

(2)加大間接優惠力度，允許提取風險準備金。

計提風險準備金是間接優惠的一種主要手段，它雖然在一定時期內減少了稅收收入，但政府保留了今后對企業所得的征收權力。對企業來說它延遲了應納稅款的時間，保證了研發資金的投入，增強了企業抵御市場風險的能力。

集成電路行業是周期性波動非常明顯的行業，充滿市場風險。雖然目前的政策體現了加速折舊等部分間接優惠內容，但可能考慮到征管風險而未在最符合實際、支持力度最直接的提取風險準備金方面有所突破。

3、提高集成電路產品的出口退稅率。

鑒于發展集成電路行業的重要性，建議爭取集成電路芯片的出口退稅率恢復到17%，以優化國內集成電路企業的投資和成長環境。

4、關于認定工作。

(1)盡快進行集成電路設計產品認定。

目前的集成電路優惠實際上側重于對結果的優惠，而對設計創新等過程(實際上)并不給予優惠。科技進步在很大程度上取決于對創新研究的投入，而集成電路設計企業技術創新研究前期投入大、風險高，此過程最需要稅收上的扶持。

鑒于集成電路設計企業將有越來越多產品推出，有權稅務機關和相關部門應協調配合，盡快開展對具有自主知識產權的集成電路設計產品的認定工作。

(2)認定工作應由專業機構來完成，稅務機關不予介入。

篇5

【關鍵詞】競賽；集成電路；教學改革

Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit

GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong

VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing，China 100124

Abstract：Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea，right organize procedure，a steady preparation，corporation between university and company，teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student，can push Quality Education，can advance the ability of theory and practice，can improve the ability of resolve problem，can cultivate the spirit of creativity，can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.

Keywords：competition；Integrated circuit；teaching reformation

集成電路在社會發展中扮演著非同尋常的角色，幾乎滲透到了各行各業。隨著全球經濟一體化的發展，集成電路的制造與開發中心正逐步向我國轉移。我們肩負重大的歷史使命，是要把我國建設成為集成電路的生產大國進而成為集成電路強國[1]。因此培養二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京華大九天軟件有限公司致力于開發自主產權的EDA軟件，提供高端的SoC解決方案和一站式設計生產服務，為培養集成電路設計人才提供了很好的軟件平臺。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調動各方面的參與積極性。對學生來說，競賽為他們提供了一個開闊眼界、互相學習和交流的好機會，這是任何課堂教學都無法替代的；對指導老師來說，競賽可以促進他們轉變陳舊的教學理念，改進落后的課程體系，積極尋求新的教學模式，真正做到教學目標、教學內容和教學方法與時俱進，切實達到面向應用、面向市場、面向社會并最終為社會提供優秀專業人才的最高教學目標[2]。實踐表明，開展大學生集成電路設計競賽，對于推進我國集成電路人才培養、推進素質教育、理論實踐結合能力、解決問題的能力、培養學生創新精神、團隊協作能力和培養學生的集體榮譽感等方面具有重要意義，同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起了一定的引導作用，極大的強化了學生繪制版圖和電路設計能力。本人有幸帶領學生參加了此次比賽，獲得了一些啟示。

1.立足現實，拓寬應用

本次大賽的活動宗旨是豐富微電子學專業學生的專業知識，培養學生理論聯系實際、獨立思考和操作能力，鞏固和加深所學專業知識基礎，推動京津地區高校微電子學專業的交流和發展，并對國產正版EDA軟件的普及和應用起到積極推動作用。

2011年北京大學生集成電路設計大賽分成大學本科和研究生兩個級別（本科生組33個組；研究生33個組），每組3人，進行筆試和上機操作。比賽相關規則：筆試階段，采用閉卷形式，由各參賽隊員獨立完成，最終成績計入小組總分；上機操作，以小組形式參加。

2.正確的指導思想

電子學會組織的此次大學生集成電路大賽立足高，緊密結合教學實際，著重基礎、注重培養實踐能力的原則為大賽成功舉行樹立了正確的指導思想。

“華大九天杯”集成電路大賽凝聚了各級領導、專家、學者和我校學科部領導、老師及每個參賽隊員的心血與汗水。在比賽的前后，我們的指導思想是：參賽獲獎不是最終目的，深人持久地開展教育教學改革，充分調動學生學習積極性，吸引更多的學生參加各類競賽和科技活動，培養更多的優秀專業人才，才是我們的努力方向。集成電路大賽引來了眾多企業，他們對參賽學生的青睞，對于與學校合作的重視，也正是我們學校所渴求的。在參賽中與同行各企業充分交流，學校與企業的緊密結合，才能更清楚市場對優秀畢業生的要求，進而能明確培養目標，并在平時的課程教學中加以滲透，在教學中不斷改進；在參賽中與其他兄弟院校充分分享經驗，不斷學習別人的長處，分析參賽中暴露的共性問題，在教育教學中不斷改進；在參賽中提高教師的指導水平和改進教育教學方法；在參賽中提高學生的綜合素質，培養大批適應現代化建設需要的基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新精神和實踐能力的高級應用型人才，才是我們參加北京大學生集成電路設計競賽的最終目的。

3.準備認真，重在過程

承辦方北方工業大學周密的準備工作和熱情的服務為大賽成功舉行創造了良好的外部環境。北方工業大學和華大九天公司組織的集訓為成功參賽奠定了扎實的基礎。

在學科部領導和各位老師的努力下，在實驗室老師的大力協助下，在華大九天公司培訓人員的大力支持下，我們組織了兩個階段的集中培訓，并在培訓的基礎上進行了有針對性的輔導練習，并在參賽前舉行了預賽。這些環節對學生和老師起到了很好的引導和督促作用，保證了良好的訓練環境，營造了積極向上的參賽氛圍。

在電子競賽的準備過程中，適逢暑假，假期長，學生們可以充分利用暑假時間認真復習電子器件、數字電子電路、集成電路分析與設計等課程的理論知識。同時，學生們還學習華大EDA軟件，進行實際電路和版圖繪制上機練習，培養了理論聯系實踐的學風。通過競賽準備，學生需要綜合運用所學知識，解決競賽中遇到的各種問題，提高了運用理論知識解決實際問題的能力。通過競賽準備，磨合了小組間的默契配合和分工，增進了師生情誼，提高了團隊作戰能力。通過競賽準備，找出了自己在知識上的不足，明確了社會的需要、工作崗位的需要和工作性質，樹立了新的奮斗目標，產生了學習新的動力。

4.參賽對嵌入式系統和集成電路設計教學改革的啟示

北京大學生集成電路設計競賽對于培養學生參加實踐的積極性、理論聯系實際的學風和團隊意識有著重要作用，競賽給學生提供了一個施展才華、發揮創新能力的機會和平臺。并對高校集成電路設計課程的教學內容和電子科學與技術的課程體系改革和學生今后工作起到一定的引導作用。

4.1 知識整合的系統教學思想

自從1958年基爾比發明集成電路以后，集成電路一直按照摩爾定律的預測飛速發展。面對集成電路如此迅猛的發展形勢，教學工作也要與時俱進，不斷改革創新。我承擔《嵌入式系統》和《集成電路分析與設計》課程，深深體會到微電子專業的學生學習嵌入式系統與其他專業有所區別，因為芯片的設計方向日益朝著片上系統SOC、片上可編程系統SOPC的方向發展[3]。學生不僅需要有系統的概念[4]，同時需要對典型處理器體系結構有清晰的理解，在設計SOC芯片時才會有系統的設計思想[5]，又會對處理器內部體系架構有清晰的概念。因此，在對微電子專業的學生講授嵌入式系統時，要緊密結合集成電路設計的要求，結合集成電路分析與設計、數字電子、模擬電子、電子器件等課程的內容，使學生不僅對處理器結構體系清楚，更熟悉各模塊電路，如ALU單元電路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM單元等等。在處理器的，培養學生系統的概念，掌握外部單元電路，如存儲器單元電路、系統總線單元、SPI、IIC、UART等等接口電路，從使用者的期望角度出發，來進行芯片的設計，既是使用者，又是設計者。學生在學習集成電路設計的課程時，緊密結合嵌入式系統中的系統體系結構、結合處理器內部的體系結構，具有整體的大的系統性設計概念，整合學生對各個課程的分離的知識內容，培養綜合運用所學知識解決系統問題。通過增加實驗和上機課時，提高學生將理論與實踐緊密結合，培養學生運用所學理論知識解決實際問題的能力。

4.2 改革傳統的教學模式

我國的大學課堂教學模式長期以來被德國教育家赫爾巴特的“四段論”與前蘇聯教育家凱洛夫的“五環節”所主宰，在新的教育環境和教育目標下，他們所倡導的課堂教學結構和施教程序越來越明顯地暴露出它的弊端，最突出的是“以教代學”的陳腐教學思想和“注入式”、“滿堂灌”的落后教學方法.這種“以教師為中心，以教材為中心”的課堂教學，決定了學生在整個教學過程中所處的被動地位，很大程度地禁錮了學生的創造性思維，對學生自學能力、實踐能力和創新能力的培養構成了嚴重的障礙[2]。

現代教育理論指出：指導學生從實踐和探索中通過思考獲取知識，又在解決問題的探索活動中，運用已獲得的知識和技能是培養智能的最好途徑。

本次競賽上午閉卷完成理論知識的考試。本科生的上機操作內容是根據提供的狀態圖設計一個計數器電路，然后進行原理圖的繪制，再次進行版圖繪制，進而進行DRC、LVS等環節驗證，并撰寫設計報告。學生需要利用數字電路中所學的狀態表，構造出邏輯關系式，運用卡諾圖化簡得到最簡電路，最后再繪制單元電路，設計出具體的CMOS電路和版圖，并進行驗證。同時還需要構造出計數器所需的時鐘電路。在上機的開始一個半小時中，指導老師可以參與指導，這樣增加了比賽中老師對學生的限時指導內容，更有利于學生的競賽，符合培養人才的現論要求。

學生基本上完成了從需求分析、電路設計、繪制電路、（仿真）、版圖繪制、驗證到撰寫報告等環節。通過競賽，使學生能親自感受一個簡單的集成電路設計流程，培養了學生的系統設計概念。學生從早晨9點一直進行到下午六點，在短短的一天內要完成筆試和7個小時的上機電路繪制和驗證等工作，小組成員只有密切配合，充分發揮各自的優勢，保持堅韌不拔的精神，才能取得最終的勝利。這種方式非常有利于培養學生的合作精神和團隊精神，鍛煉了學生的毅力和體力。

施教之功，貴在引導。可以看出，競賽在很大程度上符合現代教育理論的要求，符合學生的認知規律。以學生為主體、教師為主導的教學模式正是以傳授知識為前提，以形成技能為基點，以培養智能為重心，以全面發展人才為歸宿。在《嵌入式系統》和《集成電路分析與設計》課程教學中，增大課程的實驗內容，學生帶著問題，進行學習，進行思考、小組討論，經老師點撥，實現了運用所學理論解決實際問題的過程，既培養了學生的綜合能力，又完成了教學任務，符合現代教育論的要求。

施教之旨，在于培養學習方法和思維方式，培養獲取新知及再創造之本領。將學生分成小組，布置某一命題，發揮學生的主動性，引導他們查閱資料，分析歸納總結，并在課堂中進行報告或實驗演示。學生反映效果很好，獲取了知識，又培養了學生自學能力和主動獲取知識的方法。

5.引導學生參與科研，撰寫學術論文

通過大賽引導大學生形成一股扎扎實實的學習和研究的風氣。激發學生在專業領域的學習興趣，參與到老師平時的科研中，增加動手實踐的機會。并在科研中進一步培養學生的研究興趣，形成良性循環。對于取得的研究成果，可以引導學生撰寫論文，并能在廣大同學中起到表率作用。

6.結束語

培養二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調動各方面的參與積極性。正確的指導思想、科學的組織程序、踏實認真的準備工作以及大賽對校企合作、對教學改革將產生重要的影響。實踐表明，開展大學生集成電路設計競賽，對于推進我國集成電路人才培養、推進素質教育、理論實踐結合能力、解決問題的能力、培養學生創新精神、團隊協作能力和培養學生的集體榮譽感等方面具有重要意義，同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起一定的引導作用，極大的強化了學生繪制版圖、電路設計能力和集成電路設計思想。

參考文獻

[1]甘學溫,趙寶瑛等.集成電路原理與設計[M].北京:北京大學出版社,2007.

[2]陳建英,李濤,撒曉英.抓住競賽契機 深化計算機專業教學改革[J].西南民族大學學報·自然科學版,2010,36(9):75-77.

[3]Ahmet Bindal,Sandeep Mann,Billal N.Ahmed.An Undergraduate System-on-Chip

(SoC)Course for Computer Engineering Students[J].IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION,2005,48(2)：P279-289.

[4]Lei Jing,Zixue Cheng,Junbo Wang.A Spiral Step-by-Step Educational Method for Cultivating Competent Embedded System Engineers to Meet Industry Demands[J].IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION,1-10.

[5]Xiumin Shi,Ji Zhang,Yanbing Ju.Research and Practice in Undergraduate Embedded System Course[C].The 9th International Conference for Young Computer Scientists,

2569-2663.

致謝：競賽工作是由國家自然基金贊助（No.60976028）；北京工業大學博士基金贊助（No.X0002014201101，No.X0002012200802 and No.X00020

篇6

關鍵詞：微電子實驗室；集成電路設計；微電子工藝；實驗教學；

作者簡介：李建軍(1980—)，男，四川江油，博士，副教授，主要從事超大規模集成電路教學與科研工作

當前，全球微電子技術及產業飛速發展，22nm節點技術已量產，以微電子集成電路為核心的電子信息產業已成為全球第一大產業，而我國的微電子技術及產業同國外比還有較大的差距，集成電路設計和微電子工藝方面的人才比較匱乏。當前和今后一段時期是我國微電子產業發展的重要戰略機遇期和攻堅期，2014年6月我國了《國家集成電路產業發展推進綱要》以加快推進我國集成電路產業發展，并明確指出“重點支持集成電路制造領域”[1]。因此，為適應該領域技術和產業的人才需求，亟須加強對微電子和集成電路相關專業本科生的工藝實驗與工程實踐能力的訓練，培養其創新和實踐能力。

高校實驗室是培養創新和實踐能力重要基地，也是開展教學、科研、生產實踐三結合的重要場所[2-3]，特別是對于實踐性強的微電子學科，實驗室在教學中發揮著舉足輕重的作用。因此，建設專業的實驗室并開展實踐與創新相結合的實驗教學，才能更多、更有效地培養滿足社會急需的微電子技術人才[4]。

1微電子實驗室建設指導思想

微電子實驗室建設及人才的培養是以國家對微電子技術人才的需求為目的，以滿足社會經濟快速發展的需要。近10多年來是我國微電子和集成電路產業飛速發展時期，2000年和2011年國家先后出臺了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》、《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》，到2014年了《國家集成電路產業發展推進綱要》。在政策導向下，高校微電子專業實驗的建設成就也十分顯著。但是，我國的微電子技術及產業同國外比還有較大的差距，這其中縮小差距重要的一點是縮小微電子實驗室技術的差距。因此，對于高校微電子專業實驗室的建設發展還需進一步的改革創新[5-7]。

微電子實驗室建設應以《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》為導則，明確國家教育改革戰略目標和戰略主題是優化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養，要著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力[8]。

在實驗室建設的措施實施上，一是貫徹實施《高等學校本科教學質量與教學改革工程》，進一步推動高校實驗室建設和實驗教學改革，促進優質教學資源共享，提升高等學校辦學水平，加強學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養，全面提高教育質量；二是貫徹實施《卓越工程師教育培養計劃》，面向微電子產業，按通用標準和行業標準強化培養學生的工程和創新能力[9-10]。

2微電子實驗室建設

為適應國際半導體產業和我國電子信息產業的快速發展以及社會對微電子專業人才的大量需求，從2002年起我校就對微電子實驗室進行了改造，并持續進行了升級換代建設，截止到目前共計投入了800余萬元的建設經費。我校的微電子實驗室建設主要包括2方面的內容，一是微電子設計實驗室建設，二是微電子工藝實驗室建設。目前，微電子實驗室可滿足每年500人的實驗教學規模以及高水平實驗項目的開設。學生在此完成集成電路芯片設計、制造的整個過程，并對制造的芯片進行測試和分析。

2.1微電子設計實驗室建設

微電子設計實驗室主要開展超大規模集成電路設計以及微電子器件仿真和工藝模擬的實驗教學。教學目的是使學生掌握超大規模集成電路設計的基本原理和方法，初步掌握用于集成電路設計的電子設計自動化EDA(electronicdesignautomation)軟件工具的使用，以及掌握用于半導體工藝流程模擬和微電子器件仿真的工藝計算機輔助設計TCAD(technologycomputeraideddesign)軟件工具的使用。我校共計投資300余萬元用于微電子設計教學實驗室建設，建立了配備40臺SUNBlade工作站、面積100m2的專用教室，并專門建立了EDA、TCAD軟件校內共享第二層交換網絡，多個實驗室可以同時使用授權EDA、TCAD軟件。

微電子設計教學內容的建設包括以下內容：

一是開設VHDL(高速硬件描述語言)程序實驗，要求學生編寫邏輯電路的VHDL代碼，對程序代碼進行仿真綜合。目的使學生掌握運用VHDL語言進行邏輯電路設計的技能。

二是開設FPGA(現場可編程門陣列)實驗，要求學生將綜合后的網表文件下載到FPGA器件中，對設計的電路進行硬件驗證。目的是使學生掌握電子設計的FPGA物理實現方法，以及應用示波器等調試儀器對電路進行診斷排錯的技巧。

三是開設ASICAPR(專用集成電路自動布局布線)版圖設計實驗，要求學生將通過硬件驗證過的電路設計，借助半定制的ASIC設計EDA工具，結合代工廠提供的標準單元庫，進行自動布局布線，得到所設計電路的物理版圖。目的是使學生掌握電子設計的AISC實現方法。

四是開設工藝模擬和器件仿真實驗，要求學生通過TCAD軟件的學習熟悉集成電路制造工藝流程，并指定產生的器件結構，在滿足制造設備的能力和精度下(即給定工藝參數范圍內)，讓學生設計實驗并加以仿真實現。

2.2微電子工藝實驗室建設

微電子技術的發展是以集成電路制造技術工藝節點為標志，遵循摩爾定律，變化日新月異。雖然理想的工程教育要求教學最新最前沿的技術，但是不斷升級換代，昂貴的實驗設備費用是任何高校都負擔不起的。況且，每一代集成電路制造技術的工藝流程都具有類似性，因此，單純追求工藝先進性的實驗教學是沒有必要的。所以，結合實際教學資源情況，建設主流、典型工藝技術的工藝實驗線，并開展理論聯系實踐的實驗教學是微電子工藝實驗室建設的重點。

我校先后投入500余萬元建設微電子工藝教學實驗室，建立了面積300m2的凈化室，具有主流CMOS(互補金屬氧化物半導體)工藝和具有代表性的雙極工藝完整流程，最小工藝線寬為1μm。并且，由于工藝設備條件的限制，因地制宜地開發了鋁柵CMOS工藝。這2類工藝實驗課程的學時數都為40學時，學生根據專業方向選擇具體工藝類型。

微電子工藝實驗課程的目的是培養學生具有一定的工藝設計和分析能力，并通過實踐掌握集成電路制造工藝流程。

首先，通過TCAD軟件的學習熟悉集成電路制造工藝流程，按指定器件結構設計實驗并加以仿真實現。并且，TCAD軟件是基于物理的器件仿真，不僅能夠得到最終的電學特性，還可以了解器件工作時內部物理機制，能夠直觀分析器件內部能帶、電場、電流以及載流子等的分布和變化，有助于學生分析工藝參數的變化對器件物理特性影響，從而最終導致電學參數的改變，從而有利于學生深入理解工藝原理與器件機理的聯系。

然后，根據設計的器件尺寸參數，采用L-edit圖形編輯器進行器件版圖設計，并且選用已設計的器件單元來設計簡單的集成電路，如倒向器、或非門、與非門等電路。最后是進行工藝實驗實踐環節，采用設計的版圖制作掩膜版。微電子工藝實驗課程的工程化能力要求也主要體現在這一環節，一方面是工程化的理念，另一方面就是相應的實踐能力。在這一過程既要培養實際操作能力，更要培養分析問題、解決問題的能力，分析工藝過程中的原因以及造成芯片測試參數與設計參數差別的原因。

2.3實驗教學資源建設

2.3.1實驗教材編寫

微電子設計實驗開設的難點之一是實驗步驟繁多，學生操作起來較為困難。其原因是國內外缺乏針對本科學生的實驗指導書，而EDA工具廠商提供的操作指南過于繁瑣，本科學生難以掌握。為配合上述實驗的開展，課程組組織相關有實際ASIC設計經驗的教師編寫了《VLSI自動布局布線(APR)設計實驗指導書》實驗教材，從操作原理、操作步驟、數據管理、報告撰寫等方面對學生進行指導，力求做到學生通過閱讀實驗教材就能按圖索驥，自行完成實驗流程。因此在教材的編寫上，不厭其詳，采用了大量的EDA工具實際操作的截面圖，力爭反映出每一個操作細節。

對于微電子工藝實驗，由于實驗內容根據學校實驗工藝線實際條件開設，實驗內容一是要具有代表性，二是要根據實際情況建立工藝流程。因此，也沒有現成的教材或實驗指導書可供選擇。課程組組織具有豐富工藝實踐經驗的教師，根據實驗室設備條件編寫了對應的、適用的《微電子器件設計與制造綜合性實驗指導書》實驗教材。

2.3.2多媒體資料制作

教學信息載體的多樣化，包括文字、圖片、音頻、視頻、網絡等載體，這是現代教學發展的必然趨勢。實驗教學多媒體資料可以充分調動教學要素，激發學生的學習興趣，融教與學為一體[11-12]。

為了讓學生對集成電路設計和微電子制造工藝有直觀的認識。課程組結合實際的實驗實踐教學過程，制作了全程相關單項工藝原理、流程及設備操作視頻演示多媒體資料。多媒體資料將動畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進行合理的處理，做到圖文聲像并茂。由于微電子實驗課程是與實際聯系很緊密的課程，形象化教學素材十分豐富，能激發學生的學習興趣，對提高教學效果、教學質量非常有益。同時制作器件、集成電路電路的設計、仿真視頻演示多媒體資料，讓學生能快速熟悉設計軟件并理解設計方法。在熟悉微電子器件基本理論和集成電路制造工藝的基礎上，掌握器件和集成電路的設計方法，最后通過實驗操作制作芯片并測試。

3微電子實驗室建設成效

充分發揮了以學生為主的教學形式，完成從設計到實驗制作再到測試驗證整個過程。每個學生都設計了各自結構的器件，因此在器件制作過程中，每個學生就會切實關注每步工藝對器件性能的影響，在實際工藝過程中的操作鍛煉了動手能力，在實踐過程中了解哪些工藝因素可能對器件造成影響。微電子實驗教學將理論與實踐結合、創新與實踐結合，培養了學生分析問題、解決問題的能力。

微電子實驗采用理論聯系實際的方式在國內首次實現了“微電子工藝原理”課程的完整實驗教學，并因此而獲得2004年四川省教學成果二等獎。此外，我校“電子科學與技術”在2012年全國學科評估中排名全國第一，其中微電子實驗教學是本學科本科教學的重要組成部分。

我校微電子實驗室除了滿足每年本校500人的實驗教學外，還向其他高校或二級學院開設微電子實驗課程，如西南交通大學和電子科技大學成都學院，起到了教學資源共享，以及輻射帶動作用。

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【關鍵詞】電子信息科學與技術微電子課程體系建設教學改革

【基金項目】大連海事大學教改項目：電子信息科學與技術專業工程人才培養實踐教學改革（項目編號：2016Z03）；大連海事大學教改項目：面向2017級培養方案的《微電子技術基礎》課程教學體系研究與設計（項目編號：2016Y21）。

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2018）01-0228-02

1.開設《微電子技術基礎》的意義

目前，高速發展的集成電路技術產業使集成電路設計人才成為最搶手的人才，掌握微電子技術是IC設計人才的重要基本技能之一。本文希望通過對《微電子技術基礎》課程教學體系的研究與設計，能夠提高學生對集成電路制作工藝的認識，提高從事微電子行業的興趣，拓寬知識面和就業渠道，從而培養更多的微電子發展的綜合人才，促進我國微電子產業的規模和科學技術水平的提高。

2.目前學科存在的問題

目前電子信息科學與技術專業的集成電路方向開設的課程已有低頻電子線路、數字邏輯與系統設計、單片機原理、集成電路設計原理等。雖然課程開設種類較多，但課程體系不夠完善。由于現在學科重心在電路設計上，缺少對于器件的微觀結構、材料特性講解[1]，導致學生在后續課程學習中不能夠完全理解。比如MOS管，雖然學生們學過其基本特性，但在實踐中發現他們對N溝道和P溝道的工作原理知之甚少。

近來學校正在進行本科學生培養的綜合改革，在制定集成電路方向課程體系時，課題組成員對部分學校的相關專業展開調研。我們發現大部分擁有電子信息類專業的高校都開設了微電子課程。譬如華中科技大學設置了固體電子學基礎、微電子器件與IC設計、微電子工藝學以及電子材料物理等課程。[2]又如電子科技大學設置了固體物理、微電子技術學科前沿、半導體光電器件以及高級微電子技術等課程。[3]因此學科課題組決定在面向2017級電子信息科學與技術專業課程培養方案中，集成電路設計方向在原有的《集成電路設計原理》、《集成電路設計應用》基礎上，新增設《微電子技術基礎》課程。本課程希望學生通過掌握微電子技術的原理、工藝和設計方法，為后續深入學習集成電路設計和工程開發打下基礎。

3.微電子課程設置

出于對整體課程體系的考慮，微電子課程總學時為32學時。課程呈現了微電子技術的基本概論、半導體器件的物理基礎、集成電路的制造工藝及封裝測試等內容。[4]如表1所示，為課程的教學大綱。

微電子技術的基本概論是本課程的入門。通過第一章節的學習，學生對本課程有初步的認識。

構成集成電路的核心是半導體器件，理解半導體器件的基本原理是理解集成電路特性的重要基礎。為此，第二章重點介紹當代集成電路中的主要半導體器件，包括PN結、雙極型晶體管、結型場效應晶體管（JFET）等器件的工作原理與特性。要求學生掌握基本的微電子器件設計創新方法，具備分析微電子器件性能和利用半導體物理學等基本原理解決問題的能力。

第三章介紹硅平面工藝的基本原理、工藝方法，同時簡要介紹微電子技術不斷發展對工藝技術提出的新要求。內容部分以集成電路發展的順序展開，向學生展示各種技術的優點和局限，以此來培養學生不斷學習和適應發展的能力。

第四章圍繞芯片單片制造工藝以外的技術展開，涵蓋著工藝集成技術、封裝與測試以及集成電路工藝設計流程，使學生對微電子工藝的全貌有所了解。

4.教學模式

目前大部分高校的微電子課程仍沿用傳統落后的教學模式，即以教師灌輸理論知識，學生被動學習為主。這種模式在一定程度上限制了學生主動思考和自覺實踐的能力，降低學習興趣，與本課程授課的初衷相違背。[5]為避免上述問題，本文從以下幾個方面闡述了《微電子技術基礎》課程的教學模式。

教學內容：本課程理論知識點多數都難以理解且枯燥乏味，僅靠書本教學學生會十分吃力。因此，我們制作多媒體課件來輔助教學，將知識點采用動畫的形式來展現。例如可通過動畫了解PN結內電子的運動情況、PN結的摻雜工藝以及其制造技術。同時課件中補充了工藝集成與分裝測試這部分內容，加強課堂學習與實際生產、科研的聯系，便于學生掌握集成電路工藝設計流程。

教學形式：課內理論教學+課外拓展。

1）課內教學：理論講解仍需教師向學生講述基本原理，但是在理解運用方面采用啟發式教學，課堂上增加教師提問并提供學生上臺演示的機會，達到師生互動的目的。依托學校BBS平臺，初步建立課程的教學課件講義、課后習題及思考題和課外拓展資料的體系，以方便學生進行課后的鞏固與深度學習。此外，利用微信或QQ群，在線上定期進行答疑，并反饋課堂學習的效果，利于老師不斷調整教學方法和課程進度。還可充分利用微信公眾號，譬如在課前預習指南，幫助學生做好課堂準備工作。

2）課外拓展：本課程目標是培養具有電子信息科學與技術學科理論基礎，且有能力將理論付諸實踐的高素質人才。平時學生很難直接觀察到半導體器件、集成電路的模型及它們的封裝制造流程，因此課題組計劃在課余時間組織同學參觀實驗室或當地的相關企業，使教學過程更為直觀，加深學生對制造工藝的理解。此外，教師需要充分利用現有的資源（譬如與課程有關的科研項目），鼓勵學生參與和探究。

考核方式：一般來說，傳統的微電子課程考核強調教學結果的評價，而本課程組希望考核結果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教學進度中的考核。課題組決定采用期末筆試考核與平時課堂表現相結合的方式，期末筆試成績由學生在期末考試中所得的卷面成績按照一定比例折合而成，平時成績考評方式有隨堂小測、課后習題、小組作業等。這幾種方式將考核過程融入教學，能有效地協助老師對學生的學習態度、學習狀況以及學習能力做出準確評定。

5.結語

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半導體生產技術的每一次重要進化都會給集成電路設計者帶來一系列越來越艱難的挑戰。多年以來，結構設計面臨的最大挑戰都是圍繞于基礎領域和電性需求。但隨著越來越精密的設計和生產技術讓半導體公司能夠在更小的面積上實現更大、更復雜、更快的電路，集成電路設計者開始發現，設計后期階段對電路性能的決定作用越來越大。結構設計的決定因素如容性耦合和信號集成在前幾代技術中一般都是次要考慮因素，而如今它們開始在主流設計中對性能起到主要影響作用。從而使布線后寄生元件提取的詳細分析成為主流時序確認流程的必要工作。

向更高級納米技術的過渡同樣采用了類似的模式，不過復雜度更高：在65納米級以上大多可被忽略的生產因素影響，對于65納米及以下級別會變得越來越突出。在這樣高級的幾何尺寸下，平坦化化學機械拋光(CMP)可能會磨損比周圍絕緣電阻材料較為柔軟的銅線頂部。結果銅線厚度和響應時間即便是在同一個裸片上也會有極大不同。過去生產工程師會通過金屬填充和切縫切削等方式設法減輕CMP的影響，然而在更高的納米幾何尺寸下，這些調整措施會因為對耦合效應影響的加大而嚴重影響電路性能。

同樣，在這種幾何尺寸下需要的更強的解析度增強法(RET)提高了電路性能的生產影響。即使是在當今的主流幾何尺寸下，芯片結構也小于硅光刻使用的193納米光波源，這就需要光學鄰近矯正法(OPC)和相移光罩(PSM)來補償因次波長衍射導致的失真。生產商一般只要將這些技術應用于180納米設計的兩個層面，而65納米設計的所有層面都需要矯正――算起來大概有35個要使用新興的工藝技術。至于CMP，生產商可以將這些矯正手段用于上一代的設計品而無需擔心影響性能。而對于更高的納米級別設計，在整個設計過程中需要仔細考慮系列RET矯正的影響。采用了新的技術，工程師可以研究光刻在版圖設計方面的影響，在制作光罩之前交互摸索不同的RET方法。使用加密晶片處理數據的工藝模型文件進行光刻影響的詳細模擬，在不危及機密生產資料安全的情況下，提供光刻結果的精確預測。通過這種手段，設計團隊可以制造出無光刻影響的版圖，降低光刻相關的重新投片風險。

如今設計師需要采用與用于時序收斂相同的方法處理生產影響，在每個模塊設計周期的早期預測其影響。可制造性設計(DFM)和良率導向設計(DFY)策略應該貫穿于整個設計流程，包括綜合、布局、布線、布線優化和完成階段。相反地，補償CMP和光刻影響的設計改良也應該對設計意圖有更清晰的把握，例如發現一些關鍵途徑以降低因信號集成和時序問題而出現新缺陷的可能性。

設計和生產之間的互相影響趨勢越來越明顯，這進一步反映了半導體公司和晶圓廠之間的天然關系。晶圓廠如今在必須規則的基礎上增加了可選規則，這可以幫助半導體生產商充分發揮新工藝技術的潛力。對設計師來說，通過采用推薦的規則帶來可能的良率提升，以平衡傳統目標成為挑戰所在。因為每個晶圓廠和工藝都有不同的整套規則，在生產約束越來越多的情況下，精確預測電路性能的需求使得這樣的挑戰更加復雜。

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關鍵詞：集成電路版圖；CD4002B；芯片解析

作者簡介：王健（1965-），男，遼寧沈陽人，沈陽化工大學信息工程學院，副教授；樊立萍（1966-），女，山東淄博人，沈陽化工大學信息工程學院，教授。（遼寧　沈陽　110142）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0050-02

“集成電路版圖設計”是一門講授集成電路版圖版圖工作原理、設計方法和計算機實現的課程，是電子科學與技術專業及相關電類專業課程體系中一門重要的專業課。[1]該課程一般以“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”和“半導體器件”為先修課程，主要講授集成電路雙極工藝和CMOS工藝的基本流程、版圖基本單元的工作原理和結構特點，以及布局布線的設計方法。[2]其目的是指導學生掌握集成電路版圖分析與設計技術，提高學生實踐能力和綜合解決問題的能力。由于集成電路芯片外層有封裝，學生在學習該課程前對版圖無直觀認識，很多版圖設計教材是先講授工藝流程，然后講授單元版圖，最后論述布局布線等內容，這樣教學有悖于從感性到理性的認知過程，有礙教學效果。[3]有的教材在版圖解析方面做了有益嘗試，但由于當時技術條件限制，采用繪制圖代替芯片解析照片，實踐性欠佳。為了在有限的學時中能夠盡快引導學生入門，在版圖解析與設計兩個方面的能力都有所提高，筆者將芯片CD4002B解析并應用到“集成電路版圖設計”課程教學實踐中，效果良好。

一、版圖逆向解析

集成電路的設計包括邏輯（或功能）設計、電路設計、版圖設計和工藝設計。通常有兩種設計途徑：正向設計、逆向設計。[2]

逆向設計的作用為仿制和獲得先進的集成電路設計。逆向設計的流程為：提取橫向尺寸，提取縱向尺寸和測試產品的電學參數。[2]

對于本科電子科學與技術專業教學，版圖的逆向設計主要是提取芯片的橫向尺寸。提取芯片橫向尺寸方法為：打開封裝，進行拍照、拼圖；由產品的復合版圖提取電路圖、器件尺寸和設計規則；進行電路模擬和畫版圖。

二、CD4002B版圖解析

CD4002B是兩個四輸入或非門芯片，封裝為雙列14針塑料封裝，根據芯片編號規則判斷為CMOS工藝制造。該電路具有器件類型全面、電路典型的特點，適用于教學實踐。

1.CD4002B芯片版圖拍照

首先將芯片放到濃硝酸中加熱，去掉封裝，用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層，用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層，經去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色，雜質濃度高部分顏色變深，沖洗、吹干后在顯微鏡下對無鋁層（有源層）芯片拍照。

采用圖形編輯軟件分別對兩層照片進行拼接，獲得版圖照片。

2.芯片版圖分析

通過對CD4002B兩層（鋁層和有源層）照片進行分析研究表明：解析的芯片為是一層鋁，且鋁柵極，P阱工藝。該芯片鋁線寬度最小為9微米，柵極寬度為6微米。芯片包含的單元為NMOS、PMOS、反相器、四輸入與非門、電阻、二極管等。

該芯片由兩個四輸入或非門組成，其中一個或非門電路圖如圖1所示，其中9、10、11、12管腳為輸入端，14管腳為電源端，13管腳為輸出端和7管腳為地端。四個輸入端首先分別經過一個反相器，然后接入一個四輸入與非門，最后經過一個反相器輸出。邏輯關系經過推導和仿真驗證為或非門關系。

為了實現靜電保護，在輸入、輸出和電源端分別構造靜電保護。輸入端靜電保護電路由四個二極管和一個限流電阻構成；輸出端靜電保護電路由二個二極管和一個限流電阻構成；電源端靜電保護電路由一個二極管構成。

下面以芯片中四輸入與非門版圖和輸入靜電保護電路說明版圖特點。

該芯片的四輸入與非門版圖如圖2所示。N14、N15、N16、N17為NMOS管，共用一個P阱，從鋁層分析四個NMOS管為串聯關系。為了節省面積，相鄰器件源極和漏極共用，即上一個管子源極是鄰近管子漏極；P14、P15、P16、P17為PMOS管，從鋁層分析四個NMOS管為并聯關系，四個器件源極相連和漏極相連，提取的電路圖見圖1。

該芯片的輸入管腳都有靜電保護電路，如圖3所示。其中D5-1、D5-2為兩個以P阱為P區的二極管，該管N區接輸入端，P區接地；R5為基區電阻；D5-3、D5-4為以基區電阻為P區，襯底為N區的二極管，其中P區接電阻，N區接電源。提取的電路圖見圖1。

三、課程教學改革

1.教學大綱的改革

本科生教學既要注重實踐教學又要兼顧理論教學，不僅要掌握單元的版圖設計和軟件使用，還應該掌握版圖結構原理。為此確立該課程的基本目標為：電路的分析及應用，能夠讀懂電路的線路圖，并能進行正確分析；版圖識讀和常見基本器件的版圖設計；布局布線與驗證修改；[4]掌握版圖的失效機理，并能掌握特殊器件版圖的設計方法。

根據電子科學與技術的課程體系，參考幾種教材制定了特色顯著的教學大綱。該大綱主要內容包括：模擬和數字集成電路基本單元電路和工作原理；雙極工藝、CMOS工藝和BICMOS工藝的介紹；集成電路的失效機理和防護措施；三種工藝的中的NPN和PNP晶體管、NMOS和PMOS晶體管、電阻、電容和電感等器件的版圖和工作原理；特殊器件的版圖及工作原理；[5]版圖布局、布線和標準單元設計的基本規則；逆向版圖的識別方法；[2]集成電路設計軟件的使用方法。[6]

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5年前，當海信集團決定投入3000萬元進軍芯片領域時，只有一個信念：“國外大公司能夠做到的，我們自己也一定可以做到。”這一決定蘊藏著巨大風險，但海信仍只身投入到芯片的研發中，并且選擇了電視機核心芯片中最具挑戰性的數字視頻處理芯片，這引起了業界的一片質疑。

2001年6月，曾在美國一家集成電路設計公司短暫工作過的海信專用集成電路設計所負責人戰嘉瑾，率領3名研發人員組建了海信ASIC上海研發中心。戰嘉瑾回憶說：“剛開始，連起碼的設計流程都沒有。”沒辦法，平均年齡28歲的七八個年輕人，一方面由淺入深地汲取有關理論知識，一方面積極與國外企業進行交流學習。2003年8月，當他們把經過軟件仿真后的設計代碼進行電路驗證時，卻發現理論上設計得好好的東西，放到驗證板上就全亂套了。反復檢查、修改多次都是這樣。幸運的是，海信對技術開發允許50％的失敗率，失敗也不影響研發經費的下撥。兩個月過去了，設計人員終于發現是驗證中一個很小的疏忽造成的。在修正了這個問題后，系統終于按照設計意圖正常運轉起來。

2005年2月，經過數次批量裝機生產和驗證，并與國際同類產品進行嚴格的比較試驗，結果顯示，海信研制的芯片，與國際先進芯片相比，技術性能毫不遜色。

擁有全部自主知識產權的國產芯片，就這樣誕生了。它包含著10項發明專利在內的30多項技術專利，包含著海信年輕的設計師們1600個日日夜夜的心血。

2005年6月24日，應用成果通過信息產業部組織的鑒定。7月2日，當裝有這枚芯片的彩電在青島海信批量下線時，中國彩電產業迎來了新的時代。