導語：如何才能寫好一篇集成電路的認識，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：CDIO；集成電路設計；人才培養模式

中圖分類號：640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0062-02

隨著經濟全球化的飛速發展，現代企業急需高技能人才，企業的用人標準逐漸提高，畢業生的就業形勢越來越嚴峻。同時，又有相當一部分畢業生動手能力差，分析問題、解決問題的能力弱，難以滿足社會要求。為了緩解企業人才的需求和大學人才培養模式之間的沖突，國內外各高校都開始積極調整現有的教學模式，提出工程創新教育與課程教學模式相結合的全新理念，即CDIO（構思，設計，實施，運行）理念。它是“做中學”和“以項目作為核心的教育和學習”的集中體現，以產品的生命周期為載體，讓學生將理論知識和實踐有機結合起來。在CDIO理念的指引下，培養學生的工程能力，通過對項目整個過程的構思、設計、實施和運行作為載體的操作來提高學生的工程實踐能力，這些能力包括個人的學術知識，個人的終身學習能力，團隊的溝通能力和系統的控制能力等[1]。

作為一門新興專業，集成電路設計與集成系統專業具有門檻高、內容新、發展快、屬于交叉學科、與產業聯系緊密、實踐性強等一系列突出特點。它還沒有像其他專業一樣形成完成的知識體系，也沒有制定出專業的人才培養規范，導致我國各高校培養出來的集成電路專業人才無法適應現代企業的需要，造成高技能人才的緊缺[2]。因此，研究基于CDIO理念的集成電路設計與集成系統專業人才培養模式，切實做好集成電路設計與集成系統專業的工程教育，改革高校的工程教育模式，培養出能適應經濟和社會發展需要的專業人才是十分必要的。

一、集成電路設計與集成系統專業人才培養模式的局限性

作為具有很強的工程性和實踐性的專業，集成電路設計與集成系統專業的人才培養目標應定位于具有較高的工程素質、很強的實踐和科研創新技能的高級人才。但由于我國集成電路專業人才培養模式存在局限性，導致企業需求與人才能力相脫節，具體局限性表現如下。

1.教學嚴重學術化，過分重視學生的理論教育，而輕視實踐教育。在教育教學過程中，忽視了學生的自學能力和實際的動手能力，使得教學與實際相脫離。

2.專業課程之間存在知識的冗余，課程內容之間的相關性、相承性、互補性得不到有機整合，使得學生對項目的思路混亂，阻礙了學生構思能力的提升。

3.實驗與實踐環節缺乏系統的規劃，導致實驗內容陳舊，實驗方法單一，實驗模式過于呆板。而實驗內容大多為針對理論教材的驗證性實驗，呆板的實驗模式和實驗內容很難使學生對學習產生興趣，不能充分挖掘學生的創新能力。實踐環節沒有明確的培養目的，缺乏整體規劃，實踐環節是學生工程實踐能力提高的重要環節。因此，實驗與實踐環節應與教學大綱相輔相成。

4.專業教師缺乏企業管理經驗和工程訓練能力。大多數教師雖然學位和學歷很高，但一直從事教育教學工作，缺少實際工程背景和實踐經驗，帶領并指導學生做實際工程項目時，學生遇到的實際問題得不到很好的解決。

二、基于CDIO理念集成專業的人才培養目標

集成電路設計與集成系統專業旨在培養具有良好的科學素養和國際競爭力，適應社會主義現代化建設需要的高級人才。通過基礎與專業、理論與實踐相結合的培養模式，培養既具有良好的文化修養和科學素質，又具有堅實的理論基礎，同時具有豐富的集成電路開發、設計和工程管理能力的應用型高級人才[3]。通過大學四年的學習，使得集成專業學生畢業后掌握得以下幾方面的知識與能力。

1.具有深厚的理論修養、扎實的專業基礎知識、開闊的視野和高尚的職業素養。

2.具有良好的科學素養和較強的外語應用能力，對全世界科學和技術的發展動態有敏銳的觀察力。

3.具有工程推理與判斷、發現問題和解決問題的技能，能夠進行科學研究和開發應用實際的項目。

4.具有良好的溝通、組織協調、團隊合作的能力。

5.能夠掌握集成電路的基本設計原理，熟悉制造工藝，能從事或參與集成領域產品的研究、開發、設計、制造、測試、應用、銷售和管理工作。

三、CDIO理念下集成專業的人才培養模式的具體實施

（一）制定基于CDIO理念的專業教學大綱和實驗大綱

將CDIO理念融入到專業教學大綱和實驗大綱中，結合具體實際的項目制定集成專業課程大綱。大綱應體現以下四個方面的內容：基本技術和理論知識、個人的專職技能、人際交往能力和在現實社會環境中的CDIO能力。因此，制定專業教學大綱時，首先考慮在低年級引入導論課程，使學生對專業前景、發展方向有清晰的認識和了解。其次，要充分考慮課程導論與其他相關課程之間的內在關系。考慮課程的教學對象與教學目標、課程的內容、學時具體分配及主要的教學方法、實踐環節的要求、課程與教師考核等問題。大綱制定過程中，自始至終都要充分體現CDIO理念、本專業的教學課程同企業項目之間的緊密關系。在制定實驗大綱時要結合教學大綱，明確實驗目的，將每門課程的實驗按照基礎類型、設計類型、創新類型和綜合類型的比例合理劃分，充分考慮實驗學時、實驗內容、使用的工具及具體方法等問題，培養學生的動手能力、創新能力和應用能力。

（二）制定基于CDIO理念的模塊化課程體系

按照CDIO理念的教學大綱對學生能力的要求，結合集成專業培養應用型人才的定位，建立了以“基礎課程、專業課程、實踐課程、核心特色課程”相結合的模塊化課程體系[4]。其中，基礎課程主要由公共基礎課程、素質課程、學科基礎課程三部分組成，通過基礎課程的學習，使學生具有良好的科學素養和文化修養的同時，又具有堅實的理論基礎。專業課程主要包括專業平臺課程、專業方向課程，由教師課堂傳授專業知識。實踐課程主要包括課程設計、生產實習和畢業設計。培養學生具有良好的科學與工程素養，具有較強的自學能力和分析解決問題的能力。核心特色課程主要包括專業選修課程，聘請國內外集成專業資深教授、企業高級人才以實際項目作為案例進行授課。

（三）舉辦基于CDIO理念的電子設計競賽

電子設計競賽是在教師啟發引導下，學生通過競賽來提高自己的自主學習能力、創新實踐能力。圍繞指定的競賽題目，或學生以小組形式自主選擇的題目，讓學生進行構思，設計，實現和運作，將所選題目進行產品化。通過構思，分析客戶的需求，預估產品的功能，設計技術方案，制定技術程序，并對小組成員進行分工，細化每個成員的任務。設計的任務主要包括產品的規劃、原理設計、技術方案等。以構思和設計為基礎，將最終的設計方案轉變成實際產品，并對產品進行測試的過程即為產品的實施過程。對產品的運作主要包括對產品的前期程序調試，對系統功能進行改進。通過電子設計競賽，將CDIO理念的構思、設計、實現和運作融為一個有機的整體，提高學生的工程實踐能力，充分培養學生獨立發現問題、解決實踐問題的能力，培養學生團隊合作能力和大系統掌控能力。

（四）基于CDIO理念的教學方法改革

改變傳統的教學手段和教學方法，在教育方法上力求做到教師講授與學生實踐相結合，個人學習與團隊合作學習相結合，讓學生“主動學習”。將案例教學引入到課堂中，采用 “探究式”的授課方法，引導學生主動思考，并分組進行討論，確定解決問題的方法，給學生創造實驗環境去驗證方法的可行性[5]。聘請校外專家、學者或企業工程管理人才為學生做專題講座，進行輔導與授課，并定期派學生到企業去學習與實踐鍛煉。

（五）加強教師隊伍建設，提高教師的CDIO能力

為教師提供去國外或者企業學習與交流的機會，讓教師親自參與到項目實訓中，通過與企業項目工程師學習與合作提高教師自身的工程實踐能力。聘請集成領域的國內外專家、學者、企業的項目經理、工程管理人員、工程設計人員，與本專業教師共同組建一支“多樣性、復合型、高精端、產學研”的師資隊伍，一起承擔集成專業的人才培養任務。

針對我國目前集成電路設計與集成系統專業工程人才緊缺的現狀，本文提出了CDIO理念下的人才培養模式，強調高校學生的專業知識技能和實踐創新的工程能力，有效地解決了企業和人才能力相脫節的問題，從而為社會和企業培養更多合格的“專業型、創新型、應用型”的工程人才，更好地推進高等工程教育的改革，使我們的創新實踐教育更上一個臺階。

參考文獻：

[1]江帆，張春良，王一軍，喻萍.CDIO開放教學模式研究[J].教學研究，2012，（2）.

[2]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J].計算機教育，2008，（22）.

[3]方卓紅，曲英杰.關于集成電路設計與集成系統本科專業課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

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關鍵詞：二次經營 認識

中圖分類號：F540.3 文獻標識碼：A 文章編號：

施工二次經營是指施工單位在施工合同履約過程中，對并非自己的失誤，而應由業主承擔責任造成的工程延期、費用增加，向業主提出補償損失的一種權利要求。“二次經營”最終目的是在合同履行過程中通過降本增效獲取最好的管理效益。

然而，施工單位要搞好施工二次經營并不是一件容易的事。以下是本人對施工單位搞好公路工程項目施工二次經營的幾點認識。

一、正確理解二次經營，增強二次經營意識

施工單位要做好工程項目的施工二次經營工作，首先就要學習了解二次經營知識，不斷增強二次經營的意識。

1、二次經營的一大特點是：對于二次經營事件造成的損失，施工單位只有“索”，建設單位才會“賠”，不“索”則不“賠”，二次經營完全在施工單位自己。因此，施工單位要積極主動進行二次經營。

2、企業是以追求利潤為目的。二次經營的性質屬于經濟補償行為，它是施工單位挽回非自身原因造成施工損失的重要手段。所以，施工單位在進行正常的工程項目成本控制的同時，必須重視做好施工二次經營工作，挽回不應有的施工損失，以實現工程項目利潤的最大化。

二、熟讀合同條款，掌握二次經營依據

施工合同文件是施工二次經營的重要依據。施工單位提出施工二次經營的主要依據是施工合同文件中的相關條款，依據是否合理充分，是二次經營能否成立的首要關鍵。對此，可從以下兩步來實施。

在工程中標商簽施工合同過程中，經營開發部門要組織相關人員對施工合同進行評審，特別是對可能產生二次經營的有關合同條款進行認真分析研究，并做好記錄。要對業主方明顯把重大風險轉嫁給施工單位的合同條件，以及業主開脫責任的條款特別注意，如：在一些地方工程的施工合同中，沒有列二次經營條款；合同條件中寫入了無延誤補償，拖期付款無時限，無利息；業主對不可預見的工程條件和不可抗力造成損失不承擔責任等等。對于這些，在合同商簽時，要根據《建設工程施工合同（示范文本）》的有關條款，向發包方提出修改的要求，對達成修改的協議應以“紀要”的形式寫出，作為該合同文件的有效組成部分，為可能發生的施工二次經營提供依據。

2、在施工合同簽訂完，工程項目部進駐工地后，項目經理要組織參建的技術、管理骨干認真推敲合同的內容，必要時可邀請參加合同談判簽訂的人員共同研討。針對工程項目的特點，結合合同的二次經營條款列出重點要關注的二次經營項目和內容。

三、收集原始資料，充實二次經營證據

二次經營證據作為二次經營文件的重要組成部分，是保證二次經營要求有效的前提條件，它關系到二次經營的成敗。二次經營的證據是施工過程中的原始記錄或對施工活動的認可，必須真實和全面地反映二次經營事件發生時的情況。因此，施工單位在工程開始施工時，就要建立嚴格的原始資料收集制度，并在施工過程中按二次經營證據的種類進行整理、匯編和歸檔管理。對于所有的施工二次經營而言，以下原始資料的收集是非常重要的。

1、會議記錄。如標前會議紀要、施工協調會議紀要、施工進度變更會議紀要、施工技術討論會議紀要、二次經營會議紀要等等工地會議記錄，都必須全部保存妥當，直到合同全部履行完畢、所有二次經營項目獲得解決為止。

2、施工現場記錄。主要包括施工日志、施工檢查記錄、工時記錄、相關工程數量、設備或材料使用記錄、施工進度記錄。在施工中發生影響工期和索賠有關的事項，都要及時做好記錄。按年月日順序號存檔，以便查找。

3、工程來往信件。如工程師(或業主)的各種工程指令，業主對施工單位問題的書面回答等，這些信函(包括傳真資料)都具有與合同文件同等的效力，是結算和二次經營的依據資料。還要做好工程師的口頭指示記錄，及時以書面形式讓工程師予以承認。同時將這些書面資料要按年月日順序編號整理存放。

4、工程照片和工程聲像資料都是反映客觀情況的真實寫照，需有專人拍攝妥善保存，照片都應標明拍攝的日期，最好購買帶有日期的相機。

5、記錄每天的氣象報告和實際氣候情況，重點關注可能發生二次經營事件的非常氣象條件（降水量、風力、氣溫、河水位、河水流量、洪水位等）資料的收集。

6、工程財務記錄。如工人勞動計工卡和工資單，設備、材料和零配件采購單、付款收據，工程開支月報等等。在二次經營計價工作中，財務單證十分重要。

7、所有的合同標書文件、報價資料、合約圖紙、修改增加圖紙、計劃工程進度表、材料設備進場報表及賬單（工程付款單）等需歸類保存入檔。

8、市場信息資料。對于大中型土建工程，一般工期長達數年，對物價變動等報道資料，應系統地收集整理，這對于工程款的調價計算是必不可少的，對二次經營亦同等重要。如國家對柴油、汽油及其他重點物資的調價、工人工資重大調整等。

施工單位只有通過收集大量的基礎資料，整理出互為關聯和具有法律效力的二次經營證據，來證明自己擁有的二次經營權利，才能使二次經營獲得成功。

四、執行二次經營規定，遵循二次經營程序

二次經營工作要有理（證據），還要有節（程序）。如果不遵循施工合同規定的二次經營程序，二次經營權力就會受到限制甚至于失去。因此，施工單位在發生二次經營事件時，必須履行合同義務，遵循二次經營程序，按照合同規定的二次經營程序和時限及時辦理。

五、編撰二次經營報告，論證二次經營權利

編寫完整和具有說服力的二次經營報告，是二次經營工作的關鍵環節。其內容一般包括以下4個部分：

1、二次經營事件概述。簡明扼要地論述二次經營事件發生的時間和過程，以及具體的二次經營要求。

2、二次經營權利論證。這部分是二次經營報告中心點，應敘述事件客觀事實，合理引用合同規定，建立事實與損失之間的因果關系，聯系切實有效的證據，說明二次經營的合理合法性，全面地論證二次經營權力。

3、二次經營數額計算。這部分具體論證工期和費用補償的數額。施工單位在二次經營中大部分提的是費用補償，其計算應符合合同規定的補償條件和計算基礎。計算方法一般是從受事件影響的各項目的人工費、材料費、機使費及管理費入手，逐項列表計算。計算方法的選擇要以對自身有利為前提，也要有個度。否則，二次經營值計算過低，自身實際損失得不到應有補償，導致虧損或失去獲利機會；計算太高，會引起業主反感，增大二次經營難度。二次經營總額中要考慮談判時的讓步值。

4、證據資料。它是二次經營報告的重要組成部分，必須根據論證和計算的需要按順序并編號作為附件附上。

六、講究策略技巧，確保二次經營成功

1、確定二次經營目標。

2、努力干好在建工程。施工二次經營成功的首要條件是施工單位按照施工合同要求把工程建設好，保證工程質量；能按照業主的工程變更指令施工，努力克服因特殊風險或人力不可抗拒的自然災害引起的施工困難，保證施工進度。使業主和監理工程師滿意。如我單位在長治至安陽高速公路第LJ17合同段施工中，互通區處灰土處理工程費用一直懸而未決。因此工程為根據設計方案變更，致使工程成本增加，業主一直不愿支付這部分費用，當我們微子橋轉體工程圓滿完成后，積極與業主溝通，經監理現場簽認，溝通設計院，從預算上予以變更增加費用，請求解決灰土處理工程費用，就得到簽認，并實現計價136萬元。

3、處理好對外關系。施工單位在合同履行過程中，要與合同各方，如業主、監理工程師、設計單位以及業主的上級單位等，利用各種途徑，交流信息，加強聯系，建立和保持良好關系，創造有利的外部環境。

結束語：綜上所述，施工二次經營，雖然操作難度較大，甚至時間跨度很大，但只要施工單位的人員掌握、運用好上述的基本要領，是可以索賠成功的。

參考文獻：

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【關鍵詞】集成電路；EDA；項目化

0 前言

21世紀是信息時代，信息社會的快速發展對集成電路設計人才的需求激增。我國高校開設集成電路設計課程的相關專業，每年畢業的人數遠遠滿足不了市場的需求，因此加大相關專業人才的培養力度是各大高校的當務之急。針對這種市場需求，我校電子信息工程專業電子方向致力于培養基礎知識扎實，工程實踐動手能力強的集成電路設計人才[1]。

針對集成電路設計課程體系，進行課程教學改革。教學改革的核心是教學課程體系的改革，包括理論教學內容改革和實踐教學環節改革，旨在改進教學方法，提高教學質量，現已做了大量的實際工作，取得了一定的教學成效。改革以集成電路設計流程為主線，通過對主流集成電路開發工具Tanner Pro EDA設計工具的學習和使用，讓學生掌握現代設計思想和方法，理論與實踐并重，熟悉從系統建模到芯片版圖設計的全過程，培養學生具備從簡單的電路設計到復雜電子系統設計的能力，具備進行集成電路設計的基本專業知識和技能。

1 理論教學內容的改革

集成電路設計課程的主要內容包括半導體材料、半導體制造工藝、半導體器件原理、模擬電路設計、數字電路設計、版圖設計及Tanner EDA工具等內容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統的理論課程教學方式，以教師講解為主，板書教學，但由于課程所具有的獨特性，在介紹半導體材料和半導體工藝時，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進計算機輔助教學。計算機輔助教學是對傳統教學的補充和完善，以多媒體教學為主，結合板書教學，以圖片形式展現各種形態的半導體材料，以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結構都給出其典型的版圖照片，使學生對集成電路建立直觀的感性認識，充分激發教師和學生在教學活動中的主動性和互動性，提高教學效率和教學質量。

2 實踐教學內容的改革

實踐教學的目的是依托主流的集成電路設計實驗平臺，讓學生初步掌握集成電路設計流程和基本的集成電路設計能力，為今后走上工作崗位打下堅實的基礎。傳統的教學方式是老師提前編好實驗指導書，學生按照實驗指導書的要求，一步步來完成實驗。傳統的實驗方式不能很好調動學生的積極性，再加上考核方式比較單一，學生對集成電路設計的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實踐環節采用與企業密切相關的工程項目來完成。項目化實踐環節可以充分發揮學生的主動性，使學生能夠積極參與到教學當中，從而更好的完成教學目標，同時也能夠增強學生的工程意識和合作意識。

實踐環節選取CMOS帶隙基準電壓源作為本次實踐教學的項目。該項目來源于企業，是數模轉換器和模數轉換器的一個重要的組成模塊。本項目從電路設計、電路仿真、版圖設計、版圖驗證等流程對學生做全面的訓練，使學生對集成電路設計流程有深刻的認識。學生要理解CMOS帶隙基準電壓源的原理，參與到整個設計過程中，對整個電路進行仿真測試，驗證其功能的正確性，然后進行各個元件的設計及布局布線，最后對版圖進行了規則檢查和一致性檢查，完成整個電路的版圖設計和版圖原理圖比對，生成GDS II文件用于后續流片[2]。

CMOS帶隙基準電壓源設計項目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運算放大器和帶隙基準的核心電路部分。電路設計可由以下步驟來完成：

1）子功能塊電路設計及仿真；

2）整體電路參數調整及優化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；

4）基本單元與電路的版圖；

5）子功能塊版圖設計和整體版圖設計；

6）電路設計與版圖設計比對。

在整個項目化教學過程，參照企業項目合作模式將學生分為4個項目小組，每個小組完成一部分電路設計及版圖設計，每個小組推選一名專業能力較強且具有一定組織能力的同學擔任組長對小組進行管理。這樣做可以在培養學生設計能力的同時，加強學生的團隊合作意識。在整個項目設計過程中，以學生探索和討論為主，教師起引導作用，給學生合理的建議，引導學生找出解決問題的方法。項目完成后，根據項目實施情況對學生進行考核，實現應用型人才培養的目標。

3 教學改革效果與創新

理論教學改革采用計算機輔助教學，以多媒體教學為主，結合板書教學，對集成電路材料和工藝有直觀感性的認識，學生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動融洽。實踐環節改革通過項目化教學方式，學生對該課程的學習興趣明顯提高，設計目標明確，在設計過程中學會了查找文獻資料，學會與人交流，溝通的能力也得到提高。同時項目化教學方式使學生對集成電路的設計特點及設計流程有了整體的認識和把握，對元件的版圖設計流程有了一定的認識。學生已經初步掌握了集成電路的設計方法，但要達到較高的設計水平，設計出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結經驗[3]。

4 存在問題及今后改進方向

集成電路設計課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問題：由于微電子技術發展速度很快，最新的行業技術在課堂教學中體現較少；學生實踐能力不高，動手能力不強。

針對上述問題，我們提出如下解決方法：

1）在課堂教學中及時引進行業最新發展趨勢和（下轉第220頁）（上接第235頁）技術，使學生能夠及時接觸到行業前沿知識，增加與企業的合作；

2）加大實驗室開放力度，建立一個開放的實驗室供學生在課余時間自由使用，為學生提供實踐機會，并且鼓勵能力較強的學生參與到教師研項目當中。

【參考文獻】

[1]段吉海.“半導體集成電路”課程建設與教學實踐[J].電氣電子教學學報，2007，05（29）.

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一、完善課程設置

合理設置課程體系和課程內容，是提高人才培養水平的關鍵。2009年，黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業制定了該專業的課程體系，經過這幾年教學工作的開展與施行，發現仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。首先，在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排，不同課程中內容重疊的章節或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如：在原來的課程設置中，“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎，所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握，會影響學生的學習熱情及教學效果；而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識，與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中，先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授，令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中，對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手，達到較好的教學效果，同時也避免了內容重復講授的問題。此外，這樣的課程設置安排，將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭，避免因學期課程的設置問題，導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程，從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發揮。調整課程安排后，本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗，具有較充足的參賽準備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環節，贏取良好賽果，為學校、學院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經驗。其次，適當降低理論課難度，將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上，而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣，讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。第三，在選擇優秀國內外教材進行教學的同時，從科研前沿、新興產品及技術、行業需求等方面提取教學內容，激發學生的學習興趣，實時了解前沿動態，使學生能夠積極主動地學習。

二、變革教學理念與模式

CDIO（構思、設計、實施、運行）理念，是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創新教育結合課程教學模式，旨在緩解高校人才培養模式與企業人才需求的沖突。在實際教學過程中，結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業的“數?；旌霞呻娐吩O計”課程，基于“逐次逼近型模數轉換器（SARADC）”的課題項目開展教學內容，將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯，使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內，以學生為主體、教師為引導的教學模式，令學生“做中學”，讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中，完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程，使學生系統地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內或組間的相互交流與學習中，相互促進提高，培養學生善于思考、發現問題及解決問題的能力，鍛煉學生團隊工作的能力及創新能力，并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發學生的積極性和創新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分，而是以畢業論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數據報告，鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力，為接下來學期中的畢業設計打下一定的基礎。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗，因此青年教師要不斷提高專業能力和素質?？赏ㄟ^參加研討會、專業講座、企業實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗，同時還應定期邀請校外專家或專業工程師進行集成電路方面的專業座談、學術交流、技術培訓等，進行教學及實踐的指導。

三、加強EDA實踐教學

首先，根據企業的技術需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學生在就業前就可以熟練掌握應用，將工程實際和實驗教學緊密聯系，積累經驗的同時增加學生就業及繼續深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎。2009—2015年，黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建，實現遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要。其次，根據企業崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容，適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析，令學生掌握數字、模擬、數?；旌霞呻娐返脑O計方法及流程，在了解企業對于數字、模擬、數?；旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上，有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉，使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通，為今后就業做好充足的準備。第三，根據集成電路設計本科理論課程的教學內容，以各應用軟件為基礎，結合多媒體的教學方法，選取結合于理論課程內容的實例，制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件；通過網絡平臺，使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。

四、搭建校企合作平臺

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同一天，中國集成電路行業單體投資最大的項目――總投資240億美元的國家存儲器基地項目也在武漢東湖高新區正式動工建設。

中國正在掀起建設集成電路產業園的新。

集成電路或其載體芯片，是信息化時代的“工業糧食”。國際咨詢機構IDC的數據顯示，2015年，中國集成電路市場規模達11024億元，占全球市場的一半，已成為世界最大的集成電路市場，但銷售收入僅3618.5億元，自給率最大值僅3成左右。

2014年6月，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》，提出當前和今后一段時期是中國集成電路產業發展的重要戰略機遇期和攻堅期。加快推進集成電路產業發展，對轉變經濟發展方式、保障國家安全、提升綜合國力具有重大戰略意義。這也點燃了各地興建芯片產業園的熱情。據不完全統計，目前已有北京、上海、合肥等20多個城市已建或者準備建設集成電路產業園。

但集成電路全球市場已趨于飽和。2015年，全球三大行業咨詢機構公布的數據均顯示，當年集成電路市場增長率為負數，2016年的增長預測雖非負數但增長緩慢。世界半導體貿易協會（WSTS）預測，增長率僅為0.3%。

中國還在跟跑階段

地方政府建設集成電路產業園最大優勢，是能批復百畝、千畝甚至萬畝的園區用地。但集成電路是一個國際化程度很高的產業，集成電路產業園建設要遵循產業發展規律，不能有認識盲區。

從產業規律看，集成電路產業是資金密集型、技術密集型和高端人才密集型的產業。長期以來，它遵循摩爾定律，即當價格不變時，集成電路上可容納的元器件數目，約每隔18?24個月增加一倍，性能也提升一倍。三維集成電路等新技術的出現，使集成電路產業發展路徑出現了一些新變化，但摩爾定律還將是集成電路產業鏈中低端遵循的主要規律。

從資金門檻看，集成電路是以百億元級為投資門檻的資金密集型產業，地方政府若過于依賴土地財政，對“燒錢”的集成電路產業園很難進行持續投入。理論上說，集成電路是“1塊錢的芯片可帶動50塊錢的產業鏈”，其前提是持續的高額投入并渡過產業的爬坡期后才能實現投入產出的平衡。這是相當漫長且痛苦的過程，而土地財政無法支撐其長久穩定發展。

從技術設備上看，集成電路是技術密集型產業，技術、產業升級和產品更新快。目前，高端的集成電路制造設備和測試設備，中國還嚴重依賴進口，建設或準備建設集成電路產業園的地方政府，必須要考慮國外出口管制政策可能帶來的不利影響。

從高端人才看，有數據顯示，中國集成電路產業人才缺口逾20萬。同時，在吸引高端人才方面，一些地方尚不具備優勢條件來吸引人才，自然難以支撐當地集成電路產業的發展。

從全球價值鏈看，話語權是集成電路產業園建設容易忽視的因素。中國是全球最大的集成電路市場，但在集成電路全球產業價值鏈的話語權卻不高，大多數企業還是生產中低端產品為主，處于全球產業價值鏈中低端。

值得一提的是，集成電路是高度國際化、標準化的產品。國際上集成電路標準的主要制定者分為軍、民兩類。在民用方面，國際集成電路標準化工作代表性組織主要有國際電工委員會（IEC）、固態技術協會（JEDEC）、國際半導體設備和材料協會（SEMI）等。

目前，中國集成電路民用標準共計68項。其中，國標53項、行標15項，68項標準中有34項國標是等同、等效或非等效采用IEC標準或其他國外先進標準。等同采用IEC SC47A俗19項，采標率為31%；等效采用IEC SC47A標準7項，采標率為11%。另有幾項標準是轉化SEMI標準。民品主要采用GB/T19001質量管理體系認證體系。

簡言之，在集成電路標準化領域，中國處于跟跑階段。而集成電路產業園在全國遍地開花，容易分散寶貴資源，與產業發展規律和特點不相符。

三手段促發展

中國集成電路產業要持續健康發展，地方政府須創新發展思路和措施，以免把集成電路產業園建成“爛尾樓”，或掛著集成電路產業園的金字招牌，實際靠房地產來維持生存，與國家集成電路發展戰略背道而馳。

首先要加強對各地集成電路產業園的風險評估。要把資金、技術和人才等常規因素納入考核范圍，還要將土地財政、借集成電路金字招牌圈地等風險納入考核范圍，并制訂可量化，可操作的考核細則。在制定國家政策出臺過程中，要有量化考核的配套措施，將借機“圈地圈錢”的沖動關進制度的籠子，杜絕各地相互攀比、盲目上馬、低水平重復，避免出現物聯網產業“雷聲大、雨點小”的現象。

其次要支持鼓勵園區進行產業質量技術基礎建設。對條件較好、具有發展前景的集成電路產業園，要支持鼓勵進行產業質量技術基礎建設。質量技術基礎由計量、標準、檢測和認證構成。聯合國貿易和發展組織等多個機構在2005年就提出了“國家質量基礎”概念，將標準、計量、檢測和認證列為世界經濟可持續發展的重要支柱。而全球高科技領域競爭已上升為體系與體系之間的競爭，質量技術基礎是其中重要內容。

同時，集成電路是全球競爭最激烈的高科技領域，質量技術基礎水平高低，將決定未來集成電路的全球價值鏈和產業分工格局，影響集成電路的發展路徑和生存模式。集成電路產業園要統籌規劃，按照全鏈條設計、一體化實施的思路，形成全鏈條的“計量-標準-檢驗檢測-認證認可”整體技術解決方案并示范應用。

篇6

【關鍵詞】集成電路；失效分析；電性分析；物理分析

失效分析就是判斷失效的模式，查找失效原因，弄清失效機理，并且預防類似失效情況再次發生。集成電路失效分析在提高集成電路的可靠性方面有著至關重要的作用，對集成電路進行失效分析可以促進企業糾正設計、實驗和生產過程中的問題，實施控制和改進措施，防止和減少同樣的失效模式和失效機理重復出現，預防同類失效現象再次發生。本文主要講述集成電路失效分析的技術和方法。

1.集成電路失效分析步驟

集成電路的失效分析分為四個步驟。在確認失效現象后，第一步是開封前檢查。在開封前要進行的檢查都是無損失效分析。開封前會進行外觀檢查、X光檢查以及掃描聲學顯微鏡檢查。第二步是打開封裝并進行鏡檢。第三步是電性分析。電性分析包括缺陷定位技術、電路分析以及微探針檢測分析。第四步是物理分析。物理分析包括剝層、聚焦離子束（FIB）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）以及VC定位技術。通過上述分析得出分析結論，完成分析報告，將分析報告交給相關技術人員。相關技術人員根據相應的缺陷進行改進，以此來實現對集成電路失效分析的意義。

2.無損失效分析技術

所謂無損失效分析，就是在不損害分析樣品，不去掉芯片封裝的情況下，對該樣品進行失效分析。無損失效分析技術包括外觀檢查、X射線檢查和掃描聲學顯微鏡檢查。在外觀檢查中，主要是憑借肉眼檢查是否有明顯的缺陷，如塑脂封裝是否開裂，芯片的管腳是否接觸良好等等。X射線檢查則是利用X射線的透視性能對被測樣品進行X射線照射，樣品的缺陷部分會吸收X射線，導致X射線照射成像出現異常情況。X射線檢測主要是檢測集成電路中引線損壞的問題，根據電子器件的大小及電子器件構造情況選擇合適的波長，這樣就會得到合適的分辨率。而掃描聲學顯微鏡檢測是利用超聲波探測樣品內部的缺陷，主要原理是發射超聲波到樣品內部，然后由樣品內部返回。根據反射時間以及反射距離可以得到檢測波形，然后對比正常樣品的波形找出存在缺陷的位置。這種檢測方法主要檢測的是由于集成電路塑封時水氣或者高溫對器件的損壞，這種損壞常為裂縫或者是脫層。相對于有損失效分析方法的容易損壞樣品、遺失樣品信息的缺點，無損失效分析技術有其特有的優勢，是集成電路失效分析的重要技術。[1]

3.有損失效分析技術

無損失效分析技術只能對集成電路的明顯缺陷做出判斷，而對于存在于芯片內部電路上的缺陷則無能為力。所以就要進行有損失效分析，有損失效分析技術包括打開封裝、電性分析以及物理分析。

3.1 打開封裝

有損失效分析首先是對集成電路進行開封處理，開封處理要做到不損壞芯片內部電路。根據對集成電路的封裝方式或分析目的不同，采取相應的開封措施。方法一是全剝離法，此法是將集成電路完全損壞，只留下完整的芯片內部電路。缺陷是由于內部電路和引線全部被破壞，將無法進行通電動態分析。方法二是局部去除法，此法是利用研磨機研磨集成電路表面的樹脂直到芯片。優點是開封過程中不損壞內部電路和引線，開封后可以進行通電動態分析。方法三是全自動法，此法是利用硫酸噴射來達到局部去除法的效果。[2]

3.2 電性分析

電性分析技術包括缺陷定位、電路分析以及微探針檢測分析。

3.2.1 缺陷定位

定位具體失效位置在集成電路失效分析中是一個重要而困難的項目，只有在對缺陷的位置有了明確定位后，才能繼而發現失效機理以及缺陷的特性。缺陷定位技術的應用是缺陷定位的關鍵。Emission顯微鏡技術、OBIRCH（Optical Beam Induce Resistance Change）技術以及液晶熱點檢測技術為集成電路失效分析提供了快捷準確的定位方法。

Emission顯微鏡具有非破壞性和快速精準定位的特性。它使用光子探測器來檢測產生光電效應的區域。由于在硅片上發生損壞的部位，通常會發生不斷增長的電子-空穴再結合而產生強烈的光子輻射。因而這些區域可以通過Emission顯微鏡技術檢測到。OBIRCH技術是利用激光束感應材料電阻率變化的測試技術。對不同材料經激光束掃描可測得不同的材料阻值的變化；對于同一種材料若材料由于某種因素導致變性后，同樣也可測得這一種材質電阻率的變化。我們就是借助于這一方法來探測金屬布線內部的那些可靠患。液晶熱點檢測是一種非常有效的分析手段，主要是利用液晶的特性來進行檢測。但液晶熱點檢測技術的要求較高，尤其是對于液晶的選擇，只有恰當的液晶才能使檢測工作順利進行。液晶熱點檢測設備一般由偏振顯微鏡、可以調節溫度的樣品臺以及控制電路構成。在由晶體各向異性轉變為晶體各向同性時所需要的臨界溫度的能量要很小，以此來提高靈敏度。同時相變溫度應控制在30-90攝氏度的可操作范圍內，偏振顯微鏡要在正交偏振光下使用，這樣可以提高液晶相變反應的靈敏度。[3]

3.2.2 電路分析

電路分析就是根據芯片電路的版圖和原理圖，結合芯片失效現象，逐步縮小缺陷部位的電路范圍，最后是利用微探針檢測技術來定位缺陷器件，從而達到對于缺陷器件定位的要求。

3.2.3 微探針檢測技術

微探針的作用是測量內部器件上的電參數值，如工作點電壓、電流、伏安特性曲線等。微探針檢測技術一般是伴隨電路分析配合使用的，兩者的結合可以較快的搜尋失效器件。

3.3 物理分析

物理分析技術包括聚焦離子束、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡以及VC定位技術。

3.3.1 聚焦離子束（FIB）

聚焦離子束就是利用電透鏡將離子束聚焦成為微小尺寸的顯微切割器，聚焦離子束系統由離子源、離子束聚焦和樣品臺組成。聚焦離子束的主要應用是對集成電路進行剖面，傳統的方法是手工研磨或者是采用硫酸噴劑，這兩種方法雖然可以得到剖面，但是在日益精細的集成電路中，手工操作速度慢而且失誤率高，所以這兩種方法顯然不適用。聚焦離子束的微細精準切割結合掃描電子顯微鏡高分辨率成像就可以很好的解決剖面問題。聚焦離子束對被剖面的集成電路沒有限制，定位精度可以達到0.1um以下，同時剖面過程中集成電路受到的應力很小，完整地保存了集成電路，使得檢測結果更加準確。

3.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）

掃描電子顯微鏡作為一種高分辨率的微觀儀器，在集成電路的失效分析中有著很好的運用。掃描電子顯微鏡是由掃描系統和信號檢測放大系統組成，原理是利用聚焦的電子束轟擊器件表面從而產生許多電子信號，將這些電子信號放大作為調制信號，連接熒光屏便可得到器件表面的圖像。對于不同層次的信號采集可以選用不同的電子信號，那樣所得到的圖像也將不同。

3.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）

透射電子顯微鏡的分辨率可以達到0.1nm，其大大優于掃描電子顯微鏡。集成電路的器件尺寸在時代的發展中變得越來越小，運用透射電子顯微鏡可以更好的研究產品性能，在集成電路失效分析中，透射電子顯微鏡可以清晰地分析器件缺陷。透射電子顯微鏡將更好地滿足集成電路失效分析對檢測工具的解析度要求。

3.3.4 VC定位技術

前文講述的利用Emission/OBIRCH/液晶技術來定位集成電路中的失效器件，在實際應用過程中熱點的位置往往面積偏大，甚至會偏離失效點幾十個微米，這就需要一種更精確的定位技術，可以把失效范圍進一步縮小。VC（Voltage Contrast）定位技術基于SEM或FIB，可以把失效范圍進一步縮小，很好地解決了這一難題。VC定位技術是利用SEM或者FIB的一次電子束或離子束在樣品表面進行掃描。硅片表面不同部位具有不同電勢，表現出來不同的明亮對比度。VC定位技術可以通過檢測不同的明亮對比度，找出異常亮度的點，從而定位失效點的位置。

4.總結

我們認識了常用的集成電路失效分析技術和方法，而更深刻地了解各種技術的應用還需要在實際的分析工作當中積累經驗，再認識再提高。

參考文獻

[1]劉迪，陸堅，梁海蓮，顧曉峰.SOI專用集成電路的靜態電流監測和失效分析[J].固體電子學研究與進展，2013，2.

篇7

關鍵詞：數字集成電路；設計；核心工藝

隨著微電子技術的發展，數字集成電路獲得了越來越廣泛的應用。深入了解數字集成電路特性，正確分析數字集成電路在實驗中出現的種種異?，F象，對于提高數字電子技術使用效果、加深使用者對數字電路理論的理解有著十分重要的作用。而實現上述目的的最關鍵部分在于對數字集成電路的設計相關內容有著較為清晰的理解，本文正是在這種背景下，探討了數字集成電路的不同設計方法以及所采用的核心工藝，以求為理論界與實踐界更好的認識數字集成電路提供必要的借鑒與參考。

一、數字集成電路理論概述

數的表達是多種多樣的，如二進位、八進制、十進位、十六進位等。電腦中數字處理是二進位，所以一切資料都要先轉化為“0”和“1”的組合。在教學中要對學生強調這里的“0”和“1”不是傳統數學中的數字，而是兩種對立的狀態的表達。數字集成電路是傳輸“0”和“1”（開和關）兩種狀態的門電路，可把來自一個輸入端的信息分配給幾個輸出端，或把幾個輸入端傳來的信息加以處理再傳送出去，這個過程叫做邏輯運算處理，所以又叫邏輯集成電路。在數字集成電路中電晶體大多是工作在特性曲線的飽和狀態和截止狀態（邏輯的“0”和“1”）。數字集成電路又包括著如下三種電路：門電路，是作為不包含時間順序的組合電路；觸發器電路，其能存儲任意的時間和信息，故在構成包含時間關系的順序電路時必不可少，這種電路叫做時序邏輯電路，例如寄存器、管理器等。觸發器電路是基本時序單元電路；半導體記憶體電路，它可以存取二進位數字字信息，記憶體的作用是用來記住電子電腦運算過程中所需要的一切原始資料、運算的指令程式以及中間的結果，根據機器運算的需要還能快速地提供出所需的資料和資料。在上課時，發現學生易將組合邏輯電路、時序邏輯電路混淆，所以教學中要反復強調兩者的的特點，進行對比，使學生能正確區分兩種電路。

二、數字集成電路的設計

第一，MOS場效應電晶體的設計。常用的是N溝MOS管，它是由兩個相距很近、濃度很高的N十P結引線后做成的，分別叫做源極“S”和漏極“D”。在源極“S”和漏極“D”之間的矽片表面生長一薄層二氧化矽（SiO2），在SiO2上復蓋生長一層金屬鋁叫柵極“G”（實際上“G”極是個MOS二極體）。NMOS集成電路是用得很多的一個品種。要注意一點是多晶矽柵代替了鋁柵，可以達到自對淮（近乎垂直）摻雜，在柵下面的源、漏摻雜區具有極小橫向的摻雜效應，使源、柵漏交迭電容最小，可以提高電路的速度。

第二，CMOS集成電路互補場效應電晶體的設計。CMO是指在同一矽片上使用了P溝道和N溝道兩種MOS電路。這種反相器有其獨特之處，不論在哪種邏輯狀態，在VDD和地之間串聯的兩個管子中，總有一個處干非導通狀態，所以穩態時的漏電流很小。只在開關過程中兩個管子都處于導通狀態時，才有顯著的電流流過這個反相器電路。因此，平均功耗很小，在毫微瓦數量級，這種電路叫做CMOS電路。含有CMOS電路的集成電路就叫做CMOS集成電路，它是VLSI設計中廣泛使用的基本單元。它占地面積很小、功耗又小，正是符合大規模集成電路的要求，因為當晶片的元件數增加時功耗成為主要的限制因素。CMOS集成電路成為低功耗、大規模中的一顆明星，它是VLSI設計中廣泛使用的基本單元，但它的設計和工藝難度也相應地提高了許多。CMOS集成電路在P型襯底上先形式一個以待形成PMOS管用的N型區域叫做“N井”，在“N井”內制造PMOSFET的過程與前述的NMOS管相同，所以制造CMOS集成電路的工序基本上是制造NMOS集成電路的兩倍。另外還要解決麻煩的門鎖效應（Latch-up）。但它仍是高位數、高集成度、低功耗微處理器等晶片的首選方案。

第三，二極體的設計。集成電路中的二極體均由三極管的eb結或cb結構成，前者的正向壓降低，幾乎沒有寄生效應，開關時間短；后者常在需要高擊穿電壓的場合中使用，技術上又不必單獨制做，只是在晶體管制成后布線時按電路功能要求短路某二個電極，從留用的P-N二邊引線出去和電路連接。課堂教學中，對二、三極管的特性及工作原理要做詳細的復習，以便學生理解。

第四，電阻設計。集成電路中的電阻是在制造電晶體基區層的同時，向外延層中進行擴散制成。阻值取決于雜質濃度、基區的寬度和長度及擴散深度。當需要更大電容阻值時，采用溝道電阻；在需要更小電容阻值時，則采用發射區擴散時形成的N十區電阻。

這里電阻與學生之前學習的電阻進行比較，利于學生理解。

第五，電容設計。集成電路中的電容器有兩種，一種是P-N結電容，它是利用三極管eb結在反向偏壓下的結電容，電容量不是常數，它的大小與所加偏壓有關，且有極性；另一種是MOS電容，電容值是固定，與偏壓無關。一般用重摻的區域作為一個板極，中間的氧化物層作為介質層，氧化物層的頂層金屬作為另一個板極。但是，集成電路設計中應盡量避免使用電容，數字電路一般都采用沒有電容的電路。

三、數字集成電路的核心工藝

首先是薄圓晶片的制備技術。分別在半導體專用切片機、磨片機、拋光機上加工出厚度約為400um、表面光亮如鏡、沒有傷痕、沒有缺陷的晶片。

其次是外延工藝技術。為了提高電晶體集電結的擊穿電壓，要求高電阻率材料。但為了提高電晶體工作速度，要求低電阻率材料，為此在低阻的襯底材料上外延生長一層高阻的單晶層，這叫做外延技術。

第三是隔離工藝技術。因為數字集成電路中各組件是做在同一半導體襯底片，各組件所處的電位也不同，要使做有源元件的小區域（電晶體）彼此相隔離開，這種實現彼此隔離的技術叫做隔離技術。正是由于它的出現，使分立元件發展到數字集成電路成為可能。現在常用的有介質隔離（將SiO2生長在需要隔離的部位）和P-N 結隔離兩種方法。P-N結隔離是在隔離部位形成兩個背對背的P-N結；外延結構P-N結隔離是在P 型襯底表面的n型外延層上進行氧化、光刻、擴散等工藝，并將硼雜質擴散到特定部分，直到擴穿外延層和P 型襯底相接。外加反向電壓使外延n型層成為一個個相互隔離的小島，然后再在這個n型外延小島區域上分別制造電晶體或其他元件。

最后是氧化工藝技術。半導體器件性能與半導體表面有很大關系，所以必須對器件表面采用有效保護措施。二氧化矽被選作為保護鈍化層，一來它易于選擇腐蝕掉；二來可以在擴散之后在同爐內馬上通氧進行氧化；三來可以作為選擇摻雜的掩蔽物；再來它常被用來作導電層之間的絕緣層。當然用作鈍化的介質還有氮化矽薄膜，這里不多介紹。各種薄膜不僅要執行其本身的預定功能，也要和后續的全部工藝相相容。即鈍化薄膜要能承受所要求的化學處理及加熱處理，而其結構還保持穩定。從上面工藝流程可以看到，每一步光刻之前都有氧化工序，圖形加工只能在氧化層上進行。

設計是一項難度較大的工作，在設計中要考慮許多細節的東西，實踐與理論之間有一定的差距，對于我們技術學校的學生而言，可以讓他們做一些簡單的設計，自己動手搭建電路并做測試，在做中發現問題，解決問題，從而加深對知識的理解。

（作者單位：福建省第二高級技工學校）

參考文獻：

[1]桑紅石，張志，袁雅婧，陳鵬.數字集成電路物理設計階段的低功耗技術[J].微電子學與計算機，2011年第4期.

篇8

1 MPW服務概述

1.1 什么是MPW服務

在集成電路開發階段，為了檢驗開發是否成功，必須進行工程流片。通常流片時至少需要6~12片晶圓片，制造出的芯片達上千片，遠遠超出設計檢驗要求；一旦設計存在問題，就會造成芯片大量報廢，而且一次流片費用也不是中小企業和研究單位所能承受的。多項目晶圓MPW（Multi-Project Wafer）就是將多個相同工藝的集成電路設計在同一個晶圓片上流片，流片后每個設計項目可獲得數十個芯片樣品，既能滿足實驗需要，所需實驗費用也由參與MPW流片的所有項目分攤，大大降低了中小企業介入集成電路設計的門檻。

1.2 MPW的需求與背景

上世紀80年代后，集成電路加工技術飛速發展，集成電路設計成了IC產業的瓶頸，迫切要求集成電路設計跟上加工技術；隨著集成電路應用的普及，集成知識越來越復雜，并向系統靠近，迫切要求系統設計人員參與集成電路設計；為了全面提升電子產品的品質與縮短開發周期，許多整機公司和研究機構紛紛從事集成電路設計。因此，大面積、多角度培養集成電路設計人才迫在眉睫，而集成電路設計的巨額費用成為重要制約因素。

實施MPW技術服務必須有強有力的服務機構、設計部門和IC生產線。

1.3 MPW服務機構的任務

① 建立IC設計與電路系統設計之間的簡便接口，以便于系統設計人員能夠直接使用各種先進的集成電路加工技術實現其設計構想，并以最快的速度轉化成實際樣品。

② 組織多項目流片，大幅度減少IC設計、加工費用。

③ 不斷擴大服務范圍：從提供設計環境、承擔部分設計，到承擔全部設計、樣片生產，以幫助集成電路用戶或開發方完成設計項目。

④ 幫助中小企業實現小批量集成電路的委托設計、生產任務。

⑤ 支持與促進學校集成電路的設計與人才培養。

1.4 MPW技術簡介

（1）項目啟動階段

MPW組織者首先根據市場需要，確定每次流片的技術參數、IC工藝參數、電路類型、芯片尺寸等。設計時的工藝文件：工藝文件由MPW組織者向Foundry（代工廠）索取，然后再由設計單位向MPW組織者索取。提交工藝文件時，雙方都要簽署保密協議。

（2）IP核的使用

參加MPW的項目可使用組織者或Foundry提供的IP核，其中軟核在設計時提供，硬核在數據匯總到MPW組織者或Foundry處理后再進行嵌入。

（3）設計驗證

所有參加MPW的項目匯總到組織者后，由組織者負責對設計的再次驗證。驗證成功后，由MPW組織者將所有項目版圖綜合成最終版圖交掩膜版制版廠，開始流片過程。

（4）流片收費

每個項目芯片價格按所占Block的大小而非芯片實際大小計算。流片完成后，MPW組織者向每個項目提供10~20片裸片。需封裝、測試則另收費。

2 國外MPW公共技術平臺與公共技術服務狀況

（1）MPW服務機構創意

1980年，美國防部軍用先進研究項目管理局(DARPA)建立了非贏利的MPW加工服務機構，即MOS電路設計的實現服務機構MOSIS（MOS Implementation System）服務機構，為其下屬研究部門所設計的各種集成電路尋找一種費用低廉的樣品制作途徑。MPW服務機構與方式的思路應運而生。加工服務內容：從初期的晶圓加工到后續增加的封裝、測試、芯片設計。

（2）MOSIS機構的發展

考慮到MPW服務的技術性，1981年MOSIS委托南加州大學管理。在IC產業劇烈的國際競爭環境下，培養集成電路設計人才迫在眉睫。1985年，美國國家科學基金會NSF支持MOSIS，并和DARPA達成協議，將MPW服務對象擴大到各大學的VLSI設計的教學活動;1986年以后在產業界的支持下，將MPW服務擴大到產業部門尤其是中小型IC設計企業；1995年以后，MOSIS開始為國外的大學、研究機構以及商業部門服務。服務收費：國內大學教學服務免費，公司服務收費，國外大學優惠條件收費，國外公司收費較國內公司要高。

（3）其它國家的MPW服務機構

法國：1981年建立了CMP(Circuit Multi Projects)服務機構，發展迅速，規模與MOSIS接近，對國外服務也十分熱心。1981年至今，已為60個國家的400個研究機構和130家大學提供了服務，超過2500個課題參加了流片。1990年以前，CMP的服務對象主要是大學與研究所，1990年開始為中小企業提供小批量生產的MPW服務。由于小批量客戶的不斷增加，2001年的利潤比2000年增加了30%。

歐盟：歐盟于1995年建立了有許多設計公司加盟的EUROPRACTICE的MPW服務機構，旨在向歐洲各公司提供先進的ASIC、多芯片模塊（MCM）和SoC解決方案，以提高它們在全球市場的競爭地位。EUROPRACTICE采取了"一步到位解決方案"的服務方式，用戶只要與任何一家加盟EUROPRACTICE的設計公司聯系，就可以由該公司負責與CAD廠商、單元庫公司、代工廠、封裝公司和測試公司聯系處理全部服務事項。

加拿大：1984年成立了政府與工業界支持的非贏利性MPW服務機構CMC(Canadian Microelectronics Corporation)聯盟，是加拿大微電子戰略聯盟(Strategic Microelectronics Consortium)的一部分。目前，CMC的成員包括44所大學和25家企業。CMC的服務包括：提供設計方法和其它產品服務，提高成員的設計水平；提供先進的制造工藝，確?？蛻舻脑O計質量；提供技術及工藝的培訓。

日本：1996年依托東京大學建立了VLSI設計與教育中心VDEC(VLSI Design and Education Center)，開展MPC（Multi-Project Chip）服務。VDEC的目標是不斷提高日本高校VLSI設計課程教育水平和集成電路制造的支持力度。2001年，共有43所大學的99位教授或研究小組通過VDEC的服務，完成了335個芯片的設計與制造。VDEC與主要EDA供應商都簽有協議，每個EDA工具都擁有500~1000個license；需要時，這些license都可向最終用戶開放。VDEC還對外提供第三方IP的使用，同時，VDEC本身也在從事IP研究。

韓國：1995年，在韓國先進科學技術研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)內建立了集成電路設計教育中心IDEC(IC Design Education Center)。

可以看出，世界各先進國家都認識到IC產業在未來世界經濟發展中的重要地位，在IC加工技術發展到一定階段后，抓住了IC產業飛速發展的關鍵；在IC應用層面上普及IC設計技術和大力降低IC設計、制造費用，并及時建立有效的MPW服務機構，使IC產業進入了飛速發展期?？v觀各國MPW服務機構不盡相同，但都具有以下特點：

① 政府與產業界支持的非贏利機構；

② 開放性機構，主要為高等學校、研究機構、中小企業服務；

③ 提供先進的IC設計與制造技術，保證設計出的芯片具有先進性與商業價值；

④ 提供IC設計與制造技術的全程服務。

3 我國MPW現狀

我國大陸地區從上世紀80年代后半期開始進入MPW加工服務，從早期利用國外的MPW加工服務機構到民間微電子設計、加工的相關企業、學校聯合的MPW服務，到近期政府、企業介入后的MPW公共服務體系的建設，開始顯露了較好的發展勢頭。

3.1 與國外MPW加工服務機構合作

1986年，北京華大與武漢郵科院合作利用德國的服務機構，免費進行了光纖二、三次群芯片組的樣品制作，使武漢郵科院的通信產品得以更新換代。此后，上海交大、復旦、南京東南大學、北京大學、清華大學、哈爾濱工業大學都從國外的MPW加工服務中獲益匪淺。東南大學利用美國MOSIS機構的MPW加工服務，采用0.25和0.35 ìm的模數混合電路工藝進行了射頻和高速電路的實驗流片。

在與國外MPW服務機構的合作方面，東南大學射頻與光電子集成電路研究所取得顯著成果。建所初期就與美國MOSIS、法國CMP建立合作關系。1998年以境外教育機構身份正式加入MOSIS，同年，利用MOSIS提供的臺灣半導體公司的CMOS工藝設計規則、模型及設計資料開發了基于Cadence軟件設計環境的高速、射頻集成電路，完成了5批0.35ìm、3批0.25ìm CMOS工藝共40多個電路的設計與制造，取得了許多國內領先、世界先進水平成果。2000年東南大學射光所還與法國的CMP組織正式簽訂了合作協議。

為了推動大陸的MPW服務，射光所從2000年開始利用美國MOSIS機構為國內客戶服務，建立了MPW服務網頁，向公眾及時流片時間及加入MPW的流程和手續。2001年，射光所通過MOSIS利用TSMC的0.35和0.25ìm CMOS工藝為清華大學、信息產業部第13所、南通工學院完成了3批10多個芯片的設計制造。目前，10多個高校、研究機構、企業成為射光所MPW成員。

3.2 高校、企業、研究機構合作實現MPW服務

90年代，上海復旦大學開始著手建立國內MPW加工服務機構；1995年，無錫上華微電子公司開始承擔MPW加工服務，并于1996年組織了第一次MPW流片；1997年至1999年在上海市政府的支持下，連續組織了6次MPW流片，參加項目有82個；2000年受國家火炬計劃、上海集成電路設計產業化基地、上海市科委及上海集成電路設計研究中心委托又組織了3次35個項目的MPW流片。清華大學與無錫上華合作，針對上華工藝，開發了0.6ìm單元庫，開始了MPW加工服務，并將校內的工藝線用于MPW加工服務。近年來，在863 VLSI重大項目規劃指引下，在上海、北京、深圳、杭州等地陸續成立了集成電路產業化基地，進一步推動了MPW加工服務的開展。清華大學從2000年開始，利用上華0.6ìm CMOS工藝為本校以及浙江大學、合肥工業大學組織了4次MPW流片，總共實現了106項設計；上海集成電路設計研究中心與復旦大學，于2001年利用上華1.0和0.6ìm CMOS工藝和TSMC的0.3ìm CMOS工藝，為產業界、教育界進行了8次MPW流片，實現了109個設計項目。

隨著中國半導體工業飛速發展，將會在更多的先進工藝生產線為MPW提供加工服務，許多境外的半導體公司也在積極支持我國的MPW加工服務。隨著上海、北京多條具有國際先進水平的深亞微米CMOS工藝線的建成，國家級的MPW計劃會得到飛速發展。

3.3 臺灣地區的MPW加工服務

1992年在臺灣科學委員會的支持下，成立了集成電路設計和系統設計研究中心CIC。其目的是對大專院校的集成電路/系統設計提供MPW服務，對集成電路/系統設計人員進行培訓，并推動產業界與學院的合作研究項目。到目前為止，CIC已為超過100家的臺灣院校提供了MPW服務，總計有3909個IC項目流片成功，其中，76家大專院校有3423項，40多家研究所和產業界有486項。在EDA工具方面，有多家的IC/SYSTEM設計工具已運用在MPW的設計流程中。到目前為止，已有91家大專院校安裝了14 100多個EDA工具的許可證，另外，0.6ìm 1P3M CMOS、0.35ìm1P4M CMOS、0.25 ìm1P5M CMOS和0.18ìm1P6M CMOS的標準單元庫已開始使用。除了常規MPW服務，CIC還向大專院校提供培訓：2001年有7000人次，每年還有2次為產業界提供的高級培訓。

臺灣積體電路制造股份公司（臺積公司：TSMC）從1998年提供MPW服務，成為全球IC設計的重要伙伴。2000年以來臺積公司提供了100多次MPW服務，并完成了1000個以上IC芯片項目的研制。目前，臺積公司已分別與上海集成電路設計研究中心、北京大學微處理器研究開發中心合作，提供MPW服務。

4 我國大陸地區MPW服務基地的建設

由于大陸地區原有微電子研究機構的歷史配置，在進入基于MPW服務方式后，這些研究機構先后都介入了IC設計的MPW服務領域，并開始建立相應的MPW服務基地。

4.1 上海復旦大學與集成電路設計研究中心（ICC）

上海復旦大學專用集成電路與系統國家重點實驗室在上海市政府支持下，于1997年成立了"上海集成電路設計教育服務中心"。主要任務是IC設計人才培養和組織MPW服務。1997~1999年組織了6次MPW流片。2000~2001年上海市科委設立"上海多項目晶圓支援計劃"，把開展MPW列為國家集成電路設計上海產業化基地的重點工作。在市科委組織下，復旦大學專用集成電路與系統國家重點實驗室與ICC實現強強聯合，面向全國，于2000年組織了3次、2001年組織了5次MPW流片。ICC于2001年底正式與TSMC達成合作協議，開展0.35ìm MPW流片服務。2002年與中芯國際集成電路制造（上海）有限公司（SMIC）合作推出本土0.35ìm及以下工藝的MPW流片服務。從ICC設立的網站(icc.sh.cn) 可了解MPW最新動態和幾乎所有的MPW服務信息。

4.2 南京東南大學射頻與光電子集成電路研究所

1998年，南京東南大學射光所以境外教育機構的身份正式加入美國MOSIS，并簽訂有關協議，由此可獲得多種工藝流片服務。2000年5月與法國的CMP簽訂了合作協議。1999年底受教育部委托，舉辦了"無生產線集成電路設計技術"高級研討班。從2000年開始建立了MPW服務網頁，通過網頁向公眾公布流片時間及加入MPW的流程和手續，目前，高速數字射頻和光電芯片測試系統已開始運行，準備為全國超高速數字、射頻和光電芯片研究提供技術支持，有許多高校、研究單位、公司已成為射光所MPW成員。

4.3 國家集成電路設計產業化（北京）基地MPW加工服務中心

在北京市政府的支持與直接參與下建立了"北京集成電路設計園有限責任公司"。正在建設中的國家集成電路設計產業化（北京）基地MPW加工服務中心由北京華興微電子有限公司為承擔單位，聯合清華大學、北京大學共同建設。

4.4 北方微電子產業基地TSMC MPW技術服務中心

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關鍵詞：集成電路工程；專業學位研究生；培養實踐

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）29-0221-02

一、引言

2000年6月，國務院了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》（國發18號文），并陸續推出了一系列促進IC產業發展的優惠政策和措施。國家科技部在863計劃中安排了集成電路設計重大專項。在863計劃集成電路設計重大專項的實施和帶動下，北京、上海、無錫、杭州、深圳、西安、成都等七個集成電路設計產業化基地的建設取得了重要進展。與此同時，為了適應我國集成電路發展對高層次專門人才的大規模需要，改善工科學位比較單一的狀況，經國務院學位委員會批準，在我國設置集成電路工程專業學位研究生的培養，培養了一批“用得上”的工程技術人才。集成電路工程專業學位研究生自設置以來，取得了蓬勃的發展，受到用人單位的肯定和好評。由于其生源廣泛、數量巨大，培養方法和模式更需要一定的創新性。近年來，在集成電路工程專業學位研究生培養過程中，經過多年的辦學積累，探討了一些辦學和培養集成電路工程專業學位研究生的經驗。

二、專業學位研究生培養過程中的關鍵事項

1.優選導師，確保培養質量。集成電路工程專業學位研究生教育形式較新，最初專業學位研究生的培養在眾多地方借鑒了學術型研究生的辦學經驗，目前很多學者認為，只要能夠勝任學術型學歷研究生教育的導師就能勝任專業學位教育。這恰恰忽視了專業學位的知識背景和面向的行業領域。專業學位研究生教育規律與學術型研究生存在相當大的差異，首先，兩者專業基礎及學術背景不一樣，專業學位研究生的系統性方面不如學術型研究生。其次，兩者的治學環境不同，專業學位研究生與實際工程應用相結合。根據專業學位研究生特點有針對性地開展培養，應該選拔具有較強工程背景的教師進行指導。指導教師在進行指導時，應與學術型研究生指導工作有所不同，應更加注重專業學位研究生工程實踐經驗的培養。而且在學生的課題研究中，指導教師與學生多溝通，將自身融入到學生的實踐研究中，帶領學生參與技術上的創新和解決實際工程技術難題，這樣才能確保學生的培養質量。

2.做到課堂理論與工程實際相結合。專業學位研究生培養的多年實踐經驗告訴我們，在指導過程中必須注重理論與工程實際應用結合，抽象概念與實際應用結合，激發學生學習興趣，使理論易于理解和掌握。因此，教師要了解專業學位研究生的本科學歷背景、知識結構和現在的工程方向等，在此基礎上，做到課程理論聯系工程實際，為專業學位研究生培養工作打下良好的基礎。為了滿足微電子領域內不同行業的需求，在多年的專業學位研究生培養中進行了積極的探索。首先，學生可以根據研究方向，在教師的指導下進行專題理論課程的選擇。例如，進行SOC設計的可以選擇《SOC及IP技術講座》課程，研究無線傳感器網絡的可以選擇《無線傳感器網絡技術》或《計算機網絡與通信》專題講座，研究空間通信的選擇《深空通信技術專題》等等。有針對性地，使學生不是單純盲目的學習，這樣的培養才能做到理論與工程實踐真正結合。實踐結果表明，那些課堂上刻苦學習，能夠將理論用于實踐并努力鉆研的學生，將有更好的培養效果和未來發展空間。

3.學位論文選題恰當，工程背景好。選題重要性要放在首位，要求“論文選題來自于工程實踐，工程背景明確，應用性強”，有的放矢，結合工程實際問題才是最好的選題。從現實意義上講，專業學位論文的選題是發現工程問題并確認研究方向。當前有些專業學位論文質量不高、沒有創新性，一個重要原因就是選題不恰當。因此，在選題時，學生應急科研工作之所急，通過論文工作，使自己既能解決工程實際問題，又能提高科研工作能力。

集成電路工程專業學位論文的選題與學術型研究生的選題不同，其選題應來源于工程實踐，應有明確的應用價值，其可以是一個完整的工程項目、技術改造或技術攻關專題，也可以是新工藝、新設備、新產品的研制與開發。論文是否合格不僅看其理論水平的高低，還要看是否有實際的應用價值。因此，由于論文選題時，應該從以下幾點之一進行把握。①研究性，是否在工程實際中有技術改進和提高。如果是結合重大工程實際課題，在技術上的創新將具有研究性。②創造性，是否在工程領域中有所突破和有所創新，如果一般通過查新，能夠申請發明專利的都具有創造性。③實用性，是否能解決生產實際中的問題。

三、集成電路工程專業學位研究生培養過程中的方法和步驟

專業學位研究生的培養過程包括課程學習、題目確定、開題報告、中期檢查、學位論文撰寫和論文答辯等環節。我校專業學位研究生的培養年限一般為二年，原則上用0.75-1學年完成課程學習，用1-1.25學年完成碩士學位論文。這些環節是一個有機的整體，需要合理安排，搞好各個環節的鏈接，進行一體化考慮。只有嚴格要求，才能夠保證專業學位研究生在兩年的時間內保質保量的達到國家碩士生培養的要求。作為集成電路工程專業學位研究生的培養，其專業基礎相對學術型研究生存在一定的差距，不進行合理的引導就會使得學生失去學習的興趣。專業學位研究生的培養不能以單純拿到畢業證為目標，應更加嚴格管理、嚴格把關，保證培養質量。通過近幾年的經驗積累，以專業學位研究生的培養為例，一般按照下列的步驟進行：第一學期，主要以課程學習為主，并在課堂學習中，定期安排相關教師對本實驗室從事的科研項目進行學術講座，讓學生了解實驗室開展的課題研究方向和從事的科研項目，從總體上進行了解和把握，逐漸培養學生的鉆研興趣。開展教師或高年級學生關于研究課題的專題講座和基本軟件使用方法技能培訓，使學生盡快掌握相關領域的專業知識和所需要的基本軟件操作方法，如從事ASIC接口電路的學生在第一學期就要求掌握Hspice和Candece等軟件。在學期末對學生進行相關領域知識進行摸底考核，對優秀學生進行獎勵，末位學生進行督促教育，使其盡快的減小自身差距。第二學期，在學習專業課程的同時，學生進入實驗室參與科研工作，將從事科學研究的方法和經驗有針對的進行訓練。在進入實驗室期間，可以將科研任務進行分解，將非核心技術部分交給學生獨立去完成，讓學生提前進入科研狀態，完成一些力所能及的科研任務，堅定他們從事科學研究的信心。定期通過實驗室的學術活動檢查學生課題的完成情況，從總體上把握學生的研究方向和研究方法。第三學期，根據專業學位研究生的學習情況和所掌握的知識水平，有針對性的指導學生進行課題實踐，讓學生根據自己的特長進行課題研究。在學生進入課題研究工作時，導師指導學生了解本研究領域國內外技術發展的現狀，培養學生創造性思維能力和獨立思考、解決問題的能力。培養學生閱讀國內外文獻的能力，使其在科研工作中大膽實踐，理論聯系實際，使學生在科研工作中有所發明、有所創造。學生明確了課題目標，知道為什么做、做什么、怎樣做，就能有目標有方向地開展課題研究工作。第四學期，主要是督促檢查學生畢業論文工作，在其課題研究過程中應當定期進行檢查，避免學生課題研究偏離方向，選擇錯誤的方法。導師應當積極鼓勵學生在本學期多發表學術論文。發表學術論文不僅能夠提高學生的文字表達能力，還能夠讓學生勤于思考，提出自己的創新方法，對學生后期的畢業論文撰寫打下良好的基礎。因此，踏實的論文工作是提高個人學術素養和掌握綜合知識的最佳途徑，為學生畢業后從事科研實踐養成良好的工作作風，培養自主從事科研工作的能力。

總之，通過加強基礎知識、基本技能訓練與能力培養的相融通；實踐與課程學習、業務培養與素質提高有機結合，使集成電路工程專業學位研究生養成了較強的自我獲取知識的能力，自我構建知識的能力及自我創新的能力。已經畢業的專業學位研究生就業形勢一直是供不應求?？鬃釉唬褐卟蝗绾弥撸弥卟蝗鐦分摺W生只有好知并樂知，才能使集成電路工程專業學位研究生培養的質量不斷穩定和不斷提高。

參考文獻：

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[2]朱憲榮.改革實驗教學培養創新人才[J].化工高等教育，2007，（6）.

[3]朱高峰.新世紀中國工程教育的改革與發展[J].高等工程教育研究，2003，（1）：3-9.

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1CDIO工程教育理念

 

CDIO工程教育模式，是由美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院等四所大學共同創立的工程教育改革模式。是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO是構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫，以產品從研發到運行的生命周期為載體讓學生以主動的、實踐的、與課程之間有機聯系的方式學習掌握知識&-4。迄今已有幾十所世界著名大學加入了CDIO國際組織，這些學校采用CDIO工程教育理念和教學大綱開展教學實踐，取得了良好的效果。

 

2存在的問題與課程建設思想

 

微電子技術研究的中心問題是集成電路的設計與制造,將數以億計的晶體管集成在一個芯片上。微電子技術是信息技術的基礎和支柱，是21世紀發展最活躍和技術增長最快的高新科技，其產業已超過汽車工業，成為全球第一大產業。微電子工藝課程主要介紹微電子器件和集成電路制造的工藝流程，平面工藝中各種工藝技術的基本原理、方法和主要特點。其課程建設思想是使學生對半導體器件和半導體集成電路制造工藝及原理有一個較為完整和系統的概念，掌握當前微電子芯片制作的工藝流程、主要設備、檢測方法及其發展趨勢^7]。

 

但目前該課程教學中存在較多問題，教學效果不佳，主要有如下幾點：(1)教材陳舊，沒有較適合的雙語教材，難以適應跨國際的微電子制造工藝新技術的快速發展;(2)教學內容信息量大，在教學時間短、內容多的情況下，教師難以合理安排教學進度;(3)在課程設置上重理論輕實踐，技術性和實踐性的內容較少，與迅速發展的工業實際脫節;(4)教學方法單一,理論聯系實際不緊密，不利于學生課堂積極性的提高與創造性的發揮“5)實踐教學環境較差，由于微電子工藝設備十分昂貴，有待加強高校精密貴重儀器設備和優質實驗教學資源共享平臺和運行機制的建設;(6)教評形式單一，忽略了實踐教學與考核，致使大多數學生只是死記硬背書本知識的學習方式來應付考試。

 

3微電子工藝的課程建設

 

3.1教材選取及教學內容改革

 

本課程教材選用經歷了《芯片制造一半導體工藝制程實用教程》、《現代集成電路制造工藝原理》到目前的首選教材：國外電子與通信教材系列中，美國MichaelQiurk和JulianSerda著《半導體制造技術》韓鄭生的中文翻譯本。該書不僅詳細介紹芯片制造中的每一關鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設備以及每一道工藝的質量檢測和故障排除;并吸收了當今最新技術資料，如用于亞0.25pm工藝的最新技術:化學機械拋光、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝;內容豐富、全面、深入淺出、直觀形象、思考習題量大，并附有大量的結構示意圖、設備圖和SEM圖片，學生很容易理解，最主要的相對前兩本教材,它更加突出實際工藝，弱化了較抽象的原理。

 

教學內容上采取調整部分章節，突出教學重點，并適當增減部分教學內容。本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力,課程僅32學時，而教材分20章,600頁，所以教師需要精選課堂授課內容。從襯底制備、薄膜淀積、摻雜技術到圖形加工光刻技術以及布線與組裝,所涉及的概念比較多，要突出重點：薄膜淀積(氧化、蒸發、濺射、MOCVD和外延等)，光刻與刻蝕技術、摻雜技術，需章節調整系統整合;對非關鍵工藝的5~8章(介紹半導體制造中的化學藥品、污染及缺陷等內容)只作為學生課后自學閱讀。第2章的半導體材料特性已在“固體物理”課程中詳細介紹，第3章的器件技術已在‘‘半導體物理“晶體管原理”課程中介紹，第20章裝配與封裝會在“集成電路封裝與測試”課程中介紹，故無需重復講解。將第9章集成電路制造工藝概況放在后面串通整過工藝講解，即通過聯系單項工藝流程,具體分析講解典型的CMOS芯片制造工藝流程,如由n-MOS和p-MOS兩個晶體管構成的CMOS反相器，這樣能夠加深對離子注入、化學氣相淀積、光刻關鍵技術、集成電路的隔離技術以及VLSI的接觸與互連技術等內容的理解。

 

另一方面，指導學生查閱相關資料，對教材內容作必要的補充，微電子工藝技術的發展迅速，因此需要隨時跟蹤微電子工藝的發展動態、技術前沿以及遇到的挑戰。特征尺寸為45nm的集成電路已批量生產，高K介質/金屬柵層疊結構、應變硅技術已采用。而現有的集成電路工藝教材很少能涉及到這些新技術，為了防止知識陳舊，應多關注集成電路工藝的最新進展，尤其是已經投入批量生產的工藝技術，及時將目前主流的工藝技術融入課程教學中。

 

3.2教學方法的改革

 

(1)開發多媒體工藝教學軟件，利用多媒體技術，將動畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進行合理的處理，利用大量二維和三維的多媒體圖片、視頻來展示和講解復雜的工藝構造過程。開發圖文聲像并茂的微電子工藝多媒體計算機輔助教學軟件，給學生以直觀、清楚的認識，有助于提高教學質量。

 

(2)微電子工藝綜合共享實驗平臺建設，集成電路的制造設備價格昂貴，環境條件要求苛刻，運轉與維護費用很大，國內僅部分高校擁有集成電路工藝試驗線或部分實驗分析設備。按照有償服務或互惠互利原則共享設備儀器資源，創建各院校之間和與企業之間的“微電子工藝綜合共享實驗平臺”可極大的提高集成電路工藝及其實驗課程教學效果，即解決了一些院校資金短缺問題，同時也部分補償了大型設備的日常使用和維護費用問題。其綜合共享實驗平臺包括金屬有機化合物MOCVD沉積技術、分子束外延、RF射頻磁控濺射、XPS、XRD及AFM分析測試、光刻、離子注入等涉及投資巨大的儀器設備實驗項目。

 

(3)拓展實踐能力的校企合作，讓學生帶著理論知識走進企業的真實工程環境，探索利用企業先進的工藝線資源進行工藝實驗教學與參觀實習6-9]。參觀實習能夠使學生對集成電路的生產場地,超凈環境要求具有深刻的感性認識，對單晶硅制造流程、芯片制造工藝過程以及芯片的測試和封裝的了解也更加系統和全面。同時利用假期安排學生去企業實習，讓學生參與企業的部分生產環節，親身感受實際工藝生產過程，增加學生對企業的了解，也利于企業選拔優秀學生。

 

(4)工藝視頻與工藝實驗輔助教學，由于微電子工藝內容與生產密切結合，不能單靠抽象的書本知識教學，對于學生無法了解到的一些工藝實驗與設備，可通過錄像教學來補充。本學院購置了清華大學微電子所的集成電路工藝設備錄像與多媒體教學系統，結合國外英文原版的工藝流程視頻,通過工藝視頻把實際工藝流程、設備和設備操作等形象地展示在課堂。多媒體教學系統提供了氧化、擴散和離子注入三項工藝設備操作模擬，可使學生身臨其境地對所學的基本工藝進行簡單的模擬。同時結合課堂教學開設半導體平面工藝實驗，主要包括以：氧化、光刻、擴散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結、封裝。實驗以教師講解與學生動手相結合，既培養了學生的實際動手能力，又使學生掌握了科學分析問題的方法，激發了學生的學習興趣,加深學生對課堂理論知識的理解。

 

3.3多元化的考核評價體系

 

對學生的考核是對其具體學習成果的度量，也是檢驗教學改革成效的重要手段，為了更科學合理的考核學生，我們建立了多元化的更加注重過程參與的考試評價體系，降低了期末考試在總成績中所占比例，最大限度避免學生靠死記硬背來應付考試和學生創新思維被抑制、高分低能現象產生。這種多元化、過程性的成績評定方法，強調知識的積累與構建過程，消除了學生重理論輕實踐,考前死記硬背應付考試的弊病?？傇u成績由平時成績和期末考試成績兩部分構成。但加大平時成績的權重,平時成績即包括了作業與考勤，還包括綜合性實驗成績、設計仿真、國外工藝視頻翻譯、專題小論文和專題PPT論壇團隊成績等。同時在期末考題中增加openanswerquestion型、工藝過程設計型題目110-11。

 

4結語