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篇1

關(guān)鍵詞 :道路照明 ；節(jié)能設(shè)計(jì)； 智能照明節(jié)能控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

節(jié)約能源是發(fā)展經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定社會(huì)的一項(xiàng)重要任務(wù)。能源的種類(lèi)很多，但是電能是最基本、使用最廣泛的一種能源。2004年以來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，很多地方都出現(xiàn)了“電荒”，甚至因缺電而不得不采取“拉閘限電”等措施。因此節(jié)約電能，以保障經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，成為了我們急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

據(jù)《發(fā)展中的中國(guó)城市照明》數(shù)據(jù)，中國(guó)路燈總盞數(shù)約為900萬(wàn)盞，年用電量約850億千瓦時(shí)，占中國(guó)總發(fā)電量的4%至5%，道路照明年總經(jīng)費(fèi)約500億元。因此，在保證道路照明的功能前提下，節(jié)約電能對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的作用，所以探討道路照明的節(jié)能非常有必要。

照明設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的核心環(huán)節(jié)，應(yīng)該給予高度的重視。在進(jìn)行道路照明的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該提出多種方案，并進(jìn)行節(jié)能計(jì)算，在滿(mǎn)足照明標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析比較，然后選擇最佳的方案，切忌隨心所欲，憑經(jīng)驗(yàn)辦事。

照明節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要從提高整個(gè)照明系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)的效率來(lái)考慮。道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：1）合理確定道路照明標(biāo)準(zhǔn)值；2）選擇高效率節(jié)能燈具和高光效照明光源，選用節(jié)能型鎮(zhèn)流器；3）進(jìn)行單燈無(wú)功補(bǔ)償，提高線(xiàn)路功率因數(shù)，降低線(xiàn)路損耗；4）夜半降壓節(jié)能和照明智能控制。下文將對(duì)以上四點(diǎn)進(jìn)行具體討論。

1合理確定道路照明標(biāo)準(zhǔn)值

道路的照度（亮度）標(biāo)準(zhǔn)值，直接決定著所需光通量的大小，而光通量又基本決定了光源的功率大小，因此，照度（亮度）標(biāo)準(zhǔn)值的大小基本決定了光源功率的大小。機(jī)動(dòng)車(chē)道設(shè)置照明的目的是為駕駛員創(chuàng)造良好的視覺(jué)環(huán)境，以達(dá)到保障交通安全、提高交通效率、降低犯罪和美化夜景的效果。非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道的設(shè)置照明的目的是為行人提供舒適和安全的視覺(jué)環(huán)境。節(jié)能設(shè)計(jì)不是靠降低照明水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是在滿(mǎn)足照明功能的前提下再考慮節(jié)能的。因此，在確定道路照明標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)道路的等級(jí)，確定合理的照度標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)車(chē)輛行駛速度、交通流量等實(shí)際因素，和考慮城市的性質(zhì)、規(guī)模選擇低檔值或高檔值?！冻鞘械缆氛彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 CJJ45-2006中規(guī)定的數(shù)值基本上是滿(mǎn)足機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員視覺(jué)作業(yè)要求的合理數(shù)值，再提高路面高度水平，對(duì)駕駛員的視覺(jué)作業(yè)沒(méi)有太大的幫助，反而會(huì)造成能源浪費(fèi)、光污染、光干擾等負(fù)面問(wèn)題。因此在進(jìn)行道路照明時(shí)不應(yīng)盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)，避免進(jìn)行高亮度的攀比，走出“越亮越好”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。

2 降壓節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)資料顯示，適當(dāng)降低道路照明燈具的電壓和照度可以十分有效的節(jié)電，不僅如此，還能夠有效延長(zhǎng)照明燈的使用期限，同時(shí)對(duì)于行人的視覺(jué)基本沒(méi)有影響。由此可見(jiàn)，在夜間，如果適度降低照明燈的電壓和亮度，將節(jié)省可觀數(shù)字的電能，這種節(jié)電方式以城市道路照明的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，采用國(guó)際先進(jìn)的控制手段，又不影響人們的出行。雖然現(xiàn)今的照明產(chǎn)品各式各樣，節(jié)電燈具快速的更新?lián)Q代，但是依靠調(diào)節(jié)電壓來(lái)節(jié)電的產(chǎn)品仍是主流。我國(guó)倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)以來(lái)，降壓節(jié)電技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，更加鞏固了其在城市道路照明節(jié)電方面的主導(dǎo)地位。

我們這里所說(shuō)的降壓節(jié)電技術(shù)其實(shí)就是當(dāng)今流行的全數(shù)字式智能調(diào)壓節(jié)電控制技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施需要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，即降壓、穩(wěn)壓和調(diào)光，這三者是智能路燈節(jié)電控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不像我在上面提到的脫離實(shí)際的隔盞關(guān)燈，該技術(shù)以實(shí)際出發(fā)，具體而綜合的考慮了各個(gè)道路照明的現(xiàn)狀，并且有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。該技術(shù)實(shí)施起來(lái)的具體思路比較簡(jiǎn)單：入夜之后，在車(chē)流量大、行人集中的路段照明保持高亮度，一直到臨近午夜的時(shí)候觸發(fā)自動(dòng)調(diào)光機(jī)制，在午夜后一直到第二天早上這段行人車(chē)輛稀少的時(shí)間適當(dāng)降低照明亮度。這個(gè)過(guò)程類(lèi)似自動(dòng)控制理論的反饋原理，輸入的量隨著輸出發(fā)回的反饋來(lái)增大或者減少量，全過(guò)程既智能又合理。以上是該技術(shù)的大體全貌，具體到不同的城市的智能調(diào)壓節(jié)電技術(shù)操作過(guò)程是：首先測(cè)試當(dāng)?shù)氐缆凡煌瑫r(shí)間段的人流量和車(chē)流量，通過(guò)算法得出時(shí)間和平均人車(chē)流量滿(mǎn)足什么樣的規(guī)律，從而方便的統(tǒng)計(jì)出城市對(duì)應(yīng)道路照度的調(diào)整率。然后將得出的這些數(shù)據(jù)作為參數(shù)輸入到專(zhuān)為智能調(diào)壓節(jié)電設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。比如根據(jù)實(shí)際的道路照度調(diào)整率，計(jì)算機(jī)要求從某一特定的時(shí)間起，對(duì)各個(gè)道路照明輸入的電壓進(jìn)行整體的細(xì)致的調(diào)整，這個(gè)調(diào)整是動(dòng)態(tài)的，正如剛才提到的反饋機(jī)制，最終使道路照明的輸入電壓和相應(yīng)的照度得到一致，構(gòu)成了一個(gè)完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)。如果宏觀的來(lái)看待這項(xiàng)技術(shù)，數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的道路照明網(wǎng)互相交錯(cuò)，智能調(diào)壓技術(shù)就充當(dāng)了這些網(wǎng)絡(luò)的大腦，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上接受到的反饋信息進(jìn)行處理，最終通過(guò)遙控來(lái)指導(dǎo)各網(wǎng)絡(luò)有序、穩(wěn)定的運(yùn)行。這里的遙控就是平時(shí)所說(shuō)的通信，我國(guó)的城市道路照明網(wǎng)絡(luò)目前使用最多的是“三遙”控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體的功能是負(fù)責(zé)管理各個(gè)道路照明輸電線(xiàn)路的電壓值和電流值、各個(gè)照明開(kāi)關(guān)的啟合狀態(tài)、對(duì)用電的限制和控制方式等?！叭b”系統(tǒng)包括以下三種方式：①遙控。和前面敘述的相類(lèi)似，負(fù)責(zé)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按照已經(jīng)采集處理好的時(shí)間和人車(chē)流量關(guān)系來(lái)控制城市道路照明的通斷，整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)。如遇到緊急情況，中心控制站也可以手動(dòng)開(kāi)閉開(kāi)關(guān)，可見(jiàn)設(shè)計(jì)的人性化。②遙測(cè)。遙測(cè)為遙控做了充分的準(zhǔn)備工作，它可以自動(dòng)測(cè)試各個(gè)道路照明系統(tǒng)的電壓、頻率，自動(dòng)計(jì)算使用功率等參數(shù)，反應(yīng)速度快，如果把城市道路照明比作客戶(hù)端，那么當(dāng)客戶(hù)要求一有變化，它便隨即調(diào)整數(shù)據(jù)以響應(yīng)客戶(hù)端。③遙信。顧名思義，就是對(duì)各個(gè)道路照明端產(chǎn)生的故障、不適應(yīng)或者開(kāi)關(guān)的不正常狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行訪問(wèn)。它屬于系統(tǒng)的維護(hù)部分。

智能調(diào)壓節(jié)電技術(shù)不僅僅在很大程度上節(jié)省了電能、延長(zhǎng)了道路照明的平均使用期，并且彰顯了我國(guó)城市建設(shè)在向著現(xiàn)代化、節(jié)約化和以人為本等方面取得了巨大的進(jìn)步。這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和驗(yàn)證，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)等消耗電能的打過(guò)得到了支持，我國(guó)對(duì)此也在不斷的進(jìn)行維護(hù)和創(chuàng)新。

3進(jìn)行單燈無(wú)功補(bǔ)償，提高線(xiàn)路功率因數(shù)，降低線(xiàn)路損耗

氣體放電燈（一般采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器）的自然功率因數(shù)一般在0.4～0.6之間，所以照明線(xiàn)路的功率因數(shù)較低。為提高線(xiàn)路的功率因數(shù)，減少線(xiàn)路損耗，利用單燈補(bǔ)償更為有效，措施是在鎮(zhèn)流器的輸入端接入一適當(dāng)容量的電容器，可將單燈功率因數(shù)提高到0.85～0.9。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后，功率因數(shù)提高到0.9，以250W高壓鈉燈為例，電流由補(bǔ)償前的3.10A降低為1.61A，為補(bǔ)償前的52%，相應(yīng)的線(xiàn)路損耗將只有原來(lái)的27%，節(jié)能效果相當(dāng)顯著。

4半夜燈降壓節(jié)能和照明智能控制

在深夜普遍降低路面亮度（照度）是節(jié)能效果最為明顯的一項(xiàng)措施。目前采取這種措施的國(guó)家和地區(qū)都非常多，由于深夜車(chē)流量減少，應(yīng)該普遍推行這一措施。對(duì)于主干路和次干路，正常照度較高，可以考慮深夜降低照度。但居住區(qū)夜間行人的安全和住戶(hù)安全極為重要，且照度本來(lái)就不高，即使再降低，節(jié)能效果也不明顯。主要采取的措施有：1）采用雙光源燈具，深夜關(guān)閉一支光源，即節(jié)能，又不會(huì)影響均勻度，但燈具和電纜投資；2）采用深夜關(guān)掉不超過(guò)半數(shù)燈具的方法（隔盞關(guān)燈），缺點(diǎn)是簡(jiǎn)單實(shí)用，但需要多敷設(shè)一根供電電纜，也會(huì)導(dǎo)致路面照度均勻度降低；3）采用深夜能自動(dòng)降低路燈光源功率的裝置，如雙功率鎮(zhèn)流器、有載調(diào)壓變壓器、降壓裝置等。

5 結(jié)論

以上四個(gè)方面，是道路照明設(shè)計(jì)中采取的主要措施，具有顯著的節(jié)能效果。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取其他的節(jié)能措施如使三相負(fù)荷平衡等，并定期進(jìn)行燈具清掃、光源更換等。

參考文獻(xiàn)：

[1]張萬(wàn)奎.城市道路照明節(jié)電的供電電壓及最優(yōu)控制[J].電力需求側(cè)管理，2007.

篇2

關(guān)鍵詞：模擬集成電路；自適應(yīng)加權(quán)；多目標(biāo)優(yōu)化；Pareto最優(yōu)前沿

中圖分類(lèi)號(hào)：TM352 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）10-00-02

0 引 言

一直以來(lái)，人們都想實(shí)現(xiàn)模擬集成電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，但考慮到模擬集成電路性能指標(biāo)多，各性能指標(biāo)間互相影響等因素，使得模擬集成電路的自動(dòng)化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于數(shù)字集成電路，模擬集成電路已經(jīng)成為制約集成電路發(fā)展的瓶頸。隨著技術(shù)的發(fā)展，片上系統(tǒng)將模擬集成電路與數(shù)字集成電路整合到一塊芯片上。但人們對(duì)模擬集成電路的自動(dòng)化研究卻從未中斷過(guò)，同時(shí)也取得了一些成果，其中基于優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法因適用范圍廣而受到了人們的青睞。

基于優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法將模擬集成電路的設(shè)計(jì)看作是多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，電路設(shè)計(jì)時(shí)的性能指標(biāo)如增益、帶寬、相位裕度等就是多目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法求解出電路目標(biāo)空間的Pareto前沿，該前沿就是電路各種性能指標(biāo)折衷后的最優(yōu)前沿，允許電路設(shè)計(jì)者從一組相互沖突的設(shè)計(jì)指標(biāo)中做出最佳選擇。

基于優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法的核心是多目標(biāo)優(yōu)化算法，解決多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的常用算法是加權(quán)和算法[1]，該算法容易理解、操作簡(jiǎn)單，但是該算法不能求出Pareto前沿上位于凹區(qū)間內(nèi)的解，而當(dāng)權(quán)值均勻分布時(shí)，Pareto前沿上凸區(qū)間內(nèi)的解分布不均勻[2]。本文采用了自適應(yīng)加權(quán)和算法，該算法在加權(quán)和算法的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，克服了加權(quán)和算法的上述缺點(diǎn)。

1 自適應(yīng)加權(quán)和算法原理

自適應(yīng)加權(quán)和算法[3]的權(quán)值系數(shù)沒(méi)有預(yù)先確定，而是通過(guò)所要求解問(wèn)題的Pareto前沿曲線(xiàn)獲得。首先用傳統(tǒng)加權(quán)和算法產(chǎn)生一組起始解，然后在目標(biāo)空間確定需要細(xì)化的區(qū)域。將待細(xì)化區(qū)域看作可行域并且對(duì)該區(qū)域施加不等式約束條件，最后用傳統(tǒng)加權(quán)和方法對(duì)這些需要細(xì)化的子區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)Pareto前沿上的所有子區(qū)域長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，優(yōu)化工作完成。

圖1所示的自適應(yīng)加權(quán)算法與傳統(tǒng)加權(quán)和算法進(jìn)行了對(duì)比，說(shuō)明了自適應(yīng)加權(quán)和算法的基本概念。真正的Pareto前沿用實(shí)線(xiàn)表示，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法獲得的解用黑圓點(diǎn)表示。在該例中，整個(gè)Pareto前沿由相對(duì)平坦的凸區(qū)域和明顯凹的區(qū)域組成。解決這類(lèi)問(wèn)題的典型方法就是加權(quán)和算法，該算法可以描述成如下形式：

上式中描述的是兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的情形，J1（x）和J2（x）分別為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)，sf1，0（x）和sf2，0（x）分別為對(duì)應(yīng)的歸一化因子，h（x）和g（x）分別為等式約束條件和不等式約束條件。

圖1（a）為采用加權(quán)和算法后解的分布，可以看出大部分解都分布在anchor points和inflection point，凹區(qū)間內(nèi)沒(méi)有求出解。該圖反映了加權(quán)和算法的兩個(gè)典型缺點(diǎn)：

（1）解在Pareto前沿曲線(xiàn)上分布不均勻；

（2）在Pareto前沿曲線(xiàn)為凹區(qū)間的部分不能求出解。

因此盡管加權(quán)和算法具有簡(jiǎn)單、易操作的優(yōu)點(diǎn)，但上述缺點(diǎn)卻限制了其應(yīng)用，這些固有缺陷在實(shí)際多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題中頻繁出現(xiàn)。圖1描述了本文所提出的自適應(yīng)加權(quán)和算法的總體流程以及基本概念。首先根據(jù)加權(quán)和算法得到一組起始解，如圖1（a）所示，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)前沿空間上相鄰解的距離來(lái)確定需要進(jìn)行細(xì)化的區(qū)域，如圖1（b）所示，該圖中確定了兩個(gè)需要進(jìn)行細(xì)化的區(qū)域。在確定需要進(jìn)行細(xì)化的區(qū)域分別在平行于兩個(gè)目標(biāo)方向上添加額外的約束，如圖1（c）所示，在該圖中向減小方向J1添加的約束為1，J2減小方向添加的約束為2。對(duì)細(xì)化后添加完約束的區(qū)域用加權(quán)和算法優(yōu)化，得出新解，如圖1（d）所示，其中加權(quán)和算法求解最優(yōu)解時(shí)采用Matlab中的fmincon函數(shù)。從該圖中可看出，細(xì)化區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了新解，Pareto前沿上解的分布較之前更加均勻，且求出了凹區(qū)域內(nèi)的解，繼續(xù)細(xì)化能夠找出更多的解，Pareto前沿上的解也將分布地更加均勻。自適應(yīng)加權(quán)和算法的流程圖如圖2所示。

2 兩級(jí)運(yùn)放設(shè)計(jì)實(shí)例

以一個(gè)帶米勒補(bǔ)償?shù)膬杉?jí)運(yùn)放[4]為例，說(shuō)明自適應(yīng)加權(quán)和算法的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。兩級(jí)運(yùn)放電路圖如圖3所示。

電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1所列。

電路優(yōu)化過(guò)程中采用工作點(diǎn)驅(qū)動(dòng)[5，6]的設(shè)計(jì)方法，電路的設(shè)計(jì)變量為電路直流工作點(diǎn)上一組獨(dú)立的電壓、電流。電路性能通過(guò)方程獲得，但方程中的小信號(hào)參數(shù)通過(guò)對(duì)工藝庫(kù)進(jìn)行模糊邏輯建模[7，8]得到，使得計(jì)算速度提高的同時(shí)保證了計(jì)算精度。兩級(jí)運(yùn)放電路的優(yōu)化結(jié)果如圖4所示。

圖為算法迭代五代后的優(yōu)化結(jié)果，由圖可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)五代的優(yōu)化迭代，求出的最優(yōu)解在Pareto前沿上分布均勻。在同一電路中，單位增益帶寬的增加與擺率的增加都會(huì)使功耗增加，而電路功耗降低導(dǎo)致的結(jié)果是電路的面積增加，或通過(guò)犧牲面積來(lái)?yè)Q取低功耗，犧牲面積換取電路的帶寬增加。這些結(jié)果與電路理論相吻合，同時(shí)也再次說(shuō)明了模擬電路設(shè)計(jì)過(guò)程中的折衷以及模擬集成電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

3 結(jié) 語(yǔ)

自適應(yīng)加權(quán)和算法能求出位于凹區(qū)間內(nèi)的最優(yōu)解，并且最優(yōu)解分布均勻。本文通過(guò)兩級(jí)運(yùn)放電路驗(yàn)證了算法的優(yōu)化效果，最終得到了滿(mǎn)意的優(yōu)化結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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篇3

論文關(guān)鍵詞：集成電路，特點(diǎn)，問(wèn)題，趨勢(shì)，建議

 

引言

集成電路是工業(yè)化國(guó)家的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，是當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心部件，它是工業(yè)現(xiàn)代化裝備水平和航空航天技術(shù)的重要制約因素，由于它的價(jià)格高低直接影響了電子工業(yè)產(chǎn)成品的價(jià)格，是電子工業(yè)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力關(guān)鍵因素之一。高端核心器件是國(guó)家安全和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，日美歐等國(guó)均把集成電路業(yè)定義為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。據(jù)臺(tái)灣的“科學(xué)委員會(huì)”稱(chēng)未來(lái)十年是芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。韓國(guó)政府也表示擬投資600億韓元于2015年時(shí)打造韓國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)。

集成電路主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、通信、汽車(chē)電子、消費(fèi)電子等與國(guó)民日常消費(fèi)相關(guān)領(lǐng)域因此集成電路與全球GDP增長(zhǎng)聯(lián)系緊密，全球集成電路消費(fèi)在2009年受金融危機(jī)的影響下跌9%的情況下2010由于經(jīng)濟(jì)形勢(shì)樂(lè)觀后根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)今年集成電路銷(xiāo)售額將同比增長(zhǎng)33%。

一、我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展情況和特點(diǎn)

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模為5676億元占全球市場(chǎng)44%，集成電路消費(fèi)除2008、2009年受金融危機(jī)影響外逐年遞增，中國(guó)已成為世界上第一大集成電路消費(fèi)國(guó)，但國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)量?jī)H1040億元，絕大部分為產(chǎn)業(yè)鏈低端的消費(fèi)類(lèi)芯片，技術(shù)落后發(fā)達(dá)國(guó)家2到3代左右，大量高端芯片和技術(shù)被美日韓以及歐洲國(guó)家壟斷。

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際上任何一個(gè)其他國(guó)家，是全球集成電路業(yè)的推動(dòng)者，屬于一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)。從2000年到2007年我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入年均增長(zhǎng)超過(guò)18%畢業(yè)論文提綱，增長(zhǎng)率隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)有波動(dòng)，由于金融危機(jī)的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)增速放緩實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機(jī)影響，芯片制造業(yè)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測(cè)試業(yè)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入498.16億元同比下降19.5%。我國(guó)集成電路總體上企業(yè)總體規(guī)模小，有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，所有設(shè)計(jì)企業(yè)總產(chǎn)值不如美國(guó)高通公司的1/2、所有待工企業(yè)產(chǎn)值不如臺(tái)積電、所有封測(cè)企業(yè)產(chǎn)值不如日月光。

在芯片設(shè)計(jì)方面，我國(guó)主流芯片設(shè)計(jì)采用130nm和180nm技術(shù)，65nm技術(shù)在我國(guó)逐漸開(kāi)展起來(lái)，雖然國(guó)際上一些廠商已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用40nm技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品了，但由于65nm技術(shù)成熟，優(yōu)良率高，將是未來(lái)幾年贏利的主流技術(shù).設(shè)計(jì)公司數(shù)量不斷增長(zhǎng)但規(guī)模都較小，屬于初始發(fā)展時(shí)期。芯片制造方面，2010國(guó)外許多廠商開(kāi)始制造32nm的CPU但大規(guī)模采用的是65nm技術(shù)，而中國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片中的龍芯還在采用130nm技術(shù)，中芯國(guó)際的65nm技術(shù)才開(kāi)始量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)還沒(méi)達(dá)到250技術(shù)。在封裝測(cè)試技術(shù)方面，這是我國(guó)集成電路企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，也是我國(guó)的主要出口品，有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的50%以上的產(chǎn)值都由封裝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造，隨著技術(shù)的成熟，部分高端技術(shù)在國(guó)內(nèi)逐步開(kāi)始開(kāi)展，但有已經(jīng)開(kāi)始下降的趨勢(shì)雜志網(wǎng)。在電子信息材料業(yè)方面，下一代晶圓標(biāo)準(zhǔn)是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現(xiàn)在國(guó)際主流晶圓尺寸是300mm，而我國(guó)正在由200mm到300mm過(guò)渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領(lǐng)域無(wú)論是在研發(fā)還是在生產(chǎn)均較大落后于國(guó)外，總體來(lái)說(shuō)我國(guó)新型元件材料基本靠進(jìn)口。在半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)方面畢業(yè)論文提綱，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)95%的設(shè)備是外國(guó)設(shè)備，而且二手設(shè)備占較大比例，重要的半導(dǎo)體設(shè)備幾乎都是國(guó)外設(shè)備，從全球范圍來(lái)講美日一直壟斷其生產(chǎn)和研發(fā)，臺(tái)灣最近也有有了較大發(fā)展，而我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)發(fā)展較為緩慢。

我國(guó)規(guī)劃和建成了7個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)出來(lái)，其中長(zhǎng)江三角洲、京津的上海、杭州、無(wú)錫和北京等地區(qū),是我國(guó)集成電路的主要積聚地，這些地區(qū)集中了我國(guó)近半數(shù)的集成電路企業(yè)和銷(xiāo)售額，其次是中南地區(qū)約占整個(gè)產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)和銷(xiāo)售額的三分之一，其中深圳基地的IC設(shè)計(jì)業(yè)居全國(guó)首位，制造企業(yè)也在近一部壯大，由于勞動(dòng)力價(jià)格相對(duì)廉價(jià)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)正向成都、西安的產(chǎn)業(yè)帶轉(zhuǎn)移。

二、我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題剖析

首先，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈還很薄弱，科研與生產(chǎn)還沒(méi)有很好的結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用十分有限，雖然新聞上時(shí)常宣傳中科院以及大專(zhuān)院校有一些成果，但尚未經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的運(yùn)作和考驗(yàn)。另外集成電路產(chǎn)品的缺乏應(yīng)用途徑這就使得研究成果的產(chǎn)業(yè)化難以推廣和積累成長(zhǎng)。

其次，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)尚處于幼年期，企業(yè)規(guī)模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場(chǎng)占有率低，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，相比國(guó)外同類(lèi)企業(yè)在各項(xiàng)資源的占有上差距較大。由于集成電路行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)大，換代快，這就造成了企業(yè)的融資困難，使得我國(guó)企業(yè)發(fā)展緩慢，有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有80%的投資都來(lái)自海外畢業(yè)論文提綱，企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人大都是從臺(tái)灣引進(jìn)的。

再次，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套工業(yè)落后，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。集成電路產(chǎn)業(yè)的上游集成電路設(shè)備制造的高端設(shè)備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國(guó)集成電路工藝的發(fā)展速度，使我國(guó)的發(fā)展受制于人。

還有，我國(guó)集成電路產(chǎn)成品處于產(chǎn)品價(jià)值鏈的中、低端，難以提出自己的標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)，研發(fā)能力不足，缺少核心技術(shù)，處于低附加值、廉價(jià)產(chǎn)品的向國(guó)外技術(shù)模仿學(xué)習(xí)階段。有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路使用中有80%都是從國(guó)外進(jìn)口或設(shè)計(jì)的，國(guó)產(chǎn)20%僅為一些低端芯片，而由于產(chǎn)品相對(duì)廉價(jià)這當(dāng)中的百分之七八十又用于出口。

三、我國(guó)集成電路發(fā)展趨勢(shì)

有數(shù)據(jù)顯示PC機(jī)市場(chǎng)是我國(guó)集成電路應(yīng)用最大的市場(chǎng)，汽車(chē)電子、通信類(lèi)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)多媒體終端將是我國(guó)集成電路未來(lái)增長(zhǎng)最快應(yīng)用領(lǐng)域. Memory、CPU、ASIC和計(jì)算機(jī)外圍器件將是最主要的幾大產(chǎn)品。國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國(guó)大規(guī)模轉(zhuǎn)移，造成我國(guó)集成電路產(chǎn)量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)。

另外我國(guó)代工產(chǎn)業(yè)增速逐漸放緩，增速?gòu)漠?dāng)初的20%降低到現(xiàn)在的6%-8%，低附加值產(chǎn)業(yè)逐漸減小。集成電路設(shè)計(jì)業(yè)占集成點(diǎn)設(shè)計(jì)業(yè)的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機(jī)的影響下在其他專(zhuān)業(yè)大幅下降的情況下任然保持一個(gè)較高的增長(zhǎng)率，而且最近幾年集成電路設(shè)計(jì)業(yè)都是增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，說(shuō)明我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善和合理，設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試三行業(yè)開(kāi)始向“3：4：4”的國(guó)際通行比例不斷靠近。從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看都是以集成電路設(shè)計(jì)公司比重不斷加大，制造公司向不發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移作為集成電路產(chǎn)業(yè)走向成熟的標(biāo)志。

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中,產(chǎn)業(yè)鏈不斷聯(lián)合重組，集中資源和擴(kuò)大規(guī)模，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，主要核心企業(yè)銷(xiāo)售額所占全行業(yè)比重從2004年得32%到2008年的49%，體現(xiàn)我國(guó)集成電路企業(yè)不斷向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，行業(yè)越來(lái)越成熟，從美國(guó)集成電路廠商來(lái)看當(dāng)行業(yè)走向成熟時(shí)只有較大的核心企業(yè)和專(zhuān)注某一領(lǐng)域的企業(yè)能最后存活下來(lái)。

我國(guó)集成電路進(jìn)口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進(jìn)口量增速。預(yù)計(jì)2010年以后我國(guó)集成電路進(jìn)口增速將小于出口增速，我國(guó)正在由集成電路消費(fèi)大國(guó)向制造大國(guó)邁進(jìn)。

四、關(guān)于我國(guó)集成電路發(fā)展的幾點(diǎn)建議

第一、不斷探索和完善有利于集成電路業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式和運(yùn)作機(jī)制。中國(guó)高校和中科院研究所中有相對(duì)寬松的環(huán)境使得其適合醞釀研發(fā)畢業(yè)論文提綱，但中國(guó)的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實(shí)驗(yàn)室里，沒(méi)有一個(gè)循序漸進(jìn)的產(chǎn)業(yè)運(yùn)作和可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，這就使得國(guó)產(chǎn)高端芯片在社會(huì)上認(rèn)可度很低，得不到應(yīng)用和升級(jí)。在產(chǎn)業(yè)化成果推廣的解決方面?？梢越梃b美國(guó)的國(guó)家采購(gòu)計(jì)劃，以政府出資在武器和航空航天領(lǐng)域進(jìn)行國(guó)家采購(gòu)以保證研發(fā)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)雜志網(wǎng)。只有依靠公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的環(huán)境、人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合企業(yè)的市場(chǎng)運(yùn)作優(yōu)勢(shì)，走基于公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化道路才是問(wèn)題的正確路徑。

第二、集成電路的研發(fā)是個(gè)高投入高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)是技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，有數(shù)據(jù)顯示集成電路研發(fā)費(fèi)用要占銷(xiāo)售額的15%，固定資產(chǎn)投資占銷(xiāo)售額的20%，銷(xiāo)售額如果達(dá)不到100億美元將無(wú)力承擔(dān)新一代產(chǎn)品的研發(fā)，在這種情況下由于民族集成電路產(chǎn)業(yè)在資金上積累有限，幾乎沒(méi)有抗風(fēng)險(xiǎn)能力，技術(shù)上缺乏積累，經(jīng)不起和國(guó)際集成電路巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，再加上我國(guó)是一個(gè)勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)國(guó)，根據(jù)國(guó)際貿(mào)易規(guī)律，資本密集型的研發(fā)產(chǎn)業(yè)傾向于向發(fā)達(dá)國(guó)家集中，要想是我國(guó)在未來(lái)的高技術(shù)的集成電路研發(fā)有一席之地只有國(guó)家給予一定的積極的產(chǎn)業(yè)政策，使其形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)地位，才能使集成電路業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展的軌道.對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，特別是產(chǎn)業(yè)鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風(fēng)險(xiǎn)投資，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)投資公司作為企業(yè)與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報(bào)退出公司經(jīng)營(yíng)，不失為一種良策。資料顯示美國(guó)半導(dǎo)體業(yè)融資的主要渠道就是靠風(fēng)險(xiǎn)基金。臺(tái)灣地區(qū)之所以成為全球第四大半導(dǎo)體基地臺(tái)就與其6年建設(shè)計(jì)劃對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)扶植有密切關(guān)系，最近灣當(dāng)局的“科學(xué)委員會(huì)”就在最近提出了擬扶植集成電路產(chǎn)業(yè)使其達(dá)到世界第二的目標(biāo)。

第三、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以走先官辦和引進(jìn)外資再民營(yíng)化道路，在產(chǎn)業(yè)初期由于資金技術(shù)壁壘大人才也較為匱乏民營(yíng)資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時(shí)期后只有民營(yíng)資本的介入才能使集成電路產(chǎn)業(yè)走向良性化發(fā)展的軌道。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)有利于技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，集成電路業(yè)的技術(shù)快速更新的性質(zhì)使得民營(yíng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)性的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，集成電路每個(gè)子領(lǐng)域技術(shù)的專(zhuān)用化特別高分工特別細(xì)，每個(gè)子領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產(chǎn)業(yè)各個(gè)子模塊經(jīng)營(yíng)將朝著分散化畢業(yè)論文提綱，專(zhuān)業(yè)化的方向發(fā)展，每個(gè)企業(yè)專(zhuān)注于各自領(lǐng)域，在以形成的設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、新材料、設(shè)備制、造自動(dòng)化平臺(tái)設(shè)計(jì)、IP設(shè)計(jì)等幾大領(lǐng)域內(nèi)分化出有各自擅長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域深入發(fā)展并相互補(bǔ)充，這正好適應(yīng)民營(yíng)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)營(yíng)使其能更加專(zhuān)注，以有限的資本規(guī)模經(jīng)營(yíng)能力能夠達(dá)到自主研發(fā)高投入，適應(yīng)市場(chǎng)高度分工的要求，所以民間資本的投入會(huì)使市場(chǎng)更加有效率。

第四、技術(shù)引進(jìn)吸收再創(chuàng)新將是我國(guó)集成電路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的可以采用的重要方式。美國(guó)國(guó)家工程院院士馬佐平曾今說(shuō)過(guò)：中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著良好的基礎(chǔ)，如果要趕超世界先進(jìn)水平，必須要找準(zhǔn)方向、加強(qiáng)合作。只有站在別人的基礎(chǔ)上，吸取國(guó)外研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并充分合作才是我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展快速發(fā)展有限途徑，我國(guó)資金有限，技術(shù)底子薄，要想快速發(fā)展只有借鑒別人的技術(shù)在此基礎(chǔ)上朝正確方向發(fā)展，而不是從頭再來(lái)另立門(mén)戶(hù)。國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分工與國(guó)家集成電路工業(yè)發(fā)展階段有很大關(guān)系，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和不斷向我國(guó)轉(zhuǎn)移使得我國(guó)可以走先生產(chǎn)，在有一定的技術(shù)和資金積累后再研發(fā)的途徑。技術(shù)引進(jìn)再創(chuàng)新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國(guó)集成電路企業(yè)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)不景氣正好加速了人才向我國(guó)企業(yè)的流動(dòng)，對(duì)我國(guó)是十分有利的。

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篇4

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì);集成系統(tǒng);本科專(zhuān)業(yè);創(chuàng)新型人才;課程體系

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）35-0049-03

一、引言

集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源泉和動(dòng)力。國(guó)務(wù)院于2000年6月25日頒發(fā)了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（18號(hào)）》，大力支持和鼓勵(lì)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國(guó)家政策的扶持下，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨著國(guó)內(nèi)集成電路的發(fā)展，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加。教育部于2003年開(kāi)始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”目錄外本科專(zhuān)業(yè)，2012年普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄中調(diào)整為特設(shè)專(zhuān)業(yè)，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用人才的迫切需求，截止2014年，全國(guó)已有28所高校設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專(zhuān)業(yè)。國(guó)務(wù)院于2011年1月28日頒發(fā)了《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（新18號(hào)）》，要求高校要進(jìn)一步深化改革，加強(qiáng)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)建設(shè)，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及時(shí)調(diào)整課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方式，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)師資隊(duì)伍、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，努力培養(yǎng)國(guó)際化、復(fù)合型、實(shí)用型人才。

“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”專(zhuān)業(yè)涉及的新概念、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，是一個(gè)工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的本科專(zhuān)業(yè)。集成電路領(lǐng)域技術(shù)和管理人才嚴(yán)重不足、人才質(zhì)量普遍不高已成為制約我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的瓶頸。國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出加強(qiáng)人才培養(yǎng)，著力發(fā)展芯片設(shè)計(jì)業(yè)，2014年6月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》進(jìn)一步指出，要著力發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)業(yè)，加大人才培養(yǎng)力度。因此，研究適合本專(zhuān)業(yè)的理論與實(shí)踐并重融合的課程體系，培養(yǎng)創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。

二、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)

集成電路是推動(dòng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)，由于集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展迅速且新知識(shí)、新技術(shù)層出不窮，多學(xué)科交叉融合，畢業(yè)生就業(yè)具有國(guó)際性，要求教學(xué)體系和實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)必須跟上最新的產(chǎn)業(yè)需求，才能培養(yǎng)出適合社會(huì)和企業(yè)需要的集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)創(chuàng)新型人才。在進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)時(shí)我們需要緊緊抓住以下幾點(diǎn)。

1.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)是新興專(zhuān)業(yè)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成該專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范，目前國(guó)內(nèi)各高校該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃是從國(guó)外或者相關(guān)專(zhuān)業(yè)延伸來(lái)的，系統(tǒng)性、完備性差，還沒(méi)有形成完整的知識(shí)體系。

2.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)涵蓋通信、計(jì)算機(jī)、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，因此要利用綜合性學(xué)科知識(shí)為該類(lèi)人才的素質(zhì)培養(yǎng)服務(wù)，從注重單一知識(shí)和能力的培養(yǎng)，要轉(zhuǎn)變到注重綜合知識(shí)和能力的培養(yǎng)。

3.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)是國(guó)家特設(shè)專(zhuān)業(yè)，根據(jù)高校自身辦學(xué)特色和市場(chǎng)需求設(shè)置的專(zhuān)業(yè)，需要針對(duì)企業(yè)對(duì)該類(lèi)人才的需求，將企業(yè)需求融入課程體系，與企業(yè)聯(lián)合制定培養(yǎng)方案，建立核心課程體系，實(shí)時(shí)調(diào)整專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容。

4.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)具有較強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性，不僅要具有較強(qiáng)理論知識(shí)基礎(chǔ)，而且要具有較好的工程實(shí)踐能力以及一定的創(chuàng)新能力，需要建立一種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，保障四年工程實(shí)踐訓(xùn)練不斷線(xiàn)，逐步提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

三、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建

根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)，按照通信、計(jì)算機(jī)和集成電路融合發(fā)展的科學(xué)規(guī)律，結(jié)合我校學(xué)科專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)特色，確立了本專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系。

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)

2006年全國(guó)科技大會(huì)上提出，到2020年，我國(guó)將建成創(chuàng)新型國(guó)家，使科技發(fā)展成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的有力支撐。具有較強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力是創(chuàng)新型國(guó)家的主要特征之一，只有培養(yǎng)具創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才，才能提升自主創(chuàng)新能力。集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國(guó)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)，是最能體現(xiàn)科技進(jìn)步對(duì)創(chuàng)新型國(guó)家貢獻(xiàn)率的行業(yè)。

因此，本專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和信息領(lǐng)域發(fā)展需要，掌握寬廣的人文知識(shí)、堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)知識(shí)以及扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具備工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，具有自主學(xué)習(xí)集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域前沿理論和技術(shù)的能力，能在集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，為全面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家提供強(qiáng)有力的支撐。

（二）人才培養(yǎng)規(guī)格

集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)涵蓋通信、計(jì)算機(jī)、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應(yīng)用）的直接IC（實(shí)現(xiàn)）化的ASIC、FPGA電路或者可重構(gòu)電路;②就是算法（應(yīng)用）的指令集合（體系結(jié)構(gòu)）化的目標(biāo)程序;③就是指令集合（體系結(jié)構(gòu)）的IC（實(shí)現(xiàn)）化的處理器;④就是集成電路技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的先進(jìn)處理器。

根據(jù)多學(xué)科融合發(fā)展和人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，確定了本專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的人才培養(yǎng)規(guī)格如下。

1.知識(shí)結(jié)構(gòu)要求。（1）具有堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)、電路與系統(tǒng)的學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)、必要的人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)和良好的外語(yǔ)基礎(chǔ)。（2）具有通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)。（3）掌握集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統(tǒng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)。

2.能力結(jié)構(gòu)要求。（1）具有使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具進(jìn)行集成電路與集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。（2）具有較強(qiáng)的科學(xué)研究、工程實(shí)踐及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（3）具有了解本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的理論前沿、發(fā)展動(dòng)態(tài)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。（4）具有自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、協(xié)同工作與組織能力。

3.素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求。（1）具有良好的思想道德修養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、身心素質(zhì)。（2）具有奉獻(xiàn)精神、人際交往意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。（3）具有一定的文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)、科學(xué)的工程實(shí)踐方法。（4）具有一定的國(guó)際化視野、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)。

（三）課程體系

集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)涵蓋“系統(tǒng)設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)”四個(gè)設(shè)計(jì)層次，課程體系應(yīng)覆蓋四個(gè)設(shè)計(jì)層次需要的所有知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)之間要具有連貫性、系統(tǒng)性和完備性。集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性，通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)多學(xué)科的交叉新興專(zhuān)業(yè)，課程體系中應(yīng)該包含通信、計(jì)算機(jī)和集成電路的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)之間要具有交叉融合性。集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)高速發(fā)展的學(xué)科領(lǐng)域，知識(shí)和技術(shù)更新速度非常快，課程體系應(yīng)該體現(xiàn)先進(jìn)性，使得學(xué)生能夠接近先進(jìn)的技術(shù)前沿，同時(shí)課程體系中也應(yīng)該包含一些面向企業(yè)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐的實(shí)用性課程，進(jìn)一步提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和工程創(chuàng)新能力。

因此，根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格和特點(diǎn)以及課程體系的連貫性、系統(tǒng)性、完備性、融合性、先進(jìn)性和實(shí)用性，結(jié)合我校自身優(yōu)勢(shì)特色，構(gòu)建了如下頁(yè)圖2所示的知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的理論與實(shí)踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)為支撐，核心課程為基礎(chǔ)，一組集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和核心課程培養(yǎng)一種能力。同時(shí)，設(shè)置綜合素質(zhì)教育模塊和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)模塊，提升學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

課程體系主要突出計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)行分學(xué)年重點(diǎn)培養(yǎng)。第一學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，第二學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的電子技術(shù)應(yīng)用能力，第三學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和集成電路設(shè)計(jì)能力，第四學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，通過(guò)設(shè)置“數(shù)字集成電路”、“混合信號(hào)集成電路”、“嵌入式系統(tǒng)”三個(gè)方向課程模塊，實(shí)現(xiàn)人才的個(gè)性化培養(yǎng)。

通過(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和核心課程設(shè)置，將集成電路設(shè)計(jì)與通信/計(jì)算機(jī)相結(jié)合，體現(xiàn)課程體系的交叉融合性。將集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次中的“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”貫穿于工程創(chuàng)新能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，“邏輯設(shè)計(jì)”體現(xiàn)在電子技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)中，通過(guò)“電路設(shè)計(jì)”與“版圖設(shè)計(jì)”實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了課程體系的系統(tǒng)性和完備性，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的組織實(shí)現(xiàn)知識(shí)的連貫性。

課程體系設(shè)置了一系列集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)（集成電路EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)、微處理器設(shè)計(jì)實(shí)踐）以及課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)內(nèi)容的組織上將軟件無(wú)線(xiàn)電（SDR）系統(tǒng)（包括算法、體系結(jié)構(gòu)、集成電路）設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的科研成果融入教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)四年工程實(shí)踐訓(xùn)練不斷線(xiàn)，體現(xiàn)課程體系的工程性和實(shí)踐性。同時(shí)通過(guò)下一代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的核心器件――SDR系統(tǒng)處理芯片設(shè)計(jì)為牽引，設(shè)置通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐相關(guān)課程，采用世界主流EDA廠家先進(jìn)EDA工具完成集成電路EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)以及集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)課程體系的先進(jìn)性和實(shí)用性。

（四）教學(xué)內(nèi)容組織思路

以“高級(jí)語(yǔ)言程序匯編語(yǔ)言程序機(jī)器指令序列計(jì)算機(jī)組成（CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出、數(shù)據(jù)通路與控制單元）計(jì)算機(jī)部件設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)部件（FPGA和專(zhuān)用集成電路）實(shí)現(xiàn)整機(jī)（FPGA或?qū)Ｓ眉呻娐罚?shí)現(xiàn)面向通信、信號(hào)處理領(lǐng)域系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字集成電路、模擬集成電路）設(shè)計(jì)與應(yīng)用”為主線(xiàn)組織教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)知識(shí)的連貫性，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力。通過(guò)通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐（包括數(shù)字集成電路工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐、嵌入式SoC工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐、模擬集成電路工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐等），將軟件無(wú)線(xiàn)電（SDR）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的科研項(xiàng)目成果融入課堂教學(xué)，貫徹我?！敖萄薪y(tǒng)一”辦學(xué)理念，突顯我校信息通信行業(yè)優(yōu)勢(shì)特色，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

課程體系設(shè)置是專(zhuān)業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵核心問(wèn)題，對(duì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)多學(xué)科交叉融合、工程實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，結(jié)合我校本專(zhuān)業(yè)在通信專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)、專(zhuān)用處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)特色，形成了通信、計(jì)算機(jī)與集成電路設(shè)計(jì)相結(jié)合、理論教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合的課程體系。以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以集成電路設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)融合為主線(xiàn)組織教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的集成電路設(shè)計(jì)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子技術(shù)應(yīng)用、微系統(tǒng)設(shè)計(jì)）能力，通過(guò)面向通信領(lǐng)域的集成電路與嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。

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篇5

【關(guān)鍵詞】新專(zhuān)業(yè) 市場(chǎng) 可行性 分析 需求

【中圖分類(lèi)號(hào)】U472 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）04-0117-01

一、開(kāi)設(shè)新專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)思想

在職業(yè)院校開(kāi)設(shè)新的專(zhuān)業(yè)，應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以社會(huì)需求為準(zhǔn)則，充分發(fā)揮地方資源優(yōu)勢(shì)和人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)。積極地探尋市場(chǎng)、發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)，把供需鏈條緊緊連在一起。在北京市同層次院校的專(zhuān)業(yè)中，做到人無(wú)我有，人有我強(qiáng)，人強(qiáng)我特，形成品牌，形成特色。專(zhuān)業(yè)設(shè)置逐步從“條件驅(qū)動(dòng)”型向“發(fā)展需求驅(qū)動(dòng)”型轉(zhuǎn)變，即根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求確定專(zhuān)業(yè)設(shè)置。從強(qiáng)調(diào)我能做什么，能培養(yǎng)什么樣的人才，轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)需要我做什么，需要培養(yǎng)什么樣的人才。本著以上指導(dǎo)思想，現(xiàn)提出開(kāi)設(shè)微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)的一些方案設(shè)想。

二、市場(chǎng)需求分析

微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)，其就業(yè)導(dǎo)向涵蓋了集成電路和半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)。根據(jù)首都“十一五”電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，集成電路、TFT?鄄LCD、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)、數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體照明材料產(chǎn)業(yè)和智能交通及汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)等7個(gè)產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)下一步發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。其中集成電路排在了第一位，半導(dǎo)體照明材料排在了第六位。早在2000年，北京市委、市政府就首次向全球宣布：北京將建設(shè)中國(guó)北方微電子產(chǎn)業(yè)基地。從那時(shí)到現(xiàn)在，北京集成電路產(chǎn)業(yè)走過(guò)了蓬勃興起的10年，初步建立起了集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試以及裝備材料互動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展的良好格局，確立了北京在全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)中的重要地位。

以2010年為例，該年北京集成電路產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入245億元，比2009年增長(zhǎng)了31%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模是2000年的20倍左右，占全國(guó)的17%。在北京市，電子信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品銷(xiāo)售收入排名位居全市工業(yè)第一，占全市工業(yè)23%，而集成電路產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的銷(xiāo)售就占了近四分之一。

目前，北京有各類(lèi)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)約80多家，年總銷(xiāo)售收入約90億元，占全國(guó)的1/4。集成電路制造企業(yè)3-4（大型）家，實(shí)現(xiàn)總銷(xiāo)售收入約60億元，約占全國(guó)14%。集成電路封裝測(cè)試企業(yè)2-3家（大型），實(shí)現(xiàn)總銷(xiāo)售收入約90億元，約占全國(guó)15%。集成電路裝備制造企業(yè)3-4家（大型），實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售20多億元，多項(xiàng)裝備在全國(guó)處于領(lǐng)先地位。另外，還建有生產(chǎn)集成電路關(guān)鍵原料的硅材料科研、生產(chǎn)基地。

當(dāng)前，北京集成電路產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)跨越式發(fā)展的新機(jī)遇。國(guó)務(wù)院2011年4號(hào)文為集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)越的外部環(huán)境。相信要不了多久北京就會(huì)建成具有全球影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)基地。

政府的大力支持，堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，廣闊的發(fā)展前景，優(yōu)惠的國(guó)家政策，可以說(shuō)集成電路產(chǎn)業(yè)在北京具有得天獨(dú)厚的條件。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然伴隨著人才的巨大需求，雖然集成電路產(chǎn)業(yè)是知識(shí)和資金密集型產(chǎn)業(yè)，但它同樣需要大量應(yīng)用型技術(shù)人才。比如集成電路設(shè)計(jì)，需要大量的程序錄入和輔助支持技術(shù)人員；集成電路制造，需要大量的高科技設(shè)備儀器操作員、工藝技術(shù)員、質(zhì)量檢驗(yàn)員和設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員；集成電路封裝測(cè)試，同樣需要大量的高科技設(shè)備儀器操作員、工藝技術(shù)員、質(zhì)量檢驗(yàn)員和設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員。另外，半導(dǎo)體硅材料及單晶硅片的生產(chǎn)等，都需要大量的應(yīng)用型技術(shù)人才。

三、可行性分析

在我院設(shè)置微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)具有非常好的條件并且可行，其理由主要有以下幾個(gè)方面：

1.我院在中專(zhuān)學(xué)校升高職院校之前，南校區(qū)就有這個(gè)專(zhuān)業(yè)。因此，在師資力量、教學(xué)資源、實(shí)訓(xùn)資源、招生分配等方面都有一定的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)可以說(shuō)是駕輕就熟。

2.該專(zhuān)業(yè)的設(shè)置符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，契合北京“十一五”電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，因此，獲得上級(jí)單位批準(zhǔn)的幾率大。

3.在北京“十一五”電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，7個(gè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，集成電路產(chǎn)業(yè)排第一，半導(dǎo)體照明材料產(chǎn)業(yè)排第六，因此，設(shè)置該專(zhuān)業(yè)可獲得國(guó)家和北京市資金的大力支持。

4.分配就業(yè)前景良好，正如市場(chǎng)需求分析中所提到的，集成電路產(chǎn)業(yè)在整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)占到了四分之一左右，而且，今后將跨越式發(fā)展，必然需要大量的應(yīng)用型技術(shù)人才，因此，該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景良好。

四、困難及解決途徑

在我院設(shè)置微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)也會(huì)遇到一些困難，仔細(xì)分析有以下幾個(gè)方面：

1.生源問(wèn)題。微電子技術(shù)與器件這一名稱(chēng)，屬于比較新的科技名詞，一般人在日常生活中很少接觸，理解起來(lái)有一定困難，不知道這一專(zhuān)業(yè)到底學(xué)什么，畢業(yè)后干什么。因此，會(huì)出現(xiàn)專(zhuān)業(yè)招生困難，或招不到相對(duì)高素質(zhì)的學(xué)生。

解決辦法：一是改專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)，起一個(gè)即通俗易懂，又能代表專(zhuān)業(yè)含義的名稱(chēng)，這有一定困難。二是加強(qiáng)宣傳，在招生時(shí)，宣傳材料、現(xiàn)場(chǎng)解說(shuō)、視頻資料等全方位進(jìn)行，使考生了解北京市的產(chǎn)業(yè)政策和就業(yè)前景，提高對(duì)該專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度。

2.實(shí)訓(xùn)問(wèn)題。微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)比較困難，我們知道現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)模擬真實(shí)場(chǎng)景，而集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的工序非常多，每一道工序的設(shè)備儀器都非常昂貴，動(dòng)則幾百萬(wàn)，建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，場(chǎng)地和資金都是問(wèn)題。

解決辦法：一是計(jì)算機(jī)模擬，現(xiàn)在多媒體教學(xué)設(shè)備完善，各種模擬軟件很多，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)和教師制作等方式來(lái)模擬實(shí)際工藝，替代昂貴的真實(shí)設(shè)備儀表。二是下廠實(shí)訓(xùn)，校企合作辦學(xué)是學(xué)院發(fā)展的方向，我院有良好的基礎(chǔ)和得天獨(dú)厚的條件，北京分布著眾多的集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試企業(yè)可供我們選擇實(shí)習(xí)參觀，而且，我院已經(jīng)和許多這方面的企業(yè)簽有校外實(shí)訓(xùn)基地協(xié)議，如中國(guó)電子集團(tuán)微電子所，北京飛宇微電子科技有限公司，中國(guó)科學(xué)院微電子所，燕東微電子有限公司等。我院應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢(shì)，解決微電子技術(shù)與器件專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn):

[1]尹建華，李志偉 半導(dǎo)體硅材料基礎(chǔ)，北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2012

篇6

[關(guān)鍵詞] 成都 集成電路 產(chǎn)業(yè)鏈 產(chǎn)業(yè)集群

一、集成電路產(chǎn)業(yè)概況

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈由IC設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試三個(gè)主要環(huán)節(jié)構(gòu)成。產(chǎn)品覆蓋數(shù)字電路、模擬電路、微波IC等四大類(lèi),應(yīng)用于計(jì)算機(jī)消費(fèi)類(lèi)電子網(wǎng)絡(luò)通信類(lèi)等領(lǐng)域。為適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求，IC產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從垂直整合到網(wǎng)絡(luò)化的四次結(jié)構(gòu)變革，如今產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已高度專(zhuān)業(yè)化，設(shè)計(jì)業(yè)作為產(chǎn)業(yè)龍頭強(qiáng)力支撐起整個(gè)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)，IP供應(yīng)商和設(shè)計(jì)代工企業(yè)出現(xiàn)并迅速成長(zhǎng)。

根據(jù)北大微電子發(fā)展戰(zhàn)略研究室的研究，作為IT產(chǎn)業(yè)基石的IC產(chǎn)業(yè)甚至可比IT產(chǎn)業(yè)更有力的擾動(dòng)GDP的總量變異，在對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的依賴(lài)性問(wèn)題上顯示出更大的獨(dú)立性。IC產(chǎn)業(yè)必將很快成為一國(guó)甚至全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>

二、成都集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況與前景

1.成都集成電路發(fā)展現(xiàn)狀

近年成都集成電路產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)日益凸現(xiàn)。IC設(shè)計(jì)企業(yè)已達(dá)50多家，包括華微、科勝訊、虹微等國(guó)內(nèi)著名本土企業(yè)。英特爾、友尼森等項(xiàng)目的引進(jìn)，使成都成為西部最大的芯片封裝測(cè)試基地；中芯國(guó)際8英寸芯片量產(chǎn)成功，使中國(guó)西南地區(qū)擁有世界領(lǐng)先水平的產(chǎn)品設(shè)備和工藝流程。另外，BOC、聯(lián)華等一批配套企業(yè)也相繼進(jìn)駐成都。

當(dāng)前，一個(gè)由IC設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試及配套項(xiàng)目組成的完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，在成都已經(jīng)初步形成，中國(guó)集成電路“第三級(jí)”雛形初現(xiàn)。

2.對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用

根據(jù)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)理論，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)可以形成持續(xù)高速增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率，具有較強(qiáng)的擴(kuò)散效應(yīng)，對(duì)其他產(chǎn)業(yè)乃至所有產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)有決定性的影響。

集成電路產(chǎn)業(yè)正在成為成都新興的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，其產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用在1∶8左右。成都IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地產(chǎn)生的聚集效應(yīng)，有效的促進(jìn)了企業(yè)間的交流與合作，擴(kuò)大了地區(qū)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的影響，使成都得到更多外來(lái)資金與人才支持；更重要的是IC產(chǎn)業(yè)對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)輻射作用顯著，僅剛量產(chǎn)的成芯8英寸晶圓項(xiàng)目2.75億元的投資就可初步帶動(dòng)百億元人民幣的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

3.在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位

從國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看，截止2006年8月，以上海為中心的長(zhǎng)三角區(qū)域集中了全國(guó)50%的設(shè)計(jì)、55%的制造、75%的封裝測(cè)試業(yè)務(wù)，是國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)的“硅三角”；環(huán)渤海區(qū)域以設(shè)計(jì)業(yè)為主，珠三角區(qū)域則以設(shè)計(jì)和封裝測(cè)試業(yè)為主。

相比，作為中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)“展翅飛翔的大鳥(niǎo)尾翼”，成都的狀況不容樂(lè)觀：一方面，決定地區(qū)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，附加值最高的本土IC設(shè)計(jì)能力發(fā)展不足。真正體現(xiàn)核心技術(shù)的IP資源嚴(yán)重不足，芯片設(shè)計(jì)需要向外國(guó)公司交納高額產(chǎn)權(quán)授權(quán)費(fèi)，而國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)商的自主技術(shù)由于缺乏從IP開(kāi)發(fā)到芯片設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)沒(méi)有良好支撐而難以跨越商業(yè)化的鴻溝；另一方面，產(chǎn)業(yè)內(nèi)大多企業(yè)投資基本限于產(chǎn)業(yè)鏈下游低利潤(rùn)的封裝測(cè)試業(yè)務(wù)。

可見(jiàn)，成都僅處于全球分工體系中產(chǎn)業(yè)鏈的下端。本土企業(yè)大多淪為外國(guó)品牌的OEM廠商，區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出“大進(jìn)大出，繁榮不富?！钡木置?。

三、成都集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素分析

1.成都發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的有利條件

(1)初步形成的、完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，較完善的產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)平臺(tái)。

(2)區(qū)域市場(chǎng)需求總量大且增長(zhǎng)迅速。

(3)較高的市場(chǎng)接觸度。

(4)豐富的勞動(dòng)力與自然資源。

(5)有效的技術(shù)交流與創(chuàng)新環(huán)境。成都電子科技大學(xué)、四川大學(xué)、西南交通大學(xué)不僅每年為IC設(shè)計(jì)業(yè)培養(yǎng)大批高素質(zhì)人才，還為本地IC設(shè)計(jì)公司提供大量技術(shù)合作機(jī)會(huì)。另外，一些臺(tái)資、外資系統(tǒng)公司如諾基亞、華為、中興通訊、微軟和盛大等也開(kāi)始進(jìn)駐成都，設(shè)立研發(fā)公司，共同形成了成都IC產(chǎn)業(yè)及周邊產(chǎn)業(yè)的完整生態(tài)系統(tǒng)。

(6)良好的政策環(huán)境。成都市政府頒布了一系列以國(guó)家政策為基礎(chǔ)的鼓勵(lì)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文件，通過(guò)相關(guān)政策引導(dǎo)和支持，以國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移為契機(jī)，促進(jìn)地區(qū)集成電路各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(7)良好的金融環(huán)境。作為西南經(jīng)貿(mào)中心與金融中心，成都市外資金融機(jī)構(gòu)設(shè)立的代表處及分行居中國(guó)西部各城市首位，證券業(yè)務(wù)成交量列全國(guó)第三，民間資本流動(dòng)活躍。

2.成都發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的制約因素

(1)地區(qū)高級(jí)人才供應(yīng)不足。

(2)產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)計(jì)與制造業(yè)環(huán)節(jié)薄弱。

(3)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡。

(4)投融資體制國(guó)際化程度不高。

(5)國(guó)內(nèi)各區(qū)域發(fā)展缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制。

四、打造成都集成電路產(chǎn)業(yè)第三級(jí)的對(duì)策建議

1.選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)展模式

北大微電子發(fā)展戰(zhàn)略研究室的數(shù)據(jù)表明目前中國(guó)的IC產(chǎn)業(yè)與GDP增長(zhǎng)之間還沒(méi)有顯示出協(xié)整關(guān)系，即政府宏觀經(jīng)濟(jì)政策不必然影響IC產(chǎn)業(yè)。因此當(dāng)前中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)更需要強(qiáng)有力以至足以抵消眾多小沖擊的產(chǎn)業(yè)政策而不是整個(gè)經(jīng)濟(jì)層面的宏觀經(jīng)濟(jì)政策，給本土企業(yè)更多發(fā)展空間。

縱觀世界科技后進(jìn)國(guó)家IC產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展道路，政府的引導(dǎo)和調(diào)節(jié)作用不可忽視。其中，日本和中國(guó)臺(tái)灣體現(xiàn)了較為典型的政府主導(dǎo)作用模式。

日本政府采取扶持、引導(dǎo)與協(xié)調(diào)的方式促進(jìn)本國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以上世紀(jì)70年代中后期的VLSI項(xiàng)目為例，日本政府提供了總投資中約40%的資金，成功地使日本取代美國(guó)坐上全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的首席。

中國(guó)臺(tái)灣政府統(tǒng)籌規(guī)劃，早在上世紀(jì)70年代中國(guó)臺(tái)灣當(dāng)局就詳細(xì)的制訂了產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，政府從培養(yǎng)人才籌建工業(yè)園區(qū)開(kāi)始，使臺(tái)灣集成電路產(chǎn)業(yè)順利地進(jìn)入如今的Dram制造階段，成為世界集成電路產(chǎn)業(yè)的重要一極。

因此，不妨以日本和中國(guó)臺(tái)灣的發(fā)展模式為藍(lán)本，結(jié)合成都的具體特點(diǎn)，積極促進(jìn)企業(yè)間的交流合作并提供相應(yīng)的資金支持，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

2.自我定位，明確發(fā)展重點(diǎn)

按照區(qū)域個(gè)性化和產(chǎn)業(yè)差異化發(fā)展理論，一個(gè)城市只有在產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位上擁有特色，才能真正擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力與持續(xù)發(fā)展能力。

IC設(shè)計(jì)業(yè)幾乎是純粹的智力密集型產(chǎn)業(yè)，需要相當(dāng)高的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)能力，中游芯片制造業(yè)屬資金密集型，而下游封裝測(cè)試更看重資源與市場(chǎng)需求狀況，產(chǎn)品以空運(yùn)為主，運(yùn)輸成本占生產(chǎn)總成本的比重很小。

雖然本著揚(yáng)長(zhǎng)避短的原則，成都市IC產(chǎn)業(yè)取得了今天的成就,但集成電路是現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)，是改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，故不斷尋找核心競(jìng)爭(zhēng)力才是出路。政府應(yīng)根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)與潛力，發(fā)揮本地優(yōu)勢(shì)，尋找合適的IC設(shè)計(jì)與制造方向，抓住機(jī)遇，掌握未來(lái)信息技術(shù)核心的主動(dòng)權(quán)。

3.營(yíng)造隨“機(jī)”應(yīng)變的政策環(huán)境

外商投資的市場(chǎng)與技術(shù)壟斷性，與我國(guó)內(nèi)資本土企業(yè)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力具有本質(zhì)上的矛盾。各國(guó)的引資實(shí)踐也證明了市場(chǎng)換不來(lái)技術(shù)，研發(fā)自主技術(shù)才是關(guān)鍵。因此，政府需要鼓勵(lì)本土企業(yè)產(chǎn)品的自主創(chuàng)新，兼顧和提倡原創(chuàng)性的技術(shù)發(fā)明，并通過(guò)制定相關(guān)法律法規(guī)政策為技術(shù)的有效交流和良性競(jìng)爭(zhēng)搭建平臺(tái)。

同時(shí)，技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境建設(shè)也需要?jiǎng)?chuàng)新，更需要扶持政策的持續(xù)執(zhí)行。用政策創(chuàng)新保證產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)政策也要隨“機(jī)”應(yīng)變。

4.優(yōu)化投資環(huán)境

芯片行業(yè)有一兩至三年的行業(yè)周期，目前國(guó)際上正處于第七個(gè)周期的波谷階段，這個(gè)時(shí)期的基礎(chǔ)建設(shè)建成后剛好可以避過(guò)波谷，迎合產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇開(kāi)始發(fā)揮作用。英特爾選擇該階段在成都的投資不無(wú)這方面的考慮。

成都較緊張的能源供應(yīng)、與東部相比較懸殊的物流成本與效率、不夠完善的生活配套設(shè)施，極大地減少了投資環(huán)境的吸引力。因此政府保障能源供應(yīng)，抓好物流基建，完善基礎(chǔ)與配套設(shè)施。

另外，針對(duì)成都IC人才的支撐不足問(wèn)題，只有通過(guò)高校與職業(yè)教育共同努力，并實(shí)施直接滿(mǎn)足企業(yè)需求的校企聯(lián)合項(xiàng)目，才能提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈所需人才的技術(shù)水平。

5.轉(zhuǎn)變外資管理體制，重塑比較成本優(yōu)勢(shì)

長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)選擇的縱向外資的確在很大程度上推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的飛速增長(zhǎng)，縱向投資對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)效應(yīng)已日益減緩。故國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)者認(rèn)為應(yīng)該考慮將外資引進(jìn)重點(diǎn)放在橫向外資上。

從成都經(jīng)濟(jì)今年的發(fā)展勢(shì)頭來(lái)看，成都將很快失去自然資源和勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)。所以政府不妨繼續(xù)采用借外部力量、嵌入外部?jī)r(jià)值鏈的方式利用成都的區(qū)位人才優(yōu)勢(shì)和較高的市場(chǎng)接觸度、輻射度，在不斷發(fā)展過(guò)程中重塑自身比較優(yōu)勢(shì)，以吸引更多的橫向外資，真正享受外資企業(yè)帶來(lái)的核心技術(shù)外溢效應(yīng)。

6.構(gòu)建集成電路產(chǎn)業(yè)的東西部協(xié)調(diào)機(jī)制

國(guó)內(nèi)各地“小而全”的集成電路發(fā)展?fàn)顩r最終將導(dǎo)致同質(zhì)化的惡性競(jìng)爭(zhēng)。所以東西部各地需建立一種“市場(chǎng)調(diào)節(jié)”和“政府調(diào)節(jié)”相結(jié)合的協(xié)調(diào)機(jī)制。一方面發(fā)揮市場(chǎng)配置作用推動(dòng)相關(guān)生產(chǎn)要素的自由流動(dòng)，在各地自身優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈在國(guó)內(nèi)的平滑轉(zhuǎn)移;另一方面，從市場(chǎng)準(zhǔn)入和政策優(yōu)惠上，給予西部尤其是成都本土企業(yè)更寬松的政策環(huán)境，通過(guò)“看得見(jiàn)的手”人為促進(jìn)成都IC產(chǎn)業(yè)在全國(guó)IC產(chǎn)業(yè)鏈中地位的提升。

參考文獻(xiàn):

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關(guān)鍵詞：同步數(shù)字集成電路 設(shè)計(jì) 時(shí)鐘偏移

中圖分類(lèi)號(hào)：TN431 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)07-0229-01

面對(duì)當(dāng)前21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在同步數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘偏移的影響力也越來(lái)越受到設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。受時(shí)鐘偏移的影響，導(dǎo)致在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用中，時(shí)鐘頻率出現(xiàn)的越來(lái)越高，也由此增加了時(shí)鐘偏移在同步數(shù)字集成電路中的重要性。一般而言，任何一個(gè)系統(tǒng)中若出現(xiàn)過(guò)多的流水線(xiàn)級(jí)數(shù)，則會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘偏移的可能性增加，并由此影響數(shù)字集成電路的同步進(jìn)行。在解決這一問(wèn)題的過(guò)程中，本文從同步數(shù)字集成電路、時(shí)鐘偏移、時(shí)鐘偏移分析等三個(gè)方面出發(fā)，對(duì)這一問(wèn)題的完善做如下簡(jiǎn)要分析：

1、同步數(shù)字集成電路

在當(dāng)前數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，最常用的方法為同步方法，這一方法除了能最大限度的發(fā)揮出集成電路的優(yōu)勢(shì)外，還具備高度的可靠性。但在實(shí)際應(yīng)用中，所謂的同步，具體是指該電路系統(tǒng)在實(shí)際影響中，其所包含的觸發(fā)器都能在一個(gè)公共時(shí)鐘的控制下進(jìn)行運(yùn)行。結(jié)合同步電路的整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部構(gòu)造主要由組合電路、時(shí)序電路及時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)等三個(gè)方面構(gòu)成。這三者之間有著相輔相成、缺一不可的關(guān)系。集成電路在很大程度上與組成電路之間存在著較大的差別，組合電路能夠隨時(shí)輸出穩(wěn)定狀態(tài)，而集成電路則不行。此外，在整個(gè)集成電路中，時(shí)鐘偏移的出現(xiàn)，在擾亂整個(gè)時(shí)序單元的同時(shí)，還會(huì)使整個(gè)集成電路的內(nèi)部處于混亂狀態(tài)，甚至在情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)癱瘓，這些，都需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行考慮，并對(duì)其進(jìn)行完善。換而言之，在整個(gè)同步數(shù)字集成電路的實(shí)際運(yùn)行中，要想從根本上保證電路的運(yùn)行秩序，其核心在于保證各個(gè)時(shí)序單元的時(shí)鐘信號(hào)處于正確狀態(tài)，只有這樣才能得到正確的邏輯值，從而確保整個(gè)電路功能的正確發(fā)揮。

2、時(shí)鐘偏移

在整個(gè)同步數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，若使用邊沿觸發(fā)式觸發(fā)器的同步系統(tǒng)，則必須要求所有的觸發(fā)器都在同一時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘出發(fā)沿進(jìn)行接收，并以此來(lái)確保集成系統(tǒng)的正常運(yùn)行。若單純的從理論角度出發(fā)，電路中的觸發(fā)器所使用的都是同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，但其中一個(gè)觸發(fā)器接收到的時(shí)鐘信號(hào)要比另外一個(gè)的時(shí)間晚很多。換而言之，即同一信號(hào)在發(fā)出后，到達(dá)的時(shí)間不同，這就是所謂的時(shí)鐘偏移。但在實(shí)際應(yīng)用中，若出現(xiàn)最大傳遞延時(shí)的狀況，則能從很大程度上反應(yīng)出信號(hào)出現(xiàn)了變化，且最慢的接收器也會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)響應(yīng)這種變化。而正是這種延時(shí)狀況，在很大程度上確定了電力的最大允許速度，即人們常說(shuō)的最大傳遞延時(shí)。與之不同的是，最小傳遞延時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠在很大程度上表示輸入時(shí)間的變化，一旦輸出時(shí)間出現(xiàn)了變化，則其中傳遞的時(shí)間都會(huì)受到影響。但與最大傳遞延時(shí)相比，這種延時(shí)所造成的影響要小的多，因而在一定程度上更適合應(yīng)用到時(shí)鐘偏移的研究中。

3、時(shí)鐘偏移分析

科研人員在整個(gè)同步數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)研究中，受時(shí)鐘信號(hào)的影響，在考慮整個(gè)電路時(shí)序單元的同時(shí)，還需要電路設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)考慮進(jìn)去。從現(xiàn)有的集成電路設(shè)計(jì)方案能夠得出，在引起時(shí)鐘偏移的眾多原因中，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度及負(fù)載的不均衡是引起時(shí)鐘偏移的主要因素；再加上串?dāng)_（即一根信號(hào)線(xiàn)的能量串入到另一根信號(hào)線(xiàn)中）因素的影響，都會(huì)在很大程度上引起時(shí)鐘偏移的現(xiàn)象。在大型 PCBO或ASICO專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)中,通常難以找到可能引起時(shí)鐘偏移的所有原因。所以,大多數(shù)ASIC制造商都要求設(shè)計(jì)者提供額外的建立和保持時(shí)間容限,但在這些應(yīng)用中，其時(shí)間容限往往存在與系統(tǒng)內(nèi)部的延遲部位，這些部位都會(huì)因時(shí)間延遲而引起相應(yīng)的后果。面對(duì)當(dāng)前集成電路研究步伐的加快，時(shí)鐘偏移的大小與極性都會(huì)對(duì)整個(gè)集成電路的穩(wěn)定性及功能性造成影響，與此同時(shí)，任意兩個(gè)相對(duì)的時(shí)序在運(yùn)行中，其相鄰的寄存器都會(huì)受自身極性的影響，出現(xiàn)顫抖，這些都會(huì)影響時(shí)鐘的正常運(yùn)行，并由此導(dǎo)致時(shí)鐘不確定因素的出現(xiàn)，而這些，都需要科研人員對(duì)整個(gè)時(shí)序進(jìn)行相應(yīng)的分析，確保集成電路的順利運(yùn)行。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前同步數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的研究中，時(shí)鐘偏移作為最常見(jiàn)的問(wèn)題之一，在影響整個(gè)集成電路正常運(yùn)行的同時(shí)，還會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能造成影響。在完善這一問(wèn)題的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員只有在了解時(shí)鐘偏移產(chǎn)生的機(jī)理上，才能采取相應(yīng)的措施來(lái)緩解這一現(xiàn)象。這就需要設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合著我國(guó)集成電路發(fā)展的基礎(chǔ)，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外集成電路的研究技術(shù)，將其運(yùn)用到我國(guó)的實(shí)際發(fā)展中，在推動(dòng)集成電路發(fā)展的同時(shí)，還能為其今后的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]殷瑞祥,郭镕,陳敏.同步數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中的時(shí)鐘樹(shù)分析[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,(06).

篇8

地緣優(yōu)勢(shì)：反應(yīng)速度+服務(wù)支持

本土公司的最大優(yōu)勢(shì)是反應(yīng)快。從新產(chǎn)品的定義、設(shè)計(jì)到制造較為迅速，這對(duì)新興市場(chǎng)的快速進(jìn)入尤其有利。

另外，在服務(wù)支持方面，有些技術(shù)問(wèn)題不是在實(shí)驗(yàn)室里就可以預(yù)測(cè)到的，但通常來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)客戶(hù)很難與海外的芯片設(shè)計(jì)人員直接溝通，來(lái)解決系統(tǒng)層面的問(wèn)題。而本土芯片設(shè)計(jì)人員可以和客戶(hù)密切合作、共同開(kāi)發(fā)、甚至可以深入現(xiàn)場(chǎng)一一鉆入深山老林、爬到電線(xiàn)桿上去觀察和解決客戶(hù)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中發(fā)生的問(wèn)題。

核心技術(shù)有突破

談起單片機(jī)銷(xiāo)售，歸根結(jié)底取決于性?xún)r(jià)比好的產(chǎn)品，例如抗干擾性、低功耗、低成本等指標(biāo)。

力爭(zhēng)在技術(shù)上做出特色的上海海爾集成電路，定位是工業(yè)級(jí)高抗干擾、高可靠的8位通用及專(zhuān)用MCU。

上海海爾集成電路的第一個(gè)客戶(hù)就是海爾集團(tuán)，而海爾集團(tuán)的白色家電對(duì)抗干擾性要求苛刻，尤其在洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等電器內(nèi)部都有大型馬達(dá)／壓縮機(jī)，要求內(nèi)部芯片在干擾很高的條件下仍能正常工作。

抗干擾是個(gè)世界性的難題，這也是很多MCU廠家很難涉足白電的原因。為攻破此難關(guān)，上海海爾集成電路針對(duì)海爾集團(tuán)的產(chǎn)品反復(fù)試驗(yàn)，研發(fā)了多年，因而積累了豐富的設(shè)計(jì)與工藝經(jīng)驗(yàn)。

專(zhuān)用、通用相結(jié)合

縱觀市面上的單片機(jī)公司，通常分為通用和專(zhuān)用兩大陣營(yíng)。一般日系做專(zhuān)用的較多，例如瞄準(zhǔn)家電、電動(dòng)車(chē)、電表等市場(chǎng)做專(zhuān)門(mén)的研發(fā)及推廣；歐美系則通用型產(chǎn)品居多，特點(diǎn)是能夠提供較為方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境，易于客戶(hù)在多種應(yīng)用中使用。

上海海爾集成電路的策略是通用與專(zhuān)用結(jié)合：開(kāi)始以通用型產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)：后續(xù)如果市場(chǎng)有足夠的吸引力，就能快速進(jìn)入專(zhuān)用型產(chǎn)品的定義、研發(fā)和推廣。

專(zhuān)用型的難點(diǎn)在于定位準(zhǔn)確。因?yàn)樽罱K芯片可能要經(jīng)過(guò)一兩年才出來(lái)，到時(shí)預(yù)定的市場(chǎng)是否會(huì)發(fā)生變化?另外，IC廠家還需要跟系統(tǒng)廠商聯(lián)系得非常密切。

依托系統(tǒng)廠商

我國(guó)IC專(zhuān)家的共識(shí)是：中國(guó)本土芯片企業(yè)容易在三個(gè)方面取得突破，1.滿(mǎn)足中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)的興起：2.有大量需求的市場(chǎng)規(guī)模的快速形成：3.配合系統(tǒng)廠商的IC設(shè)計(jì)需求。這第三點(diǎn)，也正是上海海爾集成電路具有的先天優(yōu)勢(shì)之――依托海爾集團(tuán)。

上海海爾集成電路自2000年成立，首要的客戶(hù)就是海爾集團(tuán)。海爾集團(tuán)作為投資方之一，在產(chǎn)品研發(fā)方面給與了大力支持。憑借集團(tuán)的支持和產(chǎn)品應(yīng)用的成功，上海海爾集成電路打開(kāi)了國(guó)內(nèi)白電、小家電、電表、工業(yè)控制、汽車(chē)電子等MCU市場(chǎng)。目前，該公司欲把銷(xiāo)售渠道在國(guó)內(nèi)廣泛鋪開(kāi)。

8位單片機(jī)將與ARM Cortex-MO備領(lǐng)

現(xiàn)在一些MCU供應(yīng)商推出了基于ARM Cortex-M0核的32位芯片，進(jìn)軍傳統(tǒng)8位MCU市場(chǎng)。作為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RISC架構(gòu)廠商，上海海爾集成電路堅(jiān)信8位MCU還是有自己的一片天地的。唐群分析道，之所以很多企業(yè)定位跟ARM綁定，原因是ARM陣營(yíng)可以提供眾多的Library(庫(kù))的支持：另外，很多廠商認(rèn)為8位MCU的利潤(rùn)越來(lái)越薄，因此往ARM轉(zhuǎn)，以此減少研發(fā)費(fèi)用；不過(guò)，通用型Mo Mcu的RoM常規(guī)下要做得較大，而實(shí)際上有些應(yīng)用不見(jiàn)得有這種需要：基于ARM核對(duì)MCU供應(yīng)商來(lái)說(shuō)也需要支付一定的版稅。因此，如同到目前為止，8位Mcu不能完全覆蓋4位單片機(jī)市場(chǎng)一樣，M0也不可能完全覆蓋8位單片機(jī)市場(chǎng)。

十年磨一劍

上海海爾集成電路是本土MCU廠商中，唯一一家做MCU產(chǎn)品及完整支持工具的專(zhuān)業(yè)企業(yè)，從仿真器、編程器、一直到軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、c編譯器等。

篇9

作為活躍在模擬技術(shù)領(lǐng)域的半導(dǎo)體供應(yīng)商，飛思卡爾半導(dǎo)體一直致力于為嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供高度集成的系列功率開(kāi)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)、通信、運(yùn)動(dòng)控制和電源管理應(yīng)用產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不同于具有單一功能的傳統(tǒng)模擬產(chǎn)品，飛思卡爾可在單個(gè)集成電路中提供多種可改善和簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵功能。用戶(hù)則可受益于這些產(chǎn)品的成本效益并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。本文將結(jié)合飛思卡爾在模擬技術(shù)方面的創(chuàng)新，對(duì)未來(lái)的模擬市場(chǎng)的最新發(fā)展。

滿(mǎn)足模擬市場(chǎng)增長(zhǎng)需求

據(jù)Databeans Estimates預(yù)測(cè)，到2010年全球模擬半導(dǎo)體市場(chǎng)將以12%的復(fù)合增長(zhǎng)率成長(zhǎng)，亞太地區(qū)將高達(dá)17%，中國(guó)市場(chǎng)的增長(zhǎng)尤為可觀，將高達(dá)20%。未來(lái)幾年，通信設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品將是驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)成長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?；此外保安、?shù)字廣播、節(jié)能及監(jiān)控、汽車(chē)電子系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備等需求也將相應(yīng)增加。通信設(shè)備、消費(fèi)電子及電腦仍是中國(guó)三大主要市場(chǎng)；而且，中國(guó)已成為全球最大的手機(jī)生產(chǎn)基地之一。2006年3G通信設(shè)備市場(chǎng)將會(huì)繼續(xù)成為國(guó)內(nèi)最大的垂直整合產(chǎn)品市場(chǎng)。中國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的可觀增長(zhǎng)，將需要更多的模擬集成電路來(lái)支持更多創(chuàng)新的功能，從而刺激對(duì)模擬集成電路的需求。這些都為廠商提供了有利的機(jī)遇和條件。

作為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)高度集成的混合信號(hào)模擬集成電路的廠商，飛思卡爾不斷將用戶(hù)所需的關(guān)鍵系統(tǒng)功能融入到令人興奮的解決方案中。飛思卡爾的電動(dòng)(power actuation)解決方案包括：低端開(kāi)關(guān)、高端開(kāi)關(guān)、H橋和可配置開(kāi)關(guān)、H橋步進(jìn)電機(jī)、前置驅(qū)動(dòng)器、電爆驅(qū)動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)電壓調(diào)節(jié)器；電源管理解決方案包括：線(xiàn)性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、熱插拔控制器；網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器包括：連接解決方案（CAN物理接口、LIN/ISO9141/J1850物理接口、分布式系統(tǒng)接口元件）和千兆SerDes收發(fā)器；信號(hào)調(diào)整產(chǎn)品包括：彈性I/O；特殊功能及有線(xiàn)通信產(chǎn)品包括：音頻放大器、電流控制器、ISDN、Ringer、UDLT、話(huà)音與數(shù)據(jù)編碼（MC14LC5480系列數(shù)據(jù)信號(hào)編解碼器、過(guò)濾器）；此外還有嵌入式MCU＋功率器件。

飛思卡爾的模擬產(chǎn)品可以在無(wú)線(xiàn)通信、數(shù)字和硬拷貝影像、汽車(chē)和工業(yè)等許多領(lǐng)域應(yīng)用。公司也在將功率控制和電源管理方面的卓越新產(chǎn)品增加到產(chǎn)品線(xiàn)中。

SMARTMOS工藝實(shí)現(xiàn)先進(jìn)功能

飛思卡爾的集成電路功能強(qiáng)大，可為動(dòng)力、控制和通信應(yīng)用提供許多獨(dú)到的特性。專(zhuān)有的SMARTMOS(注:SMARTMOS為飛思卡爾的產(chǎn)品商標(biāo))混合信號(hào)半導(dǎo)體工藝可實(shí)現(xiàn)高密度邏輯與模擬和電源功能的共存，為設(shè)計(jì)者提供顯著的集成優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括易于使用、突出的集成電路和負(fù)載保護(hù)特性，同時(shí)還可以減少元件數(shù)量和提高可靠性。

飛思卡爾的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品線(xiàn)包括功率開(kāi)關(guān)集成電路、電源管理集成電路、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器、汽車(chē)安全產(chǎn)品和專(zhuān)用功能器件。這些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了單個(gè)芯片和集成級(jí)封裝。每種器件都采用SMARTMOS工藝作為通用構(gòu)建模塊，以增加用戶(hù)所需的功能。這些器件可與飛思卡爾的微處理器、微控制器和DSP一起運(yùn)行。

SMARTMOS是嵌入式世界的最佳工藝。其獨(dú)到之處在于結(jié)合了許多模擬器件所必需的特性，包括：NVM、iLDMOS、大電流金屬、高電壓、噪聲免疫性、適應(yīng)惡劣環(huán)境、感性負(fù)載開(kāi)關(guān)和干擾免疫性、105V的能力，等等。這些強(qiáng)大的功能加上工程設(shè)計(jì)匹配能力，使SMARTMOS產(chǎn)品成為了模擬設(shè)計(jì)的理想選擇。

值得一提的是，雖然今天的高密度CMOS工藝具有很高的處理能力，但是它不能與大多數(shù)現(xiàn)實(shí)世界的系統(tǒng)進(jìn)行直接交互。在嵌入式系統(tǒng)中，現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)仍然需要經(jīng)過(guò)處理器，負(fù)載也需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，處理器還需要有干凈的電源，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，以免受到外部世界惡劣電氣環(huán)境的影響。

SMARTMOS是一種融合型CMOS工藝，它集成了精度模擬、功率器件和邏輯電路。采用SMARTMOS技術(shù)的集成電路可以實(shí)現(xiàn)CMOS工藝所無(wú)法得到的性能。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以將諸如穩(wěn)壓、功率MOSFET、輸入信號(hào)調(diào)節(jié)、瞬態(tài)保護(hù)、系統(tǒng)診斷和控制等功能融入到低成本的單片集成電路中，從而省掉數(shù)十個(gè)元件。

SMARTMOS技術(shù)產(chǎn)的應(yīng)用主要分為四大類(lèi)――電源、通信、保護(hù)和控制。電源產(chǎn)品可以用具有現(xiàn)實(shí)世界能力的模擬/電源接口保護(hù)敏感元件；通信產(chǎn)品是用來(lái)與其主MCU通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的器件；保護(hù)產(chǎn)品可對(duì)其本身及其負(fù)載、匹配的MCU和電氣線(xiàn)路進(jìn)行智能保護(hù)，以免受到環(huán)境壓力、故障或過(guò)載的影響；控制產(chǎn)品具有控制驅(qū)動(dòng)大電流和大功率負(fù)載的能力，例如：螺線(xiàn)管、繼電器、燈、電機(jī)和被動(dòng)負(fù)載。

以形式劃分，SMARTMOS產(chǎn)品有3種主要類(lèi)型――單芯片SMARTMOS集成電路、多芯片單封裝智能大功率開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，以及智能分布式控制產(chǎn)品。這些產(chǎn)品系列之間的通用線(xiàn)程是SMARTMOS硅材料。

SMARTMOS集成電路產(chǎn)品功能豐富，其混合信號(hào)構(gòu)建模塊包括：A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、軌對(duì)軌運(yùn)算放大器、比較器、充電泵和柵極驅(qū)動(dòng)器、穩(wěn)壓器、精度參考、數(shù)字邏輯和非易揮發(fā)存儲(chǔ)器。在負(fù)載驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方面，還有具備感應(yīng)能量箝位、獨(dú)立熱管理(independent thermal management)、短路保護(hù)(short circuit protection)和負(fù)載感測(cè)診斷(diagnostic load sensing)的功率MOSFET產(chǎn)品。

此外，為滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)和通信市場(chǎng)發(fā)展的需求，飛思卡爾還開(kāi)發(fā)了千兆SerDes收發(fā)器產(chǎn)品，為市場(chǎng)提供了從分立SerDes解決方案向集成解決方案轉(zhuǎn)移的路徑。飛思卡爾的SerDes產(chǎn)品是一種高帶寬系統(tǒng)內(nèi)或芯片間、板卡間、背板或電纜通信的全雙工和多通道數(shù)據(jù)接口收發(fā)器，可提供優(yōu)異的信號(hào)完整性和最佳的質(zhì)量特性。SerDes產(chǎn)品采用CMOS工藝，可使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料，以降低成本、功耗和風(fēng)險(xiǎn)。

總之，采用SMARTMOS技術(shù)有助于設(shè)計(jì)者滿(mǎn)足高精度元件在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的要求，提供強(qiáng)大的功率晶體管性能。新一代SMARTMOS 7是專(zhuān)門(mén)為0.35μm CMOS電路開(kāi)發(fā)的，與0.5μm CMOS工藝的SMARTMOS 5相比，可提供接近10倍的數(shù)字密度。目前，采用0.25μm工藝的SMARTMOS 8也即將投入生產(chǎn)。

先進(jìn)設(shè)計(jì)平臺(tái)集數(shù)字模擬大成

DigitalPower是飛思卡爾為復(fù)雜集成混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）解決方案創(chuàng)建的設(shè)計(jì)平臺(tái)。它利用超級(jí)智能功率技術(shù)SMARTMOS可顯著提高數(shù)字密度，幫助系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)者經(jīng)濟(jì)有效地將數(shù)字內(nèi)容――微控制器和DSP核、串行接口、存儲(chǔ)器和邏輯――融入在具有高性能模擬和大功率電路的芯片中。

該平臺(tái)是一種真正的混合模式設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)3-A H橋與32MHz微控制器和處理器共存等大功率模擬功能。這種新的方法所提供的低功耗模擬功能包括：運(yùn)算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、脈沖寬度調(diào)制電路、通用I/O、寬能隙參考、波形發(fā)生器和濾波器。

DigitalPower技術(shù)的最初目標(biāo)是打印機(jī)應(yīng)用。利用DigitalPower能力開(kāi)發(fā)的完整的噴墨打印機(jī)系統(tǒng)級(jí)芯片，集成了8位16.7MHz 68HC05微控制器核、16KB ROM、256字節(jié)RAM、IEEE-1284平行端口接口、DRAM控制器、四通道/8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)時(shí)鐘鎖相環(huán)、16位定時(shí)器、16位COP看門(mén)狗定時(shí)器、邏輯門(mén)和4個(gè)25V H橋，以及5V 100mA線(xiàn)性穩(wěn)壓器、1.8 V～3.2V 25mA線(xiàn)性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)模式穩(wěn)壓控制器，還有電機(jī)控制專(zhuān)用的硬件特性。所有這一切都集成在一個(gè)100引腳的TQFP封裝中。目前，DigitalPower技術(shù)已廣泛用于影像、數(shù)碼相機(jī)、CD/MP3播放器和其他消費(fèi)產(chǎn)品。其較早的產(chǎn)品是定制設(shè)計(jì)，現(xiàn)在已為這些應(yīng)用開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)級(jí)芯片。為了使ASIC設(shè)計(jì)者獲得DigitalPower的好處，飛思卡爾還創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字、模擬和電源功能程序庫(kù)。這個(gè)開(kāi)放的程序庫(kù)有助于用戶(hù)集成自身的專(zhuān)用功能和IP，也可用于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和仿真工具。

推動(dòng)模擬集成電路向高端遷移

近20年，模擬集成電路經(jīng)歷了穩(wěn)健快速的發(fā)展；10年來(lái)，消費(fèi)電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、計(jì)算應(yīng)用市場(chǎng)依然發(fā)展迅猛。與數(shù)字IC相比，模擬集成電路的應(yīng)用依然是高端應(yīng)用，即使數(shù)字集成電路能夠?qū)崿F(xiàn)完成與模擬集成電路相同的任務(wù)，達(dá)到相同的性能，模擬集成電路在通用和大批量市場(chǎng)中依然是高性?xún)r(jià)比的選擇。作為全球重要的制造和采購(gòu)基地，中國(guó)的模擬IC市場(chǎng)依然是全球關(guān)注的焦點(diǎn)，而且在未來(lái)1－2年仍然有著巨大的增長(zhǎng)潛力。

先進(jìn)電子產(chǎn)品需要采用更多的模擬集成電路，以支持更多新的功能。隨著便攜產(chǎn)品的小型化、低功耗要求，3C產(chǎn)品在給模擬器件帶來(lái)巨大市場(chǎng)機(jī)會(huì)的同時(shí)，也對(duì)其提出更苛刻的要求。從整體趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，速度、功耗、準(zhǔn)確度、噪聲及失真率等都是衡量電子產(chǎn)品性能的重要參數(shù)，這幾方面的要求將日趨嚴(yán)格。這些正是廠商開(kāi)發(fā)高性能的模擬芯片及子系統(tǒng)所追求的目標(biāo)。

篇10

為滿(mǎn)足集成電路方面教學(xué)和科研的需要，同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系以985三期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)所購(gòu)置的設(shè)備為主體，充分整合利用本系目前已有的設(shè)備，完成了一個(gè)覆蓋完整的集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建。依托同濟(jì)大學(xué)第8期實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目的支持，電子科學(xué)與技術(shù)系在平臺(tái)的應(yīng)用方面進(jìn)行了有益的探索：針對(duì)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成了集成電路設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)；在集成電路相關(guān)科研項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，為科研工作提供了良好的支撐。

【關(guān)鍵詞】

集成電路；設(shè)計(jì)平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科研

進(jìn)入21世紀(jì)之后，集成電路在我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)及教育領(lǐng)域的重要性日益凸顯。2000年6月，國(guó)務(wù)院了綱領(lǐng)性文件《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國(guó)發(fā)2000〔18號(hào)〕）[1]，明確了集成電路作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的地位。在其后的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃等文件中，均將集成電路列為重要的發(fā)展方向，自此我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期。產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展必然需要科技和教育的配合。基于此原因，國(guó)務(wù)院科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)實(shí)施國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)—集成電路與軟件重大專(zhuān)項(xiàng)，其后教育部、科技部決定在國(guó)內(nèi)有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的高等院校建立國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地，分別于2003年、2004年及2009年分3批批準(zhǔn)和支持20所高校進(jìn)行人才培養(yǎng)基地的建設(shè)工作。筆者所在的同濟(jì)大學(xué)為第2批建設(shè)的6所高校之一。

同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系成立于2002年，歷史較短，在集成電路方面的基礎(chǔ)較為薄弱。但自成立之初便將集成電路設(shè)計(jì)列為最重要的教學(xué)與科研方向之一，參考國(guó)際知名高校以及國(guó)內(nèi)兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)[2-4]，在課程設(shè)置等人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行了積極的探索[5]。但是，集成電路設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，如果缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，僅以理論知識(shí)為主，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生與產(chǎn)業(yè)需求契合度不高。這也是諸多高校在集成電路設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置及實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革和積極探索的原因[6-7]。我系也意識(shí)到亟須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的相關(guān)建設(shè)?；谝陨显?，我們充分利用985三期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的支持，在集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建方面進(jìn)行了積極的嘗試。

1建設(shè)方案與建設(shè)過(guò)程

1.1平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)依托985二期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)為我系的教學(xué)改革提供了非常有力的支持，根據(jù)各個(gè)學(xué)科方向的統(tǒng)籌規(guī)劃，分配約150萬(wàn)元用于集成電路及與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備購(gòu)置。購(gòu)置的設(shè)備見(jiàn)表1、表2。除以上兩部分設(shè)備之外，本系已經(jīng)部分購(gòu)置了與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備，如Dell服務(wù)器、SUN工作站、各類(lèi)測(cè)試與信號(hào)發(fā)生設(shè)備等。因此，我系已經(jīng)初步具備了建設(shè)一個(gè)覆蓋半導(dǎo)體器件制備與分析、集成電路設(shè)計(jì)與測(cè)試、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證完整流程的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)條件。

1.2總體構(gòu)想與平臺(tái)規(guī)劃基于上述基礎(chǔ)硬件設(shè)備，我系在有限的場(chǎng)地資源中安排了專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地作為半導(dǎo)體器件與集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以支持集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)。將擬建設(shè)的半導(dǎo)體與集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室劃分為4個(gè)功能區(qū)：服務(wù)器與中央控制區(qū)、集成電路設(shè)計(jì)區(qū)、集成電路分析與測(cè)試區(qū)、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證區(qū)。總體的規(guī)劃如圖1所示，功能與設(shè)備支撐概述如下。（1）服務(wù)器與中央控制區(qū)。主要空間用于放置3個(gè)機(jī)柜、承載兩個(gè)機(jī)架式服務(wù)器（HP、Dell）、存儲(chǔ)陣列（SAS15000RPM接口、初始配置7.2TB）、一個(gè)臥式服務(wù)器（超微）以及UPS電源、萬(wàn)兆交換機(jī)等供電和網(wǎng)絡(luò)配件。需注意該部分噪聲較大，故應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室其他功能區(qū)隔離。提供VPN、遠(yuǎn)程配置以及各類(lèi)必要的服務(wù)，配置完整的EDA工具系統(tǒng)，覆蓋集成電路設(shè)計(jì)全流程。（2）集成電路設(shè)計(jì)區(qū)。20個(gè)左右的工位，主要為HP工作站。具備兩類(lèi)工作方式：作為終端登錄服務(wù)器系統(tǒng)使用；在服務(wù)器系統(tǒng)不能提供支持時(shí)獨(dú)立使用。除工作站之外，配備2～3個(gè)文件柜、工具柜。（3）集成電路分析與測(cè)試區(qū)。主要功能為集成電路（晶圓、裸片、封裝后芯片）的分析、測(cè)試。分析與測(cè)試系統(tǒng)以?xún)商资謩?dòng)探針測(cè)試臺(tái)（包括基座、卡盤(pán)、ADV顯微鏡）、超長(zhǎng)焦金相顯微鏡（超長(zhǎng)工作距離，2000倍放大）、4套微米級(jí)精確位移系統(tǒng)（包括探針、針臂、針座、線(xiàn)纜與接口）為主，并配備2臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)以及信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、邏輯分析儀1臺(tái)、示波器1臺(tái)，用作信號(hào)發(fā)生與記錄、信號(hào)與圖像采集功能。配備兩個(gè)實(shí)驗(yàn)工具柜。（4）系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證區(qū)。6個(gè)工位，配備2～3臺(tái)計(jì)算機(jī)?？紤]到面積有限，而該區(qū)功能較多，以多功能復(fù)用的方式設(shè)置工位的功能。該區(qū)的功能包括：①板級(jí)電路設(shè)計(jì)與測(cè)試。主要支撐設(shè)備為必要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）。多臺(tái)邏輯分析儀、示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、必要的電子元器件及焊接設(shè)備等。②基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要支撐設(shè)備為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）、4套Virtex-5FPGA系統(tǒng)。③嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要支撐設(shè)備為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、3套VeriSOC-ARM9開(kāi)發(fā)平臺(tái)、多套PSoC開(kāi)發(fā)套件、多套ARM開(kāi)發(fā)套件、微控制器開(kāi)發(fā)套件等。④集成電路系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。與板級(jí)電路與測(cè)試共用各類(lèi)設(shè)備。

1.3軟硬件系統(tǒng)與設(shè)計(jì)流程構(gòu)建基于新購(gòu)買(mǎi)的存儲(chǔ)陣列（NetApp）、服務(wù)器（DL380G7）、交換機(jī)（CISCO），并整合本系統(tǒng)原有的兩臺(tái)服務(wù)器（一臺(tái)Dell機(jī)架式、一臺(tái)超微立式），構(gòu)成一個(gè)EDA開(kāi)發(fā)服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)建方面，我們進(jìn)行了基于傳統(tǒng)的EDA開(kāi)發(fā)環(huán)境架構(gòu)，以及基于虛擬化系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建的兩種嘗試。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上基于存儲(chǔ)陣列，提供足夠安全的冗余備份與保護(hù)。系統(tǒng)具備負(fù)載均衡功能。最終構(gòu)建的系統(tǒng)可直接支持同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)20臺(tái)以上HP工作站的同時(shí)接入，并提供遠(yuǎn)程登錄支持；以及通過(guò)同濟(jì)大學(xué)校園網(wǎng)，提供外網(wǎng)的VPN接入支持。在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們安裝配置了完善的EDA工具鏈，以提供覆蓋全流程的集成電路設(shè)計(jì)支持。

2教學(xué)與科研應(yīng)用

前述所構(gòu)建的集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)僅是基礎(chǔ)的軟硬件系統(tǒng)，如果要在實(shí)際的教學(xué)和科研工作中進(jìn)行使用，尚需進(jìn)行相關(guān)的課程大綱規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)以及實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。通過(guò)同濟(jì)大學(xué)第8期實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目的支持，我們?cè)谶@些方面開(kāi)展了一定的工作，主要包括以下兩個(gè)方面。

2.1教學(xué)應(yīng)用完成了實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容建設(shè)，構(gòu)建形成了一套覆蓋集成電路設(shè)計(jì)全流程的實(shí)驗(yàn)方案，并兼顧半導(dǎo)體器件、集成電路測(cè)試；設(shè)計(jì)的系列實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于新開(kāi)設(shè)的“集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”課程中，以豐富和擴(kuò)展該門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該課程每周4學(xué)時(shí)，已經(jīng)完成2013、2014兩個(gè)學(xué)年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括反相器實(shí)驗(yàn)（電路原理圖輸入、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查及一致性檢查、后仿真）、一位全加器系列試驗(yàn)、基本模擬電路單元設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合定制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（選做）、自動(dòng)綜合與布局布線(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（選做）。構(gòu)建的軟硬件平臺(tái)，除用于集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課之外，亦用于電子系“半導(dǎo)體器件物理”“半導(dǎo)體工藝原理”等多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以及本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中。與現(xiàn)有的本科生各類(lèi)創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合，為該類(lèi)活動(dòng)的人員選拔與培養(yǎng)、培訓(xùn)起到了一定的輔助作用。

2.2科研應(yīng)用集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)除用于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)之外，亦可為相關(guān)的科研工作提供良好的支撐。在該平臺(tái)所定義的開(kāi)發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)流程上，我們完成了兩款65納米工藝超大規(guī)模集成電路芯片的設(shè)計(jì)工作，其中一款已經(jīng)返回，并進(jìn)行了較為完整的測(cè)試，功能及性能均符合預(yù)期，芯片如圖2、圖3所示。這些設(shè)計(jì)很好地確證了該平臺(tái)的完整性和可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

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