集成电路及应用篇1
【关键词】集成电路;发展状况;发展基本要领
引言
随着技术的发展，厚膜混合集成电路使用范围日益扩大，主要应用于航天电子设备、卫星通信设备、电子计算机、通讯系统、汽车工业、音响设备、微波设备以及家用电器等。由此可见，厚膜混合集成电路业已渗透到许多工业部门。
1.厚膜材料
厚膜是指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。制造这种膜层的材料，称为厚膜材料。厚膜材料是一类涂料或浆料，由一种或几种固体微粒（0.2～10微米）均匀悬浮于载体中而形成。为了便于印刷成形，浆料必须具有合适的粘度和触变性（粘度随外力而改变的性质）。固体微粒是厚膜的组成部分，决定膜的性质和用途。载体在烧结过程中分解逸出。载体至少含有三种成分，树脂或聚合物粘合剂、溶剂和表面活化剂。粘合剂给浆料提供基本的流变特性;溶剂稀释树脂，随后挥发掉，以使印刷图样干涸;活化剂使固体微粒被载体浸润并适当分散于载体中。
按厚膜的性质和用途，所用的浆料有五类：导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。导体浆料用来制造厚膜导体，在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线，有时还用来焊接上金属盖，以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异，尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求，所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、铂-银和钯-铜-银。在厚膜导体浆料中，除了粒度合适的金属粉或金属有机化合物外，还有粒度和形状都适宜的玻璃粉或金属氧化物，以及悬浮固体微粒的有机载体。玻璃可把金属粉牢固地粘结在基片上，形成厚膜导体。常用无碱玻璃，如硼硅铅玻璃。厚膜电阻是厚膜集成电路中发展最早、制造水平最高的一种厚膜元件，可以制造各种电阻。对厚膜电阻的主要要求是电阻率大、阻值温度系数小、稳定性好。与导体浆料相同，电阻浆料也有三种成分：导体、玻璃和载体。但是，它的导体通常不是金属元素，而是金属元素的化合物，或者是金属元素与其氧化物的复合物。常用的浆料有铂基、钌基和钯基电阻浆料。厚膜介质用来制造微型厚膜电容器。对它的基本要求是介电常数大、损耗角正切值小、绝缘电阻大、耐压高、稳定可靠。介质浆料是由低熔玻璃和陶瓷粉粒均匀地悬浮于有机载体中而制成的。常用的陶瓷是钡、锶、钙的钛酸盐陶瓷。改变玻璃和陶瓷的相对含量或者陶瓷的成分，可以得到具有各种性能的介质厚膜，以满足制造各种厚膜电容器的需要。厚膜绝缘用作多层布线和交叉线的绝缘层。对它的要求是绝缘电阻高、介电常数小，并且线膨胀系数能与其他膜层相匹配。在绝缘浆料中常用的固体粉粒是无碱玻璃和陶瓷粉粒。
2.厚膜混合集成电路的应用
随着技术的发展，厚膜混合集成电路使用范围日益扩大，主要应用于航天电子设备。卫星通信设备。电子计算机。通讯系统。汽车工业。音响设备。微波设备以及家用电器等。由此可见，厚膜混合集成电路业已渗透到许多工业部门。在欧洲，厚膜混合集成电路在计算机中的应用占主要地位，然后才是远程通信。通讯。军工与航空等部门。而在日本，消费类电子产品大量采用厚膜混合集成电路。美国则主要用于宇航。通讯和计算机，其中以通讯所占的比例最高。
在彩电行业，厚膜电路一般用作功率电路和高压电路，包括开关稳压电源电路。视放电路。帧输出电路。电压设定电路。高压限制电路。伴音电路和梳状滤波器电路等。
在航空和宇航行业，厚膜混合集成电路由于其结构和设计的灵活性。小型化。轻量化。高可靠性。耐冲击和振动。抗辐射等特点，在机载通信。雷达。火力控制系统。导弹制导系统以及卫星和各类宇宙飞行器的通信。电视。雷达。遥感和遥测系统中获得大量应用。
在军工行业，厚膜电路一般用作高稳定度。高精度。小体积的模块电源，传感器电路，前置放大电路，功率放大电路等。
在汽车行业，厚膜电路一般用作发电机电压调节器。电子点火器和燃油喷射系统。
在计算机工业，厚膜电路一般用于集成存储器。数字处理单元。数据转换器。电源电路。打印装置中的热印字头等。
在通讯设备中，厚膜混合集成压控振荡器。模块电源。精密网络。有源滤波器。衰减器。线路均衡器。旁音抑制器。话音放大器。高频和中频放大器。接口阻抗变换器。用户接口电路。中继接口电路。二/四线转换器。自动增益控制器。光信号收发器。激光发生器。微波放大器。微波功率分配器。微波滤波器。宽带微波检波器等。
在仪器仪表及机床数控行业，厚膜混合集成电路一般用于各种传感器接口电路。电荷放大器。小信号放大器。信号发生器。信号变换器。滤波器。iGBt等功率驱动器。功率放大器。电源变换器等。
在其它领域，厚膜多层步线技术已成功用于数码显示管的译码。驱动电路，透明厚膜还用于冷阴极放电型。液晶型数码显示管的电极。
此外，厚膜技术在许多新兴的与电子技术交叉的边缘学科中也具有持续发展的潜力，有关门类有：磁学与超导膜式器件。声表面波器件。膜式敏感器件（热敏。光敏。压敏。气敏。力敏）。膜式太阳能电池。集成光路等。
3.厚膜混合集成电路的发展
目前，厚膜混合集成电路也受到巨大竞争威胁。印刷线路板的不断改进追逐着厚膜混合集成电路的发展。在变化迅速和竞争激烈的情况下，必须进一步探索厚膜混合集成电路存在的问题与对应采取的措施：
开发价廉质优的各种新型基板材料、浆料与包封材料，如SiC基板、瓷釉基板、G-10环氧树脂板等，贱金属系浆料、树脂浆料等，高温稳定性良好的包装材料与玻璃低温包封材料等;采用各种新型片式元器件，如微型封装结构器件（Sot），功率微型模压管，大功率晶体管，各种半导体集成电路芯片，各种片式电阻器、电容器、电感器与各种片式可调器件、R网络、C网络、RC网络、二极管网络、三极管网络等;开发应用多层布线、高密度组装和三维电路，向具有单元系统功能的大规模厚膜混合集成电路发展;充分发挥厚膜混合集成电路的特长，继续向多功能、大功率方向发展，并不断改进材料和工艺，进一步提高产品的稳定性和可靠性，降低生产成本，以增强厚膜混合集成电路的生命力和在电子产品市场的竞争能力;在利用厚膜集成技术的基础上，综合运用表面组装技术、薄膜集成技术、半导体微细加工技术和各种特殊加工技术，制备多品种、多功能、高性能、低成本的微型电路，如厚膜微片电路、厚薄膜混合集成电路、厚膜传感器及其它各种新型电路等。
4.结束语
厚膜混合集成电路就以其元件参数范围广、精度和稳定度高、电路设计灵活性大、研制生产周期短、适合于多种小批量生产等特点，与半导体集成电路相互补充、相互渗透，业已成为集成电路的一个重要组成部分，广泛应用于电控设备系统中，对电子设备的微型化起到了重要的推动作用。各种高新科技的发展和智能产品的出现会进一步刺激知识的进步，技术的突破，而这些的根本，也正是集成电路技术的进步。
参考文献
集成电路及应用篇2
【关键词】集成运放电路线性应用非线性应用
运算放大器又称运放，其英文缩写为opamp，其最初应用于模拟计算机对模拟信号进行加减法、微积分等数学运算，并因此得名。自其1963年问世已经历了整整三代的升级，其第四代产品，即集成运放通过对中、大规模集成技术加以利用，将之前极为复杂的分立元件电路部件集成在一片极小的芯片上。第四代产品设计调试更为简便，且性能更为稳定可靠，通用性极强，性价比较之于前三代也更高，且灵活性更大。继承运放是包含两个输入端、高输入阻抗和一个输出端的高增益的电压放大器。我们在它的输入端与输出端之间加上一个反馈网络，则可成功实现各种电路功能。在当前的模拟电路中，除去大功率及高频等较特殊的场合外，集成运放电路已基本取代分立元件电路。运算放大器可顺利实现放大其、比较器、缓冲器、电平转换器、积分器、有源滤波器以及峰值检波器等多种电路功能，并且其应用范围已由最初的计算机延伸至电子、汽车、通信以及消费娱乐等诸多产品和各个领域。目前，基本上各个大型半导体制造商所制造的产品线中均应用了运算放大器。而且随着集成技术的不断发展，其应用也从最初的信号运算延伸至对信号的处理、产生及变换等。集成运放的应用可大致分为线性与非线性应用两大类型，对于电子技术人员来说，对运放电路进行正确判断极为重要，因而对其进行准确的分析则显得十分重要。
1集成运放应用及其判断方法
集成运放因其较强的通用性，目前已广泛应用于对信号进行处理、运算以及测量等诸多方面。集成运放电路具有多种不同型号，且不同型号之间其相应的内部线路也不相同，但各型号间电路总体机构极为相似，均是由输入级、输出级、中间放大级与偏置电路这四部分所构成，集成运放应用已发展为目前模拟电子技术中极为重要的一项内容，因而其相关应用也引起人们日渐重视。根据其相关属性可将集成运放电路分为线性与非线性应用两大类型，对某一运放电路及时作出准确判断极为重要。集成运放电路不同功能的实现必须通过对其的分析中得出，而通常情况下我们对电路类型的分析则是根据该电路工作的不同区域特点加以判断。若对电路运放所属应用类型无法准确判断，则难以利用其相应的应用特点来对其电路功能进行确定。
集成运放电路其内部的多级放大电路可将其分为输入级、中间级、输出级与偏置电路四大基本部分（见图1）。
1.1集成运放线性应用电路
1.1.1判断方法
集成运放电路线性应用最为重要的特征为其电路中存在负反馈，即是说在其相应的单元运放输出端与其反相输入端间跨接负反馈网络，只要该电路中存在负反馈网络，该集成运放则属于线性应用，该应用工作区域在线性区域。
1.1.2理想集成运放线性区的特点
一旦集成运放电路与深度电压负反馈进行外接后，该电路集成运算放大器即可处于理想的线性工作范围内，而此时该电路输出的电压Vo及输入电压Va两者间运算关系则取决于输入端阻抗与外接负反馈网络间的连接方式，而与该运放本身完全无关。如此我们则可充分利用改变运放电路负反馈网络和其相应的输入端外接阻抗两者之间的连接方式与参数来对Va进行多种数学计算。通常情况下，集成运放线性电路其实际运放性能与其理想运放性能极为接近，因而可利用其理想运放线性工作区的三个基本结论来对其分析与计算，即：①开环差模增益aod∞；②集成运放两端间差模输入电压为零时：V+=V-（虚短）；③集成运放两端输入电流为零时i+=i-=0（虚断）。
1.1.3集成运放线性应用电路分析
集成运放线性区域处于理想运放范围时具有两大重要特性：①因理想运放差模电压其增益为无穷大，而其输出电压值则在有限值范围之间变化，即意味着该运放输出端差模电压值为零。换言之，即是说反相端与同相端间电压值基本相同，我们将其称之为虚假短路，简称为“虚短”；②因线性应用输出电阻值为无穷大，而其所流入集成运放同反两相端的电流基本为零，我们将其称为虚假断路，简称为“虚断”。
集成运放线性应用电路其基本分析方法则是对虚短和虚断加以充分利用进而对电路进行分析与判断。其分析原理则主要根据该运放电路工作区的两大重要特点来加以分析，即虚短（V+=V-）与虚断（i+=i-=0）。这一方法对于较为简单的集成运放线性应用电路进行分析极其适用，比如同相比例、反相比例、基本微积分、基本积分等电路进行分析。本文则以反相比例运算电路为例对此分析方法进行举例。详见图2。
Rf形成一个深度电压与负反馈并联，使得运放在线性区域工作，即该应用为集成运放线性应用电路。在利用虚短和虚断进行电路分析时应先利用虚断再用虚断进行分析方可确保结论的正确性。根据文中上述虚断和虚断相关分析式列方程可推导出
，即是说，可将其作为一个固定公式加以使用，并且每一路反相输入均有去相对应的输出。
集成电路及应用篇3
目前我国已成为全球电子产品的主要制造和出口加工基地。
我们把国内集成电路市场定义为在大陆直接
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集成电路及应用篇4
关键词：用电信息采集系统；低压电力线载波；通信技术
用电信息采集系统作为电网的智能组成部分，不仅为智能用电服务提供技术保障，还可促进我国电网技术的发展。实现电力系统用户的全面支持预付费、全信息采集以及全覆盖是用电信息采集系统建设的主要目标。低压电力线载波能够采集用电信息，经处理后推送数据，有助于国家电网公司实现数据共享。低压电力线载波通信技术的使用保障用电信息采集系统的正常运行。
一、低压电力线载波通信技术的含义及应用的必要性
低压电力线载波通信技术是指采用电力线实现用电通信，其具有使用方便、覆盖范围广以及条件要求低等优点，不仅降低通信线路铺设，还可降低用电信息采集系统运行成本。无论是频率资源还是电力线路，都要充分利用。但在用电信息采集系统中应用低压电力载波通信技术进行信息传输时，易受到噪声、线路变化以及低压配电网信号弱等多种因素的干扰，影响了信息正常传输。窄带载波技术是低压电力线载波常用的技术。由于低压配电网信号相对较弱，阻滞了信息通信，致使低压电力线载波进行通信时，存在局限性，因此，可以采用路由机制，促进通信成功率的提升。就目前而言，低压电力线载波技术已经被广泛应用于用电信息采集系统中，其通过降低用电信息采集系统的电能损耗，进而降低运行成本，采用低压电力线载波技术使用电信息采集系统的操作更加简单、方便、快捷，不仅有利于用电信息采集系统的发展，还改善目前用电采集系统存在的问题，促进我国电力事业的发展。
二、用电信息采集系统应用低压电力线载波的原理
用电信息采集系统应用低压电力线载波的原理主要包括载波路由技术以及载波调制技术。当低压电力线载波进行数据发送时，采用高频率信号完成数据调制，放大成功率后，实施电力线耦合，在传输过程中，与接送方传输的媒介为电力线路，接收方经耦合电路对高频率信号进行接收，并通过电路解调后将高频率信号还原成数字信号。由于低压电力线载波物理层的性能在一定程度上存在局限性，而且传输信息距离相对较短，因此，可以将中继技术和路由机制应用其中，促进载波通信能力的提升。用电信息采集系统成功率的高低与路由技术的优劣有关，分布式动态路方式、动态路由方式以及静态路由方式是路由运行的三种主要方式。
三、低压电力线载波的实际应用
为了充分发挥低压电力线载波在用电信息采集系统的作用，依据低压电力线载波技术的内含、原理以及特点等，将低压电力线载波应用于用电信息采集系统，并从四个方面进行分析，具体如下。
1组网方案分析。低压电力线载波的组网方案是用电信息采集系统应用低压电力线载波技术的具体体现。通常情况下，采集器、电能表和集中器共同组成了低压电力线载波的抄表系统，而电能表又可分成载波电能表和普通电能表，载波电能表比普通电能表在通信方面更具有优势，其主要是采用集中器和载波线进行通信。普通电能表需要在有线的条件下采用集中器进行信息采集，从而经电力线载波将信息传输至系统集中器。
2低压电力线载波的信息数据抄表分析。进行低压电力线组网时，通常情况下，会在变压器的附近安装集中器，从而实现用户所需要的用电提供，而采集器和载波电表的安装通常会在电力用户处，实现变压器输出三项供电。在通信过程中，电网系统中的集中器会发出信息抄读指令，而采集器及载波电表也会根据指令做出相应的反映，并通过电力线相集中器传递信息，随后在集中器的总结分析后，对信息数据进行保存。
3低压电力线载波通信模块的应用分析。低压电力线载波通信模块是用电信息采集系统中载波电表、集中器和采集器的重要部分。通常情况下，载波电表、采集器及集中器都应用各自相应的专用载波通信模块。单相通信载波模块常应用于采集器和载波电表，进行信息传输时，实现三相间的相互通信是通过集中器中的主载波模块完成的，由此可见，要想实现三相间相互通信，就必须同时发送三相数据。而半双向问答是用电采集系统常用的通信方式，因此，需要完善用电采集系统低压电力线载波通信模块，并保证在相同时间内，有某一模块与之相应。
4低压电力线载波技术的优化措施。在电能表的位置分散、用电负荷特性变化较小以及电能表布线存在困难的台区更加实用低压电力线载波通信技术。而对于城市公寓小区、城乡公变台供电区以及别墅区，采用低电压电力线载波技术，不仅能够保证电力通信网络简单、快捷的延伸至低压用户侧，还可有效的采集用户电表数据，并对其进行控制，具有良好的适应性。但在用户信息采集系统中低压电力线载波技术存在负载重、信号弱、干扰性强以及噪声大等问题，导致低压电力线载波技术在信息传输过程中信息准确性较差，给通信信息的可靠性带来不良影响。在用电信息采集系统应用低压电力线载波技术时，相关系统操作人员要对低压电力线的组网进行优化，可以采用低压电力载波的硬技术和软技术，实现优化升级，进而提高低压电力线载波技术信息数据传递的可靠性和准确性。
四、结语
低压电力线载波技术的应用，促进我国用电信息采集系统水平的提升。但低压电力线载波技术仍存在一些问题，影响了其在用电信息采集系统的作用。电力企业相关人员要采用科学合理的技术对低压电力线载波技术进行优化，最大限度降低用电信息采集系统电能的损耗，降低其运行成本，在用电信息采集系统中采用低压电力线载波技术对我国电力事业的发展具有重要意义。
参考文献
集成电路及应用篇5
我国集成电路产业经过多年的发展，已基本形成了四业（设计业、制造业、封装业和测试业）并举协同发展、四个相对集中的产业集群（长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区和京津地区）和多个国家集成电路产业化基地。[1，2]一直以来，国家对集成电路产业的发展高度重视，《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将iC产业放在了电子信息产业的第一位。[3]随着我国集成电路设计产业突飞猛进地发展、繁荣，对集成电路设计相关人员的需求也日益增加，仅靠国内少数高校的研究生已很难满足产业发展的需要。为满足快速发展的集成电路产业对人才的需求，2001年教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。[4]集成电路设计在国内众多高等院校都由原来纯粹的研究生教学逐渐转为由本科教学开始。
本文从课程体系设置、实验实践教学等多方面详细分析了目前集成电路设计本科教学存在的问题。在此基础上，从三个方面提出了集成电路设计本科人才培养的改革措施，探索集成电路设计本科创新型人才培养模式。
一、集成电路设计本科人才培养存在的主要问题
1.课程设置及课程内容不合理，从而降低了学生的学习热情
目前，国内多数院校的集成电路设计专业在本科阶段主要开设有“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”、“数字集成电路设计”和“模拟集成电路设计”等专业课程。对于这些课程的开设主要存在下列问题：
（1）不重视专业基础课程的教学。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路方面的基础课，为后续更好地学习集成电路专业课提供理论基础。如果这些基础课程没学好，学生在学习后续相关专业知识时就会比较困难，进而直接导致学业的荒废。但有些高等院校将这些课程设置为选修课，设置较少的课程教学课时量，甚至少数院校不开设这些课程。
（2）课程开设顺序上存在很多问题。在部分高等院校的培养计划中，“固体物理”课程和“晶体管原理”课程同一个学期开设，造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“固体物理”课程的基础，从而很难快速地进入状态，学习兴趣受到严重影响。
（3）基础课程的理论性太强，学生学习的兴趣不高。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是专业基础课程，理论性较强，公式推导较多，并且要求学生具有较好的数学基础。然而，一般来说，本科学生都比较厌烦复杂的理论分析和繁琐的公式推导，特别是基础相对较差的学生，再加上较强的数学基础要求，学生学习的积极性受到极大打击。此外，部分高校设置的专业基础课程教学课时量较少，学生不能全面、深入地学习，进一步削弱了学生的学习热情。[5]
2.实践教学量不足，学生动手能力差
电子设计自动化（electronicdesignautomatic，eDa）是集成电路设计技术的必备基础手段。集成电路设计专业的本科毕业生必须掌握一些常用的eDa工具，对将来工作和继续深造学习都具有很大的促进作用。为了推广eDa工具的使用，许多eDa公司实施了专门的大学计划。我校购买了CaDenCe软件以及高性能服务器，搭建数/模混合集成电路设计eDa平台，并与aLteRa公司共建了eDa/SopC联合实验室。但学生的实际使用情况却喜忧参半，难以实现软件使用量的最大化。一方面，购买的软件等资源主要供学生实验课上使用，其余时间学生很少使用。另一方面，教师在上实验课时一般都采用填鸭式灌输方式，而不是学生自己摸索，从而难以理解、使知识融会贯通。因此，学生很容易忘记实验课上学到的知识点，在后续的工作或学习中要用到相关软件工具时需重新学习。动手能力差成为了集成电路设计方向本科生择业时的一大障碍。[6]
3.门类分科不合理，属性不一致
无论是从专业内容还是专业性质上分，集成电路设计方向都应该属于工科性质。然而，我校将该专业划归理科专业。这将导致虽然学习的课程与内容和其他高校工科性质的集成电路设计方向基本一致，毕业时学生却是获得理学学士，造成很多学生在就业时遇到问题。许多单位招聘时首先看的是毕业证和学位证，使得很多学生错失了就业的好机会。最终直接导致下一学年选择该专业的学生越来越少，只能靠调剂维持正常教学。另一方面，学生对集成电路产业现状和发展趋势了解甚少，对集成电路设计专业的优势了解不够，对集成电路设计人才市场需求和该专业的良好就业形势认识不清，从而不能充分激发学生的学习兴趣。
二、创新型人才培养的具体措施
1.改革课程教学，增强学生的创新能力
建立由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的集成电路设计专业课程体系。压缩公共基础课，取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程（比如计算机文化基础课程）。合理安排专业基础课程和专业方向课程的开课顺序、课时量。在教学内容和教学方法上，集成电路设计的教师应该做到“授之以渔，而不是授之以鱼”。对于集成电路设计方向的本科生而言，其学习的内容是集成电路相关的最基础理论知识、电路结构及特点。其学习重点应该是掌握基础的电路结构以及分析电路的基本方法等，而不是电路各性能参数的具体推导。因此，教师在讲授“固体物理”和“晶体管原理”等集成电路设计专业基础课时，应该尽量避免冗长的公式及繁琐的推导，以免影响学生的学习兴趣。另外，适当减少理论教学中复杂的公式推导，而着重半导体器件工作原理和特性的物理意义的学习，既可使学生容易接受又有利于后续专业方向课程的学习。
2.完善实验实践环节，培养学生的创新能力
实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。对于集成电路设计专业而言，完善实验实践教学环节需要从以下三个方面着手：
（1）增加实验教学的课时量。目前，集成电路专业本科教学中的实验教学量过少。以“模拟集成电路设计”课程为例。总课时量为48学时，其中理论课38学时，实验教学仅10个学时。38学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。仅10个学时的实验教学还包括2～4学时的eDa工具学习，留给学生独自进行电路设计的就只有6～8个学时。学生不可能很好地理解理论课所学知识，更谈不上融会贯通，极大地削弱了学习兴趣。因此，增加本科教学的实验教学课时量可以有效地促进教学效果，激发学生的学习兴趣。
（2）完善和优化由课程设计、课程实训、生产实习、毕业实习和毕业设计构成的专业实习实践教学体系。该实习实践教学体系具备分级教学和多层次教学的特点，对集成电路专业创新型人才的培养具有重要作用，尤其是其中的课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是理论基础和工程实践的有机结合，可以很好地培养学生的工程素质和创新能力。在这两个环节中，选题是关键，也是难点。选题既要具有一定的工程背景又要让学生感兴趣，从而不但培养学生的工程能力，而且激发学生学习的主动性、积极性和实践创新能力。
（3）应该将以CaDenCe软件为主体建立的数/模混合集成电路设计eDa平台，以及与aLteRa公司共建的eDa/SopC联合实验室作为开放式电子设计训练和综合创新性实验基地的重要组成部分，成为学生进行课程设计和毕业设计以及课外实践活动的平台，从而实现软件资源使用的最大化。
3.增加就业相关知识，增强学生的竞争能力
据相关部门统计，极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路设计方向相关工作，多数选择改行或继续学习深造。这是因为一方面本科生基本知识储备不够，更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。然而，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。因此，就个人的长远发展而言，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因而，教师在讲授集成电路设计方面知识的基础上应有重点地讲授基本的集成电路版图、集成电路工艺流程、芯片测试等相关内容。
再者，定期举办学术报告会，让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势，了解集成电路产业的市场需求，了解集成电路设计及相关人才市场需求，了解集成电路设计专业就业前景，从而激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。
三、结论
集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济发展与社会信息化的重要基础。创新型人才是发展集成电路产业的关键。因而，大力推进集成电路产业的发展必须提高集成电路设计人才的培养质量。目前，我国内集成电路设计本科教育尚处于孕育发展阶段，虽适应iC产业发展的需求，但仍存在很多问题需要解决。本文根据调研结果分析目前集成电路设计本科人才培养存在的问题，结合我校实际情况提出了几项改革措施，但远没有涉及集成电路设计本科创新型人才培养模式的诸多方面。但是，可以预测，有政府的大力扶持和相关教师及学生的共同努力，我国的集成电路设计本科人才培养定会逐步走向成熟，最终建立完善的集成电路设计本科创新型人才培养模式。
参考文献：
[1]杨媛，余宁梅，高勇.半导体集成电路课程改革的探索与思考[J].中国科教创新导刊，2008，（3）.
[2]刘胜辉，崔林海，黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究，2008，（22）.
[3]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路，2007，（4）.
[4]方卓红，曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息，2007，（27）.
集成电路及应用篇6
关键词：集成电路设计；本科教学；改革探索
作者简介：殷树娟（1981-），女，江苏宿迁人，北京信息科技大学物理与电子科学系，讲师；齐臣杰（1958-），男，河南扶沟人，北京信息科技大学物理与电子科学系，教授。（北京 100192）
基金项目：本文系北京市教委科技发展计划面上项目（项目编号：Km201110772018）、北京信息科技大学教改项目（项目编号：2010JG40）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：a 文章编号：1007-0079（2012）04-0064-02
1958年，美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板，这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。在近50年的时间里，集成电路已经广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等各个领域。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本也相对低廉，便于进行大规模生产。自改革开放以来，我国集成电路发展迅猛，21世纪第1个10年，我国集成电路产量的年均增长率超过25%，集成电路销售额的年均增长率则达到23%。我国集成电路产业规模已经由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。我国成为过去10年世界集成电路产业发展最快的地区之一。伴随着国内集成电路的发展，对集成电路设计相关人员的需求也日益增加，正是在这种压力驱动下，政府从“十五”计划开始大力发展我国的集成电路设计产业。
在20世纪末21世纪初，国内集成电路设计相关课程都是在研究生阶段开设，本科阶段很少涉及。不仅是因为其难度相对本科生较难接受，而且集成电路设计人员的需求在我国还未进入爆发期。我国的集成电路发展总体滞后国外先进国家的发展水平。进入21世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。[1]为了适应社会发展的需要，同时也为更好地推进我国集成电路设计的发展，国家开始加大力度推广集成电路设计相关课程的本科教学工作。经过十年多的发展，集成电路设计的本科教学取得了较大的成果，较好地推进了集成电路设计行业的发展，但凸显出的问题也日益明显。本文将以已有的集成电路设计本科教学经验为基础，结合对相关院校集成电路设计本科教学的调研，详细分析集成电路设计的本科教学现状，并以此为基础探索集成电路设计本科教学的改革。
一、集成电路设计本科教学存在的主要问题
在政府的大力扶持下，自“十五”计划开始，国内的集成电路设计本科教学开始走向正轨。从最初的少数几个重点高校到后来众多相关院校纷纷设置了集成电路设计本科专业并开设了相关的教学内容。近几年本科学历的集成电路设计人员数量逐渐增加，经历本科教学后的本科生无论是选择就业还是选择继续深造，都对国内集成电路设计人员紧缺的现状起到了一定的缓解作用。但从企业和相关院校的反馈来看，目前国内集成电路设计方向的本科教学仍然存在很多问题，教学质量有待进一步提高，教学手段需做相应调整，教学内容应更多地适应现阶段产业界发展需求。其主要存在以下几方面问题。
首先，课程设置及课程内容不合理，导致学生学习热情降低。现阶段，对于集成电路设计，国内的多数院校在本科阶段主要开设有如下课程：“固体物理”、“晶体管理”、“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”（各校命名方式可能有所不同）等。固体物理和晶体管原理是方向基础课程，理论性较强，公式推导较多，同时对学生的数学基础要求比较高。一方面，复杂的理论分析和繁琐的公式推导严重降低了本科生的学习兴趣，尤其是对于很多总体水平相对较差的学生。而另外一方面，较强的数学基础要求又进一步打击学生的学习积极性。另外，还有一些高等院校在设置课程教学时间上也存在很多问题。例如：有些高等院校将“固体物理”课程和“半导体器件物理”课程放在同一个学期进行教学，对于学生来说，没有固体物理的基础就直接进入“晶体管原理”课程的学习会让学生很长一段时间都难以进入状态，将极大打击学生的学习兴趣，从而直接导致学生厌学甚至放弃相关方向的学习。而这两门课是集成电路设计的专业基础课，集成电路设计的重点课程“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程的学习需要这两门课的相关知识作为基础，如果前面的基础没有打好，很难想象学生如何进行后续相关专业知识的的学习，从而直接导致学业的荒废。
其次，学生实验教学量较少，学生动手能力差。随着iC产业的发展，集成电路设计技术中电子设计自动化（electronicdesignautomatic，eDa）无论是在工业界还是学术界都已经成为必备的基础手段，一系列的设计方法学的研究成果在其中得以体现并在产品设计过程中发挥作用。因此，作为集成电路设计方向的本科生，无论是选择就业还是选择继续深造，熟悉并掌握一些常用的集成电路设计eDa工具是必备的本领，也是促进工作和学习的重要方式。为了推进eDa工具的使用，很多eDa公司有专门的大学计划，高校购买相关软件的价格相对便宜得多。国家在推进iC产业发展方面也投入了大量的资金，现在也有很多高等院校已经具备购买相关集成电路设计软件的条件，但学生的实际使用情况却喜忧参半。有些高校在培养学生动手能力方面确实下足功夫，学生有公用机房可以自由上机，只要有兴趣学生可以利用课余时间摸索各种eDa软件的使用，这对他们以后的工作和学习奠定了很好的基础。但仍然还有很多高校难以实现软件使用的最大化，购买的软件主要供学生实验课上使用，平时学生很少使用，实验课上学到的一点知识大都是教师填鸭式灌输进去的，学生没有经过自己的摸索，毕业后实验课上学到的知识已经忘得差不多了，在后续的工作或学习中再用到相关工具时还得从头再来学习。动手能力差在学生择业时成为一个很大的不足。[2]
再者，理工分科紊乱，属性不一致。集成电路设计方向从专业内容及专业性质上分应该属于工科性质，但很多高校在专业划分时却将该专业划归理科专业。这就使得很多学生在就业时遇到问题。很多招聘单位一看是理科就片面认为是偏理论的内容，从而让很多学生错失了进一步就业的好机会。而这样的结果直接导致后面报考该专业的学生越来越少，最后只能靠调剂维持正常教学。其实，很多高校即使是理科性质的集成电路设计方向学习的课程和内容，与工科性质的集成电路设计方向是基本一致的，只是定位属性不一致，结果却大相径庭。
二、改革措施
鉴于目前国内集成电路设计方向的本科教学现状，可以从以下几个方面改进，从而更好地推进集成电路设计的本科教学。
1.增加实验教学量
现阶段的集成电路本科教学中实验教学量太少，以“模拟集成电路设计”课程为例，多媒体教学量40个学时但实验教学仅8个学时。相对于40个学时的理论学习内容，8个学时的实验教学远远不能满足学生学以致用或将理论融入实践的需求。40个学时的理论课囊括了单级预算放大器、全差分运算放大器、多级级联运算放大器、基准电压源电流源电路、开关电路等多种电路结构，而8个学时的实验课除去1至2学时的工具学习，留给学生电路设计的课时量太少。
在本科阶段就教会学生使用各种常用eDa软件，对于增加学生的就业及继续深造机会是非常必要的。一方面，现在社会的竞争是非常激烈的，很少有单位愿意招收入职后还要花比较长的时间专门充电的新员工，能够一入职就工作那是最好不过的。另一方面，实验对于学生来说比纯理论的学习更容易接受，而且实验过程除了可以增加学生的动手操作能力，同样会深化学生对已有理论知识的理解。因此，在实践教学工作中，增加本科教学的实验教学量可以有效促进教学和增进学生学习兴趣。
2.降低理论课难度尤其是复杂的公式推导
“教师的任务是授之以渔，而不是授之以鱼”，这句话对于集成电路设计专业老师来说恰如其分。对于相同的电路结构，任何一个电路参数的变化都可能会导致电路性能发生翻天覆地的变化。在国际国内，每年都会有数百个新电路结构专利产生，而这些电路的设计人员多是研究生或以上学历人员，几乎没有一个新的电路结构是由本科生提出的。
对于本科生来说，他们只是刚刚涉足集成电路设计产业，学习的内容是最基础的集成电路相关理论知识、电路结构及特点。在创新方面对他们没有过多的要求，因此他们不需要非常深刻地理解电路的各种公式尤其是复杂的公式及公式推导，其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。例如，对于集成电路设计专业的本科必修课程――“固体物理”和“晶体管原理”，冗长的公式及繁琐的推导极大地削弱了学生的学习兴趣，同时对于专业知识的理解也没有太多的益处。[3]另外，从专业需要方面出发，对于集成电路设计者来说更多的是需要学生掌握各种半导体器件的基本工作原理及特性，而并非是具体的公式。因此，减少理论教学中繁琐的公式推导，转而侧重于基本原理及特性的物理意义的介绍，对于学生来说更加容易接受，也有益于之后“模拟集成电路”、“数字集成电路”的教学。
3.增加就业相关基础知识含量
从集成电路设计专业进入本科教学后的近十年间本科生就业情况看，集成电路设计专业的本科生毕业后直接从事集成电路设计方向相关工作的非常少，多数选择继续深造或改行另谋生路。这方面的原因除了因为本科生在基本知识储备方面还不能达到集成电路设计人员的要求外，更主要的原因是随着国家对集成电路的大力扶持，现在开设集成电路设计相关专业的高等院校越来越多，很多都是具有研究生办学能力的高校，也就是说有更多的更高层次的集成电路设计人才在竞争相对原本就不是很多的集成电路设计岗位。
另外一方面，集成电路的版图、集成电路的工艺以及集成电路的测试等方面也都是与集成电路设计相关的工作，而且这些岗位相对于集成电路设计岗位来说对电路设计知识的要求要低很多。而从事集成电路版图、集成电路工艺或集成电路测试相关工作若干年的知识积累将极大地有利于其由相关岗位跳槽至集成电路设计的相关岗位。因此，从长期的发展目标考虑，集成电路设计专业本科毕业生从事版图、工艺、测试相关方向的工作可能更有竞争力，也更为符合本科生知识储备及长期发展的需求。这就对集成电路设计的本科教学内容提出了更多的要求。为了能更好地贴近学生就业，在集成电路设计的本科教学内容方面，教师应该更多地侧重于基本的电路版图知识、硅片工艺流程、芯片测试等相关内容的教学。
三、结论
集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济和社会信息化的重要基础。大力推进集成电路产业的发展，必须强化集成电路设计在国内的本科教学质量和水平，而国内的集成电路设计本科教学还处在孕育发展的崭新阶段，它是适应现代iC产业发展及本科就业形势的，但目前还存在很多问题亟待解决。本文从已有的教学经验及调研情况做了一些分析，但这远没有涉及集成电路设计专业本科教学的方方面面。不过，可以预测，在国家大力扶持下，在相关教师及学生的共同努力下，我国的集成电路设计本科教学定会逐步走向成熟，更加完善。
参考文献：
[1]王为庆.高职高专《protel电路设计》教学改革思路探索[J].考试周刊,2011,(23).
集成电路及应用篇7
【关键词】供电企业；配电线路；经济
一、现状调查
一二线、地级城市及经济发达的县级城市的规划较好，大都使用缆化线路，低压配电线路也缆化至居民用户电表进线侧，且配电房的保护装置也配置较为完善，居民用电户因低压进户配电线路故障引起的停电的事情较少发生。
经济欠发达地区的县级城市城区现有情况：电缆化程度较低，低压线路一般为0.4kV架空线路，而后使用铝塑线、集束导线等材料来做为接户线接入用户电表，电表出线也是各式各样，目前这一级别的城市自建房较多，并还多采用集表箱来安装电表，所以居民普遍及不愿在自建房上安装配电装置，最好是安装在别人的房子上的思想，这就造成不仅电表箱安装困难，连接户线安装也困难，供电企业进行改造也常常受阻；另一方面，这类城市的配网低压线路0.4kV架空线路一般都采用了240mm2绝缘导线进行三相四制架设，这是目前低压架空最大的导线型号，主要的问题存在于接户线上，除了少数使用铝塑线和绝缘导线外，多数使用集束导线进行接户，集束导线有这几个特性：①便于安装②三相四线可以集成一组③抗过载能力差④绝缘层抗拉力差⑤出现故障后修复困难。⑥t接点需使用穿刺线夹⑦集束专用耐张线夹绝缘程度低；另外集表箱内部配置不合理；鉴于以上经济欠发达地区县级城区低压配电线路的现状，常出现故障停电的现象就不足为奇了。
二、低压进户配电线路故障具体原因及现有的对策
2007年某县级供电公司因低压进户配电线路故障，造成的停电，城区就高达3132次，严重影响居民用电可靠性。表1列出了低压进户配电装置故障停电原因的统计数据。
表1低压进户配电装置故障原因分类统计表
故障原因集束导线原因表箱原因耐张线夹原因穿刺线夹原因其他
次数158087642618367
比例/%50.4527.913.65.842.13
1、集束导线：从表1可见，低压进户配电线路集束导线故障占故障总数的50.45%。因此，要保证低压进户配电线路的安全运行，首先要控制集束导线的使用，采取措施如下：①对三相四线制集束导线，的负荷要安排尽量三相平衡，要及时调整三相负荷。2008年该公司加强集束导线负荷的多点监控，及时对集束导线供电负荷不平衡进行调整；②在必需使用集束导线做为接户线的情况下，新装的集束导线，在理论负荷的前提下，提高两档来进行安装；③改造原有集束导线，尽量使用绝缘导线做为接户线。
2、表箱：在低压进户配电线路故障中，表箱原因所占的比例也很大，在表1中表箱原因所占的比例为27.9%，表箱配置不合理很容易引起三相短路、零线断线和电表烧毁等故障，造成电器烧毁，配变保护跳闸，扩大停电范围等事故。采取的措施如下：①遇到因空开配置过小，造成故障，只能做更换表箱内空气开关的处理。②零线断线后，一般是将接户线的零线与表箱内的总零线直接t接处理。③开关至电表间的导线烧毁后，一般只更换原型号或较原线路大一号的导线进行处理。
3、耐张线夹：表1中，由于耐张线夹原因引起的故障，占总数的13.6%。减少此类故障一般的措施是：①将导线在耐张线夹部分用绝缘胶布包裹；②更换集束导线，使用铝塑线或绝缘导线做接户线。
4、穿刺线夹：目前使用穿刺线夹的地区，均会出现因穿刺线平本身的原因，使t接点松动引起，引起t接点位置发热，造成线路烧毁，目前解决此类问题，只是加装一个穿刺线夹。
5、其他方面：①一般为采用铝塑线做为接户线，因三相不平衡引起导线烧毁的故障，除更换烧毁的导线外，就是及时调整三相负荷；②外破也是造成低压配电线路故障的一个因素，因为这一等级的城市建筑不会太高，城市管理、交通管理也不是那么完善，且又是采用架空接户的方式供电，就不可避免会发生外破故障。一般就是采取头痛医头脚痛医脚的方法解决；③表下线路故障，引起上一级线路烧毁的故障，因电表出线属用户产权，因此供电企业也很难要求用户，必需按企业标准来执行。目前供企业加强了配电线路的三级保护，此类故障也正在逐步减少。
三、中、长期解决措施
1、中期解决措施：因电网的发展，特别是低压配电网的发展，与城市建设有着相当重要的关联，鉴于经济欠发达地区的县级城市，发展速度较慢的实际情况，低压配电网想要达到地级及以上城市的低压配电网水平是存在一定困难的，故根据现有的条件，提出如下解决措施：①县级城区主要是旧城区，且近一、二十年内是不会再进行重新建设的街道，应采取不架设架空低压线路，可从柱式变压器的综合配电箱（Jp柜）中，引出相应数量的地埋电缆线路至集表箱，集表箱可采用50—100户表的大型集表箱，集表箱可采取箱式变的模式安装在人行道上，或象电信端子箱模式架空安装，此类集表箱应配备空气开关、漏电保护器等保护设备，有条件的可加装电容补偿装置，再由集表箱辅设地埋电缆至用户户内总电源开关的方式安装，使用的电缆应按计算允许的线号，提高两档进行选取；以上的方式必需在道路上每隔200米至250米，有一台变压器的情况下方可行；这样便解决了因接户线及表箱原因发生的故障和改造受阻的问题；②在县级城区内，较窄街道及巷子内，因空间较窄0.4kV架空线路除配置240mm2绝缘导线外，可在电杆上分二层安装，即上二线下三线的原则进行，这样即减少了空间，又确保了线间安全距离；接户线采用铝芯电缆架空的方式，下端可采用绝缘导线沿墙三相四线辅设，电缆与绝缘导线应使用t接箱，t接箱应配置空气开关；此类地段可取消集表箱，改用单表箱，每户电表可从沿墙辅设的三相四线中取电源，安装时应考虑到三相平衡问题，避免出现偏相情况出现；以100米长的道路架设两路电缆做接户线为标准，进行安装。
以上两种方法，与原有的安装方式在资金投入上增加率不会超过10%，却能达到即提高了使用的线号等级还与变压器综合配电箱中的保护装置一起，形成了三级保护，能及时隔离故障线路，对低压进户配电线路起到了有效保护的效果。
2、长期解决措施：在10kV及0.4kV配网线路已缆化的前提下，按地级及以上城市的低压进户配电线路标准，进行全面缆化改造，上述地区已经有很成熟的经验；2011年该公司，按规范对新区部分在建地段进行配电网的缆化工作，至目前为止按规范标准进行缆化的地段，因低压进户配电线路引起的故障很少发生，占该公司低压进户配电线路故障的比例不足0.1%。
集成电路及应用篇8
文章编号：1671-489X（2014）18-0094-03
集成电路测试是集成电路产业不可或缺的一个重要环节，其贯穿了集成电路设计、生产与应用的整个过程。集成电路测试技术的发展相对滞后于其他环节，这在一定程度上制约了集成电路产业的发展。集成电路测试产业不但对测试设备依赖严重，对测试技术人员的理论基础和实践能力也有着较高要求。为应对上述挑战，加强电子类学生的就业竞争力，就要求学生在掌握集成电路工艺、设计基础知识的同时，还需具备集成电路测试与可测性设计的相关知识[1-2]。
目前，国内本科阶段开设集成电路测试与可测性设计课程的高校较少，学过的学生也多数反映比较抽象，不知如何学以致用。究其原因，主要是教学环节存在诸多问题[3]。为了提高该课程教学质量，本文对该课程教学内容、方法进行了初步的探索研究，以期激发学生的学习主动性，加深对该课程的理解和掌握。
1理论教学结合实际应用
在理论教学中结合实际应用，有助于学生明确学习目的，提升学习兴趣。因此，讲授测试重要性时可以结合生活中的应用实例来展开。如目前汽车中的aBS电路如果不通过测试，将会造成人员和汽车的损伤；远程导弹中的制导电路不通过测试，将无法精确命中目标；制造业中的数控机床控制电路，交通信号灯的转向时间显示电路，家电产品中的mp3、mp4解码电路等，均需进行测试等。通过这些介绍，可以使学生了解测试的重要性，从而能更加主动地去掌握所学知识。
2合理安排教学内容
针对集成电路测试与可测性设计的重要性，电子类专业在本科生三年级时开设集成电路测试与可测性设计课程。该课程的教材采用以中文教材《VLSi测试方法学和可测性设计》（雷绍允著）为主、以英文原版教材《数字系统测试与可测性设计》（mironabramovici著）为辅的形式，结合国外高校的授课内容和可测性设计在工业界的应用，对课程内容进行设计。课程定为48学时，课程内容大致分为集成电路测试、可测性设计和上机实验三个部分。
集成电路测试这部分内容安排20个学时，主要讲解集成电路的常用测试设备、测试方法、集成电路的失效种类、常用的故障模型以及故障检测的方法。组合逻辑电路测试着重讲解测试图形生成方法，主流eDa软件核心算法，包括布尔差分法、D算法、poDem以及Fan算法等。时序电路测试讲解时序电路的测试模型和方法，介绍时序电路的初始化、功能测试以及测试向量推导方法。
集成电路可测性设计这部分内容安排16个学时，主要讲解集成电路专用可测性设计方法如电路分块、插入测试点、伪穷举、伪随机等一些较为成熟的可测性设计方法。同时讲解工业界较为流行的可测性设计结构。
上机实验这部分内容安排12学时。目前主流测试与可测性设计eDa软件Synopsys属于商业软件，收费较高，难以在高校普及使用。为此，本课程选取开源软件ataLanta和FSim并基于iSCaS85标准电路，进行故障测试图形生成实验。此外，通过在实验手册中编排基于Quartus软件的电路可测性结构设计等内容，将实验和理论讲解有机结合。
3培养学生举一反三的能力
创设问题情境，启发学生自主利用已学知识，积极思考、探索。如在讲授组合逻辑故障测试向量生成时，以较为简单的组合逻辑为例，对图1提出以下问题[4]。
1）为了能够反映在电路内部节点所存在的故障，必须对故障节点设置正常逻辑值的非量，这个步骤称为故障激活。对应于图1，如何激活故障Gs-a-1？
2）为了能够将故障效应G传播到输出i，则沿着故障传播路径的所有门必须被选通，也就是敏化传播路径上的门。对应图1，如何传播故障Gs-a-1？
3）根据激活和敏化故障的要求，如何设置对应的原始输入端的信号值？
通过提问思考和共同探讨，问题得以解决，学生印象深刻，对后续理解各种测试向量生成算法奠定基础。
4实例讲解
集成电路测试与可测性设计是一门理论化较强的课程，学生在学习过程中可能会产生“学以何用”的疑问。为消除这些疑问，加强学生学习兴趣，明确学习目的，需要授课教师在课程讲解过程中穿插一些测试实例。为此，本课程以科研项目中所涉及的部分测试实例为样本，结合学生的掌握和接受能力加以简化，作为课堂讲解实例。
下面以某个整机系统中所涉及的一款数字编码器为例，进行功能和引脚规模的简化，最终形成图2所示的简化编码器原理图。针对该原理图和具体工作原理，讲解该编码器的基本测试方法和过程。
图2所示编码器有四个地址输入引脚（a0～a3），一个电源引脚VDD（5V），一个时钟输入引脚CLK，一个输出引脚DoUt和一个接地引脚GnD。在地址端（a0～a3）输入一组编码，经过编码器编码，在DoUt端串行输出。编码的规律如图3所示，编码输出顺序（先左后右）：a0编码a1编码a2编码a3编码同步位。
该测试实例主要围绕功能测试来进行具体讲解。功能测试通过真值表（测试图形）来验证编码器功能是否正确。编码器输入引脚可接三种状态：高电平（1）、低电平（0）和悬空（f）。本实例只列举三组真值表来对该编码器进行测试，即输入引脚分别为1010、0101、ffff。真值表中的每一行代表一个时钟周期（t）。H（高电平）和L（低电平）代表编码器正确编码时DoUt引脚的输出电平。针对1010的输入，参照图3编码规律和表1编码顺序，DoUt输出按a0a1a2a3（1010）顺序实现编码，具体真值表如图4所示。
图4中Repeatn（n为自然数）代表重复验证该行n个时钟。该测试图形通过测试系统的开发环境编译器编译成测试机控制码，发送给测试系统控制器。测试系统发出被测电路所需的各种输入信号并捕获被测电路的输出引脚DoUt信号。当实际测试采样DoUt引脚所得信号与测试图形中的期望输出完全相符时，表示被测电路功能正确，测试通过。反之，则提示有错，编码器功能失效。同样，当输入分别为0101和ffff时，测试图形如图5、图6所示。
实际数字集成电路测试的过程远比上述过程复杂，本例中所讲解的功能测试是一种不完全测试，测试的故障覆盖率和测试效果有待商榷。然而，无论多复杂的功能测试，其主要测试原理基本类似。通过这样的测试实例讲解，能够让学生了解测试图形的功能，熟悉数字电路测试的大体过程和基本原理，加深对理论知识的理解。
5重视与相关学科的交叉衔接
作为电子类的专业课，本课程横跨计算机软件技术、电路设计技术、数学、物理等多个领域。有鉴于此，在教学中应尽可能地体现集成电路测试与可测性设计与其他课程的关系，在教学中为后续课程打下基础。
集成电路及应用篇9
关键词：集成电路设计；应用型人才；课程改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）14-0059-02
一、引言
在过去的20多年来，中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育，基本扫除青壮年文盲的目标；第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段，高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1]，在2011年毕业的大学生中，有近57万人处于失业状态，10多万人选择“啃老”；即使工作一年的人，对工作的满意率也只有47%。2012年，全国普通高校毕业生规模达到680万人，毕业人数再创新高，大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境，国家相关部分提出了一系列的举措，其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上，以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例，介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。
二、集成电路设计专业特点
进入本世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要，国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展，集成电路设计专业特色也越来越明显。
首先，集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步，集成电路芯片的尺寸不断下降，芯片功能不断增强，功耗越来越低，速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降，组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础，电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识，而这些流程环环相扣，任何一个环节出现问题，很难想象芯片能正常工作[6]。因此，对于一个合格的电路设计人员，深厚的专业基础知识是必不可少的。
其次，集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉，实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展，在电路设计的每一个阶段，电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面，电子设计自动化工具的相关比较多，即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快，集成电路设计工具种类繁多，而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。
再次，集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍，要完成一个电路芯片的设计，需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识，同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求，但从现有的情况看，相关专业的课时数目难以改变，所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。
最后，集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高，投入资金成本高。从现有的情况看，国际上有4大集成电路设计eDa公司，还有很多中、小型eDa公司。每个公司的产品各不相同，即使针对相同的电路芯片，设计自动化工具也各不相同。在硬件方面，软件的安装通常在高性能的服务器上，因此，硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。
三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题
在集成电路设计专业课程设置方面，不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类：基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面，每个学校的定义各不相同，主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看，基础课主要包括：《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等；专业课主要包括：《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等；选修课主要包括：《集成电路eDa》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。
从现有的课程设置可以看到，针对国家应用型人才培养目标，现有的课程设置还存在很多问题，具体地说：
首先，课程设置偏于理论课程，实践内容缺乏，不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到，各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学，缺乏实践内容。比如：《模拟集成电路设计》课程总学时为48，实验学时为8，远远低于实际需求，难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广，但并不深厚，因此，浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的，也不符合我国大学生的现状。
其次，实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合，实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明，对于本科教学情况，90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路，学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复，与集成电路设计业界实际需要完全不相关，这对学生以后的就业、择业意义不大。
最后，没有突现学校的专业特色，不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界，如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力，各大高校需要有自己的专业特色，但现在各个高校的现状仍然是“全面发展，没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。
四、面向应用型人才培养目标的课程改革
针对上面阐述的相关问题，本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案，具体地说：
首先，削减理论课的课时，加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端，这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象，唯一的方法就是改变授课内容，适当削减理论课的课时，加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标，也符合创新型本科生的特点。
其次，积极推进“校企联合办学”，让学生更早接触业界发展，指导择业、就业。正如前面介绍，现在各大高等院校的教学内容理论性太强，学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态，工作效率差，影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间，比如大学三年级或更早，推进“校企联合办学”，使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点，这对于学生后续进入工作非常有利，同时也能推进学校科研工作。
最后，实现优质教学资源的共享。这里的教学资源，除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容，但真正取得的成效还相对比较小。另外，针对集成电路设计专业来说，跟随业界发展的相关知识更新较快，配套的软硬件代价较高，如果能实现高校软硬件教学资源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，这将更有利于提高毕业生的整体水平。
五、结论
本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点，并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况，指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时，文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下，如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。
参考文献：
[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理，2012，（29）：117-119.
[2]殷树娟，齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-66.
[3]侯燕芝，王军，等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（10）：124-126.
[4]张宏勋，和荫林，等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索，2012，（10）：162-165.
集成电路及应用篇10
abstract：iCtechnologyisthemaincoursesofelectronicScienceandtechnologymajorinShenyangUniversityofChemicaltechnology,coursecontents,whichcontentisextensive,rangeofknowledgeiswide,applicationiswide,andcontentupdatesfast.thispaper,combiningwiththecurrentrequirementsofundergraduateteaching,exploredtheteachingmethodandcoursecontentandsoonandachievedgoodresults.
关键词：电子科学与技术专业；集成电路工艺学课程；教学改革
Keywords：electronicscienceandtechnologymajor;iCtechnologycourses;teachingreform
中图分类号：G42文献标识码：a文章编号：1006-4311（2011）13-0223-01
1信息时代需要优秀的电子科学与技术专业的人才
电子科学与技术专业具有多学科渗透、应用性强、主要服务于iC行业等鲜明特点。能够从事电子科学与技术领域的研究、设计、开发、应用和管理的高级人才。目前国内开设电子科学与技术专业的学校有：天津大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学等几十所学校。通过本课程的学习应使学生对集成电路工艺学中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。主要研究氧化、扩散和离子注入等相关技术。使学生掌握光刻、刻蚀和蒸发溅射等的基本概念及基本技术，对集成电路工艺学有比较全面、系统的认识和了解。
2我校电子科学与技术专业本科人才的培养目标
该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①掌握信息科学、电子学和计算机科学学科的基本理论、基本知识；②微电子技术系统及其决策支持与安全防护系统的分析与设计方法和研制技术；③具有使用计算机和仪器设备解决工程问题的能力；④具有创新意识和独立获取新知识的能力。
3电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革探讨
3.1集成电路工艺学的内涵集成电路工艺学是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术，在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件，并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形，使元件按需要互连成完整电路，制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路，平面工艺技术也随之得到发展。例如，扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺；紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术，如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等；外延生长又采用超高真空分子束外延技术；采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜；互连细线除采用铝或金以外，还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜，以及多层互连结构等工艺。
3.2电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革措施
3.2.1教学内容①授课体系和重点；课程根据电子科学与技术专业方向的学生培养要求，着重从硅工艺的角度出发，理论方面力求清楚易懂，阐述微电子学基础、半导体物理基础、光电现象和光电效应，重点介绍常用工艺原理、特性和参数。为了更好的运用硅基器件，对各类器件的电路也作了详细的分析，同时给出实际应用系统举例。②所讲授的知识要紧跟科学发展前沿；集成电路工艺学教科书对于迅猛发展的集成电路工艺学来说，既是基本的，又是滞后的，教师授课时如果按教材讲解，往往会带来知识陈旧、讲课形式单一、内容枯燥乏味的后果，造成学生学习积极性下降。因此在教学过程中删掉一些陈旧过时的内容，及时补充和更新教学内容，增添一些现代集成电路工艺学的前沿知识，特别是体现本学科专业特色的一些前沿知识，从而紧跟集成电路工艺学的前沿，给学生提供充分的科学探索和求真的空间。③注重课程与专业应用领域间的联系；专业课可理解为某一学科的基础课程，是通向学科广阔领域的桥梁。它的基本功能是引导学生明确学科专业发展方向，使其在日后的学习工作中能自如的在该学科专业的深度和广度上钻研、拓展。因此在讲授课程各部分内容时，电子科学专业的应用领域紧密相连。例如针对硅片生产应用领域，在课程讲授过程中可适当加入集成电路制造技术的应用热点以及在iC行业中的应用等方面的内容，使该专业的学生了解所学课程内容在该领域的应用、研究热点及发展前景。
3.2.2教学方法①利用现代教育技术的各种多媒体技术和网络技术进行教学，例如投影、幻灯、录像等多媒体资料，充分发挥其信息容量大、方便快捷、形象直观、教学效率高的优势。这样使用这些教学工具，既使教师能方便清楚地讲授专业课中的各种图片资料内容，又省去了教师课堂现场作图的时间，在有限的时间内能讲授更多的内容，提高了讲课的信息量。因此教师要积极制作教学课件、开发利用网络上丰富的信息资源，下载适合学生阅读的科研论文，并推荐给学生参考。这是开拓学生视野，培养学生自学意识和科研意识的有效方法。②采用讲座与讲授相结合的教学方法。在进行基础理论教学的适当时机，安排集成电路方面科技知识的专题讲座，穿插现代集成电路科技知识，使学生既强化基础理论训练，又熟悉了解较多的现代集成电路科技知识，激发学习兴趣，培养学生的科研意识。
3.2.3教学目标在集成电路课程改革中，把教学目标从以科学知识教育为主转变为实现科学教育和人文教育的融合，培养敢于创新、善于思索、具有团队协作精神的21世纪新型人才。长期以来，我国大学文、理、工分校，存在着科学教育与人文教育的脱离，造成理工科生的人文文化知识和文科生的科学常识知之甚少。针对电子科学与技术的工科学生，应在进行科学知识教育的同时注重培养其人文精神，例如在讲解集成电路课程中的科学概念、原理、方法时可提到发现科学规律的动机，提到科学家如何通过艰苦的努力甚至牺牲生命取得创新，以及这些成果的应用对社会可能造成的影响等，从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。
参考文献：