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第1篇：集成電路概念范文

 

集成電路(IntegratedCircuit)產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業，是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是新一代信息技術產業發展的核心和關鍵，對其他產業的發展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發展，我國集成電路產業已初步形成了設計、芯片制造和封測三業并舉的發展格局，產業鏈基本形成。但與國際先進水平相比，我國集成電路產業還存在發展基礎較為薄弱、企業科技創新和自我發展能力不強、應用開發水平急待提高、產業鏈有待完善等問題。在集成電路產業中，集成電路設計是整個產業的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業的發展遠滯后于計算機與通信產業，集成電路設計人才嚴重匱乏，已成為制約行業發展的瓶頸。因此，培養大量高水平的集成電路設計人才，是當前集成電路產業發展中一個亟待解決的問題，也是高校微電子等相關專業改革和發展的機遇和挑戰。[1_4]

 

一、集成電路版圖設計軟件平臺

 

為了滿足新形勢下集成電路人才培養和科學研究的需要，合肥工業大學(以下簡稱"我校”從2005年起借助于大學計劃。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程，如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規模集成電路設計 、 ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂，注意相關課程之間相互銜接，關鍵內容不遺漏，突出集成電路設計能力的培養，通過對課程內容的精選、重組和充實，結合實驗教學環節的開展，構成了系統的集成電路設計教學過程。56]

 

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

 

在集成電路版圖設計的教學中，采用的是中電華大電子設計公司設計開發的九天EDA軟件系統(ZeniEDASystem),這是中國唯1的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統兼容，支持百萬門級的集成電路設計規模，可進行國際通用的標準數據格式轉換，它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優，已經在商業化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用，特別是在模擬和高速集成電路的設計中發揮了強大的功能，并成功開發出了許多實用的集成電路芯片。

 

九天EDA軟件系統包括設計管理器，原理圖編輯器，版圖編輯工具，版圖驗證工具，層次版圖設計規則檢查工具，寄生參數提取工具，信號完整性分析工具等幾個主要模塊，實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。

 

二、集成電路版圖設計的教學目標

 

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

 

在集成電路版圖設計的教學中，首先對集成電路設計的_些相關知識進行回顧，介紹版圖設計的基礎知識，如集成電路設計流程，CMOS基本工藝過程，版圖的基本概念，版圖的相關物理知識及物理結構，版圖設計的基本流程，版圖的總體設計，布局規劃以及標準單元的版圖設計等。然后結合上機實驗，講解Unix和Linux操作系統的常用命令，詳細闡述基于標準單元庫的版圖設計流程，指導學生使用ZeniSE繪制電路原理圖，使用ZeniPDT進行NMOS/PMOS以及反相器的簡單版圖設計。在此基礎上，讓學生自主選擇_些較為復雜的單元電路進行設計，如數據選擇器、MOS差分放大器電路、二四譯碼器、基本RS觸發器、六管MOS靜態存儲單元等，使學生能深入理解集成電路版圖設計的概念原理和設計方法。最后介紹版圖驗證的基本思想及實現，包括設計規則的檢查(DRC),電路參數的檢查(ERC),網表一致性檢查(LVS),指導學生使用ZeniVERI等工具進行版圖驗證、查錯和修改。7]

 

集成電路版圖設計的教學目標是：

 

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

 

第二，能夠編寫設計版圖驗證命令文件(commandfile)。版圖驗證需要四個文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)來支持，要求學生能夠利用ZeniVER丨進行設計規則檢查DRC驗證并修改版圖、電學規則檢查(ERC)、版圖網表提取(NE)、利用LDC工具進行LVS驗證，利用LDX工具進行LVS的查錯及修改等。

 

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

 

第四，了解版圖庫的概念。采用半定制標準單元方式設計版圖，需要有統一高度的基本電路單元版圖的版圖庫來支持，這些基本單元可以是不同類型的各種門電路，也可以是觸發器、全加器、寄存器等功能電路，因此，理解并學會版圖庫的建立也是版圖設計教學的一個重要內容。

 

三、CMOS反相器的版圖設計的教學實例介紹

 

下面以一個標準CMOS反相器來簡單介紹一下集成電路版圖設計的一般流程。

 

1.內容和要求

 

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

 

2.設計步驟

 

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

 

3.版圖驗證

 

打開終端，進入zse文件夾，鍵入zse,進入ZeniSE原理圖編輯器，正確畫出CMOS反相器的原理圖并導出其網表文件;調出版圖設計的設計規則文件，閱讀和理解其基本語句的含義，對其作相應的路徑和文件名的修改以滿足物理驗證的要求;打開終端，進入pdt文件夾，鍵入pdt，進入ZeniPDT版圖編輯器，調出CMOS反相器的版圖，在線進行DRC驗證并修改版圖;對網表一致性檢查文件進行路徑和文件名的修改，利用LDC工具進行LVS驗證;如果LVS驗證有錯，貝懦要調用LDX工具，對版圖上的錯誤進行修改。

 

4.設計提示

 

要很好的理解版圖設計的過程和意義，應對MOS結構有一個深刻的認識;需要對器件做襯底接觸，版圖實現上襯底接觸直接做在電源線上;接觸孔的大小應該是一致的，在不違反設計規則的前提下,接觸孔應盡可能的多，金屬的寬度應盡可能寬;繪制圖形時可以多使用〃復制"操作，這樣可以大大縮小工作量，且設計的圖形滿足要求并且精確;注意P管和N管有源區的大小，一般在版圖設計上，P管和N管大小之比是2:1;注意整個版圖的整體尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的層次之間應該保持一定的距離，層次本身的寬度的大小要適當，以滿足設計規則的要求。四、基本MOS差分放大器版圖設計的設計實例介紹在基本MOS差分放大器的版圖設計中，要求學生理解構成差分式輸入結構的原理和組成結構，畫出相應的電路原理圖，進行ERC檢查，然后根據電路原理圖用PDT工具上繪制與之對應的版圖。當將基本的版圖繪制好之后，對版圖里的輸入、輸出端口以及電源線和地線進行標注，然后利用幾何設計規則文件進行在線DRC驗證，利用版圖與電路圖的網表文件進行LVS檢查，修改其中的錯誤并優化版圖，最后全部通過檢查，設計完成。

 

五、結束語

 

集成電路版圖設計的教學環節使學生鞏固了集成電路設計方面的理論知識，提高了學生在集成電路設計過程中分析問題和解決問題的能力，為今后的職業生涯和研究工作打下堅實的基礎。因此，在今后的教學改革工作中，除了要繼續提高教師的理論教學水平外，還必須高度重視以EDA工具和設計流程為核心的實踐教學環節，努力把課堂教學和實際設計應用緊密結合在一起，培養學生的實際設計能力，開闊學生的視野，在實驗項目和實驗內容上進行新的探索和實踐。

 

參考文獻：

 

[1]孫玲.關于培養集成電路專業應用型人才的思考[J].中國集成電路,2007,(4):19-22.

 

[2]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設計人才培養課程體系改革[J].電氣電子教學學報,2010,(5):25-26.

 

[3]唐俊龍，唐立軍，文勇軍，等.完善集成電路設計應用型人才培養實踐教學的探討J].中國電力教育,2011,(34):35-36.

 

[4]肖功利，楊宏艷.微電子學專業丨C設計人才培養主干課程設置[J].桂林電子科技大學學報,2009,(4):338-340.

 

[5]竇建華，毛劍波，易茂祥九天”EDA軟件在"中國芯片工程〃中的作用[J].合肥工業大學學報(社會科學版),2008,(6):154-156.

 

[6]易茂祥，毛劍波，楊明武，等.基于華大EDA軟件的實驗教學研究[J].實驗科學與技術，2006,(5):71-73.

第2篇：集成電路概念范文

【關鍵詞】集成電路版圖；教學方法；改革

集成電路版圖設計是集成電路設計的最終結果，版圖質量的優劣直接關系到整個芯片的性能和經濟性，因此，如何培養學生學好集成電路版圖設計技術，具備成為合格的版圖設計工程師的基本潛質，是擺在微電子專業老師面前的一個普遍難題。如何破解這個難題，我們做了以下探索。

一、突出實踐，理論配合

傳統的《集成電路版圖設計》課程采取理論教育優先，學生對于版圖的基本理論和設計規則非常熟悉，但動手實踐能力缺乏培養，往往在學生畢業后進入集成電路設計企業還需二次培訓版圖設計能力，造成了嚴重的人力資源浪費。這是由于沒有清晰的認識《集成電路版圖設計》課程的性質，造成對它的講授還是采取傳統教學方式：老師講，學生聽，偏重理論，缺乏實踐，影響到學生在工作中面臨實際設計電路能力的發揮。《集成電路版圖設計》是一門承接系統、電路、工藝、EDA技術的綜合性課程，如果按照傳統方式授課，課程的綜合性和實踐性無法得到體現，違背了課程應有的自身規律，教學效果和實用意義不能滿足工業界的要求。我們在重新思考課程的本質特點后，采取了實踐先行，理論配合的教學方法，具體如下：集成電路版圖是根據邏輯與電路功能和性能要求，以及工藝水平要求來設計光刻用的掩膜圖形，實現芯片設計的最終輸出。版圖是一組相互套合的圖形，各層版圖相應于不同的工藝步驟，每一層版圖使用不同的圖案來表示。我們首先講授版圖設計工具EDA軟件的使用，讓學生掌握EDA軟件的每一個主要功能，從圖形的選擇、材料的配置，讓學生從感性角度認識實際的版圖設計是如何開展的，每一個步驟是如何使用軟件完成的，整體芯片版圖設計的流程有哪些規定，學生此時設計的版圖可能不是很精確和完美，但學生對于什么是版圖和如何設計版圖有了初步的感性認識，建立起版圖設計的基本概念，對于后續的學習奠定了牢實的實踐基礎，此時再去講授版圖設計理論知識，學生更能理解深層的工藝知識和半導體理論，真正做到了知行合一，實踐先行的教育理念，對學生能力的培養大有裨益。

二、注重細節，加強引導

傳統方式講授《集成電路版圖設計》理論占大部分時間，學生知道二極管、晶體管、場效應管、電阻、電容等基本元器件的工作原理和構成要素，但是在版圖設計中，這些元器件為什么要這樣設計，其實內心中充滿著疑惑和不解。針對學生的疑惑，我們從工藝細節入手來解決這個問題。作為集成電路版圖設計者，首先要熟悉工藝條件和期間物理，才能確定晶體管的具體尺寸、連線的寬度、間距、各次掩膜套刻精度等。版圖設計的規則也是由工藝來確定的，掌握了工藝也就掌握了版圖設計的鑰匙。我們將通用工藝文件的每一條規則向學生講解，通用元器件的規則整理出它們的共性，最小寬度、長度、間距的尺寸提醒學生要記憶，不同芯片生產廠的工藝對比學習和研究，學生在這一系列規則的學習過程中，慢慢理解熟悉了工藝規則文件的組織構成及學習要點，能夠舉一反三的在不同工藝規則下，設計同一種元器件的版圖，即使電路元器件的數量巨大，電路拓撲關系復雜，在老師耐心的講解下，學生也能夠依據工藝規則設計出符合要求的版圖，這都是在理解了工藝規則細節的基礎上完成的。所以，關注細節，加強引導，是提高學生學習效果的一個重要方法。

三、完善考核機制，爭取比賽練兵

學生成績的提高，合理完善的考核機制不可或缺。以往《集成電路版圖設計》課程的考核主要是理論知識作業和課程報告，學生的學習效果和實際動手能力沒有得到考核，造成不能全面評價學生的學習成績。我們采取項目形式，全方位考核學生的學習效果。根據知識點，將通用模擬電路分成五大類，每個大類提取出經典的電路10種，使用主流芯片加工廠的生產工藝，由經驗豐富的老師把它們的版圖全部設計出來，作為庫單元放在服務器中供學生參考。在學生充分理解庫單元實例的基礎上，將以往設計的一些實用電路布置給學生，要求在規定的時間內，設計出合格的版圖，以此作為最終的考核結果。學生在學習課程期間，可以接觸到不同工藝、不同結構的多種類電路，而且必須在規定的時間內設計出版圖，這極大的促進了他們學習的積極性和時間觀念。學生在設計版圖的過程中，會遇到多種問題，他們會采取問老師答疑，和同學討論的多種方式解決，不僅能督促他們平時上課認真聽講，而且對遇到的問題也能多角度思考，最重要的是他們親自動手設計版圖，將工藝、電路、器件綜合考慮，在約定的時間內能力得到極大提高。老師根據學生上傳至服務器中設計的不同項目版圖打分，而且將每個項目的得分出具詳細的報告，對學生的成績進行點評。學生通過查閱報告，能夠知道課程學習的缺點和得分項，為下一次提高設計成績是一個很好的參考。除了日常學習設計版圖項目，學生可以爭取參加微電子專業的一些比賽，通過比賽體會一些具有挑戰性的版圖設計項目，來提高學生在實際場景下如何發揮設計能力和項目組織能力，為他們未來進入職場從事版圖設計工作奠定堅實的專業能力和實際解決問題能力。

四、總結

《集成電路版圖設計》課程是一門兼具理論基礎和實踐鍛煉想結合的課程，對它的講授不僅需要扎實的理論基礎，還需合理的實踐環節配合，才能取得良好的教學效果。

參考文獻

[1]Christopher Saint/Judy Saint.集成電路版圖基礎-實用指南[M].北京:清華大學出版社,2006(10).

[2]蔡懿慈.超大規模集成電路設計導論[M].北京:清華大學出版社,2005(10.

[3]編委會.最新高等院校實驗室建設與管理及教學指導手冊[M].北京:中國教育出版社,2006(11).

基金項目：北方工業大學教育教學改革和課程建設基金。

第3篇：集成電路概念范文

當今世界，計算機的發展已成為領導工業現代化進程的潮頭軍，自1946年世界第一臺電子計算機誕生以來，短短的五十多年間，計算機作為一種現代化的高級工具以驚人的速度迅速地滲透到了社會生活的各個領域，引起了全球的技術革命。計算機技術的飛速發展離不開另一門產業的發展，即集成電路產業。因為集成電路的出現才使計算機擺脫了電子管、晶體管等原材料構件的束縛，逐步走向小型化，輕型化，高智能化，迅速走向了社會，走入了家庭。

集成電路產業的飛速發展，產生了許多新的法律問題，由于傳統知識產權法的局限性以及集成電路及其布圖設計本身存在著的特殊性，集成電路布圖設計的法律保護問題也引起了法學界的極大關注。各國也紛紛就集成電路布圖設計進行立法，以保護此種特殊性質的知識產權不受侵害。

我國早在1991年國務院就已將《半導體集成電路布圖設計保護條例》列入了立法計劃，經過10年的醞釀，我國的《集成電路布圖設計保護條例》終于于2001年3月28日由國務院第36次會議通過，并于2001年10月1日起施行。這是目前我國保護集成電路布圖設計知識產權的一部重要法規。雖然它是一部行政法規，但經過試行一段時間到條件成熟后，將之上升為法律的形式是必然的趨勢。我國采用專門立法的形式保護集成電路布圖設計既尊重了國際知識產權保護的原則，又便于與國際法律接軌，而且這部條例既保護了集成電路布圖設計專有權人的權益，又考慮到了國家和公眾的利益，使技術進步不受到人為的限制。這一條例初步建立了我國集成電路布圖設計的知識產權保護的理論體系，進一步完善了我國的知識產權法律制度。

一、集成電路和布圖設計的概念與特點

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

對布圖設計，世界各國的稱呼各有不同：美國稱之為掩膜作品，（Mask Work），日本稱之為電路布局（Circuit Layout），歐洲國家采用的是另一個英文單詞Topography（拓樸圖），而世界知識產權組織（WIPO）于1987年2月通過的《關于集成電路知識產權保護條約》（簡稱《WIPO條約》或《華盛頓條約》）中則采用了Layout-design（布圖設計）一詞。這些詞語字面上的表示雖各不相同，但其真正的含義都是相同的，即指集成電路中各種元件的三維配置。許多人認為布圖設計只是一種設計圖，就象建筑工程設計圖一樣。事實上布圖設計與建筑工程設計圖這種一般的二維設計圖是不同的，它是一種有許多不同層面的三維設計，每一層面上又有許多復雜的電路布圖裝置圖，而且最重要的是，真正可以用于實踐的布圖設計是經過了特殊的工藝按實物尺寸復制在玻璃板上，可以直接加工在芯片上的模本，即掩膜版。現在世界上雖已有一些更先進的模本技術，但是最終布圖設計還是必須做成與集成電路產品實物一般大小的模本，才可算是完成了布圖設計的制作。在生產過程中，這些模本是直接被“做”到產品中去成為產品的一部分，而不是象建筑設計圖那樣本身與實際的建造結果之間并無聯系。一個小小的掩膜作品中所包含的電路設計圖往往可以是幾十張上千張甚至上萬張。設計一組布圖設計，需要付出巨大的創造性勞動，它代表著芯片開發中的主要投資，可占其成本的50%以上。布圖設計作為人類智力勞動的成果，具有知識產權客體的許多共性特征，應當成為知識產權法保護的對象，其特點主要表現在：

（一）無形性。

布圖設計作為一種元件的“三維配置”，這種配置方式本身是無形的、抽象的，是人類智慧的體現，但它可以通過有形的載體表現出來而為人所感知。當它被制作成芯片時，表現為一定的構形；當它被制成掩膜版時，表現為一定的圖形；當它被輸入計算機時，則以一定的數據代碼的方式存儲在磁盤之中。

（二）可復制性。

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

（三）表現形式的非任意性。

布圖設計是與集成電路的功能相對應的。布圖設計的表現形式要受到電路參數、實物產品尺寸、工藝技術水平、半導體材料結構和雜質分布等技術因素和物理規律的限制，因此開發新的功能相同或相似的集成電路，其布圖設計不得不遵循共同的技術原則和設計原則，有時還要采用相同的線寬，甚至采用相同的電路單元。這就造成了對布圖設計侵權認定難度的加大，有關這一點，筆者將在后文論述。

由以上特點可以看出，布圖設計的無形性是知識產權客體的共性，可復制性是著作權客體的一個必要特征，表現形式的非任意性則是工業產權客體的特性，因此，布圖設計成為了一種兼有著作權和工業產權客體雙重屬性的特殊知識產權客體，很難在傳統的知識產權法律保護體系中得到完善的保護。因此要想求取良好適當的法律保護模式，就必須突破傳統的界限。針對布圖設計自身的特征，制定出專門的單行法律加以保護，這是世界上大多數國家的共識。我國也正是采用了此種立法方式。

二、我國集成電路布圖設計知識產權保護的理論體系

我國集成電路布圖設計的知識產權保護體系是在傳統知識產權法理論的基礎上，借鑒國外的一些理論和實踐建立起來的。這一理論體系的核心概念即布圖設計專有權。

（一）布圖設計專有權的概念和要素

1、概念

布圖設計專有權就是布圖設計的創作人或者其他權利人對布圖設計所享有的權利，具體來說，就是指國家依據有關集成電路的法律規定，對于符合一定手續和條件的布圖設計，授予其創作人或其他人在一定期間內對布圖設計進行復制和商業利用的權利。布圖設計專有權作為一種獨立的知識產權，既不屬于專利權，也不屬于著作權。而且，布圖設計專有權是以布圖設計為權利客體的，權利人對與布圖設計有關的集成電路或其中所含的信息并不享有權利。

2、要素

布圖設計專有權的要素包括三個，即布圖設計專有權的主體、客體和內容。

（1）布圖設計專有權的主體。

布圖設計專有權的主體，即布圖設計權利人，是指依照集成電路布圖設計保護法的規定，對布圖設計享有專有權的自然人、法人或其他組織。根據我國《集成電路布圖設計保護條例》的規定，能夠享有布圖設計專有權的人主要有以下幾類：

①布圖設計創作者或合作創作者

布圖設計的創作者或合作創作者即以自己的智力勞動單獨或共同完成布圖設計的人。由于布圖設計的各個部分是密不可分的，具有整體性，缺少任何一部分布圖設計都將無法完成預先希望達到的功能，因此，由多人共同創作完成的布圖設計其權利只能作為一個整體由各創作人共同享有，即使各創作人所創作的部分能夠與他人的部分相區分，他也不可能就這一部分設計單獨享有權利。但是法律允許合作者就布圖設計專有權的歸屬作出約定。

②主持創作布圖設計的法人或組織

根據我國《集成電路布圖設計保護條例》第9條第二款的規定：“由法人或者其他組織主持，依據法人或者其他組織的意志而創作，并由法人或者其他組織承擔責任的布圖設計，該法人或者其他組織是創作者。”由法人或組織主持創作的布圖設計類似于版權法中的職務作品，其權利不由直接完成創作的人享有而由有關的單位享有。

③經約定可以享有權利的委托人

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

④以上主體的權利繼受人

布圖設計權利人是自然人的，自然死亡之后，其專有權在法律規定的保護期內可依照繼承法的規定轉移。布圖設計專有權屬于法人或者其他組織的，法人或者其他組織變更、終止后，其專有權在法律規定的保護期內由承繼其權利、義務的法人或者其他組織享有，沒有承繼其權利、義務的法人或者其他組織的，則布圖設計進入公有領域。

另外，我國法律還規定外國人創作的布圖設計首先在中國境內投入商業利用的，依照我國的法律可享有布圖設計專有權。外國人創作的布圖設計其他作者所屬國同中國簽訂有關布圖設計保護協議或與中國共同參加有關布圖設計保護的國際條約的，也可依我國法享有布圖設計專有權。

（2）布圖設計專有權的客體。

《集成電路布圖設計保護條例》中規定，布圖設計專有權的客體是具有獨創性的布圖設計。這一規定與《WIPO條約》①中的規定是一致的，我國已是該條約的正式簽字國。布圖設計的獨創性是指該布圖設計是創作者自己的智力勞動成果，并且在其創作時該布圖設計在布圖設計創作者和集成電路制造者中不是公認的常規設計。但如由常規設計組成的布圖設計，其組合作為整體符合前述條件的，也是受到保護的客體。這一規定是為保護集成電路進一步發展而作的特別規定。我國法對布圖設計的保護，不延及思想、處理過程、操作方法或者數學概念等。具體來說，一項布圖設計要取得專有權，必須具備以下的條件：

①實質要件：申請保護的布圖設計必須具有原創性。

具有原創性包括兩層含義，一是指該布圖設計必須是創作人自己智力勞動的成果，而非簡單復制他人的布圖設計。二是指該布圖設計應具備一定的先進性，即它在創作完成時不能是當時集成電路產業中常用的，顯而易見的或為人所熟知的。

對原創性的規定，大多數國家都大致相同，《WIPO條約》中對此亦作出了詳細的規定，我國作為集成電路技術較為落后的發展中國家，作出這樣的規定有利于鼓勵有關技術人員的積極性和主動性，以促進集成電路產業的發展。

②形式要件：即取得保護的布圖設計在形式上必須具備的條件。

我國以登記作為布圖設計取得權利保護的形式要件。

我國已規定了一套類似計算機軟件版權登記的布圖設計權登記制度。如果不進行登記，權利人將很難證明其布圖設計在創作完成時是非顯而易見的，因為布圖設計的發展十分迅速，等到侵權糾紛出現時，舉證已相當困難，建立一套登記制度即可在很大程度上解決這一難題。

（3）布圖設計專有權的內容

布圖設計專有權的內容即指布圖設計專有權的具體權能。根據《集成電路布圖設計保護條例》的規定，我國的布圖設計專有權的權能主要包括：

①復制權，即權利人有權通過光學的、電子學的方式或其他方式來復制其受保護的布圖設計或者含有該布圖設計的集成電路。這種復制（reproduce）與版權法中的復制（copy）是不同的，它必須通過特殊的方法實現，實際上是一種重新制作。所以，我國《條例》中明確規定：“復制，是指重復制作布圖設計或者含有該布圖設計的集成電路的行為。”

②商業利用權，即布圖設計權人享有的將受保護布圖設計以及含有該受保護的布圖設計的集成電路或含此種集成電路的產品進行商業利用的權利。各國立法對此權利內容的規定不完全相同，但一般都包括出售權、出租權、展覽陳列權以及為商業目的或其他方式的利用而進口的權利等。我國法所規定的商業利用，是指為商業目的進口、銷售或者以其他方式提供受保護的布圖設計，含有該布圖設計的集成電路或者含有該集成電路的物品的行為。

值得注意的是，從各國現有的集成電路法規定看，布圖設計權均不包括任何精神權利，且布圖設計權不影響權利人根據其他法律而對布圖設計所享有的權利。

（二）布圖設計專有權的權利限制

作為一種知識產權，和專利權及版權一樣，布圖設計權的行使也存在一定的限制。從各國立法的情況來看，對布圖設計權利的限制主要有以下幾種：

1.合理使用。這與版權中的合理使用相類似，主要包括為個人目的而復制或利用和為教學研究而復制或利用。

2.合理的反向工程。反向工程是現代集成電路工業發展的主要手段之一，但是反向工程也具有一定的特殊性，因為在復制他人布圖設計時也可能會用到反向工程的技術，以科學研究為目的的反向工程是合法的，而單純為獲取他人布圖設計而進行的反向工程則是非法的，這又涉及到一個侵權認定的問題。

3.權利窮竭。布圖設計權人或經其受權的人將受保護的布圖設計或含有該布圖設計的集成電路產品投入市場以后，對與該布圖設計或該集成電路產品有關的任何商業利用行為，不再享有權利。

4.善意買主。即基于善意，不知道有關半導體芯片產品的保護的存在而購買了該半導體芯片產品的人。這些人的行為是不能構成布圖設計侵權的。

5.強制許可。即在一定條件下，一國政府可以不經布圖設計權利人的同意強制作可他人或有關的組織使用其布圖設計。這一做法主要由一些發展中國家采用，一些發達國家如美國對此持反對意見。《WIPO條約》對強制許可采取了肯定的態度，允許締約各國根據自己實際情況在法律上規定強制許可制度。

根據我國《集成電路布圖設計條例》第四章的規定，我國對布圖設計專有權行使的限制主要體現在以下這幾個方面：

（1）為個人目的或者單純為評價、分析、研究、教學等目的而復制受保護的布圖設計的。

（2）在依據前項評價、分析受保護的布圖設計的基礎上，創作出具有獨創性的布圖設計的。

（3）對自己獨立創作的與他人相同的布圖設計進行復制或者將其投入商業利用的。

（4）受保護的布圖設計、含有該布圖設計的集成電路或者含有該集成電路的物品，由布圖設計權利人或者經其許可投放市場后，他人再次商業利用的。

（5）在國家出現緊急狀態或者非常情況時，或者為了公共利益的目的，或者經人民法院、不正當競爭行為監督檢查部門依法認定布圖設計權利人有不正當競爭行為而需要給予補救時，國務院知識產權行政部門可以給予使用其布圖設計的非自愿許可。但是取得非自愿許可的自然人，法人或其他組織應向布圖設計權利人支付合理的報酬，其數額由雙方協商；雙方不能達成協議的，由國務院知識產權行政部門裁決。

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

（三）布圖設計侵權及其認定

所謂布圖設計侵權，即指侵犯了布圖設計權利人的權利，依法應承擔法律責任的行為。它主要包括非法復制與非法進行商業利用兩種。其中非法進行商業利用的行為比較容易認定，也易取證，但對非法復制的認定卻存在一定的難度。非法復制主要有兩種：

1.完全復制，即將原布圖設計原封不動照搬下來。這種情況比較好認定，因為開發一種布圖設計是一項艱巨復雜的腦力勞動，兩個相互獨立的開發人在互不接觸的情況下獨立開發的兩種功能相同的布圖設計，雖然在電路原理上有可能相似，但是表現在掩膜版上的具體元件布置、連線等布局完全一模一樣的可能性幾乎為零，因此在實踐中如發現兩種完全一樣的布圖設計，那么必定是后一布圖設計人復制了前一設計人的布圖設計，舉證責任主要集中在開發時間先后上，如果規定有布圖設計的登記制度，這就比較容易認定。

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

筆者認為，在認定這種侵權行為時必須抓住兩個關鍵：一是兩種布圖設計是否實質相似，二是另一布圖設計創作人是否曾接觸過受保護的布圖設計。確定了這兩點，侵權的判定即可成立。對是否實質相似的認定，主要可從兩個方面著手：（1）從設計組成上看，首先在量上確定，兩種布圖設計相同的部分有多少，占全部布圖設計的比重有多大，一般而言，相同的越多，是復制的可能性就越大，另外在質上可考察相同的部分在整個設計中所起的作用是否相同，如果起的都是核心的作用，那么就很容易構成實質相似。（2）從功能上看，兩種布圖設計的功能是否相同是二者是否實質相似的根本要件，如果兩種功能完全不同的布圖設計，即使其元件布局、線路布置絕大部分相同，也不可能構成實質相似。抓住了這兩個關鍵，對于仿制的侵權認定就相對容易了。

總之，我國的《集成電路布圖設計條例》已初步建立了我國的集成電路布圖設計的知識產權保護理論體系，對布圖設計侵權作了規定，并且規定了侵權人應當承擔的法律責任。但我們仍需要在今后的布圖設計權利保護實踐中進一步改善我國的保護制度，使布圖設計專有權的保護更全面更完善，從而促進我國集成電路產業的進一步發展。

[注   釋]：

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

[參考書目]

1. 鄭成思著《計算機軟件與數據的法律保護》，法律出版社，1987版。

2. 鄭成思著，《信息、新興技術與知識產權》，中國人大出版社，1986版。

3. 英明初著，《計算機軟件的版權保護》，北京大學出版社，1991年8月版。

4. 唐光良、董炳和、劉廣三著，《計算機法》，中國社會科學出版社，1993年11月版。

5. 劉江彬著，《計算機法律概論》，北京大學出版社，1992年7月版。

6. 趙震江主編，《科技法學》，北京大學出版社，1991版。

第4篇：集成電路概念范文

關鍵詞：課程體系改革；教學內容優化；集成電路設計

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

以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展，2000年，國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》，我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而，我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年，全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產業，明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領未來產業發展。2014年6月，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，加快推進我國集成電路產業發展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年，我國芯片設計人員達不到需求的10%，集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求，2001年，教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業，期間，由于專業調整，暫停招生。2012年，電子科學與技術專業恢復本科招生，主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量，提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求，從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。

一、專業課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業基礎課的教學。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課，為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實，將導致學生在學習專業課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內某些高校將這些課程設置為選修課，開設較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程，而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系，前者是后者的基礎，后者是前者理論知識的具體應用。并且，在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上，開設后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養計劃中，沒有開設“半導體物理”，直接開設“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎，很難進入狀態，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時，如果沒有半導體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關。

3.課程內容理論性太強，嚴重打擊學生積極性。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時，過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導，而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數學基礎較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式：“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”；“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則，根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識，環環相扣，合理設置各專業課的開課先后順序，形成先專業基礎課，再專業方向課，然后寬口徑專業課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式，也就是三個本科專業大學一年級、二年級統一開設課程，主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數學、物理等基礎知識，為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始，分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務，其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎，為了保證學習的延續性，擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設計”課程設置96學時，由2位教師承擔教學任務。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為6～17周；再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為8～19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程，并設置其為選修課，這樣設置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業方面知識，為找到好工作提供有力保障。

2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式，專業課程要在大學三年級才能開始開設，時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標，培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才，需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎，因此，在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業方向課程，教師不但要講授集成電路設計方面的知識，也要側重于集成電路設計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此，在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發學生的學習興趣。

三、結論

集成電路產業是我國國民經濟發展與社會信息化的重要基礎，而集成電路設計人才是集成電路產業發展的關鍵。本文根據調研結果，分析目前集成電路設計本科專業課程體系存在的主要問題，結合我校實際情況，對我校電子科學與技術專業集成電路設計方向的專業課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業課程體系，并對專業課程講授內容進行優化。從而滿足我校集成電路設計專業創新型人才培養模式的要求，為培養實用創新型集成電路設計人才提供有力保障。

參考文獻：

[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設計人才培養課程體系改革[J].電氣電子教學學報，2010，（5）.

[2]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）.

[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設計專業創新型人才培養模式探索[J].電力教育，2013，（28）.

[4]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].教育與教學研究，2008，（22）.

第5篇：集成電路概念范文

電子電路課程是電工專業的專業基礎課，也是非電工專業如計算機、機械等專業的非常重要的技術基礎課程。電子電路課的主要任務是為學生學習專業知識和從事工程技術工作打好電子電路技術的理論基礎，并接受基本技能的訓練。學生學好該課程無論是對后續專業課程的學習，還是畢業以后的工作或者對繼續深造都起著重要的作用。

1.教師的實踐能力

經過幾年的教學活動和參加產品開發研制工作，證明理論教學與實際結合是至關重要的。在電子電路課程中，學生最終應達到兩個目標，一是會將實際電路抽象成電路模型，并能分析其原理，當電路出現故障時會修復;二是會分析已經繪出的電路模型，達到實現電路設計的目的。上述教學目標的實現，需具備兩個條件，一是教師的實踐能力，二是實驗設備與手段。現任的成人高校教師中，90%是從應試教育的模式中培養出來的，他們中的絕大多數人都是從學校出來后直接進入教育崗位的。教師本身就沒有實踐經驗，所以在教學中只能有意無意地避開實踐環節。但這一現象導致了人才培養的惡性循環。因此，教師和學校都應從這一誤區中盡快地走出來。教師是否了解學科技術的前沿，能否更多地將當前新工藝——現代新產品設計流程;新電子元件——目前廣泛使用的新器件，新儀器產品——現代電子儀器的使用介紹等內容融入課堂教學是至關重要的。

2.學生的學習狀況

在課堂教學中，開始學生還可以接受一些知識，但隨著教學的深入，學生感到了困難，隨之學習的興趣越來越少，主動學習便是一句空話，學習者也就是為了應付考試，最終的教學目的很難達到。

3.實驗課的現狀

由于工科專業招生困難，大部分學校把經費都投向了計算機房等能馬上收回成本、賺錢的項目上。因此，電工實驗都在吃著老本，用著十幾年前的儀器設備，跟不上現代工業的發展及電路設計的要求，實驗質量也因此受到很大的影響。所以，合理地增加實驗經費，更新實驗設備已迫在眉睫。另外，課時的壓縮，導致教師把重點放在知識的傳授上，對于實踐環節只用很少的課時，這對提高學生的動手能力是極為不利的。

二、電子電路教學方法探討

1.注重基礎知識的教學同時避免過于片面性

面對學生編寫教材和教學時，模擬電子電路課程不易片面強調以集成電路為主，理由如下：

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

（2）模擬電子電路課的新概念多，所涉及的基本理論、基礎知識和基本方法對專科生的培養起著重要的作用;而且課程的內容體系與其他相關的專業課程之間保持著緊密的銜接和交融，因此在基本概念的講述上不能壓縮篇幅。另外，概念清楚、基礎理論扎實，也是靈活應用集成電路的關鍵。

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

（4）集成電路內部結構極為復雜，大量問題不是從電路的基本原理考慮，而是從工藝角度考慮的，從提高性能指標考慮的。若提倡以集成電路為主，很容易出現內部電路講的過細的情況，影響了基本理論的學習。

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

從以上五個方面來看，片面強調以集成電路為主的提法容易偏離模擬電子電路課程的方向，不利于加強基本概念和基本理論的學習，不利于打牢基礎。

2.以實例為基礎，講授課程的主要內容

為提高學生的學習興趣，開始先提出一個實際問題，例如用比較通俗語言講解“電視信號測量儀”的原理方框圖，對“電視信號測量儀”產品的原理方框圖，先提出問題，再解決問題，在解決問題中根據課程基礎知識銜接問題，確定方框圖中各個方框詳細內容解剖的順序，在講解基本原理的基礎上一個一個攻克。在學生的頭腦中始終有一個主線——解決實際問題，課程的主要內容逐步展開，使學生清楚學習完某一個單元電路后，它可以解決什么問題，今后如何應用。

例如：介紹檢波方框時，先介紹二極管的構成、符號和特性，在介紹二極管的各種用途時，重點講解二極管的檢波特性，即如何將交流電變為直流電的過程，同時使學生對單元電路和整體之間的關系有深入了解。又如講解中頻放大器方框時，從三極管入手，可將模擬電路的主要內容引出;在LCD顯示方框中，可引出數字電路中許多常用的單元電路部件。

3.以實例為切入點，改進實驗手段，培養學生的設計能力

在教學中盡量多地通過實例的引用，使課堂教學內容豐富，不斷激發學生的學習興趣。但增加實驗課時與改進實驗手段仍是實現培養目標的關鍵。首先應明確實驗課已不是傳統意義上的電路物理量的測量與計算、驗證定理。隨著計算機的迅速發展，實驗應提供給學生電子自動化設計工具，如Pspice軟件，該軟件能夠模擬電路的性能，可以把它引入到教學與實驗中，課堂上以實例中的某一模塊為切入點，用計算機模擬電路性能并進行輸入輸出測量，使學生對實際電路的性能有較直觀的了解，并借助該軟件分析電路。

4.在實驗教學和實驗室科學化管理中加強計算機的應用

第6篇：集成電路概念范文

關鍵詞：電子信息；專業課程；模擬電子技術

1 模擬電子技術基礎課程的特點

模擬電子技術基礎，又稱為電子技術基礎模擬部分，與數字電子技術一起統稱為電子技術基礎。是面向電子信息學科的專業基礎必修課。該課程的特點包括：重要性，模擬電子技術是現代化重中之重的技術；非線性，電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似等）；工程性，在足夠精確的情況下，為了計算方便，常用近似來化簡；微觀性，深入到原子電子級分析問題；實踐性很強，動手性很強，需要很好的實踐，不實踐學不好；復雜性，易受多種因素影響，如溫度，隨機性，光照等等影響，參數宜變，參數分散等增加了該課程內容的復雜程度；基礎性，是后續電子類課程的基礎，也是電子信息類專業考研的課程之一；主干性，是電子信息類本科專業的主干專業課程。本課核心是電子放大器，該課程主要就是講放大。

模擬電子技術基礎課程的基本概念、基本分析方法已經滲透到了各行各業各個領域。包括廣播通信：發射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機等；互聯網絡：路由器、ATM交換機、收發器、調制解調器等；工業領域：鋼鐵、石油化工、機加工、數控機床等；交通方面：飛機、火車、輪船、汽車等；軍事領域：雷達、電子導航等；航空航天領域：衛星定位、監測；醫學領域：γ刀、CT、B超、微創手術等；消費類電子領域：家電（空調、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表）、電子玩具、各類報警器、保安系統等。電子技術的發展，推動計算機技術的發展，使之“無孔不入”，應用廣泛。

模擬電子技術基礎課程的學習使學生牢固掌握模擬電子電路系統的分析能力和集成電路的創新設計能力，掌握模擬電子信號和系統的基本原理及基本分析方法，深入理解模擬電子電路系統的各個組成部分的基本原理，掌握應用所學典型模擬電子系統解決信號分析問題的方法，掌握集成電路的設計原理和實現方法。為學生進一步學習有關信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎。

2 模擬電子技術基礎課程的先修課程

模擬電子技術基礎課程的先修課程有《高等數學》、《大學物理》和《電路分析基礎》，其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎》。簡單來說可以將電路分析基礎和模擬電子技術基礎歸為同一類專業課程，從內容上看，《電路分析基礎》主要讓學生掌握電子電路分析的基本能力，而《模擬電子技術基礎》課程則是學習對模擬信號的處理分析，從模擬電子系統的各個組成部分出發，分別學習各種典型的模擬電子電路，給學生建立起模擬系統的基本構架，為后續深入學習信號與系統的分析能力打好基礎。

模擬電子技術基礎課程在《電路分析基礎》學習的基礎上，分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統的各個方面。微觀深入到電子原子級，討論半導體材料的神奇，進而分析二極管、三極管和場效應管在微觀領域，內部載流子運動的情況，從而讓學生深入體會半導體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發，理解集成電路的奧妙，小到微觀電子原子級，大到模擬系統及大型集成電路的設計。學習模擬電子技術基礎課程之后，學生有了系統的概念，信號處理的概念，在此基礎上再進行數字電子技術的學習，學生更能理解和接受，電路分析基礎和模擬電子技術基礎兩門課雖然內容不同，各有側重點，但很多分析方法、理論公式都環環相扣，所以可以進行對比學習，提高學習效率。

3 模擬電子技術基礎課程設置知識要求

模擬電子技術基礎課程是電子信息專業本科生的專業基礎主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實踐性都很強的課程，是學習很多后續專業課的基礎。為今后深入學習電子技術在專業中的應用（例如在《信號與系統》、《數字信號處理》、《通信與系統》、《通信原理》、《嵌入式系統理論及實踐》等后續專業課程中的應用）打好基礎，為學生建立系統分析的概念，培養學生自主分析問題和解決問題的能力，幫助學生成功的從中學階段對電壓電流的具體求解，過渡到本科階段自主進行信號與系統的分析能力的培養。

4 模擬電子技術基礎課程設置能力要求

模擬電子技術基礎課程設置能力要求以理論基礎和實踐操作相結合，既保證嚴謹的理論體系，又結合工程實踐的特點。通過模擬電子技術基礎課程的學習，應能具備模擬電子電路的系統分析能力、大型集成電路系統的分析計算能力、簡單的集成電路設計能力，以及電子技術系統相關專業知識的自學能力。

5 模擬電子技術基礎課程達成目標要求

通過模擬電子技術基礎課程的學習，掌握模擬電子系統的各個部分，包括電子電路系統與信號、半導體二極管及其基本電路、半導體三極管及放大電路基礎、場效應管放大電路及其應用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號的運算與處理電路、信號產生電路、直流穩壓電源等典型模擬電子電路系統的分析計算能力及基本集成電路系統的設計能力，培養學生分析問題和解決問題的自主學習能力；學會用所學的典型模擬電子電路系統自主創新設計完整的模擬集成電路系統，輔助實現模擬電子電路系統的各種基本功能；能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬仿真，實現不同類型模擬電路系統的功能，通過實驗環節操作訓練具備處理實際工作問題的相關專業技能，理論與實踐相結合，更好的理解模擬電子技術這門學科的專業知識，為后續專業課程打好基礎。

6 教學方法建議

和眾多電子信息類專業基礎課一樣，模擬電子技術基礎課程以理論講授與實踐操作相結合，理論部分也是以教師講授為主，課程內容繁多，有時候為了在有限的學時內完成全部的課程內容講授，很多教師會全程進行講授，學生被動的接受知識，猶如過眼云煙，沒有足夠的消化理解相關知識點的時間，真正理解領會的知識點非常有限，不懂的內容還需要教師花更多的時間來反復講解，其實這樣的教學模式，教師辛苦不說，教學效果還會極差。理論部分的講授應該著重抓課前預習及課后復習，上課前十分鐘用來對前一次課的內容及要求預習的內容做提問，以這種方式督促學生進行課前預習和課后復習，對知識點進行鞏固。

綜上所述，《模擬電子技術基礎》這門課程對電子信息類專業的本科生非常重要，另外電子信息類本科專業基礎課程還有很多，不僅僅是模擬電子技術基礎，每門不同的專業課程都有其特點和用途，學生只要從宏觀的角度，理解其中的關聯性和銜接性，教師也可適當讓學生了解每門課程設置的知識要求、課程設置的能力要求，以及課程的達成目標要求等，只為每一位學生能學好每一門專業課，真正具備電子信息的相關專業技能。

參考文獻

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第四版）[M].高等教育出版社.

第7篇：集成電路概念范文

關鍵詞： 微電子學專業微電子技術課程教學改革

在當今的信息時代，微電子學的應用已經深入國民經濟的各個領域。微電子技術的發展需要大量的多種多樣的人才，既需要設計和制造的人才，又需要科研和教學的人才，也需要管理和市場開發等方面的人才。因此，微電子學專業與其他專業一樣要培養高素質的專門人才，在業務素質方面，要培養出既具有扎實的理論基礎又具有很強的技術意識和技術能力的人才，培養出具有微電子背景的理工科復合型專業人才，以適應現代化建設和社會發展的需求。

一、課程現狀

由于受傳統辦學模式的影響很深，學生的學習能力、適應環境的能力還不強。

1.課程設置和教學內容在一定程度上脫離實際需要。許多課程的內容和實施計劃與其他本科專業有相當的雷同，這對基礎相對薄弱的學校學生來說可謂是難上加難，導致掌握的基礎知識不堅實。

2.工程教育的非工程化現象嚴重，學生能力的培養與當前電子技術實際需要的技能結合不緊密；教學內容重復，層次不分明，銜接不科學，注重每門課程理論體系的完整性，但輕視課程之間的橫向聯系。

3.重視教材的編寫，輕視專業建設和課程的開發。

4.授課方式單一，重視教師的主導作用，輕視學生學習的主動性、自主性，實施“以講為主”的教學方法仍然偏重，不利于學生能力的培養。

5.實踐性教學環節薄弱，許多學校對許多課程的教學實施手段與要求相距甚遠。

二、教學內容的改革

1.微電子學專業的學生必須掌握電子線路的基本概念理論和方法，必須系統地學習電路分析基礎、模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎等電子線路的基礎知識。但是這些基礎課程與微電子專業課程的內容有許多重復之處，比如：《電子線路》教材中的內容與微電子學專業的《集成電路設計原理》等課程中的內容有許多重復。為了避免重復，需要有合理的開課時間安排，如《電子線路》課程應安排在《集成電路設計原理》之前，這樣有利于合并課程中相互重疊的部分，既節約課時，又保證學生的系統學習。隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路分析與設計方法發生了重大的變革，以電子計算機輔助分析與設計為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于電子電路、集成電路與系統的設計之中，它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計中的關鍵技術之一，是必不可少的工具與手段。因此，微電子技術專業課程內容應該增加計算機輔助分析與設計，可以與集成電路課程緊密結合起來，以適應教學改革的需要。

2.加強計算機的訓練與應用，EDA設計技術是微電子技術的重要技術之一，集成電路的整個設計過程都普遍使用計算機輔助或電子自動化設計技術的工具，以計算機為基礎，因此培養的學生必須具有很強的計算機應用和電路開發能力。學生在本科四年學習過程中要結合不同時期的學習內容，不斷地進行計算機訓練。不僅在硬件方面，而且在軟件方面，都要進行嚴格的訓練。在學習《計算機基礎》、《B語言》、《微機原理及應用》、《算法與數據結構》等計算機基礎課程期間，要結合上機訓練和編寫基本的程序，使學生熟悉計算機的基本原理和基本軟件的使用。同時，要不斷地更新和補充教學內容，把最新的技術內容引入教學中，對學生進行培養訓練。

三、教學方法的改革

工程性、系統性和適用性強是該課程的顯著特點。大部分學生在學完這門課程后，只是了解了一些專業術語，掌握了一些基本原理及方法，但理論知識運用不夠靈活，稍微復雜的電路圖就看不懂了，也不會分析和調試電路，更談不上設計和制作電路。長期以來，學生對這門課程的學習普遍感到比較吃力，甚至一些學生由于在學習該課程時產生了畏懼感，在以后的學習中凡是遇到跟模擬電路有關聯的課程都不自覺地帶有畏難情緒，從而影響了后續相關專業課程的學習，許多老師反映難教，教學效果比較差。所以必須對傳統的教學手段進行改進。

1.授課。學生注意力的高低，是評判教學成功與否的一個重要指標。微電子技術課程知識點多、內容抽象，學習過程中困難大。傳統的教學手段以板書和理論分析講授為主。這樣的教學過程，學生在學習時聽起來、看起來枯燥乏味，注意力常常不集中，對于該課程中很多抽象的概念難以理解，講課效率低下。而多媒體課件融圖、文、聲為一體，動靜結合，把看、聽、說、寫、想結合在一起，圖文并茂、視聽結合，富有吸引力，能引起學生的無意注意，使學生的注意力穩定集中，可以更好地增強聽課效果。教師交替使用幾種授課方法可有效引導學生將注意力集中到教學中來，從而保證教學質量。

2.開展課堂討論。把時間留給學生，充分調動學生的學習自主性在教學過程中，專門抽出時間留作課堂討論，以學生獨立自主學習為前提，以課外文獻閱讀為討論內容，通過科研專題討論的形式，為學生提供充分自由的表達、質疑、探究、討論問題的機會，將自己所學知識應用于解決實際問題。這樣可調動學生的積極性，促使他們自己去獲取知識以及發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，從而開發學生的智力，培養自學能力及創新能力。

3.實驗和仿真。在集成電路設計及CAD技術教學內容中加入實踐環節，在講授理論知識的基礎上增加VHDL模擬、電路模擬、器件模擬、工藝模擬的實驗教學內容，充分利用學校的EDA實驗資源，在實驗中利用可視化的技術使原本抽象、實驗難度大、成本高或無法演示的內容形象化、可視化，使復雜、枯燥的內容變得直觀、有趣、容易理解，從而充分調動學生的積極性，增強實驗效果，適時進行簡練清晰的解說，給學生留下深刻的印象，使學習變得輕松而愉快，提高學生的學習興趣，深化理論學習，為后續課程的學習和走上工作崗位打下堅實的基礎。在集成電路制造工藝講授過程中，盡可能地組織學生參觀各類先進的半導體制作工藝相關實驗室，提高學生對制作工藝的感性認識，培養學生以后從事微電子行業的興趣。

隨著計算機硬件的飛速進步和軟件技術的迅猛發展，虛擬仿真技術成為當前流行的新型教學手段。傳統的實驗教學手段，由于實驗室購置的設備和儀器，特別是微電子專業的實驗設備價格高昂、操作復雜、容易損傷，同學們很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術的教學方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結果直觀明了，既能培養學生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學習興趣，激發學生的創造性。虛擬仿真技術在微電子專業教學中的應用主要體現在兩個方面：一是在電路設計方面，基于電子設計自動化EDA技術實現對電子線路（包括集成電路與版圖）的模擬仿真；二是在微電子工藝與器件方面，基于半導體工藝和器件的計算機輔助技術TCAD實現對微電子制造工藝和半導體器件結構及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強大功能，包括軟件所具有的可升級性，在課堂和實驗中通過軟件設計微電子電路、工藝和器件，在屏幕上模擬其功能，可使教學概念清晰，內容生動，過程可視，還能夠大幅節省實驗設備的購置和維護費用，經濟高效。

4.課程設計。課程設計可以培養學生綜合分析、實際動手能力，同時能夠培養學生獨立解決問題、探索創新能力及組織所學知識的能力，更為重要的是這些設計能增加學生學習的趣味性。教師要組織帶有研制產品意義的綜合性應用課題，指導學生小組做設計。學生可以事先對自己的設計方案進行仿真研究，然后實施，從而節省設計時間，節約體力和精力。課程設計應激發學生的科研興趣，活躍學生的思維，開闊學生的知識面，促進學生對所學知識的綜合運用，培養學生獨研究的能力，提升實驗教學的整體質量和水平。例如以研制有新技術指標要求的集成溫度傳感器為課題，讓學生首先利用計算機做電路綜合、模擬調整、仿真、版圖設計與驗證并制備出掩模版，然后投片到芯片測試，根據測試結果分析問題，必要時返回進行第二次、第三次設計和投片。這個階段要增加工藝制備實踐的環節，注意工藝技術的培養。當然，要在畢業設計的有限時間中成功地研制出一個新的微電子產品是不大可能的，但是，把這種有創新意義的課題讓學生去實踐，對培養學生的創新能力會起很大的作用。

四、結語

目前，我國人才供求結構中存在著嚴重的“所供非所求，所教非所需”的不對稱現象：一方面，我國對集成電路設計師的需求達幾十萬，人才缺口很大，另一方面，我國每年卻有大批的大學生畢業后找不到工作，造成巨大的就業壓力。要解決這一問題，高校教育要針對我國集成電路制造和設計人才缺乏的現狀探索新型的高水平、復合型的集成電路人才培養模式，面向市場，及時了解微電子產業的人才需求情況，根據市場需要，及時調整教學體系，確定人才培養方向，探索新的教學模式，有效提高教學質量，培養適合時展需要的人才。

參考文獻：

［1］倪振文，王俊年等.電子信息專業實踐教學體系改革的研究［J］.實驗室研究與探索，2004.

［2］黃翠柏.計算機仿真技術在電子技術教學中的應用［J］.中國科技信息，2011.

［3］張德時.信息技術環境下高校學生多元化學習模式研究［J］.中國成人教育，2011.

［4］汪慧蘭.微電子技術課程設置與改革初探［J］.內蒙古電大學刊，2008.

第8篇：集成電路概念范文

“電子設計自動化”課程教學效果直接影響著人才培養的質量，因此，優秀的教學方法和教學質量是教學過程中必須重視的。筆者根據近幾年的教學經歷，總結經驗，開拓創新，形成了一套特有的教學方法，旨在培養出基礎牢、思路清、知識廣、能力強的電子設計自動化人才。

一、“電子設計自動化”課程教學的特點

電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數側重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。

1.既要有廣度，又要有深度

有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環節都要讓學生了解，從而使學生從整個產業鏈的角度出發，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。

2.突出硬件電路設計的概念

在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。

3.理論與實踐并重

“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創新能力。

二、“電子設計自動化”課程教學方法總結

良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據近幾年的教學經驗總結了一些行之有效的教學方法。

1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界

電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領域產生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現代化的多媒體授課技術，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業的發展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向學生介紹一些使用EDA技術實現的當前比較主流的產品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關的產業有了相應的了解，更激發了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。

2.以實例展開理論教學

“電子設計自動化”的學習內容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發軟件（以QUARTUSII為學習對象）和實驗用開發板（以FPGA開發板為學習對象）。硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產生厭倦感。如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規則是一個教學難題。筆者改變傳統觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。

3.將硬件電路設計的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質區別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應用實例時，需要向學生分析該例中的語句和硬件電路的關系，并強調這些語句與軟件語言的區別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產生不同的電路結構。完整的if語句產生純組合電路，不完整的if語句將產生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結構特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結構圖來說明。

如以下兩個程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsifa<btheny<='0'；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsey<='0'；endif；endprocess；end；（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區別卻決定了兩個程序的電路結構有很大的不同。（1）綜合的結果是一個時序電路，電路結構復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結果是一個純組合電路，電路結構非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區別。強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規范、高效、資源節約的設計風格，培養一個優秀的硬件電路設計工程師。

4.通過實踐拓展強化學生動手能力

“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業設計內容相結合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業設計已經開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向學生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統，比如遙控小車、溫度測控系統等，鼓勵他們將所做的內容與畢業設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養了他們的團隊協作精神，為他們以后的繼續深造和工作做了鋪墊。

第9篇：集成電路概念范文

[關鍵詞]工藝原理 器件模擬與仿真 微電子技術

[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）11-0112-03

0引言

西安郵電大學微電子科學與工程專業源于原計算機系的微電子學專業，2005年開始招收第一屆本科生，專業方向設置偏向于集成電路設計。2013年，根據教育部《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》的專業設置，將微電子學專業更名為微電子科學與工程專業。2009年至今，該專業累計培養本科畢業生6屆。根據歷年應屆畢業生就業情況和研究生報考方向，我們發現半導體工藝方向人數比重呈現逐年上升的趨勢。另外，隨著我國經濟的快速發展，中西部地區半導體行業的投資力度也越來越大，例如韓國三星電子有限公司、西安愛立信分公司等落戶西安，半導體人才需求日益增加。

根據2014年，微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位，設置出半導體工藝、集成電路設計兩大課程體系，可實現半導體工藝、集成電路設計和集成電路應用人才的個性化培養。半導體工藝課程體系除設置固體物理、半導體物理學、半導體器件物理等專業基礎課程外，還包含集成電路工藝原理、器件模擬與仿真、集成電路制造與測試和半導體工藝實習等專業課程。本課程體系是微電子技術領域人才培養的核心，旨在培養學生掌握集成電路制造的工藝原理、工藝流程以及實踐操作的能力，同時也是培養具有創新意識的高素質應用型人才的關鍵。

因此，整合集成電路工藝原理與實踐課程體系的教學內容，充分利用微電子技術實驗教學中心現有的硬件環境和優勢資源，加強軟件設施，例如實踐教學具體組織實施方案及考核機制的建設，構建內容健全、結構合理的集成電路工藝原理與實踐課程體系，對微電子科學與工程專業及相關專業的人才，尤其是半導體工藝人才培養的落實和發展具有重要意義。

一、面臨的主要問題和解決措施

（一）教學面臨的主要問題

課程體系是高等學校人才培養的主要載體，是教育思想和教育觀念付諸實踐的橋梁。集成電路工藝原理與實踐課程體系注重理論教學與實踐教學的緊密結合，不僅讓學生充分了解、掌握集成電路制造的基本原理和工藝技術，而且逐步加強學生半導體技術生產實踐能力的培養。然而，該課程體系相關實踐環境建設與運行維護耗費巨大，致使大多數高等院校在該課程體系的教學上僅局限于課堂教學，無法做到理論與實踐相結合。

為解決這一問題，學校經過多方調研考察、洽談協商，與北京微電子技術研究所進行校企合作，建立了半導體工藝聯合實驗室。通過中省共建項目和其他項目對半導體工藝聯合實驗室進一步建設、完善，為微電子科學與工程專業及相關專業本科生提供了良好的工藝實踐平臺。然而，在實際教學過程中，專業課程內容不能模塊化、系統化，理論教學與實踐教學嚴重脫鉤，工程型師資人員匱乏，教學效果不理想。因此，對集成電路工藝原理與實踐課程體系進行深化改革與探索，可謂任重而道遠。

（二）主要的解決措施

1.課程體系整合優化

集成電路工藝原理與實踐課程體系服務于半導體產業快速發展對人才培養的需要。本課程體系以集成電路工藝原理、器件模擬與仿真和工藝實踐為主線，將集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真、集成電路封裝與測試、新型材料器件課程設計和半導體工藝實習等課程內容進行整合，明確每門課程、知識的相互關系、地位和作用，找到課程內容的銜接點，讓每一門課程都發揮承上啟下的作用，保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求。在此基礎上，設置半導體材料、半導體功率器件、納米電子材料與器件等專業選修課，培養學生的興趣、愛好和特長，以滿足個性化培養需要。

為解決微電子科學與工程專業本科生實踐形式單一、綜合程度不高導致解決實際問題的應用能力不足等現象，集成電路工藝原理與實踐課程體系在力求理論教學與實踐教學有機融合的基礎上，設置微電子學基礎實驗、半導體器件模擬仿真、半導體工藝實習以及新型材料器件課程設計等實踐課程，形成由簡單到綜合、由綜合到創新的遞階實踐教學層次。通過獨立設課實驗、課程設計、科研訓練、生產實習、社會實踐、科技活動和畢業設計等實踐環節達到預期的效果。同時，注重課程形式的綜合化、科研化，提高綜合性、設計性實驗比例，使實踐課程與理論課程并行推進，貫穿整個人才培養過程。

2.考核體系的完善

考核體系總體上包括理論課程考核體系和實踐課程考核體系。目前，理論考核體系已基本成熟。然而，長期以來，我國教育領域由于實踐教學成本高、經費得不到保障，所以考核主體對實踐環節考核的積極性不高、重視程度不夠，導致考核制度不完善。集成電路工藝原理與實踐課程體系在不斷完善理論教學考核體系的同時，尤其注重實踐教學體系的改革。將教學實驗項目的實驗過程、工藝參數和器件性能等列為考核的過程。兼顧定性與定量相結合、過程與結果相結合、課內與課外相結合、考核與考評相結合的原則，不斷完善實踐教學的考核體系，形成以學生為中心的適應學生能力培養和鼓勵探索的多元實踐教學考核體系。該體系能全面、準確地反映學生的應用能力和實際技能，激發學生的學習動力、創新思維和創新精神，促進人才培養質量和水平的提高。

3.教學團隊構建

根據集成電路工藝原理與實踐課程體系對高素質應用型人才培養的需要，本教學團隊秉承“以老帶新”的傳統，為青年教師配備老教授或資深教授作為指導教師。在日常教學過程中，由老教師對年輕教師進行業務指導，負責教學質量的監控與授課經驗的傳授。在老教師的“傳、幫、帶”和示范表率作用下，青年教師間互相聽課、交流教學心得，定期組織教學競賽，體現以人為本，強調德才兼備，營造青年教師良好的教與學氛圍。同時，課程體系團隊積極為任課教師創造條件，加大隊伍培養建設，鼓勵教師走出去，了解企業的運作模式，提高自身的業務能力。目前，已有多位教師到企業參觀交流、參加各種業務能力培訓，取得了多種職業資格認證，教師的業務能力和水平得到大幅提升。

西安郵電大學經過多年建設和培養，形成了一支結構合理、師資雄厚的教學團隊，具有高學歷化、年輕化和工程化的特點。本課程體系現擁有任課教師15名，其中具有博士學位的教師7名，副高以上職稱的教師8名，40歲以下的教師占課程組教師總數的60%，具有工程實踐經驗的教師占課程組教師總數的40%。

4.實驗環境的優化

實驗環境是實踐教學和科學研究的關鍵性場所。根據微電子科學與工程專業半導體工藝、集成電路兩大課程體系對人才培養的需要，微電子技術實驗教學中心下設微電子學實驗教學部和集成電路實驗教學部，共計占地約1300平方米。微電子學實驗教學部下設微電子學基礎實驗室、半導體工藝仿真實驗室、半導體工藝實驗室、微 / 納材料器件實驗室、材料器件分析實驗室。微電子學基礎實驗室，擁有霍爾效應、高頻晶體管測試儀、四探針測試儀等常規設備，可實現微電子學專業基礎實驗。半導體工藝仿真實驗室，配置Silvaco、ISE和EDA等專業仿真軟件，可實現半導體器件工藝參數和性能的仿真。半導體工藝實驗室擁有雙管氧化擴散爐、光刻機、LP-CVD、離子束刻蝕機、磁控濺射臺、高溫快速退火和激光劃片等設備，可實現半導體工藝生產。微 / 納材料器件實驗室設計專業，配備排風、有害氣體報警系統，擁有氣氛熱處理程控高溫爐、納米球磨機、高壓反應釜等設備，可實現多種納米材料器件的制備。材料器件分析實驗室，擁有吉時利4200-SCS半導體特性分析系統、太陽能模擬器和化學工作站等設備，可完成新型材料器件的測試分析。

通過實踐教學資源配置、環境優化，實現了實驗教學中心的整體規劃和布局;針對大型貴重精密設備配備專業操作人員，進行定期的維護和保養;制定大型設備的操作流程和規范，保證實踐教學的順利實施。實驗平臺的建設，將為相關專業的本科生、研究生和教師在實踐教學、科研方面搭建一個良好的學術平臺。

二、改革的特色和預期成果

（一）改革的特色

1.校內實驗平臺的優化

集成電路工藝原理與實踐課程體系的構建，使專業培養方向定位更加明確、教學內容更加明了。尤其是在教學形式上，從教學內容整合、考核體系制定、教學團隊形成和實驗環境優化等進行了多方位、多角度的改革探索。圍繞集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真和半導體工藝生產實踐教學內容為主線，保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求;利用選修課實現學生專業個性化培養。通過合理設置理論課程與實踐課程比例、課內課程與課外課程比例，可有效地控制教學內容的穩定性、機動性，推進課程內容的重組與融合。同時，引領學生獨立思考、主動探索，激發學生的創新意識和提高學生解決實際問題的能力。

2.校企合作實驗平臺的構建

在校內實踐教學的基礎上，微電子技術實驗教學中心先后與西安芯派電子科技有限公司、西安西谷微電子有限責任公司等微電子器件及測試公司建立了良好的交流合作關系。這些關系的建立，可使微電子科學與工程專業的學生在校外公司，例如在西安芯派電子科技有限公司進行半導體器件再流焊工藝的實習。校內外互補的工藝實踐體系構件，使學生不僅掌握集成電路工藝實踐基本知識和原理，更能夠掌握實際行業內集成電路工藝中需要考慮的系列問題，從而培養了工程的思維方式。

（二）改革的預期成果

1.達到理論與實踐教學的有機融合

理論學習是知識傳遞過程，實踐則是知識吸收過程。實踐環節教學能鞏固、加深學生對課堂上所學知識的理解，培養學生的實踐技能。集成電路工藝原理與實踐課程體系，將課程體系教學內容按層次分為半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐三個主要部分。通過半導體工藝原理的學習，掌握材料器件的基本參數、性能和制備方法;通過器件模擬與仿真，了解各種制備方法、工藝參數和器件性能之間的關系;通過半導體工藝實踐，充分調動學生的學習積極性、主動性和創造性，從而有效地加深對理論知識的理解，鍛煉實際動手能力。通過理論和實踐的有機融合，可有效培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

2.實現教學的開放性

集成電路工藝原理與實踐課程體系，在理論教學方面，打破傳統課堂教學的局限性，充分利用現代多媒體技術，實現網絡教學。通過網絡教學系統，開展互動學習的教學模式。將傳統教學活動如批改作業、討論答疑和查閱資料等傳到網絡教學系統上;開發試題庫，建設合理的測試系統。在實踐教學方面，將部分實踐教學環節以錄像的形式上傳到網站上供學生學習、參考，部分實驗室實行全天候的開放，學生自主學習、管理。通過興趣小組、創新項目和開放性實驗等多種方式，形成團隊教師定期指導、高年級學生指導低年級學生的滾動機制，激發學生潛在的學習能力、創新意識，提高學生的學習興趣和實踐動手能力，為我校培養微電子技術領域高素質應用型人才奠定基礎。

三、結語

根據西安郵電大學2014年微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位及社會發展對半導體人才培養的客觀要求，本文提出集成電路工藝原理與實踐課程體系改革。本課程體系以半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐為主線，對教學內容進行整合、修訂和完善，保證半導體人才培養的基本規格和質量要求。根據現有實驗環境、實驗設備和優勢資源，進行資源優化配置，完成微電子技術實驗教學中心的整體規劃布局。通過師資隊伍的建設、切實可行的實踐教學管理制度的制定，明確任課教師的職責，出臺實踐教學質量考核標準，加強實踐教學環節的時效性。通過上述諸要素的相互協調、配合，實現集成電路工藝原理與實踐課程體系“非加和性”的整體效應，促進微電子技術領域應用型人才培養質量和水平的提高。

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