集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析精選(九篇)

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第1篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

【關(guān)鍵詞】集成電路；設(shè)計方法；IP技術(shù)

基于CMOS工藝發(fā)展背景下，CMOS集成電路得到了廣泛應(yīng)用，即到目前為止，仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術(shù)，但基于64kb動態(tài)存儲器的發(fā)展，集成電路微小化設(shè)計逐漸引起了人們關(guān)注。因而在此基礎(chǔ)上，為了迎合集成電路時代的發(fā)展，應(yīng)注重在當前集成電路設(shè)計過程中從微電路、芯片等角度入手，對集成電路進行改善與優(yōu)化，且突出小型化設(shè)計優(yōu)勢。以下就是對集成電路設(shè)計與IP設(shè)計技術(shù)的詳細闡述，望其能為當前集成電路設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

1當前集成電路設(shè)計方法

1.1全定制設(shè)計方法

集成電路，即通過光刻、擴散、氧化等作業(yè)方法，將半導體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片，置入管殼內(nèi)，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、計算機、電子技術(shù)等領(lǐng)域中。而在集成電路設(shè)計過程中，為了營造良好的電路設(shè)計空間，應(yīng)注重強調(diào)對全定制設(shè)計方法的應(yīng)用，即在集成電路實踐設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中通過版圖編輯工具，對半導體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設(shè)計環(huán)節(jié)進行把控，最終通過版圖布局、布線等，達到元器件組合、優(yōu)化目的。同時，在元器件電路參數(shù)優(yōu)化過程中，為了滿足小型化集成電路應(yīng)用需求，應(yīng)遵從“自由格式”版圖設(shè)計原則，且以緊湊的設(shè)計方法，對每個元器件所連導線進行布局，就此將芯片尺寸控制到最小狀態(tài)下。例如，隨機邏輯網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計過程中，為了提高網(wǎng)絡(luò)運行速度，即采取全定制集成電路設(shè)計方法，滿足了網(wǎng)絡(luò)平臺運行需求。但由于全定制設(shè)計方法在實施過程中，設(shè)計周期較長，為此，應(yīng)注重對其的合理化應(yīng)用。

1.2半定制設(shè)計方法

半定制設(shè)計方法在應(yīng)用過程中需借助原有的單元電路，同時注重在集成電路優(yōu)化過程中，從單元庫內(nèi)選取適宜的電壓或壓焊塊，以自動化方式對集成電路進行布局、布線，且獲取掩膜版圖。例如，專用集成電路ASIC在設(shè)計過程中為了減少成本投入量，即采用了半定制設(shè)計方法，同時注重在半定制設(shè)計方式應(yīng)用過程中融入門陣列設(shè)計理念，即將若干個器件進行排序，且排列為門陣列形式，繼而通過導線連接形式形成統(tǒng)一的電路單元，并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設(shè)計過程中，亦可采取標準單元設(shè)計方式，即要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計過程中應(yīng)運用版圖編輯工具對集成電路進行操控，同時結(jié)合電路單元版圖，連接、布局集成電路運作環(huán)境，達到布通率100%的集成電路設(shè)計狀態(tài)。從以上的分析中即可看出，在小型化集成電路設(shè)計過程中，強調(diào)對半定制設(shè)計方法的應(yīng)用，有助于縮短設(shè)計周期，為此，應(yīng)提高對其的重視程度。

1.3基于IP的設(shè)計方法

基于0.35μmCMOS工藝的推動下，傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計方式已經(jīng)無法滿足計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域集成電路應(yīng)用需求，因而在此基礎(chǔ)上，為了推動各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，應(yīng)注重融入IP設(shè)計方法，即在集成電路設(shè)計過程中將“設(shè)計復用與軟硬件協(xié)同”作為導向，開發(fā)單一模塊，并集成、復用IP，就此將集成電路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP視角下，在集成電路設(shè)計過程中，要求相關(guān)工作人員應(yīng)注重通過專業(yè)IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核，且基于IP核支撐資源獲取的基礎(chǔ)上，完善檢索系統(tǒng)、開發(fā)庫管理系統(tǒng)、IP核庫等，最終對1700多個IP核資源進行系統(tǒng)化整理，并通過VSIA標準評估方式，對IP核集成電路運行環(huán)境的安全性、動態(tài)性進行質(zhì)量檢測、評估，規(guī)避集成電路故障問題的凸顯，且達到最佳的集成電路設(shè)計狀態(tài)。另外，在IP集成電路設(shè)計過程中，亦應(yīng)注重增設(shè)HDL代碼等檢測功能，從而滿足集成電路設(shè)計要求，達到最佳的設(shè)計狀態(tài)，且更好的應(yīng)用于計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域中。

2集成電路設(shè)計中IP設(shè)計技術(shù)分析

基于IP的設(shè)計技術(shù)，主要分為軟核、硬核、固核三種設(shè)計方式，同時在IP系統(tǒng)規(guī)劃過程中，需完善32位處理器，同時融入微處理器、DSP等，繼而應(yīng)用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環(huán)境下。而IP設(shè)計技術(shù)在應(yīng)用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求，因而在IP設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中，應(yīng)注重選用適宜的接口，寄存I/O，且以獨立性IP模塊設(shè)計方式，對芯片布局布線進行操控，簡化集成電路整體設(shè)計過程。此外，在IP設(shè)計技術(shù)應(yīng)用過程中，必須突出全面性特點，即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手，推進IP文件化，最終實現(xiàn)對集成電路設(shè)計信息的全方位反饋。另外，就當前的現(xiàn)狀來看，IP設(shè)計技術(shù)涵蓋了ASIC測試、系統(tǒng)仿真、ASIC模擬、IP繼承等設(shè)計環(huán)節(jié)，且制定了IP戰(zhàn)略，因而有助于減少IP集成電路開發(fā)風險，為此，在當前集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)融入IP設(shè)計技術(shù)，并建構(gòu)AMBA總線等，打造良好的集成電路運行環(huán)境，強化整體電路集成度，達到最佳的電路布局、規(guī)劃狀態(tài)。

3結(jié)論

綜上可知，集成電路被廣泛應(yīng)用于計算機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，推進了社會的進步。為此，為了降低集成電路設(shè)計風險，減少開發(fā)經(jīng)費，縮短開發(fā)時間，要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)注重強調(diào)對基于IP的設(shè)計方法、半定制設(shè)計方法、全定制設(shè)計方法等的應(yīng)用，同時注重引入IP設(shè)計技術(shù)理念，完善ASIC模擬、系統(tǒng)測試等集成電路設(shè)計功能，最終就此規(guī)避電路開發(fā)中故障問題的凸顯，達到最佳的集成電路開發(fā)、設(shè)計狀態(tài)。

參考文獻

[1]肖春花.集成電路設(shè)計方法及IP重用設(shè)計技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊麗春.基于IP技術(shù)的模擬集成電路設(shè)計研究[J].科技創(chuàng)新導報,2013,12(08):56-57.

第2篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞 模擬集成電路 CAD 教學改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1002—7661（2012）21—0006—01

在當今信息時代，微電子學的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。集成電路（ Integrated Circuit， IC）作為微電子技術(shù)的核心，是整個信息產(chǎn)業(yè)和信息社會最根本的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)對提高技術(shù)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和競爭能力具有非常重要的作用，對國民經(jīng)濟發(fā)展、國防建設(shè)和人民文化生活等各方面都發(fā)揮著巨大的作用，也是一個國家參與國際化政治、經(jīng)濟競爭的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。模擬集成電路是現(xiàn)實世界和數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁，是現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電子信息化，必須發(fā)展模擬IC技術(shù)。為了提高我國模擬IC電路的水平，不但要在產(chǎn)業(yè)化方面做出巨大的努力，還需培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才。事實上，模擬集成電路設(shè)計是一個實踐性較強、實踐內(nèi)容多的微電子學專業(yè)的專業(yè)方向，因而在教學課程設(shè)置時不僅要努力加強理論教學，還需加強實踐教學，提高學生的實踐動手能力?！赌M集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設(shè)計方向的核心基礎(chǔ)課程，其教學的好壞關(guān)系到學生在模擬集成電路設(shè)計方面的發(fā)展前景。在此背景下，根據(jù)重慶郵電大學光電工程學院微電子學專業(yè)的實際情況，結(jié)合筆者多年集成電路實際工程經(jīng)驗以及多年教學實踐，擬從以下幾個方面對《模擬集成電路CAD》課程的教學改革進行探索。

一、理論教學，以培養(yǎng)學生分析設(shè)計能力為目標

《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設(shè)計方向的一門核心基礎(chǔ)課，與其他電路基礎(chǔ)課一樣，具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點，在學習中學生普遍反映較難學習。在設(shè)置授課內(nèi)容時，不僅要夯實專業(yè)基礎(chǔ)和培養(yǎng)學生的分析與設(shè)計能力，還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識重復的問題。

根據(jù)教學大綱以及課程內(nèi)容設(shè)置原則，《模擬集成電路CAD》理論教學定為32學時，并將講授內(nèi)容分為以下幾部分：第一部分，MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD；第二部分，單元電路設(shè)計、仿真及分析；第三部分，偏置電路設(shè)計、仿真及分析；第四部，跨導放大器設(shè)計。在授課過程中，以簡單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主，復雜CMOS模擬集成電路分析為輔；以分析能力培養(yǎng)為主，設(shè)計能力培養(yǎng)為輔；激勵學生CMOS模擬集成電路設(shè)計的興趣。

二、實驗教學，以培養(yǎng)學生實踐動手能力為目標

實驗教學的目的在于培養(yǎng)學生建立起CMOS模擬集成電路設(shè)計流程的概念、熟練掌握各個環(huán)境的工具使用，能解決模擬集成電路設(shè)計仿真過程出現(xiàn)的問題，促使理論知識的理解和深化，因而設(shè)置合理的實驗體系具有重要意義。同時，Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設(shè)計工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設(shè)計公司最廣泛使用的工具。為了使學生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)崗位、能盡快進入角色，有必要使學生學習使用這類先進的EDA工具，從而真正幫助學生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計技術(shù)。根據(jù)這一原則，《模擬集成電路CAD》實驗教學定為32學時，并開設(shè)如下幾個實驗：實驗一，IC設(shè)計工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用；實驗二，CMOS兩級運算放大器的設(shè)計、版圖繪制與驗證；實驗三，CMOS帶隙基準參考的設(shè)計、版圖繪制與驗證。在實驗過程中，一人為一組，有利于培養(yǎng)學生的獨立思考問題、解決問題的能力。

三、改革教學方法，豐富教學手段

教學內(nèi)容體系確定后，采用什么樣的教學方法與教學手段是非常重要的。采用有效的教學方法并結(jié)合先進的教學手段，不僅有利于培養(yǎng)學生獲取知識的能動性，而且有利于培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，實現(xiàn)以教為中心到以學為中心的轉(zhuǎn)換，突出學生在學習過程中的主動性，從而獲得好的教學成果。

針對CMOS模擬集成電路具有概念細節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點，在（下轉(zhuǎn)第10頁）（上接第6頁）教學手段上以多媒體教學為主，傳統(tǒng)黑板板書為輔，同時在課堂上以動畫的形式展現(xiàn)當前CMOS模擬集成電路設(shè)計趨勢及其技術(shù)特點，從而達到提高課堂教學質(zhì)量的目的。

四、考核方式的改革

考核是對學習的結(jié)果做出評估，是反映教學效果的手段。而課程開設(shè)能否達到既定的教學目標，課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時成績結(jié)合的方式。針對《模擬CMOS集成電路》課程特點，考核方式作如下嘗試：結(jié)合課程的專業(yè)特點，采用提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合的考核方式。針對課程的重點知識點，設(shè)計幾個課外小題目，讓學生通過查閱相關(guān)文獻資料，完成電路設(shè)計并撰寫小論文，從而增強學生獨立思考與實踐動手能力。在每個題目完成后，教師要求學生在提交論文時做好答辯ppt，并利用專門時間進行5分鐘左右的答辯，并接受教師和同學的提問。這樣可以引導學生更加重視實踐性環(huán)節(jié)，強化技能水平的提高。

教學過程是一個不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實現(xiàn)《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學實踐中，筆者將加強與同行交流學習，進一步完善教學內(nèi)容、教學實踐、教學方法、教學手段以及考核方式等，以期改善教學效果。

參考文獻：

[1]徐世六.軍用微電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].微電子學，2004，34（1）：l—6.

第3篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：電子科學與技術(shù)；實驗教學體系；微電子人才

作者簡介：周遠明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工業(yè)大學電氣與電子工程學院，講師；梅菲（1980-），女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學電氣與電子工程學院，副教授。（湖北 武漢 430068）

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0089-02

電子科學與技術(shù)是一個理論和應(yīng)用性都很強的專業(yè)，因此人才培養(yǎng)必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。專業(yè)實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學環(huán)節(jié)，對于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用，是高等學校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個重要環(huán)節(jié)。[1，2]

一、學科背景及問題分析

1.學科背景

21世紀被稱為信息時代，信息科學的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級學科“電子科學與技術(shù)”。微電子技術(shù)一般是指以集成電路技術(shù)為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術(shù)學科，主要涉及研究集成電路的設(shè)計、制造、封裝相關(guān)的技術(shù)與工藝。[3]由于實現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡(luò)、計算機和各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)是集成電路，因此微電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的核心技術(shù)和戰(zhàn)略性技術(shù)，是信息社會的基石。此外，從地方發(fā)展來看，武漢東湖高新區(qū)正在全力推進國家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，形成了以光通信、移動通信為主導，激光、光電顯示、光伏及半導體照明、集成電路等競相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，電子信息產(chǎn)業(yè)在湖北省經(jīng)濟建設(shè)中的地位日益突出，而區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對人才的素質(zhì)也提出了更高的要求。

湖北工業(yè)大學電子科學與技術(shù)專業(yè)成立于2007年，完全適應(yīng)國家、地區(qū)經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對人才的需求，建設(shè)專業(yè)方向為微電子技術(shù)，畢業(yè)生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(tǒng)（激光器、太能電池、發(fā)光二極管等）的設(shè)計、制造、封裝、測試以及相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)等相關(guān)工作。電子科學與技術(shù)專業(yè)自成立以來，始終堅持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引，遵循微電子科學的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡(luò)，堅持理論教學與實驗教學緊密結(jié)合，致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質(zhì)高的微電子專門人才，以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。

2.存在的問題與影響分析

電子科學與技術(shù)是一個理論和應(yīng)用性都很強的專業(yè)，因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實用型人才必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才，就必須建設(shè)配套的實驗教學平臺。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學研”脫節(jié)的趨勢，學生參與實踐活動不論是在時間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實驗教學體系是電子科學與技術(shù)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。

二、建設(shè)思路

電子科學與技術(shù)專業(yè)實驗教學體系包括基礎(chǔ)課程實驗平臺和專業(yè)課程實驗平臺?；A(chǔ)課程實驗平臺主要包括大學物理實驗、電子實驗和計算機類實驗；專業(yè)課程實驗平臺即微電子實驗中心，是本文要重點介紹的部分。在實驗教學體系探索過程中重點考慮到以下幾個方面的問題：

第一，突出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、強創(chuàng)新”的微電子人才培養(yǎng)理念。微電子人才既要求具備扎實的理論基礎(chǔ)（包括基礎(chǔ)物理、固體物理、器件物理、集成電路設(shè)計、微電子工藝原理等），又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識（包括計算機、通信、信息處理等基礎(chǔ)知識），同時還要具備較強的實踐創(chuàng)新能力。因此微電子實驗教學環(huán)節(jié)強調(diào)基礎(chǔ)理論與實踐能力的緊密結(jié)合，同時兼顧本學科實踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓練，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競爭力的高素質(zhì)人才作為實驗教學改革的目標。

第二，構(gòu)建科學合理的微電子實驗教學體系，將“物理實驗”、“計算機類實驗”、“專業(yè)基礎(chǔ)實驗”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導體器件課程設(shè)計”、“集成電路課程設(shè)計”、“微電子專業(yè)實驗”、“集成電路專業(yè)實驗”、“生產(chǎn)實習”和“畢業(yè)設(shè)計”等實驗實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，相互貫通，有機銜接，搭建以提高實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實驗技能訓練實踐應(yīng)用能力訓練創(chuàng)新能力訓練”實踐教學體系。

第三，兼顧半導體工藝與集成電路設(shè)計對人才的不同要求。半導體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設(shè)計、材料、工藝、封裝、測試等不同領(lǐng)域，各個領(lǐng)域?qū)θ瞬诺囊蠹扔泄残?，也有個性。為了擴展大學生知識和技能的適應(yīng)范圍，實驗教學必須涵蓋微電子技術(shù)的主要方面，特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設(shè)計和半導體工藝兩個領(lǐng)域。

第四，實驗教學與科學研究緊密結(jié)合，推動實驗教學的內(nèi)容和形式與國內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導教學與科研協(xié)調(diào)發(fā)展，教研相長，鼓勵教師將科研成果及時融化到教學內(nèi)容之中，以此提升實驗教學質(zhì)量。

三、建設(shè)內(nèi)容

微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，是我國高新技術(shù)發(fā)展的重中之重，但我國微電子技術(shù)人才緊缺，尤其是集成電路相關(guān)人才嚴重不足，培養(yǎng)高質(zhì)量的微電子技術(shù)人才是我國現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。微電子學科實踐性強，培養(yǎng)的人才需要具備相關(guān)的測試分析技能和半導體器件、集成電路的設(shè)計、制造等綜合性的實踐能力及創(chuàng)新意識。

電子科學與技術(shù)專業(yè)將利用經(jīng)費支持建設(shè)一個微電子實驗教學中心，具體包括四個教學實驗室：半導體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實驗室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實驗室、集成電路設(shè)計實驗室、科技創(chuàng)新實踐實驗室。使學生具備半導體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測試與應(yīng)用、集成電路設(shè)計、LED封裝測試等方面的實踐動手和設(shè)計能力，鞏固和強化現(xiàn)代微電子技術(shù)和集成電路設(shè)計相關(guān)知識，提升學生在微電子技術(shù)領(lǐng)域的競爭力，培養(yǎng)學生具備半導體材料、器件、集成電路等基本物理與電學屬性的測試分析能力。同時，本實驗平臺主要服務(wù)的本科專業(yè)為“電子科學與技術(shù)”，同時可以承擔“通信工程”、“電子信息工程”、“計算機科學與技術(shù)”、“電子信息科學與技術(shù)”、“材料科學與工程”、“光信息科學與技術(shù)”等10余個本科專業(yè)的部分實踐教學任務(wù)。

（1）半導體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實驗室側(cè)重于半導體材料基本屬性的測試與分析方法，目的是加深學生對半導體基本理論的理解，掌握相關(guān)的測試方法與技能，包括半導體材料層錯位錯觀測、半導體材料電阻率的四探針法測量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導體材料的霍爾效應(yīng)測試、半導體少數(shù)載流子壽命測量、高頻MOS C-V特性測試、PN結(jié)顯示與結(jié)深測量、橢偏法測量薄膜厚度、PN結(jié)正向壓降溫度特性實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時等。

（2）微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實驗室側(cè)重于半導體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測試與分析方法，目的是加深學生對半導體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解，掌握相關(guān)的技能，包括器件解剖分析、用圖示儀測量晶體管的交（直）流參數(shù)、MOS場效應(yīng)管參數(shù)的測量、晶體管參數(shù)的測量、集成運算放大器參數(shù)的測試、晶體管特征頻率的測量、半導體器件實驗、光伏效應(yīng)實驗、光電導實驗、光電探測原理綜合實驗、光電倍增管綜合實驗、LD/LED光源特性實驗、半導體激光器實驗、電光調(diào)制實驗、聲光調(diào)制實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時、課程設(shè)計、創(chuàng)新實踐、畢業(yè)設(shè)計等。

（3）集成電路設(shè)計實驗室側(cè)重于培養(yǎng)學生初步掌握集成電路設(shè)計的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設(shè)計軟件的使用方法、設(shè)計流程等，并通過半導體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗證和版圖設(shè)計等實踐過程具備集成電路設(shè)計的能力，目的是培養(yǎng)學生半導體器件、集成電路的設(shè)計能力。以美國Cadence公司專業(yè)集成電路設(shè)計軟件為載體，完成集成電路的電路設(shè)計、版圖設(shè)計、工藝設(shè)計等訓練課程。完成形式包括理論課程的實驗課時、集成電路設(shè)計類課程和理論課程的上機實踐等。

（4）科技創(chuàng)新實踐實驗室則向?qū)W生提供發(fā)揮他們才智的空間，為他們提供驗證和實現(xiàn)自由命題或進行科研的軟硬件條件，充分發(fā)揮他們的想象力，目的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與能力，包括LED封裝、測試與設(shè)計應(yīng)用實訓和光電技術(shù)創(chuàng)新實訓。要求學生自己動手完成所設(shè)計器件或電路的研制并通過測試分析，制造出滿足指標要求的器件或電路。目的是對學生進行理論聯(lián)系實際的系統(tǒng)訓練，加深對所需知識的接收與理解，初步掌握半導體器件與集成電路的設(shè)計方法和對工藝技術(shù)及流程的認知與感知。完成形式包括理論課程的實驗課時、創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實踐、畢業(yè)設(shè)計、參與教師科研課題和國家級、省級和校級的各類科技競賽及課外科技學術(shù)活動等。

四、總結(jié)

本實驗室以我國微電子科學與技術(shù)的人才需求為指引，遵循微電子科學的發(fā)展規(guī)律，通過實驗教學來促進理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識，系統(tǒng)了解與掌握半導體材料、器件、集成電路的測試分析和半導體器件、集成電路的設(shè)計、工藝技術(shù)等技能，最終實現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)范圍廣的具有較強競爭力的微電子專門人才的目標，以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。

參考文獻：

[1]劉瑞，伍登學.創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學實驗基地的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2004，（5）：6-9.

第4篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：IP技術(shù) 模擬集成電路 流程

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-02

1 模擬集成電路設(shè)計的意義

當前以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)突飛猛進。以信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平為主要特征的綜合國力競爭日趨激烈，集成電路（IC，Integrated circuit）作為當今信息時代的核心技術(shù)產(chǎn)品，其在國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)以及人類日常生活的重要性已經(jīng)不言

而喻。

集成電路技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了若干發(fā)展階段。20世紀50年代末發(fā)展起來的屬小規(guī)模集成電路（SSI），集成度僅100個元件；60年展的是中規(guī)模集成電路（MSI），集成度為1000個元件；70年代又發(fā)展了大規(guī)模集成電路，集成度大于1000個元件；70年代末進一步發(fā)展了超大規(guī)模集成電路（LSI），集成度在105個元件；80年代更進一步發(fā)展了特大規(guī)模集成電路，集成度比VLSI又提高了一個數(shù)量級，達到106個元件以上。這些飛躍主要集中在數(shù)字領(lǐng)域。

（1）自然界信號的處理：自然界的產(chǎn)生的信號，至少在宏觀上是模擬量。高品質(zhì)麥克風接收樂隊聲音時輸出電壓幅值從幾微伏變化到幾百微伏。視頻照相機中的光電池的電流低達每毫秒幾個電子。地震儀傳感器產(chǎn)生的輸出電壓的范圍從地球微小振動時的幾微伏到強烈地震時的幾百毫伏。由于所有這些信號都必須在數(shù)字領(lǐng)域進行多方面的處理，所以我們看到，每個這樣的系統(tǒng)都要包含一個模一數(shù)轉(zhuǎn)換器（AD，C）。

（2）數(shù)字通信：由于不同系統(tǒng)產(chǎn)生的二進制數(shù)據(jù)往往要傳輸很長的距離。一個高速的二進制數(shù)據(jù)流在通過一個很長的電纜后，信號會衰減和失真，為了改善通信質(zhì)量，系統(tǒng)可以輸入多電平信號，而不是二進制信號?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)中廣泛采用多電平信號，這樣，在發(fā)射器中需要數(shù)一模轉(zhuǎn)換器（DAC）把組合的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多電平信號，而在接收器中需要使用模一數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）以確定所傳輸?shù)碾娖健?/p>

（3）磁盤驅(qū)動電子學計算機硬盤中的數(shù)據(jù)采用磁性原理以二進制形式存儲。然而，當數(shù)據(jù)被磁頭讀取并轉(zhuǎn)換為電信號時，為了進一步的處理，信號需要被放大、濾波和數(shù)字化。

（4）無線接收器：射頻接收器的天線接收到的信號，其幅度只有幾微伏，而中心頻率達到幾GHz。此外，信號伴隨很大的干擾，因此接收器在放大低電平信號時必須具有極小噪聲、工作在高頻并能抑制大的有害分量。這些都對模擬設(shè)計有很大的挑戰(zhàn)性。

（5）傳感器：機械的、電的和光學的傳感器在我們的生活中起著重要的作用。例如，視頻照相機裝有一個光敏二極管陣列，以將像點轉(zhuǎn)換為電流；超聲系統(tǒng)使用聲音傳感器產(chǎn)生一個與超聲波形幅度成一定比例的電壓。放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換在這些應(yīng)用中都是基本的功能。

（6）微處理器和存儲器：大量模擬電路設(shè)計專家參與了現(xiàn)代的微處理器和存儲器的設(shè)計。許多涉及到大規(guī)模芯片內(nèi)部或不同芯片之間的數(shù)據(jù)和時鐘的分布和時序的問題要求將高速信號作為模擬波形處理。而且芯片上信號間和電源間互連中的非理想性以及封裝寄生參數(shù)要求對模擬電路設(shè)計有一個完整的理解。半導體存儲器廣泛使用的高速/讀出放大器0也不可避免地要涉及到許多模擬技術(shù)。因此人們經(jīng)常說高速數(shù)字電路設(shè)計實際上是模擬電路的

設(shè)計。

2 模擬集成電路設(shè)計流程概念

在集成電路工藝發(fā)展和市場需求的推動下，系統(tǒng)芯片SOC和IP技術(shù)越來越成為IC業(yè)界廣泛關(guān)注的焦點。隨著集成技術(shù)的不斷發(fā)展和集成度的迅速提高，集成電路芯片的設(shè)計工作越來越復雜，因而急需在設(shè)計方法和設(shè)計工具這兩方面有一個大的變革，這就是人們經(jīng)常談?wù)摰脑O(shè)計革命。各種計算機輔助工具及設(shè)計方法學的誕生正是為了適應(yīng)這樣的要求。

一方面，面市時間的壓力和新的工藝技術(shù)的發(fā)展允許更高的集成度，使得設(shè)計向更高的抽象層次發(fā)展，只有這樣才能解決設(shè)計復雜度越來越高的問題。數(shù)字集成電路的發(fā)展證明了這一點：它很快的從基于單元的設(shè)計發(fā)展到基于模塊、IP和IP復用的

設(shè)計。

另一方面，工藝尺寸的縮短使得設(shè)計向相反的方向發(fā)展：由于物理效應(yīng)對電路的影響越來越大，這就要求在設(shè)計中考慮更低層次的細節(jié)問題。器件數(shù)目的增多、信號完整性、電子遷移和功耗分析等問題的出現(xiàn)使得設(shè)計日益復雜。

3 模擬集成電路設(shè)計流程

3.1 模擬集成電路設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境

集成電路的設(shè)計由于必須通過計算機輔助完成整個過程，所以對軟件和硬件配置都有較高的要求。

（1）模擬集成電路設(shè)計EDA工具種類及其舉例

設(shè)計資料庫―Cadence Design Framework11

電路編輯軟件―Text editor/Schematic editor

電路模擬軟件―Spectre，HSPICE，Nanosim

版圖編輯軟件―Cadence virtuoso，Laker

物理驗證軟件―Diva，Dracula，Calibre，Hercules

（2）系統(tǒng)環(huán)境

工作站環(huán)境；Unix-Based作業(yè)系統(tǒng)；由于EDA軟件的運行和數(shù)據(jù)的保存需要穩(wěn)定的計算機環(huán)境，所以集成電路的設(shè)計通常采用Unix-Based的作業(yè)系統(tǒng)，如圖1所示的工作站系統(tǒng)?，F(xiàn)在的集成電路設(shè)計都是團隊協(xié)作完成的，甚至工程師們在不同的地點進行遠程協(xié)作設(shè)計。EDA軟件、工作站系統(tǒng)的資源合理配置和數(shù)據(jù)庫的有效管理將是集成電路設(shè)計得以完成的重要保障。

3.2 模擬集成電路設(shè)計流程概述

根據(jù)處理信號類型的不同，集成電路一般可以分為數(shù)字電路、模擬電路和數(shù)?；旌霞呻娐?，它們的設(shè)計方法和設(shè)計流程是不同的，在這部分和以后的章節(jié)中我們將著重講述模擬集成電路的設(shè)計方法和流程。模擬集成電路設(shè)計是一種創(chuàng)造性的過程，它通過電路來實現(xiàn)設(shè)計目標，與電路分析剛好相反。電路的分析是一個由電路作為起點去發(fā)現(xiàn)其特性的過程。電路的綜合或者設(shè)計則是從一套期望的性能參數(shù)開始去尋找一個令人滿意的電路，對于一個設(shè)計問題，解決方案可能不是唯一的，這樣就給予了設(shè)計者去創(chuàng)造的機會。

模擬集成電路設(shè)計包括若干個階段，設(shè)計模擬集成電路一般的過程。

（l）系統(tǒng)規(guī)格定義；（2）電路設(shè)計；（3）電路模擬；（4）版圖實現(xiàn)；（5）物理驗證；（6）參數(shù)提取后仿真；（7）可靠性分析；（8）芯片制造；（9）測試。

除了制造階段外，設(shè)計師應(yīng)對其余各階段負責。設(shè)計流程從一個設(shè)計構(gòu)思開始，明確設(shè)計要求和進行綜合設(shè)計。為了確認設(shè)計的正確性，設(shè)計師要應(yīng)用模擬方法評估電路的性能。

這時可能要根據(jù)模擬結(jié)果對電路作進一步改進，反復進行綜合和模擬。一旦電路性能的模擬結(jié)果能滿足設(shè)計要求就進行另一個主要設(shè)計工作―電路的幾何描述（版圖設(shè)計）。版圖完成并經(jīng)過物理驗證后需要將布局、布線形成的寄生效應(yīng)考慮進去再次進行計算機模擬。如果模擬結(jié)果也滿足設(shè)計要求就可以進行制造了。

3.3 模擬集成電路設(shè)計流程分述

（1）系統(tǒng)規(guī)格定義

這個階段系統(tǒng)工程師把整個系統(tǒng)和其子系統(tǒng)看成是一個個只有輸入輸出關(guān)系的/黑盒子，不僅要對其中每一個進行功能定義，而且還要提出時序、功耗、面積、信噪比等性能參數(shù)的范圍要求。

（2）電路設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，首先要選擇合適的工藝制程；然后合理的構(gòu)架系統(tǒng)，例如并行的還是串行的，差分的還是單端的；依照架構(gòu)來決定元件的組合，例如，電流鏡類型還是補償類型；根據(jù)交、直流參數(shù)決定晶體管工作偏置點和晶體管大??；依環(huán)境估計負載形態(tài)和負載值。由于模擬集成電路的復雜性和變化的多樣性，目前還沒有EDA廠商能夠提供完全解決模擬集成電路設(shè)計自動化的工具，此環(huán)節(jié)基本上通過手工計算來完成的。

（3）電路模擬

設(shè)計工程師必須確認設(shè)計是正確的，為此要基于晶體管模型，借助EDA工具進行電路性能的評估，分析。在這個階段要依據(jù)電路仿真結(jié)果來修改晶體管參數(shù)；依制程參數(shù)的變異來確定電路工作的區(qū)間和限制；驗證環(huán)境因素的變化對電路性能的影響；最后還要通過仿真結(jié)果指導下一步的版圖實現(xiàn)，例如，版圖對稱性要求，電源線的寬度。

（4）版圖實現(xiàn)

電路的設(shè)計及模擬決定電路的組成及相關(guān)參數(shù)，但并不能直接送往晶圓代工廠進行制作。設(shè)計工程師需提供集成電路的物理幾何描述稱為版圖。這個環(huán)節(jié)就是要把設(shè)計的電路轉(zhuǎn)換為圖形描述格式。模擬集成電路通常是以全定制方法進行手工的版圖設(shè)計。在設(shè)計過程中需要考慮設(shè)計規(guī)則、匹配性、噪聲、串擾、寄生效應(yīng)、防門鎖等對電路性能和可制造性的影響。雖然現(xiàn)在出現(xiàn)了許多高級的全定制輔助設(shè)計方法，仍然無法保證手工設(shè)計對版圖布局和各種效應(yīng)的考慮全面性。

（5）物理驗證

版圖的設(shè)計是否滿足晶圓代工廠的制造可靠性需求？從電路轉(zhuǎn)換到版圖是否引入了新的錯誤？物理驗證階段將通過設(shè)計規(guī)則檢查（DRC，Design Rule Cheek）和版圖網(wǎng)表與電路原理圖的比對（VLS，Layout Versus schematic）解決上述的兩類驗證問題。幾何規(guī)則檢查用于保證版圖在工藝上的可實現(xiàn)性。它以給定的設(shè)計規(guī)則為標準，對最小線寬、最小圖形間距、孔尺寸、柵和源漏區(qū)的最小交疊面積等工藝限制進行檢查。版圖網(wǎng)表與電路原理圖的比對用來保證版圖的設(shè)計與其電路設(shè)計的匹配。VLS工具從版圖中提取包含電氣連接屬性和尺寸大小的電路網(wǎng)表，然后與原理圖得到的網(wǎng)表進行比較，檢查兩者是否一致。

參考文獻

第5篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

【關(guān)鍵詞】新專業(yè) 市場 可行性 分析 需求

【中圖分類號】U472 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）04-0117-01

一、開設(shè)新專業(yè)的指導思想

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

二、市場需求分析

微電子技術(shù)與器件專業(yè)，其就業(yè)導向涵蓋了集成電路和半導體材料產(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、計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、移動通信產(chǎn)業(yè)、數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)、半導體照明材料產(chǎn)業(yè)和智能交通及汽車電子產(chǎn)業(yè)等7個產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)下一步發(fā)展的重點領(lǐng)域。其中集成電路排在了第一位，半導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)中國北方微電子產(chǎn)業(yè)基地。從那時到現(xiàn)在，北京集成電路產(chǎn)業(yè)走過了蓬勃興起的10年，初步建立起了集成電路設(shè)計、制造、封裝測試以及裝備材料互動協(xié)調(diào)發(fā)展的良好格局，確立了北京在全國集成電路產(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)鏈實現(xiàn)銷售收入245億元，比2009年增長了31%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模是2000年的20倍左右，占全國的17%。在北京市，電子信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品銷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)鏈的銷售就占了近四分之一。

目前，北京有各類集成電路設(shè)計企業(yè)約80多家，年總銷售收入約90億元，占全國的1/4。集成電路制造企業(yè)3-4（大型）家，實現(xiàn)總銷售收入約60億元，約占全國14%。集成電路封裝測試企業(yè)2-3家（大型），實現(xiàn)總銷售收入約90億元，約占全國15%。集成電路裝備制造企業(yè)3-4家（大型），實現(xiàn)銷售20多億元，多項裝備在全國處于領(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。

當前，北京集成電路產(chǎn)業(yè)正迎來跨越式發(fā)展的新機遇。國務(wù)院2011年4號文為集成電路產(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，堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，廣闊的發(fā)展前景，優(yōu)惠的國家政策，可以說集成電路產(chǎn)業(yè)在北京具有得天獨厚的條件。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，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)量檢驗員和設(shè)備維護技術(shù)人員；集成電路封裝測試，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)量檢驗員和設(shè)備維護技術(shù)人員。另外，半導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)與器件專業(yè)具有非常好的條件并且可行，其理由主要有以下幾個方面：

1.我院在中專學校升高職院校之前，南校區(qū)就有這個專業(yè)。因此，在師資力量、教學資源、實訓資源、招生分配等方面都有一定的基礎(chǔ)和經(jīng)驗，設(shè)置微電子技術(shù)與器件專業(yè)可以說是駕輕就熟。

2.該專業(yè)的設(shè)置符合國家產(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，獲得上級單位批準的幾率大。

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

4.分配就業(yè)前景良好，正如市場需求分析中所提到的，集成電路產(chǎn)業(yè)在整個電子信息產(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，該專業(yè)畢業(yè)學生的就業(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)與器件專業(yè)也會遇到一些困難，仔細分析有以下幾個方面：

1.生源問題。微電子技術(shù)與器件這一名稱，屬于比較新的科技名詞，一般人在日常生活中很少接觸，理解起來有一定困難，不知道這一專業(yè)到底學什么，畢業(yè)后干什么。因此，會出現(xiàn)專業(yè)招生困難，或招不到相對高素質(zhì)的學生。

解決辦法：一是改專業(yè)名稱，起一個即通俗易懂，又能代表專業(yè)含義的名稱，這有一定困難。二是加強宣傳，在招生時，宣傳材料、現(xiàn)場解說、視頻資料等全方位進行，使考生了解北京市的產(chǎn)業(yè)政策和就業(yè)前景，提高對該專業(yè)的認知度。

2.實訓問題。微電子技術(shù)與器件專業(yè)的實訓環(huán)節(jié)比較困難，我們知道現(xiàn)在強調(diào)實訓模擬真實場景，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，動則幾百萬，建立校內(nèi)實訓基地，場地和資金都是問題。

解決辦法：一是計算機模擬，現(xiàn)在多媒體教學設(shè)備完善，各種模擬軟件很多，通過購買和教師制作等方式來模擬實際工藝，替代昂貴的真實設(shè)備儀表。二是下廠實訓，校企合作辦學是學院發(fā)展的方向，我院有良好的基礎(chǔ)和得天獨厚的條件，北京分布著眾多的集成電路設(shè)計、生產(chǎn)、測試企業(yè)可供我們選擇實習參觀，而且，我院已經(jīng)和許多這方面的企業(yè)簽有校外實訓基地協(xié)議，如中國電子集團微電子所，北京飛宇微電子科技有限公司，中國科學院微電子所，燕東微電子有限公司等。我院應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢，解決微電子技術(shù)與器件專業(yè)的實訓問題。

參考文獻:

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

第6篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

【關(guān)鍵詞】集成電路版圖；SN7400；逆向解析

1.引言

隨著我國微電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，集成電路自主設(shè)計需求迅速增加[1][2]。集成電路設(shè)計分為正向設(shè)計和逆向設(shè)計[3]。正向設(shè)計是根據(jù)芯片的功能要求設(shè)計電路，仿真驗證后進行版圖設(shè)計，再進行設(shè)計規(guī)則檢驗、電路和版圖比較檢驗，最后進行后仿真檢驗。逆向設(shè)計是首先對已有的芯片采用化學方法進行分層拍照和提取縱向參數(shù)。從版圖照片上提取電路，仿真驗證后，根據(jù)現(xiàn)有的工藝條件，借鑒解析版圖進行版圖設(shè)計，最終達到指標要求[4]。集成電路版圖設(shè)計是科學性和藝術(shù)性的結(jié)合，需要長期的實踐才能設(shè)計出優(yōu)秀產(chǎn)品，為了節(jié)約成本和學習先進經(jīng)驗，經(jīng)常需要研究性能優(yōu)良芯片的版圖結(jié)構(gòu)，相互借鑒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本文對SN7400芯片進行了逆向解析，通過研究掌握了該芯片的設(shè)計思想和單元器件結(jié)構(gòu)，對于雙極型集成電路設(shè)計是十分有益的。

2.芯片分層拍照

本文解析的SN7400芯片是雙列直插式塑料封裝，共14個管腳，包含四個二輸入與非門。根據(jù)芯片編號規(guī)則判斷為雙極工藝制造。

首先將芯片放到濃硝酸中加熱去掉封裝，用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層，用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層，經(jīng)去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色，雜質(zhì)濃度高部分顏色變深，沖洗、吹干后在顯微鏡下對去鋁層（有源層）芯片拍照[5]。

采用圖形編輯軟件分別對兩層照片進行拼接，獲得版圖照片。

3.單元結(jié)構(gòu)

有鋁層和去鋁層照片表明芯片四個二輸入與非門結(jié)構(gòu)相同，只要分析一個與非門即可。該芯片一個二輸入與非門無鋁版圖照片如圖1所示。其中1A和1B為輸入端，1Y為輸出端。

該芯片是P襯底和N外延層，與非門主要由NPN晶體管、電阻和二極管構(gòu)成。NPN晶體管結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2（a）和（b）分別為縱向NPN晶體管版圖和剖面圖。縱向NPN晶體管由于性能比PNP晶體管好，因此是雙極工藝的主要使用晶體管。隔離區(qū)為P+注入，采用結(jié)隔離技術(shù)，隔離區(qū)接低電平，保證隔離區(qū)反偏[6]。圖2（c）為二發(fā)射極NPN晶體管版圖，作為與非門的輸入端，這種設(shè)計既減少了面積又提高了輸入晶體管匹配度。圖2（d）為隔離島合并器件版圖，是由一個NPN晶體管、一個二極管和一個基區(qū)電阻構(gòu)成，該設(shè)計減少了版圖面積和寄生參數(shù)。

圖3為電阻和二極管版圖。圖3（a）為基區(qū)電阻的版圖，集成電路電阻的阻值是通過方塊電阻計算的，基區(qū)方塊電阻典型值為100～200Ω/，電阻越長阻值越大，電阻越寬阻值越小。圖3（b）為二極管版圖，外延層隔離島為N區(qū)，隔離區(qū)為P區(qū)。

4.電路圖和仿真

根據(jù)SN7400芯片的鋁層和去鋁層版圖照片提取了一個二輸入與非門電路如圖4（a）所示。采用Pspice軟件對電路圖進行瞬態(tài)仿真，其中電源電壓為5V，輸入信號高電平為3.5V，低電平為0.2V，仿真結(jié)果如圖4（b）所示。結(jié)果表明該電路實現(xiàn)了與非門的邏輯功能，電路提取正確。

5.結(jié)論

本文采用化學方法對SN7400芯片進行了分層拍照，提取了電路圖，仿真驗證正確。從芯片的版圖分析，該芯片采用NPN晶體管、PN結(jié)二極管和基區(qū)電阻等器件單元，四個與非門版圖一致且對稱布局。該芯片采用典型的雙極工藝，為了節(jié)省面積采用共用隔離區(qū)方法，為提高匹配度采用多發(fā)射極晶體管。電路為典型的TTL與非門電路。該芯片的版圖布局體現(xiàn)了設(shè)計的合理性和科學性。

參考文獻

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作者簡介：

王?。?965—），男，遼寧沈陽人，碩士，沈陽化工大學信息工程學院副教授，研究方向：微機電系統(tǒng)設(shè)計。

第7篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

目前我國已成為全球電子產(chǎn)品的主要制造和出口加工基地。

我們把國內(nèi)集成電路市場定義為在大陸直接

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第8篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：微電子技術(shù)專業(yè)；集成電路；實驗室建設(shè)；

作者：陳偉元

0引言

以集成電路為主的微電子產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心[1]，它對經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國家安全具有至關(guān)重要的戰(zhàn)略地位和不可替代的核心關(guān)鍵作用，其重要性在迅速提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模在逐步擴大。目前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)形成了以設(shè)計業(yè)、芯片制造業(yè)及封裝測試業(yè)為主的微電子產(chǎn)業(yè)鏈，并相對獨立發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點。微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動了社會對各層次微電子技術(shù)人才的大量需求。為順應(yīng)微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，各地高職院校紛紛開設(shè)了微電子技術(shù)專業(yè)，并大力加強微電子技術(shù)專業(yè)的建設(shè)[2-4]。但微電子技術(shù)是一門應(yīng)用性非常強的學科[5]，不僅需要較好的理論基礎(chǔ)，更需要有較強的生產(chǎn)工藝實際操作能力，這都需要較好的實驗環(huán)境和實驗條件來支撐。微電子實驗實訓設(shè)備要求高，資金投入大，很多高職院校(包括本科院校)沒有足夠資金購買昂貴的實訓設(shè)備，學生只能通過老師解說、觀看錄像等了解相關(guān)工藝過程[6-7]，沒有機會親自動手[8]，造成我國微電子制造業(yè)人才總量嚴重不足，且人才質(zhì)量基礎(chǔ)較差、人才層次結(jié)構(gòu)不合理[9]。

基于工作崗位和人才培養(yǎng)目標的分析，蘇州市職業(yè)大學結(jié)合省實訓基地和省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè)，優(yōu)化建設(shè)方案，用非常有限的資金投入，建立微電子技術(shù)專業(yè)實驗室，為培養(yǎng)符合企業(yè)需求的高技能、高素質(zhì)人才進行了有益探索。

1微電子技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標分析

目前，中國集成電路產(chǎn)業(yè)已初步形成以長三角、環(huán)渤海，珠三角三大核心區(qū)域聚集發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局。以2010年為例[10]：我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入1440.2億元，三大區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入占全國整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模的近95%。其中，環(huán)渤海地區(qū)占國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模的18.8%，珠三角地區(qū)占全國集成電路產(chǎn)業(yè)的8.4%，涵蓋上海、江蘇和浙江的長江三角洲地區(qū)已初步形成了包括研究開發(fā)、設(shè)計、芯片制造、封裝測試及支撐業(yè)在內(nèi)的較為完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，占全國集成電路產(chǎn)業(yè)的67.9%。目前國內(nèi)55%的集成電路制造企業(yè)、80%的封裝測試企業(yè)以及近50%的集成電路設(shè)計企業(yè)集中在長三角地區(qū)。

可見，長三角地區(qū)是中國重要的微電子產(chǎn)業(yè)基地，而蘇州、無錫等蘇南地區(qū)在集成電路制造、封裝測試領(lǐng)域又具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，集成電路后端(版圖)設(shè)計服務(wù)的需求會持續(xù)增加。

高等職業(yè)技術(shù)教育微電子技術(shù)專業(yè)的就業(yè)核心崗位的確定，既要反映出當?shù)匚㈦娮赢a(chǎn)業(yè)的市場需要，又要考慮到適合高職學生能做、并樂于做的崗位。如現(xiàn)場操作為主的“半導體技術(shù)工人”崗位，不適合作為本校微電子專業(yè)的核心崗位，也體現(xiàn)不出與中職學生在崗位上的競爭力[11]。經(jīng)調(diào)研和分析，確定“集成電路版圖設(shè)計”、“微電子工藝及管理”、“設(shè)備維護”作為本專業(yè)學生培養(yǎng)的核心工作崗位。

微電子專業(yè)的培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，能適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展需要，具有良好職業(yè)道德和創(chuàng)新精神，熟悉微電子器件及工藝的基本原理，具備集成電路版圖設(shè)計、晶圓制造及封裝測試中的設(shè)備操作與維護、工藝管理、產(chǎn)品測試、品質(zhì)管理能力，面向生產(chǎn)服務(wù)一線的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才。

2微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)目標

高職教育以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為主，培養(yǎng)的學生不僅具有較好的理論基礎(chǔ)，更應(yīng)具有較好的基本技能。根據(jù)以上培養(yǎng)目標，高職微電子技術(shù)專業(yè)重點培養(yǎng)學生微電子材料工藝及IC領(lǐng)域如下方向的基本技能：

(1)微電子材料器件工藝與檢測。了解微電子材料與器件的常規(guī)工藝制備過程，并了解其主要參數(shù)的表征及測試方法；

(2)IC設(shè)計技術(shù)。了解IC設(shè)計的流程，掌握IC設(shè)計的基本原理和方法，重點熟練掌握IC版圖設(shè)計工具軟件的使用方法；

(3)IC制造與封裝測試技術(shù)。了解IC制造的基本過程和工藝，掌握基本的IC封裝及測試原理和方法，并學會基本測試儀器的使用方法。

為實現(xiàn)以上目標，在微電子技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè)上，至少應(yīng)圍繞如下幾個方向來進行：①集成電路設(shè)計，特別是集成電路版圖設(shè)計方向；②微電子材料和集成電路工藝方向；③集成電路封裝及測試方向。目前國內(nèi)各高職院校的微電子技術(shù)專業(yè)根據(jù)自身的實際情況，基本上也是圍繞這幾個發(fā)展分支來建設(shè)專業(yè)實驗室[12]。

微電子實驗設(shè)備非常昂貴，若要建設(shè)完善的微電子技術(shù)專業(yè)實驗室，其建設(shè)資金的投入是非常龐大的，大部分學校也沒有這樣的建設(shè)能力。為此，在有限的建設(shè)資金上，實驗室建設(shè)采取實用化原則，以國家投入或?qū)W校自籌資金方式建立微電子基礎(chǔ)性實驗室、IC版圖設(shè)計實驗室、微電子材料及器件工藝實驗室，而對于投資較大的IC封裝及測試實驗室，主要采取與企業(yè)共建的方式進行建設(shè)。

3微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)方案

根據(jù)以上微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)目標，蘇州市職業(yè)大學結(jié)合省實訓基地和省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè)，建立了IC版圖設(shè)計實驗室、微電子材料及器件工藝實驗室和IC封裝測試實驗室。

3.1IC版圖設(shè)計實驗室

IC設(shè)計包括IC系統(tǒng)設(shè)計、IC線路設(shè)計、IP核設(shè)計和IC版圖設(shè)計。其中IC版圖設(shè)計工作的任務(wù)量大、所需人員多，是一種高技能、應(yīng)用型技術(shù)，是最適合高職微電子技術(shù)專業(yè)學生就業(yè)的工作崗位。

IC版圖設(shè)計實驗室的建設(shè)，以服務(wù)器和計算機終端組成，再配置IC設(shè)計軟件。其中，終端一般要配置40套以上，以便課堂上每位學生均能單獨練習。

IC版圖設(shè)計實驗室的建設(shè)投入大，特別是IC設(shè)計軟件價格昂貴，可爭取大學計劃、實驗室共建等多種方式，獲得EDA軟件商的支持。蘇州市職業(yè)大學與SprigSoftInc.合作，引進其先進的IC版圖設(shè)計軟件平臺Laker，并與IC設(shè)計公共服務(wù)平臺提供商蘇州中科集成電路設(shè)計公司進行深度合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同進行IC版圖設(shè)計高技能人才的培養(yǎng)與培訓。

3.2微電子材料及器件工藝實驗室

微電子材料、器件涉及的工藝廣泛，實驗設(shè)備價格昂貴，只能用有限的資金投入，解決一些微電子最常用的工藝實驗設(shè)備。為讓學生對微電子工藝有感性認識和實踐機會，經(jīng)調(diào)研，認為凈化、擴散退火、薄膜工藝、光刻工藝、霍爾效應(yīng)測試等是微電子行業(yè)應(yīng)用較多的公共技術(shù)。微電子材料器件工藝與檢測實驗室，建設(shè)為千級的凈化實驗室，以擴散退火爐、真空鍍膜設(shè)備為基礎(chǔ)，并配以相關(guān)的光刻機、光學顯微鏡、霍爾效應(yīng)測試儀等，從而滿足從微電子材料的制備工藝到微電子材料與器件的性能測試等實驗需求。

該實驗室也結(jié)合了省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè)，兼以實現(xiàn)太陽能光伏電池的制備實驗，為微電子技術(shù)專業(yè)的“半導體器件物理”、“集成電路工藝”、“太陽能光伏電池”等課程提供實驗支撐。

3.3IC封裝測試實驗室

近幾年來，國內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)有較大的發(fā)展，尤其是IC制造及IC封裝測試業(yè)發(fā)展很快，在我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中有著舉足輕重的地位，占據(jù)了我國微電子產(chǎn)業(yè)的半壁江山[13]。IC封裝及測試行業(yè)也是微電子技術(shù)專業(yè)學生重要的就業(yè)崗位。

建設(shè)IC封裝測試實驗室是培養(yǎng)高素質(zhì)IC應(yīng)用型人才的必要要求。

IC封裝及測試實驗設(shè)備價格非常昂貴，高校往往沒有能力獨立承建。可采用與企業(yè)共建的方式進行建設(shè)。本實驗室與華潤矽科微電子有限公司合作共建，建有集成電路自動測試系統(tǒng)、引線鍵合、電子顯微鏡、晶體管特性測試及電子測試設(shè)備等。

該實驗室的建成，為微電子技術(shù)專業(yè)的“半導體器件物理”、“微電子封裝技術(shù)”、“集成電路工藝”、“集成電路測試”等課程提供實驗支撐。

第9篇：集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞 半導體器件 半導體物理 教學思考

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2017）02-0058-02

隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)已滲透到滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。《半導體器件物理》是微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是理解半導體器件內(nèi)部工作原理的課程，是分析器件物理結(jié)構(gòu)、材料參數(shù)與器件電學性質(zhì)之間的聯(lián)系，其提供了半導體物理與電子電路設(shè)計間的物理邏輯與數(shù)學聯(lián)系，是基于CMOS工藝設(shè)計集成電路的必備知識。因而，在教學過程中，如何將物理圖像、數(shù)學模型與電子電路設(shè)計間的關(guān)系講解清楚，讓學生從物理和集成電路設(shè)計的角度深層次理解半導體器件成為授課關(guān)鍵。

一、教學內(nèi)容與預期

《半導體器件物理》是微電子科學與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在半導體物理課程基礎(chǔ)上繼續(xù)開展器件物理的分析、建模和應(yīng)用，具有物理理論抽象、概念細節(jié)多、半導體物理與電路等學科知識相交叉等特點，學生學習較為困難。基于此，本課程授課以施敏先生著的《半導體器件物理》為主要教材，依據(jù)教學大綱和學生未來的工作實踐，對《半導體器件物理》課程教學內(nèi)容進行了調(diào)整、充實和刪減。具體來說《半導體器件物理》教學內(nèi)容可分為以下幾部分：1）介紹半導體材料、PN結(jié)、半導體表面的特性等，2）講解雙極型、MOS型晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理，3）分析幾種有重要應(yīng)用的半導體器件，如功率MOSFET、IGBT和光電器件等。[1，2]期望學生接受教學后的預期能力：1）能夠深入理解半導體器件關(guān)鍵物理概念和能帶理論；2）能夠?qū)雽w物理與半導體PN結(jié)的行為結(jié)合起來理解分析；3）能夠以半導體PN結(jié)為基礎(chǔ)理解幾種不同的半導體器件；4）能夠理解和提出新型半導體器件設(shè)計中的關(guān)鍵物理和電學問題。

二、教學方法及學生能力目標

本課程以課堂授課為主，同時引入小組和班級討論、課后建模實踐等互動教學方法，培養(yǎng)學生構(gòu)建器件物理圖像、建模和與電子電路設(shè)計綜合聯(lián)系的能力，獨立發(fā)現(xiàn)、分析、解決器件問題的能力。同時基于《半導體器件物理》課程的特點，在教學手段上采用板書公式推導與多媒體器件模型演示為主，網(wǎng)絡(luò)教學資源為輔，同時邀請集成電路產(chǎn)業(yè)半導體器件資深專家講座等形式，提高學生掌握知識和設(shè)計實踐的能力，提高教學質(zhì)量。讓學生漸進達到如下能力：（1）知道基本概念，（2）從理論上理解和解釋，（3）能夠根據(jù)器件理論做出計算、模擬和實際的器件應(yīng)用，（4）對器件進行綜合、設(shè)計、分析；（5）對器件能夠從物理和電學的角度做出專業(yè)評價。

三、學生學習效果評價方式

為了客觀評價每個學生的實際學習效果和激勵學習興趣，改革評價方式是十分必要的。在期末閉卷考試基礎(chǔ)上，對成績評價方式作如下新探索：增加平時成績比例，每個月進行一次小測試，針對幾個集成電路廣泛應(yīng)用的建模理論和半導體器件，要求學生從半導體物理的角度作出獨立的分析報告，可以在課后查閱文獻資料，并在后續(xù)課堂上進行交流討論，增強學生獨立思考與實踐動手能力，培養(yǎng)學生深度器件分析能力。

課堂教學改革需要教師不斷思考、總結(jié)與創(chuàng)新，即要傳授知識，又要與學生互動反饋，讓學生更深刻迅速的理解專業(yè)知識，并能靈活的實踐運用。

參考文獻：

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