本论文主题涵盖三篇精品范文，主要包括《微电子论文范文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。【摘要】介绍了微电子技术的迅速发展,及我校的微电子新专业的发展状况。在国内、国外微电子技术发展的强劲势头下,在本校的微电子专业建设目标的基础上,提出了对新专业的建设思想。探讨了如何把微电子这个新专业做大做强,从而真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色。
第一篇：微电子论文范文
微电子课程设计教学体系改革研究
摘要：微电子课程设计是微电子等专业本科学生必修的一门专业实验课，是理论性和实践性都非常强的一门课程。本文针对微电子等专业的本科生，改革微电子课程设计课程内容和方法，形成一套完整的课程内容，涵盖从微电子工艺器件，到集成电路设计。
关键词：微电子；课程设计；教学体系；改革研究
一、改革研究背景
微电子课程设计是微电子等专业本科学生必修的一门专业实验课，是理论性和实践性都非常强的一门课程[1-4]。微电子课程设计涉及了集成电路设计、半导体物理、半导体器件、工艺及材料等多个专业方面。笔者经过多年的教学与实践，总结分析后发现如下两点不足：
1.课程内容主要集中在电路方面，忽略了对微电子工艺及器件方面的教学与考核。对于微电子专业的本科生而言，该实验应该重点包括两部分内容——微电子工艺与器件、集成电路设计。其中，微电子工艺与器件主要包括微电子工艺模拟、微电子器件模拟和MEMS器件模拟三个模块，相关软件有Sentaurus Process、Taurus MEDICI、ANSYS等。学生掌握完成各种半导体器件的工艺方案设计、工艺参数优化、直流特性分析、交流特性分析、频率特性分析和简单门电路的器件级模拟，加深学生对专业知识的理解和把握，培养设计创新能力[5]。
2.在电路方面，现有的教学内容过多偏重于模拟部分。课程应该加强数字集成电路的讲解。传统的集成电路主要分为数字集成电路和模拟集成电路两部分，主要软件有Cadence、Actel Designer、ADS等设计软件。通过EDA软件，实现不同层次和复杂度的模拟、数字集成电路设计实验。完整的电路实验可以切实提高学生的实践能力，增强就业竞争力。
二、改革研究目标和思路
本文研究目标是针对微电子等专业的本科生，依托南京邮电大学电子科学与工程实验教学中心良好的软硬件环境，改革微电子课程设计课程内容和方法，形成一套完整的课程内容，涵盖从微电子工艺器件，到集成电路设计。要求学生掌握半导体材料特性测试技术、微电子技术工艺参数测试分析技术和微电子器件设计与参数提取技術，能够熟练使用集成电路EDA工具软件，独立完成基本电路设计。改革对加深学生对微电子专业知识的系统理解和掌握，培养设计创新能力，提高就业竞争力有着良好的推动作用[6]。
改革主要思路是将课程内容分成两部分，即微电子器件的设计及模型参数的提取、集成电路设计，根据团队中各个老师的研究方向，安排专人进行课程内容建设，设计出符合本科生知识背景的专业实验。特别针对器件级和电路级的衔接，制定出可行的实验内容。本课程要求学生先修完大学物理实验，半导体物理，半导体器件，微电子学概论，模拟电子技术，数字集成电路设计，微电子制造技术和计算机辅助设计等理论课程后，再进行本课程的学习。
三、改革研究内容
为了紧跟当今科学技术的飞速发展，进一步加强微电子专业学生的综合基础知识和专业素养，了解集成电路的整个设计流程，本改革全面系统地进行了涉及从微电子工艺、器件、模型、IC设计等整个流程。旨在培养学生运用Sentaurus，ICCAP，Candece，Synopsys等EDA软件进行微电子工艺，器件模型以及IC集成电路设计，熟悉从工艺，器件至电路的整个设计流程，能进行工艺级，器件级和电路级的设计工作[7]。改革内容主要包括如下两部分：
1.微电子器件的设计及模型参数的提取。利用Sentaurus和ICCAP等仿真软件，进行集成电路工艺和器件的设计与模拟，然后对于建立的器件结构进行相关模型参数的提取。具体包括：①器件结构的实现；②器件特性的表征；③器件模型参数的提取。
2.集成电路设计。①模拟集成电路模块包括了从最基本的单管放大器到具有较为完整功能的集成电路芯片的设计内容，借助于实验内容的推进，学生可以实现从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证、芯片测试的模拟集成电路设计流程。②数字集成电路模块可以完成包括数字集成电路前端和后端实验内容，学生可以完成从系统定义、RTL综合、时序分析、可测性设计到版图实现的完整数字集成电路设计流程[8]。并且配备了先进的集成电路测试系统，做到虚拟仿真与实际硬件仿真相结合，进行复杂系统功能的验证。
四、改革研究意义
1.加强学生对整个集成电路设计流程的掌握，充实南京邮电大学微电子专业面向“卓越工程师”培养的实践教学体系的建设，提高学生们的实践操作能力，加深对理论知识的理解和掌握。
2.重構优化现有的微电子专业设计课程安排，针对当今先进集成电路设计，形成涉及从微电子底端（工艺级和器件级）至顶端（电路级和系统级）的一整套课程设计。
3.培养学生对微电子相关的EDA软件的学习与使用，并形成一批具有理论基础、能提高学生EDA使用技能的创新项目，提升学生们的创新意识，培养他们探索新事物的勇气，使他们更加适应新世纪的挑战。
五、总结
改革内容涉及了微电子工艺、器件制作、参数提取以及IC电路设计，这些知识和技能的培养是作为微电子专业学生必备的，同时也是学生后续进入研究生阶段从事微电子相关科学研究的基础；改革中涉及到的各种EDA软件的学习与使用，均是当今先进集成电路设计中正在使用的，这些技能的学习与掌握有助于提高学生们的综合素质，提升他们将来毕业后的就业竞争力，也有助于加快我国的现代化建设，实现“中国梦”。
参考文献：
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[2]姜岩峰，张晓波，杨兵，等.微电子实践教学内容的研究和改革[C].北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集，2007：88-89.
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[4]王莉，梁齐，张广斌.微电子专业课程建设与教学改革的探索[J].中国现代教育装备，2008，（10）：92-93.
[5]梁齐，杨明武，刘声雷，张彦，陈士荣，宣晓峰.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008，（01）：45-46.
[6]毛剑波，易茂祥，张天畅.微电子学专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索，2005，（12）：78-79.
[7]杨虹，冯世娟.面向21世纪的微电子技术人才培养——微电子技术专业本科生教学计划的制订[J].重庆邮电学院学报（社会科学版），2004，（S1）：24-25.
[8]周金运，胡义华，吴福根.电子科学技术本科专业课程设置改革的依据与实践[J].广东工业大学学报（社会科学版），2003，（02）：66-67.
Research on the Reform of the Teaching System of Microelectronics Course Design
CAI Zhi-kuang，WANG Zi-xuan，HU Shan-wen
（College of Electronic Science and Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing，Jiangsu 210023，China）
Key words：microelectronics；course design；teaching system；reform research
作者：蔡志匡 王子轩 胡善文
第二篇：微电子新专业的建设思想探讨
【摘要】介绍了微电子技术的迅速发展,及我校的微电子新专业的发展状况。在国内、国外微电子技术发展的强劲势头下,在本校的微电子专业建设目标的基础上,提出了对新专业的建设思想。探讨了如何把微电子这个新专业做大做强,从而真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色。
【关键词】微电子 专业建设
1 引言
微电子技术是电子信息技术的核心,是世界高科技竞争的热点,是国家基础性战略性的产业[1][2]。信息产业部2001年电子发展基金项目已明确其扶持的重点要转向具有知识产权的集成电路与软件产品的研发与产业化,要求在设计能力方面取得新的突破。超大规模通信专用集成电路是现代通信设备的心脏,它的设计开发能力和大生产升级技术的掌握与提高,对于我国通信新产品的研发与创新起着决定性的作用。最重要的因素就是人才,人才培养和创新[3-5]。
作为电子通信类高校,南京邮电大学建校近50年来,正朝着信息科技类大学进军, ASIC设计这一领域是必不可少的一个重要组成部分。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外微电子学人才都十分紧缺,建立微电子学专业,也可为我国的 ASIC设计方面,培养急需的人才。我们不仅需要继续培养大量工程实用型人才,而且当前特别需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的高素质人才,在江苏省这样一个将信息产业作为重点发展的大省,微电子技术必须大力发展。
2 探讨本专业的建设目标
微电子专业在我校还是一个新专业,如何把这个新专业做大做强,真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色,是一个值得探讨的问题。
体现特色、明确专业方向,根据我们学院长期为IT行业培养人才和我们系的基础和优势,设置以通信集成电路设计为主要方向,并对专业方向的发展作了规划,同时兼顾工艺设计与器件设计。与此同时,确立我校微电子专业的建设目标为:根据学校的办学指导思想,树立“理科本科教育以培养应用基础和理工融合型人才为主,在坚持人才培养质量统一要求的基础上,鼓励学生个性化、多样化发展,强化学生的创新精神和实践能力培养”的教学工作指导思想。按照推进国民经济和社会发展信息化的要求,围绕着如何培养和造就适应微电子技术飞速发展,具有创新精神和实践能力的高素质人才这一根本任务,积极探索,形成“加强基础、注重素质、拓宽知识、增强适应性”的教学工作思路,将“微电子学”专业建成国内同类专业中特色鲜明、人才质量高、广受社会欢迎的专业,逐步达到国内一流专业。
本专业学生除必须具备较扎实的数理、计算机、外语基础外,还必须具备微电子学、半导体科学与技术的基本知识、理论和实验技能的专业基础知识。了解微电子学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及信息产业发展状况。具有芯片设计能力“以通信集成电路设计为立足点和主要方向,逐步向半导体器件工艺和MEMS技术拓展,培养适应时代需要的,掌握微电子学的基本理论、计算机技术、通信技术和电子技术等领域内宽厚理论基础、实验能力和专业知识,并接受科学实验与科学思维的训练,具有创新精神和工程实践能力以及跟踪掌握该领域新理论、新知识、新技术的能力, 具备本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力。能在该领域内从事各种微电子与通信集成电路系统的设计、制造、维护、管理以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发、应用和管理等方面的高级工程技术人才。”
3 提出新专业的建设设想
基于以上目标,从微电子专业自身的特点出发,通过教学改革,着眼于培养21世纪的新型高科学素质的全面人才,并根据我校的专业发展现状,提出以下设想:
一方面,要创造一个良好的教育环境,综合性、高素质,懂技术,侧重于开创性研究的,也就是说,自然科学和社会科学两方面交叉进行,所以教师最重要的责任就是不光教给学生知识,还要创造很好的学习环境,启发学生的思维,启发他们的创新思维。二十一世纪是知识经济时代,只有各方面素质都能得以全面发展的大学生才最受用人单位的青睐。随着办学实践的进行和专业队伍的加强和学科的发展,我们也需要对培养方案进行调整和完善。使得课程体系更科学合理,实施更具成效。將专业基础课程分成四大模块:即电工电子基础、微电子基础、计算机基础和通信基础;同时加强微电子专业和其他各学科的交叉研究。拟通过优化课程结构、课程内容和学时设置,对微电子专业课程进行调整,加强微电子专业学生所必须掌握的基础课程的教学力度,全面提高我校微电子专业学生的专业素质。在专业方向课部分,注意“宽、新、浅”,设置了新型微电子器件、MEMS与微系统设计、通信集成电路、VLSI版图设计基础、片上系统设计等课程,充分体现了时代特色和微电子的最新发展。
另一方面,微电子专业起源于半导体专业,后又同电路与系统专业相互融合和交叉,形成了一个独具特色的专业。其特点是专业涵盖面宽,包括集成电路理论与技术、半导体器件理论与技术和半导体工艺理论与技术三大主要方向,如何体现专业特色,是本项研究的内容之一。为此,我们提出通讯集成电路和新型微电子器件作为我们的专业方向和特色,并在教学和科研中体现出来。针对江苏省和南京市的集成电路发展特色,以及南京邮电大学的学科特点和光电工程学院的实际情况,适当加强通讯集成电路、新型微电子器件和光电集成的课程,体现专业特色。同时注重更新教学内容,优化课程体系,打破学科课程间的壁垒,加强课程与课程体系间在逻辑和结构上的联系与综合,精选经典教学内容,不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果,注意把体现当代学科发展特征的、多学科间的知识交叉与渗透反映到教学内容中来。此外,还拟通过建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。
再次,微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。作为高等学校,而非生产厂家,不可能具备从前端到后端整个流程的实践条件,为此,我们拟对其中的主要环节开展实践教学。具体来讲,我们拟在已经初步建设的ASIC设计实验室的基础上开展ASIC设计实验课程的教学,并寻求资金和设备,建立微电子专业实验室,建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,并逐步开展器件和工艺设计实验,使学生能够初步了解芯片生产过程,掌握IC芯片设计的思想方法和流程。
最后,我们要建立产前研,这也是增强我们核心竞争力的经验,知识产权始终是工业的核心,这是个高风险,高科技,所以自主知识产权始终是高科技的核心,如果不拥有一批自己的知识产权就永远难以形成主动。所以我们和产权研结合起来,总的目标是探讨今后十五年产业发展的需要,总的步骤是要与设备的开发结合起来,新材料的使用结合起来。产前研主要是产前的合作,然后再把知识产权带回去进行商业的大规模的开发。
4 小结
总的来说,新专业的建设中存在很多问题需要探讨和尝试,在此过程中,既充满了机遇,也充满了挑战。重要的是,如何根据我们学院长期为IT行业培养人才和我们学院自身的基础和优势,对专业方向的发展作出合理的规划,采取各项有效的教学改革措施,把微电子这个新专业做大做强,真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色,是我们目前急需解决好的问题。
参考文献
[1] 杨宏,王鹤.微电子机械技术的发展与现状.微电子学,2001,31(6):392-394.
[2] 严兆辉.微电子的过去、现在和未来.武汉工程职业技术学院学报,2003,15(2):30－34.
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[4] 刘瑞,伍登学,邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践.实验室研究与探索,2004,23(5):6－8,23.
[5] 李文石,钱敏,黄秋萍.施敏院士论微电子学教育.教育家,2003,3:11－16.
作者：方玉明
第三篇：机电工程微电子系统接口技术分析
【摘 要】接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。本文分述了接口技术的内涵、功能、分类，并從微电子系统的角度详细分析了接口技术。
【关键词】机电一体化;接口技术;微电子;系统
1、机电接口技术的内涵
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其子系统之间的接口极为重要，从某种意义上说，机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少，通过对机电一体化系统进行总结和归纳，我们提出了机电接口技术的概念，形成了如下几点认识。
2、机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能
机电接口传递和转换信息和能量，并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件，硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接，为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程，协调和综合机电一体化组成技术，使各子系统集成并融合为一个整体，实现新的功能。
3、机电接口的分类
机电接口包括人机接口、动力接口、智能接口和机电接口4类。
(1)人机接口。人与机电一体化系统之间的接口，通过此接口，可以监视系统的运行状态，控制其运行过程，即通过人机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人机接口是双向的，硬件包括输入/输出设备，主要有显示屏、键盘、按钮等。
(2)动力接口。动力源连接到驱动系统的接口，为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等，动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点，能够通过较大的功率。
(3)智能接口。智能接口主要存在于三处，控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂，但可以得出它的一些共性：智能接口传递和转换各种信息，按照不同技术的要求改变信息形式，使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起，形成完整的系统。通常，智能接口是软件表现出的功能连接。
(4)机电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号，或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。
4.机电一体化控制系统--微电子系统
4.1、机电接口由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用;
4.1.1行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换;另外，在大负载时还需要进行功率放大;
4.1.2抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;
4.1.3进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
4.1.3.1.模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口――模拟信号输入接口。
4.1.3.2.模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口――模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。
4.1.3.3.开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量(开关量)信号包括：开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。
4.1.3.4输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
4.1.3.5输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
4.2、人机接口
4.2.1输入接口。
4.2.1.1拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。
4.2.1.2键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：
编码键盘，自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);
编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位)，而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高;后者电路简单，便于设计。
4.2.1.3输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
参考文献：
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[2]袁耀辉.关于机电一体化系统的接口技术探讨[J].广东科技，2013，22(3)：46-47.
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(作者身份证号码：130634198309181113)
作者：陈宁