摘要：随着微电子技术的进步，超大规模集成电路（VLSI）的特征尺寸已经步入纳米范围。纳米级工艺存在着很多不同于以往微米、亚微米工艺的特点，因此为制造和设计都带来了很多难题，诸如光刻、漏电功耗、可制造性设计、芯片在片参数波动等，为了保证设计的进度和质量，就必须针对这些特点进行深入分析，并建立全新的分析设计方法和手段。下面是小编整理的《传送网电子化工程设计论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。
传送网电子化工程设计论文 篇1：
立足亚运 憧憬奥运
在距离2008年奥运会开幕还有800天的时候，《建筑创作》杂志一行人在金磊主编的带领下，专程拜访了曾担任1990年北京第11届亚运会工程建设副总指挥的周治良先生。周总回忆了当年亚运会工程建设的有关情况，同时也就如何从亚运工程建设中吸取经验，为日后在北京举办奥运会提供借鉴等方面发表了自己的见解。
《建筑创作》：周总您好，今天来拜访您，主要想听您说一说当年亚运会建设中的一些情况，特别是有哪些经验可以借鉴。
周治良：我印象当中，当年亚运会工程建设从开始算起到今年正好是20年。不论是整个中国还是北京市，这20年的发展在各个方面都有着翻天覆地的变化。回顾当年亚运会建设，有些我认为对当今还是有一定的帮助作用的。
《建筑创作》：就先请您简单回顾一下亚运会的历史及北京亚运会的来历。
周治良：亚运会的前身是远东运动会和西亚运动会。远东运动会从1913年——1934年，共举办了10次。西亚运动会曾于1934年举办了第1届，后因二次大战而停办。1948年在英国伦敦举办的第14届奥运会上，由印度邀请中国等13个国家代表举行会议，讨论成立亚洲业余体育联合会和1949年在印度新德里举办第1届亚洲田径锦标赛的事情。1949年2月，“亚洲业余体育联合会”正式成立，名称改为“亚洲运动会联合会”，并决定于1950年在印度首都新德里举办第1届亚洲运动会，以后每四年举办一次。
原订1950年举办的第1届亚运会，因故推迟到1951年在印度举行，当时我国只派了观察员参加。由于中国在亚洲运动会联合会中的席位问题未解决，第二至第六届亚运会我们均未参加。直到1974年第7届亚运会在伊朗举行时。我国才正式派代表参加亚运会。
1982年国家体委和外交部就向国务院提出关于申请举办1990年亚运会的请示报告。
1983年经党中央、国务院批准、中国奥委会正式向亚奥理事会提出申请，在北京举办第11届亚运会。
1983年10月，以张百发副市长为团长的“北京市争取举办第11届亚运会代表团”在科威特向亚奥理事会代表大会介绍了我国准备工作情况。
1984年6月，亚奥理事会主席法赫德率代表团访问北京，考察北京申请举办1990年亚运会有关场地和设施的情况。
1984年9月，在汉城召开的亚奥理事会代表大会上，经过投票表决，决定由中国北京市举办1990年第11届亚运会。
1985年4月，国务院批准成立了第11届亚运会组委会。
1986年2月21日，成立了亚运会工程总指挥部，统一领导亚运会工程建设。总指挥由北京市常务副市长张百发担任，各副总指挥由国家体委有关司和北京市有关单位熟悉建筑业务的行政领导、专家、权威人士担任。
《建筑创作》：请您介绍一些有关亚运会工程建设的有关情况。
周治良这里我首先要强调指出的是：亚奥理事会在章程中有明文规定。亚运会举办者不仅要提供足够数量的符合国际标准的比赛及练习场馆和运动员村等，还要在城市交通、通讯联络。新闻广播，文化娱乐、商业服务、安全保卫等方面达到迅速、有效、方便、安全、以保证运动会顺利进行。
亚运会工程建设总指挥部成立后，其任务是：具体实施经国务院批准的亚运会工程建设总体规划方案；审查、下达、监督执行各个工程项目的任务、规模。投资计划；进行选址定位、征地拆迁、选定施工单位、组织工程项目设计、物资供应和工程施工：协调解决与有关部门(包括电子工程指挥部)在工程建设中的问题，保证亚运会期间建筑。设备的运转、维护和抢修任务的顺利完成。
亚运会工程总体部署是：“一年准备，三年建设，半年调试、运转、收尾、赛会期间保障使用。”
亚运会工程建设征用土地5777亩，搬迁单位350个，搬迁农民3559户，拆迁房屋52万m2。有17个设计院，两个勘探院、测绘院参加勘探、测绘、设计。主要建筑材料消耗：钢材27万t，木材8万m3，水泥55万t。共完成总建筑面积248，7万m2。开挖土方1532万m3，绑扎钢筋22，3万t，浇灌混凝土196.6万m3制作吊装钢结构2，26万t。
亚运会工程有几大特点。第一个特点就是规模大：为了满足在16天内，举行27个比赛项目，2个表演项目，共需要33个比赛场馆、46处(137块)练习场地，除了尽量利用原有体育设施外，还要新建、扩建大批体育场馆。根据亚洲奥林匹克理事会章程规定还必须建设运动员村。加上配套工程，如405m高的电视塔、北京电视台、梅地亚中心大厦(即国际广播电视中心)。首都机场扩建、居住区建设等，建筑总面积为1958年北京十大建筑的3倍多。此外，还建设了许多市政配套设施，完成了大量的绿化工程。
第二个特点是要求高：体育设施要求足够数量，并且要符合国际比赛的标准，特别是比赛场地和照明标准。例如：田径跑道的基础沥青混凝土的每层辗压密实度。跑道用塑胶摊铺的厚度、比赛和练习场地的照明等各项指标都有很明确的要求。
第三是技术复杂：体育建筑是大跨度结构，亚运会体育馆跨度都在50m以上，首都体育馆速滑馆跨度达到88m，屋盖结构比较复杂。新建的中央电视塔达405m高，是世界第三高度，其设计施工技术的难度也是很大的。特别是当前国际性体育比赛必须设置电子服务系统，要求在通讯联络、新闻广播等方面必须迅速、有效、方便、安全。这是个庞大的技术复杂的系统工程，在我国是首次设计和施工这样高科技的工程。
第四是工期短：从1984年9月确定1990年第11届亚运会在北京举行开始，我们就对亚运会工程建设总体规划进行了可行性研究，经过多次论证，1986年正式批准组织实施。1986年2月工程总指挥部正式成立，开始选址。制订设计任务书，拆迁、勘测、设计同时进行，当时是边准备，边设计、边施工，大约用一年时间(1986年)准备，三年时间(1987年——1989年)施工，最后一年(1990年)扫尾和试运转。其他国家举办亚运会或奥运会一般要用6到8年时间准备，我们只用了他们一半的时间。
第五是投资有限：亚运工程基本建设投资约21，9亿人民币(约合4亿美元)，其中包括体育场馆及市政建设费用。与其它国家，如印度。韩国等相比，我们的经费投入是比较少的。
《建筑创作》：请您介绍一些亚运工程的总体规划是如何安排的。
周治良：当初确定亚运会工程建设的总体规划，必须以城市建设总体规划为指导，与城市近期建设相结合，努力做到既能适应亚运会的要求，又能获得最大的经
济、社会和环境效益。
亚运会体育场馆的总体规划考虑了以下原则，即四个“结合”：
①新建体育场馆与利用原有场馆相结合；
②分散布局与集中布局相结合；
③运动会比赛与赛后群众使用相结合；
④满足亚运会需要与将来召开奥运会的需要相结合。
亚运会共需33个比赛场馆，经过对北京市原有体育设施的调查研究，决定新建体育场馆20个，利用。改造、扩建体育场馆13个。运动员村和新闻区的安排，尽量与主体育中心靠近，以减少交通运输量和便于安全保卫工作。
除了以上比赛场馆外，练习场地尽量利用北京市原有体育设施。为了补充练习场馆的不足，另新建训练局羽、排球练习馆。老山自行车练习场、首都体育馆速滑馆、清河体育馆、红山口练习馆、煤炭干校体育馆、北京体育学院田径练习馆等7项工程。
20个新建体育场馆，除帆船、帆板比赛因北京无广阔的天然水域，经亚洲奥林匹克理事会批准安排在秦皇岛市外，其余的比赛场馆全部安排在北京市内。其中国家奥林匹克体育中心是北京市城市总体规划中预留的大型体育用地，位于北京市南北中轴线的东侧，西为北辰路，北为四环路，南为土城北路，与元大都土城遗址相对，东为安立路，用地面积1 20ha。亚运会只先用其北半部66ha作为第一期建设用地，建有体育馆。游泳馆、田径场、曲棍球场4个比赛场馆，另有附属的训练场地、体育博物馆、武术研究院、医务测试办公楼等，南半部预留为将来奥运会主会场用地。丰台体育中心位于北京西南郊四环路南段，用地面积30ha，是北京市总体规划中的区级体育用地，亚运会时建有体育场、体育馆、棒垒球场等。其它8个中小型综合体育馆如大学生体育馆、北京体育学院体育馆。朝阳体育馆、地坛体育馆、石景山体育馆。海淀体育馆、光彩体育馆、月坛体育馆布置在北京市城近郊区和体育院校，整个布局比较均衡，地点适当，交通方便，便于群众平日使用。6个专用比赛场地如自行车场，棒垒球场、网球场、射击场。射箭场、水上运动中心等也都按总体规划的要求进行了建设。
亚运会运动员村占地31，5ha，位于国家奥林匹克体育中心北侧，它既靠近体育中心，又与观众主要集散方向相分离，以避免交通相互干扰，并有利于安全保卫工作。新闻区设于运动员村南部用地内，利用新建的国际会议中心为亚运会的主新闻中心。文字、摄影记者居住在五洲大酒店及运动员村附近的饭店中。亚运会国际广播电视中心设于中央电视台和电视塔旁的梅地亚中心大厦内，在那里向全世界传送电视节目，电视记者也住在中心大厦内。
《建筑创作》：亚运会工程建设无疑是当时国内工程建设中的重大工程，要想在有限的资金支持。在短时间内完成，无论是设计还是施工难度都非常大，请您介绍当时在设计中主要考虑了哪些问题?
周治良：在新建场馆的设计中，我们主要考虑了以下几个问题：
①保安全、保比赛。保计量准确
亚运会场馆要求设计和施工单位具有较高的水平，须持有国家批准的甲级设计和一级施工执照。在设计中除交通疏散等问题外，重点考虑结构的安全性和防火的可靠性。结构严格按国家各项规范设计，抗震按8度设防。未经理论研究和科学试验论证为可靠的新技术、新结构不得使用。作为国家重要建筑，要求比赛场馆按防火规范1级耐火等级的标准设计。消防设计立足于自防自救，保护重点部位，各防火重点部位设置火灾自动报警、自动喷水灭火系统或卤代烷自动灭火系统。钢结构部分喷涂防火材料。其它材料尽量采用非燃或难燃材料。如果为了满足功能上的要求必须采用可燃材料如塑料、木材、玻璃铜等时，需控制使用量，并做防火处理，达到难燃要求。
为使比赛顺利进行，特别重视比赛场地和灯光设计，场地规格和灯光照明严格按照国际比赛标准设置。
电子计时记分系统是体育比赛成绩测计的主要手段，计时记分上的任何一点失误都是不允许的。因此，在系统设计、设备选型、安装调试、运行维护等方面，都必须确保其质量和可靠性。为了保证电子计时记分系统的安全可靠，设计中对主要项目的计量测试，采用了双系统运行。并保证有一定的备用设备，设备生产厂家技术人员将在现场做技术保证等工作。
②注意环境设计和建筑多样化
环境设计近年来为各国建筑师所关注。城市中的每座建筑物都不是孤立的，而是一个连续统一体中的一个单元，需要同其他单元进行对话，从而使其自身的形象更趋完善。同时，每座建筑物不仅是简单地满足功能上的要求和形象上的美观，还蕴涵着为人们生活的设计，暗示和启迪着人们的行为和精神。
环境设计是多层次的，包括宏观层次。中观层次和微观层次。亚运会体育场馆的总体布局和建筑设计，充分考虑了三个层次的环境设计。在宏观层次上，根据北京市城市建设总体规划的要求和亚运会体育设施的需要，采取分散与集中相结合的布局，大体均衡地分布在北京市二环路外的地区，距旧城较远，新与旧的矛盾较少、并且强调新建筑的时代感。与城市的整体环境相协调，力图创造出反映时代气息的古都新貌。
在环境设计的中观层次上，因地制宜地采取了多种处理方式。以求得较好的环境效果，例如国家奥林匹克体育中心，在设计中充分考虑了环境设计，不仅努力满足人们在物质，视觉、生态、社会方面的需要，还要满足人们精神方面的需求。为此，国家奥林匹克体育中心以内部的主次轴线与环形道路组合，形成体育中心的主要结构骨架，并与旧北京城延伸的中轴线(北辰路)和棋盘式布局相协调。为了体现中国建筑重视各建筑物之间既成为有机整体又互相制约而取胜的特点，在规划设计上，不是单纯地研究一栋建筑物孤立的形态美，而是更多地注意了整体的完整性。用简单的基本单元组成了一个连续的统一体，形成一个完整的形象。把主要建筑置于入口或道路的对景位置，形成具有鲜明特征的景观；体育场馆高耸起伏的外形轮廓线形成整体性很强的建筑组群，它们围绕主要步行道和广场、水面组成一个生动活泼的开放空间。在66ha用地中，绿化和水面占38 3％，绿化做到点、线、面结合，和北辰路绿化、土城公园、运动员村绿化联成一体，形成一个具有特色的体育公园。设计中还注意了道路铺砌、雕塑、喷水池、路标、灯杆、旗杆、座椅、台阶、小建筑设计，使建筑与绿化，建筑与周围环境密切配合，相映成趣、形成一个使人心旷神怡的良好环境。
石景山体育馆北面是高出体育馆基地7m的主干道——石景山路。稍远处为山丘公园绿化，地势起伏，再远处是高层住宅及起伏的山峦。在四周高大尺度物的包围下，体育馆基地形成一个“盆地”。设计人利用”盆地“的特殊性将体育馆沉下去，使人们在主干道上得以俯瞰屋顶，为了丰富这一“第五立面”，利用三根刚劲
有力的折线和三片轻巧舒展的网壳形成强烈的个性特征，体育馆下沉后还能减少干道的噪声干扰，获得安静舒适的环境。由于基地为一夹角形，采用三角形平面布置方式，减小了与周围环境冲突，取得协调。
在环境的微观层次上，因各场馆使用要求不同，内部房间各异，形成不同风格的设计。由于考虑了多层次的环境设计，环境不同，因而避免了千篇一律的弊病，形成了丰富多彩的平面和立面处理。
③多功能使用。讲求经济效益
1986年3月，中央领导同志谈亚运会工程建设时曾指出，建设体育场馆。从一开始就要有经营思想。1986年4月，国家体委在下发《关于体育体制改革的决定》草案中提出：体育场馆要面向群众、面向社会、提高使用效率，讲求社会效益和经济效益，在优先保证发展体育事业的前提下实行多种经营，由行政管理型向经营管理型过渡。根据以上精神，在亚运会体育场馆建设中，贯彻以“体”为主，多种经营，提高体育场馆的社会效益和经济效益，考虑体育场馆的多功能使用。
多功能使用体现在两个方面：一是主空间(比赛场地)功能的扩大，二是附属空间的多种经营。在主空间功能扩大方面，设计时考虑尽量在体育运动领域内扩大使用范围。因此规定比赛场地不小于22mx44m，即基本为手球比赛场地的要求，打破以往以篮球场地为基本尺寸的做法。这样就使篮球、排球、羽毛球。手球、室内小足球等比赛都能进行。同时为了提高场地使用率。还把功能扩展到文娱、集会、展览等领域中去。在附属空间多种经营方面，考虑充分利用有限的面积，设置一些餐厅、咖啡厅、舞厅、游艺室。保龄球室。台球室、客房等，以求得一定的经济效益。
大学生体育馆位于北京体育师范学院内，为了扩大训练场地，提高使用率，将2／3的座席设计成活动座椅，比赛场地扩大后可划分成3个篮球场地进行训练。二层观众席的活动座椅推开后，即成为两块9，2mx48m的训练场地，可进行乒乓球、羽毛球、击剑等训练。南北两侧休息厅也可进行跳马、击剑等训练。该馆既能满足比赛要求，也为平时训练和教学提供了条件。地坛体育馆的比赛大厅不仅可以供体育比赛。文艺演出。集会等使用，还特别为马戏、杂技的演出提供了条件。在地下室布置客房36套，另有1000m2面积，可供文娱活动或出租写字间使用。海淀体育馆设置了舞厅、台球室、咖啡厅、酒吧等，提高了体育设施的社会效益和经济效益。
在服务对象方面，这些体育场馆打破了重比赛、轻训练。轻群众使用的现象，设计中充分考虑了平时训练和对外开放使用的要求，各体育馆都设有训练馆和相应的辅助设施，平时对外开放，方便群众使用。亚运会场馆还考虑了无障碍设计，每个场馆都设置了坡道或电梯。残疾人座席、残疾人厕所、无障碍标志等，便于为残疾人和老年人服务。
④精打细算注意节约能源
我国目前还处于社会主义初级阶段，经济还不富裕。亚运会投资不多，还要将事情办好，因此在场馆建设中，必须精打细算，力求节约。
亚运会比赛场馆的规划设计中，注意了不浪费每平方米面积和每立方米体积。在“保安全、保比赛，保计量准确”的条件下，尽量节约投资。如装修材料不追求过高标准，体育场馆外墙饰面材料多采用喷涂墙面。内墙面多为乳胶漆或一般粉刷。地面除比赛及练习场地根据竞赛要求使用木地板外，多为水磨石，人造纤维地毯或水泥地。比赛大厅不做吊顶，而是裸露铜结构，不仅节约造价，也显示了结构美。
节约能源是近年体育建筑中引人注目的课题。体育建筑的大体积空间和高照度灯光使得体育建筑能源消耗量十分可观。节约能源要从政策制定、经营管理、技术手段三个方面着手，但设计中的技术手段十分重要。亚运会工程设计中，普遍采用天然采光以供训练时使用，不仅节约用电量，也满足了人们复归自然的心理要求和丰富了场地的艺术效果。如朝阳体育馆比赛大厅，有一条纵穿大厅的采光天窗，使上部来的光线照射在比赛场地上，突出了体育馆的中心部分，形成高潮，具有强烈的向心性。石景山体育馆的三条采光带，在比赛大厅中心相聚，在不对称的布局中强调了中心，显示出重点之所在。光彩体育馆46，8m长、3.14m宽的天窗，纵向贯穿在休息厅和比赛大厅之上，既有采光的作用，又有利于创造一个柔美而静谧的气氛。北京体育学院体育馆大片侧窗，使阳光直射场地，全场明亮舒畅。这些天窗、侧窗、采光带的设置，节约了平日用电量，也创造了丰富多彩的艺术效果。
⑤采用新结构，新技术、新材料
在亚运会体育场馆的设计中，采用了大量新结构、新技术、新材料，保证了体育场馆的质量符合现代国际标准。如国家奥林匹克体育中心游泳馆和体育馆采用斜拉索悬挂屋盖结构。这两个馆采用斜拉屋盖结构，其目的是减小主要承重结构的跨度，从而减少屋盖结构的厚度与杆件截面尺寸。朝阳体育馆平面为椭圆形，采用索拱和索网相结合的屋盖。它巧妙地把悬索桥和悬索屋盖结合在一起，充分利用了拱受压与索网受拉的受力性能，创造新颖别致的建筑造型。石景山体育馆为三角形平面，采用三片双曲抛物面网壳支承在三叉形的钢格构式的钢门架上，钢架拔地而起形成三足鼎立之势。而网壳三个角高高翘起，赋予建筑物以展翅欲飞之势。北京体育学院体育馆采用四个落地斜撑的组合型双曲抛物面网壳屋盖，网壳采用交叉式桁架组成。在挂顶的处理上，考虑到矢高较低，而网壳脊处为直线，为了减少温度应力及挂顶水平推力，采用了橡胶支座可滑动。以上这些新型屋盖结构在国内都是首次采用，使我国大跨度结构向前大大发展一步，达到国际先进水平。
地坛体育馆的空调设计，采用看台踏步孔板侧送风(即下送风)。场地边回风(即下回风)和屋顶排风(即上排风)的气流组织形式，从而使比赛大厅上空的灯光对流热、屋顶传导热等热量和烟气不对观众席发生作用。由于系统简单，施工方便，节省钢料，降低空调负荷，节省能源约15％，并缩短了工期，为国内首次采用。
北京工人体育场10mx40m的巨型显示牌，由彩色电视屏、黑白记分牌和大型电子钟综合组成。在系统电路上采用国际上最先进的数字处理技术，以及抗干扰传输技术。彩色显示屏画面层次丰富，色彩鲜艳，图像清晰，在阳光下，也能清楚地观看巨幅彩色电视画面，达到世界先进水平。
亚运会体育场馆首次大面积采用彩色夹芯钢板作为大跨度屋盖及挑棚的屋面板。基本用两种夹芯钢板，即聚氨酯夹芯钢板和聚苯乙烯夹芯铜板。这种板材的特点是重量轻，隔热保温性能好，强度高、防潮、防火、做屋面承重构件具有足够的安全可靠性，施工方便，外形美观，使用寿命长，外露的彩色钢板一般在10--1 5年内防锈层可不脱落，一旦受创伤或脱落，及时喷涂油漆后还可继续使用。
大量裸露铜结构的防火涂料，采用我国首次生产的有装饰性的LB钢结构膨胀防火涂料，具有无机轻体喷涂防火材料和普通膨胀防火涂料的双重优点，既耐火隔热，又有好的装饰效果。耐久耐候性好，与普通防锈漆配套使用，不腐蚀钢材。该涂料只需喷涂4mm厚，耐火极限可达到90min。其主要性能指标达到国外同类产品1980年代先进水平。
⑥设置先进的电子服务系统
亚运会体育场馆在规划设计中，考虑了电子服务系统的5个分系统，即：通讯。电子计算机、广播电视、电子记时计分、仲裁录相。它们承担的任务是：通讯系统要提供亚运会期间的国内外直拨长途电话、市内电话。专线电话、电传与传真、数据传输、广播电视的音视频传播。移动通讯和邮政服务等。电子计算机系统，进行比赛成绩的处理和赛程安排；通过计算机通讯网络提供为亚运会服务的信息；对亚运会人员注册登记以及组委会各部门实施事务管理、办公自动化以及体育运动的数据采集和技术分析等。广播电视系统向国内外观众转播现场实况或实况录像综合节目、新闻报导和语言广播节目。为各级官员。组委会、新闻中心等提供比赛情况。为国外电视记者提供节目制作和传送节目的设备与技术服务等。电子记时计分系统提供现场电子记时。计分、测量、记录成绩和现场显示，以及连续成绩处理系统及技术服务等。仲裁录像系统是把比赛的实况全部准确完整地记录下来，为各个竞赛项目仲裁委员会提供真凭实据(包括录像和图片)，保证仲裁正确。上述5个系统必须保证安全可靠，特别是通讯系统是电子服务系统的基础，也是办好亚运会的必要条件，起着至关重要的作用。亚运会的通讯系统采用有线和无线相结合、互相补充的办法，以保证使用时的畅通。
为了使第11届亚运会圆满成功，除建造新闻中心、电视塔、梅地亚中心大厦(国际广播电视中心)，邮电局等外，各比赛场馆都设置了必要的电子设备。
亚运会是我国建国以来举办的最大的一次国际性体育盛会，其工程建设是继国庆十大工程后，北京市城市建设的第二个里程碑，经过亚运会的召开和会后多年使用的考验，证明满足了建设前预期的效果，取得了不少经验。
《建筑创作》：可否请您介绍一些有关申办2000年奥运会的有关情况。
周治良：其时早在1970年代末，邓小平在会见拳王阿里时就曾表示中国应该举办奥运会。1990年邓小平在视察国家奥林匹克体育中心时曾询问；“中国办奥运会的决心下了没有，”江泽民同志也曾经说过，办好亚运会，也为将来搞奥运会打下基础。
国家领导人是这样，普通群众的热情同样很高。1990年6月时，就有群众为申办奥运会捐款。亚运会闭幕式上，有观众自发地打出“亚运成功、众盼奥运”。“2000年北京再见”的横幅，以此充分表达了人们的憧憬和信心。
特别是1 990年亚运会的成功举办，为我国申办奥运会打下了坚实的基础。在进行了多方面的研究和充分酝酿之后，经国务院批准，决定由北京市申办2000年奥运会。1991年3月成立了奥申委；同年12月，由张百发等人组成的北京奥申委代表团在洛桑奥委会总部，向萨马兰奇主席面交了北京承办2000年奥运会的申请书。后面的事情大家都知道了，1993年时我们以两票之差落败，但我们申办奥运会的热情未减，经过全国人民的共同努力。2001年7月13日，终于获得2008年奥运会的主办权。相信“7·13”是许多中国人难以忘记的。
我曾经参加了北京亚运会工程的建设，也参加了2000年奥运会的申办工作，当我看到我们获得了奥运会主办权的时候，非常高兴，我真诚祝愿我们的2008年奥运会取得成功!
《建筑创作》：2008年奥运工程建设正在紧张地进行当中，依您一位老专家的眼光，我们在奥运工程建设中应该要注意哪些方面的问题，
周治良：建国以来，我们举办了多次国际比赛、包括乒乓球、羽毛球等，有些比赛还是本项目国际最高水平的比赛。但这些都是单项比赛，真正的综合性国际运动会只有1990年的亚运会，所以说我们还缺少举办高水平、综合运动会的经验。无论是赛前各项准备工作，还是赛时各项服务工作，对综合运动会来说要求更高、更全面，对组织者素质的要求也更严格，这些是与单项比赛不可相比的。而正是为了满足这些要求，就要从最初的制订方案、规划设计时就要开始考虑。现在正在进行的2008年奥运工程建设，也要从这方面加以认真思考，以满足奥运会时的使用要求。
另外，就是在工程建设前要充分考到经济效益的问题。应对经济投入做出详尽的可行性研究；从设计开始就要对赛后的经营利用及场馆的多元化使用加以考虑，以使体育设施的社会化与产业化形成健康良性的循环。随着人民生活水平的提高，大众健康、全民锻炼，甚至对一些特殊服务性质的场地使用要加以考虑，同时还要考虑到要与日益兴起的体育旅游相结合。只有将社会化、产业化、大众化等多种因素加以综合考虑，才能真正满足发展的需要。这一方面，加拿大的蒙特利尔有着沉重的教训：由于当初投资过大，使当地老百姓拖了若干多年后才将债务还清。这一点应充分引起我们的重视。可以说，将来我国的体育设施建设必然要实行企业化管理，不可能再由国家投资维持运转，所以要从根本上大力重视经济问题。
每一个国家举办大型运动会，实际都是为了向世人展示自己在政治、经济、科学等方面所取得的成就和所具有的实力。国际大型体育比赛就如同一个大舞台，如何充分发挥自己国家在自主创新方面的成就，就成了一个突出的问题。1990年亚运会在这方面做了许多工作，如所有的工程建设的设计工作全部由国内承担，国内也是第一次在体育建筑中使用电子服务系统；亚运会主会场的彩色大屏幕是中国人自己从设计到安装全是自己完成的；亚运会中运动员兴奋剂检测中心也是我们自己建设起来，并通过国际奥委会有关方面的验收，完全达到了国际水平。亚运会场馆建设也受到了国际奥委会。亚奥理事会及参赛国的好评，国家奥林匹克体育中心获得了国际“体育·休憩·娱乐”设施协会银奖。这充分说明。我们是有实力、有能力建设好我们国家的综合性体育设施的。
上述有些问题以前在工作中也曾经想过。有些甚至进行过初步研究，但至今做的依然很不够，有些还存在相当大的差距。
这就希望当今的青年建筑师，在设计中一定要按科学规律去办事，去从事设计，千万不要盲从。学习国外经验和技术是对的，但一定要符合中国国情，符合社会发展的需要，要满足人们的真正需求才行。周治良简历
1979年12月～1984年4月任北京市建筑设计研究院副院长，1984年4月～1989年11月任北京市建筑设计研究院总建筑师。曾任1 990年北京第八届亚运会工程建设副总指挥，现任北京市建筑设计研究院顾问总建筑师。中国文物学会古建研究会会长。
作者：本刊编辑部
传送网电子化工程设计论文 篇2：
纳米级工艺对物理设计的影响
摘要：随着微电子技术的进步，超大规模集成电路（VLSI）的特征尺寸已经步入纳米范围。纳米级工艺存在着很多不同于以往微米、亚微米工艺的特点，因此为制造和设计都带来了很多难题，诸如光刻、漏电功耗、可制造性设计、芯片在片参数波动等，为了保证设计的进度和质量，就必须针对这些特点进行深入分析，并建立全新的分析设计方法和手段。
关键词：纳米级工艺；超大规模集成电路；芯片在片波动；物理设计
1纳米级工艺的优势
当前超大规模集成电路特征尺寸已缩至深亚微米，给集成电路的发展带来了许多巨大的挑战。器件特征尺寸的不断缩小，已经逐步进入纳米尺度的范围，微电子技术的发展模式也已经逼近了材料、技术、器件，以及其他宏观物理规律的适用极限，使集成电路芯片的制造和设计遇到了很多难题。业界之所以不惜高昂代价持续开发纳米级工艺，主要的目的是为了降低单位功能部件所占面积和功耗，从而为进一步提高集成电路的性价比开辟空间。
从迈入深亚微米的180 nm工艺开始，集成电路经历了130 nm、90 nm、65 nm，到目前正趋于实用的45 nm工艺，每一代工艺大体上将有效沟道长度降到前一代的0.7倍，单位数目器件所占平均面积降为原来的1/2。芯片在生产时的主要成本来自芯片的面积，工艺进步所带来的面积降低就满足了人们降低成本的需求 ，毕竟在主流的消费类电子领域成本是占据主导地位的；同时，工艺的进步也能够在相同的面积上集成更多的逻辑器件，也就意味着能够提供更多的功能。过大的芯片面积将会使得生产成品率急剧降低，最终，直接影响芯片产品的价格。因此，在开发新工艺方面，降低面积始终是作为第一主导因素存在的。
随着加工尺寸的缩小，芯片的各种参数都在发生着变化，而电学指标中的工作电压也随之降低，这带来的直接影响就是芯片总功耗的降低。芯片的功耗主要有三个组成部分：静态功耗（Static Power，也称为漏电功耗——Leakage Power）、内部功耗（Internal Power）和翻转功耗（Switching Power）。这三者都与工作电压有着直接的联系，大体上可以认为与电压的平方成正比。每一次工艺的改变都伴随着芯片工作电压的进一步降低，从180 nm工艺的1.8 V到65 nm的1.0 V，虽然不像芯片尺寸缩小得那么明显，但也无疑大大缓解了芯片总功耗的压力。同时，芯片特征尺寸的缩小也降低了芯片内晶体管及互连线的负载，使得动态功耗（内部功耗加上翻转功耗）进一步降低。就互连线而言，线宽和线高度的缩小，减小了横截面积，这么做虽然增加了电阻，但是对于各个表面的平板电容值都减小了很多，而且由于芯片面积的缩小，互连线的长度必然缩小，使得互连线的总负载（电容、电阻）减小。而对晶体管来说，栅氧化硅层（以下简称栅氧层）厚度减少使得单位面积的漏电流变大，栅与衬底之间的电容变大，但是栅面积也同时在缩小，总体而言还是芯片总功耗降低的效果更大一些。这意味着可以使用成本更低的封装及散热设备，也意味着芯片具有更高的稳定性和可靠性。
2纳米级工艺的技术发展
纳米级工艺与过去的微米及亚微米工艺相比较，主要的工艺特点体现在以下几个方面：
（1）采用光刻修正
当半导体工业步入到深亚微米阶段后，设计的规模越来越大，复杂度越来越高。从180 nm技术节点开始，制造工艺中更采用了“亚波长光刻（Sub-Wavelength Lithography）”技术。以半导体工业发展路线图上的90 nm和65 nm节点为例，采用的光源波长为193 nm，而所制造产品的特征尺寸还不到光源波长的一半。集成电路的特征尺寸接近曝光系统的理论分辨率极限，光刻后在硅圆片表面成像将产生明显的畸变，从而导致光刻图形质量的严重下降，这一现象预计将持续到32 nm节点以后，如图1所示。
图1光刻导致图形畸变
为了解决“亚波长光刻”所带来的问题，业界提出并采用了分辨率增强技术（Resolution Enhancement Technology，RET），这其中主要包括了离轴照明（Off-Axis Illumination，OAI）、光学邻近校正（Optical Proximity Correction，OPC）、移相掩模（ Phase Shifted Mask，PSM）、次分辨率辅助图形（Sub-resolution Assistance Feature）等方法。大多数分辨率增强技术方法都对掩模的形状和相位进行了一定程度的改动，以达到提高图形转移质量的目标。在经过分辨率增强技术处理后，硅片表面成像的畸变程度有所减轻，但线宽和线端、转角等部位的形状和原始设计图形仍存在一定差距，这对集成电路的性能和成品率有重大影响。图2示意出深亚微米实际版图的效果，图3比较了做光学邻近校正前后实际版图的效果。
图2 实际版图——90nm工艺激活区的引线间短接
（2）降低漏电流
目前硅基CMOS【注1】工艺集成电路性能的提高主要是通过对器件尺度以及电源电压进行合理的按比例缩小，但这一缩小不是无限的。随着器件沟道长度、氧化层厚度以及电源电压的缩小，诸如短沟道效应（short channel effect，SCE）、漏感应势垒降低效应（Drain-Induced Barrier. Lowering，DIBL）、穿通效应（punch-through）以及热载流子效应（HCE，hot carrier effect）、量子隧道穿透等“次级”效应将会越来越难于克服。漏感应势垒降低效应、量子隧道穿透等效应的增强将增大晶体管的漏电流，进而增加器件的静态功耗。当静态功耗在总功耗中达到一定比例，并且器件的输出电导大于其跨导时，晶体管尺寸缩小就达到了极限。为了克服不同机制的漏电，可以从晶体管级、电路级、电源管理以及材料、结构等多方面、多角度提出不同的方法。例如，对于栅氧隧穿漏电，可采用金属栅/高k介质【注2】的栅及栅氧结构；对于栅极诱导漏极漏电GIDL（Gate Induced Drain Leakage），采用表面浓度低、体内浓度高的纵向逆掺杂（retrograde）阱，或进行横向晕环（halo）掺杂；在电路级，采用晶体管串联堆垛效应的自反偏技术以及多阈值、变阈值、动态阈值设计等方法来解决。图4显示了对大规模集成电路中的基础器件MOSFET（Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）漏电机制的分析。其中I1为PN结漏电流；I2为次开启漏电流；I3为栅氧隧穿（GOT）漏电流；I4为热载流子从衬底到栅氧的注入流；I5为栅极诱导漏极漏电流；I6为源漏穿透漏电流。
图3 OPC前后版图对比
据研究，90 nm工艺时集成电路漏电功耗约为总功耗的1/3；而65 nm工艺中，集成电路漏电功耗接近总功耗的3/4，已到了不能忍受的程度，必须在体系架构、电路、器件结构、材料各层次综合治理，把漏电流功耗比例控制在1/3左右水平。业界考虑选用的新材料包括应变硅、锗硅（SiGe）、高k栅极电介质（例如HfSiON）、金属栅极（硅化镍和钼）、绝缘体上锗（GOI）等。当然，选择任何一种新材料都会有一定风险，因为新材料可能会最终导致未曾预见的成品率和可靠性问题。
图4 MOSFET漏电机制分析
（3）采用铜/低k介质互连系统
微米、亚微米各代的超大规模集成电路（VLSI）广泛采用CMOS作为基本结构单元，集成电路中传统的互连材料是金属铝，互连线之间的介质材料是二氧化硅，即所谓的铝互连系统。电路的速度性能主要由CMOS器件的集中参数RC时间常数所决定。进入深亚微米阶段后的VLSI情况就有很大的不同。其速度性能主要由互连电阻和分布电容所决定。分析表明，如果继续使用传统的铝互连系统，线宽缩小到0.1μm的集成电路时延将是线宽为0.25 mm时的总时延的3倍，互连时延将占系统总时延的95%。如果特征尺寸进一步缩小至50 nm，会引起噪声、功耗和电迁移等一系列问题，发生所谓“互连危机”。可以说，特征尺寸按比例缩小，使互连电阻和互连线之间的电容成为决定硅芯片最终性能的决定因素。解决问题的途径是必须采用新的互连系统。VLSI发展的趋势是以铜/低k介质材料系统取代铝/二氧化硅系统，也就是把传统的互连材料铝换为电阻率低的铜作为互连材料，同时用低介电常数的聚合物来替代二氧化硅。用铜取代铝，可使导线电阻降低40%，用低介电材料取代二氧化硅，可使电容减少约50%，这样集成电路总时延将会得到较大改善，但是铜在硅基集成电路中的应用也存在着许多困难。例如，铜在硅和二氧化硅,中的迁移性强，会在硅中产生深能级陷阱中心，损害器件性能；铜在低温下容易氧化以及形成铜的硅化物等。要能成功应用铜材料就必须在铜与硅和铜与二氧化硅之间加一个合适的扩散阻挡层，铜和扩散阻挡层的特点决定了铜工艺的特殊性。铜金属化工艺与传统的铝工艺有着根本的区别，它不能完全沿用铝工艺的设备，不能只靠光刻和等离子刻蚀，而是采用所谓“双镶嵌（dual damascene）”工艺来完成的。目前正在发展的主流工艺主要由在氧化层上光刻沟槽和通道孔、淀积阻挡层、淀积铜和化学机械抛光（Chemical Mechanic Polish，CMP）等步骤组成。一些适用的铜工艺的设备和工艺流程尚在发展完善之中。目前研制的低k介质主要有：掺杂氧化物（SiO2）类、氟化的非晶碳（a-CF）及纳米干凝胶（nanometer xerogels）等。同时，低k介质材料的引入也需要和主线工艺进行整合。
（4）改进CMOS器件的结构及电接触
从历史上看，在VLSI中为降低漏极的电场，减少热电子向栅介质层的注入，漏极采用所谓“漏极延展结构（DES，Drain Extension Structure）”。这种漏极延展结构是各代深亚微米的VLSI技术规划中所采用的首选结构形式。漏极延展结构MOS器件的总电阻由沟道电阻、各种寄生电阻和硅/硅化物接触电阻等组成。分析表明，当特征尺寸小于0.2 mm时，接触电阻将成为器件电阻的主要成分，因此采用新的工艺途径降低接触电阻成为提高VLSI性能的关键。目前正在使用和研究中的方法主要有：用硅化物作为扩散源、将源漏区抬高、增强掺杂剂的激活、减少势垒高度及增加有效接触面积等。
（5）改变栅极氧化物材料
随着MOSFET尺寸的不断减小，栅极二氧化硅介电层的厚度也从40年前的几百nm减小到现在的2 nm左右，并且将继续减少。据预测到2014年，等效栅氧化层厚度将减少到0.5nm ~ 0.6 nm，已经达到了原子尺寸的大小，此时量子效应会带来较大的影响。理论分析的结果是，当二氧化硅介电层的厚度减小到约1.2 nm时就已经失去了介电特性，它们再不能作为栅极的介电层，因此必须寻找新的高介电常数的材料来替代二氧化硅。替代二氧化硅介电氧化物材料的研究涉及到许多材料学科和应用技术。可作为栅极介电层的材料必须具有以下特性：
1. 能带间隙要大，介质导带与硅导带间的势垒高度ΔE要高；
2. 介电常数较大，且随温度和频率的变化小；
3. 淀积在硅基底后稳定性好，无相互扩散，尽量不和硅基底以及栅极电极发生反应；
4. 具有长期的稳定性，不会在高温及其它条件下发生分解或变质。
寻找新一代栅极高介电氧化物材料是人们所面临的重要任务。目前，栅极介电氧化物材料的研究取得了较大进展，但仍有许多问题需要解决。
3纳米级工艺所带来的设计难点
纳米级工艺的最大优势是降低（生产）成本，但这种优势是直接面对市场的，对于物理设计工程师来说，纳米级工艺更多的是“看上去很美”，接近却很难：趋于物理极限的工艺特点决定了物理设计工程师无法再沿用过去微米、亚微米工艺的设计方法，工艺进步伴随着的是越来越大的设计难度，主要体现在以下几个方面：
（1） 互连的影响越来越重要
对于目前较为成熟的物理设计流程而言，本质上还是沿用自微米工艺以来较为成熟的设计方法学——以器件为核心。其设计流程是先进行逻辑综合，将RTL【注3】代码翻译成电路构成的网表，之后对器件进行布局，然后再进行布线。在整个流程中，互连线的信息是逐步完整起来的。问题在于设计的前两个阶段——逻辑综合与布局阶段，都没有详细的布线信息，只能是一种粗略的估算，因此无法将互连线的影响准确地纳入到对电路构成及布局考虑的计算中去，工具只能尽量根据不完整（或粗略）的布线信息，完成一个“非优化”的设计结果，直接影响了最终的设计质量和性能。
但是纳米级工艺最为显著的一个特点就是互连线的影响越来越大，虽然互连线本身的延迟在芯片内时序路径延迟中并不占主导地位，器件延迟的比重仍更大一些，但是在器件延迟中，由于互连线的负载所导致的延迟比例已经非常重要。如果还是采用传统的以器件为核心的设计方法学，由于互连线的影响变大，而设计中前一阶段对互连线信息预估与后一阶段实现中的有效数据又不能保持一致，将会使得设计前后期的性能偏差加大，必须反复进行设计迭代，增加了设计周期时间，严重的甚至出现设计无法收敛而导致设计失败。
（2） 功耗问题日益突出
功耗问题主要体现在漏电功耗的增加、功耗密度的增加。前面我们提到纳米级工艺的进步会使得芯片总功耗降低，但是由于晶体管栅氧厚度变薄，也同时使得漏电流变大，甚至整个芯片的漏电功耗增加。虽然从具体数值上看，每一代芯片的漏电功耗都比前一代工艺要减小，但是由于动态功耗减小得更多，因此在纳米级工艺下漏电功耗在总功耗中的比重正逐渐加大。漏电功耗与动态功耗在设计优化的方法和策略上存在着明显差异，因此也必然增加了设计上的难度。
同时，虽然芯片总功耗降低，但是由于芯片面积降低得更多，因此，纳米级工艺的进步实际上增加了芯片的功耗密度。表1列出了90 nm、65 nm及45 nm工艺下不同类型功耗密度的对比。功耗密度的升高带来的直接影响就是对封装散热能力要求的进一步提高，同时也会使得芯片内部的温度有所增加，进一步降低器件工作的性能；更为严重的是，温度与漏电功耗之间存在着一个正循环——温度升高会使得漏电功耗大大增加（一般为指数关系），由于无论晶体管工作与否漏电功耗是随时存在的，反过来又使得温度进一步上升。在某些特定情况下，当温度升高到一定程度后，晶体管即便停止工作，漏电功耗也足以使得本地温度进一步升高，从而出现晶体管、甚至整个芯片的“热崩溃（Thermal Runaway）”，使得芯片损坏。
表1 不同工艺下功耗密度对比
（3） 信号完整性问题影响越来越大
所谓互连线之间的串扰就是指彼此靠近的互连线之间，由于存在着耦合电容，因此会出现电量的传递，当一条互连线上出现过于剧烈的电压变化时，会在另外一条（或几条）互连线上引发电压变化。当被干扰者处于稳定电平时，就会出现时间较短的电压脉冲，一般称为毛刺（Glitch）影响。一旦这种因串扰产生的毛刺被时序逻辑（触发器或锁存器）捕捉到，而改变了存储的正确值，就会引起逻辑错误，通常我们称之为出现了信号完整性问题，如图5所示。而连线间的耦合电容不仅仅影响连线的电平值，也会对信号的时序产生影响。当干扰者和被干扰者都处于电压变化阶段时，就会影响被干扰者电压波形传递的快慢，称为串扰延迟（Crosstalk-Induced-Delay）。在芯片中，布线越密，互连线之间的间距就越小，信号完整性问题就越严重。
图5信号完整性问题
对于纳米级工艺，由于互连线之间间距的缩短，而互连线高度的缩小不如宽度缩小的比例大，因此互连线之间的“墙式效应”越来越明显。虽然随着工艺的改进，互连线之间大都使用了低介电常数的介质，以便降低连线之间的耦合电容，但互连线之间的耦合电容仍然是构成总电容的主要因素，也因此使得信号完整性问题变得逐渐突出。信号完整性问题必须在真实布线之后才能进行有效分析，而其修正则需要更多的设计空间（增加线间距或插入缓冲器等），往往在发现信号完整性问题时已经无法完全回头重新设计了，否则必然会拖延设计进度。因此物理设计工程师必须时刻把信号完整性问题作为一个重要因素在整个设计周期内——特别是在设计前期，进行整体考虑，才能确保设计的进度和质量。
（4） DFM/DFY技术越来越重要
DFM是指Design For Manufacture，也就是可制造设计，而DFY是指Design For Yield，也就是针对良率的设计。DFM/DFY都是针对于纳米级工艺中加工的不稳定性而提出的。由于纳米级工艺中光刻、化学机械抛光（CMP）等加工流程的不稳定性会导致芯片内部器件及互连线性能的大范围漂移，甚至导致芯片无法工作，降低芯片的制造良率，因此无法像微米、亚微米工艺一样对工艺参数漂移忽略不计。为了解决这些由于加工所导致的性能漂移，就必须在设计中加入一些新的实际考虑和设计流程，尽量减小加工不稳定性所带来的负面影响，通常把这些技术措施称为DFM/DFY。
对于物理设计来说DFM/DFY问题大多集中在互连线上。由于光刻及研磨时加工的不稳定性，要保证互连线的性能一致性，就必须尽量遵守DFM/DFY的规则,否则就会导致芯片内部不同区域间互连线的性能出现较大的偏差，影响整个芯片的性能，严重的会导致互连线的通孔不通，或互连线短路开路，从而影响芯片生产的良率。与加工的设计规则不同，DFM/DFY规则不必完全遵守，目前尚没有一个确切的工具和分析方法去评估具体DFM/DFY不当造成故障的发生概率。要解决这方面的问题一方面需要电子设计自动化（Electronic Design Automatic， EDA）工具提供商的努力，另一方面也需要芯片生产厂家提供足够的支持，开发相应的加工参数，再通过物理设计人员的工作，共同提高纳米级工艺条件下芯片的生产良率。
（5） 芯片在片波动影响不容忽视
芯片在片波动（On-Chip Variation，OCV）影响，主要有三个方面：工艺波动、电压波动和温度波动。随着工艺的进步，晶体管和互连线的特征尺寸也进一步缩小。例如65 nm工艺，晶体管的沟道长度只有65 nm，互连金属线的宽度和间距也只有100 nm左右，而加工时所采用的紫光波长是193 nm。虽然经过设计人员的不懈努力，工艺已经日趋成熟稳定，但是光波的衍射等问题仍然使得加工中存在较大的工艺偏差，直接影响到实际芯片的性能出现漂摆。DFM/DFY针对的是芯片的生产良率（Manufacture Yield），而芯片的在片波动问题，则影响的是芯片的性能良率（Performance Yield），也就是说，有多少芯片在生产出来后能够满足当初的设计指标。在微米工艺加工环境下，芯片内（甚至晶圆内）基本上不存在大的工艺波动，工艺波动只存在于各个加工批次之间，由于原材料（单晶硅）的性能不同会出现一些工艺偏差。这些偏差往往可以通过建立不同工作条件的模型、设计时事先就考虑如何保证各个工作条件下都满足设计指标来控制。这也就是常用的Slow、Typical、Fast三个常用库的来源。但是对于纳米级工艺，仅仅三个（或有限几个）工艺库已经无法满足晶圆内、芯片内较大的工艺波动的影响了，需要建立专门针对于工艺波动的模型，建立针对工艺波动的分析方法，才能得到有效的解决。
对于已经生产出来的芯片，工艺波动是固定的，不可能改变。与工艺波动不同，芯片的电压波动主要来自于芯片所运行的工作向量，各个阶段处于工作状态的器件数量和类型都会不同，因此芯片的功耗会发生较大的改变，直接导致整个芯片的电压处于不同的状态。与电压波动类似，芯片的温度波动也来自于芯片内部各处功耗的改变。而这两者都会导致芯片内部各个器件的工作状态发生改变，使得整芯片的性能出现波动。
4目前的应对方法及未来的发展趋势
（1） 以互连线为中心的设计方法学
对于纳米级工艺日趋明显的互连线影响，现有的电子设计自动化工具已经难以应付，主流的设计方法和流程都试图通过尽量在设计早期阶段考虑到尽量完整的互连线信息来解决这一问题。但从设计结果上看并不是很成功，反而增加了不少的迭代和反馈，不仅使得设计周期变长，而且设计质量也受到影响。在这种情况下，业界提出了一种新的针对纳米级工艺的设计思路——以互连线为中心（Interconnect-Centric）的设计方法学。这种设计方法与传统设计方法的最大区别在于不是以器件为中心，在设计的初期阶段就考虑到互连线的存在，考虑互连线对于设计性能和设计质量的影响。但由于用这种方法设计难度较大，到目前为止还只是在学术探索阶段，未曾应用到具体的设计实践中。不过面对未来日趋复杂的纳米级工艺，以互连线为中心的设计方法学应该说是代表了日后的发展趋势。
（2） 低功耗设计手段
目前工业界常用的低功耗设计手段有门控时钟（Clock Gating）、电源关断（Power Shut-off）、多阈值电压（Multi-Vth）、多供电电压（Multi-Supply Voltage）、动态压控变频（DVFS，Dynamic Voltage Frequency Scaling）、片基电压偏置（Substrate Biasing）等，其中门控时钟通过使能信号控制时钟传播来降低芯片的动态功耗，是自微米工艺以来常用的降低动态功耗的设计手段。由于这种设计方法会引入新的设计单元，因此一个信号控制的寄存器数量越多，控制层次越高也就越适合。而电源关断则是通过使能信号控制一个区域的电源来降低芯片的漏电功耗。当使能信号无效时，整个区域都不供电，因此不产生漏电功耗。这种设计方法需要引入较多的开关单元和控制单元，而且在供电网络的设计上也较为麻烦。在使能信号的开关瞬间，会对周围区域的逻辑器件造成电压波动影响，因此在分析、验证手段上必须仔细考虑。目前业界已经有了一些较好的设计流程予以保证。多阈值电压是通过不同阈值电压的器件混合使用来降低芯片的漏电功耗。多供电电压则是在芯片的不同区域根据需求选用不同的电压值，可以同时降低动态功耗和静态功耗。动态压控变频与多供电电压类似，根据不同的工作需求，可以动态调整芯片的电压和工作频率。而片基电压偏置是通过调整芯片的衬底偏压来降低总功耗。表2中列出了业界常用的功耗优化手段及其对设计的影响。
表2常用的低功耗设计技术及其对设计的影响
（3） 基于信号完整性问题的整套解决方案
解决信号完整性问题主要从分析和修复两个方面着手。分析不仅仅是要在设计的最终阶段进行准确而有效的签出检查（Sign-Off）分析，更为重要的是在设计的不同阶段，结合布线信息，对设计进行有效的分析和指导，避免出现信号完整性问题。而在修复方面，需要结合布线工具，在尽量少消耗布线资源的前提下，消除信号完整性问题的影响。目前各电子设计自动化工具提供商都已经提出了比较完善的基于信号完整性的全套解决方案，但是前期预估与后期分析之间的偏差仍然是无法解决的难题，这是由于当前以器件为中心的设计方法学所导致的。
（4） DFM/DFY策略
对于物理设计，主要采用的DFM设计手段就是冗余通孔（Multi-Via）、连线散布（Wire Spreading）、金属填充（Metal Fill）等。所谓冗余通孔就是尽可能采用多个通孔，从而避免一旦通孔的加工出现问题，导致整条线的电学特性出现较大偏差。连线散布是尽量把互连线之间的间距拉开，均匀分布，避免出现局部区域连线过密。金属填充是为了在化学机械抛光（CMP）时保证芯片内各区域互连线的性能一致性，在金属密度较低的区域加入一些浮空（或接地）的金属线，以满足金属密度的设计需求。
到目前为止，各家电子设计自动化工具提供商都提出了初步的DFM/DFY分析及优化的设计工具和设计流程，但因为DFM/DFY与工艺结合非常紧密，需要各大芯片生产厂家提供相应的工艺库的支持，因此目前尚不是很完善。图6列出了一个典型的DFM/DFY分析及优化流程。
图6 DFM/DFY分析及优化流程
（5） 基于在片波动的设计方法学
芯片的在片波动是所有这些设计难点中最难以把握的。目前业界主要是采用统计静态时序分析（Statistical Static Timing Analysis）的方法克服工艺波动（Process Variation）。即假定各个器件之间的工艺参数波动彼此独立无关，且各个工艺参数的波动呈现正态分布（或称为高斯分布），由此建立各个标准单元器件的统计时序库（Statistical Timing Library），再提取互连线的统计性寄生参数（Statistical Parasitics），对整个设计进行统计时序分析，最终分析出各个时序路径的性能良率（在给定时钟周期下，能够满足此要求的比率）。但就目前而言，统计时序分析仍处于开发的初期阶段，各个方面尚不成熟，而且统计时序库也需要芯片生产厂家的进一步确认和支持。
图7 统计时序分析流程
对于电压波动和温度波动，分析的难度更大，因为它直接与芯片的工作输入相关。只有在物理设计人员获得较为全面的输入向量才能得出有效的结论，否则，无论是过于乐观还是过于保守都会对设计造成巨大的压力，严重影响设计质量。适当的输入向量的获取本身也需要一个快速的输入——分析——反馈——调整输入这样一个反馈流程。目前尚缺乏合适的手段进行输入向量的评估，特别是针对运行程序相对复杂且无序的微处理器设计。
除了分析之外，基于在片波动分析的优化手段，也是未来需要进一步深入分析和挖掘的设计重点：如何在设计的各个阶段考虑到芯片在片波动的影响，通过优化措施尽量保证各种工作条件下芯片的性能良率。关键在于实现在前期缺乏完整数据条件下的恰当分析和评估，以确保指导优化方向与最终签出检查（Sign-Off）分析的一致性，提高优化的效率。
5总结
纳米级工艺的进步对于中国的物理设计设计工程师而言既是一种机遇更是一种挑战。说是机遇，因为对于纳米级工艺，我们与世界各设计团队基本上是处于同一起跑线上，对纳米级工艺的分析与掌握，能够缩短我们在设计水平上与世界先进水平的差距，提高中国计算机和微电子领域在世界上的影响和地位。而说是挑战，是因为我们与国外相比，基础较差，进入时间也比较短，经验缺乏。要想掌握纳米级工艺的设计技术，就必须完全面向纳米级工艺，分析其特点和难点，提出适合的应对之道。为此不仅仅要在设计思路和设计方法学上进行转变，更要对过去的设计经验进行批判吸收，分析其缺陷，消化其长处，最终提出自己的适于纳米级工艺开发的设计方法和流程。
注释
【注1】 Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体
【注2】 k-介电常数
【注3】 Register Transfer Level寄存器传送级
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作者：赵继业 杨 旭
传送网电子化工程设计论文 篇3：
电子政务信息安全保障机制探讨
摘 要：作为政府信息化工程的重要组成部分，电子政务在我国的发展已初具规模。由于政务信息的敏感性和保密性要求，以及网络平台的安全性影响，电子政务信息系统的安全保障是至关重要的。电子政务信息系统的安全保障涉及到网络技术、系统功能、人员管理、法制法规等诸多因素，必须形成全面、规范、有执行力的保障机制。
关键词：电子政务；信息安全；缺陷；保障机制；管理；法规
Discussion of E-government System Information Security Mechanism
ZHANG Hong-jiao
(Soochow University Politics and Administration College, Suzhou 215006, China)
Key words：e-government; information security; defect; security mechanism;management; legislation
1 引言
近年來，以互联网技术为承载主体的信息技术的飞速发展，引发了一场深刻的生产和生活方式变革，极大地推动着经济和社会的发展。作为信息高速公路五个应用领域中的首要应用，电子政府/电子政务在全球范围内受到广泛的重视，政府上网、政府工作电子化势在必行，政府信息化已成为经济信息化和社会信息化的前提，电子政务将是未来国家核心竞争力的重要因素之一。
所谓电子政务是指政府机构运用现代信息技术，在组织机构管理和服务职能实现上突破时间、空间和部门分隔的限制，形成精简、高效、廉洁、公平的政府运作模式。电子政务模型可简单分为两方面：部门内部的网络办公平台和各部门与社会各界之间的网络信息沟通平台。因此，电子政务实施过程中的首要问题，便是如何保障信息安全。如果信息安全不能得以保障，轻则影响电子政务信息系统正常功能的运转，重则破坏政府的公众形象甚至对社会的团结稳定产生危害。
2 电子政务常见信息安全漏洞及受攻击方式
虽然实际使用的电子政务信息系统各异，但总体上可基本分为以技术为核心建立的开放与共享的应用平台、以及以业务为核心的各项业务系统。因此，可能出现的安全隐患也分为技术性缺陷和管理或使用式缺陷。
2.1 技术性缺陷
1) 基础网络：首先，无论是有线还是无线网络，其通信线路如电缆、微波等，都易遭物理破坏，或易被搭线窃听，或易遭截获、监听等。其次，网络拓扑结构设计不合理或缺乏可扩展性，很可能一个结点遭破坏导致整个系统瘫痪。
2) 操作系统和数据库：目前所使用的计算机网络操作系统，多偏重于考虑系统使用的方便性，其结构和代码设计相对在系统的安全机制上考虑还不够精细，或多或少存在些安全漏洞。数据库管理系统基于分级理念对数据库进行管理，同时数据库管理系统的安全必须与操作系统的安全相配套，这样系统的安全又出现一些不稳定因素。
3) 应用平台：为便于在应用层面进行定期维护或升级，在开发电子政务信息系统的应用功能时，往往有可能留有所谓的“后门”，一旦被非法人员发现，破坏性有可能波及整个系统。
2.2 管理或使用式缺陷
1) 身份和口令：简单的用户名加口令的验证方式极易导致合法身份被冒用，采用静态口令也很容易在日志记录中被窃取。内部用户身份级别如划定不严格将会导致信息使用级别的混乱。
2) 资源管理：内部用户使用资源时，重要文件不加密，或将重要信息进行长期共享，传递信息时无身份认证，电子邮件大量群发等缺乏信息保密安全意识的资源管理行为，是常见的人为过失。
3) 制度法规：网络信息安全法规目前尚未健全，尤其在涉及到政府各部门横向信息交流时的安全约束机制尚有缺失。多见行政规定代替法规，但缺少统一标准，又大多不全面细化，难起到真正监管电子政务信息系统安全的作用。
正因为以上的安全漏洞，电子政务信息系统常遭受的攻击方式有监听和截取信息包、搭载木马程序、扫描端口、占用服务器带宽、破坏数据完整性、盗用账号等，近年来还有一种新动向，即直接在网络上假冒政府或某些职能部门的名义开设网站，以牟取非法利益。
3 电子政务信息安全保障机制
根据以上分析，电子政务信息安全的保障，不是简单的一项措施，而需形成贯穿于系统的设计、运行和管理全过程的整套机制。具体可从以下几个角度予以实施：
3.1 前瞻性安全规划
由于电子政务信息系统的特殊性和敏感性，在从技术角度设计系统的同时，必须将安全保障技术纳入整个系统内，并且要对将来可能发生的软硬件环境变化做出预测，长期规划,留有足够的扩容和升级空间，避免基础隐患。
3.2 系统运行环境安全
1) 网络分级隔离：外网与内网和专网进行物理隔离，内网与专网、外网与Internet之间则采用逻辑隔离。内外网间必须安装防火墙，根据各种过滤规则来判断网络数据是否能够通过防火墙，用以加强网络之间访问控制、防止外网用户以非法手段进入内网、保护内网中的特殊网络互联设备，既防止外来的入侵，也阻止局域网内部重要信息的泄露。内外网之间的通信则采用异步高位加密机制，可以保证内外网的通信安全。
2) 网络设备和软件：选用高带宽网络和高性能服务器。配备加密设备，使得数据以密文形式在网上传送，保证数据的机密性与完整性。在安装防火墙的基础上，辅以入侵检测系统，用于实时监控和记录具攻击性的信息代码在进出网段的所有操作行为，并按制定的策略实行响应(阻断、报警、发送电子邮件等)，从而防止网络的攻击与犯罪行为。安装正版操作系统或源代码对政府开放的操作系统，坚持日常维护和记录，及时更新、升级病毒库；使用安全扫描工具定期检查系统漏洞和配置更改情况，及时安装系统补丁，堵塞系统漏洞。
3.3 用户应用安全
电子政务中，由于管理和使用不当造成的安全问题愈七成，因此加强人员对系统使用的安全意识，尤为重要。首先在系统投入使用前，必须对所有人员进行技术培训；其次，在使用过程中，也应有针对性的就系统变更等问题与工作人员进行双向交流。其它还需特别注意的地方有：
1) 管理员职责：管理员账户本身最易受到黑客攻击，定期更换账户及密码，是提高安全性的有效措施。同时，尽量不开放Guest账户，对其他用户严格划定访问权限和资源使用权限；定期检查用户IP地址范围，用户使用系统的频率和内容；发现异常及时封锁IP或相应用户账号。
2) 普通用戶：在内部子网中不应开放共享目录。如有经常交换信息需求的用户，在共享时必须加上必要的口令认证机制。现在更为常见的方式是给用户配备USB安全密钥或者经第三方CA认证，可用来进行数字签名和验证签名，确保通讯双方的真实身份，兼具真实性和不可抵赖性，保障政务的安全传送和处理。
3.4 数据安全
妥善保管进行数据存储的各类介质，如光盘和移动硬盘等。要防盗、防损、防灾。废旧存储介质要特别加强管理，必要时应予以销毁。每日进行系统的安全备份，除本地备份，还可添加远程备份方式，必要时进行纸质备份，务必使系统在出现问题时能迅速恢复到原有状态或及时调出数据。
3.5 法规监管
再完美的电子政务信息系统也可能出现内部使用的疏忽或遭受外来的恶意攻击，只有将网络技术和网络法律法规结合起来，并与国际立法规则相兼容，才能在发生问题后有法可依。建议制定专门的电子政务信息系统安全法。一是用以规范电子政务中的信息安全技术范畴，二是对破坏电子政务信息安全的行为如何处罚要从法律意义上制定专门的规定。
4 结论
电子政务信息系统的安全保障不但要从实现技术入手，更要与系统在政府工作中的重要地位相呼应，保证其先进性和可扩展性；要进行深入调研和长远规划，必须能够适应网络的快速发展变化。根本上还需要国家的司法支持和参与人员管理意识的增强。保障了电子政务的安全，才能保障政府信息化的顺利推进。
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作者：张洪蛟
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