非微电子专业电路设计论文

摘要目前中国集成电路人才缺口巨大，仅仅靠高校微电子专业的毕业生是远远不够的，若能在相近专业培养集成电路人才是一个不错的方案。基于此，本文对微电子相近专业的《半导体集成电路》课程教学进行探索。关键词半导集成电路课程探索当今信息技术已渗透到国民经济的各个领域，人们在日常生活中无处不体会到信息技术带来的冲击。今天小编为大家推荐《非微电子专业电路设计论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

非微电子专业电路设计论文 篇1：

面向IC设计人才培养的微电子学专业课程体系探索

摘要:基于多年的教学实践及IC企业实践经验,通过对我国IC设计产业发展状况和IC设计人才状况以及微电子学专业特点进行分析,探索面向IC设计人才培养目标的微电子学专业课程体系的定制与实践,以期为微电子学专业的IC设计人才培养目标开辟一条新的思路。

关键词:IC设计;微电子学专业;课程体系

作者简介:韦保林(1974-),男,壮族,广西武鸣人,桂林电子科技大学信息与通信学院,讲师,工学博士,主要研究方向:模拟集成电路设计、射频集成电路设计。(广西 桂林 541004)

我国集成电路发展起步于1965年,但因体制等众多原因,与国外差距越来越大;进入20世纪80年代,由于国内半导体器件和集成电路生产缺乏竞争力,受到进口元器件的冲击,很多半导体器件厂被迫下马或转产,相应地很多高校的半导体或集成电路专业也被迫取消;进入90年代中期,由于微型计算机的发展、普及以及通信等信息产业的发展,对集成电路芯片的需求量越来越大,国家开始加大对微电子行业的支持力度;在教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》中,重新确立了微电子学专业的地位;[1]并先后颁布了《关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发[2000]18号)和《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》(教高[2003]2号),可见集成电路产业是我国当前重点扶持发展的新经济时代的基础产业之一。

经过十来年的重新发展,我国已经初步形成了芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试三业并举、比较协调发展的集成电路产业格局;在行业区域布局上已经初步形成了四大半导体行业重镇,即以上海为龙头的长三角地区,以北京、天津为核心的环渤海地区,以成都、西安为中心城市的中西部地区,以及以广州、深圳为中心的珠三角地区;[2]制造业的技术工艺已进入国际主流领域,测试和封装技术接近国际水平,与之不协调的是我国IC设计人才缺口巨大。微电子学专业是培养IC设计人才的专业之一,研究和制定面向IC设计人才培养的微电子学专业的理论与实践相结合的课程体系是十分重要的。

一、我国IC设计专业人才现状

我国IC设计专业人才目前正面临着人才总量严重不足、供需矛盾突出,人才层次结构不合理、地区分布不平衡以及人才流向与地区经济发展关系明显等问题。国家教育部、科技部共同于2003年7月确定了9个国家级集成电路人才培养基地的宏伟计划;选定了北大、清华、复旦、浙大、西安电子科技大学、上海交大、电子科大、东南大学、华中科大作为IC设计人才培养基地,其目标是到2010年培养高层次集成电路设计人才4万人,工艺人才1万人,为我国的集成电路设计与制造进入世界第一方阵提供高素质人才保证。[3]随后又先后增加了天津大学、华南理工、哈工大等多所大学作为国家级IC人才培养基地,旨在加快集成电路产业发展的步伐,大力培养集成电路设计人才,满足社会对集成电路设计人才的需求。虽然我国IC设计所占的集成电路产业结构比重在逐年递增,但是截止到2007年底还低于20%,仍以代工制造和封装测试为主,导致自主品牌相对较少,创新能力较弱,开发能力和产品设计能力弱,生产技术和高档产品主要靠引进,高级设计人才和开发人才缺乏;国内集成电路产业自有知识产权匮乏,技术严重受制于人,已经成为制约我国集成电路产业发展的瓶颈。[2]

根据来自IC设计行业的信息表明,目前国内从事IC设计五年以上的专业人员有相当大一部分来自物理学、电子信息工程等专业毕业的人员。我国目前针对IC设计人才培养的高等学校专业主要是集成电路设计与集成系统专业以及微电子学专业;其中集成电路设计与集成系统专业于2001年在电子科技大学获准设立,目前国内设有该专业的高校仅有16所;微电子学专业一般涵盖集成电路工艺开发、集成电路中的器件和材料研究、集成电路(IC)设计三个方面的培养目标,[1]国内设有该专业的高校有52所。针对微电子学专业不同的培养目标,科学合理地设置课程体系不僅能够保证人才培养质量,还能够提升其就业竞争力。

二、面向IC设计的微电子学专业特点

微电子学是一门极为活跃的新型学科,也是近年来非常热门的专业之一;主要研究新型电子器件以及集成器件的开发、制造,集成电路的设计、计算机辅助集成电路分析,各种电子器件及材料的基础理论、新型结构、制造工艺和测试技术。面向IC设计的微电子学专业主要具有:门槛高、内容新、发展更新快、学科交叉性强、与产业联系紧密、高投入、与世界同步、毕业生就业服务的范围具有国际性等特点。

IC设计属于交叉学科,其内涵并不像其他专业那样清晰和单一,人才培养涉及知识很广,包括微电子器件与电路、电子技术、计算机应用、通讯原理、控制原理、半导体器件、EDA软件应用、数字信号处理等多学科专业;此外,面向IC设计的微电子学专业实践性很强,对学生运用知识解决问题的能力、总结实践经验并发现新知识的能力、团队合作的能力、与人沟通和交流的能力以及创新的能力都有很高的要求。[4]

三、面向IC设计的微电子学专业课程体系构建

面向IC设计方向的微电子学专业的培养,除了应该使学生具有良好文化修养,掌握微电子学的基本理论和基本知识,受到科学实验与科学思维的基本训练,具有良好科学素养,掌握大规模集成电路及新型半导体器件的设计、制造及测试所必需的基本理论和方法,具有电路分析、工艺分析、器件性能分析和版图设计等的基本能力外,还应使学生较完整地了解和掌握IC设计、综合、验证、测试、应用的整个流程;既掌握IC设计技术又懂得集成系统技术;既有扎实的理论基础,又有较强的应用能力;既了解集成电路应用、生产制造又懂得IC产业的管理;既可以承担实际芯片产品的开发,又可进行更深入的科学研究与创新。

根据面向IC设计方向的微电子学专业的特点及培养目标,结合我们多年的教学实践及作者在IC设计企业的实践经验,提出了具有我校特色的微电子专业的课程体系。将面向IC设计方向的微电子专业的课程体系设置为五个部分,这五个部分既有循序渐进,又有相互交织,具体情况如下:

(1)公共基础课。主要完成大学物理、高等数学、外语以及“两课”、科学的世界观与方法论等人文学科的高等基本修养教育。大学物理和高等数学是理工科的基石;由于半导体技术发展极其迅速,新的技术和标准多是源自国外,所以IC企业对学生外语的要求很高,一般都要求员工阅读英文原文资料甚至撰写英文报告;科学的世界观和方法论对人才成长(如组织能力、团队精神、道德修养等)非常重要,除了可通过这一部分的教学完成, 还需要在其他相关课程的学习和实践中不断丰富。

(2)专业基础课。主要包括电子技术基础和计算机基础。电子技术基础需完成学科所需的专业基础知识的学习,以电路分析、模拟电子电路、数字电路、信号与系统、电磁场等课程及其实验为主;IC设计离不开计算机这一有力的工具,所以应该加强计算机方面的教学,计算机技术基础课程主要是完成计算机应用、计算机原理以及程序设计等方面的课程。通过这些课程的学习和实践,培养学生电子和计算机方面的基本能力,开拓学生的思维。

(3)专业主干课。主干课应该为一些技术含量比较高、能使学生毕业后迅速适应工作的核心课程,具体包括半导体物理、微电子器件原理、集成电路原理、半导体集成电路、集成电路工艺原理、半导体材料、固体物理等课程,以其为主线构成学科要求的阶梯训练系统。

(4)专业方向课程。微电子学专业主要面向工艺、器件和材料、IC设计三个方面,应该多开一些专业方向性比较强的课程,供学生根据兴趣及各自希望的发展方向进行选择。对于IC设计专业方向的课程,应该包括集成电路分析与设计、EDA技术、硬件描述语言、IC设计基础与实践、ASIC设计、SoC软硬件协同设计、集成电路逻辑综合验证技术、版图设计、集成电路测试与可测性等等一些实践性较强的课程,进一步培养了学生的知识综合能力、自学能力和实践动手能力。

(5)实践课程。微电子是一门实践性很强的学科,因此在努力提高理论教学的同时,必须加强对实践环节的教学和管理,提高学生的动手能力。可开设半导体材料和器件测试实验、集成电路系统设计实验、集成电路测试和系统开发实验等实验课程。此外,实验教学应贯穿课堂教学的始终,部分专业基础课程应配备相应的实验课时来完善教学;部分课程(如模拟电路和数字电路等)应该单独设置实验课,实现从最简单的示波器使用,到制作比较完整的PCB板;有些课程(如IC设计基础与实践、EDA技术等)应以实验教学为主。开设两到三个阶段的课程设计,课程设计Ⅰ要求学生独立完成一块有一定难度的PCB电路的制作与调试, 课程设计Ⅱ要求学生用集成电路设计软件完成一定规模电路的前仿真、版图设计及后仿真等设计,经历模拟或数字集成电路设计的整个过程。加强毕业实习和毕业设计的过程及质量管理,争取安排学生到IC企业进行实习,每个学生的毕业设计时间应不少于3个月。

四、结束语

集成电路产业是当前新经济时代的基础产业,在国民经济、国防建设以及现代信息化社会中起着極其重要的战略意义,培养该专业优秀的IC设计人才离不开一个科学的课程体系。本文结合近五年的教学实践及两年多的IC企业实践经验,对面向IC设计人才培养的微电子学专业课程体系进行了探讨,对该专业的知识结构和课程体系的进一步研究与实践及培养优秀的IC设计人才具有一定的指导意义。

参考文献:

[1]电子科学与技术专业教学指导分委员会.微电子学专业发展战略研究报告[J].高等学校理工科教学指导委员会通讯,2008,(11):

7-9.

[2]郭毅然,等.中国集成电路产业发展现状[A].2008中国行业资讯大全——电子行业卷(第六卷)[R/OL].http://www.ec.hc360.com/daquan2008/secondmenu/Detail_yjbg02-02.html.

[3]国家863集成电路设计专项专家组.集成电路设计产业化与人才培养[DB/OL].http://upload.eepw.com.cn/training/trains/html/20071127/863/pg_0016.htm,2004.

[4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].计算机教育,2008,(22):143-145.

(责任编辑:麻剑飞)

作者：韦保林

非微电子专业电路设计论文 篇2：

《半导体集成电路》课程教学探索

摘要目前中国集成电路人才缺口巨大，仅仅靠高校微电子专业的毕业生是远远不够的，若能在相近专业培养集成电路人才是一个不错的方案。基于此，本文对微电子相近专业的《半导体集成电路》课程教学进行探索。

关键词半导集成电路 课程探索

当今信息技术已渗透到国民经济的各个领域，人们在日常生活中无处不体会到信息技术带来的冲击。信息技术的基础是微电子技术，集成电路作为微电子技术的核心，是整个信息产业和信息社会最根本的技术基础，也是一个国家参与国际化政治、经济竞争的战略产业。同时我国集成电路发展水平离欧美日等发达国家有很大的差距，尤其是在自主知识产权的集成电路产品方面。要扭转这一局面，高素质的专业技术人才是关键，目前我国集成电路人才缺口巨大。要改变这种状况，应从本科教育做起。目前靠高校微电子专业来培养集成电路设计人才还远远不够，因此有必要发挥相近专业的优势，结合《半导体集成电路》课程的开设，培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才。在此背景下，我们开展微电子相近专业的《半导体集成电路》课程教学探索。

一、教学内容的设置

半导体集成电路从所选器件类型可分为双极型集成电路和MOS集成电路，从信号输入/输出信号的形式分为数字集成电路与模拟集成电路等，且《半导体集成电路》课程的内容包含了以上集成电路类型的基本制造工艺、结构、物理版图及其分析方法。另外，我们的教学对象为微电子相近专业的学生，因而在《半导体集成电路》课程内容设置时有必要考虑学生知识水平及其知识结构等问题。虽然微电子学相近专业开设了电路分析基础、数字逻辑电路等电路课程，但没开设微电子专业方向所需的前期基础课程。因此，我们在《半导体集成电路》课程内容设置上，将着重培养学生的电路分析设计能力，减少器件内部原理和工艺内容的比重。同时针对非微电子专业学生的知识情况，着重讲解数字集成电路的内容。

根据教学大纲，《半导体集成电路》课程的教学内容可分为：第一部分，半导体集成电路基础，包括TTL及CMOS工艺基础；第二部分，集成电路中的基本元器件，包括基本结构、工作原理、物理版图及其剖面结构分析；第三部分，讨论TTL逻辑电路；第四部分，MOS反相电路，包括动态与静态结构；第五部分，MOS基本静态逻辑单元电路；第六部分，MOS基本时序电路。课程共32学时，以清华大学出版社出版的朱正涌主编的《半导体集成电路》一书为教材，根据专业实际情况酌情删减及增加相关知识。在授课过程中，重点培养学生对半导体集成电路的系统分析与设计的能力，激发学生对半导体集成电路设计的兴趣。

二、教学方法与教学手段

教学内容体系确定后，采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。采用有效的教学方法并结合先进的教学手段，不仅有利于培养学生获取知识的能动性，而且有利于培养学生独立发现问题、分析问题以及解决问题的能力，实现以教为中心到以学为中心的转变，突出学生在学习过程中的主动性，从而取得好的教学成果。

基于《半导体集成电路》课程的特点，在教学手段上以多媒體教学为主，传统黑板板书为辅，同时在课堂上以动画的形式展现半导体集成电路物理版图及其工艺制作过程，从而达到提高课堂教学质量的目的。

三、考核方式的改革

为了客观地评价教学效果和教学质量，改革考核方式是十分必要的。传统的考核方式为试卷笔试与平时成绩结合的方式。针对《半导体集成电路》课程特点，对考核方式作如下尝试：(1) 在授课过程中，针对课程的某些重点知识点，设计几个课外小题目，从而增强学生独立思考与实践动手能力；(2) 期末一次综合大作业，涉及功能定义、电路设计、物理版图实现以及仿真等全过程，从而增强学生的分析问题、解决问题的能力。

四、结束语

课堂教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程。要实现《半导体集成电路》这门课的全面深入的改革，还有待与同仁一道共同努力。

基金项目：(1) 重庆市高等教育教学改革项目(编号：103112)；(2) 重庆邮电大学微电子学专业提升计划

参考文献：

[1]王红．集成电路技术发展动态[J].微电子学，2007，37(4)：515-522，542．

[2]段吉海．“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J]. 电气电子教学学报，2007，29(5)：11-12，15.

[3]朱正涌．半导体集成电路[M]. 北京：清华大学出版社，2001.

作者：周前能 李红娟 吴贵能 杨虹

非微电子专业电路设计论文 篇3：

关于集成电路设计专业课程设置的研究

摘 要:在分析了国内外微电子学专业教学现状的基础上, 对改革其教学内容进行了探讨, 并结合河南大学的实情提出具体的实施建议。实施结果表明,该课程设置取得了一定的成绩,具有一定的可行性。

关键词:课程改革 集成电路设计 微电子学

一、概述

集成电路设计与集成系统专业是2003年教育部针对国内对集成电路设计和系统设计人才大量需求的现状而最新设立的本科专业之一,核心是微电子技术,是在微电子技术专业的基础之上结合当今信息技术的发展而形成的新的工科性专业。其理论部分主要涵盖固体物理、量子力学、半导体物理等基础理论;技术类部分涵盖了微电子、制造工艺技术、集成电路设计技术的众多内容,它是多学科交叉,高技术密集的学科,是现代电子信息科技的核心技术。随着电子信息产业的发展,集成电路设计与集成系统专业的学生主要学习数理基础知识、集成电路设计技术和电子系统集成所必须的电路、计算机、信号处理、通信等知识。通过课程设计、实验、生产实习和毕业设计环节,学习各种工具的使用,使学生将所学理论基础知识逐渐转化为实际的集成电路设计和系统集成等技能。

二、集成电路设计课程改革的动力是微电子技术的发展

国内的微电子学专业基本上是在教育部1998 年重新修订本科专业目录后相继改造或重组而成的, 其前身为半导体、微电子技术、计算机、电路与系统等专业或学科, 教学内容概括起来大致可分为三种类型, 即微电子技术类、半导体物理类以及电路与系统类, 其各有特点。

我们认为,集成电路设计专业应该通过理论与实践相结合的培养模式,以培养既具有坚实的理论基础,又具有丰富的集成电路开发、电子系统集成和工程管理能力的复合型和应用型高级集成电路和电子系统集成人才为目标,同时,又要重视本专业的发展前沿和相关专业知识的拓展,开阔学生的视野,注重培养学生的动手能力。只有这样,才能满足社会需要,才能满足各种层次人才培养的要求,才能适应微电子技术的发展需要,也是我们进行相关课程改革的基本方向。

三、课程设置

集成电路设计与集成系统专业的课程设置我们认为应当以在适应当前微电子技术发展的基础之上,以提高学生的素质、技能、视野为基本出发点。为此我们把课程简单的分为理论必修课、实践必修课、选修课和毕业设计课题,理论必修课主要突出学生应具有良好的专业背景知识,具有理论大师的素质,而且其中至少要有一门为双语教学;实践必修课则突出学生动手的技能和创造性思维的技能;而选修课要突出学生视野的开阔,既在本专业方向上要了解最新的技术发展动态,又在相关交叉专业上掌握最基本的理论知识。

1.理论课必修课设置。集成电路设计是微电子技术的核心,而微电子学是一门综合性很强的边缘学科,其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容;涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。为此我们对国内像清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学等十几所高校的微电子学专业课程进行了调研,经过我们对调研资料的分析和总结,我们认为集成电路设计与集成系统专业的理论必修课应当包含的课程有以下课程: 数学物理方法、量子力学、固体物理、半导体物理、半导体器件物理、半导体材料及工艺原理、模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计集成电路工艺技术、集成电路版图设计基础。

2.实践必修课设置。实践课的设置应在满足学生的基本设计技能上重点强调提高学生的动手能力和创造性思维能力。

为了培养学生的创新能力, 应加大设计性实验的开发力度。另外,还要强化学生在实验教学中的主体地位,以培养学生的创造性思维和实践能力。根据本专业的特点,我们认为设计性实验主要包含一些设计语言和常用电路设计仿真软件以及IC设计软件的使用,经过我们对国内一些科研院所、高校研究生院以及设计企业进行了相关的调研,认为实践课应包含C语言、硬件描述语言、PFGA设计技术、集成电路EDA设计技术、MATLAB程序设计、其它一些向PSPICE等电路设计与仿真软件。

3.选修课设置。由于现在高校都实行学分制,所以学生必修的课程有限,所以不足的地方应以选修课的形式补充。而且就集成电路的发展而言,SOC和微机电系统是以后主要的发展方向之一,因此在本专业选修课程上,应有电磁场与电磁波、SOC设计原理、超大规模集成电路(VL S I) 设计原理、专用集成电路(A S IC) 设计、微机械加工技术、集成电路测试技术等作为选修课程。

在相关交叉专业课程上,由于目前集成电路设计最多的是在通讯类芯片上,而热点是在处理器、射频类芯片等,所以我们选择通讯原理、数字信号处理、计算机体系结构、传感器原理、高频电子线路、光电技术等选修课程。

4.毕业设计课题选择。在课毕业设计中,将基础理论与项目实践有机地结合起来,可以培养学生的创新能力。其中,选题是关键, 也是一个难点。选题的原则我们认为:一要符合本专业的背景,这样才能提高学生的专业素质为项目实践能力的培养提供空间;二是题目要让学生感兴趣,兴趣是唤起学生学习主动性和积极性的内动力,是创新实践活动的主要推动力。为此我们设置的课题有集成电路的电路设计、集成电路的版图设计,半导体器件的设计等方面的内容。

四、成绩与不足

我校自2003年起获准在物理与电子学院开设电子信息科学与技术专业,培养方向为集成电路设计, 该方向填补了省内空白, 为我校优化和调整专业结构、适应市场经济发展提供了良好的机遇。为此我们对该方向的课程设置进行了以上探讨并从2007年下半年开始实施,实施的结果的表明新的课程设置取得了明显的效果,近年来电子信息专业的考研率和就业率在院里均名列前茅;在2009年考研中,我校电子信息专业的三位同学在没有达到复试线的情况下被复旦大学半导体工艺方向破格录取;另外两位同学在复试排名非常落后的情况下成功被电子科技大学数字集成电路设计方向录取;而部分学生在参加苏州中科集成电路设计中心的版图培训中成绩均名列前茅,获得了培训方的高度评价。以上情况都说明了我校电子信息专业同学的专业知识背景以及专业素质都得到了广泛的认可。以上虽然取得了一定的成绩,但还有许多不足之处,如在教材选取方面、理论课以及实践课的深度方面、教师素质的提高方面、最前沿专业知识的介绍方面还需进一步的努力。但我们相信,在我们不断的努力下,不断探索改革下,一定会把我们的电子信息技术专业越办越好。

作者：向 兵 成 强