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半導(dǎo)體及集成電路

第1篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

艾科半導(dǎo)體的主要業(yè)務(wù)是集成電路測(cè)試服務(wù)及射頻測(cè)試設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售業(yè)務(wù)。以2015年9月30日為評(píng)估基準(zhǔn)日，艾科半導(dǎo)體100%股權(quán)評(píng)估值為10.80億元，增值率為181.16%。大港股份表示，本次交易完成后，上市公司將迅速切入集成電路測(cè)試服務(wù)領(lǐng)域，該業(yè)務(wù)將成為上市公司主要的營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)來(lái)源之一。

不過(guò)，《證券市場(chǎng)周刊》記者發(fā)現(xiàn)，有兩家公司不僅是艾科半導(dǎo)體的前五大客戶，還多次出現(xiàn)在其前五大供應(yīng)商名單中。而且，雙方彼此披露的采銷數(shù)據(jù)竟有數(shù)百萬(wàn)元出入，艾科半導(dǎo)體銷售數(shù)據(jù)的真實(shí)性存疑。

2015年，A股同類上市公司業(yè)績(jī)多數(shù)出現(xiàn)不同程度下滑，艾科半導(dǎo)體業(yè)績(jī)承諾能否兌現(xiàn)有待時(shí)間檢驗(yàn)。

一飾多角采銷數(shù)據(jù)“掐架”

根據(jù)草案，2013年、2014年、2015年1-9月，艾科半導(dǎo)體分別向上海行森電子科技有限公司（下稱“行森電子”）采購(gòu)商品1691萬(wàn)元、1569萬(wàn)元、928萬(wàn)元，占比分別為26.21%、7.28%、7.67%;另外，2013年行森電子還為艾科半導(dǎo)體貢獻(xiàn)銷售收入1085萬(wàn)元，占比為15.37%。

對(duì)此，艾科半導(dǎo)體解釋稱：2013年，艾科半導(dǎo)體向行森電子銷售一批貿(mào)易類測(cè)試設(shè)備，當(dāng)時(shí)艾科半導(dǎo)體希望競(jìng)標(biāo)無(wú)錫實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備采購(gòu)訂單，但因不具備政府招投標(biāo)的資質(zhì)，因此與行森電子合作，由行森電子作為主體去投標(biāo)，艾科半導(dǎo)體負(fù)責(zé)設(shè)備的采購(gòu);行森電子主要從事測(cè)試設(shè)備業(yè)務(wù)，是國(guó)際知名測(cè)試設(shè)備制造商泰瑞達(dá)和致茂在中國(guó)內(nèi)地的商，具備參與政府采購(gòu)招投標(biāo)資質(zhì)，為艾科半導(dǎo)體長(zhǎng)期合作的設(shè)備供應(yīng)商。

行森電子在工商信息系統(tǒng)中披露了2013年、2014年年報(bào)：2013年行森電子資產(chǎn)總額為2300萬(wàn)元，所有者權(quán)益合計(jì)為96萬(wàn)元，營(yíng)業(yè)收入、凈利潤(rùn)均為零;2014年資產(chǎn)總額為556萬(wàn)元，所有者權(quán)益合計(jì)為94萬(wàn)元，營(yíng)業(yè)收入、凈利潤(rùn)分別為30萬(wàn)元、-6萬(wàn)元。

由此可見(jiàn)，2013年、2014年行森電子披露的收入與艾科半導(dǎo)體對(duì)其的采購(gòu)數(shù)據(jù)存在上千萬(wàn)元的差異。

無(wú)獨(dú)有偶，北京信諾達(dá)泰斯特科技有限公司（下稱“信諾達(dá)”）及其控股子公司也分別出現(xiàn)在艾科半導(dǎo)體的前五大客戶、供應(yīng)商名單中，但艾科半導(dǎo)體在草案中對(duì)兩者關(guān)系只字未提。此外，即便考慮增值稅因素，兩者公布的采銷數(shù)據(jù)也有數(shù)百萬(wàn)元出入。

收購(gòu)草案顯示，2013年艾科半導(dǎo)體向信諾達(dá)采購(gòu)了1400萬(wàn)元商品。Wind數(shù)據(jù)顯示，信達(dá)諾與艾科半導(dǎo)體業(yè)務(wù)相近，主要從事集成電路測(cè)試系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，為新三板掛牌公司。信諾達(dá)2013年年報(bào)顯示，2013年信諾達(dá)向艾科半導(dǎo)體銷售收入僅為838萬(wàn)元，較艾科半導(dǎo)體披露的“1400萬(wàn)元”少562萬(wàn)元。

另外，2015年1-9月，艾科半導(dǎo)體第二大客戶杭州芯測(cè)科技有限公司（下稱“杭州芯測(cè)”）為信諾達(dá)持股95%的控股子公司。2015年1-9月，艾科半導(dǎo)體向杭州芯測(cè)的銷售（產(chǎn)品）金額為2376萬(wàn)元，占比為15.07%。

業(yè)績(jī)承諾能否完成有待考證

不到三個(gè)月的時(shí)間，大港股份的業(yè)績(jī)發(fā)生驟變。

大港股份在1月15日2015年度業(yè)績(jī)預(yù)告修正公告，預(yù)計(jì)2015年“歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)”將虧損1500萬(wàn)元-2000萬(wàn)元;而其在2015年10月28日披露的三季報(bào)中曾預(yù)計(jì)“2015年度歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)變動(dòng)區(qū)間為1926萬(wàn)元-3082萬(wàn)元，較上年同期下降20%-50%”。

而此次交易對(duì)手方王剛、艾柯賽爾承諾，艾科半導(dǎo)體2015-2017年實(shí)現(xiàn)的經(jīng)審計(jì)扣非后凈利潤(rùn)分別為6500萬(wàn)元、8450萬(wàn)元和10450萬(wàn)元。按此承若，此次重組一旦完成，大港股份將輕松扭虧為盈。

大港股份表示，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)集成電路行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的預(yù)測(cè)，在收購(gòu)艾科半導(dǎo)體后，公司擬將集成電路測(cè)試業(yè)務(wù)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步加大投資。因此，公司將使用6.9億元本次募集的配套資金投資于艾科半導(dǎo)體的測(cè)試產(chǎn)能擴(kuò)充項(xiàng)目。

據(jù)了解，艾科半導(dǎo)體“測(cè)試產(chǎn)能擴(kuò)充項(xiàng)目”包括“鎮(zhèn)江市集成電路產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目”和“上海集成電路測(cè)試研發(fā)中心項(xiàng)目”，艾科半導(dǎo)體預(yù)計(jì)“鎮(zhèn)江市集成電路產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目”建成以后第二年將新增銷售收入10754萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)4605萬(wàn)元;“上海集成電路測(cè)試研發(fā)中心項(xiàng)目”建成后預(yù)計(jì)1年達(dá)產(chǎn)，正式建成以后第二年的集成電路測(cè)試相關(guān)業(yè)務(wù)將會(huì)新增12945萬(wàn)元銷售收入，凈利潤(rùn)將達(dá)到5543萬(wàn)元。

倘若按照艾科半導(dǎo)體的業(yè)績(jī)承諾計(jì)算增長(zhǎng)率，2015-2017年，艾科半導(dǎo)體扣非后凈利潤(rùn)將分別同比增長(zhǎng)43.81%、30%、23.67%。艾科半導(dǎo)體表示，集成電路行業(yè)預(yù)計(jì)還將繼續(xù)保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，其測(cè)試服務(wù)廠商也將面臨良好的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)前景廣闊。

事實(shí)果真如此嗎？

《證券市場(chǎng)周刊》記者發(fā)現(xiàn)，晶方科技（603005.SH）、通富微電（002156.SZ）等同類上市公司2015年業(yè)績(jī)卻出現(xiàn)不同程度的大幅下滑。

其中，晶方科技主營(yíng)業(yè)務(wù)為集成電路的封裝測(cè)試業(yè)務(wù)，是中國(guó)內(nèi)地首家、全球第二大能為影像傳感芯片提供晶圓級(jí)芯片尺寸封裝（WLCSP）量產(chǎn)服務(wù)的專業(yè)封測(cè)服務(wù)商。晶方科技在1月15日的2015年度業(yè)績(jī)預(yù)減公告稱，經(jīng)公司財(cái)務(wù)部門初步測(cè)算，預(yù)計(jì)2015年度實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)為10700萬(wàn)-11700萬(wàn)元，與上年同期（法定披露數(shù)據(jù)）相比減少約40%-45%。晶方科技解釋盈利預(yù)減的原因有：一是2015年全球PC、智能手機(jī)等市場(chǎng)增速放緩，行業(yè)整體需求疲軟，去庫(kù)存壓力較大，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，導(dǎo)致公司的利潤(rùn)規(guī)模隨之下降;二是隨著公司新產(chǎn)品、新技術(shù)的投入，公司資產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)器設(shè)備陸續(xù)轉(zhuǎn)固，使得折舊等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用增加等等。

通富微電也是專業(yè)從事集成電路的封裝和測(cè)試，擁有年封裝15億塊集成電路、測(cè)試6億塊集成電路的生產(chǎn)能力，是中國(guó)國(guó)內(nèi)目前規(guī)模最大、產(chǎn)品品種最多的集成電路封裝測(cè)試企業(yè)之一;主要客戶為世界半導(dǎo)體知名企業(yè)，摩托羅拉、西門子、東芝等世界排名前二十位的半導(dǎo)體企業(yè)有一半以上是公司客戶。此外，公司是中國(guó)電子信息百?gòu)?qiáng)企業(yè)，中國(guó)十大集成電路封裝測(cè)試企業(yè)，中國(guó)進(jìn)出口額最大企業(yè)500強(qiáng)。

Wind數(shù)據(jù)顯示，通富微電營(yíng)業(yè)收入增速已經(jīng)連續(xù)六個(gè)季度環(huán)比下滑，營(yíng)業(yè)收入增速已經(jīng)由2014年第一季度的21.47%降至2015年第三季度的3.02%。尤其是，2015年前三季度通富微電營(yíng)業(yè)利潤(rùn)、歸屬于母公司股東的凈利潤(rùn)（扣非后）分別同比下降了68.94%、63.50%。

在“經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)”中，艾科半導(dǎo)體也提到，隨著近年來(lái)集成電路行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)集成電路的設(shè)計(jì)商、制造商紛紛擴(kuò)產(chǎn)，集成電路測(cè)試需求也不斷擴(kuò)大，吸引了更多新的集成電路測(cè)試商進(jìn)入該行業(yè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。

艾科半導(dǎo)體還表示，公司主要業(yè)務(wù)是向集成電路設(shè)計(jì)與制造企業(yè)提供測(cè)試服務(wù)，屬于集成電路測(cè)試企業(yè)，位于集成電路生產(chǎn)與應(yīng)用的中間環(huán)節(jié)，與集成電路生產(chǎn)及應(yīng)用環(huán)節(jié)緊密相連……如果集成電路應(yīng)用行業(yè)或集成電路設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)較大波動(dòng)，將對(duì)集成電路測(cè)試行業(yè)帶來(lái)重大影響。因此，艾科半導(dǎo)體所處行業(yè)受半導(dǎo)體行業(yè)的景氣狀況影響較大。

中芯國(guó)際（0981.HK）是集成電路制造企業(yè)，是世界領(lǐng)先的集成電路晶圓代工企業(yè)之一，也是中國(guó)內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路晶圓代工企業(yè)。2012-2014年，中芯國(guó)際的營(yíng)業(yè)收入分別為17.08億元、20.73億元、19.70億元，分別同比增長(zhǎng)了28.10%、21.39%、

-4.95%。

第2篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

關(guān)鍵詞半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體物理教學(xué)思考

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2017）02-0058-02

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)已滲透到滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。《半導(dǎo)體器件物理》是微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是理解半導(dǎo)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(xué)性質(zhì)之間的聯(lián)系，其提供了半導(dǎo)體物理與電子電路設(shè)計(jì)間的物理邏輯與數(shù)學(xué)聯(lián)系，是基于CMOS工藝設(shè)計(jì)集成電路的必備知識(shí)。因而，在教學(xué)過(guò)程中，如何將物理圖像、數(shù)學(xué)模型與電子電路設(shè)計(jì)間的關(guān)系講解清楚，讓學(xué)生從物理和集成電路設(shè)計(jì)的角度深層次理解半導(dǎo)體器件成為授課關(guān)鍵。

一、教學(xué)內(nèi)容與預(yù)期

《半導(dǎo)體器件物理》是微電子科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在半導(dǎo)體物理課程基礎(chǔ)上繼續(xù)開(kāi)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(xì)節(jié)多、半導(dǎo)體物理與電路等學(xué)科知識(shí)相交叉等特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難。基于此，本課程授課以施敏先生著的《半導(dǎo)體器件物理》為主要教材，依據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)生未來(lái)的工作實(shí)踐，對(duì)《半導(dǎo)體器件物理》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整、充實(shí)和刪減。具體來(lái)說(shuō)《半導(dǎo)體器件物理》教學(xué)內(nèi)容可分為以下幾部分：1）介紹半導(dǎo)體材料、PN結(jié)、半導(dǎo)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(dǎo)體器件，如功率MOSFET、IGBT和光電器件等。[1，2]期望學(xué)生接受教學(xué)后的預(yù)期能力：1）能夠深入理解半導(dǎo)體器件關(guān)鍵物理概念和能帶理論；2）能夠?qū)雽?dǎo)體物理與半導(dǎo)體PN結(jié)的行為結(jié)合起來(lái)理解分析；3）能夠以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)理解幾種不同的半導(dǎo)體器件；4）能夠理解和提出新型半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵物理和電學(xué)問(wèn)題。

二、教學(xué)方法及學(xué)生能力目標(biāo)

本課程以課堂授課為主，同時(shí)引入小組和班級(jí)討論、課后建模實(shí)踐等互動(dòng)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建器件物理圖像、建模和與電子電路設(shè)計(jì)綜合聯(lián)系的能力，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、分析、解決器件問(wèn)題的能力。同時(shí)基于《半導(dǎo)體器件物理》課程的特點(diǎn)，在教學(xué)手段上采用板書(shū)公式推導(dǎo)與多媒體器件模型演示為主，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為輔，同時(shí)邀請(qǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)半導(dǎo)體器件資深專家講座等形式，提高學(xué)生掌握知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。讓學(xué)生漸進(jìn)達(dá)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(jì)算、模擬和實(shí)際的器件應(yīng)用，（4）對(duì)器件進(jìn)行綜合、設(shè)計(jì)、分析；（5）對(duì)器件能夠從物理和電學(xué)的角度做出專業(yè)評(píng)價(jià)。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式

為了客觀評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果和激勵(lì)學(xué)習(xí)興趣，改革評(píng)價(jià)方式是十分必要的。在期末閉卷考試基礎(chǔ)上，對(duì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式作如下新探索：增加平時(shí)成績(jī)比例，每個(gè)月進(jìn)行一次小測(cè)試，針對(duì)幾個(gè)集成電路廣泛應(yīng)用的建模理論和半導(dǎo)體器件，要求學(xué)生從半導(dǎo)體物理的角度作出獨(dú)立的分析報(bào)告，可以在課后查閱文獻(xiàn)資料，并在后續(xù)課堂上進(jìn)行交流討論，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生深度器件分析能力。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]施敏等，耿莉等譯.半導(dǎo)體器件物理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2008.

[2]Donald Neamen著.趙毅強(qiáng)等譯.半導(dǎo)體物理與器件[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[3]楊虹等.面向21世紀(jì)的微電子技術(shù)人才培養(yǎng)-微電子技術(shù)專業(yè)本科生教學(xué)計(jì)劃的制訂[J]，重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2004.

第3篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

論文關(guān)鍵詞：集成電路，特點(diǎn)，問(wèn)題，趨勢(shì)，建議

引言

集成電路是工業(yè)化國(guó)家的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，是當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心部件，它是工業(yè)現(xiàn)代化裝備水平和航空航天技術(shù)的重要制約因素，由于它的價(jià)格高低直接影響了電子工業(yè)產(chǎn)成品的價(jià)格，是電子工業(yè)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力關(guān)鍵因素之一。高端核心器件是國(guó)家安全和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，日美歐等國(guó)均把集成電路業(yè)定義為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。據(jù)臺(tái)灣的“科學(xué)委員會(huì)”稱未來(lái)十年是芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。韓國(guó)政府也表示擬投資600億韓元于2015年時(shí)打造韓國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)。

集成電路主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、通信、汽車電子、消費(fèi)電子等與國(guó)民日常消費(fèi)相關(guān)領(lǐng)域因此集成電路與全球GDP增長(zhǎng)聯(lián)系緊密，全球集成電路消費(fèi)在2009年受金融危機(jī)的影響下跌9%的情況下2010由于經(jīng)濟(jì)形勢(shì)樂(lè)觀后根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)今年集成電路銷售額將同比增長(zhǎng)33%。

一、我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展情況和特點(diǎn)

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模為5676億元占全球市場(chǎng)44%，集成電路消費(fèi)除2008、2009年受金融危機(jī)影響外逐年遞增，中國(guó)已成為世界上第一大集成電路消費(fèi)國(guó)，但國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)量?jī)H1040億元，絕大部分為產(chǎn)業(yè)鏈低端的消費(fèi)類芯片，技術(shù)落后發(fā)達(dá)國(guó)家2到3代左右，大量高端芯片和技術(shù)被美日韓以及歐洲國(guó)家壟斷。

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際上任何一個(gè)其他國(guó)家，是全球集成電路業(yè)的推動(dòng)者，屬于一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)。從2000年到2007年我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入年均增長(zhǎng)超過(guò)18%畢業(yè)論文提綱，增長(zhǎng)率隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)有波動(dòng)，由于金融危機(jī)的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)增速放緩實(shí)現(xiàn)銷售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機(jī)影響，芯片制造業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測(cè)試業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入498.16億元同比下降19.5%。我國(guó)集成電路總體上企業(yè)總體規(guī)模小，有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，所有設(shè)計(jì)企業(yè)總產(chǎn)值不如美國(guó)高通公司的1/2、所有待工企業(yè)產(chǎn)值不如臺(tái)積電、所有封測(cè)企業(yè)產(chǎn)值不如日月光。

在芯片設(shè)計(jì)方面，我國(guó)主流芯片設(shè)計(jì)采用130nm和180nm技術(shù)，65nm技術(shù)在我國(guó)逐漸開(kāi)展起來(lái)，雖然國(guó)際上一些廠商已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用40nm技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品了，但由于65nm技術(shù)成熟，優(yōu)良率高，將是未來(lái)幾年贏利的主流技術(shù).設(shè)計(jì)公司數(shù)量不斷增長(zhǎng)但規(guī)模都較小，屬于初始發(fā)展時(shí)期。芯片制造方面，2010國(guó)外許多廠商開(kāi)始制造32nm的CPU但大規(guī)模采用的是65nm技術(shù)，而中國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片中的龍芯還在采用130nm技術(shù)，中芯國(guó)際的65nm技術(shù)才開(kāi)始量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)還沒(méi)達(dá)到250技術(shù)。在封裝測(cè)試技術(shù)方面，這是我國(guó)集成電路企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，也是我國(guó)的主要出口品，有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的50%以上的產(chǎn)值都由封裝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造，隨著技術(shù)的成熟，部分高端技術(shù)在國(guó)內(nèi)逐步開(kāi)始開(kāi)展，但有已經(jīng)開(kāi)始下降的趨勢(shì)雜志網(wǎng)。在電子信息材料業(yè)方面，下一代晶圓標(biāo)準(zhǔn)是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現(xiàn)在國(guó)際主流晶圓尺寸是300mm，而我國(guó)正在由200mm到300mm過(guò)渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領(lǐng)域無(wú)論是在研發(fā)還是在生產(chǎn)均較大落后于國(guó)外，總體來(lái)說(shuō)我國(guó)新型元件材料基本靠進(jìn)口。在半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)方面畢業(yè)論文提綱，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)95%的設(shè)備是外國(guó)設(shè)備，而且二手設(shè)備占較大比例，重要的半導(dǎo)體設(shè)備幾乎都是國(guó)外設(shè)備，從全球范圍來(lái)講美日一直壟斷其生產(chǎn)和研發(fā)，臺(tái)灣最近也有有了較大發(fā)展，而我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)發(fā)展較為緩慢。

我國(guó)規(guī)劃和建成了7個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)出來(lái)，其中長(zhǎng)江三角洲、京津的上海、杭州、無(wú)錫和北京等地區(qū),是我國(guó)集成電路的主要積聚地，這些地區(qū)集中了我國(guó)近半數(shù)的集成電路企業(yè)和銷售額，其次是中南地區(qū)約占整個(gè)產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)和銷售額的三分之一，其中深圳基地的IC設(shè)計(jì)業(yè)居全國(guó)首位，制造企業(yè)也在近一部壯大，由于勞動(dòng)力價(jià)格相對(duì)廉價(jià)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)正向成都、西安的產(chǎn)業(yè)帶轉(zhuǎn)移。

二、我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題剖析

首先，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈還很薄弱，科研與生產(chǎn)還沒(méi)有很好的結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用十分有限，雖然新聞上時(shí)常宣傳中科院以及大專院校有一些成果，但尚未經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的運(yùn)作和考驗(yàn)。另外集成電路產(chǎn)品的缺乏應(yīng)用途徑這就使得研究成果的產(chǎn)業(yè)化難以推廣和積累成長(zhǎng)。

其次，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)尚處于幼年期，企業(yè)規(guī)模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場(chǎng)占有率低，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，相比國(guó)外同類企業(yè)在各項(xiàng)資源的占有上差距較大。由于集成電路行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)大，換代快，這就造成了企業(yè)的融資困難，使得我國(guó)企業(yè)發(fā)展緩慢，有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有80%的投資都來(lái)自海外畢業(yè)論文提綱，企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人大都是從臺(tái)灣引進(jìn)的。

再次，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套工業(yè)落后，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。集成電路產(chǎn)業(yè)的上游集成電路設(shè)備制造的高端設(shè)備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國(guó)集成電路工藝的發(fā)展速度，使我國(guó)的發(fā)展受制于人。

還有，我國(guó)集成電路產(chǎn)成品處于產(chǎn)品價(jià)值鏈的中、低端，難以提出自己的標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)，研發(fā)能力不足，缺少核心技術(shù)，處于低附加值、廉價(jià)產(chǎn)品的向國(guó)外技術(shù)模仿學(xué)習(xí)階段。有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)集成電路使用中有80%都是從國(guó)外進(jìn)口或設(shè)計(jì)的，國(guó)產(chǎn)20%僅為一些低端芯片，而由于產(chǎn)品相對(duì)廉價(jià)這當(dāng)中的百分之七八十又用于出口。

三、我國(guó)集成電路發(fā)展趨勢(shì)

有數(shù)據(jù)顯示PC機(jī)市場(chǎng)是我國(guó)集成電路應(yīng)用最大的市場(chǎng)，汽車電子、通信類設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)多媒體終端將是我國(guó)集成電路未來(lái)增長(zhǎng)最快應(yīng)用領(lǐng)域. Memory、CPU、ASIC和計(jì)算機(jī)外圍器件將是最主要的幾大產(chǎn)品。國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國(guó)大規(guī)模轉(zhuǎn)移，造成我國(guó)集成電路產(chǎn)量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)。

另外我國(guó)代工產(chǎn)業(yè)增速逐漸放緩，增速?gòu)漠?dāng)初的20%降低到現(xiàn)在的6%-8%，低附加值產(chǎn)業(yè)逐漸減小。集成電路設(shè)計(jì)業(yè)占集成點(diǎn)設(shè)計(jì)業(yè)的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機(jī)的影響下在其他專業(yè)大幅下降的情況下任然保持一個(gè)較高的增長(zhǎng)率，而且最近幾年集成電路設(shè)計(jì)業(yè)都是增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，說(shuō)明我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善和合理，設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試三行業(yè)開(kāi)始向“3：4：4”的國(guó)際通行比例不斷靠近。從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看都是以集成電路設(shè)計(jì)公司比重不斷加大，制造公司向不發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移作為集成電路產(chǎn)業(yè)走向成熟的標(biāo)志。

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中,產(chǎn)業(yè)鏈不斷聯(lián)合重組，集中資源和擴(kuò)大規(guī)模，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，主要核心企業(yè)銷售額所占全行業(yè)比重從2004年得32%到2008年的49%，體現(xiàn)我國(guó)集成電路企業(yè)不斷向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，行業(yè)越來(lái)越成熟，從美國(guó)集成電路廠商來(lái)看當(dāng)行業(yè)走向成熟時(shí)只有較大的核心企業(yè)和專注某一領(lǐng)域的企業(yè)能最后存活下來(lái)。

我國(guó)集成電路進(jìn)口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進(jìn)口量增速。預(yù)計(jì)2010年以后我國(guó)集成電路進(jìn)口增速將小于出口增速，我國(guó)正在由集成電路消費(fèi)大國(guó)向制造大國(guó)邁進(jìn)。

四、關(guān)于我國(guó)集成電路發(fā)展的幾點(diǎn)建議

第一、不斷探索和完善有利于集成電路業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式和運(yùn)作機(jī)制。中國(guó)高校和中科院研究所中有相對(duì)寬松的環(huán)境使得其適合醞釀研發(fā)畢業(yè)論文提綱，但中國(guó)的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實(shí)驗(yàn)室里，沒(méi)有一個(gè)循序漸進(jìn)的產(chǎn)業(yè)運(yùn)作和可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，這就使得國(guó)產(chǎn)高端芯片在社會(huì)上認(rèn)可度很低，得不到應(yīng)用和升級(jí)。在產(chǎn)業(yè)化成果推廣的解決方面。可以借鑒美國(guó)的國(guó)家采購(gòu)計(jì)劃，以政府出資在武器和航空航天領(lǐng)域進(jìn)行國(guó)家采購(gòu)以保證研發(fā)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)雜志網(wǎng)。只有依靠公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的環(huán)境、人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合企業(yè)的市場(chǎng)運(yùn)作優(yōu)勢(shì)，走基于公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化道路才是問(wèn)題的正確路徑。

第二、集成電路的研發(fā)是個(gè)高投入高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)是技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，有數(shù)據(jù)顯示集成電路研發(fā)費(fèi)用要占銷售額的15%，固定資產(chǎn)投資占銷售額的20%，銷售額如果達(dá)不到100億美元將無(wú)力承擔(dān)新一代產(chǎn)品的研發(fā)，在這種情況下由于民族集成電路產(chǎn)業(yè)在資金上積累有限，幾乎沒(méi)有抗風(fēng)險(xiǎn)能力，技術(shù)上缺乏積累，經(jīng)不起和國(guó)際集成電路巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，再加上我國(guó)是一個(gè)勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)國(guó)，根據(jù)國(guó)際貿(mào)易規(guī)律，資本密集型的研發(fā)產(chǎn)業(yè)傾向于向發(fā)達(dá)國(guó)家集中，要想是我國(guó)在未來(lái)的高技術(shù)的集成電路研發(fā)有一席之地只有國(guó)家給予一定的積極的產(chǎn)業(yè)政策，使其形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)地位，才能使集成電路業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展的軌道.對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，特別是產(chǎn)業(yè)鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風(fēng)險(xiǎn)投資，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)投資公司作為企業(yè)與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報(bào)退出公司經(jīng)營(yíng)，不失為一種良策。資料顯示美國(guó)半導(dǎo)體業(yè)融資的主要渠道就是靠風(fēng)險(xiǎn)基金。臺(tái)灣地區(qū)之所以成為全球第四大半導(dǎo)體基地臺(tái)就與其6年建設(shè)計(jì)劃對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)扶植有密切關(guān)系，最近灣當(dāng)局的“科學(xué)委員會(huì)”就在最近提出了擬扶植集成電路產(chǎn)業(yè)使其達(dá)到世界第二的目標(biāo)。

第三、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以走先官辦和引進(jìn)外資再民營(yíng)化道路，在產(chǎn)業(yè)初期由于資金技術(shù)壁壘大人才也較為匱乏民營(yíng)資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時(shí)期后只有民營(yíng)資本的介入才能使集成電路產(chǎn)業(yè)走向良性化發(fā)展的軌道。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)有利于技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，集成電路業(yè)的技術(shù)快速更新的性質(zhì)使得民營(yíng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)性的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，集成電路每個(gè)子領(lǐng)域技術(shù)的專用化特別高分工特別細(xì)，每個(gè)子領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產(chǎn)業(yè)各個(gè)子模塊經(jīng)營(yíng)將朝著分散化畢業(yè)論文提綱，專業(yè)化的方向發(fā)展，每個(gè)企業(yè)專注于各自領(lǐng)域，在以形成的設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、新材料、設(shè)備制、造自動(dòng)化平臺(tái)設(shè)計(jì)、IP設(shè)計(jì)等幾大領(lǐng)域內(nèi)分化出有各自擅長(zhǎng)的專業(yè)領(lǐng)域深入發(fā)展并相互補(bǔ)充，這正好適應(yīng)民營(yíng)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)營(yíng)使其能更加專注，以有限的資本規(guī)模經(jīng)營(yíng)能力能夠達(dá)到自主研發(fā)高投入，適應(yīng)市場(chǎng)高度分工的要求，所以民間資本的投入會(huì)使市場(chǎng)更加有效率。

第四、技術(shù)引進(jìn)吸收再創(chuàng)新將是我國(guó)集成電路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的可以采用的重要方式。美國(guó)國(guó)家工程院院士馬佐平曾今說(shuō)過(guò)：中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著良好的基礎(chǔ)，如果要趕超世界先進(jìn)水平，必須要找準(zhǔn)方向、加強(qiáng)合作。只有站在別人的基礎(chǔ)上，吸取國(guó)外研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并充分合作才是我國(guó)集成電路業(yè)發(fā)展快速發(fā)展有限途徑，我國(guó)資金有限，技術(shù)底子薄，要想快速發(fā)展只有借鑒別人的技術(shù)在此基礎(chǔ)上朝正確方向發(fā)展，而不是從頭再來(lái)另立門戶。國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分工與國(guó)家集成電路工業(yè)發(fā)展階段有很大關(guān)系，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和不斷向我國(guó)轉(zhuǎn)移使得我國(guó)可以走先生產(chǎn)，在有一定的技術(shù)和資金積累后再研發(fā)的途徑。技術(shù)引進(jìn)再創(chuàng)新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國(guó)集成電路企業(yè)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)不景氣正好加速了人才向我國(guó)企業(yè)的流動(dòng)，對(duì)我國(guó)是十分有利的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]盧銳，黃海燕，王軍偉.基于技術(shù)學(xué)習(xí)的臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2009，(12):57-60，95.

[2]莫大康.新形勢(shì)下的世界半導(dǎo)體業(yè)及中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的前景(上)[J].電子產(chǎn)品世界，2008，(5):24，26，32.

[3]莫大康.新形勢(shì)下的世界半導(dǎo)體業(yè)及中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的前景(下)[J].電子產(chǎn)品世界，2008，(6):32-33，36.

[4]葉甜春.中國(guó)集成電路裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新戰(zhàn)略[J].中國(guó)集成電路，2006，(9):17-19.

[5]楊道虹.發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式及其啟示[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2008，(8):53-56.

[6]李珂.2008年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧與展望[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2009，(3):6-10.

[7]龐輝，裴砜.我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，(8): 9-12.

[8]翁壽松.中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2009，(10):13-15，45.

[9]尹小平崔巖.日美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的國(guó)家干預(yù)——以戰(zhàn)略性貿(mào)易政策為視角的分析[J].現(xiàn)代日本經(jīng)濟(jì)，2010，(1):8-12.

第4篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

一、何謂芯片？

要了解芯片，首先要明白“集成電路”和“半導(dǎo)體”兩個(gè)概念。1958年9月12日，在美國(guó)德州儀器公司擔(dān)任工程師的“杰克·基爾比”發(fā)明了集成電路的理論模型。1959年，曾師從晶體管發(fā)明人之一肖克萊率先創(chuàng)造了掩模版曝光刻蝕方法，發(fā)明了今天的集成電路技術(shù)。而半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料，常見(jiàn)的有硅、鍺、砷化鎵等，用于制造芯片。

我們所說(shuō)的集成電路指的是采用特定的制造工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及元件間的連線，集成制作在一小塊硅基半導(dǎo)體晶片上并封裝在一個(gè)腔殼內(nèi)，成為具有所需功能的微型器件

芯片是指內(nèi)含集成電路的半導(dǎo)體基片（最常用的是硅片），是集成電路的物理載體。

二、中國(guó)芯片發(fā)展現(xiàn)狀

目前中國(guó)芯片發(fā)展現(xiàn)狀可用四個(gè)詞概括：發(fā)展很快，落后兩代，技術(shù)受限，產(chǎn)品低端。

中國(guó)芯片制造工藝落后國(guó)際同行兩代。中國(guó)目前只能量產(chǎn)28納米級(jí)芯片，而國(guó)外可完成7納米級(jí)產(chǎn)品制造；產(chǎn)能嚴(yán)重不足，50%的芯片依賴進(jìn)口；同時(shí)中國(guó)的產(chǎn)能和需求之間結(jié)構(gòu)失配，實(shí)際能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品，與市場(chǎng)需求不匹配；長(zhǎng)期的代工模式導(dǎo)致設(shè)計(jì)能力和制造能力失配、核心技術(shù)缺失；投資混亂、研發(fā)投入和人才不足等問(wèn)題，導(dǎo)致中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)目前總體還處于“核心技術(shù)受制于人、產(chǎn)品處于中低端”的狀態(tài)，并且在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法根本改變。

為什么中國(guó)制造不出高端芯片？先要了解芯片制造過(guò)程。芯片制造主要分為三大環(huán)節(jié)：晶圓加工制造、芯片前期加工、芯片后期封裝。其中技術(shù)難度最大最核心的是芯片前期加工這個(gè)環(huán)節(jié)，分為上百道制程，每道制程都有相應(yīng)的裝備。在這些裝備里面，技術(shù)難度最大的就是光刻技術(shù)。中國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)主要是在第一和第三環(huán)節(jié)。第二個(gè)環(huán)節(jié)中的技術(shù)裝備大部分處于空白，所以高端的整個(gè)芯片都需要進(jìn)口。

光刻機(jī)精度，芯片制造的卡脖子環(huán)節(jié)

制約集成電路技術(shù)發(fā)展的有四大要素：功耗、工藝、成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度，其中光刻機(jī)就是一個(gè)重中之重，核心技術(shù)中的核心。

一些裝備由于其巨大的制造難度被冠以“工業(yè)皇冠上的明珠”的稱號(hào)，最主流的說(shuō)法是兩大裝備：航空發(fā)動(dòng)機(jī)和光刻機(jī)，最先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)目前的報(bào)價(jià)在千萬(wàn)美元量級(jí)，但是最先進(jìn)的光刻機(jī)目前的報(bào)價(jià)已經(jīng)過(guò)億美金。

第5篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

關(guān)鍵詞應(yīng)用型人才集成電路工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047

The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit

Process Foundation" in Independent College

WEN Yi， HU Yunfeng

（University of Electronic Science and Technology of China， Zhongshan Institute， Zhongshan， Guangdong 528402）

Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges， the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system， basic semiconductor planar process experiment， process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice， the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized， and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.

Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching

0 引言

微電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)微電子學(xué)領(lǐng)域的高層次工程技術(shù)人才為目標(biāo)，學(xué)生畢業(yè)后能從事電子器件、集成電路和集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造，以及相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的研制與開(kāi)發(fā)等方面工作。

“集成電路工藝基礎(chǔ)”是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，講授半導(dǎo)體器件和集成電路制造的單項(xiàng)工藝基本原理和整體工藝流程。本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的必要組成部分。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該具備一定工藝分析、設(shè)計(jì)以及解決工藝問(wèn)題的能力。

集成電路工藝實(shí)驗(yàn)作為“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)的重要組成部分，具有實(shí)踐性很強(qiáng)、實(shí)踐和理論結(jié)合緊密的特點(diǎn)。加強(qiáng)工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)高質(zhì)量的集成電路專業(yè)人才十分必要。但是集成電路的制造設(shè)備價(jià)格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，限制了工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校的開(kāi)展。國(guó)內(nèi)僅少數(shù)重點(diǎn)大學(xué)能夠承受巨大的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，擁有簡(jiǎn)化的集成電路工藝線或工藝試驗(yàn)線供科研、教學(xué)使用。而大多數(shù)學(xué)校只能依靠到研究所或Foundry廠進(jìn)行參觀式的實(shí)習(xí)來(lái)解決工藝實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，這對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2003年，現(xiàn)每屆招收本科生約120人，多年內(nèi)為珠三角地區(qū)培養(yǎng)了大量專業(yè)人才。隨著集成電路技術(shù)日新月異的發(fā)展，對(duì)從業(yè)人員的要求也不斷升級(jí)，所以工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)。作為獨(dú)立學(xué)院，如何結(jié)合自身實(shí)際地進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、采用多種方法手段開(kāi)展工藝實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，提高集成電路工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是我們所面臨的緊迫問(wèn)題。本文以“集成電路工藝基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐為研究對(duì)象，針對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生理論基礎(chǔ)較為薄弱，動(dòng)手熱情比較高的特點(diǎn)，就該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了探討。

1 “集成電路工藝基礎(chǔ)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“集成電路工藝基礎(chǔ)”具有涉及知識(shí)面廣，教學(xué)內(nèi)容信息量大，綜合性強(qiáng)，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，課程教學(xué)難度相對(duì)較大。同時(shí)獨(dú)立學(xué)院相應(yīng)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備較為缺乏。為了提高學(xué)生對(duì)該課程的興趣，取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，讓學(xué)生能將理論應(yīng)用于實(shí)踐，具有較強(qiáng)的集成電路生產(chǎn)實(shí)踐和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，筆者從如下幾方面對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了嘗試。

1.1 工藝模擬多媒體教學(xué)系統(tǒng)

運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很難讓學(xué)生理解抽象的器件結(jié)構(gòu)和工藝流程并產(chǎn)生興趣。我院購(gòu)置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝多媒體教學(xué)系統(tǒng)，幫助學(xué)生對(duì)集成電路工藝流程有一個(gè)全面生動(dòng)的認(rèn)識(shí)。該系統(tǒng)提供擴(kuò)散、氧化和離子注入三項(xiàng)工藝設(shè)備的操作模擬，充分利用多媒體技術(shù)，將聲光電等多種素材進(jìn)行合理的處理，做到圖文聲像并茂，力爭(zhēng)使抽象的知識(shí)形象化，獲得直觀、豐富、生動(dòng)的教學(xué)效果。該系統(tǒng)涉及大量的集成電路制造實(shí)際場(chǎng)景與特殊細(xì)節(jié)，能較全面地展示Foundry廠的集成電路生產(chǎn)環(huán)境和工藝流程。內(nèi)容豐富、身臨其境的工藝模擬能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解理論知識(shí)。

此外，在工藝課程的課堂教學(xué)過(guò)程中，嘗試?yán)脤W(xué)生自學(xué)討論作為輔助的形式。針對(duì)某些章節(jié)，老師課前提出問(wèn)題，安排學(xué)生分組準(zhǔn)備，自習(xí)上網(wǎng)收集最新的與集成電路工藝實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料，整理中、英文文獻(xiàn)，制作內(nèi)容生動(dòng)的PPT在課堂上演示并展開(kāi)討論，最后歸納總結(jié)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)和小組合作作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高網(wǎng)上查找、整理資料的能力，也為老師的多媒體課件制作提供了素材，豐富了老師的教學(xué)內(nèi)容。

1.2 基礎(chǔ)的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)

學(xué)院一直非常重視電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)室配置方面的資金投入力度比較大。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了一批集成電路工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，如光刻機(jī)、涂膠機(jī)、氧化反應(yīng)室、磁控濺射設(shè)備、半導(dǎo)體特性測(cè)試系統(tǒng)和掃描電子顯微鏡等，為集成電路工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ) 。

在集成電路專業(yè)教學(xué)中，工藝實(shí)驗(yàn)是非常重要的環(huán)節(jié);讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型人才也是非常必要的。通過(guò)調(diào)研考察兄弟院校的工藝實(shí)驗(yàn)開(kāi)展情況，結(jié)合我院的實(shí)際情況和條件，確定了我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如氧化（硅片熱氧化實(shí)驗(yàn)）、擴(kuò)散（硅片摻雜實(shí)驗(yàn)）、光刻（硅片上選擇刻蝕窗口的實(shí)驗(yàn)）、淀積（PVD、CVD薄膜制備的實(shí)驗(yàn)）等。

這些設(shè)備和儀器，除了用于工藝課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，平時(shí)還開(kāi)放給本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目及研究生科研等。通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作，使學(xué)生能將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力，又引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)方法，加深了對(duì)集成電路工藝技術(shù)和原理的理解。

1.3 工藝仿真軟件

現(xiàn)代集成電路的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，所以要重視計(jì)算機(jī)仿真在課程中的作用。TCAD（Technology Computer Aided Design）產(chǎn)品是研究、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體器件和工藝所必需的先進(jìn)工具。它可以準(zhǔn)確地模擬研究所和Foundry廠里的集成電路工藝流程，對(duì)由該工藝流程制作出的半導(dǎo)體器件的性能進(jìn)行仿真，也能設(shè)計(jì)與仿真太陽(yáng)能電池、納米器件等新型器件。

利用美國(guó)SILVACO公司的TCAD產(chǎn)品，筆者為工藝課程開(kāi)設(shè)了課內(nèi)仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括薄膜電阻、二極管、NMOS等基本器件的設(shè)計(jì)和工藝流程仿真。通過(guò)ATHENA和ATLAS軟件教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生仿真設(shè)計(jì)基本的半導(dǎo)體器件，模擬工藝流程，從而鞏固所學(xué)理論知識(shí)，使學(xué)生將工藝和以前學(xué)過(guò)的半導(dǎo)體器件的內(nèi)容融合起來(lái)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，既可以深入研究仿真的工藝流程細(xì)節(jié)，又可以彌補(bǔ)由于設(shè)備條件的制約帶來(lái)的某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目暫時(shí)無(wú)法開(kāi)出的不足。

1.4 校企合作

培養(yǎng)應(yīng)用型人才還必須結(jié)合校企合作。珠三角地區(qū)是微電子產(chǎn)業(yè)的聚集地，企業(yè)眾多，行業(yè)發(fā)展前景好。加強(qiáng)校企聯(lián)系，可以做到合作共贏，共同發(fā)展。通過(guò)組織學(xué)生到半導(dǎo)體生產(chǎn)測(cè)試企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，如深圳方正微電子、珠海南科、中山木林森LED等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，感受集成電路工廠的生產(chǎn)環(huán)境，了解本行業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展的概況，從而彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作。目前，學(xué)院與這些半導(dǎo)體生產(chǎn)測(cè)試企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，每屆畢業(yè)生都有進(jìn)入上述企業(yè)工作的。他們?cè)诠ぷ鲘徫簧媳憩F(xiàn)良好，獲得用人單位的好評(píng)，既為企業(yè)輸送了合格人才，也為往后學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃樹(shù)立了榜樣，拓展了學(xué)生的就業(yè)渠道。

2 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)筆者幾年來(lái)的實(shí)踐，在“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了改進(jìn)，形式多樣，互為補(bǔ)充，內(nèi)容全面、新穎，注重學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，對(duì)提高學(xué)生整體素質(zhì)起到了積極作用，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。當(dāng)然，“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有很大的改進(jìn)空間，我們還需要在實(shí)踐中不斷地改革與探索，將其逐步趨于完善，使其在培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才的過(guò)程中發(fā)揮巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王紅航，張華斌，羅仁澤.“微電子工藝基礎(chǔ)”教學(xué)的應(yīng)用能力培養(yǎng)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009.31（2）.

[2] 王蔚，田麗，付強(qiáng).微電子工藝課/實(shí)驗(yàn)/生產(chǎn)實(shí)習(xí)的整合研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012.23.

[3] 梁齊，楊明武，劉聲雷.微電子工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008.1.

第6篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體可靠性設(shè)計(jì)

Abstract: the reliability of the semiconductor integrated circuit design is in the whole process of product development, prevention, strengthen the system of management thoughts as the instruction, from line design, layout design, process design, package structure design, evaluation test design, material selection, software design, and adopts various effective measures, and strive to eliminate or control semiconductor integrated circuit under specified conditions and within the time required, all kinds of possible failure mode, thus in the performance, cost, time (research, production cycle) factors on the basis of comprehensive balance, and realize the semiconductor integrated circuit products the reliability indexes provisions.

Keywords: semiconductor design reliability

中圖分類號(hào)： O471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1. 可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則

（1）必須將產(chǎn)品的可靠性要求轉(zhuǎn)化成明確的、定量化的可靠性指標(biāo)。

（2）必須將可靠性設(shè)計(jì)貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)方面和全過(guò)程。

（3）從國(guó)情出發(fā)盡可能地采用當(dāng)今國(guó)內(nèi)外成熟的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝。

（4）設(shè)計(jì)所選用的線路、版圖、封裝結(jié)構(gòu)，應(yīng)在滿足預(yù)定可靠性指標(biāo)的情況下盡量簡(jiǎn)化，避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來(lái)的可靠性問(wèn)題。

（5）可靠性設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程必須與可靠性管理緊密結(jié)合。

2. 可靠性設(shè)計(jì)的基本依據(jù)

（1）合同書(shū)、研制任務(wù)書(shū)或技術(shù)協(xié)議書(shū)。

（2）產(chǎn)品考核所遵從的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)將遇到的應(yīng)力條件（環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力）。

（4）產(chǎn)品的失效模式分布，其中主要的和關(guān)鍵的失效模式及其機(jī)理分析。

（5）定量化的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)。

（6）生產(chǎn)（研制）線的生產(chǎn)條件、工藝能力、質(zhì)量保證能力。

3. 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

（1）將用戶對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求，在綜合平衡可靠性、性能、費(fèi)用和研制（生產(chǎn)）周期等因素的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化為明確的、定量化的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)。

（2）對(duì)國(guó)內(nèi)外相似的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，了解其生產(chǎn)研制水平、可靠性水平（包括產(chǎn)品的主要失效模式、失效機(jī)理、已采取的技術(shù)措施、已達(dá)到的質(zhì)量等級(jí)和失效率等）以及該產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展方向。

(3) 對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)（研制）線的生產(chǎn)水平、工藝能力、質(zhì)量保證能力進(jìn)行調(diào)研，可通過(guò)通用和特定的評(píng)價(jià)電路，所遵從的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)或統(tǒng)計(jì)工藝控制（SPC）技術(shù)，獲得在線的定量化數(shù)據(jù)。

4. 可靠性設(shè)計(jì)程序

（1）分析、確定可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)，并對(duì)該指標(biāo)的必要性和科學(xué)性等進(jìn)行論證。

（2）制定可靠性設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案應(yīng)包括對(duì)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品（相似產(chǎn)品）的可靠性分析、可靠性目標(biāo)與要求、基礎(chǔ)材料選擇、關(guān)鍵部件與關(guān)鍵技術(shù)分析、應(yīng)控制的主要失效模式以及應(yīng)采取的可靠性設(shè)計(jì)措施、可靠性設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)計(jì)和可靠性評(píng)價(jià)試驗(yàn)設(shè)計(jì)等。

（3）可靠性設(shè)計(jì)方案論證（可與產(chǎn)品總體方案論證同時(shí)進(jìn)行）。

（4）設(shè)計(jì)方案的實(shí)施與評(píng)估，主要包括線路、版圖、工藝、封裝結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)電路等的可靠性設(shè)計(jì)以及對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)估。

（5）樣品試制及可靠性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。

（6）樣品制造階段的可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審。

（7）通過(guò)試驗(yàn)與失效分析來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行“設(shè)計(jì)－試驗(yàn)－分析－改進(jìn)”循環(huán)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)，直到達(dá)到預(yù)期的可靠性指標(biāo)。

（8）最終可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審。

（9）設(shè)計(jì)定型。設(shè)計(jì)定型時(shí)，不僅產(chǎn)品性能應(yīng)滿足合同要求，可靠性指標(biāo)是否滿足合同要求也應(yīng)作為設(shè)計(jì)定型的必要條件。

5. 集成電路可靠性設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

（1）線路可靠性設(shè)計(jì)。

線路可靠性設(shè)計(jì)是在完成功能設(shè)計(jì)的同時(shí)，著重考慮所設(shè)計(jì)的集成電路對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和功能的穩(wěn)定性。半導(dǎo)體集成電路的線路可靠性設(shè)計(jì)是根據(jù)電路可能存在的主要失效模式，盡可能在線路設(shè)計(jì)階段對(duì)原功能設(shè)計(jì)的集成電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改、補(bǔ)充、完善，以提高其可靠性。如半導(dǎo)體芯片本身對(duì)溫度有一定的敏感性，而晶體管在線路達(dá)到不同位置所受的應(yīng)力也各不相同，對(duì)應(yīng)力的敏感程度也有所不同。因此，在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)線路中的元器件進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度分析和靈敏度分析（一般可通過(guò)SPICE和有關(guān)模擬軟件來(lái)完成），有針對(duì)性地調(diào)整其中心值，并對(duì)其性能參數(shù)值的容差范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證在規(guī)定的工作環(huán)境條件下，半導(dǎo)體集成電路整體的輸出功能參數(shù)穩(wěn)定在規(guī)定的數(shù)值范圍，處于正常的工作狀態(tài)。

線路可靠性設(shè)計(jì)的一般原則是：1）線路設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足性能要求的前提下盡量簡(jiǎn)化；2）盡量運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)元器件，選用元器件的種類盡可能減少，使用的元器件應(yīng)留有一定的余量，避免滿負(fù)荷工作；3）在同樣的參數(shù)指標(biāo)下，盡量降低電流密度和功耗，減少電熱效應(yīng)的影響；4）對(duì)于可能出現(xiàn)的瞬態(tài)過(guò)電應(yīng)力，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施。如在有關(guān)端口采用箝位二極管進(jìn)行瞬態(tài)電壓保護(hù)，采用串聯(lián)限流電阻限制瞬態(tài)脈沖過(guò)電流值。

（2）版圖可靠性設(shè)計(jì)。

版圖可靠性設(shè)計(jì)是按照設(shè)計(jì)好的版圖結(jié)構(gòu)由平面圖轉(zhuǎn)化成全部芯片工藝完成后的三維圖像，根據(jù)工藝流程按照不同結(jié)構(gòu)的晶體管（雙極型或MOS型等）可能出現(xiàn)的主要失效模式來(lái)審查版圖結(jié)構(gòu)的合理性。如電遷移失效與各部位的電流密度有關(guān)，一般規(guī)定有極限值，應(yīng)根據(jù)版圖考察金屬連線的總長(zhǎng)度，要經(jīng)過(guò)多少爬坡，預(yù)計(jì)工藝的誤差范圍，計(jì)算出金屬涂層最薄位置的電流密度值以及出現(xiàn)電遷移的概率。此外，根據(jù)工作頻率在超高頻情況下平行線之間的影響以及對(duì)性能參數(shù)的保證程度，考慮有無(wú)出現(xiàn)縱向或橫向寄生晶體管構(gòu)成潛在通路的可能性。對(duì)于功率集成電路中發(fā)熱量較大的晶體管和單元，應(yīng)盡量分散安排，并盡可能遠(yuǎn)離對(duì)溫度敏感的電路單元。

（3）工藝可靠性設(shè)計(jì)。

為了使版圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體芯片上并實(shí)現(xiàn)其規(guī)定的功能，工藝設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。一般可通過(guò)工藝模擬軟件（如SUPREM等）來(lái)預(yù)測(cè)出工藝流程完成后實(shí)現(xiàn)功能的情況，在工藝生產(chǎn)過(guò)程中的可靠性設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮：1）原工藝設(shè)計(jì)對(duì)工藝誤差、工藝控制能力是否給予足夠的考慮（裕度設(shè)計(jì)），有無(wú)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控措施（利用PCM測(cè)試圖形）；2）各類原材料純度的保證程度；3）工藝環(huán)境潔凈度的保證程度；4）特定的保證工藝，如鈍化工藝、鈍化層的保證，從材料、工藝到介質(zhì)層質(zhì)量（結(jié)構(gòu)致密度、表面介面性質(zhì)、與襯底的介面應(yīng)力等）的保證。

（4）封裝結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)。

封裝質(zhì)量直接影響到半導(dǎo)體集成電路的可靠性。封裝結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮：1）鍵合的可靠性，包括鍵合連接線、鍵合焊點(diǎn)的牢固程度，特別是經(jīng)過(guò)高溫老化后性能變脆對(duì)鍵合拉力的影響；2）芯片在管殼底座上的粘合強(qiáng)度，特別是工作溫度升高后，對(duì)芯片的剪切力有無(wú)影響。3）管殼密封后氣密性的保證；4）封裝氣體質(zhì)量與管殼內(nèi)水汽含量，有無(wú)有害氣體存在腔內(nèi)；5）功率半導(dǎo)體集成電路管殼的散熱情況；6）管殼外管腳的銹蝕及易焊性問(wèn)題。

（5）可靠性評(píng)價(jià)電路設(shè)計(jì)。

為了驗(yàn)證可靠性設(shè)計(jì)的效果或能盡快提取對(duì)工藝生產(chǎn)線、工藝能力有效的工藝參數(shù)，必須通過(guò)相應(yīng)的微電子測(cè)試結(jié)構(gòu)和測(cè)試技術(shù)來(lái)采集。所以，評(píng)價(jià)電路的設(shè)計(jì)也應(yīng)是半導(dǎo)體集成電路可靠性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。一般有以下三種評(píng)價(jià)電路：1) 工藝評(píng)價(jià)用電路設(shè)計(jì)。主要針對(duì)工藝過(guò)程中誤差范圍的測(cè)定，一般采用方塊電阻、接觸電阻構(gòu)成的微電子測(cè)試結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)試線寬、膜厚、工藝誤差等。2) 可靠性參數(shù)提取用評(píng)估電路設(shè)計(jì)。針對(duì)雙極性和CMOS電路的主要失效模式與機(jī)理，借助一些單管、電阻、電容，盡可能全面地研究出一些能評(píng)價(jià)其主要失效機(jī)理的評(píng)估電路。3) 宏單元評(píng)估電路設(shè)計(jì)。針對(duì)雙極型和CMOS型電路主要失效模式與機(jī)理的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些能代表復(fù)雜電路中基本宏單元和關(guān)鍵單元電路的微電子測(cè)試結(jié)構(gòu)，以便通過(guò)工藝流程研究其失效的規(guī)律性。

6. 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)

可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)分類方法很多，這里以半導(dǎo)體集成電路所受應(yīng)力不同造成的失效模式與機(jī)理為線索來(lái)分類，將半導(dǎo)體集成電路可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)分為：1）耐電應(yīng)力設(shè)計(jì)技術(shù)：包括抗電遷移設(shè)計(jì)、抗閂鎖效應(yīng)設(shè)計(jì)、防靜電放電設(shè)計(jì)和防熱載流子效應(yīng)設(shè)計(jì)；2）.耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)技術(shù)：包括耐熱應(yīng)力、耐機(jī)械應(yīng)力、耐化學(xué)應(yīng)力和生物應(yīng)力、耐輻射應(yīng)力設(shè)計(jì)；3）穩(wěn)定性設(shè)計(jì)技術(shù)：包括線路、版圖和工藝方面的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。

第7篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

【關(guān)鍵詞】標(biāo)準(zhǔn)CMOS；工藝；肖特基二極管；集成；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

隨著射頻無(wú)線通信事業(yè)的發(fā)展和移動(dòng)通訊技術(shù)的進(jìn)步，射頻微波器件的性能與速度成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，市場(chǎng)對(duì)其的需求也日益增多。目前，CMOS工藝是數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的主要工藝選擇，對(duì)于模擬與射頻集成電路來(lái)說(shuō)，選擇的途徑有多種，例如Si雙極工藝、GaAs工藝、CMOS工藝等，在設(shè)計(jì)中，性能、價(jià)格是主要的參考依據(jù)。除此以外，工藝的成熟度及集成度也是重要的考慮范疇。

1.概述

對(duì)于射頻集成電路而言，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期與上市時(shí)間的縮短都是依賴仿真精確預(yù)測(cè)電路性能的設(shè)計(jì)環(huán)境的功能。為了使設(shè)計(jì)環(huán)境體現(xiàn)出高效率，精確的器件模型與互聯(lián)模型是必須要具備的，在設(shè)計(jì)工具中非常重要，對(duì)于射頻與模擬技術(shù)，器件模型決定了仿真的精度。采用CMOS工藝，在射頻集成電路上的應(yīng)用時(shí)間還補(bǔ)償，也使得在一些模型方面還不完善。對(duì)于射頻CMOS集成電路而言，對(duì)其影響最大的是寄生參數(shù)，在低頻環(huán)境下，由于對(duì)這些寄生參數(shù)的忽視，往往使電路的高頻性能受到影響。肖特基二極管具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如快速開(kāi)關(guān)速度和低正向壓降。由于這些優(yōu)異的高頻性能，他們有被廣泛應(yīng)用在開(kāi)機(jī)檢測(cè)離子和微波網(wǎng)絡(luò)電路中。肖特基二極管通常制作的款式包括n型或p型半導(dǎo)體金屬材料，如砷GaAs和SiC。正向偏置的肖特基二極管的性能是由多數(shù)載流子器件，少數(shù)載流子主要是確定這些p型或n型二極管的屬性。為了改善高頻性能和集成電路的電源電壓減小到現(xiàn)代集成電路，集成的肖特基二極管是很重要的。但可以用于集成肖特基二極管的過(guò)程常常是沒(méi)有現(xiàn)成的，不能和CMOS電路單片集成。以往根據(jù)其設(shè)計(jì)，在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝基礎(chǔ)上制造出肖特基二極管。在本文中，主要針對(duì)集成肖特基二極管的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述，并且基于成本考慮，該標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝基礎(chǔ)上肖特基二極管生產(chǎn)工藝不需要任何修改。所測(cè)量的結(jié)果也符合要求，在SPICE仿真模型中得到驗(yàn)證。

2.CMOS工藝技術(shù)

近幾十年，因?yàn)镃MOS技術(shù)的發(fā)展，也使得在制造射頻集成電路時(shí)，采用CMOS技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。但是，因?yàn)镃MOS制造工藝通常是以數(shù)字電路作為導(dǎo)向。面向數(shù)字電路設(shè)計(jì)的CMOS首先由芯片代工廠研發(fā)出來(lái)，注重功率耗散與時(shí)速。在數(shù)字CMOS工藝快速發(fā)展成熟以后，在其基礎(chǔ)上，通過(guò)修改制程與添加掩膜層實(shí)現(xiàn)信號(hào)的混合及模擬射頻CMOS工藝。傳統(tǒng)CMOS工藝包含BJTs、MOSFETs以及各種電阻，如擴(kuò)散電阻、多晶硅電阻及N阱電阻。但是，對(duì)于CMOS工藝而言，還應(yīng)該涵蓋各種高頻無(wú)源器件，例如變?nèi)荻O管、MIM電容、高Q值電桿及變壓器等。同樣，作為肖特基二極管來(lái)說(shuō)，也是CMOS工藝技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。例如，需要額外高能離子注入形成深注入N阱降低程度耦合與噪聲系數(shù)。需要注意的是，盡管射頻CMOS工藝是基于數(shù)字CMOS工藝而來(lái)，但其不僅僅是添加幾層掩膜來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻無(wú)源器件，對(duì)于器件的性能而言，射頻工藝與數(shù)字工藝的優(yōu)化目標(biāo)是不同的，在進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候，也有可能與傳統(tǒng)的CMOS工藝發(fā)生沖突。

3.肖特基二極管的工作原理

之所以金屬半導(dǎo)體能夠形成對(duì)壘，主要原因是由于不同的功函數(shù)引起的。將金屬的功函數(shù)定義為技術(shù)費(fèi)米能級(jí)與真空能級(jí)間的能量差，表示一個(gè)起始能量與費(fèi)米能級(jí)相等的電子由金屬內(nèi)部移向真空中所需要的最小能量。該能量需要克服金屬晶格與被拉電子與其它電子間的作用，還有一個(gè)作用是用來(lái)克服金屬表面存在的偶極矩。因此，功函數(shù)的大小在一定程度上可以表述電子在金屬中被束縛的強(qiáng)度。和金屬類似，半導(dǎo)體的功函數(shù)也被定義為費(fèi)米能級(jí)與真空能級(jí)間的能量差，因?yàn)榘雽?dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)通常處于禁帶中，禁帶中一般沒(méi)有電子，因此該功函數(shù)的定義就可以看做是將電子帶導(dǎo)帶或者價(jià)帶移向真空能級(jí)需要的平均能量。對(duì)于半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)很重要的參數(shù)，就是電子親和能，表示板代替導(dǎo)帶底的電子向外逸出所需要的最小能量。

對(duì)于肖特基勢(shì)壘的形成而言，假設(shè)現(xiàn)有一塊n型半導(dǎo)體和一塊金屬，兩者具有相同的真空電子能級(jí)，假設(shè)半導(dǎo)體的功函數(shù)比金屬的功函數(shù)小，同時(shí)，假設(shè)半導(dǎo)體表面無(wú)表面態(tài)，那么其能帶到表面都是平直的。此時(shí)，兩者就形成一個(gè)統(tǒng)一的電子系統(tǒng)，因?yàn)榻饘俚馁M(fèi)米能級(jí)比半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)低，因此半導(dǎo)體中的電子就會(huì)流向金屬，這樣金屬表面就會(huì)帶負(fù)點(diǎn)，半導(dǎo)體帶正電。所帶電荷在數(shù)值上是等同的，因此對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還是保持電中性，從而提高了半導(dǎo)體的電勢(shì)，降低了金屬的電勢(shì)。如果電勢(shì)發(fā)生變化，所有的電子能級(jí)及表面電子能級(jí)都會(huì)隨之變化，使之趨于平衡狀態(tài)，半導(dǎo)體和金屬的費(fèi)米能級(jí)在同一水平上時(shí)，電子的凈流動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)。原來(lái)的費(fèi)米能級(jí)的差異被二者之間的電勢(shì)差進(jìn)行補(bǔ)償，半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)下降。

4.肖特基二極管的設(shè)計(jì)和布局

這種設(shè)計(jì)是基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下，通過(guò)MPW在0.35μm工藝中得到實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)金屬層直接沉積到低摻雜n型或p型半導(dǎo)體區(qū)域，形成一個(gè)肖特基二極管。當(dāng)這兩種材料彼此接觸，由于電勢(shì)差的存在就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)勢(shì)壘高度，電子必須克服的電流才能流入。低摻雜的半導(dǎo)體上的金屬的陽(yáng)極和半導(dǎo)體動(dòng)脈插管，通過(guò)歐姆接觸在陰極上。在我們的設(shè)計(jì)中只使用n型肖特基二極管。跨節(jié)的Al-Si肖特基二極管如圖1所示。

在該設(shè)計(jì)中，沒(méi)有出現(xiàn)P+有源區(qū)在n阱接觸下接觸材料是鋁面積（等于到dxd）。因此，金屬層將直接連接到低摻雜n阱區(qū)。其結(jié)果是形成了的Al-Si的肖特基二極管接觸。對(duì)于鑄造工藝中需要確定的參數(shù)，例如密度、功函數(shù)等，只能通過(guò)對(duì)該區(qū)域的肖特基二極管進(jìn)行控制得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行二極管的I-V曲線或者其它參數(shù)的修改。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝基礎(chǔ)上的肖特基二極管的布局及設(shè)計(jì)。首先，為了降低肖特基二極管的串聯(lián)電阻，肖特基和歐姆接觸電極之間的距離按照設(shè)計(jì)規(guī)則被設(shè)置為最小允許的距離。其次，采用肖特基二極管布局的方法。交織式的布局為每一個(gè)串聯(lián)電阻提供了并聯(lián)連接的途徑，這是肖特基接觸的優(yōu)勢(shì)所在。

5.所制作的二極管的測(cè)定結(jié)果

根據(jù)MPW，對(duì)肖特基二極管的不同部位通過(guò)三種交織方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下的0.35μm制造，并對(duì)測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行了討論。

5.1 I-V的功能

基于對(duì)串聯(lián)電阻的考慮，肖特基二極管的IV功能可表示為：

通過(guò)擬合公式（3）和所測(cè)得的結(jié)果，我們可以得到實(shí)現(xiàn)SBD的方法，如表1的參數(shù)所示。

從表1中可以觀察到，隨著相互交織的樹(shù)木的增多，串聯(lián)電阻的阻值明顯的降低。

為實(shí)現(xiàn)SBD的測(cè)量，勢(shì)壘高度B的測(cè)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。在所測(cè)的90個(gè)樣本中，SBD1、SBD2、SBD3各30個(gè)樣本，從而求得實(shí)現(xiàn)SBD的勢(shì)壘高度為0.44eV左右。

擊穿電壓是4.5V左右，在今后的工作中，在正常的SBD設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，擊穿電壓可以延長(zhǎng)一些方法的使用，例如在自對(duì)準(zhǔn)保護(hù)環(huán)境與SBD的制造過(guò)程中，

5.2 C-V的功能

其中，Nd為摻雜濃度的n-阱，Φn是費(fèi)米能級(jí)之間的電位差和導(dǎo)帶邊緣相等于（EC-Ef）/q。

圖4顯示了測(cè)得的反向偏壓為SBD的C-V曲線。

5.3 S參數(shù)測(cè)量和SBD高頻建模

為了測(cè)量高頻率的S參數(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)備，每個(gè)SBD被放置了有三個(gè)探頭焊盤。中間信號(hào)墊的大小是85μm×85μm和頂部/底部的的地面尺寸是85μm×135μm的。使用GSG探頭和網(wǎng)絡(luò)分析儀，我們可以得到S參數(shù)設(shè)計(jì)的SBD。但是，S參數(shù)的直接測(cè)量結(jié)果包括墊片、金屬線和覆蓋的寄生電容。對(duì)于設(shè)計(jì)的設(shè)備而言，盡管寄生參數(shù)是非常小的，但這些寄生參數(shù)是絕對(duì)不能被忽視的，在計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該將GSG探頭直接測(cè)量的S參數(shù)減去。在本文所研究的設(shè)計(jì)中，我們制作兩個(gè)虛擬的GSG信號(hào)墊作為測(cè)試裝置，假如兩個(gè)信號(hào)墊一個(gè)是偽GSG信號(hào)墊，一個(gè)是SBD信號(hào)墊，且兩個(gè)信號(hào)墊同等大小。除此以外的虛擬信號(hào)墊都是開(kāi)放的，這也就是我們所說(shuō)的開(kāi)放式信號(hào)墊。S參數(shù)由啞墊進(jìn)行測(cè)量。接著就可以得到信號(hào)墊和金屬線的寄生電阻和電容。將這些寄生參數(shù)減去，就能夠得到S參數(shù)的無(wú)寄生電阻和電容。將這種方法稱之為去嵌入技術(shù)。

使用測(cè)得的S參數(shù)可以抽象為高頻模擬SPICE模型。圖5顯示SBD仿真離子模型的實(shí)現(xiàn)。L1和L2顯示出的輸入和輸出串聯(lián)電感。Ci和Co表示陽(yáng)極輸入輸出電容和陰極節(jié)點(diǎn)。C1具有相互交織的肖特基二極管的兩個(gè)端口之間的寄生電容。R1和R2為連接S參數(shù)下NWLL到地面下電阻的n-阱的模型。pn二極管反映的寄生蟲(chóng)n阱p-次二極管。在我們的設(shè)計(jì)中，可以用得到的pn二極管的參數(shù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝0.35μm的SPICE模型。

如圖6所示，為S參數(shù)SBD1測(cè)量和模擬。表2給出了仿真離子模型的參數(shù)，頻率SBD1從50MHz到40GHz，該模型可以匹配到30GHz的測(cè)量結(jié)果。

6.結(jié)束語(yǔ)

隨著無(wú)線通訊具有的靈活性和高機(jī)動(dòng)性的特點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也順應(yīng)了市場(chǎng)的需求。由于CMOS工藝在諸多的工藝中最為成熟、成本最低，卻功耗最小，因此得到廣泛的應(yīng)用，隨著技術(shù)的不斷成熟，CMOS工藝基礎(chǔ)上的肖特基二極管設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)也成為現(xiàn)實(shí)。也是未來(lái)射頻集成電路發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)MPW在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造的肖特基勢(shì)壘二極管中的設(shè)計(jì)應(yīng)用，可知鋁硅接觸的勢(shì)壘高度約0.44eV。通過(guò)I-V，C-V和S參數(shù)測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)SBD。通過(guò)本文所示，SBD設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，最為顯著的是設(shè)計(jì)成本較低，能夠被廣泛的應(yīng)用與商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中。在以后的工作中，更多的重點(diǎn)將集中在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計(jì)的SBD的反向擊穿電壓和頻率范圍擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張興杰，張世林，韓磊，郭維廉，侯賀剛，毛陸虹，謝生.標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝新型多晶硅PIN-LED的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].光電子.激光，2013（15）.

[2]孫旭光，張春，李永明，王志華，陳弘毅.超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽的一些關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)集成電路，2007（5）.

[3]陳鵬飛，陳許建，喻祖華，戴葵，鄒雪城.基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的UHF無(wú)源通訊電源電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].固體電子學(xué)研究與進(jìn)展，2012（25）.

[4]孫旭光，張春，李永明，王志華，陳弘毅.超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽的一些關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)集成電路，2007.

[5]鄒勉.安森美半導(dǎo)體集成肖特基二極管的30V MOS-FET問(wèn)世[J].半導(dǎo)體信息，2010（15）.

[6]姜蘭舉.肖特基二極管原理及應(yīng)用[J].電子報(bào)，2008（6）.

[7]朱偉鋼，張德忠，付紅兵.一維軸向有機(jī)無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)肖特基二極管的制備及性能研究[J].化學(xué)學(xué)報(bào)，2012（28）.

[8]陳剛，陳雪蘭，柏松，李哲洋，韓平.4H-SiC外延中的缺陷及其對(duì)肖特基二極管的影響[J].半導(dǎo)體技術(shù)，2008（31）.

[9]肖新東，張世林，毛陸虹，謝生，陳燕.標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下單片集成MSM光電探測(cè)器的2Gb/s光接收機(jī)[J].科學(xué)通報(bào)，2011（15）.

第8篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

為滿足集成電路方面教學(xué)和科研的需要，同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系以985三期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)所購(gòu)置的設(shè)備為主體，充分整合利用本系目前已有的設(shè)備，完成了一個(gè)覆蓋完整的集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建。依托同濟(jì)大學(xué)第8期實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目的支持，電子科學(xué)與技術(shù)系在平臺(tái)的應(yīng)用方面進(jìn)行了有益的探索：針對(duì)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成了集成電路設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)；在集成電路相關(guān)科研項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，為科研工作提供了良好的支撐。

【關(guān)鍵詞】

集成電路；設(shè)計(jì)平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科研

進(jìn)入21世紀(jì)之后，集成電路在我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)及教育領(lǐng)域的重要性日益凸顯。2000年6月，國(guó)務(wù)院了綱領(lǐng)性文件《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國(guó)發(fā)2000〔18號(hào)〕）[1]，明確了集成電路作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的地位。在其后的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃等文件中，均將集成電路列為重要的發(fā)展方向，自此我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期。產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展必然需要科技和教育的配合。基于此原因，國(guó)務(wù)院科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)實(shí)施國(guó)家科技重大專項(xiàng)—集成電路與軟件重大專項(xiàng)，其后教育部、科技部決定在國(guó)內(nèi)有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的高等院校建立國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地，分別于2003年、2004年及2009年分3批批準(zhǔn)和支持20所高校進(jìn)行人才培養(yǎng)基地的建設(shè)工作。筆者所在的同濟(jì)大學(xué)為第2批建設(shè)的6所高校之一。

同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系成立于2002年，歷史較短，在集成電路方面的基礎(chǔ)較為薄弱。但自成立之初便將集成電路設(shè)計(jì)列為最重要的教學(xué)與科研方向之一，參考國(guó)際知名高校以及國(guó)內(nèi)兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)[2-4]，在課程設(shè)置等人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行了積極的探索[5]。但是，集成電路設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，如果缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，僅以理論知識(shí)為主，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生與產(chǎn)業(yè)需求契合度不高。這也是諸多高校在集成電路設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置及實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革和積極探索的原因[6-7]。我系也意識(shí)到亟須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的相關(guān)建設(shè)。基于以上原因，我們充分利用985三期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的支持，在集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建方面進(jìn)行了積極的嘗試。

1建設(shè)方案與建設(shè)過(guò)程

1.1平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)依托985二期實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教育部修購(gòu)計(jì)劃兩項(xiàng)經(jīng)費(fèi)為我系的教學(xué)改革提供了非常有力的支持，根據(jù)各個(gè)學(xué)科方向的統(tǒng)籌規(guī)劃，分配約150萬(wàn)元用于集成電路及與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備購(gòu)置。購(gòu)置的設(shè)備見(jiàn)表1、表2。除以上兩部分設(shè)備之外，本系已經(jīng)部分購(gòu)置了與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備，如Dell服務(wù)器、SUN工作站、各類測(cè)試與信號(hào)發(fā)生設(shè)備等。因此，我系已經(jīng)初步具備了建設(shè)一個(gè)覆蓋半導(dǎo)體器件制備與分析、集成電路設(shè)計(jì)與測(cè)試、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證完整流程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)條件。

1.2總體構(gòu)想與平臺(tái)規(guī)劃基于上述基礎(chǔ)硬件設(shè)備，我系在有限的場(chǎng)地資源中安排了專門的場(chǎng)地作為半導(dǎo)體器件與集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以支持集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)。將擬建設(shè)的半導(dǎo)體與集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室劃分為4個(gè)功能區(qū)：服務(wù)器與中央控制區(qū)、集成電路設(shè)計(jì)區(qū)、集成電路分析與測(cè)試區(qū)、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證區(qū)。總體的規(guī)劃如圖1所示，功能與設(shè)備支撐概述如下。（1）服務(wù)器與中央控制區(qū)。主要空間用于放置3個(gè)機(jī)柜、承載兩個(gè)機(jī)架式服務(wù)器（HP、Dell）、存儲(chǔ)陣列（SAS15000RPM接口、初始配置7.2TB）、一個(gè)臥式服務(wù)器（超微）以及UPS電源、萬(wàn)兆交換機(jī)等供電和網(wǎng)絡(luò)配件。需注意該部分噪聲較大，故應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室其他功能區(qū)隔離。提供VPN、遠(yuǎn)程配置以及各類必要的服務(wù)，配置完整的EDA工具系統(tǒng)，覆蓋集成電路設(shè)計(jì)全流程。（2）集成電路設(shè)計(jì)區(qū)。20個(gè)左右的工位，主要為HP工作站。具備兩類工作方式：作為終端登錄服務(wù)器系統(tǒng)使用；在服務(wù)器系統(tǒng)不能提供支持時(shí)獨(dú)立使用。除工作站之外，配備2～3個(gè)文件柜、工具柜。（3）集成電路分析與測(cè)試區(qū)。主要功能為集成電路（晶圓、裸片、封裝后芯片）的分析、測(cè)試。分析與測(cè)試系統(tǒng)以兩套手動(dòng)探針測(cè)試臺(tái)（包括基座、卡盤、ADV顯微鏡）、超長(zhǎng)焦金相顯微鏡（超長(zhǎng)工作距離，2000倍放大）、4套微米級(jí)精確位移系統(tǒng)（包括探針、針臂、針座、線纜與接口）為主，并配備2臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)以及信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、邏輯分析儀1臺(tái)、示波器1臺(tái)，用作信號(hào)發(fā)生與記錄、信號(hào)與圖像采集功能。配備兩個(gè)實(shí)驗(yàn)工具柜。（4）系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證區(qū)。6個(gè)工位，配備2～3臺(tái)計(jì)算機(jī)。考慮到面積有限，而該區(qū)功能較多，以多功能復(fù)用的方式設(shè)置工位的功能。該區(qū)的功能包括：①板級(jí)電路設(shè)計(jì)與測(cè)試。主要支撐設(shè)備為必要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）。多臺(tái)邏輯分析儀、示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、必要的電子元器件及焊接設(shè)備等。②基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要支撐設(shè)備為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）、4套Virtex-5FPGA系統(tǒng)。③嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要支撐設(shè)備為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、3套VeriSOC-ARM9開(kāi)發(fā)平臺(tái)、多套PSoC開(kāi)發(fā)套件、多套ARM開(kāi)發(fā)套件、微控制器開(kāi)發(fā)套件等。④集成電路系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。與板級(jí)電路與測(cè)試共用各類設(shè)備。

1.3軟硬件系統(tǒng)與設(shè)計(jì)流程構(gòu)建基于新購(gòu)買的存儲(chǔ)陣列（NetApp）、服務(wù)器（DL380G7）、交換機(jī)（CISCO），并整合本系統(tǒng)原有的兩臺(tái)服務(wù)器（一臺(tái)Dell機(jī)架式、一臺(tái)超微立式），構(gòu)成一個(gè)EDA開(kāi)發(fā)服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)建方面，我們進(jìn)行了基于傳統(tǒng)的EDA開(kāi)發(fā)環(huán)境架構(gòu)，以及基于虛擬化系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建的兩種嘗試。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上基于存儲(chǔ)陣列，提供足夠安全的冗余備份與保護(hù)。系統(tǒng)具備負(fù)載均衡功能。最終構(gòu)建的系統(tǒng)可直接支持同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)20臺(tái)以上HP工作站的同時(shí)接入，并提供遠(yuǎn)程登錄支持；以及通過(guò)同濟(jì)大學(xué)校園網(wǎng)，提供外網(wǎng)的VPN接入支持。在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們安裝配置了完善的EDA工具鏈，以提供覆蓋全流程的集成電路設(shè)計(jì)支持。

2教學(xué)與科研應(yīng)用

前述所構(gòu)建的集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)僅是基礎(chǔ)的軟硬件系統(tǒng)，如果要在實(shí)際的教學(xué)和科研工作中進(jìn)行使用，尚需進(jìn)行相關(guān)的課程大綱規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)以及實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。通過(guò)同濟(jì)大學(xué)第8期實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目的支持，我們?cè)谶@些方面開(kāi)展了一定的工作，主要包括以下兩個(gè)方面。

2.1教學(xué)應(yīng)用完成了實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容建設(shè)，構(gòu)建形成了一套覆蓋集成電路設(shè)計(jì)全流程的實(shí)驗(yàn)方案，并兼顧半導(dǎo)體器件、集成電路測(cè)試；設(shè)計(jì)的系列實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于新開(kāi)設(shè)的“集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”課程中，以豐富和擴(kuò)展該門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該課程每周4學(xué)時(shí)，已經(jīng)完成2013、2014兩個(gè)學(xué)年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括反相器實(shí)驗(yàn)（電路原理圖輸入、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查及一致性檢查、后仿真）、一位全加器系列試驗(yàn)、基本模擬電路單元設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合定制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（選做）、自動(dòng)綜合與布局布線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（選做）。構(gòu)建的軟硬件平臺(tái)，除用于集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課之外，亦用于電子系“半導(dǎo)體器件物理”“半導(dǎo)體工藝原理”等多門課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以及本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中。與現(xiàn)有的本科生各類創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合，為該類活動(dòng)的人員選拔與培養(yǎng)、培訓(xùn)起到了一定的輔助作用。

2.2科研應(yīng)用集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)除用于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)之外，亦可為相關(guān)的科研工作提供良好的支撐。在該平臺(tái)所定義的開(kāi)發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)流程上，我們完成了兩款65納米工藝超大規(guī)模集成電路芯片的設(shè)計(jì)工作，其中一款已經(jīng)返回，并進(jìn)行了較為完整的測(cè)試，功能及性能均符合預(yù)期，芯片如圖2、圖3所示。這些設(shè)計(jì)很好地確證了該平臺(tái)的完整性和可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國(guó)務(wù)院．國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知[EB/OL]．2006-6．

[2]葉紅．美國(guó)高校電子工程類專業(yè)本科培養(yǎng)方案淺析[J]．高等理科教育，2007（6）：64-67．

[3]于歆杰，王樹(shù)民，陸文娟．麻省理工學(xué)院教育教學(xué)考察報(bào)告（二）—培養(yǎng)方案與課程設(shè)置篇[J]．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)．2004（5）：1-5．

[4]Bulletinforundergraduateeducation[EB/OL]．

[5]羅勝欽，王遵彤，萬(wàn)國(guó)春，等．電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案初探[J]．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)．2009（31）：89-91．

[6]張立軍，羊箭鋒，孫燃．CMOS集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)改革[J]．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)．2012，34（1）：105-107．

第9篇：半導(dǎo)體及集成電路范文

【關(guān)鍵詞】集成電路理論教學(xué) 改革探索

【基金項(xiàng)目】湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（14JJ6040）;湖南工程學(xué)院博士啟動(dòng)基金。

【中圖分類號(hào)】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）08-0255-01

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品向著智能化、小型化和低功耗發(fā)展。集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)著計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，同時(shí)也推動(dòng)著整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。因此，對(duì)集成電路相關(guān)人才的需求也日益增加。目前國(guó)內(nèi)不僅僅985、211等重點(diǎn)院校開(kāi)設(shè)了集成電路相關(guān)課程，一些普通本科院校也開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程。課程的教學(xué)內(nèi)容由單純的器件物理轉(zhuǎn)變?yōu)榘M集成電路、數(shù)字集成電路、集成電路工藝、集成電路封裝與測(cè)試等[2]。隨著本科畢業(yè)生就業(yè)壓力的不斷增加，培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型以及可發(fā)展型的本科人才顯得日益重要。然而，從目前我國(guó)各普通院校對(duì)集成電路的課程設(shè)置來(lái)看，存在著重傳統(tǒng)輕前沿、不因校施教、不因材施教等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)集成電路敬而遠(yuǎn)之，退避三舍，學(xué)習(xí)積極性不高，繼而導(dǎo)致學(xué)生的可發(fā)展性不好，不能適應(yīng)企業(yè)的要求。

本文結(jié)合湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)際，詳細(xì)闡述了本校當(dāng)前“集成電路原理與應(yīng)用”課程理論教學(xué)中存在的問(wèn)題，介紹了該課程的教學(xué)改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

1.“集成電路原理與應(yīng)用”課程理論教學(xué)存在的主要問(wèn)題

1.1理論性強(qiáng)，課時(shí)較少

對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，在講解之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)學(xué)習(xí)了以下課程，如：“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”、“晶體管原理”等。但是，由于這些課程的理論性較強(qiáng)，公式較多，要求學(xué)生的數(shù)學(xué)功底要好。這對(duì)于數(shù)學(xué)不是很好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，就直接導(dǎo)致了其學(xué)習(xí)興趣降低。由于目前嵌入式就業(yè)前景比較好，在我們學(xué)校，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生更喜歡嵌入式方面的相關(guān)課程。而集成電路相關(guān)企業(yè)更喜歡研究生或者實(shí)驗(yàn)條件更好的985、211高校的畢業(yè)生，使得我校集成電路方向的本科畢業(yè)生找到相關(guān)的較好工作比較困難。因此，目前我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展方向定位為嵌入式，這就導(dǎo)致一些跟集成電路相關(guān)的課程，如“微電子工藝”、“晶體管原理”、“半導(dǎo)體物理”等課程都取消掉了，而僅僅保留了“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”這兩門基礎(chǔ)課程。這對(duì)于集成電路課程的講授更增加了難度。“集成電路原理與應(yīng)用”課程只有56課時(shí)，理論課46課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課10課時(shí)。只講授教材上的內(nèi)容，沒(méi)有基礎(chǔ)知識(shí)的積累，就像空中架房，沒(méi)有根基。在教材的基礎(chǔ)上額外再講授基礎(chǔ)知識(shí)的話，課時(shí)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這就導(dǎo)致老師講不透，學(xué)生聽(tīng)不懂，效果很不好。

1.2重傳統(tǒng)知識(shí)，輕科技前沿

利用經(jīng)典案例來(lái)進(jìn)行課程教學(xué)是夯實(shí)集成電路基礎(chǔ)的有效手段。但是對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，由于其更新?lián)Q代的速度非常快，故在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，除了采用經(jīng)典案例來(lái)夯實(shí)基礎(chǔ)外，還需緊扣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿。只有這樣才能保證人才培養(yǎng)不過(guò)時(shí)，學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生與社會(huì)需求不脫節(jié)。但目前在授課內(nèi)容上還只是注重傳統(tǒng)知識(shí)的講授，對(duì)于集成電路的發(fā)展動(dòng)態(tài)和科技前沿則很少涉及。

1.3不因校施教，因材施教

教材作為教師教和學(xué)生學(xué)的主要憑借，是教師搞好教書(shū)育人的具體依據(jù)，是學(xué)生獲得知識(shí)的重要工具。然而，我校目前“集成電路原理與應(yīng)用”課程采用的教材還沒(méi)有選定。如：2012年采用葉以正、來(lái)逢昌編寫，清華大學(xué)出版社出版的《集成電路設(shè)計(jì)》;2013年采用畢查德?拉扎維編寫，西安交通大學(xué)出版社出版的《模擬CMOS集成電路設(shè)計(jì)》;2014年采用余寧梅、楊媛、潘銀松編著，科學(xué)出版社出版的《半導(dǎo)體集成電路》。教材一直不固定的原因是還沒(méi)有找到適合我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況的教材，這就導(dǎo)致教師不能因校施教、因材施教。

2.“集成電路原理與應(yīng)用”課程理論教學(xué)改革

2.1選優(yōu)選新課程內(nèi)容，夯實(shí)基礎(chǔ)

由于我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，沒(méi)有開(kāi)設(shè)“半導(dǎo)體物理”、“晶體管原理”、“微電子工藝”等相關(guān)基礎(chǔ)課程，因此理想的、適用于我校學(xué)生實(shí)際的教材應(yīng)該包括半導(dǎo)體器件原理、模擬集成電路設(shè)計(jì)、雙極型數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、CMOS數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、集成電路的設(shè)計(jì)方法、集成電路的制作工藝、集成電路的版圖設(shè)計(jì)等內(nèi)容，如表1所示。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，本著“基礎(chǔ)、夠用”的原則，采取選優(yōu)選新的思路，盡量選擇適合我校專業(yè)實(shí)際的教材。目前，使用筆者編寫的適合于我校學(xué)生實(shí)際的理論教學(xué)講義，理順了理論教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了因校施教，因材施教。

表1 “集成電路原理與應(yīng)用”課程教學(xué)內(nèi)容

2.2提取科技前沿作為教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)專業(yè)興趣

為了提高學(xué)生的專業(yè)興趣，讓他們了解“集成電路原理與應(yīng)用”課程的價(jià)值所在，在授課的過(guò)程中穿插介紹集成電路設(shè)計(jì)的前沿動(dòng)態(tài)。如：從IEEE國(guó)際固體電路會(huì)議的論文集中提取模塊、電路、仿真、工藝等最新的內(nèi)容，并將這些內(nèi)容按照門類進(jìn)行分類和總結(jié)，穿插至傳統(tǒng)的理論知識(shí)講授中，讓學(xué)生及時(shí)了解當(dāng)前集成電路設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。這樣不但可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，還可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.3開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)互動(dòng)，提高綜合能力

目前，我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)相對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)，還存在著相當(dāng)?shù)牟罹唷Ｒ_(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的原因有三：一是集成電路課程的一些基本專業(yè)術(shù)語(yǔ)都是由英文翻譯過(guò)來(lái)的;二是集成電路的研究前沿都是以英文發(fā)表在期刊上的;三是世界上主流的EDA軟件供應(yīng)商都集中在歐美國(guó)家，軟件的操作語(yǔ)言與使用說(shuō)明書(shū)都是英文的。因此，集成電路課程對(duì)學(xué)生的英語(yǔ)能力要求很高，在課堂上適當(dāng)開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)互動(dòng)，無(wú)論是對(duì)于學(xué)生繼續(xù)深造，還是就業(yè)都是非常必要的。

3.結(jié)語(yǔ)

集成電路自二十世紀(jì)五十年代被提出以來(lái)，經(jīng)歷了小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模、甚大規(guī)模，目前已經(jīng)進(jìn)入到了片上系統(tǒng)階段。雖然集成電路的發(fā)展日新月異，但目前集成電路相關(guān)人才的學(xué)校培養(yǎng)與社會(huì)需求存在很大的差距。因此，對(duì)集成電路相關(guān)課程的教學(xué)改革刻不容緩。基于此，本文從“集成電路原理與應(yīng)用”課程理論教學(xué)出發(fā)，詳細(xì)闡述了“集成電路原理與應(yīng)用”課程教學(xué)所存在的主要問(wèn)題，并有針對(duì)性的提出了該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革措施，這對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型的集成電路相關(guān)專業(yè)的本科畢業(yè)生具有積極的指導(dǎo)意義。