時(shí)間：2023-01-15 09:10:40
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集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和產(chǎn)業(yè)之間關(guān)聯(lián)度很高的產(chǎn)業(yè)。它是電子信息產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ),也是改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù),已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一,是各國(guó)搶占經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)、提升綜合國(guó)力的重點(diǎn)領(lǐng)域。
集成電路產(chǎn)業(yè)是典型的知識(shí)密集型、技術(shù)密集型、資本密集和人才密集型的高科技產(chǎn)業(yè),它不僅要求有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,還要求具有很深的文化底蘊(yùn)。集成電路產(chǎn)業(yè)由集成電路設(shè)計(jì)、掩模、集成電路制造、封裝、測(cè)試、支撐等環(huán)節(jié)組成。隨著集成電路技術(shù)的提升、市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以及資金投入的大幅提高,專業(yè)化分工的優(yōu)點(diǎn)日益體現(xiàn)出來(lái),集成電路產(chǎn)業(yè)從最初的一體化IDM,逐漸發(fā)展成既有IDM,又有無(wú)集成電路制造線的集成電路設(shè)計(jì)(Fabless)、集成電路代工制造(Foundry)、封裝測(cè)試、設(shè)備與材料支撐等專業(yè)公司。
國(guó)家始終把集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心。2000年國(guó)家18號(hào)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》)出臺(tái)后,為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。2005年國(guó)家制定的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006-2020年)》安排了16個(gè)國(guó)家重大專項(xiàng),其中兩個(gè)涉及到集成電路行業(yè),一個(gè)是“核心電子器件、高端通用集成電路及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”,另外一個(gè)則是“集成電路成套工藝、重大設(shè)備與配套材料”,分列第一、二位。2008年國(guó)家出臺(tái)的《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整與振興規(guī)劃》明確提出:加大鼓勵(lì)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策實(shí)施力度,立足自主創(chuàng)新,突破關(guān)鍵技術(shù),要加大投入,集中力量實(shí)施集成電路升級(jí),著重建立自主可控的集成電路產(chǎn)業(yè)體系。
無(wú)錫是中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn),曾作為國(guó)家南方微電子工業(yè)基地,先后承擔(dān)國(guó)家“六五”、“七五”和“九0八”工程。經(jīng)過(guò)近20年的不斷發(fā)展,無(wú)錫不僅積累了雄厚的集成電路產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),而且培育和引進(jìn)了一批骨干企業(yè),有力地推動(dòng)了我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2000年,無(wú)錫成為國(guó)家科技部批準(zhǔn)的7個(gè)國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地之一。2008年,無(wú)錫成為繼上海之后第二個(gè)由國(guó)家發(fā)改委認(rèn)定的國(guó)家微電子高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地,進(jìn)一步確立了無(wú)錫在中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)中的優(yōu)勢(shì)地位,2009年8月7日,溫總理訪問(wèn)無(wú)錫并確立無(wú)錫為中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心城市,微電子工業(yè)作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)電子支撐,又引來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。
發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)無(wú)錫新區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、支撐經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)騰飛、提升創(chuàng)新型城市地位、提高城市綜合實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。無(wú)錫新區(qū)應(yīng)當(dāng)抓住從世界金融危機(jī)中回暖和建設(shè)“感知中國(guó)中心”的發(fā)展機(jī)遇,以優(yōu)先發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)業(yè)、重視和引進(jìn)晶圓制造業(yè)、優(yōu)化發(fā)展封測(cè)配套業(yè)、積極扶持支撐業(yè)為方向,加大對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引導(dǎo)和扶持,加快新區(qū)超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)園的建設(shè),加強(qiáng)高端人才的集聚和培育,實(shí)現(xiàn)無(wú)錫市委市政府提出的“把無(wú)錫打造成為中國(guó)真正的集成電路集聚區(qū)、世界集成電路的高地、打造‘中國(guó)IC設(shè)計(jì)第一區(qū)’和‘東方硅谷’品牌的愿景”,實(shí)現(xiàn)新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。
2新區(qū)超大規(guī)模集成電路園
(2010年-2012年)行動(dòng)計(jì)劃
2.1 指導(dǎo)思想
全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路,緊跟信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的世界潮流,以積極扶持、引導(dǎo)現(xiàn)有存量企業(yè)為基礎(chǔ),以引進(jìn)和孵化為手段,以重點(diǎn)項(xiàng)目為抓手,大力集聚高科技人才,加大政府推進(jìn)力度,提高市場(chǎng)化運(yùn)行程度,強(qiáng)攻設(shè)計(jì)業(yè),壯大制造業(yè),構(gòu)建集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試、系統(tǒng)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)支撐于一體的完整IC產(chǎn)業(yè)鏈,建成“東方硅谷”。
2.2 發(fā)展目標(biāo)
從2010年到2012年,無(wú)錫新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)年均引進(jìn)企業(yè)數(shù)15家以上,期內(nèi)累計(jì)新增規(guī)范IC企業(yè)40家,期末產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)總數(shù)120家以上,產(chǎn)業(yè)規(guī)模年均增長(zhǎng)25%以上,2012年目標(biāo)400億元,到2015年,全區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到800億元,占全國(guó)比重達(dá)20%以上。年均引進(jìn)和培養(yǎng)中、高級(jí)IC人才600名,期內(nèi)累計(jì)新增2000名,期末專業(yè)技術(shù)高端人才存量達(dá)3000名。
2.3 主要任務(wù)
2.3.1 重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域
按照“優(yōu)先發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)業(yè),重點(diǎn)引進(jìn)晶圓制造業(yè),優(yōu)化提升封裝測(cè)試業(yè),積極扶植支撐業(yè)”的基本思路,繼續(xù)完善和落實(shí)產(chǎn)業(yè)政策,加強(qiáng)公共服務(wù),提升自主創(chuàng)新能力,推進(jìn)相關(guān)資源整合重組,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展,形成無(wú)錫市集成電路產(chǎn)業(yè)最集中區(qū)域。
2.3.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間布局
集成電路產(chǎn)業(yè)是無(wú)錫新區(qū)區(qū)域優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)規(guī)模占據(jù)全市70%以上,按照“區(qū)域集中、產(chǎn)業(yè)集聚、發(fā)展集約”的原則,高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和建設(shè)新區(qū)超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)園,引導(dǎo)有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)園區(qū),由園區(qū)的骨干企業(yè)作龍頭,帶動(dòng)和盤(pán)活區(qū)域產(chǎn)業(yè),增強(qiáng)園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間的互動(dòng)配合,不斷補(bǔ)充、豐富、完善和加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),形成具有競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的產(chǎn)業(yè)集群,成為無(wú)錫新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主體工程。
無(wú)錫新區(qū)超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)園位于無(wú)錫新區(qū),距離無(wú)錫碩放機(jī)場(chǎng)15公里,距無(wú)錫新區(qū)管委會(huì)約3公里。
超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)園區(qū)總規(guī)劃面積3平方公里,規(guī)劃區(qū)域北起泰山路、西至錫仕路,東臨312國(guó)道和滬寧高速公路,南至新二路。園區(qū)規(guī)劃主體功能區(qū)包括制造業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)孵化區(qū)、設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化總部經(jīng)濟(jì)區(qū)、設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化配套服務(wù)區(qū)等,占地共700畝,規(guī)劃基礎(chǔ)配套區(qū)包括建設(shè)園內(nèi)干道網(wǎng)和開(kāi)放式對(duì)外交通網(wǎng)絡(luò),同步配套與發(fā)展IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)相關(guān)聯(lián)的寬帶網(wǎng)絡(luò)中心、國(guó)際衛(wèi)星中心、國(guó)際培訓(xùn)中心等,按照?qǐng)@內(nèi)企業(yè)人群特點(diǎn),規(guī)劃高端生活商務(wù)區(qū)。
園區(qū)目前已有國(guó)內(nèi)最大工藝最先進(jìn)的集成電路制造企業(yè)海力士恒億半導(dǎo)體,南側(cè)有KEC等集成電路和元器件制造、封測(cè)企業(yè)。園區(qū)的目標(biāo)是建成集科研教育區(qū)、企業(yè)技術(shù)產(chǎn)品貿(mào)易區(qū)、企業(yè)孵化區(qū)、規(guī)模企業(yè)獨(dú)立研發(fā)區(qū)和生活服務(wù)區(qū)于一體的高標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際化的集成電路專業(yè)科技園區(qū),作為承接以IC設(shè)計(jì)業(yè)為主體、封測(cè)、制造、系統(tǒng)方案及支撐業(yè)為配套的企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主要載體。支持跨國(guó)企業(yè)全球研發(fā)中心、技術(shù)支持中心、產(chǎn)品系統(tǒng)方案及應(yīng)用、上下游企業(yè)交流互動(dòng)、規(guī)模企業(yè)獨(dú)立研發(fā)配套設(shè)施、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、產(chǎn)品營(yíng)銷網(wǎng)點(diǎn)、國(guó)際企業(yè)代表處等的建設(shè),組建“類IDM”的一站式解決方案平臺(tái)。
2.3.3 主要發(fā)展方向與任務(wù)
(1)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)
集成電路設(shè)計(jì)是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭,是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中最具引領(lǐng)和帶動(dòng)作用的環(huán)節(jié),處于集成電路價(jià)值鏈的頂端。國(guó)家對(duì)IC產(chǎn)業(yè)、特別是IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展的政策扶持為集成電路發(fā)展IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)提供了良好的宏觀政策環(huán)境?！昂诵碾娮悠骷⒏叨送ㄓ眯酒盎A(chǔ)軟件產(chǎn)品”與“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”列在16個(gè)重大專項(xiàng)的第一、二位,說(shuō)明政府對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的高度重視。這兩個(gè)重大專項(xiàng)實(shí)施方案的通過(guò),為IC設(shè)計(jì)企業(yè)提升研發(fā)創(chuàng)新能力、突破核心技術(shù)提供了發(fā)展機(jī)遇。新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要密切結(jié)合已有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流,進(jìn)一步促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和整體規(guī)模,實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)新一輪超常規(guī)的發(fā)展。
1)、結(jié)合現(xiàn)有優(yōu)勢(shì),做大做強(qiáng)以消費(fèi)類為主的模擬芯片產(chǎn)業(yè)。
無(wú)錫集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步早,基礎(chǔ)好,實(shí)力強(qiáng)。目前,無(wú)錫新區(qū)積聚了60余家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),包括國(guó)有企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、民營(yíng)企業(yè)以及近幾年引進(jìn)的海歸人士創(chuàng)業(yè)企業(yè)。代表性企業(yè)包括有:華潤(rùn)矽科、友達(dá)、力芯、芯朋、美新、海威、無(wú)錫中星微、硅動(dòng)力、紫芯、圓芯、愛(ài)芯科、博創(chuàng)、華芯美等公司。產(chǎn)品以消費(fèi)類電子為主,包括:DC/DC、ADC/DAC、LED驅(qū)動(dòng)、射頻芯片、智能電網(wǎng)芯片等,形成了以模擬電路為主的產(chǎn)品門(mén)類集聚,模擬IC產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn),成為無(wú)錫地區(qū)IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特色和優(yōu)勢(shì),推動(dòng)以模擬電路產(chǎn)品開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)的現(xiàn)有企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展,是新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2)結(jié)合高端調(diào)整戰(zhàn)略,持續(xù)引進(jìn)、培育系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)。
無(wú)錫“530”計(jì)劃吸引眾多海外高端集成電路人才到無(wú)錫創(chuàng)業(yè),已經(jīng)成為無(wú)錫城市的一張“名片”,并在全球范圍內(nèi)造就了關(guān)注高科技、發(fā)展高科技的影響力。以海歸人員為代表的創(chuàng)業(yè)企業(yè)相繼研發(fā)成功通信、MEMS、多媒體SOC等一批高端產(chǎn)品,為無(wú)錫高端集成電路設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略調(diào)整,提供了堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。隨著海峽兩岸關(guān)系的平緩與改善,中國(guó)臺(tái)灣正在考慮放寬集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)到大陸投資政策,新區(qū)要緊緊抓住這一機(jī)遇,加大對(duì)中國(guó)臺(tái)灣集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的引進(jìn)力度。新區(qū)擁有相對(duì)完善的基礎(chǔ)配套設(shè)施、宜居的人文環(huán)境、濃厚的產(chǎn)業(yè)氛圍、完備的公共技術(shù)平臺(tái)和服務(wù)體系,將成高端集成電路人才創(chuàng)業(yè)的首選。
3)結(jié)合電子器件國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略,發(fā)展大功率、高電壓半導(dǎo)體功率器件。
高效節(jié)能已經(jīng)成為未來(lái)電子產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)重要方向,電源能耗標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在全球逐步實(shí)施,將來(lái),很多國(guó)家將分別實(shí)施綠色電源標(biāo)準(zhǔn),世界各國(guó)已對(duì)家電與消費(fèi)電子產(chǎn)品的待機(jī)功耗與效率開(kāi)始實(shí)施越來(lái)越嚴(yán)格的省電要求,高效節(jié)能保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)今共識(shí)。提高效率與減小待機(jī)功耗已成為消費(fèi)電子與家電產(chǎn)品電源的兩個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。中國(guó)目前已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)某些產(chǎn)品提出能效要求,此外,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)某些電子產(chǎn)品有直接的能效要求,如果中國(guó)想要出口,就必須滿足其能效要求,這些提高能效的要求將會(huì)為功率器件市場(chǎng)提供更大的市場(chǎng)動(dòng)力。功率器件包括功率IC 和功率分立器件,功率分立器件則主要包括功率MOSFET、大功率晶體管和IGBT 等半導(dǎo)體器件,功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè),除了保證設(shè)備的正常運(yùn)行以外,功率器件還能起到有效的節(jié)能作用。由于制造工藝等因素的限制,形成相對(duì)較高的技術(shù)門(mén)檻,同時(shí),新區(qū)企業(yè)擁有的深厚的模擬電路技術(shù)功底以及工藝開(kāi)發(fā)制造能力,作為一種產(chǎn)業(yè)化周期相對(duì)較短的項(xiàng)目,現(xiàn)在越來(lái)越清晰的看到,模擬和功率器件是新區(qū)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
4)結(jié)合傳感網(wǎng)示范基地建設(shè),發(fā)展射頻電子、無(wú)線通信、衛(wèi)星電子、汽車電子、娛樂(lè)電子及未來(lái)數(shù)字家居電子產(chǎn)業(yè)。
“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。專家預(yù)測(cè)10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高科技市場(chǎng)將達(dá)到上萬(wàn)億元的規(guī)模,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、公共安全、工業(yè)監(jiān)測(cè)、物流、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。目前,物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于全世界而言都剛起步,各個(gè)國(guó)家都基本處于同一起跑線。溫總理訪問(wèn)無(wú)錫并確立無(wú)錫為未來(lái)中國(guó)傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心城市,將成為難得的戰(zhàn)略機(jī)遇,新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)應(yīng)該緊緊圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史機(jī)遇,大力發(fā)展射頻電子、MEMS傳感技術(shù)、數(shù)字家居等,為傳感網(wǎng)示范基地建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提供有效的基礎(chǔ)電子支撐。
(2)集成電路制造業(yè)
重大項(xiàng)目,特別是高端芯片生產(chǎn)線項(xiàng)目建設(shè)是擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、形成產(chǎn)業(yè)集群、帶動(dòng)就業(yè)、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段。是新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)壯大規(guī)模的主要支撐,新區(qū)要確保集成電路制造業(yè)在全國(guó)的領(lǐng)先地位,必須扶持和推進(jìn)現(xiàn)有重點(diǎn)項(xiàng)目,積極引進(jìn)高端技術(shù)和特色配套工藝生產(chǎn)線。
1)積極推進(jìn)現(xiàn)有大型晶園制造業(yè)項(xiàng)目
制造業(yè)投資規(guī)模大,技術(shù)門(mén)檻高,整體帶動(dòng)性強(qiáng),處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游位置,是完善產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵。新區(qū)集成電路制造業(yè)以我國(guó)的最大的晶圓制造企業(yè)無(wú)錫海力士-恒億半導(dǎo)體為核心,推動(dòng)12英寸生產(chǎn)線產(chǎn)能擴(kuò)張,鼓勵(lì)企業(yè)不斷通過(guò)技術(shù)改造,提升技術(shù)水平,支持企業(yè)周邊專業(yè)配套,完善其產(chǎn)業(yè)鏈。鼓勵(lì)KEC等向集成器件制造(IDM)模式的企業(yè)發(fā)展,促進(jìn)設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)的協(xié)調(diào)互動(dòng)發(fā)展。積極推進(jìn)落實(shí)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58所的8英寸工藝線建設(shè),進(jìn)一步重點(diǎn)引進(jìn)晶圓制造業(yè),確保集成電路制造業(yè)在國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位。
2)重視引進(jìn)高端技術(shù)與特色工藝生產(chǎn)線
國(guó)際IC大廠紛紛剝離芯片制造線,甩掉運(yùn)轉(zhuǎn)晶圓制造線所帶來(lái)的巨大成本壓力,向更專注于IC設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。特別是受國(guó)際金融危機(jī)引發(fā)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響以來(lái),這一趨勢(shì)更為明顯,紛紛向海外轉(zhuǎn)移晶圓制造線,產(chǎn)業(yè)園將緊緊抓住機(jī)遇,加大招商引資力度。在重點(diǎn)發(fā)展12英寸、90納米及以下技術(shù)生產(chǎn)線,兼顧8英寸芯片生產(chǎn)線的建設(shè)的同時(shí),重視引進(jìn)基于MEMS工藝、射頻電路加工的特色工藝生產(chǎn)線,協(xié)助開(kāi)發(fā)模擬、數(shù)?；旌?、SOI、GeSi等特色工藝產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)多層次、全方位的晶圓制造能力。
(3)集成電路輔助產(chǎn)業(yè)
1)優(yōu)化提升封裝測(cè)試業(yè)
無(wú)錫新區(qū)IC封裝測(cè)試業(yè)以對(duì)外開(kāi)放服務(wù)的經(jīng)營(yíng)模式為主,海力士封裝項(xiàng)目、華潤(rùn)安盛、英飛凌、東芝半導(dǎo)體、強(qiáng)茂科技等封測(cè)企業(yè)增強(qiáng)了無(wú)錫新區(qū)封測(cè)環(huán)節(jié)的整體實(shí)力。近年來(lái)封測(cè)企業(yè)通過(guò)強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新,在芯片級(jí)封裝、層疊封裝和微型化封裝等方面取得突破,縮短了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距,成為國(guó)內(nèi)集成電路封裝測(cè)試的重要板塊。
隨著3G手機(jī)、數(shù)字電視、信息家電和通訊領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、醫(yī)療保健領(lǐng)域的迅速發(fā)展,集成電路市場(chǎng)對(duì)高端集成電路產(chǎn)品的需求量不斷增加,對(duì)QFP(LQFP、TQFP)和QFN等高腳數(shù)產(chǎn)品及FBP、MCM(MCP)、BGA、CSP、3D、SIP等中高檔封裝產(chǎn)品需求已呈較大的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。無(wú)錫新區(qū)將根據(jù)IC產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化對(duì)高端封測(cè)的需求趨勢(shì),積極調(diào)整產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),重點(diǎn)發(fā)展系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)、芯片倒裝焊(Flipchip)、球柵陣列封裝(BGA)、芯片級(jí)封裝(CSP)、多芯片組件(MCM)等先進(jìn)封裝測(cè)試技術(shù)水平和能力,提升產(chǎn)品技術(shù)檔次,促進(jìn)封測(cè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。
2)積極扶持支撐業(yè)
支撐與配套產(chǎn)業(yè)主要集中在小尺寸單晶硅棒、引線框架、塑封材料、工夾具、特種氣體、超純?cè)噭┑取Ｎ覈?guó)在集成電路支撐業(yè)方面基礎(chǔ)還相當(dāng)薄弱。新區(qū)將根據(jù)企業(yè)需求,積極引進(jìn)相關(guān)配套支撐企業(yè),實(shí)現(xiàn)12英寸硅拋光片和8~12英寸硅外延片、鍺硅外延片、SOI材料、寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料、光刻膠、化學(xué)試劑、特種氣體、引線框架等關(guān)鍵材料的配套。以部分關(guān)鍵設(shè)備、材料為突破口,重視基礎(chǔ)技術(shù)研究,加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,提高支撐配套能力,形成上下游配套完善的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈。
3保障措施
國(guó)家持續(xù)執(zhí)行宏觀調(diào)控政策、集成電路產(chǎn)業(yè)升溫回暖以及國(guó)內(nèi)IC需求市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大、國(guó)際IC產(chǎn)業(yè)持續(xù)轉(zhuǎn)移和周期性發(fā)展是無(wú)錫新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來(lái)面臨的主要外部環(huán)境,要全面實(shí)現(xiàn)“規(guī)劃”目標(biāo),就必須在落實(shí)保障措施上很下功夫。2010-2012年,新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)將重點(diǎn)圍繞載體保障、人才保障、政策保障,興起新一輪環(huán)境建設(shè)和招商引智,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和產(chǎn)業(yè)總量新的擴(kuò)張,為實(shí)現(xiàn)中國(guó)“IC設(shè)計(jì)第一區(qū)”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.1 快速啟動(dòng)超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)園載體建設(shè)
按照相關(guān)部門(mén)的部署和要求,各部門(mén)協(xié)調(diào)分工負(fù)責(zé),前后聯(lián)動(dòng),高起點(diǎn)規(guī)劃,高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。盡快確定園區(qū)規(guī)劃、建設(shè)規(guī)劃、資金籌措計(jì)劃等。2010年首先啟動(dòng)10萬(wàn)平方米集成電路研發(fā)區(qū)載體建設(shè),2011年,進(jìn)一步加大開(kāi)發(fā)力度,基本形成園區(qū)形象。
3.2 強(qiáng)力推進(jìn)核“芯”戰(zhàn)略專業(yè)招商引智工程
以國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)園現(xiàn)有專業(yè)招商隊(duì)伍為基礎(chǔ),進(jìn)一步補(bǔ)充和完善具備語(yǔ)言、專業(yè)技術(shù)、國(guó)際商務(wù)、投融資顧問(wèn)、科技管理等全方位能力的專門(mén)化招商隊(duì)伍;區(qū)域重點(diǎn)突破硅谷、中國(guó)臺(tái)灣、北京、上海、深圳等地專業(yè)產(chǎn)業(yè)招商,聚焦集成電路設(shè)計(jì)業(yè)、集成電路先進(jìn)制造業(yè)、集成電路支撐(配套)業(yè)三個(gè)板塊,引導(dǎo)以消費(fèi)類為主導(dǎo)的芯片向高端系統(tǒng)級(jí)芯片轉(zhuǎn)變,以創(chuàng)建中國(guó)“集成電路產(chǎn)業(yè)第一園區(qū)”的氣魄,調(diào)動(dòng)各方資源,強(qiáng)力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)招商工作。
3.3 與時(shí)俱進(jìn),不斷更新和升級(jí)公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)
進(jìn)一步仔細(xì)研究現(xiàn)有企業(yè)對(duì)公共服務(wù)需求情況,在無(wú)錫IC基地原有EDA設(shè)計(jì)服務(wù)平臺(tái)、FPGA創(chuàng)新驗(yàn)證平臺(tái)、測(cè)試及可靠性檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)、IP信息服務(wù)平臺(tái)以及相關(guān)科技信息中介服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,拓展系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)支撐服務(wù)能力,搭建適用于系統(tǒng)應(yīng)用解決方案開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PCB制作、IP模塊驗(yàn)證、系統(tǒng)驗(yàn)證服務(wù)平臺(tái)。為重點(diǎn)培育和發(fā)展的六大新興產(chǎn)業(yè)之一的“物聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供必要的有效的服務(wù)延伸。支持以專用芯片設(shè)計(jì)為主向系統(tǒng)級(jí)芯片和系統(tǒng)方案開(kāi)發(fā)方向延伸,完善、調(diào)整和優(yōu)化整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。支持集成電路芯片設(shè)計(jì)與MEMS傳感器的集成技術(shù),使傳感器更加堅(jiān)固耐用、壽命長(zhǎng)、成本更加合理,最終使傳感器件實(shí)現(xiàn)智能化。
3.4 內(nèi)培外引,建設(shè)專業(yè)人才第一高地
加大人才引進(jìn)力度。針對(duì)無(wú)錫新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需求,豐富中高級(jí)人才信息積累,每年高級(jí)人才信息積累達(dá)到500名以上。大力推進(jìn)高校集成電路人才引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),與東南大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、成都電子科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)相關(guān)院校開(kāi)展合作,每年引進(jìn)相關(guān)專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生500人以上,其中研究生100人以上。及時(shí)研究了解國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)IC人才結(jié)構(gòu)、人才流動(dòng)情況,實(shí)現(xiàn)信息共享,每年引進(jìn)IC中高級(jí)人才200人以上。積極開(kāi)展各類國(guó)際人才招聘活動(dòng),拓寬留學(xué)歸國(guó)人員引進(jìn)渠道,力爭(zhēng)引進(jìn)國(guó)際IC專家、留學(xué)歸國(guó)人員100人以上。到2012年,無(wú)錫新區(qū)IC設(shè)計(jì)高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才總數(shù)達(dá)到3000人。
建立健全教育培訓(xùn)體系。以東南大學(xué)的集成電路學(xué)院在無(wú)錫新區(qū)建立的高層次人才培養(yǎng)基地為重點(diǎn),到2012年碩士及以上學(xué)歷培養(yǎng)能力每年達(dá)到500人。支持江南大學(xué)、東南大學(xué)無(wú)錫分校擴(kuò)大本科教育規(guī)模,加強(qiáng)無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院集成電路相關(guān)學(xué)科的辦學(xué)實(shí)力,建立區(qū)內(nèi)實(shí)踐、實(shí)習(xí)基地,保障行業(yè)對(duì)各類專業(yè)技術(shù)人才的需求。與國(guó)際著名教育機(jī)構(gòu)聯(lián)合建立高層次的商學(xué)院和公共管理學(xué)院,面向企業(yè)中高層管理人員,加強(qiáng)商務(wù)人才和公共管理人才的培養(yǎng)。
3.5 加強(qiáng)制度創(chuàng)新,突出政策導(dǎo)向
近幾年,新區(qū)管委會(huì)多次調(diào)整完善對(duì)IC設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的扶持力度(從科技18條到55條),對(duì)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了很大的作用,根據(jù)世界IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展新態(tài)勢(shì)、新動(dòng)向,結(jié)合新區(qū)IC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展計(jì)劃,在2009年新區(qū)科技55條及其它成功踐行政策策略基礎(chǔ)上,建議增加如下舉措:
1、在投融資方面,成立新區(qū)以IC設(shè)計(jì)為主的專業(yè)投資公司,參考硅谷等地成熟理念和方法,通過(guò)引進(jìn)和培養(yǎng)打造一支專業(yè)團(tuán)隊(duì),管理新區(qū)已投資的IC設(shè)計(jì)公司,成立每年不少于5000萬(wàn)元的重組基金,在國(guó)家IC設(shè)計(jì)基地等配合下,通過(guò)資本手段,移接硅谷、新竹、筑波等世界最前沿IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,推進(jìn)新區(qū)IC設(shè)計(jì)公司改造升級(jí),進(jìn)軍中國(guó)乃至世界前列。
2、政策扶持范圍方面,從IC設(shè)計(jì)擴(kuò)大到IC全產(chǎn)業(yè)鏈(掩模、制造、封裝、測(cè)試等),包括設(shè)備或材料、配件供應(yīng)商的辦事處或技術(shù)服務(wù)中心等。
3、在提升產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)度方面,對(duì)IC設(shè)計(jì)企業(yè)在新區(qū)內(nèi)配套企業(yè)加工(掩模、制造、封裝、測(cè)試)的,其繳納的增值稅新區(qū)留成部分進(jìn)行補(bǔ)貼。
4、在高級(jí)人才引進(jìn)方面,將2009年55條科技政策中關(guān)于補(bǔ)貼企業(yè)高級(jí)技術(shù)和管理人才獵頭費(fèi)用條款擴(kuò)大到IC企業(yè)。
關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)功耗 時(shí)鐘樹(shù) clock gating技術(shù)
中圖分類號(hào)：TP752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）09-0000-00
隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展和工藝的深入，VLSI（超大規(guī)模集成電路）設(shè)計(jì)正迅速地向著規(guī)模越來(lái)越大，工作頻率越來(lái)越高方向發(fā)展。顯而易見(jiàn)，規(guī)模的增大和頻率的提高勢(shì)必將產(chǎn)生更大芯片的功耗，這對(duì)芯片封裝，冷卻以及可靠性都將提出更高要求和挑戰(zhàn)，增加更多的成本來(lái)維護(hù)這些由功耗所引起的問(wèn)題。而在便攜式設(shè)備領(lǐng)域，如智能手機(jī)、手提電腦等現(xiàn)在智能生活的必需品對(duì)芯片功耗的要求更為嚴(yán)格和迫切。
由于時(shí)鐘樹(shù)工作在高頻狀態(tài)，隨著芯片規(guī)模增大，時(shí)鐘樹(shù)規(guī)模也迅速增大，通過(guò)集成clock gating電路降低時(shí)鐘樹(shù)功耗是目前時(shí)序數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)節(jié)省功耗最有效的處理方法。
Clock gating的集成可以在RTL設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)，也可以在綜合階段用工具進(jìn)行自動(dòng)插入。由于利用綜合工具在RTL轉(zhuǎn)換成門(mén)級(jí)網(wǎng)表時(shí)自動(dòng)插入clock gating的方法簡(jiǎn)單高效，對(duì)RTL無(wú)需進(jìn)行改動(dòng)，是目前廣為采用的clock gating 集成方法。
本文將詳細(xì)介紹clock gating的基本原理以及適用的各種clock gating策略，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)來(lái)選擇合適的clock gating，從而實(shí)現(xiàn)面積和功耗的優(yōu)化。
綜合工具在對(duì)design自動(dòng)插入clock gating是需要滿足一定條件的：寄存器組（register bank）使用相同的clock信號(hào)以及相同的同步使能信號(hào)，這里所說(shuō)的同步使能信號(hào)包括同步set/reset或者同步load enable等。圖1即為沒(méi)有應(yīng)用clock gating技術(shù)的一組register bank門(mén)級(jí)電路，這組register bank有相同的CLK作為clock信號(hào)，EN作為同步使能信號(hào)，當(dāng)EN為0時(shí)，register的輸出通過(guò)選擇器反饋給其輸入端保持?jǐn)?shù)據(jù)有效，只有當(dāng)EN為1時(shí)，register才會(huì)輸入新的DATA IN?？梢钥闯觯词乖贓N為0時(shí)，register bank的數(shù)據(jù)處于保持狀態(tài)，但由于clk一直存在，clk tree上的buffer以及register一直在耗電，同時(shí)選擇電路也會(huì)產(chǎn)生功耗。
綜合工具如果使用clock gating 技術(shù)，那么對(duì)應(yīng)的RTL綜合所得的門(mén)級(jí)網(wǎng)表電路將如圖2所示。圖中增加了由LATCH和AND所組成的clock gating cell，LATCH的LD輸入端為register bank的使能信號(hào)，LG端（即為L(zhǎng)ATCH的時(shí)鐘電平端）為CLK的反，LATCH的輸出ENL和CLK信號(hào)相與（ENCLK）作為register bank的時(shí)鐘信號(hào)。如果使能信號(hào)EN為高電平，當(dāng)CLK為低時(shí)，LATCH將輸出EN的高電平，并在CLK為高時(shí)，鎖定高電平輸出，得到ENCLK，顯然ENCLK的toggle rate要低于CLK，register bank只在ENCLK的上升沿進(jìn)行新的數(shù)據(jù)輸出，在其他時(shí)候保持原先的DATA OUT。
從電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于一組register bank（n個(gè)register cell）而言只需增加一個(gè)clock gating cell，可以減少n個(gè)二路選擇器，節(jié)省了面積和功耗。從時(shí)序分析而言，插入clock gating cell之后的register bank ENCLK的toggle rate明顯減少，同時(shí)LATCH cell的引入抑制了EN信號(hào)對(duì)register bank的干擾，防止誤觸發(fā)。所以從面積/功耗/噪聲干擾方面而言，clock gating技術(shù)都具有明顯優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于日益復(fù)雜的時(shí)序集成電路，可以根據(jù)design的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以前面所述的基本clock gating 技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜有效的clock gating 技術(shù)，包括模塊級(jí)別（module level）clock gating，增強(qiáng)型（enhanced）clock gating以及多級(jí)型和層次型clock gating技術(shù)。模塊級(jí)別的clock gating技術(shù)是在design中搜尋具備clock gating條件的各個(gè)模塊，當(dāng)模塊有同步控制使能信號(hào)和共同CLK時(shí)，將這些模塊分別進(jìn)行clock gating，而模塊內(nèi)部的register bank仍可以再進(jìn)行獨(dú)立的clock gating，也就是說(shuō)模塊級(jí)別clock gating技術(shù)是可以和基本的register bank clock gating同時(shí)使用。如果register bank只有2bit的register，常規(guī)基本的clock gating技術(shù)是不適用的，增強(qiáng)型和多級(jí)型clock gating都是通過(guò)提取各組register bank的共同使能信號(hào)，而每組register bank有各自的使能信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)降低toggle rate。而層次型clock gating技術(shù)是在不同模塊間搜尋具備可以clock gating的register ，也即提取不同模塊之間的共同使能信號(hào)和相關(guān)的CLK。
圖1沒(méi)有clock gating的register bank實(shí)現(xiàn)電路 圖2 基于latch的clock gating 電路
綜上所述，clock gating技術(shù)在超大規(guī)模集成電路的運(yùn)用可以明顯改善寄存器時(shí)鐘的toggle rate 和減少芯片面積，從而實(shí)現(xiàn)芯片功耗和成本的降低。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)芯片電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)選擇，針對(duì)不同的電路結(jié)果選擇合適的clock gating技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)不同效果。
參考文獻(xiàn)
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[2]Power Compiler User Guide： Synopsys， Inc.， Y-2006.06， June 2006.
關(guān)鍵詞：功能特性；固定0-1故障；橋接故障；標(biāo)準(zhǔn)輸入矩陣
中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）12-2866-05
超大規(guī)模集成電路的高速發(fā)展導(dǎo)致了單個(gè)芯片的組成元素個(gè)數(shù)的指數(shù)增長(zhǎng)。然而，由于每個(gè)芯片的基本輸入輸出是有限的，這導(dǎo)致了測(cè)試芯片工作更加困難。此外，集成電路制造商們因?yàn)橹R(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題不樂(lè)意公開(kāi)電路板內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)細(xì)節(jié)。另外，為了確保一個(gè)系統(tǒng)操作的可靠性，用戶需要在在芯片提供給系統(tǒng)前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。盡管如此，用戶通?？梢詮募呻娐分圃焐痰臄?shù)據(jù)書(shū)中找到一些該芯片的功能屬性和芯片的部分體系結(jié)構(gòu)。因此，兩個(gè)問(wèn)題出來(lái)了：1）只是基于一個(gè)芯片的功能特性而不知道其內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試可能嗎？2）進(jìn)一步，用和上一步同樣的信息，不僅測(cè)試這個(gè)芯片的固定故障而且測(cè)試其橋接故障可能嗎？事實(shí)是，對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題的回答都是積極的。
在這篇文章中，我們根據(jù)芯片的功能特性提出了一些系統(tǒng)的測(cè)試方法。不管怎樣，基于對(duì)被測(cè)電路板的有限信息，我們的測(cè)試也會(huì)受限。因此，我們?cè)诖酥豢紤]電路板的基本輸入輸出上的故障。換句話說(shuō)，我們將要測(cè)試的故障僅限于下邊幾種：
1） 基本輸入輸出上的固定故障；
2） 輸入線間的非反饋橋接故障；
3） 輸出線間的非反饋橋接故障；
4） 輸入和輸出間的反饋橋接故障。
盡管我們的測(cè)試僅僅是根據(jù)電路板的外部特性提供的有限信息，我們得到了很好的效果，可以很方便的檢測(cè)電路板的功能特性。對(duì)于大多數(shù)的用戶來(lái)說(shuō)，這個(gè)方案可以直接實(shí)現(xiàn)而不用復(fù)雜設(shè)備，軟件和其他復(fù)雜工作。
1 基本定理
下邊的定理，已經(jīng)在前幾篇論文中提出并證明，在這里再次列出但不予證明。方便起見(jiàn)，不失一般性，在這片文章中，我們提到橋接故障時(shí)就是這與-橋接故障模型。此外，我們把橋接故障劃分為反饋型橋接故障和非反饋型橋接故障。
定理1：讓我們來(lái)考慮一個(gè)電路板，其實(shí)現(xiàn)的F（n，m）這個(gè)功能函數(shù)，該功能函數(shù)有n個(gè)輸入x1，...xn和m個(gè)輸出F1，...Fm，我們?cè)诖颂岢鲆粋€(gè)輸入矩陣T，其格式如下：
我們稱T為輸入矩陣T。
T可以檢測(cè)出輸入線x1，...，xm中的任何一個(gè)固定故障，當(dāng)且僅當(dāng)（a）T既不包含全0列也不包含全1列。（b）對(duì)每一個(gè)i（1≦i≤n），這里總存在一個(gè)j（1≤j≤N）和一個(gè)k（1≤k≤m）使得Fk（t1j，...ti-1j，0，ti+1j，...，tnj）≠Fk（t1j，...ti-1j，1，ti+1j，...tnj）.
定理2：定理1中提到的輸入矩陣T檢測(cè)所有的輸出線上的固定故障當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)應(yīng)定理1中的輸入矩陣，輸出矩陣。
既不包含全0列也不包含全1列。
定理3：功能函數(shù)F（n，m），有n個(gè)輸入x1，...xm，m個(gè)輸出F1，...Fm，在這個(gè)電路板中非反饋橋接故障可以被檢測(cè)當(dāng)且僅當(dāng)至少存在一個(gè)輸入結(jié)合（a1，...as，xs+1，...，xn），（a1，...as）不是全0也不是全1，且有一個(gè)k（1≦k≦m）滿足
Fk（a1，...as，xs+1，...，xn）≠Fk（0，...，0， xs+1，...，xn）
定義1：X=（x1，...，xn），xi={0，1}。對(duì)于有n個(gè)變量的布爾功能函數(shù)F來(lái)說(shuō)，當(dāng)X中含有的1的個(gè)數(shù)最少且使F=1時(shí)，X成為F的最輕最小項(xiàng)。
定理4：實(shí)現(xiàn)布爾功能函數(shù)F的輸入輸出間的任何反饋橋接故障都可被檢測(cè)出來(lái)通過(guò)一個(gè)一步測(cè)試方案0或者一個(gè)兩步測(cè)試（0，LM），這里L(fēng)M是F的一個(gè)最輕最小項(xiàng)。
因?yàn)閷?duì)于所有的反饋橋接故障來(lái)說(shuō)，只有上邊所提的一步或兩步測(cè)試被需要。不管怎樣，在兩步測(cè)試中，LM必須提供給電路板，測(cè)試將第二步尾隨第一步進(jìn)行。
2 測(cè)試固定故障和橋接故障的案例應(yīng)遵循的規(guī)則
基于上面所描述的理論，我們發(fā)現(xiàn)一些測(cè)試一個(gè)電路板的外部輸入輸出的固定故障和橋接故障應(yīng)遵循的規(guī)則。
讓我們考慮一個(gè)實(shí)現(xiàn)功能函數(shù)F（n，m）的電路板。T和F（T）是我們以上提到的輸入輸出矩陣。然后，我們可以發(fā)現(xiàn)如果T檢測(cè)錯(cuò)誤，那么輸入矩陣T和輸入矩陣F（T）必須滿足如下規(guī)則：
規(guī)則1：為了檢測(cè)固定故障，T和F（T）都既不包含全0列也不包含全1列。因?yàn)?，如果不這樣，一個(gè)固定型故障不能與非固定性故障但是有全0或全1列的區(qū)分開(kāi)來(lái)。
規(guī)則2：為了檢測(cè)輸入線上的固定故障，對(duì)于每一個(gè)輸入線Xi，必須存在一個(gè)j和一個(gè)k，使得Fk（t1j，...ti-1j，0，ti+1j，...，tnj）≠Fk（t1j，...ti-1j，1，ti+1j，...，tnj）。
規(guī)則3：為了檢測(cè)輸入和輸出線上的非反饋橋接故障，T和F（T）都不能含有兩列相同列，這樣任意的非反饋橋接故障都可以被檢測(cè)到。因?yàn)檫@個(gè)原因，這里必須
規(guī)則4：為了檢測(cè)一個(gè)電路板的輸入輸出間的反饋橋接故障，輸入矩陣中必須包括上邊所提到的一步和兩步陣列。
基于上述的規(guī)則，固定故障和橋接故障的測(cè)試矩陣可以很容易的產(chǎn)生且不用去了解被測(cè)芯片的內(nèi)部詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。
作為一個(gè)例子，我們來(lái)考慮一個(gè)8-bit RAM，其有8個(gè)輸入（x1，x2...x8），4個(gè)地址線（a1，a2，a3，a4）和一個(gè)讀寫(xiě)控制線C.當(dāng)C=0時(shí)是寫(xiě)模式，當(dāng)C=1時(shí)是讀模式。此RAM的8個(gè)輸入線可以被描述為：
失一般性，我們假定所有的存儲(chǔ)單元在測(cè)試前置0，這樣下邊的輸入輸出矩陣可以用來(lái)檢測(cè)所有以上提到的故障。我們首先按順序依次寫(xiě)5個(gè)8-bit數(shù)據(jù)，然后是讀操作把數(shù)據(jù)倒序讀出來(lái)。
可以看出我們上邊提到的固定故障和橋接故障用這對(duì)輸入輸出矩陣都可以被檢測(cè)出來(lái)。為了進(jìn)一步的闡述輸入輸出矩陣的用途，我們簡(jiǎn)單的看幾個(gè)例子：
1） 檢測(cè)輸入線上的固定故障：一個(gè)控制線C上的固定故障，任何一個(gè)地址線ai或任何一個(gè)數(shù)據(jù)輸入線xj上的固定故障都可以用T和F（T）檢測(cè)到。例如，在a1上有一個(gè)固定0故障，這樣第五行的輸入變成（0011111110000），使得地址單元（0111）重新寫(xiě)入（11110000），而地址單元（1111）并沒(méi)有數(shù)據(jù)寫(xiě)入。因此，在輸出矩陣中，輸出的第六行變成（00000000）而且輸出的第七行變成（11110000）.因此，a1上的固定0故障可以被檢測(cè)到。
2） 檢測(cè)輸出線上的固定故障：對(duì)于人一個(gè)輸出線zi上的固定故障可以簡(jiǎn)單的被輸出矩陣檢測(cè)到。任何輸出線上的固定故障將會(huì)形成輸出矩陣上的全0或全1列。
3） 檢測(cè)輸入線上的非反饋橋接故障：地址線間的任何非反饋橋接故障可以檢測(cè)到通過(guò)觀察到兩行相同的輸出。例如，兩個(gè)地址線a1和a3連接到了一起，那么數(shù)據(jù)輸入矩陣的第三行（01010101）將被重新寫(xiě)到地址單元（0001）。結(jié)果是，輸出矩陣的第8和第9行有相同的值（01010101）。用類似的方法，一旦地址線和輸入線間有連接在一起的，這樣在輸出矩陣中將有多余一行的數(shù)據(jù)會(huì)被改變，因此這個(gè)故障可以輕易的檢測(cè)到。
4） 檢測(cè)基本處出現(xiàn)上的非反饋橋接故障：這個(gè)故障可以被直接檢測(cè)到僅僅通過(guò)檢查在輸出矩陣?yán)锸欠裼兄辽賰蓚€(gè)形同的列即可。因?yàn)槿魏屋敵鼍€上的非反饋橋接故障都會(huì)導(dǎo)致在輸出矩陣中至少有一對(duì)相同的列。
3 固定故障和橋接故障的確定
通過(guò)上述討論的規(guī)則，我們現(xiàn)在發(fā)明一個(gè)系統(tǒng)的方法可以確定一個(gè)電路板的固定故障和橋接故障的位置，而不用知道電路板的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。
方便起見(jiàn)，我們來(lái)考慮一個(gè)4位快速全加法器。這個(gè)加法器有9個(gè)輸入線：包括4個(gè)數(shù)據(jù)輸入線（A1，A2，A3，A4），（B1，B2，B3，B4）和一個(gè)低位向高位的進(jìn)位C0，五個(gè)輸出線：4個(gè)輸出線（∑1，∑2，∑3，∑4）和一個(gè)向高位的進(jìn)位線C5.然后讓我們來(lái)考慮如下的輸入-輸出矩陣。用來(lái)檢測(cè)和確定可能的固定故障和橋接故障。
從上面可以看出，4位全加器實(shí)現(xiàn)的布爾功能函數(shù)F（9，5），它有9個(gè)輸入5個(gè)輸出。為了測(cè)試和定位故障，矩陣可以稱為標(biāo)準(zhǔn)輸入矩陣（standard input matrix ， SIM）， 它生成的矩陣稱為符合輸出矩陣（corresponding output matrix， COM）。在COM中的每一行都是根據(jù)運(yùn)算法則對(duì)輸入產(chǎn)生的?，F(xiàn)在我們考慮為什么這個(gè)選擇好的SIM和COM可以用來(lái)測(cè)試和定位所有可能的固定型故障和橋接故障。
1） 如果在輸入線上有任何固定型故障，那么至少會(huì)有兩個(gè)相等的形式出現(xiàn)在SIM中。因此，也會(huì)有兩個(gè)相等的形式出現(xiàn)在COM。
2） 如果在輸出線上有任何固定型故障，那么在COM中會(huì)有全0或全1的列出現(xiàn)。
3） 如果在任何兩個(gè)輸入線之間有NFBF故障，那么至少有兩個(gè)相等的形式出現(xiàn)在SIM中，因些也會(huì)有兩個(gè)相等的形式出現(xiàn)在COM中。
4） 如果在任何兩個(gè)輸出線上有NFBF故障，那么至少有兩個(gè)相等的列現(xiàn)在COM中。
5） 如果在任何輸入線和輸出線之間有FBF故障，然后根據(jù)一步或兩步測(cè)試序列，至少錯(cuò)誤列上會(huì)有一個(gè)0。
從上面的例子，可以和很容易看到，不僅固定型故障和橋故障可以被測(cè)試出來(lái)，而且它們的位置也可以根據(jù)他們?cè)谳敵鼍仃囍械腻e(cuò)誤形式找出來(lái)。根據(jù)上面的討論，可以得到下面的結(jié)果。在一個(gè)電路的合適SIM中，可以找出在主輸入和輸出上的各種錯(cuò)誤，只要它的相應(yīng)COM符合下面的條件：
1） 在輸出矩陣中不多于兩個(gè)相等且相鄰的行。
2） 在輸出矩陣中不多于兩個(gè)相等的列。
3） 在輸出矩陣中沒(méi)有任何的0（1）列。
進(jìn)一步，如果輸入形式SIM也滿足在III中的規(guī)則4，那么它也可以測(cè)試在輸入線和輸出線上的FBF故障。
為了定位故障，我們重新考慮下面SIM和它COM的通用例子。SIM中根據(jù)函數(shù)有個(gè)n條輸入，我們的（n+1 x n）輸入矩陣中每行ti有（i-1）0s，第（tn+1）th行是全（1，1，. . . ，1）向量。圖1（a）展示了SIM的初始化狀態(tài)。對(duì)于M列的輸出矩陣，我們稱是SIM按照F函數(shù)對(duì)應(yīng)生成的。
根據(jù)上面的呈現(xiàn)的三個(gè)可測(cè)試條件，我們現(xiàn)在可以用下面的幾個(gè)原則去定位固定型故障和橋故障。
1）如果在輸入線xi（1≤i≤n）上有一個(gè)故障s-a-0，那么SIM中的輸入形式t（n-i+2）將要變成t（n-i+1），這讓SIM中的兩個(gè)相鄰行t（n-i+2） 和t（n-i+1）相等。同樣，在輸出矩陣中，F(xiàn)（n-i+2）也將變成F（n-i+1），標(biāo)記為：F（n-i+2） F（n-i+1）.
2）如果在兩行以上輸入線上有NFBF錯(cuò)誤，就是xi和xj，（1≤i≤j≤n ）那么，根據(jù)上面相同的原因，可以很容易地知道在輸出形式COM中將發(fā)生F（n-i+2） F（n-i+1）的變化。
3）接下來(lái)可能會(huì)瑣碎些，對(duì)于輸出線上的固定型故障或NFBF故障，可以直接觀察輸出矩陣就可以看出來(lái)。因此，上面的規(guī)則使用（n+1 x n）SIM和（n+1 x m）COM可以應(yīng)用來(lái)去確定固定型故障和橋故障。
對(duì)于輸入線和輸出線間的FBF故障，可以使用測(cè)試序列（0，LM）在加在SIM的前面就測(cè)試任何在輸入線和輸出線間的FBF故障。
事實(shí)上，在圖1上描述的SIM不一定能保證產(chǎn)生一個(gè)有效的COM去滿足上面的三個(gè)測(cè)試條件。因此，現(xiàn)在的測(cè)試生成算法如果生成一個(gè)錯(cuò)誤的SIM，就交換SIM中的列再生成合適的COM，可以有效地適應(yīng)初始SIM。這里講一種列交換算法，它將修飾輸出形式COM以滿足合適的測(cè)試條件。
列交換算法的任務(wù)是進(jìn)行列交換，描述如下。
列交換規(guī)則：
第一步：對(duì)于給定的函數(shù)F（n ， m），形成初始化的a （n+1） x n SIM，可如圖3所示。
第二步：根據(jù)給定的函數(shù)和SIM，運(yùn)算生成它相應(yīng)的COM。
第三步：檢查新生成的COM是否符合三個(gè)條件。 符合條件就停止運(yùn)行。不符合條件進(jìn)行第四步。
第四步：完成當(dāng)前SIM中所有列的交換以生成一個(gè)新SIM，轉(zhuǎn)回第二步。
為了舉例說(shuō)了列交換算法中的列交換，我們考慮了一個(gè)熟知的電路上的應(yīng)用。如圖4，它是一個(gè)4位的ALU，帶著14條輸入線和5條輸出線，首先從它初始的SIM通過(guò)函數(shù)得到相應(yīng)的COM。
然而很明顯可以看到，從初始SIM計(jì)算出來(lái)的COM并不滿足上面三個(gè)可測(cè)試條件。因?yàn)橐恍〤OM中相鄰的行是相等的。如F4 =F5 ，F(xiàn)6 =F7 ，F(xiàn)10 = …=F14。經(jīng)過(guò)重復(fù)執(zhí)行2-4步，我們通過(guò)交換SIM中列的位置可以改變的輸入形式，因此再次計(jì)算所得的COM也會(huì)改變它的值，此時(shí)再次重新檢查新的COM是否滿足三個(gè)輸出條件。經(jīng)過(guò)幾次重復(fù)列交換算法后，初始的SIM和COM已經(jīng)改變了他們的形式產(chǎn)生出新的COM，新計(jì)算的COM也可滿足可以可測(cè)試條件，這樣我們就可以根據(jù)原則進(jìn)行測(cè)試。變成圖5所示。
4 加速尋找速度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
交換算法可以生成有效的SIM和它的COM，事實(shí)上，最壞的情況下，交換算法的時(shí)間復(fù)雜度可以達(dá)O（n），n為被測(cè)試電話的輸入線數(shù)。這是因?yàn)樗枰锌赡艿妮斎肱帕腥フ业揭粋€(gè)合適的SIM。當(dāng)N增加時(shí)，算法的時(shí)間復(fù)雜度也就增加。因此，一個(gè)隨機(jī)的交換算法可以很好地提高查找速度以生成符合條件的COM。使用隨機(jī)交換算法，我們每次交換的SIM的n個(gè)輸入數(shù)列是隨機(jī)產(chǎn)生的，而不是以前算法中的相鄰地一個(gè)接一下產(chǎn)生的。理論上，最壞的情況下，隨機(jī)交接算法和原始算法有相同的時(shí)間復(fù)雜度，但在實(shí)際操作中，前者卻是更高效的。下面的表中，列出了以四項(xiàng)基準(zhǔn)比較這兩種算法的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間。
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現(xiàn)在家家戶戶都有幾件專用集成電路制作的小電器，如簡(jiǎn)單計(jì)算器、袖珍電子游戲機(jī)、液晶數(shù)字電子鐘表、語(yǔ)音報(bào)時(shí)鐘、語(yǔ)音定時(shí)器等等。其售價(jià)不高銷量不錯(cuò)，但一出故障就沒(méi)處可修，只得拋棄。其實(shí)這類小電器很容易維修，且不需要專門(mén)技術(shù)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是一片軟包裝大規(guī)模集成電路，相當(dāng)于一個(gè)小電腦完成了全部電路功能，接個(gè)液晶顯示屏、發(fā)音元件、操作開(kāi)關(guān)和電池就夠了。只要有些動(dòng)手能力和最基本的電氣知識(shí)就能勝任。
大規(guī)模集成電路和液晶只要沒(méi)有機(jī)械損傷一般很少出故障。故維修重點(diǎn)都在元件的檢側(cè)。（圖略）液晶發(fā)花、碎裂或集成電路漏電擊穿就沒(méi)法修復(fù)了。若印刷板腐蝕過(guò)重或制作工藝不良，日久會(huì)出現(xiàn)斷線，上述各種故障都可能出現(xiàn)，沒(méi)有列在表中。具體維修時(shí)還有幾點(diǎn)技術(shù)要掌握。
如何拆開(kāi)機(jī)盒對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)這一步并不輕松，常常不知從何下手。魯莽行事?lián)p壞外殼，會(huì)使整機(jī)報(bào)廢。首先卸下后蓋的所有螺絲，有的機(jī)子電池倉(cāng)和銘牌里面都可能有螺絲，不要硬撬。然后，用指甲沿面板和后蓋的縫用力往外扳。感覺(jué)很緊扳不開(kāi)時(shí)，可用一把寬頭螺絲刀，用透明膠帶把刀口包住(以免撬傷盒邊)塞入縫中撬。并不斷移動(dòng)地方，尋找薄弱點(diǎn)。這類塑料盒邊一般都有倒扣(有的機(jī)子無(wú)后蓋螺絲，完全靠倒扣緊固（圖略）。拆印刷線路板也有竅門(mén)。有些用自攻螺絲的，塑料螺紋被損壞，印刷板也會(huì)上不緊。這時(shí)可往螺紋孔中擠點(diǎn)環(huán)氧樹(shù)醋膠，在將干未千時(shí)把螺絲旋入，干透后再擰緊。有的直接靠機(jī)殼本身的塑料柱燙壓，可用干凈電烙鐵把燙開(kāi)的塑料往中心趕，直到露出印刷板安裝孔，重新安排時(shí)再把塑料燙開(kāi)即可。
檢修導(dǎo)電橡膠擦洗干凈的導(dǎo)電橡膠，用萬(wàn)用表高阻檔測(cè)量，輕輕觸及橡膠表面約有幾十千歐電阻，用力壓下電阻變小即屬正常.若用力壓下才有幾百千歐電阻則已磨損，最好及時(shí)換掉。完全不通導(dǎo)電橡膠已不能用，必須更新。可用雙面膠把香煙金屬紙貼在原橡膠導(dǎo)電層處應(yīng)急。
印劇板線斷裂的檢查和修復(fù)印刷板線的斷裂較難檢測(cè)，有的用放大鏡能看到裂縫，但一般都需用萬(wàn)用表順故陳現(xiàn)象有關(guān)元件逐一測(cè)量。檢測(cè)時(shí)需把印刷板稍稍彎曲一下試試，但千萬(wàn)不能太用力，以免造成新的故障。找到斷裂處后，可從多股導(dǎo)線中拆出一股細(xì)銅絲，接在斷裂處再用焊錫焊好.印刷板還有一種毛病—金屬化孔不通。雙面印刷板，正面線與反面線是通過(guò)金屬化孔連接的，工藝要求高，加工不良日久即會(huì)不通。這時(shí)用表筆尖往孔中一壓，或許即可正常，但不能持久。應(yīng)用一股細(xì)銅絲串入，再在兩面焊好。使用烙鐵一定要注意不能漏電以免擊穿大規(guī)模集成電路，為安全起見(jiàn)可拔下插頭后再焊。
關(guān)鍵詞：集成電路 直流電阻檢測(cè)法 總電流測(cè)量法 對(duì)地交、直流電壓測(cè)量法
中圖分類號(hào)：TN407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）08-0208-01
1 集成電路的特點(diǎn)及分類
集成電路時(shí)在一塊極小的硅單晶片上，利用半導(dǎo)體工藝制作上許多晶體二極管、三極管、電阻、電容等元件，并連接成能完成特定電子技術(shù)功能的電子線路。從外觀上看，它已成為一個(gè)不可分割的完整的電子器件。
集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點(diǎn)少，壽命長(zhǎng)，可靠性高，性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設(shè)備如收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等方面得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應(yīng)用。用集成電路來(lái)裝配電子設(shè)備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可大大提高。
集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和數(shù)/?；旌霞呻娐啡箢悺?/p>
集成電路按集成度高低的不同可分為小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路、特大規(guī)模集成電路和巨大規(guī)模集成電路。
2 集成電路的檢測(cè)
集成電路常用的檢測(cè)方法有在線測(cè)量法和非在線測(cè)量法（裸式測(cè)量法）。
在線測(cè)量法是通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)集成電路在路（在電路中）直流電阻，對(duì)地交、直流電壓及工作電流是否正常，以判斷該集成電路是否損壞。這種方法是檢測(cè)集成電路最常用和實(shí)用的方法。
非在線測(cè)量法是在集成電路未接人電路時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量接地引腳與集成電路各引腳之間對(duì)應(yīng)的正、反向直流電阻值，然后將測(cè)量數(shù)值與已知的同型號(hào)正常集成電路各引腳的直流電阻值相比較，來(lái)確定它是否正常。非在線測(cè)量法測(cè)量一般把紅表筆接地、黑表筆測(cè)量定義為正向電阻測(cè)量；把黑表筆接地、紅表筆測(cè)量定義為反向電阻測(cè)量，選用的是指針式萬(wàn)用表，這也是行業(yè)中的俗定。下面介紹幾種常用的檢測(cè)方法。
2.1 直流電阻檢測(cè)法
直流電阻檢測(cè)法適用于非在線集成電路的測(cè)試。直流電阻檢測(cè)法是一種用萬(wàn)用表直接測(cè)量元件和集成電路各引腳之間的正、反向直流電阻值，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)相比較，來(lái)判斷是否有故障的一種方法。
直流電阻測(cè)試法實(shí)際上是一個(gè)元器件的質(zhì)量比較法。首先用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)試質(zhì)量完好的單個(gè)集成電路各引腳對(duì)其接地端的阻值并做好記錄，然后測(cè)試待測(cè)單個(gè)集成電路各引腳對(duì)其接地端的阻值，將測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，來(lái)判斷被測(cè)集成電路的好壞。
當(dāng)集成電路工作失效后，各引腳電阻值會(huì)發(fā)生變化，如阻值變大或者變小等。“鼎足檢測(cè)法”要查出這些變化，根據(jù)這些變化判斷故障部位，具體方法如下。
（1）通過(guò)查找相關(guān)資料，找出集成電路各引腳對(duì)地電阻值。
（2）將萬(wàn)用表置于相應(yīng)的歐姆檔，測(cè)量待測(cè)集成電路每個(gè)引腳與接地引腳之間的阻值，并與標(biāo)準(zhǔn)阻值進(jìn)行比較。當(dāng)所測(cè)對(duì)地電阻值與標(biāo)準(zhǔn)阻值基本相符時(shí)表示被測(cè)集成電路正常；如果出現(xiàn)某引腳或全部引腳對(duì)地電阻值與標(biāo)準(zhǔn)阻值相差太大時(shí)，即可認(rèn)為被測(cè)集成電路已經(jīng)損壞。
在路測(cè)量時(shí)，測(cè)量直流電阻之前要先斷開(kāi)電源，以免測(cè)試時(shí)損壞萬(wàn)用表。
2.2 總電流測(cè)量法
該法是通過(guò)檢測(cè)集成電路電源進(jìn)線的總電流，來(lái)判斷集成電路好壞的一種方法。由于被測(cè)集成電路內(nèi)部絕大多數(shù)為直接耦合，所以當(dāng)被測(cè)集成電路出現(xiàn)損壞時(shí)（如某一個(gè)PN結(jié)擊穿或開(kāi)路），會(huì)引起后級(jí)飽和與截止，使總電流發(fā)生變化。所以通過(guò)測(cè)量總電流的方法可以判斷集成電路的好壞。也可測(cè)量電源通路中電阻的電壓降，用歐姆定律計(jì)算出總電流。
2.3 對(duì)地交、直流電壓測(cè)量法
這是一種在通電情況下，用萬(wàn)用表直流電壓擋對(duì)直流供電電壓、元件的工作電壓進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)集成電路各引腳對(duì)地直流電壓值，并與正常值相比較，進(jìn)而壓縮故障范圍，找出損壞元件的測(cè)量方法。
對(duì)于輸出交流信號(hào)的輸出端，此時(shí)不能用直流電壓法來(lái)判斷，要用交流電壓法來(lái)判斷。檢測(cè)交流電壓時(shí)要把萬(wàn)用表置于“交流檔”，然后檢測(cè)該腳對(duì)電路“地”的交流電壓。如果電壓異常，則可斷開(kāi)引腳連線，測(cè)量接線端電壓，以判斷電壓變化是由元件引起的，還是由集成電路引起的。
對(duì)于一些多引腳的集成電路，不必檢測(cè)每一個(gè)引腳的電壓，只要檢測(cè)幾個(gè)關(guān)鍵引腳的電壓值即可大致判斷故障位置。開(kāi)關(guān)電源集成電路的關(guān)鍵是電源腳VCC、激勵(lì)脈沖輸出腳VOUT、電壓檢測(cè)輸人腳和電流檢測(cè)輸人端IL。
關(guān)鍵詞 數(shù)字集成電路 CMOS數(shù)字集成電路 邏輯功能 內(nèi)部設(shè)計(jì) 注意事項(xiàng)
中圖分類號(hào)：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1關(guān)于數(shù)字集成電路邏輯功能及其內(nèi)部設(shè)計(jì)的分析
日常生活中的數(shù)字集成電路產(chǎn)品是非常多的，通過(guò)對(duì)其電路結(jié)構(gòu)的分析，可以分為T(mén)TL系列及其MOS系列。TTL數(shù)字集成電路進(jìn)行了電子及其空穴載流子的導(dǎo)電，我們稱之為雙極性電路。MOS數(shù)字集成電路進(jìn)行了載流子導(dǎo)電電路的應(yīng)用，其中的電子導(dǎo)電部分，我們稱之為NMOS 電路，將那種空穴導(dǎo)電電路稱之為PMOS電路。PMOS電路及其NMOS的組合電路，我們稱之為CMOS電路。
相對(duì)于TTL數(shù)字集成電路，CMOS數(shù)字集成電路具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其工作電源的電壓范圍比較寬，并且其靜態(tài)功耗水平比較低，其抗干擾能力比較強(qiáng)，具備較高的輸入阻抗，并且其應(yīng)用成本比較低。介于這些優(yōu)勢(shì)，CMOS數(shù)字集成電路得到了廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，數(shù)字集成電路的品種是非常多的，包括門(mén)電路、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器、編譯碼器、存儲(chǔ)器等。
我們可以將數(shù)字邏輯電路分為時(shí)序邏輯電路及其組合邏輯電路。在組合邏輯電路的分析中，任意時(shí)刻的輸出取決于其當(dāng)時(shí)的輸入，這跟電路的工作狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系。比較常見(jiàn)的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器及其數(shù)據(jù)選擇器。在時(shí)序邏輯電路中，任意時(shí)刻的輸出取決于該時(shí)刻的輸入，與電路的原先狀態(tài)存在聯(lián)系。時(shí)序邏輯電路具備記憶的功能，其內(nèi)部含有存儲(chǔ)單元電路，比較常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路有移位寄存器、計(jì)數(shù)器等。
實(shí)際上，不同組合的邏輯電路及其時(shí)序邏輯電路是非常多的，其應(yīng)用比較廣泛，并且有很多標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的集成電路產(chǎn)品，我們把這些產(chǎn)品稱之為通用集成電路。我們把那些專門(mén)用途設(shè)計(jì)制作的集成電路稱之為專用集成電路。
數(shù)字電路是由組合邏輯及其寄存器構(gòu)成的，組合邏輯是由基本門(mén)組成的函數(shù)，其輸出與當(dāng)前的輸入存在關(guān)系。比如組合邏輯的邏輯計(jì)算。時(shí)序電路包含基本門(mén)，也包括一系列的存儲(chǔ)元件，進(jìn)行過(guò)去信息的保存。時(shí)序電路的穩(wěn)態(tài)輸出與當(dāng)前的輸入有關(guān)，跟過(guò)去的輸入狀態(tài)也有關(guān)。時(shí)序電路在進(jìn)行邏輯運(yùn)算的同時(shí)，也會(huì)進(jìn)行處理結(jié)果的存儲(chǔ)，從而方便下一次的運(yùn)算。
從功能上來(lái)說(shuō)，數(shù)字集成電路分為數(shù)據(jù)通路及其控制邏輯部分。這些部分都由一系列的時(shí)序邏輯電路構(gòu)成，都是同步的時(shí)序電路，時(shí)序電路被多個(gè)觸發(fā)器及其寄存器分為若干的節(jié)點(diǎn)。這些觸發(fā)器在時(shí)鐘控制下會(huì)進(jìn)行同樣節(jié)拍的工作，從而進(jìn)行設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化。
2 CM0S系列集成電路的一般特性與方式
（1）CMOS系統(tǒng)集成電路是數(shù)字集成電路的主流模式。其集成電路的工作電源電壓范圍是3～18V，74HC系列是2～6V，黨電源電壓VDD=5V時(shí)，其CMOS電路的靜態(tài)功耗分別為：中規(guī)模集成電路類是25～100%eW，緩沖器及其觸發(fā)器類是5～20%eW，門(mén)電路類是2.5～5%eW，其輸入阻抗非常高，CMOS電路幾乎沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電路功率的消耗。
該電路也具備良好的抗干擾能力，其電源電壓的允許范圍比較大，其輸出高低電平的擺幅也比較大，其抗干擾能力非常強(qiáng)，其噪音容限值也非常的大，其電源電壓越高，其噪聲容限值非常的大，CMOS電路電源的利用系數(shù)非常的高。
CMOS數(shù)字集成電路也具備良好的扇出能力，在進(jìn)行低頻工作時(shí)，其輸出端可以進(jìn)行50個(gè)數(shù)量以上的CMOS器件的驅(qū)動(dòng)，其也具備良好的抗輻射能力。CMOS管是一種多數(shù)載流子受控導(dǎo)電器件，針對(duì)載流子濃度，射線輻射的影響不大。CMOS電路特別適合于進(jìn)行航天、衛(wèi)星等條件下的工作。CMOS集成電路的功耗水平比較低，其內(nèi)部發(fā)熱量比較小，集成度非常的高，電路自身是一種互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，環(huán)境溫度的不斷變化，其參數(shù)會(huì)進(jìn)行相互補(bǔ)償，因此，能夠保證良好的溫度穩(wěn)定性。
（2）相對(duì)于TTL集成電路，CMOS集成電路的制造工藝更加的簡(jiǎn)單，其進(jìn)行硅片面積的占用也比較小，比較適合于進(jìn)行大規(guī)模及其超大規(guī)模集成電路的制造及其應(yīng)用。在CMOS電路的應(yīng)用過(guò)程中，不能進(jìn)行多余輸入端的懸空，否則就可能導(dǎo)致靜電感應(yīng)的較高電壓的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致器件的損壞情況，這些多余的輸入端需要進(jìn)行YSS的接入，或者實(shí)現(xiàn)與其它輸入端進(jìn)行并聯(lián)，這需要針對(duì)實(shí)際情況做好相關(guān)的決定。
CMOS電路輸入阻抗水平是比較高的，容易受到靜電感應(yīng)發(fā)生擊穿情況，為了滿足實(shí)際工作的要求，我們需要做好靜電屏蔽工作。在CMOS電路焊接過(guò)程中，需要做好焊接時(shí)間的控制，保證焊接工具的良好應(yīng)用，進(jìn)行焊接溫度的良好控制。
3結(jié)語(yǔ)
在數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多標(biāo)準(zhǔn)通用單元得到積累，比如選擇器、比較器、乘法器、加法器等，這些單元電路的形狀規(guī)則更加方便集成，這說(shuō)明數(shù)字電路在集成電路中得到更好的發(fā)展及其應(yīng)用，這是數(shù)字集成電路應(yīng)用體系的主要工作模式。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃越.數(shù)字集成電路自動(dòng)測(cè)試生成算法研究[D].江南大學(xué)，2012.
2、可靠性高，使用環(huán)境要求低。由于微機(jī)采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，系統(tǒng)內(nèi)使用的器件數(shù)量減少，器件，部件之間的連線以及接入件數(shù)目也相應(yīng)地減少，而且MOS電路本身工作所需的功耗也很低，所以微機(jī)的可靠性大大提高，進(jìn)而降低了對(duì)使用環(huán)境的要求。
3、體積小，質(zhì)量輕，功耗低。由于微機(jī)中廣泛采用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，從而使微機(jī)的體積大大縮小。
4、適應(yīng)性強(qiáng)。從系統(tǒng)軟件到應(yīng)用軟件可方便地構(gòu)成不同規(guī)模的微機(jī)系統(tǒng)，從而使微機(jī)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
關(guān)鍵詞：微電子學(xué)；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；教學(xué)改革；
1微電子技術(shù)的發(fā)展背景
美國(guó)工程技術(shù)界在評(píng)出20世紀(jì)世界最偉大的20項(xiàng)工程技術(shù)成就中第5項(xiàng)——電子技術(shù)時(shí)指出：“從真空管到半導(dǎo)體，集成電路已成為當(dāng)代各行各業(yè)智能工作的基石”。微電子技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入系統(tǒng)集成(SOC—SystemOnChip)的時(shí)代。集成電路作為最能體現(xiàn)知識(shí)經(jīng)濟(jì)特征的典型產(chǎn)品之一，已可將各種物理的、化學(xué)的和生物的敏感器(執(zhí)行信息獲取功能)和執(zhí)行器與信息處理系統(tǒng)集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能。這是一個(gè)更廣義的系統(tǒng)集成芯片，可以認(rèn)為這是微電子技術(shù)又一次革命性變革。因而勢(shì)必大大地提高人們處理信息和應(yīng)用信息的能力，大大地提高社會(huì)信息化的程度。集成電路產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值以年增長(zhǎng)率≥15%的速度增長(zhǎng)，集成度以年增長(zhǎng)率46%的速率持續(xù)發(fā)展，世界上還沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)業(yè)能以這樣的速度持續(xù)地發(fā)展。2001年以集成電路為基礎(chǔ)的電子信息產(chǎn)業(yè)已成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。微電子技術(shù)、集成電路無(wú)處不在地改變著社會(huì)的生產(chǎn)方式和人們的生活方式。我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部門(mén)準(zhǔn)備充分利用經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和巨大市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，精心規(guī)劃，重點(diǎn)扶持，力爭(zhēng)通過(guò)10年或略長(zhǎng)一段時(shí)間的努力，使我國(guó)成為世界上的微電子強(qiáng)國(guó)。為此，未來(lái)十年是我國(guó)微電子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。在2010年我國(guó)微電子行業(yè)要實(shí)現(xiàn)下列四個(gè)目標(biāo)：
(1)微電子產(chǎn)業(yè)要成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的重要增長(zhǎng)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的跨越。形成2950億元的產(chǎn)值，占GDP的1.6%、世界市場(chǎng)的4%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的自給率達(dá)到30%，并且能夠拉動(dòng)2萬(wàn)多億元電子工業(yè)產(chǎn)值。從而形成了500~600億元的純利收入。
(2)國(guó)防和國(guó)家安全急需的關(guān)鍵集成電路芯片能自行設(shè)計(jì)和制造。
(3)建立起能夠良性循環(huán)的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)體系。
(4)微電子科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)的標(biāo)志性成果達(dá)到當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平。
在這一背景下，隨著國(guó)內(nèi)外資本在微電子產(chǎn)業(yè)的大量投入和社會(huì)對(duì)微電子產(chǎn)品需求的急驟增加，社會(huì)急切地需要大量的微電子專門(mén)人才，僅上海市在21世紀(jì)的第一個(gè)十年，就需要微電子專門(mén)人才25萬(wàn)人左右，而目前尚不足2萬(wàn)人。也正是在這一背景下，1999年以來(lái)，全國(guó)高校中新開(kāi)辦的微電子學(xué)專業(yè)就有數(shù)十個(gè)。2002年8月教育部全國(guó)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在貴陽(yáng)工作會(huì)議上公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，相當(dāng)多的高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)都下設(shè)了微電子學(xué)方向。微電子技術(shù)人才的培養(yǎng)已成為各高校電子信息人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。
2微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的緊迫性
我國(guó)高校微電子學(xué)專業(yè)大部分由半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體器件物理專業(yè)轉(zhuǎn)來(lái)，這些專業(yè)的設(shè)立可追溯到20世紀(jì)50年代后期。辦學(xué)歷史雖長(zhǎng)，但由于多年來(lái)財(cái)力投入嚴(yán)重不足，而微電子技術(shù)發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)大陸地區(qū)除極個(gè)別學(xué)校外，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件很難滿足要求。高校微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室普遍落后的狀況，已成為制約培養(yǎng)合格微電子專業(yè)人才的瓶頸。
四川大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)的發(fā)展同國(guó)內(nèi)其它院校一樣走過(guò)了一條曲折的道路。1958年設(shè)立半導(dǎo)體物理方向(專門(mén)組)，在其后的40年中，專業(yè)名稱幾經(jīng)變遷，于1998年調(diào)整為微電子學(xué)。由于社會(huì)需求強(qiáng)勁，1999年微電子學(xué)專業(yè)擴(kuò)大招生數(shù)達(dá)90多人，是以往招生人數(shù)的2倍。當(dāng)時(shí)，我校微電子學(xué)專業(yè)的辦學(xué)條件與微電子學(xué)學(xué)科發(fā)展的要求形成了強(qiáng)烈反差：實(shí)驗(yàn)室設(shè)施陳舊、容量小，教學(xué)大綱中必需的集成電路設(shè)計(jì)課程和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)幾乎是空白；按照新的教學(xué)計(jì)劃，實(shí)施新課程和實(shí)驗(yàn)的時(shí)間緊迫，基本設(shè)施嚴(yán)重不足；教師結(jié)構(gòu)不合理，專業(yè)課程師資缺乏。
在關(guān)系到微電子學(xué)專業(yè)能否繼續(xù)生存的關(guān)鍵時(shí)期，學(xué)校組織專家經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研、論證，及時(shí)在全校啟動(dòng)了“523實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工程”。該工程計(jì)劃在3~5年時(shí)間內(nèi)，籌集2~3億資金，集中力量創(chuàng)建5個(gè)適應(yīng)多學(xué)科培養(yǎng)創(chuàng)新人才的綜合實(shí)驗(yàn)基地；重點(diǎn)建設(shè)20個(gè)左右基礎(chǔ)(含專業(yè)及技術(shù)基礎(chǔ))實(shí)驗(yàn)中心(室)；調(diào)整組合、合理配置、重點(diǎn)改造建設(shè)30個(gè)左右具有特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室?！?23實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工程”的啟動(dòng)，是四川大學(xué)面向21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的一個(gè)重要跨越。學(xué)校將微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)列入了“523實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工程”首批重點(diǎn)支持項(xiàng)目，2000年12月開(kāi)始分期撥款275萬(wàn)元，開(kāi)始了微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。怎樣將有限的資金用好，建設(shè)一個(gè)既符合微電子學(xué)專業(yè)發(fā)展方向，又滿足本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求的微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室成為我們學(xué)科建設(shè)的重點(diǎn)。
3實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施
3.1整體規(guī)劃和目標(biāo)的確立
微電子技術(shù)的發(fā)展要求我們的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)教改方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)必須與其行業(yè)發(fā)展規(guī)劃一致，既要腳踏實(shí)地，實(shí)事求是，又必須要有前瞻性。尤其要注意國(guó)際化人才的培養(yǎng)。微電子的人才培養(yǎng)若不能實(shí)現(xiàn)國(guó)際化，就不能說(shuō)我們的人才培養(yǎng)是成功的。
基于這樣的考慮，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，我們將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)整體規(guī)劃和目標(biāo)確定為：建立國(guó)內(nèi)一流的由微電子器件平面工藝與器件參數(shù)測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)及超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)系列構(gòu)成的微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系，既滿足微電子學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱要求，又適應(yīng)當(dāng)今國(guó)際微電子技術(shù)及其教學(xué)發(fā)展需求的多功能的、開(kāi)放性的微電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。我們的目標(biāo)是：
(1)建立有特色的教學(xué)體系——微電子工藝與設(shè)計(jì)并舉，強(qiáng)化理論基礎(chǔ)、強(qiáng)化綜合素質(zhì)、強(qiáng)化能力培養(yǎng)。
(2)保證寬口徑的同時(shí)，培養(yǎng)專業(yè)技能。
(3)建立開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室，適應(yīng)跨學(xué)科人才的培養(yǎng)。
(4)在全國(guó)微電子學(xué)專業(yè)的教學(xué)中具有一定的先進(jìn)性。
實(shí)踐中我們認(rèn)識(shí)到，要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)、完成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，必須以教學(xué)體系改革、教材建設(shè)為主線開(kāi)展工作。
3.2重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和現(xiàn)代工業(yè)意識(shí)
實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)的總體思路是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。實(shí)驗(yàn)的設(shè)置要讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主角和與專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)相聯(lián)系的主動(dòng)者，能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，有專業(yè)知識(shí)縱向和橫向自主擴(kuò)展和創(chuàng)新的余地。因此該實(shí)驗(yàn)體系將是開(kāi)放式的、有層次的和與基礎(chǔ)課及專業(yè)基礎(chǔ)課密切配合的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容包括必修、選修和自擬項(xiàng)目。我們反復(fù)認(rèn)真研究了教育部制定的本科微電子學(xué)專業(yè)培養(yǎng)大綱及國(guó)際上對(duì)微電子學(xué)教學(xué)提出的最新基本要求。根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)，充分考慮目前國(guó)內(nèi)大力發(fā)展集成電路生產(chǎn)線(新建線十條左右)和已成立近百家集成電路設(shè)計(jì)公司對(duì)人才的強(qiáng)烈需求，為新的微電子專業(yè)教學(xué)制定出由以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)系列構(gòu)成的微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系。
(1)微電子器件平面工藝與器件參數(shù)測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)。
這是微電子學(xué)教學(xué)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，也是我校微電子學(xué)教學(xué)中具有特色的實(shí)驗(yàn)課程。這一實(shí)驗(yàn)系列將使學(xué)生了解和初步掌握微電子器件的主要基本工藝，工藝參數(shù)的控制方法和工藝質(zhì)量控制的主要檢測(cè)及分析方法，深刻地了解成品率在微電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要性。同時(shí)，半導(dǎo)體材料特性參數(shù)的測(cè)試分析系列實(shí)驗(yàn)是配合“半導(dǎo)體物理”和“半導(dǎo)體材料”課程而設(shè)置的基本實(shí)驗(yàn)，通過(guò)整合，實(shí)時(shí)地與器件工藝實(shí)驗(yàn)配合，雖增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度，卻使學(xué)生身臨其境直觀地掌握了工藝對(duì)參數(shù)的影響、參數(shù)反饋對(duì)工藝的調(diào)整控制、了解半導(dǎo)體重要參數(shù)的測(cè)試方法并加深對(duì)其相關(guān)物理內(nèi)涵的深刻理解。這樣的綜合實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生深刻樹(shù)立產(chǎn)品成品率，可靠性和生產(chǎn)成本這一現(xiàn)代工業(yè)的重要意識(shí)是必不可少的。
(2)超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)。
這是微電子學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)基礎(chǔ)之一。教學(xué)目的是掌握超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和規(guī)則，初步掌握先進(jìn)的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)工具。該系列的必修基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)共80學(xué)時(shí)，與之配套的講授課程為“超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”。除此而外，超大規(guī)模集成電路測(cè)試分析和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)不僅是與“超大規(guī)模集成電路原理”和“電路系統(tǒng)”課程套配，使學(xué)生更深刻的理解和掌握集成電路的特性；同時(shí)也是與前一系列實(shí)驗(yàn)配合使學(xué)生具備自擬項(xiàng)目和獨(dú)立創(chuàng)新的理論及實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
3.3優(yōu)化設(shè)施配置，爭(zhēng)取項(xiàng)目最佳成效
由于項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)間緊迫、資金有限。我們非常謹(jǐn)慎地對(duì)待每一項(xiàng)實(shí)施步驟。力圖實(shí)現(xiàn)設(shè)施的優(yōu)化配置，使項(xiàng)目產(chǎn)生最佳效益。最終較好地完成了集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體系和器件平面工藝實(shí)驗(yàn)體系的實(shí)施。具體內(nèi)容包括：
(1)集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體系。集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的建立——購(gòu)買(mǎi)CADENCE系統(tǒng)軟件(IC設(shè)計(jì)軟件)、ZENILE集成電路設(shè)計(jì)軟件；集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程體系由EDA課程及實(shí)驗(yàn)、FPGA課程及實(shí)驗(yàn)、PSPICE電路模擬及實(shí)驗(yàn)、VHDL課程及實(shí)驗(yàn)、ASIC課程及實(shí)驗(yàn)、IC設(shè)計(jì)課程及實(shí)驗(yàn)等組成。
(2)器件平面工藝實(shí)驗(yàn)體系和相關(guān)參數(shù)測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)。結(jié)合原有設(shè)備新購(gòu)并完善平面工藝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括：硼擴(kuò)、磷擴(kuò)、氧化、清洗、光刻、金屬化等；與平面工藝同步的平面工藝參數(shù)測(cè)試，包括：方塊電阻、C-V測(cè)試(高頻和準(zhǔn)靜態(tài))、I-V測(cè)試、Hall測(cè)試、膜厚測(cè)試(ELLIPSOMETRY)及其它器件參數(shù)測(cè)試(實(shí)時(shí)監(jiān)控了解器件參數(shù)，反饋控制工藝參數(shù))；器件、半導(dǎo)體材料物理測(cè)試設(shè)備，如載流子濃度、電阻率、少子壽命等。
(3)與實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)配套的軟件建設(shè)和環(huán)境建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室崗位設(shè)置、實(shí)驗(yàn)課程的系統(tǒng)開(kāi)設(shè)、向相關(guān)學(xué)院及專業(yè)提出已建實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放計(jì)劃、制定各項(xiàng)管理制度。
在實(shí)驗(yàn)室的階段建設(shè)中，我們分步實(shí)施、邊建邊用、急用優(yōu)先，在建設(shè)期內(nèi)就使實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮出了良好的使用效益。
3.4強(qiáng)化管理，實(shí)行教師負(fù)責(zé)制
新的實(shí)驗(yàn)室必須要有全新的管理模式。新建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)課程的管理將根據(jù)專業(yè)教研室的特點(diǎn)，采取教研室主任和實(shí)驗(yàn)室主任統(tǒng)一協(xié)調(diào)下的教師責(zé)任制。在兩大實(shí)驗(yàn)板塊的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的布局進(jìn)一步分為4類(工藝及測(cè)試，物理測(cè)試，設(shè)計(jì)和集成電路參數(shù)測(cè)試，系統(tǒng)開(kāi)發(fā))進(jìn)行管理。原則上，實(shí)驗(yàn)設(shè)施的管理及實(shí)驗(yàn)科目的開(kāi)放由相應(yīng)專業(yè)理論課的教師負(fù)責(zé)，在項(xiàng)目的建立階段，將按前述的分工實(shí)施責(zé)任制，其責(zé)任的內(nèi)容包括：組織設(shè)備的安裝調(diào)試，設(shè)備使用規(guī)范細(xì)則的制定，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)等。根據(jù)專業(yè)建設(shè)的規(guī)劃，在微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)告一段落后，主管責(zé)任教師將逐步由較年青的教師接任。主管責(zé)任教師的責(zé)任包括：設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，使用規(guī)范和記錄執(zhí)行情況的監(jiān)督，組織對(duì)必修和選修科目實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的更新，組織實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放及輔導(dǎo)教師的安排，完善實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的實(shí)施細(xì)則等。
實(shí)驗(yàn)課將是開(kāi)放式的。結(jié)合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放經(jīng)驗(yàn)和微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，要求學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和熟悉了設(shè)備使用規(guī)范細(xì)則的條件下，對(duì)其全面開(kāi)放。對(duì)非微電子專業(yè)學(xué)生的開(kāi)放，采取提前申請(qǐng)，統(tǒng)一完成必要的基礎(chǔ)培訓(xùn)后再安排實(shí)驗(yàn)的方式。同時(shí)將針對(duì)一些專業(yè)的特點(diǎn)編寫(xiě)與之相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材。
4取得初步成果
微電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)近3年來(lái)的建設(shè)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)或超過(guò)了預(yù)期建設(shè)目標(biāo)，成效顯著，于2002年成功申報(bào)為"；四川省重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室"；?，F(xiàn)將取得的初步成果介紹如下：
(1)在微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的促進(jìn)下，為適應(yīng)新條件下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們調(diào)整了教材的選用范圍。微電子學(xué)專業(yè)主干課教材立足選用國(guó)外、國(guó)內(nèi)的優(yōu)秀教材，特別是國(guó)外能反映微電子學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及方向的先進(jìn)教材，我們已組織教師編撰了能反映國(guó)際上集成電路發(fā)展現(xiàn)狀的《集成電路原理》，選用了最新出版教材《大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)》，并編撰、重寫(xiě)及使用了《集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》、《超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》、《平面工藝實(shí)驗(yàn)》、《微電子器件原理》、《微電子器件工藝原理》等教材。
在重編實(shí)驗(yàn)教材時(shí)，改掉了"；使用說(shuō)明"；式的教材編寫(xiě)模式。力圖使實(shí)驗(yàn)教材能配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，尤其是誘發(fā)學(xué)生的原發(fā)性創(chuàng)新能力乃至創(chuàng)新沖動(dòng)。
(2)對(duì)本科微電子學(xué)的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱和教材進(jìn)行了深入研究和大幅度調(diào)整，并充分考慮了實(shí)驗(yàn)課與理論課的有機(jī)結(jié)合。堅(jiān)持并發(fā)展了我校微電子專業(yè)在器件工藝實(shí)驗(yàn)上的特色和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課及其內(nèi)容進(jìn)行整合更新，使實(shí)驗(yàn)更具綜合性。如將過(guò)去的單一平面工藝實(shí)驗(yàn)與測(cè)試分析技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，將原來(lái)相互脫節(jié)的芯片工藝、參數(shù)測(cè)試、物理測(cè)試等有機(jī)地整合在一起，以便充分模擬真實(shí)芯片工藝流程。使學(xué)生在獨(dú)立制造出半導(dǎo)體器件的同時(shí)，能對(duì)工藝控制進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合分析。
(3)引入了國(guó)際上最通用、最先進(jìn)的超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)軟件(如CADENCE等)，使學(xué)生迅速地掌握超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的先進(jìn)基本技術(shù)，激發(fā)其創(chuàng)造性。為了保證這一教學(xué)目的的實(shí)現(xiàn)，我們對(duì)
專業(yè)的整體教學(xué)計(jì)劃做了與之配合的調(diào)整。在第5學(xué)期加強(qiáng)了電子線路系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如EDA、PSPICE等)的課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在教學(xué)的第4學(xué)年又預(yù)留了足夠的學(xué)時(shí)，作為學(xué)生進(jìn)一步掌握這一工具的選修題目的綜合訓(xùn)練。
(4)所有的實(shí)驗(yàn)根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)課的進(jìn)度分段對(duì)各年級(jí)學(xué)生隨時(shí)開(kāi)放。學(xué)生根據(jù)已掌握的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出實(shí)驗(yàn)路線。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)可提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)施作自擬的整合，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的全身心的投入。
在實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定上，不簡(jiǎn)單地看實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否，同時(shí)注重實(shí)驗(yàn)方案的合理性和創(chuàng)造性，注重是否能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較敏銳的觀察、分析和處理能力。
(5)通過(guò)送出去的辦法，把教師和實(shí)驗(yàn)人員送到器件公司、設(shè)計(jì)公司培訓(xùn)，并積極開(kāi)展了校內(nèi)、校際間的進(jìn)修培訓(xùn)。推促教師在專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)兩方面交叉教學(xué)，提高了教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。
(6)將集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為電子信息類本科生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，為此，我們參加了中芯國(guó)際等公司的多項(xiàng)目晶圓計(jì)劃。
加入了國(guó)內(nèi)外EDA公司的大學(xué)計(jì)劃，以利于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展和提高教學(xué)質(zhì)量，如華大公司支持微電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，贈(zèng)送人民幣1100萬(wàn)元軟件(RFIC，SOC等微電子前沿技術(shù))已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
5結(jié)語(yǔ)
