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關(guān)鍵詞：微電子；集成電路；課程群；親產(chǎn)業(yè)

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微電子（集成電路）被稱為現(xiàn)代信息社會的“食糧”，是一個國家工業(yè)化和信息化的基礎。自2014年我國《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，設置千億級的集成電路發(fā)展基金以來，南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應出臺了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據(jù)毗鄰臺灣的區(qū)位優(yōu)勢，設立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金，并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實施意見》和《廈門集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地，打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈，最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。

在此背景下，廈門政府在集成電路設計、生產(chǎn)制造、封測以及人才儲備，全方位進行布局和規(guī)劃。設計方面：紫光集團投資40億元設立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項目，引進展訊等國內(nèi)通信芯片設計的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設計企業(yè)也在高速、射頻芯片領域取得可喜進展，僅2016年，廈門就新增加60余家集成電路設計企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達到140億元；生產(chǎn)制造方面：與臺灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項目，總投資達62億美元，已于2016年12月正式投產(chǎn)；三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司，主攻三五族化合物半導體芯片生產(chǎn)；泉州晉華12寸存儲器廠則著眼于動態(tài)存儲器的生產(chǎn)和銷售；封測方面則引入通富微電子股份有限公司，力爭打造一小時產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈；人才儲備方面：廈門政府與中國科學院微電子所共建中國科學院大學廈門微電子工程學院，輔以廈門大學、廈門理工學院、華僑大學等微電子學科，為廈門集成電路的生產(chǎn)和設計輸送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微電子學院，聯(lián)合臺灣交通大學、元智大學等微電子老牌名校，共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略，力求建立較為完善的課程群體系，為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

二、微電子工程專業(yè)特點

首先，微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機械、化工、電子等專業(yè)不同，是一門交叉性很強的學科，需要該專業(yè)學生系統(tǒng)地學習數(shù)字、物理、電子、半導體器件、集成電路設計、電路封裝、計算機等多方面的知識理論，并且能夠?qū)⒏鏖T學科融會貫通，熟練運用。其次，微電子專業(yè)入門門檻高、知識體系更新速度快，貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學生在具有堅實理論基礎的同時，實踐動手能力較強，才能在短時間內(nèi)將所學理論和實踐結(jié)合，迅速融入工業(yè)界或者科學研究。第三，微電子是一個龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設計、封裝、測試五個大方面。但每一個大類又可分為幾個甚至數(shù)十個小門類。如設計類又可細分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號集成電路等四個門類。而例如數(shù)字集成電路，又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗證、測試等小方向。各個方向之間知識理論差異較大，對學生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。

三、微電子工程課程群實踐

（一）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略

結(jié)合廈門微電子產(chǎn)業(yè)特點，以市場需求為導向，同時充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢，立足于我校“親產(chǎn)業(yè)、重應用”的辦校原則，我校微電子工程專業(yè)設置為工藝和設計兩大類方向，應對周邊產(chǎn)業(yè)需求，對該專業(yè)學生進行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎上，大三學年，根據(jù)學生興趣及教師雙向篩選，確定學生未來兩年的學習方案，分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設計兩方面進行課程教授和實踐鍛煉，培養(yǎng)專業(yè)門類細化、適應企業(yè)實用化需要的高素質(zhì)、實踐型人才。同時，在一些專業(yè)課程講授上，聘請臺灣方面有經(jīng)驗的教師和工程師，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進行教授和輔導。

（二）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標

對于我校應用型本科院校的定位，區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和行業(yè)的發(fā)展是重要的風向標，因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實用型和快速融入型”的特點。主要培養(yǎng)目標如下：（1）掌握半導體器件及工藝的基本理論基礎、電子線路的基本理論與應用、計算機使用、電子系統(tǒng)信號處理的基本知識、集成電路及板級設計的基本技能。（2）具備半導體及集成電路設計、制造，PCB板級設計、制造、測試的基本能力，工程項目管理、品質(zhì)管理、設備維護的基本素養(yǎng)。（3）能在半導體、集成電路設計、制造行業(yè)，從事集成電路設計、制造、研發(fā)、測試、品質(zhì)管理、廠務管理、設備維護等相關(guān)工作，畢業(yè)三到五年后通過自身學習逐步成長為本領域的骨干技術(shù)人員和具有較強工作能力的核心工程師[2]。

（三）微電子工程專業(yè)課程群制定實踐

基于我校應用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學校定位，在微電子專業(yè)課程群建設中，我們首先引入CDIO的教學理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構(gòu)思—設計—實施—運作）工程教育是以理論教學為基礎，工程實際反饋互動為主要形式的培養(yǎng)方案[3，4]?；诖耍n程群制定從知識邏輯（課程環(huán)節(jié)）和項目實施（工程實踐）兩個角度，對學生的綜合素質(zhì)進行培養(yǎng)、鍛煉。

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關(guān)鍵詞：集成電路工藝原理；教學內(nèi)容；教學方法

作者簡介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學院電子科學與技術(shù)系，副教授。（上海?200090）

基金項目：本文系上海自然科學基金（B10ZR1412400）、上海市科技創(chuàng)新行動計劃地方院校能力建設項目（10110502200）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）29-0046-01

微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大量的高質(zhì)量集成電路人才。優(yōu)秀的集成電路設計工程師需要具備一定工藝基礎，集成電路工藝設計和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術(shù)，以便獲得性能優(yōu)越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業(yè)、電子科學與技術(shù)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其主要內(nèi)容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理，培養(yǎng)學生掌握半導體關(guān)鍵工藝方法及其原理，熟悉集成電路芯片制作的工藝流程，并具有一定工藝設計及分析、解決工藝問題的能力。課程的實踐性、技術(shù)性很強，需要大量的實踐課程作為補充。但是超大規(guī)模集成電路的制造設備價格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運轉(zhuǎn)與維護費用很大，國內(nèi)僅有幾所大學擁有供科研、教學用的集成電路工藝線或工藝試驗線，很多高校開設的實驗課程僅為最基本的半導體平面工藝實驗，僅可以實現(xiàn)氧化、擴散、光刻和淀積等單步工藝，而部分學校僅能開設工藝原理理論課程。所以，如何在理論教學的模式下，理論聯(lián)系實踐、提高教學質(zhì)量，通過課程建設和教學改革，改善集成電路工藝原理課程的教學效果是必要的。如何利用多種可能的方法開展工藝實驗的教學、加強對本專業(yè)學生科學實驗能力和實際工作能力以及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提高微電子工藝課程的教學質(zhì)量，是教師所面臨的緊迫問題。

一、循序漸進，有增有減，科學安排教學內(nèi)容

1.選擇優(yōu)秀教材

集成電路的復雜性一直以指數(shù)增長的速度不斷增加，同時國內(nèi)的集成電路工藝技術(shù)與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大，故首先考慮選用引進的優(yōu)秀國外教材。本課程首選教材是國外電子與通信教材系列中美國James D.Plummer著的《硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)—理論、實踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內(nèi)容豐富、全面介紹了集成電路制造過程中的各工藝步驟；同時技術(shù)先進，該書包含了集成電路工藝中一些前沿技術(shù)，如用于亞0.125μm工藝的最新技術(shù)、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外，該書與其他硅集成電路工藝技術(shù)的教科書相比，具有顯著的兩個優(yōu)點：其一是在書中第一章就介紹了一個完整的工藝過程。在教學過程中，一開始就對整個芯片的全部制造過程進行全面的介紹，有且與學生正確建立有關(guān)后續(xù)章節(jié)中將要討論的各個不同的特定工藝步驟之間的相互聯(lián)系；其二是貫穿全書的從實際工藝中提取的“活性”成分及工藝設計模擬實例。這些模擬實例有助于清楚地顯示如氧化層的生長過程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數(shù)隨著時間推進的發(fā)展變化，有助于學生真正認識和理解各種不同工藝步驟之間極其復雜的相互作用和影響。同時通過對這些模擬工具的學習和使用，有助于理論聯(lián)系實際，提高實踐教學效果。因而本教材是一本全面、先進和可讀性強的專業(yè)書籍。

2.科學安排教學內(nèi)容

如前所述，本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力。本課程僅32學時，而教材分11章，共602頁，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對非關(guān)鍵工藝，如第1章的半導體器件，如PN二極管、雙極型晶體管等知識已經(jīng)在前續(xù)基礎課程“半導體物理2”和“半導體器件3”中詳細介紹，所以在課堂上不進行講授。另一方面，合理安排教材內(nèi)容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進入光刻內(nèi)容，考慮工藝流程的順序進行教學更有利于學生理解，沒有按照教條的章節(jié)順序，教學內(nèi)容改變?yōu)榘凑涨逑?、氧化、擴散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進行。

另一方面，關(guān)注集成電路工藝的最新進展，及時將目前先進、主流的工藝技術(shù)融入課程教學中，如在課堂教學中介紹INTEL公司即將投產(chǎn)的采用了22nm工藝的代號為“Ivy Bridge”的處理器等。同時，積極邀請企業(yè)工程師或?qū)＜议_展專題報告，將課程教學和行業(yè)工藝技術(shù)緊密結(jié)合，提高學生的積極性及主動性，提高教學效果。

3.引導自主學習

半導體產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，需要隨時跟蹤集成電路制造工藝的發(fā)展動態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)，給學生布置若干集成電路工藝發(fā)展前沿與技術(shù)動態(tài)相關(guān)的專題，讓學生自行查閱、整理資料，每一專題選派同學在課堂上給大家講解。例如，在第一章講解集成電路工藝發(fā)展歷史時，要求同學前往國際半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃網(wǎng)站，閱讀最新年份的國際半導體技術(shù)發(fā)展路線圖，完成如最小特征指標、工作電壓等相關(guān)技術(shù)指數(shù)的整理并作圖說明發(fā)展趨勢等。這樣一方面激發(fā)了學生的求知欲，另一方面培養(yǎng)學生自我學習提高專業(yè)知識的能力。

二、豐富教學手段，進行多樣化、形象化教學

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集成電路作為關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代電子信息科技的核心技術(shù)，是國家綜合實力的重要標志。鑒于我國集成電路市場持續(xù)快速的增長，對集成電路設計領域的人員需求也日益增加。集成電路是知識密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，但人才缺失的問題是影響集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題之一。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國對集成電路設計人才的需求是30萬人 [1-2]。為加大集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，更好地滿足集成電路產(chǎn)業(yè)的人才需求，2003年教育部實施了“國家集成電路人才培養(yǎng)基地”計劃，同時增設了“集成電路設計和集成系統(tǒng)”的本科專業(yè)，很多高校都相繼開設了相關(guān)專業(yè)，大力培養(yǎng)集成電路領域高水平的骨干專業(yè)技術(shù)人才[3]。

黑龍江大學的集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)自2005年成立以來，從本科教學體系的建立、本科教學內(nèi)容的制定與實施、師資力量的培養(yǎng)與發(fā)展等方面進行不斷的探索與完善。本文將結(jié)合多年集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的本科教學實踐經(jīng)驗，以及對相關(guān)院校集成電路設計專業(yè)本科教學的多方面調(diào)研，針對黑龍江大學該專業(yè)的本科教學現(xiàn)狀進行分析和研究探索，以期提高本科教學水平，切實做好本科專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。

一、完善課程設置

合理設置課程體系和課程內(nèi)容，是提高人才培養(yǎng)水平的關(guān)鍵。2009年，黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經(jīng)過這幾年教學工作的開展與施行，發(fā)現(xiàn)仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。

首先，在課程設置與課時安排上進行適當?shù)恼{(diào)整。對于部分課程調(diào)整其所開設的學期及課時安排，不同課程中內(nèi)容重疊的章節(jié)或相關(guān)性較大的部分可進行適當刪減或融合。如：在原來的課程設置中，“數(shù)字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數(shù)字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎，所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結(jié)構(gòu)、特性、工作原理、基本參數(shù)、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握，會影響學生的學習熱情及教學效果；而若在“數(shù)字集成電路設計”課程中添加入相關(guān)知識，與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關(guān)內(nèi)容又會出現(xiàn)重疊。在調(diào)整后的課程設置中，先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授，令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數(shù)字集成電路設計”課程的學習中，對于應用各器件進行電路構(gòu)建時會更加得心應手，達到較好的教學效果，同時也避免了內(nèi)容重復講授的問題。此外，這樣的課程設置安排，將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭，避免因?qū)W期課程的設置問題，導致學生還未深入地接觸學習相關(guān)的理論課程及實驗課程，從而出現(xiàn)理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調(diào)整課程安排后，本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經(jīng)驗，具有較充足的參賽準備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學校、學院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經(jīng)驗。

其次，適當降低理論課難度，將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上，而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣，讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。

第三，在選擇優(yōu)秀國內(nèi)外教材進行教學的同時，從科研前沿、新興產(chǎn)品及技術(shù)、行業(yè)需求等方面提取教學內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣，實時了解前沿動態(tài)，使學生能夠積極主動地學習。

二、變革教學理念與模式

CDIO（構(gòu)思、設計、實施、運行）理念，是目前國內(nèi)外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結(jié)合課程教學模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突[4]。

在實際教學過程中，結(jié)合黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數(shù)?；旌霞呻娐吩O計”課程，基于“逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）”的課題項目開展教學內(nèi)容，將各個獨立分散的模擬或數(shù)字電路模塊的設計進行有機串聯(lián)，使之成為具有連貫性的課題實踐內(nèi)容。在教學周期內(nèi)，以學生為主體、教師為引導的教學模式，令學生“做中學”，讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中，完成“構(gòu)思、設計、實踐和驗證”的整體流程，使學生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內(nèi)或組間的相互交流與學習中，相互促進提高，培養(yǎng)學生善于思考、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，鍛煉學生團隊工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對新結(jié)構(gòu)、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數(shù)據(jù)報告，鍛煉學生撰寫論文、數(shù)據(jù)整理的能力，為接下來學期中的畢業(yè)設計打下一定的基礎。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經(jīng)驗，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質(zhì)?？赏ㄟ^參加研討會、專業(yè)講座、企業(yè)實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經(jīng)驗，同時還應定期邀請校外專家或?qū)I(yè)工程師進行集成電路方面的專業(yè)座談、學術(shù)交流、技術(shù)培訓等，進行教學及實踐的指導。

三、加強EDA實踐教學

首先，根據(jù)企業(yè)的技術(shù)需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學生在就業(yè)前就可以熟練掌握應用，將工程實際和實驗教學緊密聯(lián)系，積累經(jīng)驗的同時增加學生就業(yè)及繼續(xù)深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎。2009―2015年，黑龍江大學先后引進數(shù)字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數(shù)眾多但實驗教學資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學的校園網(wǎng)進行網(wǎng)絡集成電路設計平臺的搭建，實現(xiàn)遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要[5]。

其次，根據(jù)企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內(nèi)容，適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機、分頻器、數(shù)顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析，令學生掌握數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路的設計方法及流程，在了解企業(yè)對于數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上，有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉，使學生對于相關(guān)的EDA實踐內(nèi)容真正融會貫通，為今后就業(yè)做好充足的準備。

第三，根據(jù)集成電路設計本科理論課程的教學內(nèi)容，以各應用軟件為基礎，結(jié)合多媒體的教學方法，選取結(jié)合于理論課程內(nèi)容的實例，制定和編寫相應內(nèi)容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數(shù)字集成電路設計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內(nèi)容課件；通過網(wǎng)絡平臺，使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。

四、搭建校企合作平臺

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在工作人員的陪同下，我們來到了首鋼nec的小禮堂，進行了簡單的歡迎儀式后，由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術(shù)與應用前景和首鋼nec有限公司概況，其中先后具體介紹了器件的發(fā)展史、集成電路的發(fā)展史、半導體行業(yè)的特點、工藝流程、設計流程，以及sgnec的定位與相關(guān)生產(chǎn)規(guī)模等情況。

ic產(chǎn)業(yè)是基礎產(chǎn)業(yè)，是其他高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎，具有核心的作用，而且應用廣泛，同時它也是高投入、高風險，高產(chǎn)出、規(guī)?；哂袘?zhàn)略性地位的高科技產(chǎn)業(yè)，越來越重視高度分工與共贏協(xié)作的精神。近些年來，ic產(chǎn)業(yè)遵從摩爾定律高速發(fā)展，越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在這種背景下，首鋼總公司和nec電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司（sgnec），從事大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的半導體企業(yè)，致力于半導體集成電路制造（包括完整的生產(chǎn)線――晶圓制造和ic封裝）和銷售的生產(chǎn)廠商，是首鋼新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。公司總投資580.5億日元，注冊資金207.5億日元，首鋼總公司和nec電子株式會社分別擁有49.7％和50.3％的股份。目前，sgnec的擴散生產(chǎn)線工藝技術(shù)水平是6英寸、0.35um，生產(chǎn)能力為月投135000片，組裝線生產(chǎn)能力為年產(chǎn)8000萬塊集成電路，其主要產(chǎn)品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅(qū)動電路、通用lic等，廣泛應用于計算機、程控和家電等相關(guān)領域，同時可接受客戶的foundry產(chǎn)品委托加工業(yè)務。公司以“協(xié)力·敬業(yè)·創(chuàng)新·領先，振興中國集成電路產(chǎn)業(yè)”為宗旨，以一貫生產(chǎn)、服務客戶為特色，是我國集成電路產(chǎn)業(yè)中生產(chǎn)體系最完整、技術(shù)水平最先進、生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)之一，也是我國半導體產(chǎn)業(yè)的標志性企業(yè)之一。

通過工作人員的詳細講解，我們一方面回顧了集成電路相關(guān)的基礎理論知識，同時也對首鋼日電的生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了sgnec的后序工藝生產(chǎn)車間，以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產(chǎn)過程，這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。

由于ic的集成度和性能的要求越來越高，生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境的要求也越來越高，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中的前后各道工序?qū)ιa(chǎn)環(huán)境要求更加苛刻，其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。

為了減少塵土顆粒被帶入車間，在正式踏入后序工藝生產(chǎn)車間前，我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人，在密閉的工作間，大多數(shù)ic后序工藝的生產(chǎn)都是靠機械手完成，工作人員只是起到輔助操作和監(jiān)控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施，防止把污染源帶入生產(chǎn)線，以及靜電對器件的瞬間擊穿，保證產(chǎn)品的質(zhì)量、性能，提高器件產(chǎn)品成品率。接著，我們看到了封裝生產(chǎn)線，主要是樹脂材料的封裝。環(huán)氧樹脂的包裹，一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用，另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強，同時封裝把內(nèi)部引線引出到外部管腳，便于連接和應用。

在sgnec后序工藝生產(chǎn)車間，給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”，通過向工作人員的詢問，我們才明白其中的奧秘：在集成電路版圖的設計中，最忌諱的是“一目了然”版圖的出現(xiàn)，一方面是為了保護自己產(chǎn)品的專利不被模仿和抄襲；另一方面，由于集成電路是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發(fā)展，只有以創(chuàng)新的理念融入到研發(fā)的產(chǎn)品中，才能促進集成電路快速健康發(fā)展。

在整個參觀過程中，我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人，自始至終都能感受到企業(yè)的特色文化，細致嚴謹?shù)墓ぷ鳉夥?、一絲不茍的工作態(tài)度、科學認真的工作作風。不可否認，我們大家都應該向他們學習，用他們的工作的態(tài)度與作風于我們專業(yè)基礎知識的學習中，使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。

篇5

關(guān)鍵詞：微電子學；實驗室建設；教學改革；

1微電子技術(shù)的發(fā)展背景

美國工程技術(shù)界在評出20世紀世界最偉大的20項工程技術(shù)成就中第5項——電子技術(shù)時指出：“從真空管到半導體，集成電路已成為當代各行各業(yè)智能工作的基石”。微電子技術(shù)發(fā)展已進入系統(tǒng)集成(SOC—SystemOnChip)的時代。集成電路作為最能體現(xiàn)知識經(jīng)濟特征的典型產(chǎn)品之一，已可將各種物理的、化學的和生物的敏感器(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、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能。這是一個更廣義的系統(tǒng)集成芯片，可以認為這是微電子技術(shù)又一次革命性變革。因而勢必大大地提高人們處理信息和應用信息的能力，大大地提高社會信息化的程度。集成電路產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值以年增長率≥15%的速度增長，集成度以年增長率46%的速率持續(xù)發(fā)展，世界上還沒有一個產(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)、集成電路無處不在地改變著社會的生產(chǎn)方式和人們的生活方式。我國信息產(chǎn)業(yè)部門準備充分利用經(jīng)濟高速發(fā)展和巨大市場的優(yōu)勢，精心規(guī)劃，重點扶持，力爭通過10年或略長一段時間的努力，使我國成為世界上的微電子強國。為此，未來十年是我國微電子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時期。在2010年我國微電子行業(yè)要實現(xiàn)下列四個目標：

(1)微電子產(chǎn)業(yè)要成為國民經(jīng)濟發(fā)展新的重要增長點和實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的跨越。形成2950億元的產(chǎn)值，占GDP的1.6%、世界市場的4%，國內(nèi)市場的自給率達到30%，并且能夠拉動2萬多億元電子工業(yè)產(chǎn)值。從而形成了500~600億元的純利收入。

(2)國防和國家安全急需的關(guān)鍵集成電路芯片能自行設計和制造。

(3)建立起能夠良性循環(huán)的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科學研究和人才培養(yǎng)體系。

(4)微電子科學研究和產(chǎn)業(yè)的標志性成果達到當時的國際先進水平。

在這一背景下，隨著國內(nèi)外資本在微電子產(chǎn)業(yè)的大量投入和社會對微電子產(chǎn)品需求的急驟增加，社會急切地需要大量的微電子專門人才，僅上海市在21世紀的第一個十年，就需要微電子專門人才25萬人左右，而目前尚不足2萬人。也正是在這一背景下，1999年以來，全國高校中新開辦的微電子學專業(yè)就有數(shù)十個。2002年8月教育部全國電子科學與技術(shù)專業(yè)教學指導委員會在貴陽工作會議上公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，相當多的高校電子科學與技術(shù)專業(yè)都下設了微電子學方向。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。

2微電子學專業(yè)實驗室建設的緊迫性

我國高校微電子學專業(yè)大部分由半導體器件或半導體器件物理專業(yè)轉(zhuǎn)來，這些專業(yè)的設立可追溯到20世紀50年代后期。辦學歷史雖長，但由于多年來財力投入嚴重不足，而微電子技術(shù)發(fā)展迅速，國內(nèi)大陸地區(qū)除極個別學校外，其實驗教學條件很難滿足要求。高校微電子專業(yè)實驗室普遍落后的狀況，已成為制約培養(yǎng)合格微電子專業(yè)人才的瓶頸。

四川大學微電子學專業(yè)的發(fā)展同國內(nèi)其它院校一樣走過了一條曲折的道路。1958年設立半導體物理方向(專門組)，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。由于社會需求強勁，1999年微電子學專業(yè)擴大招生數(shù)達90多人，是以往招生人數(shù)的2倍。當時，我校微電子學專業(yè)的辦學條件與微電子學學科發(fā)展的要求形成了強烈反差：實驗室設施陳舊、容量小，教學大綱中必需的集成電路設計課程和相應實驗幾乎是空白；按照新的教學計劃，實施新課程和實驗的時間緊迫，基本設施嚴重不足；教師結(jié)構(gòu)不合理，專業(yè)課程師資缺乏。

在關(guān)系到微電子學專業(yè)能否繼續(xù)生存的關(guān)鍵時期，學校組織專家經(jīng)過反復調(diào)研、論證，及時在全校啟動了“523實驗室建設工程”。該工程計劃在3~5年時間內(nèi)，籌集2~3億資金，集中力量創(chuàng)建5個適應多學科培養(yǎng)創(chuàng)新人才的綜合實驗基地；重點建設20個左右基礎(含專業(yè)及技術(shù)基礎)實驗中心(室)；調(diào)整組合、合理配置、重點改造建設30個左右具有特色的專業(yè)實驗室?！?23實驗室建設工程”的啟動，是四川大學面向21世紀實驗教學改革和實驗室建設方面的一個重要跨越。學校將微電子學專業(yè)實驗室的建設列入了“523實驗室建設工程”首批重點支持項目，2000年12月開始分期撥款275萬元，開始了微電子學專業(yè)實驗室的建設。怎樣將有限的資金用好，建設一個既符合微電子學專業(yè)發(fā)展方向，又滿足本科專業(yè)培養(yǎng)目標要求的微電子學專業(yè)實驗室成為我們學科建設的重點。

3實驗室建設項目的實施

3.1整體規(guī)劃和目標的確立

微電子技術(shù)的發(fā)展要求我們的實驗室建設規(guī)劃、實驗教改方案、人才培養(yǎng)目標必須與其行業(yè)發(fā)展規(guī)劃一致，既要腳踏實地，實事求是，又必須要有前瞻性。尤其要注意國際化人才的培養(yǎng)。微電子的人才培養(yǎng)若不能實現(xiàn)國際化，就不能說我們的人才培養(yǎng)是成功的。

基于這樣的考慮，在調(diào)查研究的基礎上，我們將實驗室建設整體規(guī)劃和目標確定為：建立國內(nèi)一流的由微電子器件平面工藝與器件參數(shù)測試綜合實驗及超大規(guī)模集成電路芯片設計綜合實驗兩個實驗系列構(gòu)成的微電子學專業(yè)實驗體系，既滿足微電子學專業(yè)教學大綱要求，又適應當今國際微電子技術(shù)及其教學發(fā)展需求的多功能的、開放性的微電子教學實驗基地。我們的目標是：

(1)建立有特色的教學體系——微電子工藝與設計并舉，強化理論基礎、強化綜合素質(zhì)、強化能力培養(yǎng)。

(2)保證寬口徑的同時，培養(yǎng)專業(yè)技能。

(3)建立開放型實驗室，適應跨學科人才的培養(yǎng)。

(4)在全國微電子學專業(yè)的教學中具有一定的先進性。

實踐中我們認識到，要實現(xiàn)以上目標、完成實驗室建設，必須以教學體系改革、教材建設為主線開展工作。

3.2重組實驗教學課程體系，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和現(xiàn)代工業(yè)意識

實驗課程體系建設的總體思路是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。實驗的設置要讓學生成為實驗的主角和與專業(yè)基礎理論學習相聯(lián)系的主動者，能激發(fā)學生的創(chuàng)造性，有專業(yè)知識縱向和橫向自主擴展和創(chuàng)新的余地。因此該實驗體系將是開放式的、有層次的和與基礎課及專業(yè)基礎課密切配合的。實驗教學的主要內(nèi)容包括必修、選修和自擬項目。我們反復認真研究了教育部制定的本科微電子學專業(yè)培養(yǎng)大綱及國際上對微電子學教學提出的最新基本要求。根據(jù)專業(yè)的特點，充分考慮目前國內(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計公司對人才的強烈需求，為新的微電子專業(yè)教學制定出由以下兩個實驗系列構(gòu)成的微電子學專業(yè)實驗體系。

(1)微電子器件平面工藝與器件參數(shù)測試綜合實驗。

這是微電子學教學的重要基礎內(nèi)容，也是我校微電子學教學中具有特色的實驗課程。這一實驗系列將使學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，半導體材料特性參數(shù)的測試分析系列實驗是配合“半導體物理”和“半導體材料”課程而設置的基本實驗，通過整合，實時地與器件工藝實驗配合，雖增加了實驗教學難度，卻使學生身臨其境直觀地掌握了工藝對參數(shù)的影響、參數(shù)反饋對工藝的調(diào)整控制、了解半導體重要參數(shù)的測試方法并加深對其相關(guān)物理內(nèi)涵的深刻理解。這樣的綜合實驗，對于學生深刻樹立產(chǎn)品成品率，可靠性和生產(chǎn)成本這一現(xiàn)代工業(yè)的重要意識是必不可少的。

(2)超大規(guī)模集成電路芯片設計綜合實驗。

這是微電子學教學的重點基礎之一。教學目的是掌握超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)設計的基本原理和規(guī)則，初步掌握先進的超大規(guī)模集成電路設計工具。該系列的必修基礎實驗共80學時，與之配套的講授課程為“超大規(guī)模集成電路設計基礎”。除此而外，超大規(guī)模集成電路測試分析和系統(tǒng)開發(fā)實驗不僅是與“超大規(guī)模集成電路原理”和“電路系統(tǒng)”課程套配，使學生更深刻的理解和掌握集成電路的特性；同時也是與前一系列實驗配合使學生具備自擬項目和獨立創(chuàng)新的理論及實驗基礎。

3.3優(yōu)化設施配置，爭取項目最佳成效

由于項目實施的時間緊迫、資金有限。我們非常謹慎地對待每一項實施步驟。力圖實現(xiàn)設施的優(yōu)化配置，使項目產(chǎn)生最佳效益。最終較好地完成了集成電路設計實驗體系和器件平面工藝實驗體系的實施。具體內(nèi)容包括：

(1)集成電路設計實驗體系。集成電路設計實驗室機房的建立——購買CADENCE系統(tǒng)軟件(IC設計軟件)、ZENILE集成電路設計軟件；集成電路設計實驗課程體系由EDA課程及實驗、FPGA課程及實驗、PSPICE電路模擬及實驗、VHDL課程及實驗、ASIC課程及實驗、IC設計課程及實驗等組成。

(2)器件平面工藝實驗體系和相關(guān)參數(shù)測試分析實驗。結(jié)合原有設備新購并完善平面工藝實驗系統(tǒng)，包括：硼擴、磷擴、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)測試，包括：方塊電阻、C-V測試(高頻和準靜態(tài))、I-V測試、Hall測試、膜厚測試(ELLIPSOMETRY)及其它器件參數(shù)測試(實時監(jiān)控了解器件參數(shù)，反饋控制工藝參數(shù))；器件、半導體材料物理測試設備，如載流子濃度、電阻率、少子壽命等。

(3)與實驗室硬件建設配套的軟件建設和環(huán)境建設。實驗室環(huán)境建設、實驗室崗位設置、實驗課程的系統(tǒng)開設、向相關(guān)學院及專業(yè)提出已建實驗室開放計劃、制定各項管理制度。

在實驗室的階段建設中，我們分步實施、邊建邊用、急用優(yōu)先，在建設期內(nèi)就使實驗室發(fā)揮出了良好的使用效益。

3.4強化管理，實行教師負責制

新的實驗室必須要有全新的管理模式。新建實驗室和實驗課程的管理將根據(jù)專業(yè)教研室的特點，采取教研室主任和實驗室主任統(tǒng)一協(xié)調(diào)下的教師責任制。在兩大實驗板塊的基礎上，根據(jù)實驗內(nèi)容的布局進一步分為4類(工藝及測試，物理測試，設計和集成電路參數(shù)測試，系統(tǒng)開發(fā))進行管理。原則上，實驗設施的管理及實驗科目的開放由相應專業(yè)理論課的教師負責，在項目的建立階段，將按前述的分工實施責任制，其責任的內(nèi)容包括：組織設備的安裝調(diào)試，設備使用規(guī)范細則的制定，實驗指導書的編寫等。根據(jù)專業(yè)建設的規(guī)劃，在微電子實驗室建設告一段落后，主管責任教師將逐步由較年青的教師接任。主管責任教師的責任包括：設備的維護和保養(yǎng)，使用規(guī)范和記錄執(zhí)行情況的監(jiān)督，組織對必修和選修科目實驗指導書的更新，組織實驗室開放及輔導教師的安排，完善實驗室開放的實施細則等。

實驗課將是開放式的。結(jié)合基礎實驗室的開放經(jīng)驗和微電子專業(yè)實驗的特點，要求學生在完成實驗計劃和熟悉了設備使用規(guī)范細則的條件下，對其全面開放。對非微電子專業(yè)學生的開放，采取提前申請，統(tǒng)一完成必要的基礎培訓后再安排實驗的方式。同時將針對一些專業(yè)的特點編寫與之相適應的實驗教材。

4取得初步成果

微電子學專業(yè)實驗室通過近3年來的建設運行，實現(xiàn)或超過了預期建設目標，成效顯著，于2002年成功申報為&quot；四川省重點建設實驗室&quot；。現(xiàn)將取得的初步成果介紹如下：

(1)在微電子實驗室建設的促進下，為適應新條件下的實驗教學，我們調(diào)整了教材的選用范圍。微電子學專業(yè)主干課教材立足選用國外、國內(nèi)的優(yōu)秀教材，特別是國外能反映微電子學發(fā)展現(xiàn)狀及方向的先進教材，我們已組織教師編撰了能反映國際上集成電路發(fā)展現(xiàn)狀的《集成電路原理》，選用了最新出版教材《大規(guī)模集成電路設計》，并編撰、重寫及使用了《集成電路設計基礎實驗》、《超大規(guī)模集成電路設計實驗》、《平面工藝實驗》、《微電子器件原理》、《微電子器件工藝原理》等教材。

在重編實驗教材時，改掉了&quot；使用說明&quot；式的教材編寫模式。力圖使實驗教材能配合實驗教學培養(yǎng)目標，啟發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力，尤其是誘發(fā)學生的原發(fā)性創(chuàng)新能力乃至創(chuàng)新沖動。

(2)對本科微電子學的教學計劃、教學大綱和教材進行了深入研究和大幅度調(diào)整，并充分考慮了實驗課與理論課的有機結(jié)合。堅持并發(fā)展了我校微電子專業(yè)在器件工藝實驗上的特色和優(yōu)勢，通過對實驗課及其內(nèi)容進行整合更新，使實驗更具綜合性。如將過去的單一平面工藝實驗與測試分析技術(shù)有機的結(jié)合，將原來相互脫節(jié)的芯片工藝、參數(shù)測試、物理測試等有機地整合在一起，以便充分模擬真實芯片工藝流程。使學生在獨立制造出半導體器件的同時，能對工藝控制進行實時綜合分析。

(3)引入了國際上最通用、最先進的超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)設計教學軟件(如CADENCE等)，使學生迅速地掌握超大規(guī)模集成電路設計的先進基本技術(shù)，激發(fā)其創(chuàng)造性。為了保證這一教學目的的實現(xiàn)，我們對

專業(yè)的整體教學計劃做了與之配合的調(diào)整。在第5學期加強了電子線路系統(tǒng)設計(如EDA、PSPICE等)的課程和實驗內(nèi)容。在教學的第4學年又預留了足夠的學時，作為學生進一步掌握這一工具的選修題目的綜合訓練。

(4)所有的實驗根據(jù)專業(yè)基礎課的進度分段對各年級學生隨時開放。學生根據(jù)已掌握的專業(yè)理論知識和實驗指導書選擇實驗項目，提出實驗路線。鼓勵學生對可提供的實驗設施作自擬的整合，促進學生對實驗課程的全身心的投入。

在實驗成績的評定上，不簡單地看實驗結(jié)果的正確與否，同時注重實驗方案的合理性和創(chuàng)造性，注重是否能對實驗現(xiàn)象有較敏銳的觀察、分析和處理能力。

(5)通過送出去的辦法，把教師和實驗人員送到器件公司、設計公司培訓，并積極開展了校內(nèi)、校際間的進修培訓。推促教師在專業(yè)基礎和實驗兩方面交叉教學，提高了教師隊伍的綜合素質(zhì)。

(6)將集成電路設計實驗室建設成為電子信息類本科生的生產(chǎn)實習基地，為此，我們參加了中芯國際等公司的多項目晶圓計劃。

加入了國內(nèi)外EDA公司的大學計劃，以利于實驗室建設發(fā)展和提高教學質(zhì)量，如華大公司支持微電子實驗室建設，贈送人民幣1100萬元軟件(RFIC，SOC等微電子前沿技術(shù))已進入實驗教學。

5結(jié)語

篇6

摘要集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使人才需求量增加。本文通過對我國市場調(diào)查，得出應用型集成電路設計人才是該行業(yè)目前大量需求的人才，并從幾個方面進行分析。

關(guān)鍵詞應用型人才IC設計需求分析

隨著我國IC產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相應人才的需求量也日益增加。根據(jù)上海半導體和IC研討會公布的數(shù)據(jù)，08年中國IC產(chǎn)業(yè)對設計工程師的需求將達到25萬人，但目前國內(nèi)人才數(shù)量短缺這個數(shù)字不止幾十倍。例如我們熟知的威盛雖然號稱IC設計人才大戶，但相對于其在內(nèi)地業(yè)務發(fā)展的需要還是捉襟見肘，其關(guān)聯(lián)企業(yè)每年至少需要吸納數(shù)百名IC設計人才，而目前培養(yǎng)規(guī)模無法滿足。而在人才的需求中，應用型IC設計人才更加受到歡迎。

一、IC設計人才短缺

2008年，全國集成電路（IC）人才需求將達到25萬人，按照目前IC人才的培養(yǎng)速度，今后10年，IC人才仍然還有20多萬人的缺口。這是08年4月21日在沈陽師范大學軟件學院舉行的國家信息技術(shù)緊缺人才培養(yǎng)工程——CSIP-AMD集成電路專項培訓開班儀式上了解到的。同樣有數(shù)據(jù)表明，近日，從清華大學、電子科技大學、北京航空航天大學了解到，目前全國高校設有微電子專業(yè)總共只有10余個，每年從IC卡設計和微電子專業(yè)畢業(yè)的碩士生也只有二三百人。在國內(nèi)大約僅有不足4000名設計師，而2008年，IC產(chǎn)業(yè)對IC設計工程師的需求量達到25萬－30萬人。有專家預測，到2008年底僅北京市IC及微電子產(chǎn)業(yè)就將超過2000億元人民幣，而到了2010年我國可能需要30萬名IC卡設計師[1]。未來我國IC卡設計人才需求巨大。目前中國每年從IC設計和微電子專業(yè)畢業(yè)的高學歷的碩士生只有數(shù)百人。中國現(xiàn)有400多所高校設置了計算機系，新近又特批了51所商業(yè)化運做的軟件學院。但這些軟件學院和計算機系培養(yǎng)的是程序員。中國目前只有十來所大學能夠培養(yǎng)IC設計專業(yè)的學生。因此IC設計專業(yè)人才處于極其供不應求的狀態(tài)。可以這樣說，這是因為我國很大程度上是沒有足夠的IC設計人才。

專家指出，我國IC設計人員不足的一個重要的原因是IC設計是新興學科，國內(nèi)在此之前很少有大專院校開設IC設計專業(yè)，現(xiàn)在從事IC設計專業(yè)的人才，大部分是微電子、半導體或計算機、自動控制等相鄰領域的理工專業(yè)畢業(yè)生，但是和實際的IC工作比起來，還是有差距，學校并不了解企業(yè)需要的是什么樣的人才。所以，許多IC設計企業(yè)只能經(jīng)常從應屆畢業(yè)生中直接招聘人才再進行培訓。此外，IC設計的實驗環(huán)境要求，恐怕所有的高校都沒有能力搭建。據(jù)了解，建一個供30人使用的IC實驗室，光是購買硬件設備就需要15萬美元。

最新研究指出：到2010年中國半導體市場將占世界總需求量的6％，位居全球第四。未來幾年內(nèi)中國芯片生產(chǎn)有望每年以42％的速度遞增，這大大高于全球10％的平均增長速度。僅就IC卡一項來看，我國IC卡設計前景廣闊。身份證IC卡的正式應用，將是十億計的數(shù)量，百億計的銷售額，此外讀卡機及其系統(tǒng)將有成倍的產(chǎn)值。半導體理事長俞忠鈺說，2002年全國的IC設計單位已達到了240家，根據(jù)北京市發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)的建設規(guī)劃，到2010年，北京市要逐步建成20條左右大規(guī)模高水平的芯片生產(chǎn)線，200家高水平的IC卡專業(yè)設計公司。據(jù)預測，北京市IC產(chǎn)業(yè)將超過2000億元。巨大的商機也同時帶來了市場對IC卡設計人才的巨大需求。

二、應用型IC設計技術(shù)人才需求日切

IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)在的焦點已經(jīng)移到了IT產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)IC設計上。據(jù)北京半導體協(xié)會負責人董秀琴表示，IC卡設計工程師在軟件行業(yè)是現(xiàn)在公認的高收入階層。目前我國IC卡人才缺口巨大，在我國的高等教育里，這一塊發(fā)展十分緩慢。按照中國現(xiàn)在的市場行情，一個剛畢業(yè)、沒有任何工作經(jīng)驗的IC設計工程師的年薪最少也要在8萬元左右。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？董秀琴講，這是因為一方面是現(xiàn)有IC設計人才的嚴重缺乏；另一方面是國內(nèi)外市場對IC卡設計人才尤其是合格的IC設計師的大量需求。

由此我們可以看出，對于應用型的設計人員來講，是備受集成電路行業(yè)歡迎的。例如常見的EDA公司、IC設計服務公司、IC設計公司和IDM或Fundry4種類型的公司需要那些IC設計人才呢？他們需要的是熟悉IC設計的技術(shù)支持工程師,涵蓋IC設計的所有方面,通常包括:系統(tǒng)設計、算法設計、數(shù)字IC前端邏輯設計與驗證、FPGA設計、版圖設計、數(shù)字IC后端物理設計、數(shù)字后端驗證、庫開發(fā)，甚至還有EDA軟件的開發(fā)與測試,嵌入式軟件開發(fā)等，其中對IC物理設計工程師的需求量會多一些[2]。

目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模擬設計工程師、數(shù)字設計工程師和版圖設計工程師三類。另外，設計環(huán)節(jié)還需要工藝接口工程師、應用工程師、驗證工程師等。IC版圖設計師的主要職責是通過EDA設計工具，進行集成電路后端的版圖設計和驗證，最終產(chǎn)生送交供集成電路制造用的GDSII數(shù)據(jù)。版圖設計師通常需要與數(shù)字設計工程師和模擬設計工程師隨時溝通和合作才能完成工作。一個優(yōu)秀的版圖設計師，即要有電路的設計和理解能力，也要具備過硬的工藝知識。模擬設計工程師作為設計環(huán)節(jié)的關(guān)鍵人物，模擬設計工程師的工作是完成芯片的電路設計。由于各個設計企業(yè)所采用的設計平臺有所不同，不同材料、產(chǎn)品對電路設計的要求也千差萬別，模擬設計工程師最核心的技能是必須具備企業(yè)所需的電路設計知識和經(jīng)驗，并有豐富的模擬電路理論知識。同時還需指導版圖設計工程師實現(xiàn)模擬電路的版圖設計。

由此我們可以看出，在IC人才的需求中，應用型IC設計人才的需求更大，而且他們也是推動集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的生力軍。

三、以社會需求為導向，培養(yǎng)應用型IC設計人才

國家對IC卡設計人才培養(yǎng)也很重視。據(jù)北京半導體協(xié)會卓洪俊部長說，到2010年，全國IC產(chǎn)量要達到500億塊，銷售額達到2000億元左右，將近占世界市場份額的5％，滿足國內(nèi)市場50％的需求。同時，國務院頒布《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的18號文件，支持和鼓勵軟件和IC產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，加快IC設計人才培養(yǎng)。

IC人才需求問題的解決首先還是從高校開始，2001年，清華大學微電子研究所開設了“集成電路設計與制造技術(shù)專業(yè)”第二學士學位班，2001年的IC專業(yè)二學位班已經(jīng)有64名學員在讀。清華大學還分別與宏力半導體、有研硅、首鋼合作培養(yǎng)IC人才。2002年，成都電子科大也開始招收“微電子技術(shù)專業(yè)”的二學位學員，同時擴招微電子專業(yè)的本科生。為了更好地實施學校加速IC人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略，電子科大還成立了微電子與固體電子學院，并建立了面積為1500平米的IC設計中心。同濟大學開始實施IC人才培養(yǎng)規(guī)劃，提出了“研究生、本科生、高職生”的多層次培養(yǎng)體系。

作為人才培養(yǎng)的搖籃，高校在這一方面應進一步加快改革，制定可行的、新的人才培養(yǎng)計劃，以社會需求為導向，加強教學、實驗和實訓投入，多渠道、多方式地進行應用型IC設計人才的培養(yǎng)。

參考文獻

篇7

3月初，中芯國際公布了其2013年財報，全年實現(xiàn)凈利潤1.73億美元，同比增長近7倍，創(chuàng)下歷史最好業(yè)績，這是中芯國際連續(xù)兩年實現(xiàn)盈利，在其成立12年的歷史中也屬首次。

帶領這個芯片巨頭走出泥沼的是時隔6年后重新回歸的邱慈云。作為中芯建廠元老之一，邱慈云在2001年2005年一直擔任中芯的高級運營副總裁。2011年8月，他的強勢回歸既被視為意外，又被認為是情理之中。

本期《張江新經(jīng)濟》聯(lián)席主編韓露對話中芯國際CEO邱慈云。現(xiàn)年58歲的邱慈云有近30年的半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，外號“711”的他每天工作時間從早上7點到晚上11點，將英特爾公司傳奇CEO安迪?葛洛夫的名言“只有偏執(zhí)狂才能生存”奉為圭臬。

韓露：中芯國際從成立伊始，走過了一段非常曲折的路程，也經(jīng)歷過非常困難的時期，作為創(chuàng)業(yè)元老之一，您對這段歷史有什么注解？

邱慈云：中芯國際是國內(nèi)較早成立的半導體企業(yè)，當時國內(nèi)這一產(chǎn)業(yè)的基礎非常薄弱，我們的創(chuàng)始團隊都是抱持著實業(yè)報國的一腔熱血回國。從無到有是一件非常不容易的事，我也很榮幸見證了這段歷史。

我們走過一些彎路，但取得的成績更加令人振奮。時至今日，我們覺得中芯國際迎來了最佳的發(fā)展機會――隨著國內(nèi)半導體行業(yè)的壯大，生態(tài)的成熟，包括中芯國際在內(nèi)的同仁們都站在了一個最佳的“風口”。

韓露：2011年重新回來，很快就幫助中芯扭虧為盈，您對這一成績的總結(jié)是“效率提高”，如果更直白一點是否可以理解為“更加務實”？比如不再一味追求先進工藝，而是更加注重成熟工藝的利用；比如更加重視國內(nèi)客戶的需求；比如不再盲目擴大產(chǎn)能，而是首先最大化利用好現(xiàn)有產(chǎn)能？

邱慈云：在中芯國際全體員工的努力下，我們在2011年用了三個季度扭虧為盈。在營運上，中芯國際的方針是“充分利用現(xiàn)有產(chǎn)能，實現(xiàn)效率提升”，通過提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品良率，全面充分利用現(xiàn)有產(chǎn)能。同時，我們也根據(jù)客戶的需要，進行產(chǎn)能擴充以滿足其日益增長的需求。

在工藝上，中芯國際堅持兩條腿走路。一方面，加速追趕國際先進主流工藝的前進步伐；另一方面，大力挖掘成熟工藝領域的特殊制程，發(fā)揮差異化優(yōu)勢，為客戶提供更加豐富的增值服務。

在市場戰(zhàn)略上，我們對客戶采取了多元化策略，在服務好國際大廠的前提下，挖掘大陸客戶的增長潛能并保證給予相當比例的產(chǎn)能分配，這樣可在市場需求景氣波動時實現(xiàn)穩(wěn)健發(fā)展。同時，扶持同業(yè)中的關(guān)鍵企業(yè)，鼓勵國內(nèi)代工廠、封裝廠、設計公司、IP（知識產(chǎn)權(quán)）和EDA（電子設計自動化）供應商相互支持，以形成一個以共同利益為基礎的生態(tài)系統(tǒng)。

韓露：您對集成電路行業(yè)的“軍備競賽”怎么看？

邱慈云：“軍備競賽”是一種投資競爭，比拼的是產(chǎn)能和技術(shù)。隨著半導體制造技術(shù)的發(fā)展，工藝特征尺寸不斷微縮，研發(fā)投資越來越大，建廠投入越來越高，但是作為“第一梯隊”的國際巨頭們要保持領先優(yōu)勢，就必須持續(xù)發(fā)展最領先的技術(shù)與工藝。這意味著各家需要不斷投巨資于技術(shù)開發(fā)和先進產(chǎn)能。而作為“第二梯隊”的企業(yè)應該在力所能及的領域?qū)ふ覚C會。比如某些細分市場則為“第二梯隊”廠商提供了市場空間，在這些領域的深耕，將會給“第二梯隊”廠商帶來更多機會，更大的利潤空間。

每一家企業(yè)都應該按照自身的特點，尋找適合自己的領域深耕，發(fā)揮出自己的優(yōu)勢，實現(xiàn)持續(xù)成長。中芯國際并不以投資額為衡量指標，而是以滿足客戶需求為首要目標。如果中芯要進行投資和擴張，首先要確保這個投資是正確的，其次仍舊是確保以客戶需求為導向。

韓露：上月與長電科技的合作，關(guān)于其戰(zhàn)略意義、對產(chǎn)業(yè)的影響等，業(yè)界有各種解讀，作為事件的主導方，您怎么看此次的雙方合作？

邱慈云：中芯國際已實現(xiàn)了連續(xù)兩年的盈利成長，連創(chuàng)銷售收入歷史新高。在和客戶攜手共同邁向新的事業(yè)巔峰之時，越來越感覺到在先進工藝技術(shù)節(jié)點上，12英寸凸塊加工（Bumping）已成為代工廠必備的手段，只有一個健全、完整、有效的本地高端產(chǎn)業(yè)鏈，才能全面凸顯中芯先進工藝芯片代工的價值，也才能真正有利于客戶更好地開拓中國快速增長的芯片市場。為此，中芯國際下定決心，主導發(fā)展中段凸塊加工生產(chǎn)線，并與國內(nèi)半導體封測龍頭企業(yè)江蘇長電科技聯(lián)手，通過兩者優(yōu)勢互補，擬在中國建設完整的中后段集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，形成中國大陸健全、有效的本地高端芯片加工產(chǎn)業(yè)鏈。我們還將以此為基礎，進一步向3D先進封裝發(fā)展，以配合公司未來的發(fā)展規(guī)劃。此舉將進一步提升中芯國際的核心競爭力。

韓露：不久前，中芯晶圓股權(quán)投資基金也投入運營，這是一只什么樣的基金？

邱慈云：中芯晶圓股權(quán)投資（上海）有限公司是中芯國際設立的獨資投資基金公司，初始到位資金5億元人民幣，這是一個母基金，將聯(lián)合社會資金發(fā)起設立眾多子基金。通過設立子基金，帶動社會資本共同投資集成電路及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，促進中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使投資人能夠分享集成電路相關(guān)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展成果，同時實現(xiàn)股東權(quán)益最大化。

韓露：搜索關(guān)鍵詞為“中芯國際”的新聞，除了上述兩個，另外一個重大新聞就是關(guān)于28納米制程的進展，這對于未來中芯的發(fā)展有什么影響？

邱慈云：我們在去年底宣布28納米工藝凍結(jié)，標志中芯國際已正式進入28納米工藝時代。目前，我們的28納米高介電常數(shù)金屬閘極（HKMG）和28納米多晶硅（PolySiON）工藝定案已成功完成，并且已進入多項目晶圓（MPW）階段。

預計28nm制程在2014年底會有少量的銷售貢獻，在2015年會正式進入量產(chǎn)。該里程碑證明了我們能夠為全球IC設計商提供頂尖的技術(shù)支持，夯實了我們在移動計算相關(guān)IC制造領域中的有利地位。

韓露：集成電路起源于美國，但逐漸有一個“西退東渡”的過程，帶動了日本、“亞洲四小龍”等國家和地區(qū)的經(jīng)濟騰飛，近期的韓國更是典范之一，您對這個趨勢怎么看？中國能夠成為受惠者之一嗎？

邱慈云：中國大陸有一個很特別的環(huán)境，中國半導體業(yè)的機會也在這里。上世紀60～80年代是美國半導體業(yè)發(fā)展最好的環(huán)境，有系統(tǒng)公司、消費電子公司，還有國防工業(yè)，這都帶動了IDM模式（集成器件制造）的發(fā)展。美國現(xiàn)在仍有系統(tǒng)公司、消費電子公司（如蘋果公司）。再看其他地方，日本在上世紀80年代、90年代也有這樣的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常蓬勃，歐洲也是如此。但現(xiàn)在，歐洲和日本半導體產(chǎn)業(yè)都式微了，無法持續(xù)下去。對于韓國和臺灣，其整合的面比較窄，臺灣只有電腦公司，沒有系統(tǒng)公司，韓國也沒有系統(tǒng)公司，只有很好的消費電子公司。

而對于中國大陸來說，現(xiàn)在有很強的系統(tǒng)公司，如華為；也有很強的電腦公司，如聯(lián)想；還有優(yōu)秀的消費電子公司，如TCL、海爾等，而且這些公司都處在上升階段，這會給半導體設計業(yè)、制造業(yè)帶來很多機會，這是當下我們中國大陸的特殊機遇，這在其他地方已經(jīng)不存在了。

韓露：想把握這個機遇，中國還應該在哪些方面努力？

邱慈云：集成電路產(chǎn)業(yè)是國家基礎性、戰(zhàn)略性、先導性產(chǎn)業(yè)，國家應從戰(zhàn)略高度上支持集成電路的發(fā)展，并借鑒國外集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗，以支持集成電路制造企業(yè)為重點，兼顧相關(guān)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在資金、人才等方面持續(xù)加大投入，使一部分重點企業(yè)盡快步入世界最先進行列，以此帶動全行業(yè)的發(fā)展進步；

另一方面，我們要切實貫徹落實國家支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，并將相關(guān)政策系列化，為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，注重高端人才的培養(yǎng)與引進。

韓露：您剛剛獲得了本年度的SEMI outstanding EHS achievement Award，請問獲得這個獎項的原因，您認為EHS工作對中芯國際的發(fā)展帶來何種影響？

邱慈云：SEMI outstanding EHS achievement Award是為紀念已故的日本東京電子總裁Akira Inoue 對EHS事業(yè)作出的貢獻同時增進全球業(yè)界對EHS的關(guān)注而設立。該獎項表彰了中芯國際在環(huán)境保護、工作健康與廠房安全（EHS）方面所做的努力與貢獻。

在工業(yè)安全方面，中芯國際在過去的三年里百人可記錄工傷率持續(xù)降低。在2013年，百人可記錄工傷率降低到0.01，還在追求更高的標準，已將事故和工傷的目標設定為零。在節(jié)能環(huán)保方面，中芯國際通過節(jié)能項目的實施，節(jié)約能源相當于每年3551噸煤，通過安裝65套電熱水洗式溫室效應氣體本地處理系統(tǒng)，中芯國際每年減少44473噸二氧化碳當量的溫室氣體。中芯國際還在上海工廠增加了四套裝備系統(tǒng)以減少廢磷酸的產(chǎn)生，通過系統(tǒng)每年減少廢磷酸排放量達8.6萬噸，極大減少了對周圍水環(huán)境的影響。

篇8

【關(guān)鍵詞】微電子;實踐教學;學科競賽

隨著社會的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對新入職員工的專業(yè)能力要求也隨行業(yè)競爭激烈而大幅提高。企業(yè)招聘新入職員工最重要的一項工作是考核新員工的實際動手能力能否勝任企業(yè)的職位要求。新入職員工大部分是應屆本科畢業(yè)生，他們在學校四年的學習生活中，動手能力是否得到有效訓練成為他們求職工作的關(guān)鍵。因此，良好的實踐教學體系和方法對于培養(yǎng)學生實際動手能力并幫助其順利求職作用巨大，值得教育工作者下功夫研究如何改進教學方法，提高實踐教學的教學效果。

傳統(tǒng)的實踐教學課程體系主要依托一門主干課，前期學習理論知識，待理論課程學習完畢，教師在課堂上做演示性示范如何做試驗，學生依照老師的方法按部就班將試驗復制出來，這個過程出現(xiàn)的結(jié)果必須與老師演示的一致，否則學生必需查找原因改正錯誤。進入新世紀，各類學科的發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的實踐教學理論和方法僵化，已不能適應社會的需要，亟需從教學思路、方法和措施得到改進。北方工業(yè)大學微電子系經(jīng)過充分調(diào)研、到用人企業(yè)走訪，逐步建立了一套新的人才教育培養(yǎng)模式：以學生競賽活動為抓手，通過競賽檢驗實踐教學水平的倒逼機制，最終建立基礎扎實、面向?qū)嵺`、考核靈活、形式多樣的實踐教學體系，更好的適應時代形勢和企業(yè)需求，培養(yǎng)出實踐動手能力強的應用創(chuàng)新人才。

我們以《集成電路版圖設計》課程為示范，學生利用這門課學習得到的專業(yè)知識和技能，參加工程背景深厚的“北京大學生集成電路設計大賽”，通過大賽的成績反饋，實踐教學課程的教學老師會按照實際需要調(diào)整教學內(nèi)容和方法，以適應實際水平近似工程設計的大賽。學生通過比賽可以評估自己知識結(jié)構(gòu)的短板和實踐動手能力的欠缺，在后續(xù)課程中學習中能目標明確、態(tài)度端正的的學習專業(yè)知識和技能，清晰自己的求職定位和職業(yè)規(guī)劃。我們秉承以賽促學、以學助賽的教育理念，不斷提高學生的實踐動手能力，為實踐教學和學生競賽互動發(fā)展、相互促進探索出一條新的道路。

《集成電路版圖設計》課程是一門訓練學生掌握版圖設計的實踐教學課。我們首先改變教學方式，依據(jù)實踐第一的原則，聘請經(jīng)驗豐富的集成電路設計公司的工程師為主講教師實際操作EDA軟件，學校老師為輔講解設計理論，遵循工程性項目設計要求，從一個具體的經(jīng)典通用集成電路模塊入手為學生講解電路結(jié)構(gòu)、設計方法、仿真驗證流程、版圖設計技巧和步驟，引導學生以系統(tǒng)的角度和觀點來看待集成電路版圖設計;同時改變以往老師理論講得多，學生動手機會少的學習模式，以學生為實踐教學主體，教師引導學生從最基本的模塊開始動手設計，從小到大，循序漸進，將十幾種基本模塊全部動手設計一遍并通過驗證，最終能根據(jù)實踐教學的課程要求，采用主流芯片加工廠的通用生產(chǎn)工藝，獨立完成一個功能完備、結(jié)構(gòu)簡單的集成電路版圖，避免了以往的滿堂灌，大而全的教學方式，讓學生從工藝、材料、封裝、測試等基本加工程序去理解一塊集成電路生產(chǎn)的全過程，以及版圖在其中所承擔的角色和為什么這樣設計的物理原理，這將為學生今后的專業(yè)課程學習和職業(yè)教育奠定堅實的理論和實踐基礎。

通過學科競賽，實踐教學課程的教學大綱和教學內(nèi)容也需要改變。以往的實踐教學課程，偏重理論教學，缺乏實踐考核環(huán)節(jié)，設計題目陳舊，脫離生產(chǎn)實際，學生上交實習報告作為最終的評分依據(jù)，這無法反映學生對于課程真實的接受程度，無法考核學生的實際動手能力。競賽題目一般反映學科發(fā)展實時的技術(shù)要求和趨勢，同時反映企業(yè)界目前關(guān)心的技術(shù)問題和熱點。實踐教學課程的教學大綱和教學內(nèi)容可以參考競賽題目所反映出的共性問題加以修訂原有的教學大綱和教學內(nèi)容，讓學生接受真實工程背景、時效性強的專業(yè)實踐性教育和訓練，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的優(yōu)良學風，促進產(chǎn)、學、研協(xié)同發(fā)展的新教育理念很有意義。

北方工業(yè)大學微電子專業(yè)的學生通過參加幾屆“北京大學生集成電路設計大賽”，不僅鍛煉了實踐動手能力，也取得了良好的競賽成績;同時，實踐教學內(nèi)容和教學方式更加適應國家和企業(yè)對人才新的要求。因此，北方工業(yè)大學微電子系提出的學科競賽和實踐教學相互融合，共同發(fā)展的教育思路和人才培養(yǎng)模式做出了有益探索，值得更進一步的研究和推廣。

參考文獻

[1]傅水根.我國高等工程實踐教育歷史回顧與展望[J].實驗技術(shù)與管理，2011，28（2）：1-4.

[2].

篇9

“電子設計自動化”課程教學效果直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量，因此，優(yōu)秀的教學方法和教學質(zhì)量是教學過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)歷，總結(jié)經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，形成了一套特有的教學方法，旨在培養(yǎng)出基礎牢、思路清、知識廣、能力強的電子設計自動化人才。

一、“電子設計自動化”課程教學的特點

電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發(fā)等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數(shù)側(cè)重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數(shù)字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。

1.既要有廣度，又要有深度

有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環(huán)節(jié)都要讓學生了解，從而使學生從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。

2.突出硬件電路設計的概念

在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。

3.理論與實踐并重

“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創(chuàng)新能力。

二、“電子設計自動化”課程教學方法總結(jié)

良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)驗總結(jié)了一些行之有效的教學方法。

1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界

電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領域產(chǎn)生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù)，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實現(xiàn)的當前比較主流的產(chǎn)品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應的了解，更激發(fā)了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。

2.以實例展開理論教學

“電子設計自動化”的學習內(nèi)容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUSII為學習對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學習對象）。硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統(tǒng)的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結(jié)合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區(qū)中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產(chǎn)生厭倦感。如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產(chǎn)生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現(xiàn)象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。

3.將硬件電路設計的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質(zhì)有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應用實例時，需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系，并強調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路，不完整的if語句將產(chǎn)生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結(jié)構(gòu)特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。

如以下兩個程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsifa<btheny<='0'；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<='1'；elsey<='0'；endif；endprocess；end；（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。（1）綜合的結(jié)果是一個時序電路，電路結(jié)構(gòu)復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結(jié)果是一個純組合電路，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設計風格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設計工程師。

4.通過實踐拓展強化學生動手能力

“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調(diào)試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業(yè)設計內(nèi)容相結(jié)合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業(yè)設計已經(jīng)開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。

篇10

“工學結(jié)合”教學模式下的課程改革培養(yǎng)目標應以就業(yè)崗位為導向，突出“職業(yè)能力本位”，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才所需要的技能。通過對行業(yè)調(diào)研和崗位需求分析得出，電子信息、電氣行業(yè)的從業(yè)人員應具備電子電路、電子產(chǎn)品功能分析、調(diào)試、檢測、維修及設計能力。由此明確“數(shù)字電子技術(shù)”課程的專業(yè)技能培養(yǎng)目標為：常用儀器儀表的使用，常用數(shù)字電路芯片的識別和使用，各種數(shù)字電路的焊接和調(diào)試，典型電子電路模塊的設計和制作。具體表現(xiàn)為：使學生能借助資料讀懂集成電路的型號，明確各引腳功能，會篩選常用電子元器件，會用中規(guī)模集成電路（MSI）設計組合邏輯電路，會正確選用集成觸發(fā)器產(chǎn)品設計時序邏輯電路，能夠進行相關(guān)項目的設計、組裝和調(diào)試。同時，使學生在信息處理、文檔撰寫、分析問題、解決問題、創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作能力和交流表達能力等方面得到提高。

二、課程改革的思路

在明確了課程的培養(yǎng)目標后，根據(jù)“工學結(jié)合、能力本位”整體思路，課程改革以任務為主線，采用理實一體課堂教學模式，通過具體項目營造“職業(yè)崗位”的情境，突出學生在學習中的主體地位。為此打破了“數(shù)字電子技術(shù)”原有的知識體系，將各個知識點分散到幾個典型項目中去，設計學習情境，以項目內(nèi)容為載體，以項目內(nèi)容實施為途徑，采用任務驅(qū)動式教學方式，進行“教、學、做”一體化教學，使學生在完成項目內(nèi)容時，完成相關(guān)知識的學習和專業(yè)技能的培養(yǎng)，真正實現(xiàn)“做中學、學中做、學做一體、邊學邊做”，真正體現(xiàn)學生的自主學習。綜合課程的職業(yè)性、實踐性和創(chuàng)新性分析，學習情境的設計如圖1所示。四、教學內(nèi)容及教學設計

1.教學過程的設計教學過程包括學習目標、項目要求、項目引導、項目學習、項目制作、項目驗收考核、項目拓展七大部分。在實施過程中，學生以項目組為單位，通過教師下達任務明確項目實施要求，主動查閱相關(guān)資料，并根據(jù)自己的思路和想法制作項目，教師對項目實施效果進行點評，點評內(nèi)容包括知識的理解與應用、學習態(tài)度、分析問題的能力、實踐操作能力、創(chuàng)新意識等方面，以達到最終完成任務的目標。

2.教學內(nèi)容組織下面以學習情境四“數(shù)字電子鐘的設計與制作”為例說明該課程教學內(nèi)容的組織。

（1）項目提出。數(shù)字電子鐘是采用數(shù)字電路對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動等優(yōu)點，廣泛應用于電子手表和車站、碼頭、機場等公共場所的大型電子鐘等。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，綜合了組合邏輯電路和時序電路設計有關(guān)知識，可以較好地鞏固前期所學的知識，進一步使學生加深對“數(shù)字電子技術(shù)”的認識和應用。

（2）學習目標。知識目標：了解計數(shù)器基本概念；掌握二進制計數(shù)器和十進制計數(shù)器常用集成產(chǎn)品的功能及應用；掌握任意進制計數(shù)器的設計方法；掌握數(shù)字電子鐘的電路組成與工作原理。能力目標：能借助資料讀懂集成電路的型號，明確各引腳功能；會識別并測試常用集成計數(shù)器；能用集成計數(shù)器產(chǎn)品設計任意進制計數(shù)器；能完成數(shù)字電子鐘的設計、安裝與調(diào)試。

（3）項目引導。項目引導流程如圖2所示。

（4）項目學習。數(shù)字鐘由秒脈沖發(fā)生器，六十進制“秒”、“分”計時計數(shù)器和二十四進制“時”計時計數(shù)器，時、分、秒譯碼顯示器，校時電路和報時電路等5部分電路組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。學生需要掌握計數(shù)、譯碼、顯示電路的設計和綜合應用、數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)及各部分的工作原理。

（5）項目制作。根據(jù)圖3所示的數(shù)字電子鐘的組成框圖及各個組成部分的工作原理，學生分模塊完成秒信號發(fā)生電路、六十及二十四進制計數(shù)器、譯碼顯示電路、校時電路、整點報時電路的制作、檢測與調(diào)試，在確保所有模塊都運行成功后再行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，完成作品制作。制作過程中，每個模塊必須在規(guī)定時間內(nèi)完成。

（6）項目驗收考核。與傳統(tǒng)只注重考試成績的考核不同，進行項目化課程改革后，為了能對學生的綜合能力給出一個客觀、準確的評價，考核評價方式包括學生自查、小組互查、學生自述設計制作過程、工作過程考核、知識搶答和教師評價等多種形式?？己说膬?nèi)容不僅有專業(yè)知識的掌握情況，還包括學生的語言表達能力、分析和解決問題的能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力等。同時在考核方法上加大了實踐操作所占比例，目的是讓學生更加重視實踐動手能力的培養(yǎng)。表1給出了電子數(shù)字鐘項目的工作過程考核表。五、課程特色與創(chuàng)新以專業(yè)崗位的職業(yè)能力為依據(jù)，遵循學生的認知規(guī)律，結(jié)合職業(yè)崗位對專業(yè)技能的要求，確定項目任務和課程內(nèi)容，項目由簡到難，逐步增加難度，逐漸增加知識點。