集成电路设计研究方向篇1

1.1 什么是MPW服务

在集成电路开发阶段，为了检验开发是否成功，必须进行工程流片。通常流片时至少需要6~12片晶圆片，制造出的芯片达上千片，远远超出设计检验要求；一旦设计存在问题，就会造成芯片大量报废，而且一次流片费用也不是中小企业和研究单位所能承受的。多项目晶圆MPW（Multi-Project Wafer）就是将多个相同工艺的集成电路设计在同一个晶圆片上流片，流片后每个设计项目可获得数十个芯片样品，既能满足实验需要，所需实验费用也由参与MPW流片的所有项目分摊，大大降低了中小企业介入集成电路设计的门槛。

1.2 MPW的需求与背景

上世纪80年代后，集成电路加工技术飞速发展，集成电路设计成了IC产业的瓶颈，迫切要求集成电路设计跟上加工技术；随着集成电路应用的普及，集成知识越来越复杂，并向系统靠近，迫切要求系统设计人员参与集成电路设计；为了全面提升电子产品的品质与缩短开发周期，许多整机公司和研究机构纷纷从事集成电路设计。因此，大面积、多角度培养集成电路设计人才迫在眉睫，而集成电路设计的巨额费用成为重要制约因素。

实施MPW技术服务必须有强有力的服务机构、设计部门和IC生产线。

1.3 MPW服务机构的任务

① 建立IC设计与电路系统设计之间的简便接口，以便于系统设计人员能够直接使用各种先进的集成电路加工技术实现其设计构想，并以最快的速度转化成实际样品。

② 组织多项目流片，大幅度减少IC设计、加工费用。

③ 不断扩大服务范围：从提供设计环境、承担部分设计，到承担全部设计、样片生产，以帮助集成电路用户或开发方完成设计项目。

④ 帮助中小企业实现小批量集成电路的委托设计、生产任务。

⑤ 支持与促进学校集成电路的设计与人才培养。

1.4 MPW技术简介

（1）项目启动阶段

MPW组织者首先根据市场需要，确定每次流片的技术参数、IC工艺参数、电路类型、芯片尺寸等。设计时的工艺文件：工艺文件由MPW组织者向Foundry（代工厂）索取，然后再由设计单位向MPW组织者索取。提交工艺文件时，双方都要签署保密协议。

（2）IP核的使用

参加MPW的项目可使用组织者或Foundry提供的IP核，其中软核在设计时提供，硬核在数据汇总到MPW组织者或Foundry处理后再进行嵌入。

（3）设计验证

所有参加MPW的项目汇总到组织者后，由组织者负责对设计的再次验证。验证成功后，由MPW组织者将所有项目版图综合成最终版图交掩膜版制版厂，开始流片过程。

（4）流片收费

每个项目芯片价格按所占Block的大小而非芯片实际大小计算。流片完成后，MPW组织者向每个项目提供10~20片裸片。需封装、测试则另收费。

2 国外MPW公共技术平台与公共技术服务状况

（1）MPW服务机构创意

1980年，美国防部军用先进研究项目管理局(DARPA)建立了非赢利的MPW加工服务机构，即MOS电路设计的实现服务机构MOSIS（MOS Implementation System）服务机构，为其下属研究部门所设计的各种集成电路寻找一种费用低廉的样品制作途径。MPW服务机构与方式的思路应运而生。加工服务内容：从初期的晶圆加工到后续增加的封装、测试、芯片设计。

（2）MOSIS机构的发展

考虑到MPW服务的技术性，1981年MOSIS委托南加州大学管理。在IC产业剧烈的国际竞争环境下，培养集成电路设计人才迫在眉睫。1985年，美国国家科学基金会NSF支持MOSIS，并和DARPA达成协议，将MPW服务对象扩大到各大学的VLSI设计的教学活动;1986年以后在产业界的支持下，将MPW服务扩大到产业部门尤其是中小型IC设计企业；1995年以后，MOSIS开始为国外的大学、研究机构以及商业部门服务。服务收费：国内大学教学服务免费，公司服务收费，国外大学优惠条件收费，国外公司收费较国内公司要高。

（3）其它国家的MPW服务机构

法国：1981年建立了CMP(Circuit Multi Projects)服务机构，发展迅速，规模与MOSIS接近，对国外服务也十分热心。1981年至今，已为60个国家的400个研究机构和130家大学提供了服务，超过2500个课题参加了流片。1990年以前，CMP的服务对象主要是大学与研究所，1990年开始为中小企业提供小批量生产的MPW服务。由于小批量客户的不断增加，2001年的利润比2000年增加了30%。

欧盟：欧盟于1995年建立了有许多设计公司加盟的EUROPRACTICE的MPW服务机构，旨在向欧洲各公司提供先进的ASIC、多芯片模块（MCM）和SoC解决方案，以提高它们在全球市场的竞争地位。EUROPRACTICE采取了"一步到位解决方案"的服务方式，用户只要与任

何一家加盟EUROPRACTICE的设计公司联系，就可以由该公司负责与CAD厂商、单元库公司、代工厂、封装公司和测试公司联系处理全部服务事项。

加拿大：1984年成立了政府与工业界支持的非赢利性MPW服务机构CMC(Canadian Microelectronics Corporation)联盟，是加拿大微电子战略联盟(Strategic Microelectronics Consortium)的一部分。目前，CMC的成员包括44所大学和25家企业。CMC的服务包括：提供设计方法和其它产品服务，提高成员的设计水平；提供先进的制造工艺，确保客户的设计质量；提供技术及工艺的培训。

日本：1996年依托东京大学建立了VLSI设计与教育中心VDEC(VLSI Design and Education Center)，开展MPC（Multi-Project Chip）服务。VDEC的目标是不断提高日本高校VLSI设计课程教育水平和集成电路制造的支持力度。2001年，共有43所大学的99位教授或研究小组通过VDEC的服务，完成了335个芯片的设计与制造。VDEC与主要EDA供应商都签有协议，每个EDA工具都拥有500~1000个license；需要时，这些license都可向最终用户开放。VDEC还对外提供第三方IP的使用，同时，VDEC本身也在从事IP研究。

韩国：1995年，在韩国先进科学技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)内建立了集成电路设计教育中心IDEC(IC Design Education Center)。

可以看出，世界各先进国家都认识到IC产业在未来世界经济发展中的重要地位，在IC加工技术发展到一定阶段后，抓住了IC产业飞速发展的关键；在IC应用层面上普及IC设计技术和大力降低IC设计、制造费用，并及时建立有效的MPW服务机构，使IC产业进入了飞速发展期。纵观各国MPW服务机构不尽相同，但都具有以下特点：

① 政府与产业界支持的非赢利机构；

② 开放性机构，主要为高等学校、研究机构、中小企业服务；

③ 提供先进的IC设计与制造技术，保证设计出的芯片具有先进性与商业价值；

④ 提供IC设计与制造技术的全程服务。

3 我国MPW现状

我国大陆地区从上世纪80年代后半期开始进入MPW加工服务，从早期利用国外的MPW加工服务机构到民间微电子设计、加工的相关企业、学校联合的MPW服务，到近期政府、企业介入后的MPW公共服务体系的建设，开始显露了较好的发展势头。

3.1 与国外MPW加工服务机构合作

1986年，北京华大与武汉邮科院合作利用德国的服务机构，免费进行了光纤二、三次群芯片组的样品制作，使武汉邮科院的通信产品得以更新换代。此后，上海交大、复旦、南京东南大学、北京大学、清华大学、哈尔滨工业大学都从国外的MPW加工服务中获益匪浅。东南大学利用美国MOSIS机构的MPW加工服务，采用0.25和0.35 ìm的模数混合电路工艺进行了射频和高速电路的实验流片。

在与国外MPW服务机构的合作方面，东南大学射频与光电子集成电路研究所取得显著成果。建所初期就与美国MOSIS、法国CMP建立合作关系。1998年以境外教育机构身份正式加入MOSIS，同年，利用MOSIS提供的台湾半导体公司的CMOS工艺设计规则、模型及设计资料开发了基于Cadence软件设计环境的高速、射频集成电路，完成了5批0.35ìm、3批0.25ìm CMOS工艺共40多个电路的设计与制造，取得了许多国内领先、世界先进水平成果。2000年东南大学射光所还与法国的CMP组织正式签订了合作协议。

为了推动大陆的MPW服务，射光所从2000年开始利用美国MOSIS机构为国内客户服务，建立了MPW服务网页，向公众及时流片时间及加入MPW的流程和手续。2001年，射光所通过MOSIS利用TSMC的0.35和0.25ìm CMOS工艺为清华大学、信息产业部第13所、南通工学院完成了3批10多个芯片的设计制造。目前，10多个高校、研究机构、企业成为射光所MPW成员。

3.2 高校、企业、研究机构合作实现MPW服务

90年代，上海复旦大学开始着手建立国内MPW加工服务机构；1995年，无锡上华微电子公司开始承担MPW加工服务，并于1996年组织了第一次MPW流片；1997年至1999年在上海市政府的支持下，连续组织了6次MPW流片，参加项目有82个；2000年受国家火炬计划、上海集成电路设计产业化基地、上海市科委及上海集成电路设计研究中心委托又组织了3次35个项目的MPW流片。清华大学与无锡上华合作，针对上华工艺，开发了0.6ìm单元库，开始了MPW加工服务，并将校内的工艺线用于MPW加工服务。近年来，在863 VLSI重大项目规划指引下，在上海、北京、深圳、杭州等地陆续成立了集成电路产业化基地，进一步推动了MPW加工服务的开展。清华大学从2000年开始，利用上华0.6ìm CMOS工艺为本校以及浙江大学、合肥工业大学组织了4次MPW流片，总共实现了106项设计；上海集成电路设计研究中心与复旦大学，于2001年利用上华1.0和0.6ìm CMOS工艺和TSMC的0.3ìm CMOS工艺，为产业界、教育界进行了8次MPW流片，实现了109个设计项目。

随着中国半导体工业飞速发展，将会在更多的先进工艺生产线为MPW提供加工服务，许多境外的半导体公司也在积极支持我国的MPW加工服务。随着上海、北京多条具有国际先进水平的深亚微米CMOS工艺线的建成，部级的MPW计划会得到飞速发展。

3.3 台湾地区的MPW加工服务

1992年在台湾科学委员会的支持下，成立了集成电路设计和系统设计研究中心CIC。其目的是对大专院校的集成电路/系统设计提供MPW服务，对集成电路/系统设计人员进行培训，并推动产业界与学院的合作研究项目。到目前为止，CIC已为超过100家的台湾院校提供了MPW服务，总计有3909个IC项目流片成功，其中，76家大专院校有3423项，40多家研究所和产业界有486项。在EDA工具方面，有多家的IC/SYSTEM设计工具已运用在MPW的设计流程中。到目前为止，已有91家大专院校安装了14 100多个EDA工具的许可证，另外，0.6ìm 1P3M CMOS、0.35ìm1P4M CMOS、0.25 ìm1P5M CMOS和0.18ìm1P6M CMOS的标准单元库已开始使用。除了常规MPW服务，CIC还向大专院校提供培训：2001年有7000人次，每年还有2次为产业界提供的高级培训。

台湾积体电路制造股份公司（台积公司：TSMC）从1998年提供MPW服务，成为全球IC设计的重要伙伴。2000年以来台积公司提供了100多次MPW服务，并完成了1000个以上IC芯片项目的研制。目前，台积公司已分别与上海集成电路设计研究中心、北京大学微处理器研究开发中心合作，提供MPW服务。

4 我国大陆地区MPW服务基地的建设

由于大陆地区原有微电子研究机构的历史配置，在进入基于MPW服务方式后，这些研究机构先后都介入了IC设计的MPW服务领域

，并开始建立相应的MPW服务基地。4.1 上海复旦大学与集成电路设计研究中心（ICC）

上海复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室在上海市政府支持下，于1997年成立了"上海集成电路设计教育服务中心"。主要任务是IC设计人才培养和组织MPW服务。1997~1999年组织了6次MPW流片。2000~2001年上海市科委设立"上海多项目晶圆支援计划"，把开展MPW列为国家集成电路设计上海产业化基地的重点工作。在市科委组织下，复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室与ICC实现强强联合，面向全国，于2000年组织了3次、2001年组织了5次MPW流片。ICC于2001年底正式与TSMC达成合作协议，开展0.35ìm MPW流片服务。2002年与中芯国际集成电路制造（上海）有限公司（SMIC）合作推出本土0.35ìm及以下工艺的MPW流片服务。从ICC设立的网站() 可了解MPW最新动态和几乎所有的MPW服务信息。

4.2 南京东南大学射频与光电子集成电路研究所

1998年，南京东南大学射光所以境外教育机构的身份正式加入美国MOSIS，并签订有关协议，由此可获得多种工艺流片服务。2000年5月与法国的CMP签订了合作协议。1999年底受教育部委托，举办了"无生产线集成电路设计技术"高级研讨班。从2000年开始建立了MPW服务网页，通过网页向公众公布流片时间及加入MPW的流程和手续，目前，高速数字射频和光电芯片测试系统已开始运行，准备为全国超高速数字、射频和光电芯片研究提供技术支持，有许多高校、研究单位、公司已成为射光所MPW成员。

4.3 国家集成电路设计产业化（北京）基地MPW加工服务中心

在北京市政府的支持与直接参与下建立了"北京集成电路设计园有限责任公司"。正在建设中的国家集成电路设计产业化（北京）基地MPW加工服务中心由北京华兴微电子有限公司为承担单位，联合清华大学、北京大学共同建设。

4.4 北方微电子产业基地TSMC MPW技术服务中心

北京大学微处理器研究开发中心（MPRC）与台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC）合作开展面向大陆地区的MPW服务，2001年受北方微电子产业基地领导小组办公室委托，正式成为面向TSMC的目标工艺为0.25ìm以下的MPW服务中心。目前，MPRC与大陆清华大学、浙江大学、台湾新竹清华大学、新竹交通大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）、圣巴拉分校联合成立了"国际系统芯片研究中心"。在面向TSMC的MPW服务中，MPRC与上海IIC、浙江大学超大规模集成电路设计研究所、东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心、哈尔滨工业大学微电子中心、上海集成电路设计研究中心、中国电子科技大学合作建立辐射全国的MPW服务网。截止到2002年4月已有8家15个设计项目正式选择TSMC 0.25ìm工艺的MPW服务。

5 中国大陆IC产业的未来

5.1 抢占国内市场份额

上半世纪90年代，一种无加工线（Fabless）的IC设计模式在美国蓬勃兴起。许多IC设计公司和著名的代工厂（Foundry）如TSMC、UMC进行了成功的合作，Xilinx和Altera就是其中的典范。2000年中国大陆市场消费的150亿美元的集成电路中，只有7%为中国大陆制造，而未来5年中，中国大陆将有10条先进的晶圆生产线建成。因此，产生了IC设计与生产线能力的巨大矛盾。可喜的是，国际上为解决这一矛盾探索了许多成功的经验，并建立了许多国际性的服务机构。我国许多高校、研究机构介入其中也取得了宝贵的经验。目前，大陆建设的晶圆生产线工艺可以满足当前大多数高产量的消费类、通信类集成电路要求，只要抓住当前机遇，充分利用境外可以获得的一切MPW服务资源，大力培育本土MPW技术平台，抢占国内市场份额是大有希望的。

5.2 努力赶上世界先进水平

目前，随着国际上IC产业的迅速膨胀，一些先进的服务机构和技术平台也逐渐向我国大陆开放，加上政府的大力倡导与支持，如果能遵循IC产业发展规律，充分利用一切可利用的先进技术和服务管理模式，就有可能以最短的时间赶上世界先进水平。

① 走MPW平台捷径：MPW服务机构运作方式已很成熟，这里有成熟的工艺、低廉的成本、经过实践验证的IP和经验丰富的MPW供应商，可以在较高的基础上起步。

② 力争世界级SoC IP平台技术支持，包括工艺完美的设计、良好的EDA工具和IP库、先进的代工厂支持、丰富的验证实例以及SoC IP平台免费或廉价使用。例如，北京大学的MPRC已与美国著名的工艺库提供商Artisan达成协议，MPRC作为国内Artisan面向TSMC 0.25ìm以下的工艺库提供者，将无偿为大陆地区的设计人员服务。目前，MPRC已获得该公司提供的TSMC 0.25ìm服务和0.18 ìm的完备工艺库和相应的存储器生成器，可向大陆地区提供全程服务。

5.3 中小企业迅速融入MPW服务

集成电路设计研究方向篇2

求实好学 潜心积淀

2007年，24岁的张博进入西安电子科技大学开始了博士阶段的学习，研究方向为射频微波芯片设计。在当时，国内仅有少数研究团队在此领域展开研究工作。带着对知识的渴望和对世界一流射频微波芯片设计技术的向往，2008年张博作为国家公派研究生前往新加坡国立大学，进行毫米波集成电路设计方向的学习与科研工作。期间，他加入新加坡国家科学局微电子研究院，作为核心研发人员参与了“Components and Circuits Integration for Terahertz Applicatlons”等多项硅基毫米波集成电路重点科研项目的研究。先后发表SCI、EI论文近30余篇，获得新加坡技术专利3项。正是在这一时期，张博第一次接触到了世界先进水平的射频微波芯片设计技术。

先进的设备、先进的工艺、先进的设计方法，这些无一不对张博产生巨大的震撼与吸引，因此他不得不抓紧一切时间努力学习并研究相关知识。在两年的时间里，张博曾作为子课题负责人完成了2项射频微波芯片设计新加坡国家重点科研项目，解决了对超过100GHz的高频载波进行10Gbps以上高速数据调制的问题，并研发出3D电磁屏蔽结构等新技术，这些研究成果极大地促进了射频微波芯片设计技术的发展。由于其研究成果的创新性，张博获得3项新加坡专利。而他所在团队的研究成果也在IEEE JSSC等芯片设计顶级国际期刊上得到发表，并受到《新加坡海峡时报》《中国日报》等媒体的争相报道。

2011年对于张博来说是颇具重要意义的一年，带着对祖国的思念，满载着成果的他踏上了回国的班机。作为西安邮电大学百名博士人才计划优秀代表，他进入西安邮电大学电子工程学院任教。新学期伊始，张博便将自己的全部热情和精力投入到学校的教学和科研等各项工作中，身边的同事评价他“工作积极、主动、认真，酚诜钕住保而同时他也是学生眼中“专业基础扎实、知识面广博，作风严谨、要求极其严格”的优秀老师，连续3年被学校评为绩效考核先进个人是对他工作的最大认可与褒奖。

“作为一名留学回国的博士，我特别想将在国外学习到的先进技术发挥其用，为国效力”，自打回国起，张博的一言一行无不流露着满腔热血与雄心勃勃。自在西安邮电大学任教以来，他一直将自己的主要精力放在科研一线，并获得了显赫的成绩。在不到5年的时间里，他个人发表SCI检索学术论文10篇，主持国防“973”子课题、国家自然科学基金及省部级科研项目10多项，获得项目经费超过1000万，取得多项高水平创新性成果，并成为国家信息技术标准化委员会无线个域网标准工作组代表。2013年张博被任命为陕西省通信专用集成电路设计工程技术中副主任，被评为陕西省青年科技新星；2014年他被陕西省教育工委评为省级优秀共产党员，同年，他带领的“射频模拟集成电路设计与系统集成团队”被西安邮电大学评为“西邮新星”团队；2015年他入选中国科学院“西部之光”一“西部青年学者”人才计划，以第一完成人获得陕西省科学技术奖二等奖。

聚焦航空 乘风破浪

2013年，“中国通信集成电路技术与应用研讨会”于8月12～13日在无锡胜利召开，来自集成电路和通信领域的专家、学者、企业代表共计260人参加了会议，张博也应邀出席。在会上，他就射频集成电路创新设计与应用发表了演讲，他提出在射频电路的设计中利用数字电路中FPGA的概念，搭建由模拟及射频单元构成的可编程阵列，在射频芯片中实现可重构和可配置，从而利用一块RF-FPGA核心芯片通过不同的配置，实现多种不同功能的射频电路。这一方式不仅将极大地缩短射频芯片的研发周期，还能降低射频芯片的设计与验证成本，从根本上改变射频芯片的设计与验证流程。

由于电子科学技术的持续快速发展，特别是以集成电路技术为代表的新兴技术飞速的进步，也使航空通信平台有了长足的进步。“在现代化航空通信平台中，专用芯片性能的好坏直接决定着整体系统的性能、体积、功耗、可靠性等各项指标。因此，对于我国，特别是军用系统的信息化和现代化建设而言，有关航空通信平台专用芯片技术的研究需求相当重大且迫切”，张博时刻紧密关注着国家需求。

然而，要想实现高效可靠的航空通信平台，专用芯片的设计技术至关重要。随着科学技术的进步，芯片设计已成为涉及电子科学、通信技术、材料科学、微波技术等多个学科和专业的综合叉学科，这也对科研人员的知识广度和研究水平提出了更高的要求。由此，张博组建了国防芯片实验室，针对航空通信专用芯片设计、验证和测试等问题，对国外现有成果进行了深入的整理、研究与分析，最终探索并开发出了适合于我国航空通信平台的专用芯片设计、验证和测试平台。

一直以来，射频模拟集成电路与系统集成技术由于其重要程度和自身的复杂性，始终是国际集成电路领域学术界及产业界共同的研究热点与难点。障碍面前，张博迎难而上，勇于探索，他潜心研究，思路清晰，克服了重重障碍。从射频模拟集成电路设计、射频微波系统集成技术、射频微波器件与材料3个方向入手，张博带领团队重点解决了该领域的3大核心问题，即高质量微波、毫米波信号的产生，微波、毫米波信号的有效放大与大功率输出，以及高速射频微波数据传输。无一例外，它们都是直接制约射频微波集成电路与系统集成领域发展的障碍。由此不难看出，张博所开展的研究内容与方向均是集成电路设计与系统集成技术中的核心与关键，正可谓“切中要害才能激活全盘，抓住关键方可纲举目张”。

围@“产生-放大-传输”3个方向，他们首先改善了现有放大器增益增强技术应用于微波毫米波放大器设计时存在的――增益不足、电路稳定性差、结构复杂等缺点，提出了可调高稳定微波毫米波增益增强技术，并研发了新型压控振荡器结构，提出适合于微波毫米波应用的压控振荡器结构，使其能够在毫米波频段取得很好的相位噪声性能；与此同时，研发了新型毫米波晶体管噪声模型，以使今后高频压控振荡器设计能够更加准确；还建立了微波毫米波锁相环模型，提出适合于微波毫米波应用的宽带、快速锁定技术，使微波毫米波锁相环能够满足各种通信系统，尤其是快速跳频系统对频率源的要求。

其次，他们研究了限制微波毫米波功率放大器输出功率的因素，分析了现有片上功率合成技术应用于微波毫米波功率放大器设计时存在的问题，并针对这些问题提出基于人工变压器的片上功率合成技术，以高效地完成微波毫米波片上功率合成。

最后，他们针对现有微波介质材料的不足，分析基于进行射频微波系统集成时，造成损耗的原因；并基于LTCC（低温共烧陶瓷）技术提出3D互连技术，进行微波多芯片进行高效集成，有效提成系统集成度；研发了射频微波材料基底横向通孔填充高效散热材料的整体散热技术，技术采用在系统基材内部进行横向打孔，并添加新型高效散热材料的方式进行整体散热，使整体系统散热效果得到大幅提升。

在此期间，团队还承接了多项国防射频芯片的开发项目，成功研制出工程样片十余款；获得集成电路布图保护13项、实用新型专利1项、申请发明专利1项。据张博介绍，大部分样片均已通过测试，下一步集成后将批量生产，实现设计成果转化。厚积薄发创业创新

“芯片设计技术是整个集成电路产业的核心所在，射频微波芯片设计又是整个芯片设计领域的难点与重点”，张博一语道出了整个产业的关键问题所在，“它直接影响着电子、通信、航空航天等多个国民经济重点领域的发展”。然而，射频微波芯片设计由于难度大，关键技术多，在国内的研究起步较晚，水平较低，核心技术长期落后于欧美发达国家，严重制约了相关产业的快速发展。根据海关统计，2015年进口集成电路3139.96亿块，同比增长10%，进口金额2307亿美元。国内近八成的芯片依赖于进口，其中高端芯片进口率超过九成。芯片已经超过石油进口，成为我国进口第一大商品。不光进口成本居高不下，缺乏射频微波芯片核心技术对我国相关产业领域，尤其是对国防领域会造成极大风险。张博看在眼里，急在心里。于是在2013年底，他带领研发团队创办了致力于射频微波集成电路核心技术的高科技公司“西安博瑞集信电子科技有限公司”，并成功吸纳中国科学院西安光机所西科天使基金和国内多家风投机构的风险投资。

集成电路设计研究方向篇3

[3]http：//.cn/Info/html/n14730_1.htm.

[4]http：///info/20121026/227691.shtml.

[5]冯卫东.美科学家证实电路世界第四种基本元件存在[N/OL].科技日报，2008-05-06.

[6]李九生.“微波与射频技术”课程新式教学理念应用[J].科技信息，2010，（6）.

[7]李金凤，王健，刘欢.“射频集成电路设计”课程教学改革初探[J].考试周刊，2012，(15).

[8]张银蒲.基于射频方向课程群的教学改革与创新[J].唐山学院学报，2013，（1）.

[9]王立华.虚拟网络分析仪在射频电路设计中的应用[J].电子测量技术，2012，（4）.

集成电路设计研究方向篇4

中图分类号：G642.0 文献标志码： A 文章编号：1002-0845（2012）09-0102-02

集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和国家安全的新战略性产业，是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。

信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而，目前很多应届毕业生实践技能较弱，走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够，技能培养目标和内容不明确，导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。

一、集成电路专业实践技能培养的目标

集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科，工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识，以及集成电路制造的整个工艺流程，掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法，掌握常用集成电路设计软件工具，具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力，能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。

根据集成电路专业人才的培养目标，我们明确了集成电路专业的核心专业能力为：模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力，集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为：掌握常用集成电路设计软件工具，具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。

二、集成电路专业实践技能培养的内容

1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。

2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识，具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。

3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程，掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法，具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。

4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法，熟悉模拟集成电路设计流程，熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外，还包括Synopsis认证培训相关课程。

5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。

6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与

天线和通讯原理等。

在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律，由易到难，由浅入深，充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练，既要有利于启发学生的创新思维与意识，有利于培养学生创新进取的科学精神，有利于激发学生的学习兴趣，又要保证基础，注重发挥学生主观能动性，强化综合和创新。因此，在集成电路专业的实验教学安排上，应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例，增加综合设计型和研究创新型实验的内容，使学有余力的学生能发挥潜能，有利于因材施教。

三、集成电路专业实践技能培养的策略

1.改善实验教学条件，提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会，加大对实验室建设的经费投入，加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设，制订修改实验教学文件，修订完善实验教学大纲，加强对实验教学的管理和指导。

2.改进实验教学方法，丰富实验教学手段。应以学生为主体，以教师为主导，积极改进实验教学方法，科学安排课程实验，合理设计实验内容，给学生充分的自由空间，引导学生独立思考应该怎样做，使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点，为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段，如借助实验辅助教学平台，利用仿真技术，加强新技术在实验中的应用，使学生增加对实验的兴趣。

3.加强师资队伍建设，确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍，是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度，对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划，从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜，保证实验师资队伍的稳定和发展。

4.保障实习基地建设，增加就业竞争能力。开展校内外实习是提高学生实践技能的重要手段。

实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所，对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业，给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外，可以把企业请进来，联合构建集成电路专业校内实践基地，把企业和高校的资源最大限度地整合起来，实现在校教育与产业需求的无缝联接。

5.重视毕业设计，全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期，此时学生面临找工作和准备考研复试的问题，毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学，应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计，因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习，部分完成专业课程的学习，而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师，在此时进行毕业设计，一方面可以和专业课学习紧密结合起来，另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。

选题是毕业设计中非常关键的环节，通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容，是做好毕业设计的基础，决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向，在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中，可以让学生们适当地参与教师的科研活动，以激发其专业课学习的热情，在科研实践中发挥和巩固专业知识，提高实践能力。

6.全面考核评价，科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核，实践教学的考核标准不易把握，操作困难，因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核，影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年，每个培养环节都应进行科学的考核，既要加强实验教学的考核，也要加强毕业设计等环节的考核。

对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控，教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价；事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩，并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高，能够有效地提高实验课效果。此外，还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。

7.借助学科竞赛，培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上，以竞赛的方式培养学生的综合能力，引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题，并增强学生的学习兴趣及研究的主动性，培养学生的团队协作意识和创新精神。

在参加竞赛的整个过程中，学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾，灵活运用，还要查阅资料、搜集信息，自主提出设计思想和解决问题的办法，既检验了学生的专业知识，又促使学生主动地学习，最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力，认真总结参赛经验，分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足，能够相应地改进教学方法与内容，有利于提高技能教学的有效性。

此外，还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目，通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。

参考文献：

[1]袁颖，等.依托专业特色，培养创新人才[J]. 电子世界，2012（1）.

[2]袁颖，等.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J]. 实验技术与管理，2009（6）.

[3]李山，等.以新理念完善工程应用型人才培养的创新模式[J]. 高教研究与实践，2011（1）.

集成电路设计研究方向篇5

关键词：特色专业建设；复旦大学；微电子学；创新人才培养

复旦大学“微电子学与固体电子学”学科有半个多世纪的深厚积累。20世纪50年代，谢希德教授领导组建了全国第一个半导体学科，培养了我国首批微电子行业的中坚力量。60年代研制成功我国第一个锗集成电路。1984年，经国务院批准设立微电子与固体电子学学科博士点，1988年、2001年、2006年被评为国家重点学科。所在一级学科于1998年获首批一级博士学位授予权，设有独立设置的博士后流动站和长江特聘教授岗位，建有“专用集成电路与系统”国家重点实验室，1998年和2003年被列入“211”工程建设学科，2000年被定为“复旦三年行动计划”重中之重学科得到学校重点支持，2005年获“985工程”二期支持，建设“微纳电子科技创新平台”。

长期以来复旦大学微电子学教学形成了“基础与专业结合，研究与应用并重，创新人才培养国际化”特色。近年来，在教育部第二批高等学校特色专业建设中，我们根据国家和工业界对集成电路人才的要求，贯彻“国际接轨、应用牵引、注重质量”的教学理念，制定了复旦大学“微电子教学工作三年计划大纲”并加以实施，在高端创新人才培养方面对专业教学的特色开展了深层的挖掘和拓展。

一、课程体系的完善和课程建设

微电子技术的高速发展要求微电子专业课程体系在相对固定的框架下不断加以更新和完善。

我们设计了“复旦大学微电子学专业本科课程设置调查表”，根据对于目前工作在企业、大学和研究机构的专业人士的调查结果，制定了新的微电子学本科培养方案。主要修改包括：

（1）加强物理基础、电路理论和通信系统课程。微电子学科，特别是系统芯片集成技术，是融合物理、数学、电路理论和信息系统的综合性应用学科。因此，在原有课程基础上，增加了有关近代物理、信号与通信系统、数字信号处理等课程，使微电子学生的知识覆盖面更宽。

（2）面向研究、应用和学科交叉的需要，增加专业选修课程。如增加了电子材料薄膜测试表征方法、射频微电子学、铁电材料与器件、Perl语言、计算微电子学、实验设计及数据分析等课程，为本科生将来进一步从事研究和应用开发打下基础。

（3）强调能力和素质训练，高度重视实验教学。开设了集成电路工艺实验、集成电路器件测试实验、集成电路可测性设计分析实验及专用集成电路设计实验等从专业基础到专业的多门实验课。

在课程体系调整完善的同时，还对于微电子专业基础课和专业必修课开展了新一轮的课程建设。包括：

（1）精品课程的建设。几年来，半导体物理、集成电路工艺原理、数字集成电路设计经过建设已经获得复旦大学校级精品课程。其中半导体物理和集成电路工艺原理课程获得学校的重点资助，正在建设上海市精品课程。另有半导体器件原理和模拟集成电路设计正在复旦大学校级精品课程建设之中，有望明年获得称号。

（2）增加全英语教学和双语教学课程。为了满足微电子技术的高速发展和学生尽快吸收、学习最新知识的需求，贯彻落实教育部“为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”的要求，在本科生专业课的教学中新增全英语教学课程3门，双语教学课程4门。该类专业课程的开设也为微电子专业的国际交流学生提供了选课机会。

（3）教材建设。为了配合课程体系的完善和补充更新专业知识，除了选用一些国际顶级高校的教材之外，还依据我们的课程体系组织编写了一系列专业教材和论著。有已经出版的《深亚微米FPGA结构与CAD设计》、《Modern Thermodynamics》、《现代热力学－基于扩展卡诺定理》，列入出版计划的《半导体器件原理》、《超大规模集成电路工艺技术》和《计算机软件技术基础》。另外根据课程体系的要求对实验用书也进行了更新。

为了传承复旦微电子学的丰富教学经验和保证教学质量，建立了完备的教学辅导制度，如课前试讲、课中听课及聘请经验丰富的退休老教师与青年教师结对子辅导等。每学期听课总量和被听课教师分别均超过所授课程和任课教师人数的50%以上。对所有听课结果进行了数据分析，并反馈给任课教师，为教师改进教学提供了有益的帮助。在保证教学内容的情况下，鼓励教师尝试新的教学手段，实现所有必修课程的电子化，建立主要必修课程的网页，完全公开提供所有课件信息，部分课件获得超过15000次的下载量。青年教师还独创了“移动课堂”的授课新方法，该方法能够完整复制课堂教学，既能高清晰展示教学课件的内容，又能把教师课上讲解的声音、动作及临时板书全部包含在内，能够使用大众化的多媒体终端进行播放，随时随地完美重现课堂讲解全过程。

通过国际合作的研究生项目及教师出国交流，复旦大学微电子学专业教师的教学水平得到进一步提升。在研究生的联合培养项目（如复旦-TU Delft硕士生项目、复旦-KTH硕士生/博士生项目等）中海外高校教师来到复旦全程教授所有课程，复旦配备青年教师跟班听课和担任课程辅导。这使得青年教师的授课理念、授课方式及授课水平都有大幅提高。同时，由于联合培养项目及其他合作项目，复旦的青年教师也被邀请参与海外高校的教学，担任对方课程的主讲，青年教师利用交流的机会，引进海外高校的一些课程用于补充复旦微电子的培养方案。这些都为集成电路专业特色的挖掘和拓展起到重要的作用。

经过几年的努力，微电子专业的教学水平普遍得到提升，在教学评估中得到各个方面的好评。

二、培养方法的改进和创新

培养适应时代要求的微电子专业创新人才也需要在培养方法上加以改进和创新。

针对微电子工程的特点，在坚持扎实的理论的基础上，强调理论联系实际，开展实践能力训练。在学校的支持下，教学实验室环境得到及时更新，几个方面的实验教学在国内形成特色。

（1）本科的集成电路工艺实验可以在学校自己的工艺线上完成芯片的清洗、氧化、扩散、光刻、蒸发、腐蚀等基本工艺制作步骤，为学生完整掌握集成电路制造的基本能力提供了很好的实际训练。

（2）在集成电路测试方面，结合自动化测试机台（安捷伦SoC93000ATE），开设了可测性设计课程，附带实验。

（3）集成电路设计课程都附带课程项目实践，培养了学生实际设计能力和素质，取得很好效果。

通过课程教学训练学生创新思维和分析问题的能力。尝试开设了部分本科生和研究生同时共同选修的研讨型课程。在课程学习的过程中，本科生不仅可以得到研究生的指导，在课堂上就某些课程内容进行探究，还可以在开展课程设计时在小组内和研究生同学共同开展小型项目研究，对于提高本科生进一步学习微电子专业的兴趣和培养他们发现问题解决问题的能力有很大的帮助。

参加科研无疑是培养学生创新能力的一个最为有效的途径。配合复旦大学的要求，微电子学专业在本科阶段，持续设置多种科研计划，给予本科生进实验室开展科研以支持。

（1）大一的“启航”学术体验计划。计划鼓励大一学生在感兴趣的领域进行探究式学习和实践，为学生打造一个培养创新意识，锻炼学术能力的资源平台。“启航”学术体验计划的所有学术实践项目均来自各个微电子专业的导师，学生通过对感兴趣的项目进行申报与自荐的形式申请加入各学术实践小组。引导学生领略学科前沿，体验研究乐趣。

（2）二、三年级曦源项目。项目建立在学生自主学习和创新思想的基础上，鼓励志同道合的同学组成研究团队，独立提出研究方向，寻找合适的指导教师。加入自己感兴趣的研究方向的团队。在开放课题列表中寻找合适的课题方向，并向该课题指导教师进行申请。还有更多的学生在大三甚至更早就进入各个研究小组，参与教授领导的各类部级、省部级项目及来自企业、海外等的合作项目的研究。在完成的计划和项目成果之外，学生们还在收集文献资料、获取信息的能力，发现问题、独立思考的能力，运用理论知识解决实际问题的能力，设计和推导论证、分析与综合的能力，科学实验、发明创造的能力，写作和表说的能力等方面，都有不同的收获。

通过学生参加国际交流活动及外籍教师讲授课程给学生提供国际化的培养，提供层次更高、路径多元的培养方案，培养了学生的国际化眼光，开拓了学生的培养渠道。

几年来，微电子学专业学生的出国交流人数逐年增长，从2008年起，共有20位本科生赴国外多个高校交流学习。交流的项目包括双学位、长学期和暑期项目等，交流时间从3个月到2年不等，交流学校包括美国（耶鲁、UCLA等）、欧洲（伯明翰、赫尔辛基等）、日本（早稻田、庆应等）及我国港台高校。大多数同学在交流期间的学习成绩达到交流学校的优秀等级，同时积极参加交流学校教授小组的科研工作，得到了很好的评价。个别同学由于表现优异在交流结束回国后被对方教授邀请再次前去完成毕业论文；也有同学交流期间）参加国际级大师的科研小组工作，获益匪浅，直研后表现出强于一般研究生的科研能力。可以看到，国际交流不仅为同学们提供了专业知识和研究能力的不同培养模式，也为他们提供了更加广阔的视野和体验多种文化的机会，为他们今后的发展和进步打下了很好的基础。自特色专业建设以来，每学期均新开设“前沿讲座”课程，课程内容不固定，授课人为聘请的海外教师，有的来自海外高校，有的来自海外企业，课程均为全英语课程或双语教学课程。这类课程直接引进了海外高校的课程和教学方式，不仅学生受益，同时也培养了复旦微电子专业的青年教师。企业还提供与课程内容直接相关的软件，在改善教学环境的同时，还为学生参加科研提供了培训。

经过2年多特色专业项目的建设，复旦微电子学专业在巩固已有教学特色基础上，在高端创新人才培养方面进行了深层的挖掘和拓展，取得了一系列的成果。

集成电路设计研究方向篇6

中图分类号：TH789文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2011） 06-0000-01

Bluetooth-based Design and Implementation of Portable ECG Monitor

Zhao Xuegong,Liu Shi,Li Huaizhou,Yang Xiaojiao

(School of Optoelectronic Information,University of Electronic Science&Technology,Chengdu610054,China)

Abstract:This paper uses SCM to build data acquisition terminal and uses S3C2440 to build handheld terminal,the Bluetooth is uesd for data transfer and communication between data acquisition terminal and handheld terminal,All of these have achieved very good design of wireless ECG monitoring system.

Keywords:ECG;S3C2440;P89LPC92;Bluetooth

心血管疾病是一种常见多发慢性病，由于病情隐蔽、发展危险性高等特点，使得心血管疾病成为死亡率最高的疾病之一。本文主要是介绍了利用蓝牙技术构建心电采集和心电处理终端的通信和数据传递，从而省去了系统间的电缆连接，S3C2440强大的管理功能能够实现心电信号的实时处理和存储，让使用者随时随地都能够掌握自己的心电情况。该系统有测量准确、方便携带等优点。

一、系统硬件电路设计

硬件系统的整体设计主要包括两部分，一部分是信号采集部分，另外一部分是手持终端部分信号采集部分。采集模块通过心电导联采集的数据，通过蓝牙将心电信号数据传给手持终端，手持终端对心电数据进行处理和存储并通过LCD显示出来。

（一）信号采集电路

数据采集硬件主要包括心电信号调理电路、单片机（自带A/D转换器）以及蓝牙模块，采集电路我们以P89LPC952[1]，辅助心电信号调理电路和蓝牙模块，完成心电信号的采集，A/D转换以及传输。数据采集模块的原理框图如图1所示。

心电调理电路主要是完成由携带在人体上的专用电极获取的心电信号进行放大和滤波。导联获取的心电信号首先经一级放大器进行初步放大并对各种干扰信号进行一定的抑制，然后送入带通滤波器以滤除心电频率范围以外的干扰信号，二级放大器（主放大器）再将滤波后的信号进一步放大到合适范围，最后经50Hz陷波器滤除工频干扰，得到的模拟心电信号将被送入P89LPC952的A/D口。

集电路核心控制器P89LPC952是一款单片封装的微控制器。该单片机具有8KB可擦除Flash程序存储器、256字节RAM数据存储器和256字节、8输入多路10位A/D转换器、2个16位定时/计数器、两个增强型UART等资源。P89LPC95是一种集成度高、功能强大的单片机芯片，非常适合于要求速度快、可靠性高、扩展功能强和节电的应用系统。

本系统采用的蓝牙是威蓝通信（加拿大）有限公司研制的蓝牙通用数据串口采集模块SBT-810-BBM（UART）[2]。该设备通过RS232可以实现即插即用的蓝牙串行口应用模块，不需要任何蓝牙软件和驱动程序，具有50Ω射频端口，有效距离为10-20米。

（二）手持终端电路

手持终端是基于三星公司的S3C2440处理器，包含存储电路、复位时钟电路、供电电路、SD卡电路、蓝牙模块电路、JTAG/USB、LCD显示摸屏电路等。

中央处理器S3C2440是samsung公司基于ARM920T内核开发的16/32位RISC嵌入式处理器，主要应用于便携式、高性能、低功耗的设备，特别适合医疗器械等仪器仪表设备[3]。S3C2440提供了一套比较完整的通用系统的设备，并且使得整个系统消耗最小。

二、软件设计

单片机的程序设计可以使用C语言完成。由于C语言程序简单易懂，可移植性好，可靠性高，低开发成本，而且开发出的系统易于维护而且使用它可以缩短开发周期。

本系统信号采集端与手持终端的蓝牙通信和Qt应用程序的架构。蓝牙通信流程一般有以下几个步骤：蓝牙模块自身初始化端口、初始化蓝牙硬件、HCI流量控制设置、查询、建立连接、进行ACL数据传输和断开连接等。

手持终端基于Linux系统，设计过程包括：Linux内核裁减与移植、根文件系统制作、Linux设备驱动设计及系统应用程序开发。基于Qt图形用户界面开发工具，采用模块化设计方法，开发了心电监护系统的应用程序，重点设计了心电数据实时显示、心电数据回放模块。

三、结束语

通过对硬件和软件的调试，成功地在硬件和软件上实现了心电信号采集、传输、处理和存储。该系统与其它心电仪最大的差别在于实现了数据采集和数据处理的无线传输，让使用者更加方便的随时随地长时间测量心电信号，具有较强的实用性。

参考文献：

[1].

[2].

集成电路设计研究方向篇7

主干课程：电子技术基础、集成电路工艺原理、集成电路封装与测试基础、硬件描述语言(Verilog/VHDL)、数字系统设计、IC 设计方法、数字系统 CAD、FPGA 应用开发、集成电路版图设计等。

本专业学生毕业后可在集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事开发和研究工作。

微电子技术专业就业方向有哪些 就业方向：电子类企事业单位：半导体集成电路芯片制造、产品检测、产品封装、版图设计、质量控制、生产管理、设备维护及技术研发。

学生可选择到中、高等职业院校从事专业教学和管理工作，或到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事研究、开发及管理等工作，也可选择微电子科学与工程、固体电子学、通信、计算机科学等学科继续深造，攻读硕士研究生。

微电子技术专业主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力;

2.具备熟练使用通用电子仪器、仪表及集团电路相关测试设备的能力;

3.具备电子系统组装调试能力;

4.具备从事集成电路应用推广工作的能力和销售能力;

5.掌握数字系统 Verilog/VHDL 编程及调试技能;

6.掌握集成电路前端(逻辑综合)/后端工具(自动布局布线)的使用方法;

7.掌握集成电路版图工具的使用方法;

集成电路设计研究方向篇8

本文从课程体系设置、实验实践教学等多方面详细分析了目前集成电路设计本科教学存在的问题。在此基础上，从三个方面提出了集成电路设计本科人才培养的改革措施，探索集成电路设计本科创新型人才培养模式。

一、集成电路设计本科人才培养存在的主要问题

1.课程设置及课程内容不合理，从而降低了学生的学习热情

目前，国内多数院校的集成电路设计专业在本科阶段主要开设有“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”、“数字集成电路设计”和“模拟集成电路设计”等专业课程。对于这些课程的开设主要存在下列问题：

（1）不重视专业基础课程的教学。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路方面的基础课，为后续更好地学习集成电路专业课提供理论基础。如果这些基础课程没学好，学生在学习后续相关专业知识时就会比较困难，进而直接导致学业的荒废。但有些高等院校将这些课程设置为选修课，设置较少的课程教学课时量，甚至少数院校不开设这些课程。

（2）课程开设顺序上存在很多问题。在部分高等院校的培养计划中，“固体物理”课程和“晶体管原理”课程同一个学期开设，造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“固体物理”课程的基础，从而很难快速地进入状态，学习兴趣受到严重影响。

（3）基础课程的理论性太强，学生学习的兴趣不高。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是专业基础课程，理论性较强，公式推导较多，并且要求学生具有较好的数学基础。然而，一般来说，本科学生都比较厌烦复杂的理论分析和繁琐的公式推导，特别是基础相对较差的学生，再加上较强的数学基础要求，学生学习的积极性受到极大打击。此外，部分高校设置的专业基础课程教学课时量较少，学生不能全面、深入地学习，进一步削弱了学生的学习热情。[5]

2.实践教学量不足，学生动手能力差

电子设计自动化（Electronic design automatic，EDA）是集成电路设计技术的必备基础手段。集成电路设计专业的本科毕业生必须掌握一些常用的EDA工具，对将来工作和继续深造学习都具有很大的促进作用。为了推广EDA工具的使用，许多EDA公司实施了专门的大学计划。我校购买了CADENCE软件以及高性能服务器，搭建数/模混合集成电路设计EDA平台，并与ALTERA公司共建了EDA/SOPC联合实验室。但学生的实际使用情况却喜忧参半，难以实现软件使用量的最大化。一方面，购买的软件等资源主要供学生实验课上使用，其余时间学生很少使用。另一方面，教师在上实验课时一般都采用填鸭式灌输方式，而不是学生自己摸索，从而难以理解、使知识融会贯通。因此，学生很容易忘记实验课上学到的知识点，在后续的工作或学习中要用到相关软件工具时需重新学习。动手能力差成为了集成电路设计方向本科生择业时的一大障碍。[6]

3.门类分科不合理，属性不一致

无论是从专业内容还是专业性质上分，集成电路设计方向都应该属于工科性质。然而，我校将该专业划归理科专业。这将导致虽然学习的课程与内容和其他高校工科性质的集成电路设计方向基本一致，毕业时学生却是获得理学学士，造成很多学生在就业时遇到问题。许多单位招聘时首先看的是毕业证和学位证，使得很多学生错失了就业的好机会。最终直接导致下一学年选择该专业的学生越来越少，只能靠调剂维持正常教学。另一方面，学生对集成电路产业现状和发展趋势了解甚少，对集成电路设计专业的优势了解不够，对集成电路设计人才市场需求和该专业的良好就业形势认识不清，从而不能充分激发学生的学习兴趣。

二、创新型人才培养的具体措施

1.改革课程教学，增强学生的创新能力

建立由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的集成电路设计专业课程体系。压缩公共基础课，取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程（比如计算机文化基础课程）。合理安排专业基础课程和专业方向课程的开课顺序、课时量。在教学内容和教学方法上，集成电路设计的教师应该做到“授之以渔，而不是授之以鱼”。对于集成电路设计方向的本科生而言，其学习的内容是集成电路相关的最基础理论知识、电路结构及特点。其学习重点应该是掌握基础的电路结构以及分析电路的基本方法等，而不是电路各性能参数的具体推导。因此，教师在讲授“固体物理”和“晶体管原理”等集成电路设计专业基础课时，应该尽量避免冗长的公式及繁琐的推导，以免影响学生的学习兴趣。另外，适当减少理论教学中复杂的公式推导，而着重半导体器件工作原理和特性的物理意义的学习，既可使学生容易接受又有利于后续专业方向课程的学习。

2.完善实验实践环节，培养学生的创新能力

实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。对于集成电路设计专业而言 ，完善实验实践教学环节需要从以下三个方面着手：

（1）增加实验教学的课时量。目前，集成电路专业本科教学中的实验教学量过少。以“模拟集成电路设计”课程为例。总课时量为48学时，其中理论课38学时，实验教学仅10个学时。38学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。仅10个学时的实验教学还包括2～4学时的EDA工具学习，留给学生独自进行电路设计的就只有6～8个学时。学生不可能很好地理解理论课所学知识，更谈不上融会贯通，极大地削弱了学习兴趣。因此，增加本科教学的实验教学课时量可以有效地促进教学效果，激发学生的学习兴趣。

（2）完善和优化由课程设计、课程实训、生产实习、毕业实习和毕业设计构成的专业实习实践教学体系。该实习实践教学体系具备分级教学和多层次教学的特点，对集成电路专业创新型人才的培养具有重要作用，尤其是其中的课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是理论基础和工程实践的有机结合，可以很好地培养学生的工程素质和创新能力。在这两个环节中，选题是关键，也是难点。选题既要具有一定的工程背景又要让学生感兴趣，从而不但培养学生的工程能力，而且激发学生学习的主动性、积极性和实践创新能力。

（3）应该将以CADENCE软件为主体建立的数/模混合集成电路设计EDA平台，以及与ALTERA公司共建的EDA/SOPC联合实验室作为开放式电子设计训练和综合创新性实验基地的重要组成部分，成为学生进行课程设计和毕业设计以及课外实践活动的平台，从而实现软件资源使用的最大化。

3.增加就业相关知识，增强学生的竞争能力

据相关部门统计，极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路设计方向相关工作，多数选择改行或继续学习深造。这是因为一方面本科生基本知识储备不够，更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。然而，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。因此，就个人的长远发展而言，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因而，教师在讲授集成电路设计方面知识的基础上应有重点地讲授基本的集成电路版图、集成电路工艺流程、芯片测试等相关内容。

再者，定期举办学术报告会，让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势，了解集成电路产业的市场需求，了解集成电路设计及相关人才市场需求，了解集成电路设计专业就业前景，从而激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

三、结论

集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济发展与社会信息化的重要基础。创新型人才是发展集成电路产业的关键。因而，大力推进集成电路产业的发展必须提高集成电路设计人才的培养质量。目前，我国内集成电路设计本科教育尚处于孕育发展阶段，虽适应IC产业发展的需求，但仍存在很多问题需要解决。本文根据调研结果分析目前集成电路设计本科人才培养存在的问题，结合我校实际情况提出了几项改革措施，但远没有涉及集成电路设计本科创新型人才培养模式的诸多方面。但是，可以预测，有政府的大力扶持和相关教师及学生的共同努力，我国的集成电路设计本科人才培养定会逐步走向成熟，最终建立完善的集成电路设计本科创新型人才培养模式。

参考文献：

[1]杨媛，余宁梅，高勇.半导体集成电路课程改革的探索与思考[J].中国科教创新导刊，2008，（3）.

[2]刘胜辉，崔林海，黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究，2008，（22）.

[3]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路，2007，（4）.

集成电路设计研究方向篇9

1972年，姜岩峰出生于甘肃省白银市，1989年考入东南大学，攻读半导体物理与器件专业，从此与电子学结下了不解之缘。大学毕业后。姜岩峰进入大连市自动化仪表公司，成为一名普通的工艺员。工作期间，他不甘落后，踏踏实实、埋头苦干。不断推陈出新。因在工厂的突出表现，受到了公司以及同事的认可。

命运始终青睐那些坚持不懈的人，工作之余的姜岩峰一直未放弃继续学业的梦想，1995年以优异的成绩考取了兰州大学微电子所的研究生。在攻读硕士、博士研究生的5年里，姜岩峰广泛涉猎多学科知识，他总是觉得时间不够用，因此总是抓紧分分秒秒、如饥似渴地学习着，不断充实着自己。2000年获得博士学位后，姜岩峰又回到他的母校――东南大学，在MEMS教育部重点实验室博士后流动站进行研究。在那里，他踏上了真正意义上独立从事科研的道路。那段时光，姜岩峰和他的同仁们一道，一头扎在实验当中，熬过了无数个昼夜，攻克了一道道难关，终于在研究上取得了突破性进展。

创建专业　让微电子学科发展走向正轨

为了配合“北方微电子产业基地”建设规划，在北京市教委的支持下，决定在北方工业大学建立“北方微电子人才培养基地”。从“博士后”出站后，姜岩峰被北方工业大学务实的风格和严谨的校风所打动，毅然北上，投入到学校的微电子专业建设上来。开始了他在北方工业大学微电子学学科的创建和科研工作。

初到北京的那段日子里，姜岩峰也曾有过工作不如意的失落，由于当时的北方工业大学微电子专业还处于起步阶段，一切只能靠白手起家，从零开始。起初，姜岩峰的办公室里面全部家当只是几张旧办公桌。别人认为简陋的环境，在他看来不过是对意志的磨炼。在他的带领下，2002年。微电子学科成立，主要承担微电子专业的教学任务，为北京市培养微电子产业发展需要的高级应用性专业人才。

为了微电子学学科更好地发展，在学校的统一规划下，2005年成立了微电子学系和集成电路测试技术研究所，微电子学专业也被北京市评为“北京市级品牌专业”，这时的姜岩峰可以大展身手了。通过几年的励精图治，实验室条件不断改善，设备日益更新；师资力量也越加雄厚，逐渐形成了坚强的科研团队。

如今的北方工业大学微电子实验室已经发展成为“北方微电子人才培养基地”，为国内微电子行业补充了大量的实用型人才，是国内首个集成电路测试方向培养单位。作为学校微电子学科的创始人之一，姜岩峰倍感欣慰。

倾心倾力　科研育人两不误

进入北方工业大学以来，姜岩峰一直勤勤恳恳，兢兢业业，在“集成电路与系统的设计及应用”领域，他先后完成了“硅上外延p型碳化硅欧姆接触及其高温可靠性的研究”、“集成电路和系统的静电放电(ESD)机理及行为的研究”、“CMOS集成电路ESD保护的设计及研究”等国家自然科学基金、教育部、北京市自然基金委、北京市教委以及企业委托开发项目，并取得了一定的成果。

一个科研工作者如果心怀杂念，是很难取得成果的。姜岩峰说：“做科研要耐得住寂寞，持之以恒才能出成果”。姜岩峰在带领科研团队工作时，非常注重从科研立项到付诸实施过程中的每一步骤以及前期的决策和准备，他认为在项目实施之前，必须审时度势，进行可行性判断，否则细节的遗漏和方向的错误就会葬送团队之前的所有努力。经过精心的准备，姜岩峰带领的科研团队在北京市科技计划重点课题答辩中受得了评审专家们的首肯，承担了重大科研项目的研发工作。

科研上的大量精力，并没有令姜岩峰对教学有所怠慢。相反地，他一直把坚持不懈的科研精神交融在教学中，他强调，作为一名理工科的学生，需要有一种不惧困难、勇于攻坚的钻研精神。从他手下走出去的每一位学生，几乎都是从入学起就要接受他所进行的人格塑造与教育，也几乎都早早地确立起自己的人生志向和目标一学到真本领，服务社会、贡献社会。在姜岩峰看来，教学永远是一个教授的中心工作，无论何时也不会用没有时间来搪塞。而且，“只有在完成教学任务的前提下才能潜心做学问，搞研发，只有如此才能与‘学校、教学向教学科研综合方向转化’的近期规划接轨。”

出版专著　为微电子研究导航

目前，电子工业已成为世界上规模最大的工业，其全球市场份额已经超过1万亿美元。而作为电子工业的基础，电子器件领域的发展十分迅速，半导体器件的特征尺寸已进入超深亚微米。在原理、结构和制造工艺等方面有许多重大突破，同时出现了许多新型半导体器件。电子器件方面技术的进步，在今后相当长的时间内仍会继续保持着突飞猛进、日新月异的势头，新器件、新效益、新的物理机制还会不断涌现，电子器件产业的蓬勃发展对人类的进步起到了广泛而深远的影响。

目前国内外已经有许多关于电子器件物理方面的专著，为培养相关人才和推动科技发展发挥了巨大的作用。姜岩峰深知，教材的优质直接影响学生的启发性研究，但是为适应学科发展以及培养创新型人才的需要，新的教材也应及时予以更新。因为懂得，所以潜心去做。2004―2008年，不过五年，他就连续出版了十部教材――《微纳电子器件》、《电子制造技术》、《微电子机械系统》、《现代集成电路版图设计》、《集成电路设计实例》、《集成电路设计实验与实践》、《集成电路测试技术基础》、《硅基纳米电子学》、《英汉微电子与光电子技术词典》以及《硅微机械加工技术》。

该系列教材系统化地涵盖了微电子本科教学的大部分内容，且十分注重对实践的探索，对于学生视野的开拓以及实践能力的提高产生着不容小觑的作用，自投入教学应用以来，反响良好。其中，《集成电路设计实例》与《集成电路设计实验与实践》是集成电路设计方面国内最早出版的实验指导用书；《微纳电子器件》一书更是受到国内业界的认可，先后被电子科技大学、国防科技大学、兰州大学等高校确定为研究生专业教材。

《微纳电子器件》是在广泛汲取相关研究成果的基础上，将半导体器件物理、纳米器件物理、MEMS(微电子机械系统)器件和半导体器件数值分析等内容进行了整合，并对目前的微纳电子器件进行了较全面的概述。在该书中。姜岩峰主要讲述了一些重要半导体器件的基本工作原理和特性，一方面力求概念阐述清晰、理论联系实际，另一方面，尽可能地反映出器件发展的动向。

心系产业　让微电子发展更好

上世纪80年代。邓小平亲自为“863”计划题词：“发展高科技，实现产业化。”但即使今天，科技成果产业化在理论建设和实践操作中也还是问题重重，面对此间种种。如何实现自己的价值呢?姜岩峰偏不信邪，他认定“若要喜欢自己的价值，就得给世界创造价值”，一路潜心埋首，在集成电路方面实现了他产业化跨越的梦想。

2008年底，在苏州举行的“国家创业领军人才”评选中，姜岩峰及团队有幸入围。原本“国家创业领军人才”是针对江浙一带进行的地域性评选，但由于姜岩峰一直致力于科研成果向当地市场的转化，得到了同行们的大力推荐。而他为江浙科技成果产业化事业的发展所发挥的积极作用也深深打动了苏州国家高新区。

姜岩峰破例获得“国家创业领军人才奖”并不能说是偶然。早在2007年底。姜岩峰携团队承担的一项“北京市‘十一五’科技攻关”项目，经国内知名专家鉴定后，属国内领先水平。当时的他不想就这样把项目终结，因为科研的目的在于形成产业，推进科技进步，而不是将成果束之高阁。于是，他找到了当时国内微电子产业起步最早的苏州工业园高新区，经过与学校、北京市的多次交涉，终于决定把“AC-DC变换器电源管理集成电路(20W)”项目的科研成果转让给苏州的一家微电子公司，没过多久，该成果就迅速形成了产品，为该公司带来了巨大的经济效益。

这一次的成功，使江浙地区的许多企业意识到仅凭自己的研发能力是难以制胜的，他们也希望通过与高校合作研究获得更大的发展机会，纷纷慕名前来，要求与姜岩峰合作开发新的微电子产品。几经周折，“开关类AC-DC电源管理集成电路关键IP核”项目随后也转让给了上海一家电子公司。

一项项成果的突破对于北方工业大学来说是非常不容易的，除了研究本身的困难，经费的窘境、同行的非议、政策的缺位也不断考验着姜岩峰的耐心。从产业化方面来说，北方工业大学是很成功的，能够把科研的成果得以运用，微电子集成电路形成产业化，给社会带来了巨大效益，这是很多院校甚至重点院校都遥不可及的。姜岩峰说“虽然现在面临金融危机等诸多困难。但是微电子行业发展前景还是非常好的。”

集成电路设计研究方向篇10

1 CDIO一体化课程

CDIO一体化课程是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的构建能力为一体的方案所设计出的课程计划[1]。即按照CDIO（构思-设计-实施-运行）理念，在不增加教学内容和时间的基础上，调整和优化原有教学的计划，以实现知识、能力和态度培养的一体化及专业技能与人文素养培养的一体化。同时，CDIO一体化课程也是“做中学”和“基于项目的教育和学习”（project based education and learning 简称PBL）的具体体现[2]。PBL区别于传统教学法实现了三个转变：以教师为中心转变为以学生为中心、以课本为中心转变为以项目为中心及以课堂为中心转变为以经验和能力为中心。强调学习的目的性和主动性。

2 集成电路设计与集成系统专业课程体系及问题分析

课程体系理论对课程计划的研究与设计起着指导意义，从一定程度上反映了对学科知识体系和学生能力培养的认知[3]。下面从课程组织上来分析集成电路设计与集成系统专业传统课程设计存在的问题。

集成电路设计与集成系统专业课程组织及问题分析。基于Grinter报告[4]，现将我校集成电路设计与集成系统专业的公共课，专业基础课和专业课等进行了重新划分，如表1所示。再对比麻省理工学院（MIT）的航空航天工程专业课程[5，6]，（MIT多年来被QS世界大学排名和世界大学学术排名评为世界第一，其已成为CDIO工程教育的标杆），讨论了基于CDIO一体化课程理念下我国集成电路设计与系统专业在课程设置上存在的问题：（1）工程实验课程比例低。工程分析与设计及工程实验类需要发挥学生能动性的课程仅为21%，远低于基础科学等理论课程.而麻省理工学院2014级航空航天工程专业课程体系中实践课程学分比例为45%；（2）人文社科类课程比例较低，不足10%。MIT航空航天工程专业课程体系中人文社科类课程学分比例为37%，人文社科类课程目标是培养学生作为一个公民应具有的基本素质和作为专业人士应具有的职业道德，在强调专业教育的同时不可忽视人文社科类的教育；（3）选修课比例不足。非限定性选修课程不足5%。而MIT课程体系中选修课程比例为55.8%，其中非限定性选修课程比例为24%。大量选修课的设置充分给予了学生学习的主动性，尊重学生个性发展及创新力的培养。

3 基于CDIO的集成电路设计与集成系统专业一体化课程体系模型研究

集成电路设计与集成系统作为一个典型的工科类专业，注重学生的动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力及人文素养的培养。而课程体系的建立能从学科知识体系方向来引导学生各方面能力的培养。

集成电路设计与集成系统专业一体化课程设计。采取“自上而下”的总线型结构模式，如图1。即以项目设计为导向，先给出宏观、整体的概念，再由宏观到微观，由整体到局部，由项目所涉及的专业知识到专业知识所涉及的专业基础知识等展开整个课程。

对比传统课程体系具有明显的优势：第一，通过以职业方向为导向的规划，学生可根据自己兴趣选择适合自己的团队，达到因材施教的目的；第二，以组建团队来制定课程并完成项目，打破了传统的分班教学制，学生通过相互讨论，沟通以解决问题能培养团队合作意识。第三，实现了学科间的相互支撑及联系，学生每上一门课程都能明确该课程与先修课程和后续课程之间的联系，以及整个课程体系的学习目的。第四，经历了一到六学期的学习为最后项目的实现做好了充分准备，若以该项目为学生的毕业设计可提高论文质量，又避免了论文作假，抄袭等现象等。第五，从课程组织上看，以项目为主线展开的必修课程大大减少，除此以外的专业课程、专业基础课程和学科基础课程均作为选修课程，使学生拥有更多跨专业学习的选择机会。另外，人文社科类等公共课程贯穿于整个大学课程中，以实现专业技能与人文素养的一体化培养。

与此同时，该课程体系对当前的教学模式也提出了相应要求，比如学生学习方法和教师授课方式的改革，教师团队培养的改革，学生考核方式的改革，配套教材的改革等等。

结束语

围绕CDIO理念，重新构建了集成电路设计与集成系统专业一体化课程结构，即以专业方向指导项目，再以项目指导课程，将能力培养融入理论学习，将知识应用融入项目实践。希望借助课程体系改革，以实现集成电路设计与集成系统专业学生知识、能力和态度培养的一体化，专业技能与人文素养培养的一体化。同时，对我国高校工科类课程体系改革具有一定的指导意义。

参考文献

[1]顾佩华，包能胜，康全礼等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012，3：24-40.

[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，3：1-6.

[3]王伟廉.高等学校课程体系现代化研究[D].厦门：厦门大学，2004.

[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江：浙江大学出版社，2009：179-192.

集成电路设计研究方向篇11

【摘　要】本文从分析集成电路设计实践教学的特点入手，对集成电路设计实验中引入研究型实践教学模式的必要性、作用分析及具体实施方法进行了具体探讨，并提出了研究型实践教学对老师、对学生的要求。

关键词 实践教学；集成电路

基金项目：南京邮电大学教改项目（JG03314JX17）。

作者简介：夏晓娟（1982—），女，南京邮电大学，副教授，从事集成电路设计领域的教学与科研工作。

随着教育改革的不断深入，随着我国电子信息技术飞速发展，迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变，且电子产品发展迅速，集成电路设计是与最前沿科技紧密相连的一个方向，相关的课程也应与前沿科技紧密相连，课程的学习更要注重理论联系实际，培养学生的科学思维能力和分析问题解决问题的能力。因此，集成电路设计实验应在传统的实践教学方法基础上，在“研究型实践教学模式”方面进行探讨和实践。“研究型实践教学模式”是指在实践教学中指导学生将所学理论知识用于行业实际问题分析的一种实践方法，旨在培养学生创造性的运用知识、自主的发现问题、研究问题，并解决问题的能力[1-2]。

1　确立研究型实践教学模式的必要性

集成电路（Integrated Circuit，IC）产业是信息产业的基础和核心，随着我国电子信息技术飞速发展，迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变，大多设计均采用无生产线设计，加工采用代工方式。成电路设计具有一定的特殊性，集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。全国集成电路设计相关企业对于人才的需要也越来越严格，越来越需要能力型的、具有创造力的人才，应聘的条件之一就是需要有集成电路设计的相关经验。作为一般理工科院校集成电路专业的发展在一定程度上缺乏对集成电路设计应用型人才培养的认识。因此，我们应该改变传统观念，树立IC设计研究型人才培养观。

集成电路设计实践主要是提供学生一个实践平台，采用先进的集成电路仿真软件，将书本上的知识采用模拟的方法进行加深理解。实践内容既是电路、模拟电子技术、数字电子技术以及课程设计中所学知识的应用，又是与最前沿科技紧密联系的。而传统的教学内容和教学模式，缺乏对学生创造力的培养，也缺乏与前沿科技的联系，因此需要进行教学改革的探讨和实践。

随着教育改革的不断深入，传统的实践教学中“以教师为中心”、“以灌输为主要方式”的教学模式已无法适应时代的要求。先进的教学模式是人才培养的关键措施。研究型教学模式，又称为研讨式教学模式，是指教师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识、自主地发现问题、研究问题和解决问题，以学生为中心，以知识掌握为基础，以能力培养为主线，以提高素质为目的的一种新模式。集成电路设计实践同样需要采用先进的教学方式，提高学生的创新能力，培养研究型IC设计人才。

2　研究型实践教学模式的作用分析

集成电路设计实践引入研究型实践教学模式，可以使相关领域的学生真正实现学有所用，不仅学习了集成电路设计的软件知识，同时可以将课堂的理论知识通过工艺模型、电路设计、仿真方法来复现，从而更深入的理解理论知识，而且可以通过一些电路实例来解释生活中的一些现象，激发学习的兴趣。

集成电路设计是实践性很强的一个方向，要求将工艺、器件、电路、版图四个方面的理论课程融会贯通，而传统的实践教学旨在加强学生对软件的认识，忽略对理论内容的加深与贯通。通过研究型实践教学模式的开展，可以在保证教学大纲不变的前提下，通过选择适用性较强的实践内容，使学生一方面能够将各门理论课的知识加深及贯通，另一方面可以使学生接触到用人单位感兴趣的课题内容，有利于学生加强实践的动力和持续进步。通过研究型实践，对学校而言，可以培养更优秀学生；对学生而言，可以掌握前沿知识、促进就业。

研究型实践成果的实现为学生的晋升、发展提供支持。学生的实践研究成果如能公开发表或获奖，能解决实际工作中的问题，这无形中为学生在工作岗位上的晋升、发展增加筹码。这在最大程度上激发学生的实践兴趣，是其他任何实践模式都不可比拟的。同时，研究型实践教学鼓励学生多看文献、多写总结报告，这也为学生撰写本科毕业论文打下良好的基础。

3　研究型实践教学模式的具体实施

3．1　课程结构优化

指导学生接触各类资料，能够提出问题，进而解决问题以掌握知识、应用知识，完成对知识的一个探求过程；对实验内容进行适当调整和完善，使课程体系更全面更科学，更能贴近行业发展，更能体现学生的主动性。

3.2　采用课堂讨论进行专题研讨的教学方法

在研究型实践教学模式中，师生互动有助于学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。根据课程需要，结合国内外的研究现状和发展趋势，采用与行业内吻合的实验软件，挑选合适的电路原型做仿真设计，并共同探讨电路的优化方案。

3．3　专业资料查询能力培养

为学生提供研究资料或指导学生进行资料查询、整理，鼓励学生从图书馆、书店、网络等各种途径查阅文献资料，以充实自己的研究基础。提醒学生要对已收集的资料进行批判性的研究，去伪存真，指导学生从这些资料中总结、分析、解释与实践研究课题相关的理论、知识经验以及前人的研究成果。

3．4　指导学生撰写专题论文（报告）

在研究型实践教学过程中，指导学生通过论文、调查报告、工作研究、分析报告、可行性论证报告等形式记录实践研究成果。在撰写论文时，要求学生要了解实践课题研究报告的一般撰写格式；要先拟订论文的写作提纲，组织好论文的结构，做到纲举目张；会用简练、严谨、准确的语言表达自己的思想，不追求文章的长短。指导学生开展专题电路讨论，由学生根据自己感兴趣的课题来查找文献资料，进行研究，完成电路设计和仿真，最后完成专题论文的撰写。

3．5　鼓励学生参与课题研究

为调动学生参与科研创新活动的积极性，激发学生的创新思维，提高学生实践创新能力，鼓励学生参加老师的课题，锻炼学生的动手能力，培养“研究型”的思维模式。

4　研究型实践教学模式对教师和学生的要求

4．1　研究型实践教学模式对教师的要求

研究型实践教学模式的实施对任课教师提出了新的要求：一是要熟练地掌握课程的基础知识和内在结构，还要掌握与课程相关的专业基础知识和实践的基本技能；二是要掌握学科最新信息，不断更新知识，了解课程所涉及学科的最新动态和取得的最新研究成果；三是要熟练运用科学研究的方法和手段。这些都对教师提出了更高的要求。

4.2　研究型实践教学模式对学生的要求

研究型实践教学模式对学生的要求：一是学生要有一定的知识积累，储备了比较完备的基础知识；二是要求学生具有一定的专业知识水平，熟练掌握集成电路的一些理论知识；三是要求学生具备一定的自我控制能力和自学能力；四是要求学生具备一定的科学研究能力。在研究型教学中，学生积极参与显得尤为重要，需要充分调动学生的积极性和主动性。

参考文献

集成电路设计研究方向篇12

中图分类号：G643　文献标志码：A　文章编号：1009-4156(2011)02-085-02

一、全日制专业学位硕士研究生培养的必要性

我国1985年开始工程类硕士研究生培养，授予工学硕士学位，侧重于科学研究和教学，培养了工程科学型人才。随着经济和社会的发展，经济建设第一线越来越需要一大批高层次、应用型、复合型人才。1997年，国务院批准设立工程硕士专业学位，开始培养工程建设型管理人才。

在工程硕士发展初具规模的前提下，2009年，教育部规定凡经国务院学位委员会审批设置的专业学位，均可招收全日制专业学位硕士研究生，改变了工程硕士培养只注重学术实践的单一模式，培养注重学术理论与实践的新型人才，这也是适应中国新型工业化道路对人才的需要。

二、电子信息类工程硕士培养的特点

电子信息类工程硕士培养主要集中在电子与通信工程领域和集成电路工程领域。

电子与通信工程是电子技术与信息技术相结合的构建现代信息社会的工程领域。电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题；信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。其工程硕士学位授权单位培养从事与之相应领域的高级工程技术人才。信息时代，信息产业将成为国民经济和社会生活的支柱，作为信息社会支撑的通信与信息工程必须将理论与实践相结合。

集成电路领域工程硕士学位授权单位培养集成电路设计与应用高级工程技术人才和集成电路制造、测试、封装、材料与设备的高级工程技术人才。作为信息产业基础和高新产业核心的集成电路工程必须以理论为支撑，同时在实践上需要不断创新发展。

三、电子信息类全日制专业学位硕士研究生培养模式

多年来，电子信息类工程硕士培养了大批掌握电子信息技术和集成电路技术的基础应用性技术人才，但具有工程研究能力、工程素养和创新能力的高层次人才严重不足。本文探讨依托工程中心、重大项目、重点团队的培养模式，力图培养具有工程实践能力、技术研发能力和团队创新能力的高层次工程研究人才。

(一)电子信息类高层次工程研究人才能力分析

为实现培养电子信息类高层次工程研究人才的目标，高校应当把能力培养放在首要位置，特别是工程实践能力、技术研究能力和团队创新能力的培养，如图1。

工程实践能力方面，包括基础实践和专业实践。

基础实践可以是师资交流、现场参观、区域论坛、管理沙龙、拓展训练等，主要使学生对工程概念加强理解并切身体会，实现对工程基础科学理论和方法的总体认识，为专业实跋打下基础。

专业实践包括电工电子实践、电子电路设计制作、电子产品检测与维护、电子产品整机组装、电子综合实践等，主要培养学生专业动手能力，提高学生社会适应力，将所学用于具体工程实践中，同时针对工程需要有目的、有方向、自觉主动地去学习。

技术研究能力方面，包括课程教学和导师指导。

课程教学包括计算机、电子元器件、视听产品、集成电路、新型显示器件、软件、通信设备、信息服务、信息技术应用等国家电子信息产业重点领域的知识。

导师指导包括校内导师指导和校外导师指导。校内导师指导侧重理论和方法。校外导师指导侧重于实践和应用。

团队创新能力方面，包括创新训练和创新设计。

创新训练主要是通过创新研究，激发学生的创新思维和创新意识，提高其创新实践的能力。　。

创新设计包括课程设计和毕业设计。创新设计减少验证性实验，增加综合性和设计性实验。毕业设计来源于生产实际和科研课题，培养学生学习主动性，激发学生独创精神，提高创新能力。

(二)依托工程中心、重大项目、重点团队的培养模式

华南理工大学电子与信息学院基于全日制工程硕士培养要求和自身实际，探索了依托工程中心、重大项目、重点团队的培养模式，如图2。

1.工程中心提供工程实训平台，提高学生工程实践能力

电子与信息学院拥有省部级基地近距离元线通信与网络教育部工程研究中心。针对近距离无线通信与组网的关键技术及产业应用，立足于华南地区的电子信息产业优势，面向全国通信信息产业需求，开展技术创新、成果转化和人才培养。

工程中心联结了校外诸多实习基地，工程硕士可以在实习基地获得基础实践和专业实践，提高工程实践能力，同时工程实践成果可以通过工程中心得到转化。

2.重大项目提供工程研究平台，提高学生技术研究能力

电子与信息学院拥有部级人才培养模式创新实验区电子信息类专业创业型精英人才培养模式创新实验室，拥有省部级基地无线通信网络与终端广东省教育厅重点实验室。

学院每年新申请项目六十多项，学院全日制专业学位工程硕士可以在学院重大项目下开展子课程研究，将所学用于研究当中，提高研究能力。

3.重点团队提供工程培训平台，提高学生团队创新能力

电子与信息学院拥有模拟电路与系统教研组、数字电路与系统教研组、通信与广播电视教研组、通信与信息处理教研组、物理光电子教研组、微电子教研组等；拥有无线电与自动控制研究所、数字音视频技术研究所、功率电子研究所、生物电子研究所、光电子研究所、网络通信研究所、图像处理研究所、移动通信研究所、工业电子与精密仪器研究所、射频与无线技术研究所、微型遥控飞行中继与遥感探测技术研究所、电路与信息处理研究所、无线传感网络研究所。

电子与信息学院还拥有部级教学示范中心电气信息及控制实验教学中心(三个学院共建)，培训科目包含电工技术与电子技术、电工学、电路、电子与数字电路基础、模拟电子技术、数字通信原理、数字系统设计、数字信号处理、单片机及接口技术、多媒体通信、高级语言程序设计、科技文献检索、可视化编程技术、数据结构、数字电视、通信加密技术、微波技术与天线、信号与系统实验、通信光电子技术、物理电子技术与系统、高级算法语言、过程控制工程、自动检测技术、自动控制原理、Maflab控制系统CAD、电力电子变流技术、电气控制与PLG、计算机控制与技术、计算机网络、嵌入式系统及应用、运动控制系统实验等。

集成电路设计研究方向篇13

一、选题背景及其意义

随着科技进步及工农业的现代化发展，用电量大幅上升，对电网供电安全性、可靠性提出了越来越高的要求。架空高压输电线路是电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。目前我国对线路等的检测经验还较少，还没有相应的国家标准。另外随着近年来煤矿的大量开采造成形态各异的地下采空区，引起地面沉降、断裂等一系列工程地质灾害，这些采空塌陷区，大多分布广，延伸远，可造成地表输电线路基础倾斜、开裂、杆塔变形、倾倒，引起绝缘子串和地线线夹迈步，电气安全距离不够等问题，当问题扩大时容易造成倒杆断线，电气距离不够引起跳闸等事故。严重威胁输电线路的安全运行。

本论文设计的输电线路杆塔倾斜监测系统，在杆塔发生异常时，能够及时向管理中心汇报相关数据。该系统对于处在采空区的线路杆塔可以进行全天候的监测，能够及时准确的测量由于地面沉降等原因造成的杆塔倾斜角度，当杆塔顺线路或横线路倾斜角度超过预定报警值时，系统可发出报警信息，使工作人员能够及时处理危情，并且大大的减少了人工的巡视次数，提高了杆塔的安全系数。

二、国内外研究动态

近年来，随着经济的发展和社会的进步，越来越多基于网络化、模块化、智能化的系统应用在电网中。但目前我国电网智能化仅处于刚刚起步的阶段，尤其在运行状态检测环节上，和世界上先进发达国家的技术还有较大的差距。同时铁搭运行状态的稳定，是输电环节中的重中之重，因此应研究一套较为合理的杆塔运行状态监控系统，来保证输电环节的稳定。

目前国内已涉及线路监测系统的研究，例如高压输电线路绝缘子带电检测、杆塔故障在线监测、杆塔倾斜测量等。国外在这方面也有较多的研究。该系统采用移动通信网络作为数据传送媒介，为系统的数据传输提供更加简捷、便利的手段。

三、主要研究内容

本论文主要研究杆塔倾斜测量技术，传输线路周围的温度、湿度、气候检测，无线网络数据远程通讯方面的研究。

本文研究的主要内容如下：1、分析研究了倾角传感器的工作原理、GSM技术的工作原理，制定了监测仪设计的硬件和软件总体流程。2、根据监测仪设计方案，选择了该设计中的主要器件。包括倾角传感器的选择、GSM通信模块的选择、太阳能蓄电池的选择等。充分体现了监测仪设计中低成本和低功耗的要求。3、设计了硬件电路，包括微控制器ATmega64A的最小系统、电源电路、通信电路、电压电流转换电路等。4、实现了软件设计，包括系统初始化、A／D信号采集部分程序、按键中断程序等。5、在整体设计中，采取软件和硬件的方式，增强监测仪的抗干扰性和稳定性。6、通过EMC电磁兼容实验等验证了监测仪的稳定性和可行性。

四、研究方案及难点

整个系统的工作过程为：数据采集主模块根据监控中心设置好的采样间隔，定期产生数据采集命令发送到ZigBee主节点，然后由ZigBee主节点将数据采集命令广播给其他ZigBee子节点，ZigBee子节点再将数据采集命令发送给自己的数据采集模块，数据采集模块接到命令后，开始进行倾角、绝缘子拉力以及风向、风速、电源电压等数据的采集。

采集完成之后再发送给ZigBee模块，然后通过各ZigBee子节点将采集到的数据以接力的方式传送给ZigBee主节点，ZigBee主节点将各数据采集模块采集到的数据发送给数据采集主模块。最后由数据采集主模块将所有数据通过串口发送给GSM模块，由GSM模块将数据通过移动通信网络发送到监控中心的GSM模块，再通过串口发给Pc机后台。最后由Pc机完成数据的处理、存储和显示。

该系统的主要模块功能如下：

1.中央处理器。核心微处理器选用ATmega64A，它是由ATMEL公司推出的一款高性能，低功耗的8位AVR微处理器。最高处理速度可达16MHz，其芯片内部集成了大容量的Flash程序存储区和功能丰富强大的硬件接口电路。先进的RISC结构，拥有130条指令，大部分指令执行时间为单个时钟周期。

2.定时时钟模块。实时时钟芯片选用Philips公司生产的串行日历时钟芯片PCF8583.该芯片供电电压范围宽、功耗小、计时准确。

3.数据采集模块。在输电线路杆塔的运行时，数据采集模块主要进行杆塔倾角数据、绝缘子拉力数据以及风向、风速、气温、湿度，电源电压数据的采集。数据采集模块为分层次设计，有主辅之分，主模块除了在完成上述功能以外，还负责将产生的数据采集命令，以及各个节点数据的打包、处理、发送。

4.ZigBee模块。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

5.GSM模块。GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。

使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，它是基于ARM平台，使用嵌入式系统进行开发。有些GSM模块具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中。

6.监控中心。包括GSM接收模块和后台管理软件，主要完成杆塔运行状态的实时显示、数据存储以及对于数据采集模块参数的控制。

7.电源模块。本系统包括太阳能电池板和蓄电池，主要为数据采集模块、ZigBee模块和GSM模块提供电能。

8.设计环境。硬件电路以Protel99SE(sP6)为环境进行设计，机械相关的设计以AutoCAD2006为环境进行；软件用c语言编写。

本设计中的杆塔倾角监测系统实现了低成本、低功耗，并采取zigbee及GSM无线通信的技术，实现倾角监测仪与杆塔监控中心的通信。

难点预计出现在倾角计算及程序的设计，再有系统的通信链路的安全，可靠；数据库的安全，主要是权限管理和数据备份。

五、预期成果和可能的创新点

文章论述的铁塔倾斜实时监测系统测量精度高、实时性好、运行成本低。该系统在实际运行过程中拥有较强的可靠性、稳定性具备在恶劣的环境下持续正常工作的能力，保证较长的使用寿命；系统进行操作时，无需记忆复杂的工作指令，应具有美观有好的人机界面；工作人员可以远程对系统进行控制、管理、维护，无需人员到现场。系统通过对塔身状态信息的综合在线监测，实现了倾角状态的全记录并起到预警，告警的功能便于提前采取有效措施，确保电网及通信网络的安全运行。从实际运行结果看系统是一种有效的监测铁塔倾斜的系统，有广阔的应用前景。创新点：为了以后对本系统的功能进行扩展，系统预留一些模拟量输入接口；通讯方式的扩展，支持短信息。

参考文献：