集成电路的可靠性范文

导语：如何才能写好一篇集成电路的可靠性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：物联网工程;翻转课堂;教学改革

电路基础课程是应用型本科专业物联网工程的一门专业基础课，是该专业一系列后续课程的前导。目前，应用型本科学生普遍有理论基础较薄弱，不喜欢枯燥的理论，不能主动进行思考等缺点，使得教学效果收效甚微。为了解决以上问题，学校课程组进行了一些教学改革，在一定程度上提高学生学习积极性和动手探索的能力。

一、明确课程学习目标

学期初，从学生的角度出发明确课程学习的目标。学生最感兴趣的是一门课程能学会什么，如果只是记住一个公式、一个定律，到期末考试的时候突击就可以过关，那么根本就不需要平时认真听讲课、做作业，学生也就没有了持续学习的积极性。所以，本课程组成员在学期初第一节课就给以“四会”概括该课程的教学目标，即一会应用理论进行简单电路原理分析;二会使用常用仪器、仪表进行电路参数测量;三会使用焊接工具进行电子制作;四会与同学、教师一起解决问题。

二、多种教学方法的融合

笔者从事职业教育十多年，教育教学时有新法，但就某一门课程，对特定的学生究竟用什么方法最有效，要根据学及时调整，以适应学生不同学习阶段的特点。

本课程组主要采用“半翻转课堂”教学方法实施教学，“半翻转课堂”的实施过程参见图1（以“节点电位法”教学内容为例）。

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图1 节点电位法半翻转课堂实施流程图

任何一种教学方法的实施都是以学生主动参与学习为目的，所以及时、积极的肯定学生的表现是每一种方法能够获得较好效果的保证。

三、多种实验条件的有效利用

目前，辅助教学的工具非常丰富，教师既能用动画软件制作一些电路的信号流向，也可以用仿真软件验证理论分析结果。本课程组在实际教学过程中除了教师用动画软件制作内容丰富的课件以增强课堂教学的吸引力外，在实验课时还要求学生应用multisim软件进行仿真实验，一方面学习如何应用计算机手段辅助解决专业问题，另一方面通过电路设计建立实际工作规范。

四、调动课外制作的积极性

为了调动学生课后应用理论知识解决问题的积极性，本课程组除了给学生随堂布置适量的理论练习题以外，学期初还给学生布置了与课程内容相关的课外小制作。该制作在课程结束前三周验收评分，制作过程分制作项目选择、项目申报、项目中期检查和项目作品展示四个阶段。四阶段主要帮助学生选择合理的制作项目，及时解决制作过程中学生出现的问题，督促学生进行成果汇报，引导学生课后钻研专业理论知识，训练职业技能。特别是在作品展示环节，充分肯定学生在实践过程中所取得的成绩，激励他们克服困难的决心，为后续课程教学起到了很好的启蒙作用。

表1 电路基础课程考核说明简表

[考核项目＼&考核目的＼&考核形式＼&考核比例＼&备 注＼&理论知识考核＼&以教学大纲为基础，对该课程的理论知识掌握情况进行考核＼&理论试卷＼&60%＼&期末集中考核＼&实践性考核＼&要求学生掌握基本实验方法和简单电子电路制作方法＼&实验操作;作品展示＼&20%＼&实验操作及时考核;作品展示在学院集中进行＼&课堂表现及作业＼&促进学生按时、积极参与课堂内外作业活动，提高知识总结归纳能力＼&出勤、作业、相关文档等＼&20%＼&随堂即时考核＼&]

五、科学、及时地进行考核评价，促进学生规范化发展

考核的目的是促进学生掌握课程的重要知识点。电路基础课程是传统的专业理论课程，采用理论考核方法能够反映学生理论知识掌握情况。但是，纯粹的理论考核给学生学习带来了很大心理负担，特别是应用型本科院校的学生具有理论基础较差、动手能力强的特点，所以，平衡的考核比例能够给学生在心理上带来积极的暗示，促进学生通过动手制作中的问题来理解理论知识。因此，该课程组教师在制定电路基础考核体系时主要按照表1说明实施考核。

结合以上几个方面，经过一学期的教学，无论是理论分析和实践能力，对于物联网工程专业的学生来说，都有了较大提升。随着实际情况发生变化，教学改革也应该随之而变化，在后续课程教学中，我们将不断探索、不断前进。

基金项目：重庆工程学院创新团队建设项目，项目编号：2014x

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[关键词] 电路系统 可靠性 降额设计

[Abstract] With the rapid development of science and technology, the requirements of product reliability is Proposed higher and higher. The circuit system is the most important component of electrical products, its reliability design is important. For circuit system, the measures of reliability design are described, with simplified circuit design, component derating using, PCB board design , software design.

[Key words] Circuit system Reliability Design of Reducing Rating

0.引言

随着科学技术的迅速发展，对产品的可靠性提出越来越高的要求。所谓可靠性是指“产品在规定的条件下和给定的时间内，完成规定功能的能力”。[1]它不但直接反映系统各组成部件的质量，而且还影响到整个系统质量性能的优劣。电路系统是电器产品的最重要组成部分，容易受到热、湿度、振动、电磁波等干扰的影响，其自身的组成元件也存在老化、失效等问题，进而影响到产品的正常运行。因此，电路系统的可靠性设计尤为重要。如何来提高电路系统的可靠性，本文通过简化电路设计，元器件降额使用，PCB板设计的可靠性措施、软件可靠性措施等方面来阐述。

1.简化电路设计

在保证系统性能要求的前提下，尽可能使系统结构简单化，具体的措施有：

①尽量用软件代替硬件功能，尽可能减少系统元件的数量及其相互间的联接。例如采用集成了A/D，PWM，Flash和SRAM等必要功能的MCU芯片；

②尽量采用简单电路代替复杂电路，用集成电路代替分立元件电路；

③尽可能采用经过考验的可靠性有保证的元器件以及功能电路；

④尽可能采用模块化设计，其中包括硬件模块化设计和软件的模块化设计。

2.元器件降额使用

降额设计，主要是指构成仪器的元器件工作时所承受的工作应力(电应力和温度应力)适当低于元器件规定的额定值，以达到延缓其参数退化，增加工作寿命、降低基本故障率，提高使用可靠性的目的。

通常元器件有一个最佳降额范围。在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善，电路的设计易于实现，且不必在设备的重量、体积、成本方面付出大的代价。但过度的降额会使元器件的正常特性发生变化，甚至有可能找不到满足设备或电路功能要求的元器件；过度的降额还可能引入元器件新的失效机理，或导致元器件数量不必要的增加，结果反而会使设备的可靠性下降。根据产品的不同用途及其重要性，一般降额设计分为三个等级。

a.Ⅰ级降额

Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能使设备设计难以实现。适用于下述情况：设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏；无法或不宜维修；系统对设备的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ级降额

Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。用于下述情况：设备的失效将可能引起装备与保障设备的损坏；有高可靠性要求，且采用了某些专门的设计；需支付较高的维修费用。

c.Ⅲ级降额

Ⅲ级降额是最小的降额，对元器件使用可靠性改善的相对效益最大，但可靠性改善的绝对效果不如Ⅰ级和Ⅱ级降额，在设计上最易实现。适用于下述情况：设备的失效不会造成人员和设施的伤亡和破坏；设备采用成熟的标准设计；故障设备可迅速、经济地加以修复；对设备的尺寸、重量无大的限制。[2]

对于失效率高、重要元器件一定要进行降额设计。下面列举集成电路、晶体管、二极管的降额设计。

2.1集成电路

集成电路芯片的电路单元很小，在导体断面上的电流密度很大，因此在有源结点上可能有很高的温度。高结温是对集成电路破坏性最大的应力。集成电路降额的主要目的在于降低高温集中部分的温度，降低由于器件的缺陷而可能诱发失效的工作应力，延长器件的工作寿命。

中、小规模集成电路降额的主要参数是电压、电流或功率，以及结温。大规模集成电路主要是降低结温。降低结温可采取以下措施：

a.器件应在尽可能小的实用功率下工作；

b.采用去耦电路，减少瞬态电流冲击应；

c.器件的实际工作频率应低于器件的额定频率，原因是当工作频率接近器件的额定频率时，功耗将会迅速增加；

d.应实施最有效的热传递，保证与封装底座间的低热阻，避免选用高热阻底座的器件。

2.2晶体管

高温是对晶体管破坏性最强的应力，因此晶体管的功耗和结温须进行降额；电压击穿是导致晶体管失效的另一主要因素，所以其电压须降额。功率晶体管有二次击穿的现象，因此要对它的安全工作区进行降额。其降额准则如表1所示。

2.3 二极管

二极管的降额要求类似于晶体管，其功率（或电流）、结温及反向电压必须进行降额。

二极管允许的总耗散功率(或电流)与环境温度(或壳温的)的关系可用“功率（或电流）-温度负荷曲线”表示，图1为整流二极管电流--温度负荷曲线。小电流或小功率二极管最大额定电流或功率对应的环境温度范围通常在-55°C～+25°C之间，当超过了温度上限后，其允许的电流或功率将线性下降，直至下降到0，此时的环境温度（或壳温）对应于二极管的最高结温。曲线斜线部分的斜率约等于热阻的倒数，它与器件的物理常数有关。

图1 整流二极管电流--温度负荷曲线

降额设计是可靠性设计的重要措施之一，但在降额设计中应注意到降额幅值越大将带来仪器的体积、重量和成本的增加，在有些应用情况下将受到限制。

3.PCB板设计的可靠性措施

在PCB板上除了尽量减少元件器的便用量及元件的降额使用，还可以通过以下措施来提高系统的可靠性：

①在PCB板上，弱信号的走线尽可能短而宽，且两边用较粗的地线（不小于3mm）进行屏蔽保护，以防止其他电路的漏电流及电磁干扰进入信号电路。

②为了保证信号的无失真放大，信号线应尽可能宽，并尽量减少过孔。为此，在双面PCB板中，顶层（元件面）基本上均排布信号线和电源线，而底层（焊接面）应尽可能增大接地面积，地线面积应占整体印制板面积的40%，这也是一种屏蔽手段，同时从插件输入的地线出发，形成一个地线回路，在三层印制板中则增加了一个中间层次（电源层），所有的5V和12V的电源线均排布在该层，元件面与焊接面则于双面PCB板相似。

③运算放大器的输入端与输出端应尽可能远离，否则会在两端之间产生杂散电容，会使输出信号返回到输入端而产生自激振荡。

④PCB板中条状线不要长距离平行，否则会在两线之间形成电感耦合及寄生电容耦合。

⑤微弱信号经过的过渡孔、信号放大电路的正负输入端都在元件面走线，在焊接面用地线包围，过孔必须两面焊接，提高焊点的可靠性。

⑥每个集成电路芯片的正负电源端都有0.1μF的电容并联接地去耦，且此电容排布在尽可能接近芯片的电源端，这样可以消除芯片周围分布电容的影响。

⑦PCB板上有多种电源，每个电压源均要在入口处设置去耦电路，防止互相干扰。常用RC滤波电路，如图2所示，其中C1滤除高频干扰，电容值在PF级，C2滤除低频干扰，电容值在μF级。

图2 RC滤波电路

⑧在PCB板的装配工艺上，不用集成电路管座，集成电路直接焊在PCB板上，这样可以抗冲击与振动，同时避免了管座与集成电路之间产生的分布电容的影响。

4.软件可靠性措施

提高电路系统可靠性还可以通过一些软件的措施来实现。通常采用的软件措施有：数字滤波技术、冗余技术、看门狗（Watchdog）技术等。

4.1数字滤波

数字滤波是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重，即提高信噪比，它实际上是一个滤波程序。与传统的模拟滤波器相比，它具有灵活、方便、功能强、可靠性高、稳定性好的优点。在一定程度上，可以完全取代模拟滤波器。

4.2冗余技术

冗余技术包括指令冗余和数据冗余。指令冗余是在双字节指令和三字节指令之后插入两条空操作指令NOP，可保护其后的指令不被拆散；或者在一些对程序流向起决定作用的指令之前插入两条NOP指令，该指令就不会被前面执行下来的失控程序拆散，并将被完整执行，从而使程序走上正轨。数据冗余是将原始数据（包括状态标志、工作变量、计算结果等）以数据块的形式同时存放在RAM的不同区域，当原始数据被破坏时，可启用备份数据。备份数据的存放地址要与原始数据的地址有一定的距离，以免被同时破坏。

4.3 看门狗技术

看门狗(Watchdog)内置有定时器，每个程序运行周期都得对它重置初值，一旦程序跑飞，进入死循环，定时器溢出将MCU复位，从而退出不正常的运行状态。但是这样做必须注意系统的可重入性，对于与历史状态相关的系统，可以结合数据的冗余技术，启用备份数据来保证为保证其重入性能。

4.4 软件陷阱

为了防止程序跑飞到ROM的盲区，还可以设置软件陷阱。软件陷阱是用一条引导指令强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。如果把这段程序的入口标号为ERR，则软件陷阱就是一条“LJMP ERR”指令。为加强其捕获效果，一般还在它前面加多条NOP指令：

5.结束语

在一个具体的系统设计中，为提高系统的稳定性和可靠性，往往要综合采用多种措施来达到满意的效果，这是全面提高系统可靠性的必由之路。系统不同，其具体的控制对象就可能不同，运行环境也会千差万别，因而其面临的主要干扰问题就不同，采取的措施也就不同；但仅采取某项措施就希望全面提高系统的可靠性常常是不现实的，而要针对主要问题综合采取相应措施提高可靠性。

参考文献：

[1]王锡吉.电子设备可靠性工程[M].西安：陕西科学技术出版社，2005.

[2] GJB／Z 35-93《元器件降额准则》.

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IC芯片(IntegratedCircuit集成电路)是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片。而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。

集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路

（来源：文章屋网 ）

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【关键词】集成电路 现状 发展趋势

目前，随着信息技术水平的逐渐提高，集成电路产业得到了迅猛的发展，集成电路是信息产业发展的基本保证，在市场经济愈加激烈的环境中，集成电路对国家、社会、企业都有着巨大的影响。文中将分析集成电路的现状及其发展趋势，旨在促进集成电路的进一步发展。

1 集成电路的现状

集成电路发展起步较早，发展时间较长，通过不断的研发、引进与创新，其发展速度不仅逐步加快，其生产规模也在不断扩大。通过对集成电路的持续研究，实现了对其的全面了解与掌握，随着信息技术的提高，集成电路各种工艺技术在整机中得到了广泛的运用，而这主要得益于其具备批量大、成本低、可靠性强等特点。集成电路保证着信息产业的发展，其中对电子信息产业发展起到的积极影响最为突出。同时，集成电路受到市场与技术的影响，其产业结构在逐渐调整，但是其调整需要根据整机和系统应用的现状及发展需求来进行，只有这样，才能获得广阔的市场，进而实现其价值。

集成电路中单片系统集成芯片的特征尺寸在不断缩小、芯片的集成度在逐渐提升，工作电压在逐渐降低，集成电路的优势更加显著，主要表现在高集成度、低耗、高频等方面；同时，集成电路的工艺技术也在发展，其中超微细图形曝光技术得到了广泛的应用，促使IC制造设备及其加工系统实现了自动化与智能化。集成电路在设计过程中，最为重视的便是其系统设计、软硬件协同设计、先进的设计语言、设计流程，设计的低耗、可靠性等。为了促使集成电路形成完整的系统，实现了对各种技术的兼容，包括对数字电路与存储器的兼容、高低压的兼容以及高低频的兼容等。

集成电路的发展有着深远的影响，能够促进经济的持续发展。而电子产品的快速发展，使人们对电子产品的需求得到了满足；并且集成电路促进了通信的发展，进而给人们的生活带来了巨大的改变，人们的工作与学习都因此发生了较为明显的变化，具体表现在工作效率得以提高、学习方式得以丰富上；在信息技术的带动下，集成电路得以发展，满足了企业的需求，促进了企业综合竞争力的提高，使企业能够在激烈的市场竞争环境中有所发展，并在全球化、一体化的世界经济环境中，不断进步。集成电路的发展与应用影响着全球的经济，促进了区域经济的发展，推动了中国经济的快速增长。

2 集成电路的发展趋势

在信息技术高速发展的时代，集成电路也在不断发展，不仅其各种技术逐渐发展成熟，其各个领域的应用也在不断扩展，集成电路发展的目标是为了实现高频、高速、高集成和多功能、低消耗，其发展趋势呈现出愈加小型化、兼容化的特征。下文将阐述集成电路的发展趋势，主要表现在以下几方面：

2.1 器件的特征尺寸继续缩小

集成电路的特征尺寸一直按照摩尔定律在发展，集成电路的更新时间普遍为两年左右，随着集成电路的发展，依照此定律，集成电路的器件将逐渐进入纳米时代。相信，随着科学技术水平的逐渐提高，集成电路在新技术的带动下，其芯片的集成度将逐渐提升，其特征尺寸也将持续缩小。

在激烈的市场竞争环境中，要不断提高集成电路产品的性价比，才能获得综合的竞争优势，集成电路的高度集成与缩小的特征尺寸，提高了其性价比，促进了集成电路的持续发展。集成电路的特征尺寸已经接近其物理极限，但随着加工技术不断提升，市场竞争压力不断增加，集成电路的技术将有所发展，在其微细化方向有着巨大的发展潜力。同时，随着IC技术及其设计水平的提升，集成电路的发展规模也在不断扩大，并且集成技术愈加复杂，而这则使得集成电路的存储量不断增加，并且其反应与传输速率都在提升。

2.2 结合其他学科，促进新技术、新产业的形成

集成电路积极与其它学科进行结合，进而形成新的技术、产业、专业，改变着传统的格局，使其逐渐融合，促使集成电路的片上系统愈加复杂。片上系统在不断发展，并得到了广泛的关注，对其研究也在逐渐深入，从而促进了其快速的发展与运用。片上系统技术的应用，对移动通信、电视及网络有着深远的影响，其发展前景十分广阔。

2.3 集成电路的材料、结构与器件等快速更新

集成电路在发展过程中，其材料、结构与器件等在不断更新，其中新材料绝缘体上硅具有众多的优点，如：高度、低耗以及抗辐射等，在不同的领域均可以应用，发展空间十分广阔；其中Si异质结构器件也具有高速的优点，同时由于其具有较高的性价比，其应用较为广泛。集成电路的其他新材料、新结构与新器件等都普遍具有高速、低耗、抗辐射、耐温等特点，我们可以预见，集成电路的应用前景将越来越好。

2.4 集成电路的系统集成芯片

集成电路的技术在不断发展，其可以通过将电子系统集成在一个微小芯片上，进而实现对信息的加工和处理。片上系统属于系统集成电路，而将集成电路的数字电路、存储器等集成在一个芯片上，将形成更加完整的系统。

3 总结

综上所述，随着信息技术的持续发展，集成电路因其自身的优势得到了广泛的研究与运用，其发展速度是惊人的，目前，集成电路受到诸多因素的影响，其发展受到制约，但随着其整体尺寸的逐渐缩小及其材料、结构与器件等的快速更新，集成电路将得到进一步的发展，并进一步促进各个领域的自动化与智能化。

参考文献

[1]闵昊.中国集成电路的现状和发展趋势初析[J].电子技术，2011，12（01）：5-6.

[2]王永刚.集成电路的发展趋势和关键技术[J].电子元器件应用，2009，1（01）：70-72.

[3]张巍，徐武明.国内集成电路产业特点、问题、趋势及建议[N].江承德民族师专学报，2011，5（02）：9-10.

作者简介

钟文瀚（1986-），男，湖南省冷水江市人。2012年毕业于广西大学控制理论与控制工程专业，硕士学位。现为国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心实习研究员。研究方向为自动控制。

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【关键词】建筑电气；风机；水泵；智能建筑；控制模块；继电器控制系统；控制盒

一、前言

近年来，我国在建筑电气工程设计中对风机和水泵类设计的多年研究和设计，得出了很好的效果和设计方式。电气控制设计中的控制模块是创新理念的一次突破，经过工程的实践检验，得出了控制模块的先进性、实用性和可靠性。

二、控制模块的简介

集成电路和其他元件共同组成了控制模块，根据国家的规范和标准要求，按照风机和水泵的特点，通过多年的工程实践经验，把国内建筑管理和安装施工的实践情况进行参照，让其适用性和针对性更大。

2.1 控制模块结构

控制模块主要是端子板、面板、主板和塑料机壳组成。

（1）主板。主板是由0K～3K继电器和1IC～6IC集成电路组成。其中0K是消防设备结果自保继电器，1K是起动继电器，2K是运行继电器，而3K则是故障继电器。1IC是HIC-4多媒体输入接口专用混合集成电路，3IC是HIC-5A的手动接口专用混合集成电路，而4IC则是HIC-13零损耗待机和抗干扰的专用混合集成电路，而5IC是HIC-8的故障识别专用混合集成电路，6IC是HIC-3声响报警专用的混合集成电路。

（2）面板。HA为蜂鸣器，AX是消声轻触按钮，AS是声响报警试验轻触按钮，1SA是系统状态选择开关，1SB是手动起动轻触按钮，2SA是手动机旁、柜体选择开关，2SB是手动停止轻触按钮，K1～K3都是非消防和消防设备选择数码开关，端口5红LED是起动指示灯，端口5红闪是故障指示灯，端口5白LED是电源指示灯，端口绿LED是运行指示灯。

（3）48位端子板。端口38～39是机旁反馈无源触点，端口23～26是FA反馈无源触点，端口17～20为DDC反馈无源触点，端口45～46是起停输出无源触点，端口3～10是多媒体输入接口，端口1～2是AC13V电源输入。

2.2 模块的功能

（1）一般功能。一般功能有系统故障反馈、运行、启动和状态，故障指示、运行和起动，控制起停等。

（2）特殊功能。消防设备故障的时候报警不停机，非消防设备故障时候报警并且停机，都是由数码开关进行现场设置。具备结果自保功能，在集成电路运行时损坏，消防泵可以继续运行，让消防灭火不断开。双速风机根据高速排烟指定进行优先原则。

2.3 模块的特点

（1）使用自主研发的电磁抗干扰和电子抗干扰，并且具备超强抗干扰的功能，让软起动、高次谐波和变频器情况下的可靠运行得到保证。

（2）不需要软件，只需要硬件。风机和水泵的各种起动运行程序可通过N种专用的混合集成电路合成。这种不同的组合可以构成四十多种控制模块。

（3）多媒体输入接口。控制指令分别由持续电平或脉冲，三线或二线控制，有源和无源触点。输入指令有闭锁和优先的功能。

（4）监测、运行和起动使用闭环控制，并且拥有欠载报警的保护。

（5）设备由于类别的兼容性强，方便使用、安装、维修和订货。非消防设备和消防设备都使用同一电路结构，让操作人员在使用的时候通过数码开关进行设定。

三、建筑电气中的风机和水泵控制方式和其他方式的对比

建筑电气中的风机和水泵控制系统由计算机控制电路和继电器控制电路两种组成。计算机控制是应用在工业控制的使用可编程控制器。但是由于性价比和对环境需求过高，导致在建筑电气电机控制里并无法普遍运用。继电器是通过电磁机构触点元件组成，其组成的电气控制线路广泛应用于传统电气设计中。

3.1 可编程控制器与其对比

可编程控制器是通过软件和硬件共同组成。硬件是由输出和输入接口、存储器和微处理器等组成，而主要的控制单元则是由转换接口、时间脉冲电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路和基本逻辑单元等组成。PLC控制器结构复杂，但是功能强，并且它是无触点控制电路。

PLC的操作是使用软件指令，执行过程中内部比较复杂，但程序的编制很简单。PLC的可靠性主要取决于硬件电路，也和软件的编制有一定关系。可靠性和硬件电路成反比，电路多，可靠性就不好。而为了达到控制的通用型，一般PLC都使用多借口的输出和输入。

建筑电气中的风机和水泵的控制特点是干扰源很多，设备安装的环境也不好，控制的主元件功耗较大，控制信号也不多，设备分散很大，操作维护也需要简便。而现在的风机和水泵专用的PLC并没有生产。

风机和水泵控制的专用模块和PLC比较，线路简单并且针对性强，它不需要编程、性价比高、抗干扰能力较强、可靠性和功能性高等特点。

3.2 传统控制系统与其对比

和传统控制系统进行比较，它拥有更多的优点，主要有：

（1）兼容性大，接口的样式多，可以使用二、三线制联动的控制。起停指令是持续或脉冲电平。同时让不同指令闭锁功能，使用各子系统的接线端口，而继电器的电路都无法实现这些。

（2）继电器是执行元件和电磁机构促成的。而电磁机构里会因为灰尘或是空气湿度导致锈蚀，最终让机械引起故障，耐冲击性和抗振动性能也受到影响。电力电子模块是通过集成电路组合而成的，没有机械部分，因此使用寿命和电子器件一样。所以，继电器故障可靠性不高，并且故障率非常高。

（3）继电器电路是触点控制电路，并且触点之间都有电阻。这些电阻分别是收缩电阻和膜电阻。触点形式决定收缩电阻，而膜电阻则是因为硫化或是氧化随时间而变大。控制模块是无触点的控制电路，信息则是无触点的传输，并没有接触电阻。即便有输出接口使用部分继电器，它的结构也是密封型的小型继电器，并不会对系统造成影响。但继电器的线圈功率消耗大，当控制线路很长，就会让继电器无法在正常电压下进行工作，让它的可靠性受到影响。

（4）控制模块的兼容性好。继电器搭接的控制回路具有惟一性。控制模块的标准化让工程现场需要调整模式时，满足了工程需要的多变化需求。

（5）模块的高度集成化。由于模块的故障、反馈、显示和集控制等功能集于一身，让维修、调试、安装和使用都非常方便。

（6）模块使用安全低电压，让使用非常的安全，并且模块体积较小，因此使用时没有噪音，并且简洁、美观和重量小。

（7）因为继电器控制电路无法形成组合型逻辑电路，所以建筑工程的发展要求无法达到满足，因此继电器控制系统无法满足现代工程技术的要求。

（8）控制模型的抗干扰功能并没有继电器电路好，但使用了电子抗干扰措施，特别是特殊的电磁抗干扰可以和继电器电路抗干扰拥有同样的性能。

四、风机及水泵控制模型在建筑电气中的应用分析

（1）通过风机及水泵控制模型的，能够将系统的实际运行状态接近理想的调节和变速，避免系统中的无用功发生，有很强的节能作用，使得调节效果显著提高。

（2）控制模型提供了丰富的输人输出信号端子，利用这些端子，可方便地实现电机的启停、调速，再加上速度检测回路，形成闭环控制，很容易实现自动化控制。变频器在调速范围、加减速性能、速度、精度等方面的优势和其增速特性，可使生产效率显著提高。

（3）可容易地实现工频电网运行与变频器运行之间的切换，当变频器发生故障的时候，可以退出运行状态，并且改成工频电网直接运行的方式，不影响风机和泵的运行状态，使得风机和泵能够保持连续的连续的运行状态。

（4）实现软停止和软启动的同步进行。

（5）当需要对设备进行维护或者改造的时候，不会对电动机和泵造成任何影响，很容易的就能完成对设备的维护改造工作，并且停机改造的时间很短，对整个工程造成的影响也较小。

（6）安装地点不受电动机转轴端和靠近处的限制，这就赋予了安装工作灵活性。发生故障的时候，处理起来也十分方便。

五、结束语

建筑电气设计中的控制设计中的控制模块是近年来一种新的控制方式，它具备了其他方式的特点，因此它是建筑内点击控制设备的重要控制元件。也让智能建筑中强弱电系统连接得到了较好的平台和解决方案。让控制模块在建筑电气电机系统中受到了更多的关注。

参考文献：

[1]单有枝.浅谈合理设计民用建筑电气的各个系统[J].企业技术开发（下半月），2009，28（4）.

[2]董枫.建筑设备监控系统采用的分布式控制系统[J].智能建筑电气技术，2007，1（2）.

[3]虞京波.谈北京世贸商业中心的电气设计与施工[J].工程建设与设计，2009（7）.

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关键词：箭载计算机 惯性制导 捷联制导 积分运算

中图分类号：V448 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

1.箭载计算机的功能概述

箭载计算机的功能和作用箭载计算机在运载火箭中的功能研究

可以从控制计算和辅助计算两方面来论述。

1.1控制计算

在弹道导弹中，通常采用惯性制导技术。惯性制导箭载计算机接收来自惯性器件的测量参数值，按惯性制导的功能要求，计算出相应的指令。

由于惯性器件不能直接测出箭体运动的位置，而只能测出箭体运动的加速度或速度，位置数据则是用计算机对速度完成一次积分，或对加速度完成二次积分得到的。因此，积分计算是箭载计算机的典型运算之一，如何有效地实现积分运算是箭载计算机设计的关键。积分运算有许多方法，可根据使用要求与实现条件来选择。其中集成电路技术对计算机的发展起着替代的作用。每一代新工艺都导致一种新型箭载计算机的产生。当小规模集成电路（SSI）出现的时候，可以采用增量计算机的机器结构，能进一步提高积分运算的速度。当中规模集成电路（MSI）可用的时候，可以采用字并行位串行的数字积分的机器结构，能进一步提高积分运算的速度，并缩小机器的体积。大规模集成电路（LSI）出现以后，便可采用位并行字串行的微型计算机，并允许用更普通的数值计分方法来完成积分运算。

在捷联制导系统中，惯性器件测得的是沿箭体轴向的加速度，需要用数学方法将箭体牵连坐标系的轴向加速度换算成惯性坐标系的轴向加速度。因此，三角函数计算与矩阵计算是箭载计算机的典型运算之一，也是选择机器体系结构时要重点考虑的一个方面。火箭控制系统除了制导系统外，还有姿态控制系统，其功能是保证火箭稳定飞行。在姿态控制计算中，主要是数字网络方程的计算，一般用Z变换来表示。改写成计算机上能直接编写程序的代数方程后，不难看出，在数字网络方程计算中，乘法的出现频率是很高的。所以，为了提高控制计算的速度，使用惯性制导的计算机能将单片机乘法器作为协处理器使用也是很有利的。

为了提高运载火箭的入轨精度，除了使用惯性制导外，在飞行弹道的中段和末段，采用天文制导和雷达制导等技术是当前制导技术发展的趋势。根据复合制导的复杂程度不同，所用的计算机可以就是用于惯性制导的单计算机，通过延长工作时间来解决。但一般而言，在复合制导系统中，由于增加了匹配计算，需要利用超大规模集成技术（VLSI）以及设计专用的相关处理机来实现。这种箭载计算机就是一个多处理机系统。

1.2辅助计算

随着计算机技术的进步，箭载计算机的功能也在不断扩充。例如，在火箭起飞前，为确保可靠性，需要对整个系统进行全面测试。由于计算机在箭上处于控制中枢的有利位置，与箭上被测设备之间存在着有机的电气联系，因而利用箭载计算机完成测试的箭测方法不仅在实现上更为灵活，而且测试精度更高，对改善全箭的机动能力和提高反应速度也是极为有利的。

测试与装订程序自动化也是实时性要求决定的。在火箭发射前，通常要进行功能检查，对目标进行瞄准，并对箭载计算机装订飞行控制数据。这些都是借助地面发控设备与箭载计算机共同完成的。此外，由箭载计算机综合进行箭上电子设备的快速检测和实时监控已成为重要的发展趋势。由此带来的一个显著特点是计算机接口的多样性和复杂性。

2.内容研究分析

箭载计算机是一种实时计算机，计算机接口主要用于实时输入与输出，数据采样时间间隔一般为几毫秒到几十毫秒，计算周期等于采样间隔时间或它的数倍，随着运载火箭性能指标的提高，箭载计算机的功能也不断增加，对计算机的速度要求将越来越高。

在箭载计算机中，时间是一个重要的参数，它是积分计算的自变量，也是程序脉冲的基准量。由于计算精度要求高，箭载计算机的时钟采用精度与稳定度都很高的晶体作为产生机器主脉冲的时钟来源，以保证各种时间间隔值满足精度要求。

为了保证各个量的采样时间都正好在时间节点上，在箭载计算机的实时输入数字接口中，选用了双工的可逆计数器。对姿态控制计算，要求从采样到输出之间的时延越短越好，这就要求程序编排上优先保证。箭载计算机的实时性，不仅要求对硬件与软件作上述的特殊处理，更困难的是，随着计算功能的上升，对计算速度的要求将越来越高。

2.2可靠性研究

运载火箭是一次性使用产品，在飞行中是无法维修的。计算机一旦失灵，就会造成严重后果。为了满足极高的可靠性要求，除了严格挑选元器件并进行整机老练外，还采用特殊的设计方式；余裕技术和自检与故障监控技术，用于多个处理机构成具有容错能力的系统。箭载计算机的可靠性就是在规定的时间内与规定的条件下正常工作的概率。由于规定的环境条件是恶劣的，这给可靠性指标的实现带来了极大的困难。适应环境条件的恶劣性主要表现在：

（1）允许工作温度范围大 由于不能采用风冷法，为保证集成电路工作的可靠性，在结构组装设计中要解决机箱内散热问题。热设计的目的在于将集成电路的热量从其封装外壳传到印制板的散热片上，再传到密封的机壳上，使半导体器件有较低的结温和结温差。

（2）防震动和冲击 为了防止产生过大的震动和冲击，除了对印刷版加固和插接件定制外，一般还要采用减震措施来解决强振以及高达几十个g的冲击过载等问题，同时又不能造成体积重量的过分增加。

（3）耐潮湿 要求机箱结构有很好的密封性能。为了提高防潮性能，一般还要对印刷版和机壳密封处加以涂敷，增强抗腐蚀能力。

（4）抗电磁干扰 要求机器结构尽量是屏蔽的，端口器件是高阈值的，具有抗电磁脉冲（EMP）能力，并保证良好接地。

2.3嵌入性

因为箭载计算机属于嵌入性产品，一般安装在狭窄的仪器舱中，它的体积、质量和功耗都受到严格的限制。因此，对箭载计算机的几何形状有时也要有特殊规定，质量大小影响更为突出。这些苛刻的物理要求无疑给嵌入性产品增加了实现的难度。解决的方法是：设计上专用，工艺上采用LSI电路，装配上采用二次集成技术，在机械结构上采用有效的热设计措施，并采用低功耗（如CMOS）集成电路以达到高密度组装的目的，计算机的二次电源以高效率和电隔离为基础，力求小型化。

结束语：

箭载计算机是运载火箭控制系统中的重要组成部分，对火箭的制导与飞行起着重要的作用。准实时性、高可靠性、高嵌入性的箭载计算机对运载火箭的飞行性能起着决定性作用。因此，箭载计算机的性能是运载火箭控制系统发挥作用的重要基础。

参考文献

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    [关键词]芯片 封装技术 技术特点 

    我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?在本文中,作者将为你介绍几个芯片封装形式的特点和优点。 

    一、DIP双列直插式封装 

    DIP是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。 

    DIP封装具有以下特点:(1)适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。(2)芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存和早期的内存芯片也是这种封装形式。 

    二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 

    QFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。PFP方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。 

    QFP/PFP封装具有以下特点:(1)适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。(2)适合高频使用。(3)操作方便,可靠性高。(4)芯片面积与封装面积之间的比值较小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。 

    三、PGA插针网格阵列封装 

    PGA芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。 

    ZIF是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。PGA封装具有以下特点:(1)插拔操作更方便,可靠性高。(2)可适应更高的频率。Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。 

    四、BGA球栅阵列封装 

    随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。 

    BGA封装技术又可详分为五大类:(1)PBGA基板:一般为2~4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。(2)CBGA基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。(3)FCBGA基板:硬质多层基板。(4)TBGA基板:基板为带状软质的1~2层PCB电路板。(5)CDPBGA基板:指封装中央有方型低陷的芯片区。 

    BGA封装具有以下特点:(1)I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。(2)虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。(3)信号传输延迟小,适应频率大大提高。(4)组装可用共面焊接,可靠性大大提高。 

    BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。 

    五、CSP芯片尺寸封装 

    随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒大不超过1.4倍。 

    CSP封装又可分为四类:(1)传统导线架形式,代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达等等。(2)硬质内插板型,代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。(3)软质内插板型,其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。(4)晶圆尺寸封装:有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。 

    CSP封装具有以下特点:(1)满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。(2)芯片面积与封装面积之间的比值很小。(3)极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电、数字电视、电子书、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽等新兴产品中。 

    六、MCM多芯片模块 

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【关键词】数字电子技术；数字信号；数字电路

引言

自然界中有各种变化的物理量，经过研究发现其中的变化规律总结起来就是两类。其中一种是时间和数值的连续变化，比如收音机和电视机接收的信号，在正常情况下这些信号都是连续变化的，一般不会出现急剧的变化。这种被称之为模拟量物理量，模拟量的信号就是模拟信号，语音信号和模拟信号等同于正弦波信号，传送模拟信号的电路叫做模拟电路。

1.数字信号和数字电路的概念

一种是在时间和数值上的断续变化，这就是说数字信号的变化是不连续的，就好比工厂库房的元器件数量或者站在操场上的人，它们的数量增减变化都是1的整倍数，因为小于1是没有物理意义的。这种物理量就是数字量，代表数字量的信号就是数字信号，最典型的数字信号就是方波信号。数字信号也被称为脉冲信号或者离散信号，常规意义上的数字信号就是电位型和脉冲型这两种，它在两个稳定的状态之间作跳跃式变化，可以利用电位型表示法中的1和0表示电位信号，而脉冲型表示法就是用数字1和0表示是否存在脉冲[1]。产生、传送和存储数字信号的电路称之为数字电路，数字电路包括数字电路和脉冲电路两大类，而脉冲电路主要是研究脉冲信号的产生和变换。从某种意义上来说，数字信号也是属于电信号，但是这种信号的电压只有两种跳动变化，就是高电压和低电压，至于两种电压的具体数值要依据电路规定，高电压一般是和供电电压相等，低电压就表示0.如果一个电路的信号满足这些特征就是数字电路。

2.数字电路的类型和特点

2.1数字电路的类别

（1）根据结构可分为立元件电路和集成电路，用导线把每个基本元器件（电阻、二极管和场效应管等）连接起来的电路就是分立元电路，把每个元器件的连线制作在一块基片上再封装提供给用户。用户使用时通过外管脚利用电路就是集成电路，集成电路爱在那后基本元器件的数量可以分成不同规模的集成电路，每一块电路大约包含100个以内的元器件就是小规模的集成电路，比如集成触发器或者逻辑门电路等；每一块电路包含100以上1000以下个元器件就是中规模的集成电路，比如计算机、寄存器和编码器等；每一块电路包含1000以上10000以下个元器件就是大规模集成电路，比如中央控制器、存储器和串联接口电路等；每一块电路包含10000个以上的元器件就是超大规模的集成电路，微处理器就是其中的典型[2]。（2）根据半导体器件构成可分为单极电路和双极电路，内部有二极管和三极管的器件就是双极半导体器件。双极集成电路的基本器件是双极性管，比如TTL电路和ECL电路；同理，单极性集成电路的基本器件就是单极性管，比如PMOS电路和CMOS电路。（3）根据记忆功能电路课分为组合逻辑电路和时序逻辑电路，时序逻辑电路的输出不仅仅是由当前的电路输入决定的，还与电路之前的状态有关，比如计算器和触发器等等，这些集成电路都是时序电路，它们拥有过去的输入记忆[3]。组合逻辑电路则与电路过去的状态没有关系，譬如编码器、译码器和数据选择器等器件都没有过去的输入记忆。如下图就是数字电路的实际运用案例。

2.2数字电路的特点

与模拟电路相比，数字电路主要有这些优点：（1）数字电路不仅可以进行加减乘除的运算，还可以完成是与非的逻辑运算，这是控制系统必不可少的条件，所以数字电路还有另一个称呼——数字逻辑电路；（2）不论是数字运算还是逻辑运算，数字电路的代码只有0和1这两种，电路的基本单元也比较简单，这样在批量生产电路的时候就会方便很多。随着工艺和技术的飞速发展，批量生产的成本也会更低，更容易操作；（3）数字电路只有高低两种电平信号，所以半导体数字电路一般只有导通和截止这两种状态，而且功能消耗量低，抗干扰性强，稳定性和可靠性都比较高；（4）数字电路可以对数字信号进行加密处理，这样在传输信号时就不会出现被盗取的情况，从而造成经济损失；（5）数字集成电路组成的数字电路系统具有通用型的特点，也就是说数字电路的应用范围非常广，可以运用于多个领域和行业[4]。

3.结语

随着数字技术的不断发展，我国的数字电路在各个领域都得到了应用。在数字信号中通常是采用数字1和0来表示电平信号和脉冲信号，按照数字电路结构可以分为分立电路和集成电路，按照半导体器件可分为单极性电路和双极性电路，按照记忆功能的不同可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路。数字电路具有稳定性、可靠性和保密性等优点，因此可以进行批量成产。但是数字电路设计会受到数字信号的影响，从而降低整个系统的性能，因此对数字信号和数字电路进行分析非常重要，只有解决了这个问题，才能确保系统稳定地工作。

参考文献

[1]金鑫.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].现代工业经济和信息化,2015,5(15):55-56.

[2]吴婷婷.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].通讯世界,2015,5(23):55-56.

[3]杨长辉.数字电子技术与数字信号处理浅探[J].社会科学(引文版),2016,11(2):64-65.

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1 微电子专业介绍

以集成电路设计、制造与应用为代表的微电子学是现展最迅速的高科技应用性学科之一。四川信息职业学院微电子学专业主要是培养掌握集成电路、微电子系统的设计、制造工艺和设计软件系统，能在微电子及相关领域从事科研、教学、工程技术及技术管理等工作的高级技能人才。

2 加强微电子综合实训室建设的必要性

四川信息职业学院在微电子专业教学过程中，之前的实践性课程主要是以专业课程的实验形式开展的。比如在集成电路制作工艺实训、集成电路版图设计专题实习、集成电路设计基础及CAD和微电子专业实训等课程里，学生主要是通过专业仿真软件、虚拟设备来感知课程的实践性，无法动手，只能看，不能“摸”。这种按照专业课程划分实验课的方式，跟真正的集成电路及半导体器件的制造岗位及其相连岗位环境之间还是有很大差距的，这些实验只具备虚拟验证演示，很难使学生的实际动手能力得到锻炼。学生若是只凭看或是在电脑上虚拟仿真学习微电子知识，而不能对当今集成的电路封装和测试有一个全方位的认识，这样的学习效果堪比盲人摸象，自然是很难满足对应企业的岗位需求的。

为了更贴近市场需求，四川信息职业学院重新制定人才培养方案。通过加强实训室的建设，来完善职业技术人才的培养机制，从而体现学校的人才培养目标是向社会输送职业化的高技能型人才。微电子综合实训室的创建，促使现有课程的教学模式得以改革，“教学内容工程化”使得学生更好地从技术上手，再到头脑的理论武装。

3 微电子综合实训室的建设目标与思路

目的就是为四川信息职业学院微电子专业学生的学习和掌握微电子技术知识提供一种有效的技术保障。实验室的建设要体现四川信息职业学院着眼未来，从科技、环保的角度充分体现可持续发展思想，能够承载集成电路制作工艺实训、集成电路版图设计专题实习、集成电路设计基础及CAD和微电子专业实训等课程，注重节约能源和优化环境，极大地提高微电子从宏观到微观展示功能，使之成为四川省智能化实验室典范。

建设思路：结合四川信息职业学院开展实验的基本功能，从当前实际出发，考虑长期需要，坚持开放性，保证可扩充性，坚持经济性、实用性，保证可靠性、先进性，模块化结构、设计灵活、便于维护，基础建设立足于长远，应用系统满足近期需要。

4 微电子综合实训室的说明

1）本实验实训装置共分七大系列，每个系列都是以微电子的工艺环节为单位，每一个子系统又都由若干个实训台和实训屏架所组成，每一个实训台和实训屏架都能独立工作，相关实训台和实训屏架的子系统之间还能互通互联，进行各种网络型的综合实训及演示。同时每个子系统都能根据自身发展的需要进行独立升级，而不影响其他各子系统的功能。所以具有较强的先进性、拓展性和开放性。主要设备包含光刻机、超声波铝丝焊线机、金丝球焊线机、台式无铅回流焊机、丝印机、烘干机、金相试样抛光机、晶体管图示仪、四探针电阻率测试仪等。

2）每个实验实训装置子系统都不仅适用于学生进行器材认识和安装、系统软硬件操作、版图设计、光刻掩膜版设计、光刻工艺、光刻缺陷分析及排除等技能的实训操练，也适用于教师进行实验和实训的教学演示、故障设置、学生考核及相应的成绩评定等。所以能较好地满足教学的实用性、方便性和可操作性要求。

3）每个实验实训装置子系统的所有设备和器材均为现实工程中使用的主流产品，不仅具有典型性，并具有较大的市场占有率，一般是集成电路制造厂商比较常用及典型的器材，或是同国家各考证鉴定所的考证设备相一致的器材，品牌一般为国内知名或国外品牌，且全部符合有关国家标准。产品的设计与集成电路制造、测试环境贴近，能够全面体现集成电路的设计、安装、连接、设置、调试等的全部过程，能体现职业教育的特点，表现系统的应用效果，构建教、学、用一体化的环境。因此，具有较强的真实性和现场感。

4）每个实验实训装置子系统兼顾集成电路“系统控制制造工艺”及“版图设计”两个方面，又以工艺部分为重点。工艺部分全部实现动手操作。在实训期间，学生着装进入“车间”；能够全程虚拟操作和部分动手来实现氧化、扩散和LPCVD工艺以及离子注入与退火；亲自完成光刻工艺、刻蚀工艺、溅射工艺；能手工完成电参数测试；整个工作条件要实现超净环境和动力条件管理。

5 实验室装修、UPS电源

四川信息职业学院微电子实验室保障系统由实验室装修、UPS系统、防雷系统和接地系统四部分组成。墙面、地面、天花板均需做防尘、防静电、恒温等装修处理：要求设计成洁净实验室（进行无尘、恒温、恒湿处理）；对洁净实验室进行防静电建筑材料的整体装修；对洁净实验室配备加湿机等静电防护设备。

配电系统保障设备用电可靠性，预留适当的冗余，单相负荷的配置，三相平衡。设置市电多功能插座，采用防鼠咬电缆。强弱电分开，避免长距离平行走线。电源电波50 Hz波形中，不应混杂其他干扰电波，特别不应有高频电波干扰。

实验室内的照明应分正常照明灯、长明灯及应急照明灯三种照明方式。应急照明主要是在正常照明线路上取一路连接到UPS电源上，当发生断电时即可自动切换到UPS电源。UPS系统的设计目标是为实验室内设备提供后备电源支持，是整个弱电系统的重要组成部分。

UPS系统的主要功能要求是对电源保护有要求的用电负载分别进行集中供电电源管理，对相应的智能化设备提供纯净、稳定的后备电源，充分保证展馆内各弱电系统正常稳定工作。

6 结束语

四川信息职业学院微电子综合实训室建成后，创建了教、学、做的实训平台，学院微电子技术专业学生的动手本领在模拟真实化工作现场实训平台上得到充足的锻炼，职业本领、操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复练习或模仿而形成熟练的技术动作）在集成电路工艺、测试技术的项目实训中有长足的进步，提升了学生的就业竞争本领，取得很好的成效。

参考文献

[1]孙兴民，赵兰庚.高职高专院校实训室建设的探讨[J].实验技术与管理，2005（6）：120-123.

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关键词：价格；质量；可靠性；服务

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.4.003

上述现象的根结在于长期以来，本土很多产品在性能、质量和服务等方面略逊一筹。那么如何获得形象的提升？答案是需要扎实地深耕细作。但这就遇到一个矛盾：价格会略高。如何进行性能、质量、服务与价格的平衡？

价格战的应对策略

圣邦业务拓展部总监姚若亚（右）和市场总监徐前江

国内公司往往喜欢打价格战。但圣邦微电子称其不是以价格为导向的公司。他们和国内很多本土企业相比，价格相对高一些，但在国内还是占有了相当的市场，例如手机部分，一些国内一线手机厂家多年持续使用其LDO(低压降)，如SGM2019、SGM2031，已累计交货相当大的数量。

上海海尔集成电路公司也称其不是价格的领先者，而是更关注技术和市场方向。因为质量做得好，成本必然有一定要求。“比如：我们的单片机的开发套件配备很全面，有工具、调试器、C编译器等；同时，我们产品的测试亦很齐备。如果省略了一些工具或测试，成本自然会下来，但是我们首先要保证的是质量、服务，满足用户的需求。”上海海尔集成电路公司销售总监唐群解释道。

为了不陷入价格战，圣邦的应对策略是做个性化的产品。他们认真研究客户的需求，去做和本土友商不一样的东西。例如最近推出了一个新系列——Capless耳机功放。CODEC(编解码器)等出来的信号带有一个直流分量，这个直流分量驱动耳机会有很大的电流，因此后面要加2个电容隔直。为了保证音频特性，一般需要220μF的钽电容；其价格高，2个220μF的钽电容比圣邦的一块芯片还贵。用圣邦的芯片方案不仅省去了钽电容，而且还可以解决开关机爆音问题(开机或关机时的咔咔声)，在保持成本不变甚至降低的同时，提高了系统的音频性能。这样，客户不仅成本受益，还增加了他们产品的价值。

可靠性的确保

本土的电源器件厂商较多，这是否意味着电源器件的门槛较低？答案是否定的。实际上，电源是最为广泛使用的电路，对电源的需求差异巨大。低性能电源器件设计甚至可以在教科书上找到，看起来做电源的门槛不高；但同时电源芯片也是最复杂的器件，电源的指标体系繁杂，例如PSRR(电源抑制比)、噪声、压差、耐高压冲击能力、抗ESD(静电放电)能力、抗闩锁能力、输入/输出范围、瞬态响应能力等，做好电源芯片极其困难。国内的电源器件的竞争还是局限在简单、低性能的市场段，要跨出这个市场段的难度很高、门槛绝对不低。

不像是电性能参数，可靠性等和适应性很难从指标上看得出来，只有用了以后才知道。“低价格一定是以牺牲了某些方面为代价的，例如，不做充分测试和路测验证就把产品推向市场可以缩短上市时间、开发成本可以大幅度下降，所牺牲的是可靠性和适应性。我们坚持所有的产品都要做完整测试和验证。”圣邦市场总监徐前江称。

在生产环节，也需要和可靠的代工厂保持紧密的合作关系。圣邦选择在台积电流片，尽管成本要比国内流片成本要高，但其主要考虑的是产品的可靠性和一致性。圣邦经常跟客户沟通，发现客户担心质量的稳定性：会不会样片很好，但真要批量出货了，性能就下降了；或者每批次货的质量不同？这也是圣邦担心的，所以圣邦所有的产品全部在台积电流片。

这么多年下来，客户才会有充分的信任。因为能在整个环节保证可靠，从研发到质量控制，从生产到管理，以及到整个的销售。如果每个环节如果出了问题，都可能产生问题。

技术、市场的深层挖掘

在这个视频流行的时代，音频技术还有发展前景吗？上海山景的定位是数字音频的玩家级芯片，专注于便携式音响和车载音响，在国内Host MP3/WMA主控芯片市场占有20%~30%份额，自2005年成立以来，其营业额年均增长50%以上。

“人对声音的追求是无止境的，为音频玩家做芯片的路没有穷尽。”山景集成电路公司研发副总许刚博士称。“尽管MP3等音频技术已经出现多年，看似成熟，但做好并不容易。音频行业每年都会有一些企业进来，但每年也会有一些企业退出。这个行业看似壁垒低，实则很高，关键是做到高性价比并不容易。”而最高性价比意味着无论是性能、功耗、价格还是品质，都要力争最好。

为了提高性价比，山景的策略

之一是服务差异化的市场。便携式音响市场很广，可针对不同人群开发个性化的产品，例如面向老人和小孩。老人听力不好，出去散步可带上便携式音响，内容来自U盘；年轻人做手机的Docking(扩展坞)，充电的同时可听音乐。另外，音箱也有其无可替代的地位，在私密性方面，耳机合适；从体验角度，音箱更好。

另一方面，山景新产品也在向高集成度、低功耗方向发展，例如AU7860集成了MP3/WMA/WAV解码、音频CODEC(编解码器)等近20种功能，融合了数模混合技术，定位于便携式音响等领域。

抠到每个细节

上海海尔集成电路介绍了他们的细节服务，例如研发和销售密切配合，有时研发人员在工具中研制了左手习惯的应用，但实际上一般人习惯右手。另外，有些产品虽然开发得很好，还需要数据手册配合。过去是研发人员按照自己的想法写的，但未必符合客户使用的要求，现在该公司让FAE(现场应用工程师)从客户角度进一步确认资料，使之更贴近用户实际使用的需要，而不是把研发人员的内容照搬照抄。“苹果公司的iPhone不看说明书就可以用，我们下一步要向这个方向努力，让产品简单，易于使用。”唐群感悟道，“一个单片机再好，但如果用起来很复杂，用户也接受不了。”同时，配合新产品的推出也要做很多铺垫，例如依靠媒体宣传、网上论坛、应用经验的交流等。

有舍才有得

市场上的客户多种多样，不一定价格就是法宝。因此有些企业抓质量，有些抓价格。例如为了降低价格，一些厂商把晶圆直接切割封装即可。但有些客户注重质量，封装从头到尾都严格把关，成本价格必然比别人高。例如上海海尔集成电路的一家客户的产品出口欧洲，选择上海海尔集成电路的理由是虽然市面上充斥着很多低价产品，但封装不知道是谁的。因此，市面上的客户也多种多样，价格不一。如果陷到价格战里，很难活。

“有1000多家客户后来转到我们的产品。”上海海尔集成电路的唐群称原因多种多样，有些工程师希望用国产的产品；有些担心中国台湾的芯片的质量，因为市面上真假混杂。“而我们的产品没有授权第三方在外封装的。”

另外，客户也有自己的眼光，对合作伙伴也有相应的要求和考量，这不单是价格，还包括全方位的评估，例如技术、交货、产品的差异化、产品的长期路线图(后期产品能不能继续和客户配合)。

高质量的推广需要时间

很多客户需要长时间地慢慢积累，很多情况下，并不是今年给客户推，客户今年就采用了。“有很多的合作伙伴合作已经六七年了，甚至我们第一颗器件就是在手机行业，一直到现在，还是合作得很好的。”圣邦的姚若亚总监说。“我们比较强调稳步增长，不太追求爆发式。”徐前江补充道。

深挖洞、广积粮、缓称王，这些道理看似简单，但在讲究投资回报率和效率的商界，实现起来需要巨大的魄力和上级领导/股东的理解和支持。

对于8位RISC自有内核的单片机，上海海尔集成电路公司可谓十年磨一剑，十年来主要解决抗干扰等技术问题。再加上依托海尔集团，才使其相较众多海外单片机而独领。“如果没有积累，市场再大也不是你的。”唐群感叹道。

服务的深耕细作

尽管各家公司有不同的成本和市场空间，但大家一定还会重叠一部分。在重叠的市场段，就需要依靠服务为产品提供附加值。

深圳比亚迪微电子在深圳，深圳也是手机的设计和制造基地，是否对比亚迪微电子的接单很有帮助？“不在于我们在深圳，手机客户才选我们。而在于因为我们在深圳，所以我们可以给他们提供一些贴身的支持和服务。”比亚迪微电子CMOS图像传感器部产品线经理陈增强纠正道。例如，该公司会在design-in或认证的过程中，就开始进行贴身的支持和服务，或者制作一些样品。

一些海外企业也可以在深圳派驻很多人，例如某美国公司，假如客户的图像有问题，需要让该美国公司的FAE(现场应用工程师)过来，得跟其FAE约时间，一般是三到五天他们才会过来。因为他们在华的员工数有限，派驻的FAE工程师较少。而比亚迪微电子，“一般是你今天约，今天会有人过去看。”而且为了加快反应速度，虽然比亚迪微电子的总部在龙岗，离市区稍远，但在深圳市区有常驻的FAE；在上海也有；将来在北京等地都有会FAE，这样可以给当地的客户快速地支持。“目前的市场是快鱼吃慢鱼，所以我们在加速反应时间上下了功夫。”

圣邦微电子很多FAE(现场应用工程师)都是工作了五到二十几年的工程师。在跟客户沟通的时候，他们能够理解和解决客户的问题。圣邦提供给客户的服务不仅仅局限于解决圣邦自己产品的问题，还包括其应用关联问题。

小结

现在社会上有一种怪圈：中国人买什么，什么就贵；中国人卖什么，什么都便宜。很多人认为本土产品就应该“土”，高品质是不切实际的梦。现在许多本土企业正在努力转型，经过这些企业几年的市场推广，以及产品的性能、品质经过客户的口口相传，正获得市场较好的口碑，有了一定的市场认可度。

中国需要高品质。作为中国人，一定要树立一种自信心，坚信自己可以做出最好的产品。

参考文献：

[1]王莹.上海山景：执着于数字音频玩家级芯片[R/OL].(2012-3-14). 省略/article/130201.htm

[2]王莹.比亚迪：要做最好的CMOS图像传感器[R/OL].(2012-3-27).省略/article/130717.htm

[3]王莹. 圣邦：拼性能质量，打模拟天下[R/OL].(2012-3-14). 省略/article/130728.htm