集成电路的作用范文

时间:2023-10-30 17:57:14

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集成电路的作用

篇1

(1)扩展和接口问题交通机电工程的外接设备非常多,需要很多的接口,当当前的系统需要拓展新的功能需求时(多个usb接口,网络接口,串口和打印机接口),很显然,设备本身的接口满足不了外接设备的需求,这时就必须要占用有限的设备插口,需要增加新的接口进行扩展,这样就会增加设备成本,而且还会增加设备的耗电量。

(2)能耗及体积问题众所周知,工业控制计算机设备耗电量比较大,对于电源的功率和稳定性都要求非常的高。在全社会都在提倡环保节能的情况下,这种耗能大的设备显然是不合适的。特别是当供电系统发生故障,电力供应中断时,这时工业控制计算机设备耗能特别大的缺点就暴露无遗了。很难找到相应的高质量大功率的稳定电源来供电,所以会导致公路交通机电系统的暂时瘫痪,这样就影响到了整个高速公路的交通控制与管理,对整个高速公路上的交通秩序造成了很大的影响。再一个就是收费站岗亭的空间有限,当放上这么一个体积庞大的机器之后,里面的空间就更加的狭小,占用了放置其他重要物资的空间。

(3)使用寿命和环境问题工业控制计算机的受用寿命比较长,寿命长并不意味着机器能够一直稳定的工作。在工业控制计算机使用后期,机器的稳定性和可靠性会大幅度降低,时常会出一些故障。工控机设备能够适应各种各样的环境,但是噪音比较严重,对环境会造成很大的噪声污染,在环保越来越重要的今天,这是一个必须要考虑到的问题。

(4)建设及运营问题工业控制计算机是公路交通机电系统的核心,需要耗费大量的人力和时间进行安装,劳动强度非常大,需要的投资比较大,而且建成后运营花费也比较高。

(5)后期维护问题经过对机器使用过程中使用规律的统计,随着机器使用时间的延长,其维护费用也逐年的升高,而且维护费用增长速度越来越快,到了后期,维护费用就是一笔很大的支出。而且等到设备报废之后需要巨大的投资来进行设备的更换。从以上几点的分析可以看出,以工程控制计算机为核心的公路交通机电系统存在一些的问题,有一些明显的缺点。上面所叙述的情况在一定程度上成为了交通控制与管理发展的瓶颈。在交通公路机电逐步走向信息化的今天,这些问题必须要进行解决。在设备更新换代时必须考虑到以上问题。迫切需要一些新的交通机电技术应用到公路交通控制与管理之中。以确保公路交通机电的发展与公路交通的发展相适应,提高道路的服务水平。

二.工控机在高速公路机电工程中的展望

因为以工程控制计算机为核心的道路机电系统存在的缺点,所以想要提高道路的服务水平,必须要应用新的技术进行道路机电工程的革新。嵌入式技术走进了公路交通工程技术人员的视线。嵌入式系统以应用为中心,技术基础是现代计算机技术。与普通的工程控制计算机系统相比,嵌入式系统具有以下特点:

(1)嵌入式系统的功耗比较低,体积要比工控机系统小很多,而且集成度很高,将原来的卡板功能集中在芯片之中,所以嵌入式系统体系非常小。而且功耗都比较低,而且便于移动,能够联网。

(2)嵌入式系统是将半导体技术、先进的计算机技术和电子技术与其他行业相结合制造出来的系统,是具有技术密集性、分散度比较高的集成系统。

(3)嵌入式系统深度结合了具体的应用,具有较强的应用性与市场竞争力,使用周期也比较长。

(4)嵌入式系统的软件都是储存在芯片之中的,不需要再从硬盘之中周转,这样就大大提高了系统的运行速度和系统的可靠性。

(5)嵌入式系统对于实时任务具有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。

(6)嵌入式微处理器的低功耗特点,尤其是用于便携式的无线及移动通信设备中,在电池供电的嵌入式系统中,更显示出它无与伦比的特色。综上所述,嵌入式系统正以其稳定、安全、可靠、体积小的特点,势将在道路交通机电设备中得到广泛应用。

三.总结

篇2

【关键词】PBL;纪录片创作;课程教学;应用

“基于项目的学习”即Project-based Learning,简称PBL。PBL最早是在西方盛行的一种探究性学习模式。它的理论基础可以追溯到建构主义学习理论、布鲁纳的发现学习理论和杜威的实用主义教育理论。PBL强调学习是探究,而不是填鸭式的说教。与传统的接受性学习相比,PBL更注重培养学生的问题意识、批判性思维的习惯、独立学习的能力以及团队合作的品质。[1]近些年来,随着我国基础教育新课程改革的不断深入,PBL在基础教育中的应用越来越广泛,但在当前的高等教育特别是研究生课程教学中,PBL的模式应用还较少,探索也比较少。本文作者将PBL学习模式尝试性地应用到了我院研究生课程――“电视纪录片创作”的课程教学中,最终取得了令人比较满意的教学效果。

一 PBL引入研究生课程教学的意义

将PBL引入研究生的课程教学的意义,可以归纳为以下三个方面:

1有利于培养研究生“研究”的兴趣。现阶段全社会都关注人才培养,教育部相关文件将“创新型”和“个性化发展”作为高校人才培养的重要取向。研究生学习不仅仅涉及已有的和整理过的知识,更需要独立地去从事“研究”。教学工作的目标则在于诱发学生“研究”的兴趣。与传统的接受性学习相比,PBL更注重培养学生的问题意识、批判性思维的习惯、独立学习的能力以及团队合作的品质,有利于培养研究生“研究”的兴趣,培养研究生的创新意识、创新思维、创新能力和创新精神。

2有利于改革当前研究生课程教学。目前研究生课程,尤其是一些必修课程,基本上有两类授课形式:一是仍然沿用传统的教师为主的传授教学,二是专题式研讨。填鸭式教学的弊端不容分说,而在专题式研讨的课堂上也很难见到严格意义上的研讨,有时甚至看不到课程指导教师,唯一显著的变化是由教师讲变为学生讲,但研讨的效果令人质疑。PBL强调学习是探究,而不是填鸭式的说教。作为一种新的教学模式,可为研究生课程的教学改革提供良好的操作指导。

3 有利于培养研究生的多种素质和能力。把PBL运用于教学可以锻炼学生的多种能力,如:①培养学生的创新意识。做项目的过程就是在广泛搜集前人经验的基础上构建自己的知识体系,而这一构建过程必定会带有个人独特的经验体验。②培养学生应用知识的能力。在项目实施过程中,学生会发现自己理解与运用知识之间的差距。这种感受将会刺激他们重温概念资料,从而加强对知识的领会。③发展促进合作的能力。当今社会要处理的事务越来越复杂,与人合作的能力是我们必不可少的能力之一。④培养情感的能力。在多人参加的一个项目中,为使项目顺利完成,并充分发挥每个人的作用,情感起着非常重要的作用。⑤发展自我学习的能力。由于知识的不断更新,种种问题的不断变化,我们需要不断学习一系列技能以不被时代所淘汰。[2]

二 PBL在《电视纪录片创作》课程教学中的实施步骤

基于项目的学习是一种新型教学模式,是一种革新传统教学的新理念,这种模式强调的是以学生为中心,强调小组合作学习,要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。通常其流程或曰实施步骤分为选定项目、制定计划、活动实施、成果交流和活动评价5个基本步骤(见图1)。

图1 PBL的实施步骤[3]

1 选定项目

项目的选择很重要。这里的项目主要是指针对课程教学内容而设计的能由学生独立完成,同时可收到良好教学效果的任务。研究生课程的项目应具有研究性、综合性、实践性等特征。因此,在确立项目时需要充分考虑以下两个方面:一是项目选题本身应具有一定的研究意义及价值,能够培养学生的研究能力;二是项目内容及成果应具有综合性、实践性等特征,能够把教学内容的理论知识与实践技能结合在一起。

表1 学习项目

“电视纪录片创作”课程的核心任务是纪录片作品创作,但决不能盲目地进行创作,在创作之前务必要在前人那里获得足够多的智慧、经验甚至是灵感,而研读经典理论、解读经典作品是获得这些智慧、经验和灵感的最佳途径。在“电视纪录片创作”课程教学过程中,首先根据课程目标将课程内容划分为经典纪录片理论研读、经典纪录片作品解读以及纪录片作品创作三个模块,每个模块里均有若干个具体项目(见上表)供学生选择。

2 制定计划

计划包括指导教师根据具体项目提出的指导性计划和学生按照教师指导性计划制定的个人或小组计划。计划的内容有学习、设计与制作时间的详细安排以及项目活动形式及成果形式。我们在制定该课程上述项目的计划时,将2007级影视艺术学方向的研究生同学分成了4个学习小组,前两个项目模块要求每个小组只选取一个具体项目且各小组不能重复选择,第三个项目模块的三个具体项目要求每个小组都要选。学生选定项目之后,教师根据课程学习的基本进度制定出指导性计划(见表2)。

小组计划都是在组长的组织下,按照教师指导性计划,在小组成员共同分析项目需求的基础上,讨论协商确定的。计划的内容主要包括由谁、在何时、做何工作等内容。

3 活动实施

活动实施阶段是基于项目学习的主体,学生大部分知识内容的获得和技能、技巧的掌握都是在此过程中完成。[4]我们在经典纪录片理论研读和经典纪录片作品解读两个模块中安排的系列学习活动,一方面要求各小组的同学利用书刊、网络查找相关资料,独立开展研究性学习,培养同学们的学术研究能力;另一方面教师要利用课堂教学环节,讲解一些基本的理论知识点,并与同学们一起观摩和解读一些片子。在课堂之外,同组同学之间、组与组之间需要广泛地进行交流,开展协作学习,培养同学们的协作精神和协作能力,并对学习的结果按计划进度在课堂上向老师进行汇报。通过前面两个项目模块的学习,学生可以形成有关电视纪录片创作的基本理论和基本经验,从而为第三个项目模块顺利开展奠定坚实的理论基础。第三个项目模块是整个课程的核心模块,是学生在学习前两个模块的基础上开展的创造性实践活动。在纪录片作品创作这一项目模块的实施过程中,从选题到拍摄到剪辑,各小组几乎都是在独立开展活动,但在每一个具体的任务行将结束的时候,我们都会组织一次大型的学习和交流活动。比如在选题阶段,各学习小组确立选题和创作方案之后,我们特别邀请了影视艺术学方向的研究生导师以及日照市广播电视局科教频道的几位知名的纪录片编导与学生一起,就选题的意义及价值、是否具有可拍性等问题开展了深入地交流和讨论,最后确立了《老人•九连环》、《归途》、《舞动的天使》、《骑行者》四个纪录片选题。在拍摄阶段,要求每组同学提交一份拍摄计划表和人员分工安排表,由学院为他们统一提供拍摄用的器材和设备。在剪辑阶段,学生利用非线性网络编辑系统完成了四部纪录片素材的采集、剪辑及音画合成与作品输出。

4 成果交流

项目完成以后,我们对不同的项目成果采取了不同的交流方式。对于项目模块1和项目模块2的学习成果,只通过教室进行课堂交流。对于项目模块3的学习成果,将交流的空间从课堂内延伸到了课堂外。一方面,我们组织了曲阜师范大学首届纪录片展播活动,邀请日照市广播电视局的专业人士及学院影视艺术学方向的导师及部分相关专业的大学生出席展播活动,并参与交流和讨论;另一方面,将四部纪录片作品邮寄给了“科讯杯”全国师范院校学生高清暨DV作品大赛组委会,通过网络展播平台以期取得更大范围的学习和交流。

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5 活动评价

基于项目的学习与传统教学模式的一个重要区别还在于学习评价。在这种教学模式中,评价要求由专家、老师、同伴以及学习者自己共同来完成。它不但要求对结果的评价,同时也强调对学习过程的评价,真正做到了定量评价和定性评价、形成性评价和终结性评价、对个人的评价和对小组的评价、自我评价和他人评价之间的良好结合。[5]通过评价,学生可以认识到自己的进步和不足,从而明确今后努力的方向。

令我们感到高兴和欣慰的是,我们的四部纪录片作品获得了校内外收到广泛认可和高度评价(见表3),尤其得到了“科讯杯”全国师范院校学生高清暨DV作品大赛组委会的青睐,四部作品全部获奖,其中《老人•九连环》获得一等奖,《归途》和《舞动的天使》同获二等奖,《骑行者》获三等奖,纪录片作品的获奖率达到百分之百,这在历届参加“科讯杯”全国师范院校学生高清暨DV作品大赛的所有高校中是绝无仅有的。同样,作品也得到了日照市广播电视局科教频道的认可和青睐,四部作品破例在科教频道日照纪事栏目循环播出,在校内外的反响异常强烈。

三PBL在《电视纪录片创作》课程教学中的实施效果

PBL模式应用在《电视纪录片创作》课程教学中的效果得到了研究生同学的普遍认可,具体可归纳为以下四个方面:

1 PBL模式切实激发了研究生学习的兴趣,提升了学习的质量。利用PBL模式开展教学,课堂气氛明显比传统填鸭式的教学模式活跃,通常一堂课在不知不觉中度过,学生的学习兴趣浓厚,自主学习积极性明显提高,并且深化和延伸了课堂教学,大大提升了研究生学习的质量。

2 PBL模式符合研究生学习的特点和需求。研究生学习不同与本科阶段的学习,研究生学习有其鲜明的特点,比如:学生的自由度较高,学术研讨的氛围较浓,强调学生的综合能力和创新能力等。前文提到,PBL模式具有研究性、综合性、实践性等特征,因此非常符合研究生学习的特点和需求。实践证明,将PBL模式应用在《电视纪录片创作》课程教学中之后,极大地培养了研究生同学的自学能力、科研能力、分析问题和解决问题的能力以及与他人合作的能力。

3 PBL模式提高了研究生同学的综合素质。将PBL模式应用于《电视纪录片创作》课程教学中之后,培养了研究生自主学习的能力,思索、发现、创新的能力,他们真正学会了思考,有创新意识,能更好地解决工作中所遇到的问题,更重要的是,能更积极主动地学习新知识,跟上信息社会快速发展的步伐,真正做到终身学习。

4 PBL模式密切了师生关系以及生生关系。前文提到,基于项目的学习与传统教学模式的一个重要区别还在于学习评价。在这种教学模式中,评价要求由专家、学者、老师、同伴以及学习者自己共同来完成。评价的过程实际上也是师生之间、生生之间交流的过程,学生可以在交流中得到新知或得到某些启示,同时也密切了师生和生生间的关系。

四结语

综上,基于项目的学习模式首次在影视艺术学方向的研究生课程――“电视纪录片创作”教学中进行了应用并取得了可喜的成果。通过基于项目的学习,一方面学生获得了大量学习资料和学习成果,另一方面培养了学生的研究能力、合作意识与能力以及独立地、创造性地解决实际问题的能力。虽然项目学习耗时较长,特别是在作品拍摄和剪辑阶段,指导教师和学生牺牲了很多课余时间,但这种学习过程本身对学生长远发展的促进作用无疑是巨大而深远的。

参考文献

[1][2][3]郭莉,李兴德,邵国平.基于项目的学习模式在研究生课堂教学中的应用研究[J].教育技术导刊,2007,(2):9-11.

[4][5]刘景福钟志贤.基于项目的学习(PBL)模式研究[J].外国教育研究,2002,29(11):18-22.

The PBL Model’s Application in Course Teaching of TV Documentary Creation

ZHANG Wei-gang

(College of Information Technology and Communication, Qufu Normal University, Rizhao 276826, China)

Abstract: The PBL model’s application is paid more attention and becomes popular gradually in elementary education and vocational and technical education. It has been applied first in graduate student’s course teaching of TV documentary’s creation. Students must suggest scheme and realize it by themselves. They must grasp knowledge and technical ability in personal experience by reading classic document, understanding and explaining classic TV documentary films and creating TV documentary films.

篇3

【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。

篇4

一、集成电路布图设计的概念

集成电路的布图设计是指一种体现了集成电路中各种电子元件的配置方式的图形。集成  电路的设计过程通常分为两个部分:版图设计和工艺。所谓版图设计是将电子线路中的各个  元器件及其相互连线转化为一层或多层的平面图形,将这些多层图形按一定的顺序逐次排列  构成三维图形结构;这种图形结构即为布图设计。制造集成电路就是把这种图形结构通过特  定的工艺方法,“固化”在硅片之中,使之实现一定的电子功能。所以,集成电路是根据要实现的功能而设计的。不同的功能对应不同的布图设计。从这个意义上说,对布图设计的保护也就实现了对集成电路的保护。

集成电路作为一种工业产品,应当受到专利法的保护。但是,人们在实践中发现,由于集成电路本身的特性,大部分集成电路产品不能达到专利法所要求的创造性高度,所以得不到专利法的保护。于是,在一九七九年,美国众议院议员爱德华(Edward)首次提出了以著作权法来保护集成电路的议案。但由于依照著们法将禁止以任何方式复制他人作品,这样实施  反向工程也将成为非法,因此,这一议案在当时被议会否决。尽管如此,它对后来集成电路保护的立法仍然有着重要意义,因为它提出了以保护布图设计的方式来保护集成电路的思想;在这基础上,美国于1984年颁布了《半导体芯。片保护法》;世界知识产权组织曾多次召集专家会议和政府间外交会议研究集成电路保护问题,逐渐形成了以保护布图设计方式实现对集成电路保护的一致观点,终于在一九八九年缔结了《关于保护集成电路知识产权条约》。在此期间,其他一些国家颁布的集成电路保护法都采用了这一方式。

虽然世界各国的立法均通过保护布图设计来保护集成电路,但关于布图设计的名称却各不相同。美国在它的《半导体芯片保护法,)中称之为“掩模作品”(maskwork);在日本的《半导体集成电路布局法》中称之为“线路布局”(cir— cuitlayout);而欧共体及其成员国在其立法中称布图设计为“形貌结构”(topography);世界知识产权组织在《关于集成电路知识产权条约》中将其定名为布图设计。笔者以为,在这所有的名称中以“布图设计”一词为最佳。“掩模作品”一词取意于集成电路生产中的掩模。“掩模作品”一词已有过时落后之嫌,而“线路布局”一词又难免与电子线路中印刷线路版的布线、设计混淆。“形貌结构”一词原意为地貌、地形,并非电子学术语。相比之下,还是世界知识产权组织采用的“布图设计”一词较为妥当。它不仅避免了其他名词的缺陷,同时这一名词本身已在产业界及有关学术界广泛使用。《中国大百科全书》中亦有“布图设计”的专门词条‘

二、布图设计的特征

布图设计有着与其他客体相同的共性,同时也存在着自己所特有的个性。下面将分别加以论述。

1.集成电路布图设计具有无形性

无形性是各种知识产权客体的基本特性,,因此也是布图设计作为知识产权客体的必要条件。布图设计是集成电路中所有元器件的配置方式,这种“配置方式”本身是抽象的、无形的,它没有具体的形体,是以一种信息状态存在于世的,不象其他有形物体占据一定空间。

布图设计本身是无形的,但是当它附着在一定的载体上时,就可以为人所感知。前面提到布图设计在集成电路芯片中表现为一定的图形,这种图形是可见的。同样,在掩模版上布图设计也是以图形方式存在的。计算机辅助设计技术的发展,使得布图设计可以数据代码的方式存储在磁盘或磁带中。在计算机控制的离子注入机或者电子束曝光装置中,布图设计也是以一系列的代码方式存在。人们可通过一定方式感知这些代码信息。布图设计是无形的,但是其载体,如掩模版、磁带或磁盘等等却可以是有形的。

2.布图设计具有可复制性

通常,我们说著作权客体具有可复制性,布图设计同样也具有著作权客体的这一特征。当载体为掩模版时,布图设计以图形方式存在。这时,只需对全套掩模版加以翻拍,即可复制出全部的布图设计。当布图设计以磁盘或磁带为载体时,同样可以用通常的磁带或磁盘拷贝方法复制布图设计。当布图设计被“固化”到已制成的集成电路产品之中时,复制过程相对复杂一些。复制者首先需要去除集成电路的外封装;再去掉芯片表面的钝化层;然后采用不同的腐蚀液逐层剥蚀芯片,并随时拍下各层图形的照片,经过一定处理后便可获得这种集成电路的全部布图设计。这种从集成电路成品着手,利用特殊技术手段了解集成电路功能、设计特点,获得其布图设计的方法被称为“反向工程”。

在集成电路产业中,这种反向工程被世界各国的厂商广泛采用。集成电路作为现代信息工业的基础产品,已渗透到电子工业的各个领域,其通用性或兼容性对技术的发展有着非常重要的意义。因此,而反向工程为生产厂商了解其他厂商的产品状况提供了可能。如果实施反向工程不是单纯地为复制他人布图设计以便仿制他人产品,而是通过反向工程方法了解他人品功能、参数等特性,以便设计出与之兼容的其他电路产品,或者在别人设计的基础上加以改进,制造出更先进的集成电路,都应当认为是合理的。著作权法中有合理使用的规定,但这种反向工程的特许还不完全等同于合理使用。比如,合理使用一般只限于复制原作的一部分,而这里的反向工程则可能复制全套布图设计。改编权是著作权的权能之一,他人未经著作权人同意而擅自修改其作品的行为是侵权行为,但这里对原布图设计的改进则不应视为侵权。

综之,无论何种载体,布图设计是具有可复制性的。

3.布图设计的表观形式具有非任意性著作权客体的表现形式一般是没有限制的。同一思想,作者可随意采取各种形式来表达,因此著作权法对其表现形式的保护并不会导致对思想的垄断。布图设计虽然在集成电路芯片中或掩模版上以图形的方式存在,具备著作权客体的外在特性,但是其表现形式因受诸多客观因素的限制,却是有限的或者非任意的。

首先,布图设计图形的形状及其大小受着集成电路参数要求的限制。如果要求集成电路  具有较高的击穿电压,设计人在完成布图设计时就必须将晶体管的基区图形设计为圆形,以  克服结面曲率半径较小处电场过于集中的影响。对于用于功率放大的集成电路,其功放管图  形的面积必须较大,使之得以承受大电流的冲击。

其次,布图设计还受着生产工艺水平的限制。为了提高集成电路的集成度或者追求高频 特性,常常需将集成电路中各元件的面积减小。这样,布图设计的线条宽度也相对较细。目前国。外已达到亚微米的数量级。但如果将线条设计得太细,以致工艺难度太大将会大大地降低集成电路成品率和可靠性,这是极不经济的;同样地,如果一味,地追求功率参数,将芯片面积增大,也会降低集成电路的成品率。

此外,布图设计还受着一些物理定律以及材料类及其特性等多种因素的限制。比如,晶体管可能因为基区自偏压效应而导致发射极间的电位不等。为克服基区自偏压效应,则需在加上均压图形。

虽然从理论上讲,突破这些限制条件的图形也可以受到著作权的保护,但由于布图设计的价值仅仅体现在工业生产中,所以对那些完全没有实用价值的、由设计人自由挥洒出来的所谓“布图设计”实施保护是没有任何意义的。这些图形不是真正意义上的布图设计,称其为一种“抽象作品”或许更为恰当。布图设计在表现形式的有限性方面,与工业产权客体相似。

三、布图设计权的特性

从上面的分析可知,集成电路布图设计有其自身的特征,并同时兼备著作权客体和工业产权客体的特性。在立法保护布图设计、规定创作人的布图设计权时,应当考虑这一特点。

首先,布图设计权应具备知识产权的共同特性,即专有性;时间性和地域性。布图设计具有无形性,同一布图设计可能同时为多数人占有或使用。为保障布图设计创作人的利益,布图设计权应当是一项专有权利。另一方面,布图设计的价值毕竟是通过其工业应用才得以实现。仅就一特定的布图设计而言,使用它的人越多,为社会创造的价值就越大。如果布图设计权在时间上是无限的,则不利于充分发挥其对社会的作用,也不利于集成电路技术的发展。所以布图设计权应有一定时间期限。当然,对时间期限的具体规定应当既考虑公共利益,又照顾到创作人的个人权益。只有找到二者的平衡点,才是利益分配的最佳状态。地域性作为知识产权的共性之一,同样为布图设计权所具备,在世界知识产权组织的《关于集成电路的知识产权条约》第三条;第四条和第五条的内容都涉地域问题,这实际上肯定了布图设计权的地域性。

其次,布图设计权还具有其独特的个性。下面将其分别与著作权和工业产权相对照,从而分析其特点。

1.布图设计权的产生方式与著作权不同,只有在履行一定的法律程序后才能产生。集成电路作为一种工业产品,一旦投放市场将被应用于各个领域,性能优良的集成电路可能会因其商业价值引来一些不法厂商的仿冒。另一方面,由于集成电路布图设计受到诸多因素的限  制,其表现形式是有限的,这就可能存在不同人完全独立地设计出具有相同实质性特点的布图设计的情况。这就是说,布图设计具有一定的客观自然属性,其人身性远不及普通著作权客体那样强。所以法律在规定布图设计权的产生时,必须对权利产生方式作出专门规定,否则便无法确认布图设计在原创人和仿冒人之间,以及不同的独立原创人之间的权利归属。

2.布图设计权中的复制权,与著作权中的复制权相比,受到更多的限制。翻开各国集成电路技术的发展史,反向工程在技术的发展中有着不可取代的作用。如果照搬著作权法中关于复制权地规定,实施反向工程将被认为是侵权行为。为了电子工业和集成电路技术的发展,应当对复制权加以一定的限制,允许在一定条件下或合理范围内实施反向工程,美国《半导体芯片保护法》第906条第一款中规定,“仅为了教学、分析或评价掩模作品中的概念或技术,或掩模作品中所采用的电路、逻辑流和图及元件的布局而复制该掩模作品者”;或进行上述的“分析或评价,以便将这些工作的结果用于为销售而制造的具有原创性的掩模作品之中者”均不构成侵犯掩模作品专有权。与此相反,单纯地为复制布图设计而实施反向工程仍为侵权。反向工程是对复制权的一种限制。

3.与工业产权相比,布图设计权产生的实质性条件也有所不同。专利法中“创造性”条件要求申请专利的技术方案具备“实质性特点”,而大多数集成电路达不到这一要求。比如,在设计专用集成电路时,常将一些已为人所熟知的单元电路加以组合,这种拼揍而成的集成电路大多难以满足专利法的创造性要求,这使得大量集成电路得不到专利法的保护,这正是传统专利制度与集成电路这一新型客体之间不协调的一面。所以集成电路保护法在创造性方面的要求不应象专利法要要求那么严,但也不能象著作权法完全不要求任何创造高度要求,因为布图设计的价值毕竟体现在工业应用上。

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关键词:集成电路专业;实践技能;人才培养

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).

[4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育,2008(22).

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关键词:集成电路设计;版图;CMOS

作者简介:毛剑波(1970-),男,江苏句容人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,副教授;汪涛(1981-),男,河南商城人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,讲师。(安徽?合肥?230009)

基金项目:本文系安徽省高校教研项目(项目编号:20100115)、省级特色专业项目(项目编号:20100062)的研究成果。

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)23-0052-02

集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4]

一、集成电路版图设计软件平台

为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6]

集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。

在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。

九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。

二、集成电路版图设计的教学目标

根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。

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    关键词:知识产权 集成电路 布图设计权

    中国政府为了满足Trips协议的要求,于2001年颁布了《集成电路布图设计保护条例》,该条例已于同年开始实施[2].从该条例的文字规定看,中国的集成电路布图设计的保护水平已经完全满足了Trips协议的要求。

    事实上,中国政府早在1991年就开始起草《集成电路布图设计保护条例》。这一动议肇始于《集成电路知识产权条约》(以下简称《集成电路条约》)的制订。早在1986年,就召开了多次外交会议和专家会议,研究、起草《集成电路条约》,中国政府积极参与了该条约起草的全过程。1990年5月,在华盛顿召开外交会议,通过了集成电路条约,包括中国在内的多数国家投票赞成。此后,中国政府立即组织专门小组开始研究和起草《集成电路布图设计保护条例》。在起草工作初期,的《集成电路条约》是中国立法的主要参考文件。1993年,在GATT乌拉圭回合谈判中,Trips协议草案的邓克尔文本提出后,考虑到中国当时正试图恢复其GATT缔约国的地位,Trips协议成为中国起草《集成电路布图设计保护条例》所参考的最为重要的文献

    由于WIPO的《集成电路条约》一直未能生效;加之中国加入WTO的进程又是一波三折,中国的《集成电路布图设计保护条例》一直没有一个适当的出台时机。直到2001 年,中国在加入WTO方面出现了转机,为配合国内外各方面的工作,中国政府颁布了《集成电路布图设计保护条例》。就在这一年,中国加入了WTO.

    本文拟就中国《集成电路布图设计保护条例》的规定,同Trips协议和WIPO的《集成电路条约》以及有关国家的法律,分别从权利的保护对象、范围、内容和效力等方面,从知识产权法律理论的角度进行分析、评论和比较。

    一、保护对象

    中国的《集成电路布图设计保护条例》开宗明义在标题上直接采用布图设计作为中心词,这就将其保护范围限定于半导体集成电路,因为只有半导体集成电路在制造过程中对布图设计有着必然的依赖。该条例第二条在界定集成电路概念时专门指明,条例中所称集成电路为半导体集成电路。[3]

    将保护范围限定在半导体集成电路范围是国际上的通例。美国是世界上第一个颁布集成电路保护法律的国家,从美国1978年首次提出集成电路保护的问题,到1984 年颁布专门立法的过程可以看出,布图设计(美国法称掩模作品)一直被作为这类法律保护的直接对象[4].应当说,这一法律的最基本的目的就是为了防止未经许可随意复制他人的布图设计。此后,日本、瑞典等国的保护集成电路的国内法均采用了这种“美国模式”。

    1986年在美、日等国的提议下,WIPO开始制订保护集成电路的条约。尽管该条约在总体设计上采用了前述美国模式,但在其起草过程中,也曾经就是否明确将保护对象限定在半导体集成电路之内发生过争论。在1988年11月的草案中,对于是否在集成电路之前加上“半导体”这一文字限定,依旧是两种方案。

    事实上,通过保护布图设计的手段来达到保护集成电路目的的美国模式本身,已经将保护对象限定在半导体集成电路的范围之内了。因为在目前的技术发展水平上,布图设计本身就是针对半导体集成电路的,每一种半导体集成电路都必然与一套特定的布图设计相对应。而半导体集成电路之外的混合集成电路(Hybrid IC),如薄膜或者厚膜集成电路均不直接涉及布图设计的问题。美国人甚至在其国内法的标题上或正文中就直接采用了半导体芯片或者半导体产品的提法。[5]

    中国的集成电路保护条例从起草到颁布的整个过程,都一直使用半导体集成电路的提法。这种做法不仅同国际社会保持一致,而且也符合知识产权制度本身的功能分配。对于半导体集成电路之外的其他集成电路,如前述混合集成电路中并不存在像布图设计这样复杂的设计,充其量也就存在一些如同印刷电路、相对简单的金属化互联引线。严格说来,混合电路只是一种由若干分立器件(Devices)或半导体集成电路组合而成的功能性组件,完全不同于半导体集成电路将全部器件集成于单片的硅或化合物半导体材料之中。因此,对于半导体集成电路之外的其他相关产品完全可以适用专利法加以保护。不致出现如半导体集成电路所面临的与专利法之间的不和谐[6].

    尽管世界各国在其立法模式上普遍采用了保护布图设计的美国模式,但对布图设计的称谓却各不相同。世界上最早立法保护集成电路的三个国家中就分别采用了三种不同的叫法:美国人称其为掩模作品(Mask work);日本人则使用了线路布局(Circuit Layout)的提法;瑞典人使用的是布图设计(Layout Design)。但这并不算结束,随后跟进的欧共体指令[7]却又使用了形貌结构(Topography,也有译作拓朴图或者构型的)。在这多个术语中,中国与WIPO的《集成电路条约》保持一致,采用了布图设计的称谓。

    美国法所使用的“掩模作品”,虽然在产业界十分流行,但在技术层面上显然已经落后。如今,相对先进的制造商已经完全可以不再使用传统的掩模板来制造集成电路。所有掩模图形均可以存储于计算机中,通过控制电子束扫描进行表面曝光,或者通过低能加速器进行离子注入等技术均可将掩模图形集成于半导体材料之中。而日本人所使用的线路布局一词则很容易同印刷电路 (Printed Circuit)混淆,在产业界也少有人这样称呼布图设计。相比之下,布图设计和形貌结构则是较为通行的用法,其中形貌结构(Topography)原本为地理学中术语,指起伏不平的地貌,后微电子产业借用了这一术语,用以指代布图设计。但在汉语环境中,布图设计的用法更为普遍,故中国的相关规定采用了布图设计一词[8].

    从上面分析可知,中国的国内法在保护对象方面采取了与国际上相关国际条约或者有关国家的国内法完全相同的模式,即通过直接赋予布图设计以专有权的方式,来实现保护采用该布图设计的集成电路的目的。

    二、权利内容的设定

    各国在集成电路保护问题上都采用了设权方式,即在传统的知识产权体系中新设立一种既不同于专利权,也不同于著作权等传统知识产权形式的新型权利—布图设计权 [9].就中国而言,考虑到中国立法的直接目的,自然不可能另外闭门自造一套与众不同的制度。根据中国《集成电路布图设计保护条例》,布图设计权人享有 (l)对受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分进行复制的专有权,和(2)将受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品投入商业利用的专有权。[10]这一规定同wTO的Trips协议相比,仅仅在文字表述方式上存在差异,其权利内容是完全相同的。[11]

    从前述规定中可以发现,所谓布图设计权在内容上包含两个方面,即复制权和商业实施权。而这两项内容在原有的知识产权种类中,分别属于著作权和专利权中的权能。布图设计权则兼采二者内容于一身,这反映出集成电路保护法在原有的知识产权体系中介于专利权和著作权之间的特殊地位,这一特性同样在布图设计受保护的条件上得到突出反映。受著作权法保护的作品必须具备独创性,被授予专利权的发明则必须具备创造性,即只有相对比现有技术水平有较大提高的发明才能获得专利权,这是各国专利法的通行做法。而从目前国际社会对于独创性的解释可知,作品只需具备最低限度的创造性即被认为具备了独创性。由此可以推知,专利法中的创造性在创造高度方面的要求显然高于著作权法中的独创性。而各国的集成电路保护法及相关国际条约在保护条件方面的规定,一方面借用了著作权法中关于独创性(originality)的概念,另一方面又要求受保护的布图设计不能是平庸或者司空见惯的。[12]可见在法律上对受保护布图设计在创造性方面所提出的要求正好介于著作权法和专利法之间。

    布图设计权之所以在内容上兼采著作权和专利权中的内容,根本原因还是布图设计本身同时具有著作权法和专利法保护对象的双重属性。布图设计在外在形式上,表现为一系列的图形。如欧共体集成电路保护指令中就直接将布图设计定义为一系列的图形,[13]当这些平面图形按照一定的规则被固化在硅片表面下不同深度中后,便可形成三维的立体结构,实现特定的电子功能,也就是说这种外在表现为图形的布图设计有其内在的实用功能,其最终的价值是通过特定的电子功能得以实现的,正是因为布图设计的这种属性导致了布图设计权在内容上的设计也具备了类似著作权和专利权的属性。

    三、权利效力和限制

    在各类知识产权中,受法律保护的条件存在高下之分。这必然导致权利效力也存在强弱不同。著作权的效力仅限于作品的表达(expression),而专利权所能延及的层面则比著作权法中的表达更为抽象。专利权的效力不仅延及于某一技术方案的某种具体实现方式,而且可以延及该技术方案本身。从前述布图设计权的内容的介绍中可以看出,中国法规中所规定的布图设计权,在效力上同专利权的设计并无差异。然而,回顾WIPO起草《集成电路条约》的过程可知,参与起草的各国曾就布图设计权的效力发生过极大的争议,发展中国家希望将布图设计权的效力限定在复制布图设计和利用布图设计制造集成电路这两个层面上;而以美、日为代表的集成电路技术强国则并不满足这两个层面,还打算将布图设计权的效力延伸至安装有受保护的布图设计集成电路的物品上。美、日两国的主张即是将布图设计权的效力延伸到第三个层次上,这在效力上就完全等同于专利权。由于发展中国家的强烈反对,致使WIPO的条约在布图设计权的效力上采取了模棱两可的做法,即在该条约的第3条(1)(h) 和第6条(1)(a)(ii)中分别采用了不同的表述方式。

    然而,在1994年WTO的Trips协议通过之后,由于Trips 协议就布图设计权的效力作了专门规定,[14]致使WIPO条约中遗留的问题在Trips协议中不复存在,Trips协议完全采取了美、日等国的立场,将权利效力延伸到了第三层次。中国为了能加入WTO,自然只能采用跟进的态度,在中国的《集成电路布图设计保护条例》第7条中,有关布图设计权的效力与 Trips协议在实质上完全一致。

    应该说,在Trips协议通过之后布图设计权的效力问题在立法上已经解决,但是Trips协议的这种做法在知识产权法律理论上是存在问题的,知识产权的效力从来都同该权利产生的条件高低相关。通常,权利产生的条件越苛刻,权利效力也就越强,这在前述著作权和专利权的效力差异上已经表现得尤为明显,不仅如此,对于同类知识产权也是这样,比如商标必须具备显著性才能受到法律保护,因此显著性即为商标权产生的条件。如果一个商标的显著性强,则依附于该商标上的商标权的效力也相应较强,而布图设计权在创造性要求方面显然低于专利法的要求,因此其权利效力理所当然地应当低于专利法,而不应当与专利权相同,即不应当延伸到第三层次上。当然,布图设计权的创造性要求比起著作权又远高于独创性要求,因此布图设计权的效力应当强于著作权。具体地讲,著作权效力只能及于对作品的复制;而布图设计权的效力则不仅可及于对布图设计的复制,还可以延伸到对布图设计本身的商业利用,即第二层次。所以,当年发展中国家在WIPO《集成电路条约》谈判中的主张在理论上应当是成立的。中国虽然一直都不赞同美、日等国的主张,但为了同 WTO的相关规定保持一致,只得将布图设计权的效力强化到用集成电路组装的物品的商业利用,即第三层次。

    无论是著作权,还是专利权在法律上都受到一定的限制,布图设计权也不例外。中国的相关法律对于布图设计权的限制同国际上其他国家的规定并无大异。为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计,比如为前述目的实施反向工程的行为;或者在前述反向工程的基础上,创作出具有独创性的布图设计的行为;以及对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的行为等均不属于侵犯布图设计权的行为等。[15]这类行为等同于著作权法中合理使用行为。此外,中国《集成电路布图设计保护条例》还就权利用尽等知识产权法中通行的权利限制类型作出了规定。[16]

    在中国《集成电路布图设计保护条例》中还明确规定了非自愿许可的相关条件和性质[17].即不仅将实施非自愿许可限定在国家处于紧急状态或者作为不正当竞争行为的救济措施的条件上,而且将这种许可方式界定为非独占的、有偿的。并且,当实施非自愿许可的条件一旦消失,该许可就应当被终止。这些规定同Trips协议以及《巴黎公约》中关于强制许可的规定基本一致[18].

    四、实施效果的评价

    中国的《集成电路布图设计保护条例》从起草到颁布大约经历了10年的历程,应该说在立法方面基本遵循了国际上的通行做法,但在该条例实施的头15个月里,国家知识产权局总共接到的布图设计权申请数量为245件[19],平均每月不足17件。到目前为止,中国尚未见有依照该条例判决的案件。这种情况同专利法、著作权法等其他知识产权相关法律门庭若市的状态相比显然呈门可罗雀之状。但如果从世界范围着眼,这一现象并非中国特色。美国作为集成电路的制造大国,在其《半导体芯片保护法》颁布20年后的今天,诉至法院的案件也屈指可数。德国作为欧洲的技术大国,每年在其专利商标局登记的布图设计数量较之专利、商标的申请量也可谓小巫见大巫。所以中国的现状完全是正常状态。

    这种状态从反面提出了一个问题,即我们是否应当对现行知识产权立法的合理性进行反思?近20年来,国际知识产权立法可谓突飞猛进。第一个十年,完成了知识产权立法的总体框架;第二个十年,完全在立法上达到发达国家的立法水平。如此发展速度固然有国内经济技术进步在宏观上带来的动力,但在微观上这些年的立法似乎过分地强调一时一事的需求,而忽略了知识产权法内在的逻辑联系和产业发展的长远需求。比如,近10余年中发生在著作权法中的一系列事件,如计算机程序、技术措施、MP3、P2P等无不反映出这种倾向。如今,在集成电路新产品遍布于世的信息时代,集成电路布图设计的立法似乎只具有一种象征意义,人们并没有踊跃地选择这种保护模式。这并非因为大家不看重集成电路本身,相反产业界对于集成电路的重视程度与计算机程序完全相当。因为集成电路是计算机硬件的核心,人们不可能对集成电路技术漠不关心。人们冷落集成电路布图设计保护法的原因还在于现实的需求和已有的法律框架间存在差距。

    进入20世纪80年代后期,由于集成电路产品更新速度大大地加快,这从计算机CPU芯片的更新上得到充分地反映。面对如此更新速度,即使是简单地复制这类超大规模芯片的布图设计也难以跟上技术的更新速度。随着计算机辅助设计技术的普及,设计工作不再单纯采用人工设计,大量的设计工作通过工具软件直接生成。换言之,单纯复制布图设计未必能立即给复制者带来丰厚的利益。此外,集成电路产品的设计不再仅仅取决于布图设计图形,相关工艺设计在产品制造中也发挥着越来越重要的作用。这些技术因素的变化致使原有的法律保护模式有隔靴搔痒之感。这必然导致集成电路布图设计保护法被打入冷宫。当然,事物的发展是呈螺旋状态的,当技术发展到一定程度后还会呈现新的瓶颈。这时技术更新的速度会大大放慢。到这时复制布图设计在诸多因素中或许又会重新回到主导地位,到那时这种以前述“美国模式”为基础的法律的作用或许又会重新显现出来。

    五、结论

    中国的集成电路保护法在现阶段只具有象征意义,因为在中国现在的土壤中保护集成电路布图设计的需求尚不十分强烈。这一方面是因为中国的集成电路产业尚不够发达,另一方面也是因为目前的保护模式并不完全适应产业界的需求。但中国作为国际社会的一员,为了保持与国际社会的一致性仍然颁布了这一法规。这一事实本身也说明了中国希望融入国际社会的愿望和决心。另一方面,国际社会在创设知识产权制度中的新规则时,应当从过去的实践中总结经验教训,更全面、更客观地根据长远需求,而不是眼前利益决定制度的发展和进步……

    注释

    [1]本文根据2004年10月10日在中德知识产权研讨会上发言稿修改而成。

    [2]见中华人民共和国国务院令第300号。

    [3]中国《集成电路布图设计保护条例》第二条第一项规定:“集成电路,是指半导体集成电路,即以半导体材料为基片,将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或者基片之上,以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品”。

    [4] 见Morton David Goldberg,Computer software and Chips(protection and Marketing) 1985一Volume one,Practising Law Institute,page 203;又见Alfred P.Meijboom International Semiconductor Chip Protection,International Computer Law Adviser  Dec.1988;以及美国法典第17编第9章第901、902条。

    [5]见美国法典第17编第9章。

    [6]见郭禾,《半导体集成电路知识产权保护》载《中国人民大学学报》2004年第1期,总103期。

    [7]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [8]早在约20年前编写的《中国大百科全书??电子学与计算机》就以布图设计作为主词条。见《中国大百科全书??电子学与计算机》第55页。

    [9]见郭禾,《集成电路布图设计权—一种新型的知识产权》,载《知识产权》杂志,1992年第6期。

    [10]见中国《集成电路布图设计保护条例》第7条。

    [11]见TriPs第35、36条。见wIPO集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。

    [12]见wIPO集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [13]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [14]见TriPs协议第36条。

    [15]见中国《集成电路布图设计保护条例》第23条。

    [16]见中国《集成电路布图设计保护条例》第24条。

    [17]见中国《集成电路布图设计保护条例》第25一29条。

    [18]见Trips协议第37条第2款、第31条,巴黎公约第5条。

篇8

大家上午好。首先我代表中国半导体行业协会对各位领导、国内外嘉宾、各位同仁参加在西安举办的“2011中国半导体行业协会集成电路设计分会年会暨中国集成电路设计产业十年成就展”,表示热烈的欢迎;对陕西省、西安市有关部门,陕西省半导体行业协会等有关单位给于会议的支持,对业界积极参与会议的各项活动表示诚挚的感谢。对新一届理事会的产生与新一届理事会的工作表示热烈的祝贺和一如既往的支持。

集成电路设计业是集成电路产业发展的引擎,在此盛会开幕之时,希望设计业同仁持之以恒地做好以下两件工作:

一、不断努力,发挥好产业的引领与推动作用

2000―2010年十年间,我国集成电路产量从59亿块提高到653亿块,提高了11倍,年均增速27.2%。销售收入从186亿元提高到1440亿元,翻了三番,年均增速22.7%。其中集成电路设计业年均增速43.5%。芯片制造业年均增速25%,封装测试业,年均增速17.2%。这是否说明,推动中国集成电路产业的发展,一定要维持设计业的高位增长,或者说,只有设计业的快速增长,才能维持整个产业的发展,在目前中国的集成电路产业生态环境下,这是否有什么规律性?非常值得研究。

长三角地区,三家代工企业近三年以来,国内的加工收入逐年增长的情况,也是一个非常好的例证。一家企业国内加工量从2009年22%;增长到2010年的29%,再到2011年1-9月份的32%;一家企业从40%增长到46%,再增长到57%;另一家从2009年的15.4%,增长到2011年1-9月份的22%。封装企业情况也是如此,一家封装企业从2009年的50%左右增长到2011年70%(预期值)以上;另一家从2009年的30%,增长到2010年40%,预计2011年将达到50%。

在产业发展过程中,类似的例子还可以举出很多。目的就是要说明设计业的龙头与牵引的作用,希望大家“十二五”期间以及今后一个较长的发展时期,继续努力。

二、加强创新与整合,做大做强企业

未来集成电路产业的发展,将继续朝向人才集中,资金集中、技术密集三大趋势前进。

据有关资料,现在仅设计一颗简单的Ic可能就需要几百人的通力合作,复杂一点的Ic甚至需要动用几千人才能完成;现在兴建一座月产能三万片的十二寸厂,约需要50亿美元;技术密集方面,未来集成电路的发展除了继续迈向摩尔定律的先进制程发展,亦可投入超越摩尔定律的研发领域,持续开发各式多样化的集成电路应用。

目前我们设计业的发展现状,仅举几组数据,看看我们的差距:

2010年,工信部认定与年审通过的332家企业中,总人数在500人以上的14家,1000人以上只有5家。2010年销售额全球排名第一的为70.98亿美元,我们第一的为44.2亿人民币;全球第十名为12亿美元,我们第10名只有6.2亿元人民币。根据“中国集成电路产业知识产权年度报告(2011版)”,截至到2010年12月31日,国内几种主要集成电路产品的专利拥有数量,只有专用Ic类,国内企业及大学的专利拥有情况较好,而在处理器、存储器、通讯等几类专利拥有者大多数是外资企业。

下面所引用的数据,是来说明日本高科技公司与全球领先的高科技公司1999年-2009年平均年-收入的增长情况的:日本7家高科技公司,综合数据的结果,市场份额收益2.9%,产品增长4.2%,并购0.7%,总增长2%;全球领先的7家高科技公司,市场份额收益4.7%,产品增长8%,并购4.3%,总增长17%。在年收入中,产品与并购占有很大的比重。通-过产品创新与并购,做大做强企业,是国外大企业成功之路。值得我们集成电路设计业,以及整个的半导体产业借鉴与学习。

中国未来集成电路的市场空间巨大,战略性新兴产业规划的启动与“十二五”规划的实施,为我国集成电路产业的发展提供新的发展机遇,智能手机、平板电脑、智能电网、物联网、云计算、新能源汽车等21世纪新兴应用的兴起,急待我们开发大量的系统级集成电路产品。但同时我们又面临一系列挑战:在全球经济一体化的产业大环境下,我们的技术水平和企业规模与跨国公司相比,还有很大差距;我们占有的资源和资源整合能力,还有很大差距;我们的产业在产品定位,应用上取得领先方面,还有很大差距;唯有创新与加大整合,才是推动我们设计业的发展的关键。

篇9

【关键词】引线框架材料;集成电路;研究

0.前言

在集成电路中,就是依靠进线框架连接外部元件与芯片,其作用至关重要。主要起到支撑及固定芯片,保护内部元件,把IC组装成为一个整体;同时将芯片和外部电路连接起来传递信号,有效进行导电导热。因此,集成电路与各个组装程序必然依据框架才能成为一种整体。鉴于引线框架材料在集成电路中的重要,许多相关人士将研究集成电路用引线框架材料成为了热点话题。在这种形势下,本文对集成电路用引线框架材料研究具有实际价值。

1.集成电路用引线框架概述

随着电力技术快速发展,信息产品正朝着轻量化、高速化、薄型化、小型化以及智能化等方向发展,而作为封装材料也得到长足发展,尤其是半导体的集成电路封装更是突飞猛进。

如今,引线框架的封装密度及引线密度是越来越高,同时封装引线的脚数也快速增多,让引线的节距逐年降低,如今已近达到了0.1mm,同时超薄型成为了热门,从过去的0.25mm降至到0.05-0.08mm,而引线的框架也朝着轻、短、薄、多引线、高精细度以及小节距方向发展。

集成电路用引线框架的性能:

①具备较高强度与硬度;因为引线框架逐步小型,但是其内部容纳的电路依然是那么多,而且容纳的东西应该是越来越多,这就为其材料提出了较高强度及硬度要求。

②良好的导热性;随着集成电路逐渐变小,功能足部增大,随着工作效率提高必然产生热量越多,必然要具备加好导热性。

③较好的导电性;要消除电感及电容造成的影响,材料就必然要求较好导电性,才能降低框架上的阻抗,也有效散热。

除了具备如上一些功能特性之外,引线框架还要具备良好的冷热加工性能,较好的微细加工和刻蚀性能及较好的钎焊性能等。一般而言,较为理想引线框架材料的强度不能够低于600MPa,其硬度HV不能小于130,而其电导率不能小于80%。

2.研究引线框架材料进展

随着集成电路朝着小型化及高集成化以及安装方式变化等等方向上发展,为引线框架材料特性及质量要求是逐渐增强,必然要投入更多人力物力来开发与研究新材料。自从上世纪60年代集成电路研发成功以来,相关人士就在不断的开发优质集成材料,电子封装材料及各类引线框架也不断产生,针对引线框架材料较多的是高铜合金及铁镍合金开发比较成功,本文就是以这两种材料作为例子进行阐述。

2.1铁镍合金

铁镍合金中主要代表物质是KOVAR合金以及42合金两种。而KOVAR合金在传统使用上属于较为优良的引线框架材料,集成电路刚刚出现之时是引线框架中使用较多的材料。该合金的优点就是具有高强度、高抗拉强度,其中抗拉强度能够达到530MPa,能够确保电路的可靠性,但是有一个较大缺点就是导电导热的性能不大好,当时按照当时集成电路需求来看还是能够满足。到了1987年世界上出现了能源危机,导致钴价猛涨,自然也就加快了KOVAR合金的价格增长,这样就大大降低了使用量,价值一些高性能新型材料研发成功,KOVAR合金慢慢退出了。

随着KOVAR合金退出相继出现了一大批新型材料,其中有位突出的是Fe-Ni42合金。这种合金的机械强度及热膨胀系数与KOVAR合金较为相近,相比之下就是导热导电的性能略差,但是因不含有Co元素导致其价格相对较低,因此这种材料一出世就快速发展起来,其使用普及度突飞猛进,到了上世纪80年代就占据引线框架材料的40%以上,一直到更为新型材料的出现才开始降低。这种材料是铁磁性恒弹性的合金,其优点是强度较高、可靠性好,不足之处是导热导弹、价格上相比较差。

2.2铜基材料

铜合金材料一问世,就以较高导电导热以及价格低廉等诸多特点成为了引线框架中使用比较普遍材料。伴随着集成电路逐渐退出陶瓷封装,塑性封装成为了主流,而与塑性封装较为匹配之铜基合金作为引线框架使用更是突飞猛进。铜基引线按照材料的性能划分,大致可以划分为高导电型、高强度型、高强中导型及中强中导型等;如果按照合金成分可以分为铜铁系列、铜铬系列等,相比之下使用较为广泛为铜铁磷系列,其典型的材料为C194合金与KFC合金。但是铜导电率及导热率稍低于银,在生产之中怎样才能满足需要性能就尤为关键了。当时在使用中主要有Cu-Fe(P)系列、Cu-Ni-Si系列、Cu-Cr系列等,从使用中发现较高时效温度计过程使用时间都易导致Cr与Cu3Zr的粒子聚集长大,产生出过时效,对合金的高温性能与焊接性能有严重损害,因此相关研究者就在努力探索新型材料出现。

3.引线框架新材料的开发

在引线框架中使用铜及合金成为了人们的共识,但是相对而言还存在一些问题,引发人们朝着新成分体系及新制备工艺上发展。在这种形势下,研发出了一些新型材料。

3.1铜合金中加入稀土元素

为了改善铜合金之综合性能,就在其中加入了微量的稀土元素,改善了铜合金的耐腐蚀性能、热塑性能及导电性能等,加入稀土元素还能够净化铜合金里的杂质,细化铜合金里的晶粒。但是在加入稀土元素时要控制用量范围及最佳值,因为一旦超过了临界值,稀土元素作用就变化了,就会影响到铜合金各种性能。目前,加入了稀土元素的铜合金使用较为广泛。

3.2新型制备工艺

事实上,不同制备工艺能够得到不同性能合金,比如合金的时效、强化方式之前有没有做变形处理,时间、时效温度等选定都直接关系着合金最终的性能。因此制作时就依据制备合金工艺基础上,根据需要的性能做具体要求,就能够满足不同的需求。同时,加入了不同的成分比微量元素,对合金的性能影响较大。例如:在合金中加入Zn元素就能够加大提升钎焊性,加入了Mg元素能够改善材料抗疲劳及高温性能等。因此,这一系列使用极大的改善了引线框架材料的需求。

4.结论

如今,集成电路是各个国家科学技术发展之重要代表,能够体现出国家信息科技水平与能力。而且随着集成电路的用途扩大,对引线框架材料需求日渐增大。从发展现状可看出来,铜合金因具备良好导热导电等综合性能,成为了目前的主打材料。但是研发集成电路用引线框架材料,必将备受相关研究者重视。

【参考文献】

[1]向文永.集成电路用引线框架材料的研究现状与趋势[J].材料导报,2006(3):3-6.

[2]陆磊.高强高导电铜合金耐腐性研究[J].材料工程,2010(4):98-102.

篇10

一、完善课程设置

合理设置课程体系和课程内容,是提高人才培养水平的关键。2009年,黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系,经过这几年教学工作的开展与施行,发现仍存在一些不足之处,于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先,在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排,不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如:在原来的课程设置中,“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础,所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前,对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解,因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握,会影响学生的学习热情及教学效果;而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识,与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中,先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程,将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授,令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解;在随后“数字集成电路设计”课程的学习中,对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手,达到较好的教学效果,同时也避免了内容重复讲授的问题。此外,这样的课程设置安排,将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争,避免因学期课程的设置问题,导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程,从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况,致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后,本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼,在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验,具有较充足的参赛准备,通过团队合作较好地完成大赛的各项环节,赢取良好赛果,为学校、学院及个人争得荣誉,收获宝贵的参赛经验。其次,适当降低理论课难度,将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上,而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣,让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三,在选择优秀国内外教材进行教学的同时,从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容,激发学生的学习兴趣,实时了解前沿动态,使学生能够积极主动地学习。

二、变革教学理念与模式

CDIO(构思、设计、实施、运行)理念,是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念,将工程创新教育结合课程教学模式,旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突。在实际教学过程中,结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程,基于“逐次逼近型模数转换器(SARADC)”的课题项目开展教学内容,将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联,使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内,以学生为主体、教师为引导的教学模式,令学生“做中学”,让学生有目的地将理论切实应用于实践中,完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程,使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时,通过以小组为单位,进行团队合作,在组内或组间的相互交流与学习中,相互促进提高,培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力,锻炼学生团队工作的能力及创新能力,并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外,该门课程的考核形式也不同,不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分,而是以毕业论文的撰写要求,令每一组提供一份完整翔实的数据报告,锻炼学生撰写论文、数据整理的能力,为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求,不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验,因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验,同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等,进行教学及实践的指导。

三、加强EDA实践教学

首先,根据企业的技术需求,引进目前使用的主流EDA工具软件,让学生在就业前就可以熟练掌握应用,将工程实际和实验教学紧密联系,积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会,为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年,黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等,最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况,如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建,实现远程登录,则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要。其次,根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容,适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析,令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程,在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上,有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼,使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通,为今后就业做好充足的准备。第三,根据集成电路设计本科理论课程的教学内容,以各应用软件为基础,结合多媒体的教学方法,选取结合于理论课程内容的实例,制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册,如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程,都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件;通过网络平台,使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。

四、搭建校企合作平台