集成电路发展路径范文
时间：2023-10-30 17:57:42
导语：如何才能写好一篇集成电路发展路径，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。
篇1
集成电路是换代节奏快、技术含量高的产品。从当今国际市场格局来看，集成电路企业之间在知识产权主导权上斗争激烈，重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征，集成电路跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。有鉴于此，当前集成电路是中国的“短腿”产业。
(一)产品研究开发至关重要。
集成电路产品研发和换代周期较短。按照摩尔定律，集成芯片上所集成的电路数目，微处理器的性能，每隔一个周期就翻一番；可比单位货币所能购买到的电脑性能，每隔一个周期就翻两番。为什么集成电路产品研发换代周期如此之短?因为芯片制造商要以最短时间，尽其所能，开发新技术，将技术标准更新换代，以实现产品性价比迅速优化，并大规模锁定消费者群体，乃至防止自身技术标准锁定的消费者、使用者群体流失到竞争厂商那儿去。由此，集成电路制造商要生存和发展，必须从销售收入之中，高比率地支出研发预算，建设研发队伍，开展研发行动。研发主要目标在于，形成具有性价比优势的技术标准和产品规格。以全球优势芯片制造商英特尔为例，近几年其研发支出占销售收入的比重一直高达13-15％，而同期相对比，即使是研发强度较高的汽车和航空器产业，其优势跨国公司的研发支出占销售收入的比重也都在5％上下。
(二)知识产权主导权上斗争激烈。
研发投入和行动是为了获取创新成果。集成电路厂商之间，在研发成果的认定、建设、保护方面，常年都是剑张弩拔，斗争异常剧烈。首先，研发成果要及时在产品市场销售地申请登记为专利、商标等知识产权；这种登记行动在步调上要早于国际市场开拓。再以英特尔公司为例，美国专利和商标局的数据显示，近几年来英特尔所获该局授权专利数目一直排在前十位，2007年获得授权数1865项，在授权巨头中排第五。其次是技术标准的认定和推广。一项技术标准的权益的表现就是一个技术专利群体。从全球个人和办公用计算机市场整体格局看，英特尔和微软拥有所谓w英特尔事实标准；为巩固这一标准的垄断地位和保持周边技术标准的优势地位，英特尔可谓不遗余力。英特尔每隔一个季度，要在美国、中国、欧洲等世界主要大市场区，选择商务中心城市，举办所谓英特尔信息技术峰会；峰会的一项重要工作就是推介英特尔的技术标准。近年推出的计算机技术标准涵盖到系统总线、PC架构、多媒体网络、无线通讯、数字家电等方面。三是知识产权的诉讼与反诉讼。作为PC机技术标准主导者，英特尔和微软两家公司几乎每年都发生诉讼与反诉讼事件，诉讼涉及的核心问题是知识产权侵权和市场垄断。近年来，就法院正式立案案件而言，英特尔的诉讼或反诉伙伴涉及美国Broadcom、超微、美国消费者群体、Transmeta、Intergraph、中国台湾威盛、中国深圳东进等；至于从2005年开始，美国AMD公司诉讼英特尔更是表明，AMD公司要正面挑战英特尔在PC机CPU芯片供应上占据多年的绝对垄断地位。
(三)重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征。
集成电路厂商要做到大规模锁定消费者群体，除在研发投入和节奏上要占优势和先机之外，还需要尽可能地将产品市场国际化。因为只有以高度国际化的市场为基础，企业才能在产品生产和销售上取得规模经济优势，才能摊薄昂贵的研发成本。全球产品市场规模的扩张和研发强度的加大又是相辅相成的。于是，对集成电路等产业来说，若以全球市场为背景，我们会看到这样一幅图景：一旦某个企业在市场份额上初占优势，它在研究开发经费的投入，在技术标准的推出和拥有，在锁定消费者步伐等方面，都会较长时间处于优势或领先的地位。全球市场份额也会朝向寡头集中，直至另一个后起之秀再凭借某些条件，逐步突破原有优势企业的寡头地位，并推动市场份额重组，乃至再次形成新的销售市场朝向单寡头或少数寡头集中的格局特征。当前集成电路产品全球的销售市场和产业组织格局充分说明这一点。据Gartner公司调查，2007年全球前十大公司占全球商业芯片销售收入的53.1％。需注意，这仅是关于全部各类销售收入的集中度数据。集成电路(芯片)是中间产品；对某一具体最终产品所使用某种具体芯片而言，往往由单个或为数不多的若干芯片制造商处于市场垄断地位。例如，对个人和办公用微型计算机最终产品来说，因所谓WINTEL事实技术标准对既定消费者群体的锁定，至少在PC机的CPU芯片供应上，很多年来，英特尔公司实际上一直处于单寡头垄断地位。当然，近几年这种单寡头绝对垄断地位也一定程度受到AMD公司的冲击。至于其他具体种类芯片，也以单寡头或少数寡头垄断供应居多。
(四)跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。
2007年全球集成电路销售收入最多的十家公司分别是英特尔，三星电子、东芝、德州仪器、意法半导体、英飞凌、现代半导体、瑞萨、恩智浦和日本电气。十大巨头均为跨国公司，均以全球市场为背景，进行制造、销售、研发基地配置，以尽可能地取得行业竞争优势。以英特尔公司为例。英特尔在50个国家开设约300个分支机构，总公司对分支构架的控制主要采取控股、内部化方式，全球化布局战略在销售、制造、研发等方面都得到充分体现。
从销售收入地域格局来看，销售地域格局的多元化和新销售地域增长点的形成是支撑英特尔销售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年间，英特尔公司美洲销售份额从44％0持续下降至20％；欧洲份额从27％持续下降至19％；亚洲份额从19％持续上升至51％。
从制造过程来看，英特尔在全球范围整合生产体系，将高附加值部分(硅片生产与加工)留在美国，将制造设施放在以色列，将劳动密集型业务放在马来西亚、爱尔兰、菲律宾、巴巴多斯、中国和哥斯达黎加等地。随着中国市场重要性上升，英特尔在建设原上海测试和封装工厂的基础上，先后于2004年、2007年再在中国成都、大连建设封装测试和生产制造工厂。
从研局来看，在芯片设计和测试方面，美国、印度、以色列、中国等重要区域市场支点和人力资源丰富区是公司布局重点，其三大模块化通信平台、解决方案中心、研发中心分别布设在美国、中国和比利时。20世纪90年代以来，英特尔的全球架构整合行动一定程度影响和引领着其他芯片商。其中，一些公司对海外机构进行了重组。
(五)集成电路是中国的“短
腿”产业。
我国集成电路的设计和制造还处在起步发展阶段，远不具备强势国际分工地位。这在多方面都有所体现。首先，集成电路是中国大额逆差产业。尽管近年我国货物贸易实现巨额贸易顺差，但顺差、逆差产业的分化明显。顺差主要集中在纺织、家电等产业上，而集成电路、矿产、塑料等发生大额逆差。2005年和2006年集成电路是我国头号逆差产品，其贸易逆差总额分别高达856亿美元和676亿美元，相当于当年全部货物贸易顺差的48.2％和66.4％。其次，我国各种专有权连年发生大额贸易逆差。2006年和2007年，通过国际收支反映出来的中国“专有权利使用费和特许费”贸易项逆差分别为64.3亿美元和78.5亿美元，分别相当于当年服务贸易国际收支逆差总额的72.8％和99.4％。如前阐述，集成电路产业要发展，需要以企业拥有强势知识产权所有权为基础，而专有权贸易项大额逆差实际上和集成电路设计产业处在幼稚期密切相关。还有，目前我国集成电路设计和制造企业的实际情况也说明了这一点。2007年中国地销售收入排名第一的集成电路设计企业――华大集成电路设计集团有限公司销售收入总额大致相当于同年英特尔销售额的5％。在排名前几位的芯片设计制造商中，业务种类主要集中在身份管理、消费结算、通信、MPi、多媒体等低端芯片上面。
二、中国本土企业的借鉴经验
目前，在智能卡，固定和无线网络、消费电子、家电所用芯片，以及PC机芯片等产品领域，我国已经有若干集成电路设计制造企业，自主品牌业务迅速增长。境内自主品牌企业的成长经历初步表明，国内大市场能够为企业成长提供比较优势，知识产权建设是企业可持续成长的推动力，企业应该高度重视知识产权贸易纠纷应对，目前中国集成电路企业“走出去”尚不普遍。
(一)若干中低端集成电路设计企业迅速成长。
根据来自中国半导体行业协会的数据，中国内地集成电路设计产业销售收入从2002年的21.6亿元增长到2006年的186亿元，年均增长71.3％。位居2007年销售额前五位的企业分别是中国华大集成电路、深圳海思半导体、上海展讯通信、大唐微电子、珠海炬力集成电路。我国集成电路的本土“巨头”的业务范围主要集中在智能卡、多媒体、通信卡等低端业务上。同时，这些企业在成长早期的某个三至五年时间段，都发生过业务量迅猛增长。其中，珠海炬力2002-2005年间销售收入年均增长高达950％；上海展讯通信2007年销售收入相比上年增长了233.1％，中国华大集成电路2004-2006年销售收入年均增长62.6％。
(二)境内大市场能够为企业成长提供比较优势。
境内大市场对企业成长的重要作用的典型表现是：“第二代身份证项目”为中国华大、大唐微电子、上海华虹、清华同方微电子等企业成长提供了较大市场机遇。这里再以珠海炬力对市场的主动开发为例。从2001年开始，珠海炬力推出所谓“保姆式服务”。炬力在销售芯片的同时，免费附送一套完整的MP3制造“操作手册”，对芯片手工、规范、标准、制作和质量等做详细说明。同时，只要买了炬力芯片，炬力服务支持人员会告诉你到哪里买合适的PBC板，到哪里买电容、电阻，成本是多少。客户即便是外行，只要找几个会焊接技术、能看懂图纸的技术人员。然后再买模具回来，往上一扣就可以出货。“保姆式服务”吸引了大量中小厂商进入MP3市场，仅2005年，境内出现的MP3品牌就达600多个。由此，珠海炬力在中国本土成功巨量引爆MP3生产和消费能力。这种操作给矩力销售收入带来了井喷式增长。还有，珠海炬力后来深陷与美国芯片商SigmaTel公司的诉讼纠纷，对向美国出口受到限制，这时，正是面向境内和其他国家的销售为珠海炬力提供了市场缓冲和财务支持。在后来与SigmaTel公司的较量中，珠海炬力要求国内司法机关执行“诉前禁令”，而正是因为考虑到可能失去中国境内大市场，成为外方企业考虑和解的重要权衡因素，中国境内大市场成为斗争筹码之一。实际上，我们再从国际经贸理论提供的论证来看，不论是波特的国家比较优势论，还是战略性贸易理论，或者是杨小凯等人新兴古典贸易理论，境内大市场都是构建国际分工比较优势的重要支持因素之一。
(三)知识产权建设是企业可持续成长的推动力。
具备研究开发实力是启动、占领和拓展市场的基础，也是企业可持续成长的动力。所有快速成长的中国集成电路设计企业都表现出了这个特点，有的企业在技术标准建设上也取得了很大成绩。
1 中国华大。2006年华大实现了新增知识产权45项，其中申报发明专利29项，软件著作权登记8项，集成电路版图登记8项。该公司自2003年开始进行WLAN芯片研发工作，成为无线局域网领域的“宽带无线IP标准工作组”正式成员。此外，作为“WAPI产业联盟”发起人单位之一，华大还积极参与到国家WLAN标准的制定。
2 深圳海思。海思掌握具有一定地位的IC设计与验证技术，拥有先进的EDA设计平台、开发流程和规范，已经成功开发出100多款自主知识产权的芯片，共申请专利500多项。
3 上海展讯通信。展讯近百项发明专利获得国内外正式授权，目前已形成一套核心技术的专利群。
4 大唐微电子。公司连续开发出一系列具有自主知识产权的技术与产品，目前，公司共向国家知识产权局申报专利90项。
5 珠海炬力。2003年以来，珠海炬力不断加大自主知识产权技术的研发投入力度，并积极申请专利、布图设计、软件著作权、商标权等多种形态知识产权，专利申请量和获得授权的数量实现了迅速增长。
(四)知识产权贸易纠纷提供的教训非常深刻。
在深圳海思尚未从华为拆分出来的时候，华为就在集成系统的软硬件方面和国外厂商有过知识产权摩擦。至于从2005年年初至2007年6月，珠海炬力与美国老牌芯片商SigmaTel的知识产权纠纷所引发的摩擦影响之大、企业投入之巨、持续时间之长、社会关注之广，在我国贸易纠纷历史上极为罕见。这一知识产权贸易纠纷提供的教训值得我国集成电路和高新技术企业长期引以为鉴。
1 集成电路企业全球市场份额大幅攀升必然引发知识产权贸易摩擦。2003年以前，SigmaTel曾经在全球MP3芯片市场中占据70％以上的份额。但是，正是由于集成电路产品的快速换代性和消费者群体锁定性，随着珠海炬力的崛起，SigmaTel的市场份额
不断遭到炬力蚕食。2006年4月，SigrnaTel第一季度收入较上年同期下降67％，正是出于“生死存亡”的考虑，SigmaTel才选择在珠海炬力成长的关键期，不遗余力地通过诉讼和其他途径，试图“阻击”炬力市场领地的蔓延。
2 知识产权诉讼过程本身就会给竞争对手造成重大伤害。在诉讼其间，珠海炬力曾经遭遇对美国出口受到禁止、公司股价大跌、前后诉讼支出超过1000万美元等考验，如若公司没能挺住，可能就倒在诉讼途中。
3 与诉讼对手和解，是双方博弈的理性选择。在整个诉讼和反诉过程中，珠海炬力经历“遭诉应诉反诉拒绝和解在对方调整条件后和解”的互动角色变化。而对手Sigma7el则经历“一定程度得手遭反诉提出和解遭到拒绝调整条件后和解”的角色变化。双方的和解与英特尔、微软、IBM、华为等公司与纠纷对手和解有类似之处，是实力较量之后的理性博弈和解。
4 企业的知识产权管理必须同步于产品国际市场开拓。2005年以前，珠海炬力的知识产权管理是滞后于国际市场开拓的，当然也谈不上事前对可能陷入的诉讼做前瞻性准备。而正是回应诉讼强烈地推动了企业的知识产权管理。
(五)企业主动“走出去”尚不普遍。
目前就企业国际化而言，境内快速成长的企业均在自身设计产品出口方面取得了较大进展。其中，深圳海思、上海展讯、大唐微电子、珠海炬力等企业的海外销售收入都在公司销售总额中占有一定的比例。其中，2006年，深圳海思出口收入占销售收入的69％，上海展讯占32.6％，大唐微电子占1.4％，珠海炬力占89％。不过，在海外分支机构建设方面，仅深圳海思、上海展迅通信初步取得进展。
三、中国集成电路产业继续突围发展的基本要领
集成电路之所以成为中国的短腿产业，有其内在原因。集成电路企业的启动需要有较先进的技术和较强劲的资本实力作为基础；也需要国内居民普遍的收入达到一定水平，以支撑电脑、手机、消费电子、高端家电等购买阀值相对较高的产品形成市场规模。至于某些中高端芯片产品发展，国内企业还处于成长初期，会面临外方强势跨国公司全面垄断市场的压力。全面考虑这些情况，作为“短腿”的中国集成电路产业的发展历程必定是一个不断在技术和市场上构建优势，并突出外方强势企业重围的过程。
(一)积极拓展产品种类，提升产品档次。
我国现有集成电路企业，现有的集成电路关联企业，如计算机、家电、消费电子、工程服务等产业领域厂商，应该在企业原有的技术和财务实力的基础上，通过开发创新技术、建设技术标准和拓展产品市场，逐步拓宽和提升我国能够设计、开发、制造的集成电路产品种类，乃至实现我国设计的自主品牌集成电路产品，逐渐延伸到手机、计算机用CPU等高端芯片产品领域，并逐渐结束我国在高端集成电路领域的空白状态。
(二)企业主动开发境内大市场。
随着我国居民收入水平不断增长，我国消费购买阀值增大，对像集成电路这种高技术产业的突围成长而言，境内大市场的孵化、支持、缓冲等作用将表现得越来越明显。不过，境内大市场的这种作用需要企业主动去发现、开发和利用。因此，在中国内地企业提升集成电路产品档次、培育民族品牌产品、建设自主技术标准体系的过程中，应该借鉴珠海炬力、中国华大等企业的经验，创造性地拿出市场开发方案，通过生产和消费两方面的促进，激发我国的集成电路市场容量潜力，并实现企业快速成长。
(三)加强技术标准建设，占领知识产权制高点。
境内集成电路企业和集成电路产业关联企业，应以某些技术单点的创新成就为基础，加强产品价值链上下游环节技术创新和专利开发，以点带面，逐步形成本国自主知识产权技术标准集群。企业和政府共同努力，将谋求事实国际标准与国际标准认定结合起来，大力推进技术标准国际化。企业应积极建设产业联盟，集中同行技术实力，削弱国际同行竞争性标准影响力，促进自主产权技术标准建设。政府则应完善技术标准国内管理。同时，积极参加技术标准国际组织和论坛，推动技术标准国际合作机制改革。
(四)企业尽快“走出去”，培育形成民族自主品牌跨国公司。
随着我国自主品牌集成电路产品国际市场份额的增大，随着产品品种逐渐延伸到电子产品CPU等核心环节或高端领域，我国企业与外国跨国公司的直面竞争将在所难免。因此，从指导思想上，在集成电路企业的成长过程中，一定要尽快“走出去”，要以本行业世界一流跨国公司为标杆，构建全球性与区域性恰当结合的研发、生产、销售网络。另外，与集成电路关联的计算机制造、电信服务、工程服务企业，也都应该尽快成长为自主品牌跨国公司，并和集成电路跨国公司成长形成呼应、配合和相互促进的关系。
(五)政府和社会将集成电路产业作为战略产业予以扶持和资助。
集成电路产业具有以下特征：研发和资本需求强度较高，厂商静态动态规模经济效应明显，本国厂商和产业成长面临外方强势竞争对手，这些特征非常符合战略性贸易理论所阐述的战略性产业的特征。因此，政府应将该产业作为战略扶持产业。具体地说，政府应该选择集成电路(潜在)优势企业，运用研发资助、财税优惠、优惠性融资、出口补贴、“走出去”资助，外方优惠政策争取等措施，积极推动本国战略产业厂商提高国际市场份额。此外，政府还应和科研机构、其他社会各界一道，面向集成电路产业，加大基础科学研究力度，加强与科技项目、知识产权、人才培养相关的配套公共管理和服务。
(六)政府统筹建设境内外大市场，加强国际经贸合作关系。
首先要加强境内外关联产品消费设施和流通市场的建设。在国内，特别是在广大农村地区宜采取财政支出、优惠信贷等方式；在境外，主要面向发展中经济贸易伙伴，以政府发展援助、企业公益行动、贸易能力援助等方式，支持或帮助有线无线网络、电力等基础设施建设，改善PC、手机、家电等关联产品流通市场，提升贸易伙伴的贸易能力。其次要策略地开展国际经贸关系合作。积极面向在集成电路产业上和我国不存在竞争关系的经济体，通过FTA/RTA和其他经贸协议，形成(准)共同产品市场关系。第三要优化企业对外投资环境。加强国际投资协定合作和双边协商，破除中国企业境外投资进入障碍。
(七)加强知识产权贸易摩擦的防范和应对。
篇2
随着《建设工程工程量清单计价规范》的推广与应用,军队工程计价模式由“定额计价”逐步向“工程量清单计价”转变,这一计价方式的转变体现了工程造价计价改革思路,也相应改变了工程招投标规则、评定标规则、合同的操作模式和具体要求等。在工程量清单计价模式下,如何做好招投标阶段的工程造价控制成为军队建设单位亟需解决的问题。
1. 工程量清单计价模式下招投标特点
工程量清单计价模式下的招投标,是指工程量清单由建设单位或委托招标单位编制,作为招标文件的一部分,投标人根据自己的企业定额自主报价,标底根据预算定额、市场价格、管理机构的费率确定,在评标中只起参考作用。相对于传统的定额加统一基价取费计价模式招投标,工程量清单招投标有以下一些显着特点:
(1)工程量清单报价具有简明性。
工程量清单报价均采用综合单价形式,综合单价中包含了工程直接费、工程间接费、利润和应上缴的各种税费等,有别于以往定额计价那样先计算定额直接费,再计算材料价差、独立费,最后再取费得到总造价的方面。
(2)工程量清单报价具有统一性。
采用工程量清单报价,投标人注重工程单价的分析、确定及施工组织设计的编写,可避免各投标人因预算人员水平、素质的差异而造成同一份施工图纸计算出的工程量相差甚远的弊病。
(3)工程量清单报价具有法定性。
工程量清单报价要求投标人根据市场行情和自身实力报价,适用于推行最低价中标的办法,充分体现了市场竞争。中标的投标单价一经合同确认,竣工结算不能改变,有利于工程款的拨付以及工程变更价的确定和费用索赔的处理。
2. 工程量清单计价模式下招投标阶段工程造价控制措施
招投标阶段工程造价控制体现在三个方面:获得竞争性投标报价、有效评价最合理报价、签订合同预先控制造价变更。新的计价模式赋予三个方面造价控制工作新的内容和新的侧重点。
2.1准确编制工程量清单。
工程量清单是造价控制的核心内容。编制工程量清单要注意以下几点:
(1)编制依据。必须全面了解工程有关资料,了解建设意图、技术规范、实地勘察现场情况。了解实际施工条件(工程现场的场地、用房、交通等施工条件和水文、地质、气象等自然条件),为计算工程量打好基础,尽量减少日后工程变更。
(2)项目划分。要求项目之间界限清楚、项目作业内容、工艺和质量标准清楚,既便于计量,也便于报价;项目划分尽量要细,避免不平衡报价。
(3)清单说明言简意赅。包括工作内容的补充说明、施工工艺特殊要求说明、主要材料规格型号及质量要求说明、现场施工条件、自然条件说明等。尤其是现场施工条件、自然条件说明,应准确表述,便于投标人与自己所了解的情况对照。配套表格应设计合理、实用直观、具有操作性。既要使投标操作起来不繁琐,又要利于评标操作方便快捷。
2.2仔细斟酌招标过程文件。
工程项目通过招投标的有关程序,将形成若干重要文件和重要资料,如招标公告、招标文件、招标答疑、工程量清单、工程标底、投标书、中标通知书以及施工合同等等,其中有不少条款直接关系到该项目工程造价的确定与控制,是造价控制的主要因素,应认真分析、仔细斟酌,做到准确、详细、周全,条款之间、文件之间应避免出现相互矛盾。为此,应抓住以下关键点:
(1)明确单价包含范围。施工企业在中标后,经常会对投标报价所包含的范围和内容提出疑义,强调报价中未含建设单位所要求的所有施工内容,要求增加单价或变更原有报价。因此,应在招标文件中加入“在工程量清单中,特征描述不全者,图纸和引用规范正确,其报价视为包含”的条款,防止投标单位对工程量清单所包含的内容和范围的随意曲解,明确投标报价应该包含的内容,分清责任。
(2)规范变更价格形成机制。在招标文件中,通过区别规定工程变更按照不同的价格形成机制,规范工程变更价格,有效杜绝投标单位试图利用随意增加变更来达到抬高工程单价的目的。一般来说,在招标文件中加入:“工程变更,其工程量增减变动在15%(含)以内,且该部分分部分项工程费不超过总分部分项工程费用的2%(含)执行清单中的原综合单价;清单中没有的或超出上述约定的按规定程序计算并经审计后,按下浮比例下浮后,作为综合单价;其计算公式为:综合单价=经审计后的综合单价×(中标总价÷标底总价)×100%”的条款即可。
(3)防范工程量清单计算错误。计算工程量清单时,难免会出现计算错误,投标单位往往想通过对少算工程量的清单项目报高价,来达到在实际结算时多获得收益。因此可在招标文件中规定:“在工程量清单中,分部分项工程量误差在2%(含)以内的不作调整,投标人在投标报价时综合考虑;超出2%(不含)以上者,要求中标单位中标后三日内提出,经招标人审查后方可调整,其综合单价不变,招标人调整后作为合同签订依据,一次包死。非设计变更在实际施工时与工程量清单不符,不予调整。”通过这样的条款,可以有效防止投标人报高价给建设单位带来的损失。
2.3规避不平衡报价。
所谓不平衡报价,就是投标单位在投标总报价确定不变的前提下,调整内部各项目报价,以期既不提高总价和影响中标,又能在结算时得到更理想的经济效益。主要有两种方式:一是投标单位通过研究设计图纸,揣摩建设单位心理,对清单上在以后施工中工程量可能增加的项目报高价、可能减少的项目报低价;同时对清单上能够早日结算收款的项目报高价,后期项目报低价。二是投标单位通过研究设计图纸和招标文件,对于清单上内容不明确,存在取消或变更可能性的项目报低价。为此,应注意采取以下对策:
(1)设立标底。虽然招投标法允许不设标底,采用经评审的最低投标价中标的招投标方式,但还是建议提倡设立标底,为评标时合理确定企业最低成本价提供一定依据,同时也可避免出现施工单位盲目压价或串标现象的发生。若没有编制标底,可用各投标单位的报价的平均数作为该项目的标底。
(2)制定指导价。招标单位可以在招标文件中规定,指导价为投标单位对各项目报价的最高限价;也可以任投标单位自由报价,但规定在总报价低于标底时,各项目报价均不得高于指导价,从而将不平衡报价限制在合理的范围内。这里关键在于指导价的确定是否合理,能否做到同市场价格基本一致,杜绝暴利,同时又包括合理的成本、费用、利润,防止建设单位过分压价。在评标分析时,评标小组可以借助指导价分析报价差异的原因,甚至用以估计报价是否低于成本。
(3)做足前期工作。招标单位必须把前期工作做足,深化设计,在设计图纸和招标文件上将各项目的工作内容和范围详细说明,明确价格差距较大的各项贵重材料的品牌、规格和质量等级,认真计算工程量,确保工程量清单中的工程量算细、算准,防止多算或少算工程量。对于某些确实无法事先详细说明的项目,可考虑先以暂定价统一口径计入,日后按实调整,从而堵死招标漏洞。对于暂定价格部分,待具体实施时,预先做好预算并进行审查,做到心中有数。
2.4注重评标阶段报价合理性审查。
在审查投标单位报价时,不能只看总造价而不看每项单价,因为实际上总价符合要求的,并不等于每一项报价符合要求;总报价最低的,并不等于每一项报价最低。为此应注重以下要点:
(1)抓住主要项目。要克服只看单价不看工程数量的弊病,工程数量大的单价要重点研究,对其进行对比分析,区分哪些报价过高,哪些报价过低。
篇3
论文关键词：集成电路，特点，问题，趋势，建议
引言
集成电路是工业化国家的重要基础工业之一，是当代信息技术产业的核心部件，它是工业现代化装备水平和航空航天技术的重要制约因素，由于它的价格高低直接影响了电子工业产成品的价格，是电子工业是否具有竞争力关键因素之一。高端核心器件是国家安全和科学研究水平的基础，日美欧等国均把集成电路业定义为战略产业。据台湾的“科学委员会”称未来十年是芯片技术发展的关键时期。韩国政府也表示拟投资600亿韩元于2015年时打造韩国的集成电路产业。
集成电路主要应用在计算机、通信、汽车电子、消费电子等与国民日常消费相关领域因此集成电路与全球GDP增长联系紧密，全球集成电路消费在2009年受金融危机的影响下跌9%的情况下2010由于经济形势乐观后根据半导体行业协会预计今年集成电路销售额将同比增长33%。
一、我国集成电路业发展情况和特点
有数据统计2009年中国集成电路市场规模为5676亿元占全球市场44%，集成电路消费除2008、2009年受金融危机影响外逐年递增，中国已成为世界上第一大集成电路消费国，但国内集成电路产量仅1040亿元，绝大部分为产业链低端的消费类芯片，技术落后发达国家2到3代左右，大量高端芯片和技术被美日韩以及欧洲国家垄断。
我国集成电路产业占GDP的比例逐年加大从2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增长远远超过国际上任何一个其他国家，是全球集成电路业的推动者，属于一个快速发展的行业。从2000年到2007年我国集成电路产业销售收入年均增长超过18%毕业论文提纲，增长率随着经济形势有波动，由于金融危机的影响2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成电路设计业增速放缓实现销售收入269.92亿元同比上升14.8%，由于受金融危机影响，芯片制造业实现销售收入341.05亿元同比下降13.2%、封装测试业实现销售收入498.16亿元同比下降19.5%。我国集成电路总体上企业总体规模小，有人统计过，所有设计企业总产值不如美国高通公司的1/2、所有待工企业产值不如台积电、所有封测企业产值不如日月光。
在芯片设计方面，我国主流芯片设计采用130nm和180nm技术，65nm技术在我国逐渐开展起来，虽然国际上一些厂商已经开始应用40nm技术设计产品了，但由于65nm技术成熟，优良率高，将是未来几年赢利的主流技术.设计公司数量不断增长但规模都较小，属于初始发展时期。芯片制造方面，2010国外许多厂商开始制造32nm的CPU但大规模采用的是65nm技术，而中国国产芯片中的龙芯还在采用130nm技术，中芯国际的65nm技术才开始量产，国产的自主知识产权还没达到250技术。在封装测试技术方面，这是我国集成电路企业的主要业务，也是我国的主要出口品，有数据显示我国集成电路产业的50%以上的产值都由封装产业创造，随着技术的成熟，部分高端技术在国内逐步开始开展，但有已经开始下降的趋势杂志网。在电子信息材料业方面，下一代晶圆标准是450mm，有资料显示将于2012年试制，现在国际主流晶圆尺寸是300mm，而我国正在由200mm到300mm过渡。在GaAs单晶、InP单晶、光电子材料、磁性材料，压电晶体材料、电子陶瓷材料等领域无论是在研发还是在生产均较大落后于国外，总体来说我国新型元件材料基本靠进口。在半导体设备制造业方面毕业论文提纲，有数据统计我国95%的设备是外国设备，而且二手设备占较大比例，重要的半导体设备几乎都是国外设备，从全球范围来讲美日一直垄断其生产和研发，台湾最近也有有了较大发展，而我国半导体设备制造业发展较为缓慢。
我国规划和建成了7个集成电路产业基地，产业集聚效应初步显现出来，其中长江三角洲、京津的上海、杭州、无锡和北京等地区,是我国集成电路的主要积聚地，这些地区集中了我国近半数的集成电路企业和销售额，其次是中南地区约占整个产业企业数和销售额的三分之一，其中深圳基地的IC设计业居全国首位，制造企业也在近一部壮大，由于劳动力价格相对廉价，我国集成电路产业正向成都、西安的产业带转移。
二、我国集成电路业发展存在的问题剖析
首先，我国集成电路产业链还很薄弱，科研与生产还没有很好的结合起来，应用十分有限，虽然新闻上时常宣传中科院以及大专院校有一些成果，但尚未经过市场的运作和考验。另外集成电路产品的缺乏应用途径这就使得研究成果的产业化难以推广和积累成长。
其次，我国集成电路产业尚处于幼年期，企业规模小，集中度低，资金缺乏，人才缺乏，市场占有率低，不能实现规模经济效应，相比国外同类企业在各项资源的占有上差距较大。由于集成电路行业的风险大，换代快，这就造成了企业的融资困难，使得我国企业发展缓慢，有数据显示我国集成电路产业有80%的投资都来自海外毕业论文提纲，企业的主要负责人大都是从台湾引进的。
再次，我国集成电路产业相关配套工业落后，产业基础薄弱。集成电路产业的上游集成电路设备制造的高端设备只有美日等几家公司有能力制造，这就大大制约了我国集成电路工艺的发展速度，使我国的发展受制于人。
还有，我国集成电路产成品处于产品价值链的中、低端，难以提出自己的标准和架构，研发能力不足，缺少核心技术，处于低附加值、廉价产品的向国外技术模仿学习阶段。有数据显示我国集成电路使用中有80%都是从国外进口或设计的，国产20%仅为一些低端芯片，而由于产品相对廉价这当中的百分之七八十又用于出口。
三、我国集成电路发展趋势
有数据显示PC机市场是我国集成电路应用最大的市场，汽车电子、通信类设备、网络多媒体终端将是我国集成电路未来增长最快应用领域. Memory、CPU、ASIC和计算机外围器件将是最主要的几大产品。国际集成电路产业的发展逐步走向成熟阶段，集成电路制造正在向我国大规模转移，造成我国集成电路产量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投资4.5亿元后，2007年又投资25亿美元在大连投资建厂预计2010年投产。
另外我国代工产业增速逐渐放缓，增速从当初的20%降低到现在的6%-8%，低附加值产业逐渐减小。集成电路设计业占集成点设计业的比重不断加大，2008、2009两年在受到金融危机的影响下在其他专业大幅下降的情况下任然保持一个较高的增长率，而且最近几年集成电路设计业都是增长最快的领域，说明我国的集成电路产业链日趋完善和合理，设计、制造、封装测试三行业开始向“3：4：4”的国际通行比例不断靠近。从发达国家的经验来看都是以集成电路设计公司比重不断加大，制造公司向不发达地区转移作为集成电路产业走向成熟的标志。
我国集成电路产业逐渐向优势企业集中,产业链不断联合重组，集中资源和扩大规模，增强竞争优势和抗风险能力，主要核心企业销售额所占全行业比重从2004年得32%到2008年的49%，体现我国集成电路企业不断向优势企业集中，行业越来越成熟，从美国集成电路厂商来看当行业走向成熟时只有较大的核心企业和专注某一领域的企业能最后存活下来。
我国集成电路进口量增速逐年下降从2004年的52.6%下降为2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于进口量增速。预计2010年以后我国集成电路进口增速将小于出口增速，我国正在由集成电路消费大国向制造大国迈进。
四、关于我国集成电路发展的几点建议
第一、不断探索和完善有利于集成电路业发展的产业模式和运作机制。中国高校和中科院研究所中有相对宽松的环境使得其适合酝酿研发毕业论文提纲，但中国的高端集成电路研究还局限在高校和中科院的实验室里，没有一个循序渐进的产业运作和可持续发展机制，这就使得国产高端芯片在社会上认可度很低，得不到应用和升级。在产业化成果推广的解决方面。可以借鉴美国的国家采购计划，以政府出资在武器和航空航天领域进行国家采购以保证研发产品的产业化应用得以实现杂志网。只有依靠公共研发机构的环境、人才和技术优势结合企业的市场运作优势，走基于公共研发机构的产业化道路才是问题的正确路径。
第二、集成电路的研发是个高投入高风险的行业是技术和资本密集型产业，有数据显示集成电路研发费用要占销售额的15%，固定资产投资占销售额的20%，销售额如果达不到100亿美元将无力承担新一代产品的研发，在这种情况下由于民族集成电路产业在资金上积累有限，几乎没有抗风险能力，技术上缺乏积累，经不起和国际集成电路巨头的竞争，再加上我国是一个劳动力密集型产业国，根据国际贸易规律，资本密集型的研发产业倾向于向发达国家集中，要想是我国在未来的高技术的集成电路研发有一席之地只有国家给予一定的积极的产业政策，使其形成规模经济的优势地位，才能使集成电路业进入良性发展的轨道.对整个产业链，特别是产业链的低端更要予以一定的政策支持。由政府出资风险投资，通过风险投资公司作为企业与政府的隔离，在成功投资后政府收回投资回报退出公司经营，不失为一种良策。资料显示美国半导体业融资的主要渠道就是靠风险基金。台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地台就与其6年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系，最近湾当局的“科学委员会”就在最近提出了拟扶植集成电路产业使其达到世界第二的目标。
第三、产业的发展可以走先官办和引进外资再民营化道路，在产业初期由于资金技术壁垒大人才也较为匮乏民营资本难于介入，这样只有利用政府力量和外资力量，但到一定时期后只有民营资本的介入才能使集成电路产业走向良性化发展的轨道。技术竞争有利于技术的创新和发展，集成电路业的技术快速更新的性质使得民营企业的竞争性的优势得以体现，集成电路每个子领域技术的专用化特别高分工特别细，每个子领域有相当的技术难度，不适合求小而且全的模式。集成电路产业各个子模块经营将朝着分散化毕业论文提纲，专业化的方向发展，每个企业专注于各自领域，在以形成的设计、封装、测试、新材料、设备制、造自动化平台设计、IP设计等几大领域内分化出有各自擅长的专业领域深入发展并相互补充，这正好适应民营经济的经营使其能更加专注，以有限的资本规模经营能力能够达到自主研发高投入，适应市场高度分工的要求，所以民间资本的投入会使市场更加有效率。
第四、技术引进吸收再创新将是我国集成电路技术创新发展的可以采用的重要方式。美国国家工程院院士马佐平曾今说过：中国半导体产业有着良好的基础，如果要赶超世界先进水平，必须要找准方向、加强合作。只有站在别人的基础上，吸取国外研发的经验教训，并充分合作才是我国集成电路业发展快速发展有限途径，我国资金有限，技术底子薄，要想快速发展只有借鉴别人的技术在此基础上朝正确方向发展，而不是从头再来另立门户。国际集成电路产业链分工与国家集成电路工业发展阶段有很大关系，随着产业的不断成熟和不断向我国转移使得我国可以走先生产，在有一定的技术和资金积累后再研发的途径。技术引进再创新的一条有效路径就是吸引海外人才到我国集成电路企业，美国等发达国家的经济不景气正好加速了人才向我国企业的流动，对我国是十分有利的。
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[9]尹小平崔岩.日美半导体产业竞争中的国家干预——以战略性贸易政策为视角的分析[J].现代日本经济，2010，(1):8-12.
篇4
关键词：RC端角；MMMC；时序分析；集成电路
中图分类号：TN47 文献标识码：A
Customizing and Application of RC Corner
YUE Da-heng， XIA Ting-ting， ZHAO Zhen-yu
（College of Computer， National Univ of Defense Technology， Changsha， Hunan 410073， China）
Abstract： This paper designed the flow and method of custom RC corners， customized a new RC corner， and estimated the coverage of the custom corner. The result shows that the coverage of custom RC corner to the other corners can reach up to 99%. Finally， we improved the traditional MMMC analysis flow with the custom RC corner. The result of application case in engineering shows that the runtime of tools reduced greatly at the cost of buffer count and buffer area. The buffer count increased by 22.07% and the buffer area increased by 21.65%， whereas the runtime of tools decreased by 84% after the timing was closuring.
Key words： RC corner； multi-mode multi-corner； timing analysis； integrated circuit
随着VLSI（Very Large Scale Integrated Circuits）进入到超深亚微米阶段，集成电路规模和复杂度日益增加，互连线延时在总延时中所占比重开始超过门延时[1-3].特别是在采用纳米工艺之后，互连线延时大约占总延时的60%～70%[4]，从而成为制约系统性能的关键因素.可以说，在未来的硅技术发展中，互连线对集成电路的影响会越来越显著，互连线设计将会成为集成电路设计中的核心因素[5].
在超大规模集成电路制造过程中，通常需要经过光刻、掺杂、增层、热处理等数百甚至上千个工艺步骤，在这些工艺步骤中各种工艺上的波动是无法避免的，主要来自于温度、污染以及一些无法预料的因素，使得各种参数值偏离理想值[6].因此，在互连线延时分析过程中必须考虑工艺波动的影响.[7-8]基于工艺角的分析方法是一种重要的分析方法，因为该方法可以直接分析得出工艺波动影响下的电路开关速度，而电路开关速度是集成电路的一个重要参数.工艺厂商提供WC， WCZ， WCL， BC， ML， LT， TC七个器件端角， 以及typical， cbest， rcbest， cworst和rcworst五种互连线工艺角，又称RC端角，即代工厂根据提供的多种PVT（Process Voltage Temperature）条件和工艺条件产生的多种电阻电容文件.5种RC端角定义如下：
①typical端角代表典型电阻电容数据；
②cbest端角代表最佳电容数据；
③rcbest端角代表最佳电阻电容数据；
④cworst端角代表最差电容数据；
⑤rcworst端角代表最差电阻电容数据.
对于65 nm工艺以下的设计，使用MMMC （Multi-Mode Multi-Corner）分析方法已逐渐变成时序分析的一项基本要求，该分析方法已用于实际芯片产品设计中.在多端角时序分析中，器件端角和RC端角的组合就构成了时序分析端角.7种器件端角和5种RC端角，共有35种组合.在实际工程项目中存在以下两个问题：一个问题是设计模块在多端角组合下的时序违反路径不能相互覆盖，导致设计模块完成优化后需要在多个端角下进行时序分析，从而带来巨大的时间开销；另一个问题是，由于多端角组合下的时序路径不能相互覆盖，从而在设计优化时需要在多个端角间来回切换，而且每次对其中一个端角下的时序进行修正时，也会影响其他端角下的时序，进而增加了实现与时序验证工具之间的切换次数以及手工ECO的时间，这进一步增加了整个设计的时间开销.因此，研究可覆盖所有端角的custom端角就显得尤为必要.使得custom端角下优化收敛的电路在其他所有signoff端角下都可以时序收敛，就可以大大加速设计的时序收敛速度.
本文RC端角的定制与应用，是在定制一个可以覆盖其他signoff端角的情况下，采用定制的RC端角改进传统的MMMC时序分析流程，在少量增加缓冲器单元数目和牺牲单元面积为代价的情况下大大减少了时序分析的时间开销.
1 定制RC端角
本节主要包括RC端角的定制流程、实现、以及评估.
1.1 定制流程及实现
设计RC端角定制流程如图1所示.
首先需要创建RC端角下的工艺描述文件ITF（Interconnect Technology File）文件，该文件主要用于描述互连线工艺参数设置以及建立受制造工艺影响的互连线模型.该描述文件并不能直接用于互连线寄生参数的提取，需要将其转化成寄生参数提取工具能识别的工艺文件，如Star RC-XT可识别的.nxtgrd文件以及QRC可识别的qrcTechFile.如果在转换工艺描述文件的过程中报出错误的信息，需要根据错误信息重新修改工艺描述文件.如果没有错误信息，寄生参数提取工具就可以根据生成的工艺文件对设计版图进行寄生参数的提取，并输出存储有该端角下互连线的电阻R和电容C的文件.静态时序分析工具PT就可以读取芯片中整个互连网络的寄生参数R和C并计算出互连线的延时信息，然后结合器件的延时信息进行时序分析.
1.1.1 创建工艺描述文件
先进的IC需要6层或者更多的金属布线层，每层之间由绝缘介质隔开.工艺描述文件ITF文件主要包括以下内容：
①每层金属线的最小宽度和最小间距；
②每层金属线的厚度；
③相邻两层金属间的介质厚度；
④每层金属的电阻率；
⑤金属层间绝缘介质的介电常数；
⑥通孔和接触孔的定义，包括通孔所连接的顶层金属和底层金属以及通孔的电阻等；
⑦扩散层的厚度和电阻率.
1.1.2 转换工艺描述文件
工艺描述文件不能直接用于寄生参数的提取，需要将其转换成寄生参数提取工具能够识别的文件，如Star RC-XT工具可识别工艺文件.nxtgrd文件.ITF文件到.nxtgrd文件的转换，可以直接使用如下命令行.
grdgenxo
如果只是对ITF文件进行更新，可以使用如下命令行对初始的ITF文件进行增量式的更新.
grdgenxo-inc-old_itf
1.1.3 RC端角的实现
在集成电路中，互连线电阻与导线宽度和厚度成反比；互连线电容与导线宽度和厚度成正比，与层间绝缘介质厚度和线间距成反比.因此5种RC端角工艺参数有以下特点：
①cbest端角下的互连线电容最小，cworst端角下的互连线电容最大；
②rcbest端角下的互连线电阻最小，rcworst端角下的互连线电阻最大.
由于层间绝缘介质厚度只影响互连线电容，因此为了使定制的RC端角可以覆盖这5种RC端角，可以适当地调整层间绝缘介质厚度.所以，依据rcbest端角rcworst端角下互连线工艺参数设置，分别向下或向上调整层间绝缘介质厚度，使得rccustom_max端角在互连线电阻达到最大的同时互连线电容也尽可能的大，rccustom_min端角在互连线电阻达到最小的同时互连线电容也尽可能的小.
采用图1所示的RC端角定制流程，本文分别在rcbest端角rcworst端角下互连线工艺参数设置的基础上，向上和向下调整层间绝缘介质厚度20%，定制出rccustom_max和rccustom_min两个端角.
为了验证rccustom_max和rccustom_min这两个定制的RC端角的效果，使用Star RC-XT分别提取20 ～300 μm不等长度的互连线在各个RC端角下的互连线寄生参数值，然后通过工具PT计算出互连线延时，结果分别如图2，图3和图4所示.
从图中可以看出，rccustom_max端角下的互连线的电阻电容值都是最差的，且互连线延时最大；而rccustom_min端角下的互连线的电阻电容值都是最小的，且互连线延时最小.
1.2 RC端角评估
以实际工程项目中的设计模块X1为测试用例，来评估定制的两个RC端角（rccustom_max， rccustom_min）对其他端角的覆盖情况.其中，X1模块长850 μm，宽400 μm，寄存器6 063个，总单元数目30 784个，且该设计模块为route阶段优化之后的设计.在时序分析时，时序路径违反很大程度上受到时钟偏差和串扰的影响，因此，在测试的过程中需要减小时钟偏差和串扰的影响，特别是时钟偏差的影响，故对测试电路，使用理想时钟进行时序检查且不考虑串扰的影响.
评估定制RC端角好坏的一个重要的指标就是覆盖率，而且要求覆盖端角下的时序要比被覆盖端角下的时序更差.
假设被检查模块在端角1下的违反路径为集合A，在端角2下的违反路径为集合B，集合B中的路径
也在集合A中存在的违反路径为集合C，集合A中的路径在集合B中也存在的违反路径为集合D.则
端角1对端角2的覆盖率为：
P1v2=count（C）/count（B）.（1）
端角2对端角1的覆盖率为：
P2v1=count（D）/count（A）.（2）
在测试电路中使用如表1所示的端角进行多端角时序检查.每个端角用小括号里面的Ci（i=1，…，16）代替，其中C1～C6以及C8～C15为signoff端角组合，C7和C16为定制端角组合.
篇5
【关键词】SRAM 定制设计 性能 功耗
1 引言
Cache的设计是芯片集成电路设计重要的一部分。高效、快速的SRAM一直以来都是集成电路设计者始终追求的目标。
对于SRAM存储单元来说，它第一个必须具备的优点就是高稳定性，这样才能保证存储体进行正确的读、写操作。在0.18u工艺、0.13u工艺，6T单元具有很好的稳定性，而且由于它面积小的特点，一直备受设计者的青睐。但是，随着CMOS工艺尺寸的发展，在进入65nm、45nm、32nm甚至22nm之后，6管SRAM由于其存储结构的特点，数据输出皆是通过敏感放大器检测位线电压差，并将电压差进行放大输出。但是随着工艺尺寸的缩小和电源电压的降低，6管存储单元的稳定性越来越差，抗噪声能力越来越弱，使得敏感器的开启与关断时间很难控制，而且时常会发生位线的一个噪声电压被敏感放大器放大输出的错误操作。由寄存器组合成的存储模块其面积和功耗是所有低功耗设计者的噩梦。
本文通过实际工程项目中出现的问题，由于6TSRAM和寄存器组成的SRAM在后端物理设计当中出现面积、功耗和时序的问题制约了芯片性能的提升，用8TSRAM进行全定制设计替代芯片中的部分存储模块，最后进行数据对比证明了8TSRAM在纳米级工艺下的重要作用。
2 电路设计
2.1 写路径
写IO模块由32个1倍的DFF和64个4倍的反相器组成，写数据在写门控时钟WCLK控制下，产生WBL以及WBLB，在写字线WWL控制下写入存储单元。
2.2 读路径
IO读出电路分为全局与局部两级电路进行读出，每根局部读位线上挂8个cell，一个局部读出单元电路对两根局部位线进行预充，局部IO电路是16选1。
2.3 时钟模块
图1为时钟模块修改后电路图。为解决写时序中写字线先于写数据稳定的问题，适当推迟写译码时钟WCLK_DEC（推迟约90ps）的开启时间，且不推迟写译码时钟的关断时间（防止字线产生毛刺）；为解决读时序中读出数据存在毛刺的问题，适当推迟求值时钟RCLK_D（推迟约20ps）的开启时间。
3 版图设计
版图结构按功能进行划分，主要包括以下几个部分：中间部分从上至下依次为读写地址二级译码、读写地址预译码、读写地址锁存器、时钟模块；左右两侧为阵列模块，阵列cell中间为Local IO模块，阵列下面依次为Global IO模块、Write IO模块。
整个版图左右两边为阵列，中间为译码及时钟，左右两边距离边界阱不小于1.3um；整个版图上下各加一行DCAP单元，高度为1.68um。图2是存储器的版图布局规划图，下面分别对这几个部分进行说明：
3.1 阵列模块
阵列位于整个存储器的左右两边，由32个32位cell单元组成，阵列左边和右边各有32×16个cell单元，其中上下各有16×16个。
3.2 时钟模块
为减缓电路电压的波动，时钟模块被DCAP单元包围；为减小时钟线上电流密度，时钟线线宽加宽至0.08um；为降低时钟线的耦合串扰，时钟线尽量不与除电源地线外的长线互连线并行走线或者加大与信号线间的间距，尽量被电源线或者地线包围。
4 面积、时序和功耗
TPSRAM32X32的版图面47um×63um，在TSMC40G的WC和WCL工艺拐角下频率可达到1.8GHz，时钟信号的最小脉冲宽度为200ps，在TSMC40G的TC和LT工艺拐角下时钟信号的最小脉冲宽度为130ps。
5 结论
在40nm工艺下，由于电源电压的降低，6T结构SRAM为了保证读操作的正确性，每一代工艺迁移晶体管尺寸的减小都有限，尤其是从45nm工艺迁移到32nm工艺，6T结构的下拉N管尺寸几乎没改变，所以面积也会大于8T结构。
在功耗方面亚阈值漏电流的计算公式如下：
可知，亚阈值漏电流与尺寸大小关，在40nm下8T结构可以选用更小尺寸的下拉管接地，从而有效减少漏电流。
最终的数据结果比对可以查看表1、表2。
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作者简介
唐骏（1990-），男。现为国防科学技术大学计算机学院硕士研究生在读。主要研究方向为集成电路设计。
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关键词：数字电路；测试；故障
中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
用来取得定量或是定性信息的基本方法就是测试。测试不仅是信息工程的源头，还是它的重要组成部分。随着如今大规模集成电路的广泛应用以及计算机网络、微电子技术以及通信技术的发展，各种先进装备系统设计还有制造都离不开测试。据资料显示，目前研制设备的总成本中，测试成本所占比重已达50%，甚至70%。能否使电子设备处于完好状态，使其维修更加准确、快捷，都与电路的测试有着紧密的关系。电路一般有模拟和数字两种，相应的可以把电路的测试分成模拟电路的测试和数字电路的测试两种。数字电路的测试基本思想是在电路输入端加上二进制测试矢量，再比较期望值和电路的实际响应，看其是否一致。
一、数字电路测试中关键技术
（一）数字电路的故障模型。模型在工程上是数学抽象与物理实体之间的桥梁，而故障模型是测试中最重要的模型，它是一系列故障或是所有可能发生的失效行为的故障的集合。故障建模需要遵循纪既要有准确性、典型性和全面性，又要具有简单和易处理性。一般建模很难同时满足以上两个相互矛盾的原则，大都采取折衷方案。数字电路中的故障种类多、数目差异大，因而数字电路系统的建模费时费力且不具有通用性。以下只介绍几种数字电路中的几种常见故障。
首先是桥接故障，通常为晶体管或门级的故障模型，一组信号间的短路用一个桥接故障来表示。短路网点的逻辑值可以是0、1或是不确定状态，取决于电路的实现技术。有反馈的桥接故障产生与组合逻辑不同的存储状态，而无反馈的桥接故障通常用固定故障测试，有很高的覆盖率，是组合逻辑。导致电路的组合延迟超过时钟周期的故障叫做延迟故障，有门延迟故障、路径延迟故障、线延迟故障、段延迟故障和传输故障几种。若将MOS晶体管视为理想的开关，则它的故障模型就是开关永久处于短路或是开路状态的固定短路和固定开路故障。固定故障是电路中较为常见的故障，最常见的是单固定故障，指的是每条线上有固定的0或1两个故障，当然也会有多种故障同时出现的情况，一个n条线的电路所有可能故障数=3^n-1。
（二）数字电路的故障仿真。故障仿真是故障诊断技术中不可或缺的重要环节，主要有四种方法，即并行故障仿真、串行故障仿真、并发故障仿真和演绎故障仿真。其中后两种故障仿真通常采用面向实践的表格驱动仿真器，而并行故障仿真一般采用编译驱动仿真器。
（三）数字电路的故障压缩。电路中所有故障的集合可以被划分成若干等价的子集，每个等价子集中的故障是相互等价的。故障压缩是从每一个等价集中选择一个故障的过程。它可以将电路中的故障总数进行压缩，使之达到一个相对较小的值，可以减少产生测试集过程中的工作量。压缩后的故障数与所有故障总数的比值就是压缩比。
（四）数字电路的可测试性度量。可测试分析具有线性复杂度和属于静态类型两个特征。信号的可观测性和可控制性称为数字电路的可测试性度量，其概念起源于自动控制理论。可观测性指观测逻辑信号状态的难度，而可控制性指的是设置特定逻辑信号为1或0的难度。
二、数字电路的测试生成方法
（一）布尔差分法。布尔差分法通过对数字电路布尔方程式进行差分运算来求得测试，可求出所给故障的全部测试矢量，获得测试集的一般表达式。主路径法是在布尔差分法的发展中具有代表性的方法，它将通路敏化的概念引入其中，使布尔差分法的效率得以提高。布尔差分法的理论价值较高，主要是因为它可以将电路描述抽象为数学表达式再进行严密的数学推导。布尔差分法的缺点在于测试复杂性较高的电路时运算量大，处理困难。
（二）D算法。相对于布尔差分法来说，D算法一般只用来测试一个或是一些测试矢量而不是全部，比较贴近实际。电路中的各节点状态用5个值（0，1，x，D， ）来表示。算法步骤主要有故障激活、故障驱赶以及线相容等。D算法具有算法上的完备性，便于在计算机上实现，是目前应用最为广泛的测试生成算法之一。具有代表性的是PODEM（面向通路判定）算法，它具有穷举算法的优点，避免了许多的盲目试探，减少了D算法中判决与回溯的次数。D算法的缺点在于测试生成时的盲目试探时间占用太长，在规模较大的组合电路中太复杂、效率低。
（三）FAN算法。FAN算法是为加速测试生成而提出的，具有以下特点：头线和扇出源节点构成搜索空间；故障值分配给故障唯一确定或隐含的地方；尽可能多的在每一步中确定已唯一隐含的信号值；D边界元件唯一时，敏化通路的选择也是唯一的；知道搜索的启发性信息使用SCOAP；主导线处停止反向蕴涵，其值可以到最后再确认；扇出源的处理采用多路回退的办法。FAN算法的运算速度相对于PODEM算法来说有所提高，回溯次数少、故障覆盖率高，丰富和发展了测试生成算法的基本思想，目前具有代表性的测试性能较好的是SOCARATES算法。
三、数字电路测试的发展趋势
集成电路的设计与生产中电路测试的地位越来越重要，近年来人们不仅完善了已有的测试算法，同时还提出多种新的算法。目前数字电路测试生成发展有以下几个方向：一是对已有测试生成算法的效率进一步提高，同时研制新的测试技术和方法，如降低搜索空间、研制更加有效的搜索策略等；二是研制并行处理方法和专家系统，被测电路中可以相互独立处理的故障若能实现并行处理将会十分省时省力，测试生成若能有效结合专家经验和启发方式也会十分有益；电路与系统越来越复杂，若仍旧依照以往那种测试人员根据已经设计或是研制完毕的电路来研制测试方案的做法已实用，如今需要设计人员设计电路时充分考虑电路的可测试性，进行可测性设计。
如今电路复杂度和集成性都不断提高，这使得电路的测试困难不断加大。人们应开展可测性设计技术的研究，寻找降低集成电路制造、使用和维护成本的方法，提高故障诊断定位的效率，提高数字电路设计、生产以及测试生成的速度。
参考文献：
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有数据显示，到2020年，物联网解决方案市场规模将达到7.2万亿美元，中国市场的年复合增长率将达到20%，大数据及云计算也将真正体现其高附加值，物联网还将在可穿戴、智慧城市和工业4.0中大放异彩。
随着工业互联网迅速崛起，物联网3.0时代悄然来临，一个产值达数万亿的市场摆在了企业家们面前。“对物联网发展历史来说，从消费互联网到工业互联网，这是一次质的飞跃。工业互联网是工业4.0实现的关键。”在2015(第六届)中国物联网大会上，与会专家如此断论。与物联网密不可分的传感器产业链将迎来爆发式增长，而大数据及云计算也将真正体现其高附加值。
将引爆传感器产业链
“半导体将得益于物联网发展。”中科院上海微系统所所长王曦的演讲开篇点题。作为物联网的关键，传感器承担着数据采集和传输重任，物联网的世界，传感器将无所不在。物联网对传感器的需求让集成电路有了全新的市场，一方面物联网的超大规模市场将拉动集成电路的发展，相关研究数据显示，到2020年，物联网解决方案市场规模将达到7.2万亿美元，与物联网相连的终端出货量将达到500亿件，中国市场的年复合增长率将达到20%。
物联网所需的大量传感器芯片只需完成简单的数据采集、存储和传输，这就要求芯片必须低功耗、低价格，借助现有的材料、封装技术，这些性能在45nm芯片上即可完美呈现。我国在45nm左右制程和8寸晶圆上有成熟的产业布局，随着物联网的发展，这些产能将得到最大程度的释放。
另一方面，物联网所需传感器的特性将改变集成电路发展路径，让现有制程集成电路有了更多的发展，这对我国集成电路发展是极大的机会。
“传感器是提升我国现代信息技术、带动产业化发展的最好突破口。”王曦此前在科技节的演讲上表示，我国半导体起步较晚，但物联网不仅让中国半导体有了更大的市场空间，更有可能第一次赶上国际先进水平，甚至做到世界第一，“传感器整体起步较晚，我国与国外的差距较小，更重要的是，现在正是由传统向新型传感器转型的关键阶段，布局得当有可能实现弯道超车。”
催热“大数据云计算”
“大数据、云计算将在物联网3.0阶段蕴含新价值。”IBM中国研究院院长沈晓卫表示。物联网的大量数据都是非结构化、杂乱冗余的，只有通过数据挖掘和计算，进行降噪处理，才能产生用户价值。据介绍，IBM引入物理模型来模拟物理世界，通过认知分析产生洞察力来支持决策，物联网开始从业务优化走向产业转型。
“物联网遇到的一大挑战就是要与大数据更加紧密地结合，不仅要完成收集数据、分析数据，还要给出预防方案。”中国工程院院士、中国电子学会副会长、物联网专家委员会主任委员邬贺铨表示。
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【关键词】货物贸易结构新兴产业
【中图分类号】F752
据WTO的数据显示，2015年全球货物贸易总额达到33.2万亿美元，同比下降12.7%，其中出口16.5万亿美元，下降13.2%；进口16.8万亿美元，下降12.2%。两位数下降的严峻趋势，深刻反映出全球贸易结构性改革和完善治理体系的长期性和紧迫性。在这样的大背景下，我国货物贸易实难独善其身。2016年上半年，我国货物贸易进出口总值实为1.72万亿美元，同比下降8.7%，其中出口9 855亿美元，同比下降7.7%；进口7 272亿美元，同比下降10.2%。这是自2009年以来，在2015年首次出现“双降”后，第二次又出现的“双降”严峻态势。新常态下出现的这一下行局面，一方面是受国际市场需求低速、全球贸易壁垒再度升级和贸易自由化便利化受阻等多种不利因素的影响；另一方面是同我国货物贸易步入供给侧和需求侧结构性改革的深度转型期有关。在未来一个时期，货物贸易结构性改革依然任重道远。我国已是多年的世界货物贸易第一大国，货物贸易是我国外贸“十三五”时期稳增长、调结构和转方式的主战场，始终是实施贸易强国战略的主力军。建议要以新兴产业为依托、新兴市场为导向、新兴企业为主体；以加快推进货物贸易供给侧和需求侧结构性改革为主线，着力优化调整货物贸易结构，为力争到2020年货物贸易迈向世界中高端水平提供强力支撑。
一、以市场视差化的新理念优化货物贸易结构
货物贸易结构是指产业内、企业内和产品内要素贸易之间的比例关系。影响货物贸易结构的主要因素有：国际国内两个市场的需求结构；国际国内两种资源的供给结构；产业结构；技术结构。尽管全球经贸增速放缓，但技术进步仍然快速，新兴技术更新周期一再缩短。因此，技术进步对出口增长的促进作用，将是长期可持续的有效举措。从这个意义上讲，技术结构是货物贸易结构调整优化的核心引擎。产业是出口的物质基础，产业结构却是货物贸易结构调整升级的关键要素。“产技”两大要素在出口结构调整中的优化配置效率，能有效激发出口增长的内生动力和活力，两者都是出口实现中高速增长和迈向中高端水平的主流力量。
（一）以技术结构调整为主题，推动货物贸易迈向中高端水平
从物化劳动和技术集成的角度分析，出口产品可分为劳动密集型、劳动技术密集型、知识资本密集型等。通常都用约定俗成的理念，把出口产品技术含量的程度分为低端、低中端、中端、中高端、高端等标志性表述。2015年，制成品出口已占到95%以上，开始步入中端为主导的出口新阶段。“十三五”期间要通过供给侧结构性改革的重大举措，着力推动货物贸易结构调整朝着中高端为主导的方向优化升级。
（二）以产业结构调整为主线，力推货物贸易实现中高速增长
产业结构是位于货物贸易结构和企业出口结构之间的重要平台，是推动货物贸易结构调整的中坚力量。产业结构是影响出口结构、出口价值、出口创造效应和可出口量的重要因素。货物贸易结构是由技术结构和产业结构的国际竞争力来决定，如果货物贸易依托产业本身没有国际竞争力，产业的技术和产品与质量和效益还停留在国际市场的低端层面上，那么在货物贸易环节上采取再好的措施，其出口的创造效应和可出口量，都很难发挥积极的促进作用。我国“十三五”规划纲要把“推进产业结构升级”作为“十三五”发展的主线，强调“要最大限度的激发微观活力，优化要素配置，推动产业结构升级，扩大有效和中高端供给，增强供给结构的适应性和灵活性，提高全要素生产率”。要紧紧抓住国家着力推进产业供给侧结构性改革的发展机遇，借力推动货物贸易结构优化调整升级。要用市场差别化的新理念，着力创新国别化新兴市场，力推货物贸易进出口保持中高速增长。
二、以差别化理念扩大信息产业进出口规模
电子信息技术产业方兴未艾，依然是21世纪全球最具绿色发展影响力、市场潜力最大、效益最好的战略性新兴产业。在国家“十三五”规划纲要中，把新一代信息技术产业的发展，放在“战略性新兴产业发展行动”的首位。新一代信息技术产业创新的重点主要是：集成电路产业体系、人工智能软件、智能硬件、新型显示器、移动智能终端装备、第五代移动通信（5G）、先进传感器、可穿戴设备等。信息技术产品是我国进入世界货物贸易第一大国的中流砥柱，也是当下优化调整外贸结构最可倚重的中坚力量。要用产品差别化的新理念，着力创新区域化新兴市场。到2020年，力争电子信息技术产品进出口实现中高速增长和迈向中高端水平。
（一）突出实力动能导向，确保进出口增长取得实际成效
2014年的统计显示，世界电子信息技术产业规模约为1.96万亿美元，年增速为2.4%。主要国家电子信息产业规模占全球总规模的比重：中国为30.5%，居全球第一，美国为14.5%、日本为10.8%、韩国为6%、德国为5%；从世界电子信息技术产业链和供应链上看，主要国家占全球市场份额的比重：美国为25%，居全球第一、中国为20.5%、日本为6%、德国为5.5%。近年受全球需求结构深度调整的影响，增速趋缓。
我国电子信息技术产业起步晚，但发展快。2015年，我国规模以上电子信息技术产业收入总规模为15.5万亿元，比2010年进入“十二五”前翻了一番。超过汽车产业，已连续六年跃居我国第一大实体支柱产业。在全国工业中的比重达到13%，对经济增长的贡献度超过18%。在我国“入世”后的十多年间，电子信息技术产品企业以年均11.8%的速度增长，从2001年的4 000多家发展到2014年的1.65万家。2014年，我国电子信息技术产品进出口总额占全贸易进出口总额的31%。其中出口增速为6%，出口占全贸出口的35.6%。进口增速为4.5%，进口占全贸进口的27%；加工贸易出口比重高达65.4%。受全球市场需求萎缩、供给侧结构性改革加快和外资加工出口产能转移境外增多等因素的影响，2015年我国电子信息产品进出总额达13 088亿美元，同比下降1.1%。其中出口为7 811亿美元，同比下降1.1%，占全贸出口的比重为34.6%。2016年上半年，电子信息产品进出口依然维持低位“双降”的严峻态势。但集成电路出口增长3%，大幅好于整体。而且占全贸的比重上升为36.5%，依然是拉动货物贸易增长的主导力量。根据国际电信联盟ITU统计，截止2014年底，全球手机用户达到69.5亿，预计到2016年将达到72亿。2015年，我国手机产量18.18亿部，同比增长3.9%。其中手机出口1237.3亿美元，同比增长7.3%，继续保持我国出口额最大单一商品的地位。2016年上半年，我国手机出口5.8亿部，同比下降1%，而出口额达463亿美元，下降14%。全球智能手机出货量增幅为0.3%，证明全球智能手机需求正逐趋置顶。手机加工贸易出口比重高达72%，而其中智能手机加工贸易出口占80%以上。以高价进口来料来件加工组装和贴牌加工为主导的出口模式，导致我国电子信息技术产品出口企业的对外技术依存度，长期维持在70%以上的超高水平线上。在国际电子信息技术出口产业价值链上，我国电子信息技术产业的出口水平，尚处于低值、低价、低利润的低中端地位。一要紧紧抓住信息技术产业与出口产业深度融合的利好机遇期，加快培育电子信息技术产品出口新优势，使其出口额占全贸出口的比重，到2020年能够超过40%左右的预期水平。二要加快提升自主技术创新能力，扩大电子信息技术产品一般贸易出口规模。要紧紧依靠上海、南京、成都、武汉、长沙、杭州、重庆、贵阳等信息产业基地，瞄准国内国际基础软件、云计算、大数据等新一代信息技术产品的需求，促进软件服务外包出口，加快推动软件和信息技术服务产业集群出口。三要发挥产业政策导向的作用，引导国家的科技创新城市、国家级高新技术产业园区、国家大型信息技术企业及国内自贸区等示范群体，着力扩大电子信息技术产品的进出口规模。
（二）突出结构要素调整，促进加工贸易出口创新发展
加工贸易是我国电子信息技术产业内贸易的重要组成部分，是电子信息技术产业步入世界第一大国的推动力量。但是我国加工贸易仍处于弱势地位，而国外供方企业处于强势，拿走了电子信息技术产业价值链上80%的利润。国内加工贸易企业在实现加工组装转移价值的低端环节，有较大的规模实力，但只能获得微薄加工费用。2017年，要立足我国的实际，创新发展加工贸易。其一，加快推进增长动力转换，由要素驱动为主导向要素驱动与创新驱动相结合转变；其二，加快推进经营主体实力强势发展，由单纯OEM（贴牌加工生产）的加工组装企业向ODM（委托设计）和OBM（自有品牌）的营销型企业转变；其三，加快推进产品技术含量和附加值提升进程，由低端价值链向全球电子信息技术产业价值链的中高端方向转变。同时，要全力依托和运用新一代信息技术，用互联网思维厚植跨境电子商务贸易新模式。跨境电子商务是把传统出口方式加以网络化和电子化的一种颠覆性贸易新方式。新贸易方式已在降低出口企业成本和扩大出口增长中，发挥着越来越重要的促进作用。我国于 2016年1月，在继杭州之后又在天津、上海等12个城市设立跨境电子商务综合试验区。建议在中西部再批准一批有进出口实力的城市，设立跨境电子综合试验区。要加大跨境电子商务出口退税改革的力度，将量大面广的高附加值出口产品，尽快纳入出口退税的范围。要进一步完善我国跨境电子商务的支付监管和外汇管理体系，建立新型跨境电子商务第三方物流企业模式。预计2016年，跨境电子商务出口年均增长率将超过30%，占全部出口方式的比重约为25%。力争到2020年，跨境电子商务出口占全贸出口的比重，能达到35%左右的预期目标。
三、以技术差异培育芯片自主供给新体系
集成电路俗称“芯片”，品种繁多，浩如烟海，事实上已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。在互联网如日中天的大背景下，未来30年到60年，集成电路和高端通用芯片始终是基础性的顶尖技术产业。对我国而言，已不仅是经济问题，更上升为直接关系国家信息安全、国防安全建设的国家战略问题。从2000年起，我国国内集成电路产业已初步形成以长三角、环渤海、珠三角三大核心区域聚集发展的格局。北京、西安、成都、上海、无锡等聚焦了200多家芯片制造企业，已建成4、6、8、12英寸芯片的生产线十多条。2014年的生产规模，约为2 750多亿元，复合增速约22%。2015年，集成电路进口2 176亿美元。多年来超过石油，位列我国大宗进口商品之首。当年，集成电路进口占电子信息技术产品进口的72%；占全贸进口的19.8%，是我国逆差最大的高技术商品。我国进口集成电路的主要国家或地区是美国、日本和韩国，以及我国的台湾地区。我国企业进口的厂商，主要集中在思科、IBM、谷歌、高通、英特尔、苹果、微软、甲骨文、三星、台积电、东芝、海力士、美光等大企业手中。我国的华为海思、展讯等境内芯片加工组装企业，2016年上半年，集成电路进口下降13%，出口增长2%，逆差大幅减少。
从2000年至今，我国集成电路已走过了15个年头的漫长创业之路，一路艰辛，筚路蓝缕。但始终解决不了严重对外依赖和受制于人的问题，始终没有摆脱国产芯片自主供给率极其低下的问题。对2015年我国电子信息技术产品出口竞争力的研究表明，在其出口对集成电路的需求中，对外依存度超过85%，而核心高端通用芯片的对外依存度超过90%。以我国加工贸易企业来料加工组装出口的手机为例，其国外的研发设计（第一环节）和营销（第三环节），一部苹果手机的研发设计创造了360美元的价值。苹果手机的核心零部件基本由美、日、韩三国及我国台湾地区的企业所掌控，他们创造了187美元的价值。最后到我国的加工组装出口企业，只有7美元左右。我国集成电路产业的超高对外依存度和超低自主供给率，直接关系到出口新优势的培育和贸易强国战略的实施。要把推进集成电路产业的自主建设工程，上升为国家战略。要把加快提高高端通用芯片自主供给率，作为“十三五”时期重塑电子信息技术产品出口价值链的战略要点和坚实根基。到2020年，力争我国国产芯片的自主供给率，能够超过5%以上的预期目标。
（一）强化原始创新，全力提高芯片自主化创新能力
电子信息技术的一个重要知识特点或难点，就是难模仿，很难做到引进消化再创新。全球受众面最大、市场最广阔、知识最密集和投入最大的电子信息技术，其尖端芯片，都是涉及每个研制国家利益的核心机密。即便是一般的常规芯片，一般都有极高秘密的“技术锁定”装置，其操作系统可以随时解密停制或转型升级。明者应时而变，智者随事而制。对我国企业发展芯片产业而言，不能再走以往引进消化吸收再创新的老路。2016年乃至“十三五”或更长的时期，要把集成电路产业供给侧和需求侧的结构性改革，作为优化调整信息技术产品出口的主攻方向。中国必须有自主可控的集成电路产业，千方百计克难攻坚，追赶再难，也必须加快跟踪，并存为主向并行、领跑为主转变，坚持和强化原始创新为先导与集成创新相结合的芯片自主化创新发展路径。芯片设计软件及软件工具（EDA）、中央处理器（CPU）及其指令体系、内存（DRAM）、显卡（GPU）和固态存储器（SSD）等是我国芯片原始创新的重点，是我国提高芯片自主供给率的短板。要以市场为导向，芯片企业为主体，着力依靠国家信息技术集群创新示范区、芯片研发示范城市、电子信息技术高新区和专业高校及研发机构的力量，凝智聚力全力提高芯片自主创新的能力。
（二）强化精益投入力度，有效提升芯片自主化创新和源头供给的能力
2013年，英特尔、台积电、三星三大国际芯片厂商的集成电路投资额，约占全球芯片投入的55%，其中三星和英特尔的投资为222亿美元。当年，我国对集成电路的投资仅为94亿美元。我国的投入不及一个外国企业，而且在投资中没有连续性，导致芯片自主研发的间歇性停滞，结果是与世界芯片产业先进国家的差距越来越大。研究表明，集成电路在国民经济中的重要地位和作用，始终遵循一个约定俗成的“价值链式法则”，即1元到3元的集成电路投入，可获得电子信息技术产品30元以上的出口额，直至拉动100元以上的GDP增长。2016年，国家从中央、地方和企业的三大层面，建立集成电路投资基金，先期已筹措了2 800亿元的投入。一要着力引导高科技民间资本，加入集成电路创新创业发展的行列。建议芯片企业及相关机构要围绕“消除低端投入和持续加大核心高端投入”的精益投入理念，规范芯片研发设计成本，增强研发费用精准控制的责任意识，切实加强高端芯片研发绩效的考核，把提高芯片自主供给率和推进芯片出口与企业、研发大学和院所的奖励相挂钩。二要针对国内、国际和国别对芯片的不同需求供给侧，提升中国自主知识产权芯片的国际供给率。要从市场视差、产品差别化、技术差异化和你无我有的高端创新层面上，参与国际集成电路的竞争与合作，着力提高中国芯片的源头供给率。三要强化高端人才培养力度。在国内国际大量需求的处理器、存储器和芯片设计软件等高端芯片领域，其研发人才的奇缺态势日益突出。建议企业及相关机构，站位全球，放眼未来，精心、精思、精进着力培养芯片研发的创新领军人才和专业化队伍。用高奖励和知识产权入股的方式，不断激发芯片人才的创新活力。四要建设国家级集成电路研发成果转移转化试验示范区，探索可复制、可推广的经验与模式。推动建立符合芯片创新规律和国际前沿市场规律的集成电路研发成果转移化体系，促进芯片成果资本化、产业化、国际化。五是在网络信息技术系统使用的芯片上，要强化安全细分市场芯片的专业化创新，着力提升我国网络信息的安全保障和风险防范能力。
四、以开放式创新力促高端装备走向世界
推进装备跨国投资和扩大装备出口，是我国全球化布局和全方位推进开发创新的重点之一，更是我国“十三五”时期培育货物贸易新动能和改造传统动能的新举措。把装备跨国投资与对外货物贸易出口有机结合起来，以投资带动高端装备的投资贸易，是我国外经贸谋求中高速增长和迈向中高端水平的新路径。对于推进外经贸供给侧结构性改革尤其是出口供给侧结构性改革和结构优化调整具有重要意义。从国际上看，美国的《先进制造业国家战略计划》、欧盟的《高端产业2020战略》、俄罗斯的《2020年创新发展战略》等，都把高端装备的强势发展上升到国家战略的高度。对我国而言，装备对外投资贸易应是实施贸易强国建设战略的重要依托主体。要站在新的历史起点上，用开放式创新的新理念，着力创新国际高端市场。力争装备跨国投资占我国对外投资的比重，由2015年的6.3%，提升到“十三五”末期10%以上的预期目标，以加快促进我国装备跻身世界装备对外投资和贸易大国的行列。
（一）我国装备制造总量居世界首位
发电设备制造与安装能力、铁路、公路工程装备已连续七年位居世界第一；2015年我国空调产量保持16%的年均增速，已成为全球空调装备制造大国。我国中车的高铁已是叫响世界的国际名牌，到2015年底，我国高铁运营里程已达2万公里，居世界第一，占世界高铁总里程的60%。中国不仅是高铁里程最长的国家，而且高铁的安全运输规模也是世界上最大的。2016年7月15日，我国自行设计研究、拥有自主知识产权的两辆中国标准动车组就在郑徐高铁上以超过420公里的时速交汇。未来在京沈高铁，我国还将进行时速500公里以上更高速度技术标准研究等多项综合实验。2016年，一批境外高铁项目相继开工建设。中老铁路已经开工建设，中泰铁路、匈塞铁路赛尔维亚段正式启动，印尼雅万高铁即将开工建设，俄罗斯莫斯科至喀山高铁等高铁项目在加快推进。欧亚和中亚高铁的中国国内段，已经开工。与此同时，中俄加美高铁已经开始规划，我国正在规划修建一条1.3万公里的高铁，贯通亚欧美三大洲。截至2015年，我国已在运行的核电机组达30台，在美、法、俄罗斯之后居世界第四。在建核电机组24台，装机容量2 672万千瓦，居世界第一。在运在建总数54台，居世界第三。我国开发具有自主知识产权的大型先进压水堆、高温气冷堆核电机组“华能一号”，已在巴基斯坦落户，2015年又在阿根廷、罗马尼亚、捷克、土耳其等达成建设核电站的项目任务书。2016年9月，由中法合作投资的美国欣克利角核电项目，在历经10余年后终获英国政府批准。2014年，先期由中美两国联合组建的国际核电安保中心，已开始为全球的核电安全运行，提供卓有成效的安保技术服务。从核电技术水平上看，我国已投入运行的主要是2代，在建的已逐渐向第3代转变，同时已在加快研发第4代核电机组，这与世界核电大国的技术发展是同步的。航天，是中国最闪亮的一张“名片”。中国在轨卫星近150颗，仅次于美俄，位于世界第三位。截止2015年底，中国的系列运载火箭，已为22个国家、地区和国际卫星组织发射了49颗商业卫星。2016年1月，为国外发射的“白俄罗斯航天一号通信卫星”成功上天。2016年8月18日，我国在世界上首次发射的“墨子号”量子卫星，成功上天在轨运行良好，国际航天界好评如潮。2016年8月28日，中国航空发动机集团公司成立，将加快自主研发和制造生产。实现航空发动机从测绘仿制到自主创新的战略转变，实现由航空大国向航空强国的战略转变。全球航天装备对外投资和贸易的市场空间很大，然而，与国外尤其是美国的对外商业卫星发射量占在轨卫星一半以上的比例相比较，我国在轨卫星中的商业卫星发射所占比例较少，这是其一；其二，我国装备制造的核心技术和关键部套件对外依存度偏高；其三，装备跨国投资占我国对外投资存量的6%，同欧美日强国30%以上的比重相比，存在较大差距。
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半导体超晶格是指由交替生长两种半导体材料薄层组成的一维周期性结构.以gaas／alas半导体超晶格的结构为例:在半绝缘gaas衬底上沿[001]方向外延生长500nm左右的gaas薄层,而交替生长厚度为几埃至几百埃的alas薄层。这两者共同构成了一个多层薄膜结构。gaas的晶格常数为0.56351nm,alas的晶格常数为0.56622nm。由于alas的禁带宽度比gaas的大,alas层中的电子和空穴将进入两边的gaas层，“落入”gaas材料的导带底,只要gaas层不是太薄,电子将被约束在导带底部,且被阱壁不断反射。换句话说,由于gaas的禁带宽度小于alas的禁带宽度,只要gaas层厚度小到量子尺度,那么就如同一口阱在“吸引”着载流子,无论处在其中的载流子的运动路径怎样,都必须越过一个势垒,由于gaas层厚度为量子尺度,我们将这种势阱称为量子阱.
当gaas和alas沿z方向交替生长时,图2描绘了超晶格多层薄膜结构与相应的的周期势场。其中a表示alas薄层厚度(势垒宽度),b表示薄层厚度(势阱宽度)。如果势垒的宽度较大,使得两个相邻势阱中的电子波函数互不重叠,那么就此形成的量子阱将是相互独立的,这就是多量子阱。多量子阱的光学性质与单量子阱的相同,而强度则是单量子阱的线性迭加。另一方面,如果两个相邻的量子阱间距很近,那么其中的电子态将发生耦合,能级将分裂成带,并称之为子能带。而两个相邻的子能带 之间又存在能隙,称为子能隙。通过人为控制这些子能隙的宽度与子能带,使得半导体微结构表现出多种多样的宏观性质。 2.2 量子阱器件
量子阱器件的基本结构是两块n型gaas附于两端,而中间有一个薄层,这个薄层的结构由algaas-gaas-algaas的复合形式组成,。 在未加偏压时,各个区域的势能与中间的gaas对应的区域形成了一个势阱,故称为量子阱。电子的运动路径是从左边的n型区(发射极)进入右边的n型区(集电极),中间必须通过algaas层进入量子阱,然后再穿透另一层algaas。 量子阱器件虽然是新近研制成功的器件,但已在很多领域获得了应用,而且随着制作水平的提高,它将获得更加广泛的应用。 3 量子阱器件的应用 3.1 量子阱红外探测器
量子阱红外探测器(qwip)是20世纪90年展起来的高新技术。与其他红外技术相比,qwip具有响应速度快、探测率与hgcdte探测器相近、探测波长可通过量子阱参数加以调节等优点。而且,利用mbe和mocvd等先进工艺可生长出高品质、大面积和均匀的量子阱材料,容易做出大面积的探测器阵列。正因为如此,量子阱光探测器,尤其是红外探测器受到了广泛关注。
qwip是利用掺杂量子阱的导带中形成的子带间跃迁,并将从基态激发到第一激发态的电子通过电场作用形成光电流这一物理过程,实现对红外辐射的探测。通过调节阱宽、垒宽以及algaas中al组分含量等参数,使量子阱子带输运的激发态被设计在阱内(束缚态)、阱外(连续态)或者在势垒的边缘或者稍低于势垒顶(准束缚态),以便满足不同的探测需要,获得最优化的探测灵敏度。因此,量子阱结构设计又称为“能带工程”是qwip最关键的一步。另外,由于探测器只吸收辐射垂直与阱层面的分量,因此光耦合也是qwip的重要组成部分。 3.2 量子阱在光通讯方面的应用
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关键词：常规CMOS工艺；自举；电容耦合；高压管驱动芯片
中图分类号：TN402文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)17-31434-03
The Design of A IC for Elrectronic Ballasts with Standard CMOS Technology
HUANG Hao-feng
(South West University IC Institution, Nanjin 210096, China)
Abstract:Based on the analyze the advantage and shortcoming of current electronic Ballasts .put forward a kind of project applicabled below 20 Walt .A method is proposed that uses two low-voltage integrated circuits (LVICs) to provide high and lowside gate drive in high-voltage applications. Two coupling capacitor is placed between the two ICs to provide two functions: (1) high-voltage isolation, (2) signaling to the high-side for on/off control. The simulation results are obtained by Cadence Spectre based on 6μm CMOS process.
Key words:stand CMOS;dual low voltage ICs;self-boost;capacitive coupling
1 引言
随着我国经济的持续发展，对节省能源的重视；人们对绿色照明的应用，特别是用紧凑型荧光灯(CFL)替代白止灯的要求，必然会导致高性能（采用控制器IC）的电子镇流器的广泛应用。同时我国集成电路从设计，生产，测试等方面都有提升，使得我们有能力使用上拥有自的国产的电子镇流器控制IC。
现今，不管是国外的IC巨头，如IR公司，飞兆公司，和英飞凌公司；还是国内的上海贝岭，复旦微电子有限公司，都是将高压功率器件和低压CMOS控制部分，保护电路做在同一芯片上。这样做的优点是：可靠性高，输出电流大，能驱动多个荧光灯，但是缺点也是很明显的：由于采用了VDMOS工艺，芯片的成本高。可见由目前主流IC制成的电子节能灯，应用上存在的最大因素是价格问题。
目前市面上家庭照明用的一体化节能灯都采用磁环变压器的半桥逆变器电路，由于价格合理，使用效果良好，已经完全占领了功率在20W以下节能灯市场，但是分立元件自身的固有的问题，如驱动电压波形不理想，容易烧毁功率管，磁环的加工困难等等。如果能用采用普通的CMOS工艺设计，设计、生产出电子节能灯控制IC,必将会有很好的市场前景，和很好的经济效益。
2 设计方案的选取
交流电子电子镇流器是D类转换器[7]，要实现D类功率转换，需要能驱动高、低压功率管的电路，设计中采用以下三种方案：
2.1变压器提高输出电压
此方案设计思路：控制电路输出有死区时间的两路倒相脉冲。一路脉冲直接输入低压功率管的栅（基）级；另一路脉冲输入到变压器的初级，经变压器升压后，从次级输出到高压功率管的栅（基）级。电路如图3－1（a）所示。
此方案的优点是：控制芯片可以采用常规的CMOS工艺；缺点是需要变压器，系统成本高。
2.2通过VDMOS隔离高压、低压部分。
此方案的设计思路：将高压、低压驱动电路做在一块芯片上，通过芯片内部的VDMOS隔离开高，低压电路。将高压功率管工作时，高压加在VDMOS上，芯片的两路输出都可以直接输入到高、低压功率管的控制端。电路如图 3－1 （b）所示
此方案的优点是：器件少，系统稳定性好；缺点是芯片制造工艺复杂，芯片成本高。
2.3高、低压驱动电路做在不同芯片上。
此方案的设计思路：采用常规的CMOS工艺设计、制造两块高压、低压驱动电路，两块芯片间通过电容耦合。电容的作用有两个隔离高压、将控制信号很好的从低压驱动芯片传到高压驱动芯片。此方案又有两种，耦合电容采用一只和两只的解决方法，电路如图 1 （c）、（d）所示。
此方案的优点是：两块芯片都可以采用常规的CMOS工艺，价格低廉；缺点是：工作频率不能高于100KHZ,输出驱动能力弱。
对照以上三种方案，总结成表1：
表1 交流电子镇流器芯片设计三种方案比较
本次设计采用方案三种的第二种：即使用两只耦合电容的两块芯片做为电子节能灯驱动芯片的主体。
3 电子节能灯的架构和工作原理
3.1电子节能灯的架构
图1为采用了用常规CMOS工艺设计IC的电子节能灯的整体架构图，整个节能灯系统的核心是两块芯片IC1,IC2L两块芯片间信号的耦合靠电容C1.、C2。
图2 电子节能灯的架构图
IC1、IC2各引脚说明如下：
表2 IC1各引脚的功能如下表所示
表3 IC2各引脚的功能如下表所示
3.2节能灯电路原理
芯片IC1、IC2都正常工作时，IC1、IC2在LOUT2、HOUT2端产生了约50KHZ的相互交错的矩形脉冲，
当HOUT2端为高电平时，LOUT2端为低电平，Q1导通，Q2截至。电感上流过的电流为从左到右。此时电流流过的路径为直流电压311VQ1的集电极Q1的发射极电感L灯丝 谐振电容灯丝地。同时由于Q1的饱和态，Q1的发射极电位为311V,也就是说IC2芯片的衬低（COM端）电位为311V。
当HOUT2端为低电平时，LOUT2端为低电平，Q1截至，Q2也截至。但是电感上的电流不能突变，此时要有回路来维持电感上的电流。电流流过的路径为电感反相电动势的正极灯丝谐振电容灯丝并联在Q2端的二极管D2地电感反相电动势的正极。
当HOUT2端为低电平时，LOUT2端为高电平，Q1截至，Q2导通。电感上流过的电流为从右到左。此时电流流过的路径为直流电压311VQ1的集电极Q1的发射极电感L灯丝 谐振电容灯丝地。
当HOUT2端为低电平时，LOUT2端为低电平，Q1截至，Q2也截至。电感上流过的电流为仍要维持从右到左。此时电流流过的路径为电感反相电动势的正极并联在Q2端的二极管D2地灯丝谐振电容灯丝地电感反相电动势的正极。
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有电路原理知识：由于LC串联回路产生谐振，谐振电容两端产生高压，点亮灯管。
4 具体电路设计
IC1是主芯片，包括了控制部分、低压驱动、低、高压信号传输三个功能模块，其中控制模块又有振荡器、预热、死区调节、欠电压保护四个子模块电路组成。而低压驱动和低、高压信号传输电路实则上就是多极缓冲器，其目的就是要能驱动后级功率管、或者带大电容负载。
IC2是高压驱动芯片，包括了信号的接收、整形和驱动两个功能模块。信号的接收、整形电路作用是电平位移。
4.1 主芯片的电路图
图3 主芯片电路图
4.2高压端驱动芯片的电路图
图4 高压端驱动芯片
电路原理分析：
输入信号IN1、IN2来自主芯片的输出的矩形脉冲，其幅度为0－12V,通过传输门后，加到RS触发器的两端，从RS触发器输出脉冲基本和IN1一样，也就是说通过RS触发器后，能将主芯片的输出脉冲信号较好的传输到本芯片的内部，且能使后面的多极BUFFER能正常工作。
仿真波形如下：
图5 高压功率管的漏、源级电压波形
5 芯片测试
芯片的测试平台和相应的测试波形
图6(a)(b)分别是两芯片的实物图，(a)是下功率管驱动电路；(b)是上功率管驱动电路。
下面的图是在面包板上搭建的测试电路：
图7 实测电路图
下图是低、高压功率管的脉冲波形图：
图8 高、低压功率管驱动脉冲波形
从图中看到上、下管有一定的死区时间，在测试中可以根据具体驱动不同灯管，来调节死区时间，原则是：即要保证上、下管的温度控制在40度以下，以便于整个节能灯一体化封装，这可以加大死区时间来减少上、下功率管导通的时间；同时要保证效率，减少死区时间能提高效率。测试结果得出：灯管功率越小，死区时间越大。表4为灯管功率和死区时间的对应表。
表4
从测试的情况看：芯片基本工作正常，各项指标达到原设计要求。
6 总结
(1)通过使用更好的系统结构来减少元器件的个数，本次设计中高低压驱动芯片信号是通过两个电容耦合的，如果能设计成信号通过一个电容耦合，从主芯片的输出端耦合到高压部分驱动芯片的输入端，这样电路更简单，生产成本更低。
(2)由于我们采用的工作频率是固定的频率，这就对LC谐振回路电感、电容的参数提出较苛刻的要求，不便于大批量的生产；同时由于电容受温度的影响较大，系统会存在不稳定的情况。如果采用从高频开始往下扫描，线形变化这种工作频率的电路结构，就能很好避免上述情况。
(3)由于此次MPW主要是验证用常规的CMOS工艺能否设计、制造电子节能灯驱动芯片，固在芯片的保护部分考虑较少，如缺少过电流保护，过温饱和，过电压保护等等。以至于在芯片测试时，稍不留意，就会损害芯片。这些在以后的设计、流片中要着重考虑。
(4)电路由很多器件组成，这些器件的参数随工作环境的变化和芯片的能否正常工作密切相关，所以在芯片设计时就需要考虑参数的裕度，以保证系统能在不同环境下正常工作。同时以后设计时考虑将有些的器件集成到芯片内部来。
参考文献：
[1]李桂宏,谢世健.集成电路设计宝典.电子工业出版社,2006.
[2]陈星弼.功率MOSFET和高压集成电路.东南大学出版社,1990.
[3]陈传虞.电子节能灯与电子镇流器的原理和制造.人民邮电出版社,2005.
[4]Y.Yin,R.Zane, "dual low voltage IC Based High and Low Side Gate Drive,"Proceeding IEEE Applied Power Electronics Conference and ExpositionMarch 1999 pp 760-763.
[5]Application note: HV Floating MOS-Gate Driver ICs.International Rectifier,AN978,June 2003,Available at 省略
[6]P.Shihong.T.M.Jabns,"Aself-boost charge pump topology for a gate drive high-side power supply” in Proc.IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition Feb.2003,pp.126-131
[7]L.R.Nerone, "A Complementary Class D Converter,"Industry Application Society Annual Meeting,1998,pp.2052-2059.
