集成电路制造与工艺范文

导语：如何才能写好一篇集成电路制造与工艺，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：集成电路工艺原理；教学内容；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院电子科学与技术系，副教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（10110502200）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0046-01

微电子产业的快速发展急需大量的高质量集成电路人才。优秀的集成电路设计工程师需要具备一定工艺基础，集成电路工艺设计和操作人员更需要熟悉工艺原理及技术，以便获得性能优越、良率高的集成电路芯片。因此“集成电路工艺原理”是微电子专业、电子科学与技术专业和其他相关专业一门重要的专业课程，其主要内容是介绍VLSI制造的主要工艺方法与原理，培养学生掌握半导体关键工艺方法及其原理，熟悉集成电路芯片制作的工艺流程，并具有一定工艺设计及分析、解决工艺问题的能力。课程的实践性、技术性很强，需要大量的实践课程作为补充。但是超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅有几所大学拥有供科研、教学用的集成电路工艺线或工艺试验线，很多高校开设的实验课程仅为最基本的半导体平面工艺实验，仅可以实现氧化、扩散、光刻和淀积等单步工艺，而部分学校仅能开设工艺原理理论课程。所以，如何在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，通过课程建设和教学改革，改善集成电路工艺原理课程的教学效果是必要的。如何利用多种可能的方法开展工艺实验的教学、加强对本专业学生科学实验能力和实际工作能力以及专业素质的培养、提高微电子工艺课程的教学质量，是教师所面临的紧迫问题。

一、循序渐进，有增有减，科学安排教学内容

1.选择优秀教材

集成电路的复杂性一直以指数增长的速度不断增加，同时国内的集成电路工艺技术与发达国家和地区差距较大，故首先考虑选用引进的优秀国外教材。本课程首选教材是国外电子与通信教材系列中美国James D.Plummer著的《硅超大规模集成电路工艺技术—理论、实践与模型》中文翻译本。这本教材的内容丰富、全面介绍了集成电路制造过程中的各工艺步骤；同时技术先进，该书包含了集成电路工艺中一些前沿技术，如用于亚0.125μm工艺的最新技术、浅槽隔离以及双大马士革等工艺。另外，该书与其他硅集成电路工艺技术的教科书相比，具有显著的两个优点：其一是在书中第一章就介绍了一个完整的工艺过程。在教学过程中，一开始就对整个芯片的全部制造过程进行全面的介绍，有且与学生正确建立有关后续章节中将要讨论的各个不同的特定工艺步骤之间的相互联系；其二是贯穿全书的从实际工艺中提取的“活性”成分及工艺设计模拟实例。这些模拟实例有助于清楚地显示如氧化层的生长过程、掺杂剂的浓度分布情况或薄膜淀积的厚度等工艺参数随着时间推进的发展变化，有助于学生真正认识和理解各种不同工艺步骤之间极其复杂的相互作用和影响。同时通过对这些模拟工具的学习和使用，有助于理论联系实际，提高实践教学效果。因而本教材是一本全面、先进和可读性强的专业书籍。

2.科学安排教学内容

如前所述，本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程仅32学时，而教材分11章，共602页，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如第1章的半导体器件，如PN二极管、双极型晶体管等知识已经在前续基础课程“半导体物理2”和“半导体器件3”中详细介绍，所以在课堂上不进行讲授。另一方面，合理安排教材内容的讲授次序。教材在讲授晶片清洗后即进入光刻内容，考虑工艺流程的顺序进行教学更有利于学生理解，没有按照教条的章节顺序，教学内容改变为按照清洗、氧化、扩散、离子注入、光刻、薄膜淀积、刻蚀、后端工艺、工艺集成等顺序进行。

另一方面，关注集成电路工艺的最新进展，及时将目前先进、主流的工艺技术融入课程教学中，如在课堂教学中介绍INTEL公司即将投产的采用了22nm工艺的代号为“Ivy Bridge”的处理器等。同时，积极邀请企业工程师或专家开展专题报告，将课程教学和行业工艺技术紧密结合，提高学生的积极性及主动性，提高教学效果。

3.引导自主学习

半导体产业正飞速发展，需要随时跟踪集成电路制造工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战，给学生布置若干集成电路工艺发展前沿与技术动态相关的专题，让学生自行查阅、整理资料，每一专题选派同学在课堂上给大家讲解。例如，在第一章讲解集成电路工艺发展历史时，要求同学前往国际半导体产业规划网站，阅读最新年份的国际半导体技术发展路线图，完成如最小特征指标、工作电压等相关技术指数的整理并作图说明发展趋势等。这样一方面激发了学生的求知欲，另一方面培养学生自我学习提高专业知识的能力。

二、丰富教学手段，进行多样化、形象化教学

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2013年3月15日上午，中关村集成电路产业联盟在北京成立。该联盟由中关村集成电路材料、设备、制造、设计、封装、测试、公共服务平台、软件和系统集成等产业链上下游30多家企业共同发起，是北京市首个覆盖集成电路全产业链的产业联盟。该联盟的成立标志着中关村将打造产业链各环节良性互动的集成电路创新生态圈。

中关村形成集成电路产业链

从2008年至今短短几年时间，一些国产材料和大型装备正在逐渐进入集成电路生产线。从集成电路设备制造、工艺，到芯片设计、制造，中关村示范区已经构建起了一条产业链。

“在这里，既有北方微电子、七星华创等提供集成电路生产设备的企业，也有北京君正、兆易创新等芯片设计企业，还有中芯国际这样大型集成电路制造企业。一条集成电路产业链就这样初步形成了。”中关村有关负责人说。

目前，中关村已有集成电路设计企业近百家，是全国芯片设计力量最强的地区之一，超过1亿元收入规模的企业超过20家，上市企业2家。中关村集成电路设计环节在新一代移动通信终端与网络、数字电视及智能电视、行业用智能卡及信息安全、高性能通用核心芯片、北斗导航芯片以及物联网等新兴领域具有雄厚的技术和产业基础。CPU、嵌入式CPU、存储器芯片、TD-LTE终端基带芯片、可编程逻辑器件、模拟及数模混合电路芯片等均处于国内领先，并填补了我国在这些领域的空白。

一批高等院校和科研单位长期从事微电子技术和半导体工艺研究，并一直处于全国领先地位。2011年中关村集成电路制造业的销售额占国内比例和年增长率均远超全国平均水平。中关村拥有集成电路生产线近10条，月产能超过10万片，且中芯国际（北京）是目前国内最具优势的芯片代工企业，已实现65nm主流工艺的大规模量产，且二期工程的顺利开工建设将为中关村集成电路设计、封测、装备、材料等相关企业提供更为便利的开发验证平台，带动和支撑全产业链规模化发展。

中关村集成电路装备、材料在国内处于领先地位，刻蚀机、氧化炉、离子注入机、光刻胶、靶材等多项科研成果打破了我国在该领域的空白，并进入产线验证。此外，中关村部分集成电路装备和材料也已率先在全国投入规模应用。

目前联盟已汇聚了中关村集成电路产业链各环节有影响力的企业：北京集成电路设计园是全国规模最大、功能齐全、服务配套的集成电路设计产业化基地和集成电路设计企业孵化基地之一；北京君正研发生产了国内首款应用于移动领域的非ARM架构双核移动CPU芯片，这也是国产CPU在移动领域的首款双核CPU芯片；兆易创新在2011年全球SPI出货市场占有率达到10.24%，全球排名第三，正逐步建立世界级存储器设计公司的市场地位；京微雅格作为国内首家自主研发生产FPGA的集成电路设计企业，去年又再次推出全新架构FPGA器件，实现了同类器件所不具备的集成度、高性能和低成本；北方微电子、七星华创、中科信等企业的集成电路高端装备均打破国内在该领域内的空白，引领了国内半导体装备的研发进程；有研半导体是国内12英寸硅单晶抛光片及外延片的重点厂商，并承担多个国家重大科技专项的研发。

集成电路生态圈初具雏形

中关村集成电路产业联盟旨在搭建开放式合作平台，促进中关村集成电路产业集群跨越式发展。联盟的成立，标志着中关村集成电路产业已建立了产业链各环节的良性互动体系，一个活跃、具有持续竞争实力的创新生态圈初具雏形。

联盟的总体目标是充分发挥中芯国际等龙头企业的平台作用，开展广泛合作，带动上下游企业、高校院所协同创新，全力打造具有国际影响力的集成电路产业集群。

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关键词：电子科学与技术；实验教学体系；微电子人才

作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献：

[1]刘瑞，伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，（5）：6-9.

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集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

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关键词： 《集成电路工艺》 教学方法 实践改革

1.引言

21世纪是科技飞速发展的世纪，集成电路制造业是一项战略性的基础产业，《集成电路工艺》是电子科学与技术专业重要的专业课，其目的是使学生学习和掌握VLSI的主要工艺技术与原理，熟悉工艺设备的特点，培养工艺设计及解决工艺问题的能力。课程具有实践性很强、理论与实践结合紧密的特点，为学生以后进行工程设计和科研工作打下良好基础。本课程的目的是使学生对微电子关键工艺及其原理有较为完整和系统的概念，并具有一定工艺设计、分析和解决工艺问题的能力。结合多年教学工作实际，我提出了几点教学改革设想［1］［2］。

2.教学内容的选取

2.1教材的选取。

本课程首选教材是《硅集成电路工艺》。该书有三个优点：一是内容全面丰富。不仅详细介绍了芯片制造中的各项关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备，以及每一道工艺的质量检测和故障排除。二是工艺技术先进。该书吸收了当今最发达技术资料，如化学机械抛光、浅槽隔离等工艺，因此本教材是一本很全面、很先进和可读性非常强的专业书籍。

2.2教学内容的选取。

本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程32学时，而教材内容章节很多，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如教材中的4―6章主要介绍半导体制造中的空穴及缺陷等内容，要舍弃，可供学生课后自己阅读。另一方面，查阅相关资料，对教材内容做必要的补充。由于教材侧重技术介绍，在工艺原理方面涉及甚少，作为电子科学技术专业的本科生，有必要掌握关键工艺的物理基础和原理，因此任课老师需要广泛查阅相关资料，对教材内容做必要的、有益的补充。如离子注入掺杂工艺，选用的教材仅作为一节简单介绍，其基础和原理更是少之又少，必须找出相应详细的介绍。再者，氧化过程中杂质的再分布对器件特性影响是不容忽视的，工艺过程需要考虑，也需要做相应补充，《集成电路工艺基础》中这部分内容有较大价值［3］。

3.丰富多彩的教学方式

3.1多媒体教学，事半功倍。

多媒体教学方式如今已广泛使用，在本课程教学中使用多媒体教学符合教学内容特点的要求，因为有大量的工艺流程和工艺实施后的硅片剖面图，只有通过多媒体才能使学生有直观、清楚的认识。教材中提供了大量结构剖面图和设备图，如果完全靠老师板书，教学内容和效果将不易理解，而采用多媒体教学则能达到事半功倍的效果。

3.2教学互动，让学生走上讲台。

教学互动非常重要。学生对动态和前沿比较感兴趣，易激发其求知欲，抓住学生这一特点，可以给学生布置几个与集成电路工艺动态和前沿相关的题目，让学生课后查阅、整理资料，写成专题小论文，还可开设专题小论坛，每一专题请一位有兴趣的同学制作课件在课堂上给大家讲解。这种方式将课堂时间和空间进行延伸，使学生由课堂被动听讲变为课后主动学习、消化。这样一方面能培养学生通过网络学习工艺知识的习惯，并在不断查阅资料中积累、丰富了专业知识。另一方面能锻炼学生走上讲台“准教师”的思维能力和语言表达能力。

3.3加强实验教学，理论用于实践。

在教学过程中，要坚持理论和实践相结合的原则。建议开设最基本的半导体平面工艺实验，如氧化、扩散、离子注入、光刻沉积。实验要求每组学生用抛光硅片，通过氧化、光刻、等工序制备晶体管，是一个典型的综合性、研究型实验。通过实验教学，学生既能培养动手能力，又能掌握科学的分析问题的方法，加深对半导体平面工艺技术和原理的理解，激发学习兴趣。本课程在大学三年级下学期开设。

3.4将专家学者请进高校课堂。

我们充分利用与国内外高等院校和科研单位进行研究合作与学术交流的同时，在专业课授课过程中，还邀请有一定知名度的专家学者来我校作专题学术报告。由于他们长期从事某一领域的科学研究，十分熟悉该领域的最新发展趋势，因此可以系统地将这些信息传递给学生。这样做不仅大大扩充了学生的知识面，提高了他们的思维能力，而且进一步激发了他们的专业课学习热情和强烈的进取心。近五年来，我们先后邀请包括中科院半导体等单位多名专家为我校的客座教授或兼职教授，分别做了关于微电子方面的多场专题学术报告，均受到了广大教师与学生的一致好评。

4.结语

《集成电路工艺》是电子科学与技术专业本科生的一门重要的专业课程，本课程的目的是使学生掌握集成电路制造工艺和基本原理。学生专业知识和能力的获取，一方面是通过将理论应用于实验来验证和强化，另一方面通过理论课学习获得。通过开发多媒体教学软件，精心选择优秀教材、及时更新教学内容、开设综合性实验、布置设计性作业、安排专题报告、改革考核方式等环节，提高课程教学质量，培养具有创新能力、满足21世纪所需的专业技术人才。

参考文献：

［1］王阳元，关旭东，马俊如.集成电路工艺基础［M］.北京：高等教育出版社，1991.

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关键词：微电子；集成电路；课程群；亲产业

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微电子（集成电路）被称为现代信息社会的“食粮”，是一个国家工业化和信息化的基础。自2014年我国《国家集成电路产业发展推进纲要》，设置千亿级的集成电路发展基金以来，南京、合肥、重庆、成都、武汉、厦门等地相应出台了区域性的集成电路发展政策。厦门依据毗邻台湾的区位优势，设立了500亿人民币的集成电路产业基金，并陆续了《厦门市加快发展集成电路产业实施意见》和《厦门集成电路产业发展规划纲要》，拟形成区域性的集成电路产业集聚地，打造集成电路千亿产业链，最终形成我国集成电路的东南重镇。

在此背景下，厦门政府在集成电路设计、生产制造、封测以及人才储备，全方位进行布局和规划。设计方面：紫光集团投资40亿元设立紫光展锐产业园、研发中心项目，引进展讯等国内通信芯片设计的龙头企业。厦门优讯、矽恩、科塔等集成电路设计企业也在高速、射频芯片领域取得可喜进展，仅2016年，厦门就新增加60余家集成电路设计企业。2017年整体产值达到140亿元；生产制造方面：与台湾集成电路巨头联华电子合资设立了联芯12寸晶圆厂项目，总投资达62亿美元，已于2016年12月正式投产；三安集成电路有限公司和杭州士兰微电子股份有限公司，主攻三五族化合物半导体芯片生产；泉州晋华12寸存储器厂则着眼于动态存储器的生产和销售；封测方面则引入通富微电子股份有限公司，力争打造一小时产业生态圈；人才储备方面：厦门政府与中国科学院微电子所共建中国科学院大学厦门微电子工程学院，辅以厦门大学、厦门理工学院、华侨大学等微电子学科，为厦门集成电路的生产和设计输送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微电子学院，联合台湾交通大学、元智大学等微电子老牌名校，共同探索适合厦门及周边地区的微电子人才培养策略，力求建立较为完善的课程群体系，为在闽的微电子企业培养专业人才。

二、微电子工程专业特点

首先，微电子专业与传统的机械、化工、电子等专业不同，是一门交叉性很强的学科，需要该专业学生系统地学习数字、物理、电子、半导体器件、集成电路设计、电路封装、计算机等多方面的知识理论，并且能够将各门学科融会贯通，熟练运用。其次，微电子专业入门门槛高、知识体系更新速度快，贴近产业。这就要求学生在具有坚实理论基础的同时，实践动手能力较强，才能在短时间内将所学理论和实践结合，迅速融入工业界或者科学研究。第三，微电子是一个庞大的系统专业。从大类上可以分成工艺、器件、设计、封装、测试五个大方面。但每一個大类又可分为几个甚至数十个小门类。如设计类又可细分为模拟集成电路、数字集成电路、射频集成电路、混合信号集成电路等四个门类。而例如数字集成电路，又可继续分为数字前端、数字后端、验证、测试等小方向。各个方向之间知识理论差异较大，对学生素质提出了极高的要求[1]。

三、微电子工程课程群实践

（一）微电子工程专业培养策略

结合厦门微电子产业特点，以市场需求为导向，同时充分利用海峡两岸交流方面的优势，立足于我校“亲产业、重应用”的办校原则，我校微电子工程专业设置为工艺和设计两大类方向，应对周边产业需求，对该专业学生进行差异化培养。在本科前两年公共课的基础上，大三学年，根据学生兴趣及教师双向筛选，确定学生未来两年的学习方案，分别在器件/制造、模拟/数字集成电路设计两方面进行课程教授和实践锻炼，培养专业门类细化、适应企业实用化需要的高素质、实践型人才。同时，在一些专业课程讲授上，聘请台湾方面有经验的教师和工程师，结合产业现状进行教授和辅导。

（二）微电子工程专业培养目标

对于我校应用型本科院校的定位，区域产业经济和行业的发展是重要的风向标，因此在微电子专业人才培养上必须突出“工程型、实用型和快速融入型”的特点。主要培养目标如下：（1）掌握半导体器件及工艺的基本理论基础、电子线路的基本理论与应用、计算机使用、电子系统信号处理的基本知识、集成电路及板级设计的基本技能。（2）具备半导体及集成电路设计、制造，PCB板级设计、制造、测试的基本能力，工程项目管理、品质管理、设备维护的基本素养。（3）能在半导体、集成电路设计、制造行业，从事集成电路设计、制造、研发、测试、品质管理、厂务管理、设备维护等相关工作，毕业三到五年后通过自身学习逐步成长为本领域的骨干技术人员和具有较强工作能力的核心工程师[2]。

（三）微电子工程专业课程群制定实践

基于我校应用型本科“亲产业”的学校定位，在微电子专业课程群建设中，我们首先引入CDIO的教学理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即构思—设计—实施—运作）工程教育是以理论教学为基础，工程实际反馈互动为主要形式的培养方案[3，4]。基于此，课程群制定从知识逻辑（课程环节）和项目实施（工程实践）两个角度，对学生的综合素质进行培养、锻炼。

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【关键词】集成电路；EDA；项目化

0 前言

21世纪是信息时代，信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求激增。我国高校开设集成电路设计课程的相关专业，每年毕业的人数远远满足不了市场的需求，因此加大相关专业人才的培养力度是各大高校的当务之急。针对这种市场需求，我校电子信息工程专业电子方向致力于培养基础知识扎实，工程实践动手能力强的集成电路设计人才[1]。

针对集成电路设计课程体系，进行课程教学改革。教学改革的核心是教学课程体系的改革，包括理论教学内容改革和实践教学环节改革，旨在改进教学方法，提高教学质量，现已做了大量的实际工作，取得了一定的教学成效。改革以集成电路设计流程为主线，通过对主流集成电路开发工具Tanner Pro EDA设计工具的学习和使用，让学生掌握现代设计思想和方法，理论与实践并重，熟悉从系统建模到芯片版图设计的全过程，培养学生具备从简单的电路设计到复杂电子系统设计的能力，具备进行集成电路设计的基本专业知识和技能。

1 理论教学内容的改革

集成电路设计课程的主要内容包括半导体材料、半导体制造工艺、半导体器件原理、模拟电路设计、数字电路设计、版图设计及Tanner EDA工具等内容，涉及到集成电路从选材到制造的不同阶段。传统的理论课程教学方式，以教师讲解为主，板书教学，但由于课程所具有的独特性，在介绍半导体材料和半导体工艺时，主要靠教师的描述，不直观形象，因此引进计算机辅助教学。计算机辅助教学是对传统教学的补充和完善，以多媒体教学为主，结合板书教学，以图片形式展现各种形态的半导体材料，以动画的形式播放集成电路的制造工艺流程，每一种基本电路结构都给出其典型的版图照片，使学生对集成电路建立直观的感性认识，充分激发教师和学生在教学活动中的主动性和互动性，提高教学效率和教学质量。

2 实践教学内容的改革

实践教学的目的是依托主流的集成电路设计实验平台，让学生初步掌握集成电路设计流程和基本的集成电路设计能力，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。传统的教学方式是老师提前编好实验指导书，学生按照实验指导书的要求，一步步来完成实验。传统的实验方式不能很好调动学生的积极性，再加上考核方式比较单一，学生对集成电路设计的概念和流程比较模糊，为了打破这种局面，实践环节采用与企业密切相关的工程项目来完成。项目化实践环节可以充分发挥学生的主动性，使学生能够积极参与到教学当中，从而更好的完成教学目标，同时也能够增强学生的工程意识和合作意识。

实践环节选取CMOS带隙基准电压源作为本次实践教学的项目。该项目来源于企业，是数模转换器和模数转换器的一个重要的组成模块。本项目从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证等流程对学生做全面的训练，使学生对集成电路设计流程有深刻的认识。学生要理解CMOS带隙基准电压源的原理，参与到整个设计过程中，对整个电路进行仿真测试，验证其功能的正确性，然后进行各个元件的设计及布局布线，最后对版图进行了规则检查和一致性检查，完成整个电路的版图设计和版图原理图比对，生成GDS II文件用于后续流片[2]。

CMOS带隙基准电压源设计项目可分为四个部分启动电路、提供偏置电路、运算放大器和带隙基准的核心电路部分。电路设计可由以下步骤来完成：

1）子功能块电路设计及仿真；

2）整体电路参数调整及优化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版图；

4）基本单元与电路的版图；

5）子功能块版图设计和整体版图设计；

6）电路设计与版图设计比对。

在整个项目化教学过程，参照企业项目合作模式将学生分为4个项目小组，每个小组完成一部分电路设计及版图设计，每个小组推选一名专业能力较强且具有一定组织能力的同学担任组长对小组进行管理。这样做可以在培养学生设计能力的同时，加强学生的团队合作意识。在整个项目设计过程中，以学生探索和讨论为主，教师起引导作用，给学生合理的建议，引导学生找出解决问题的方法。项目完成后，根据项目实施情况对学生进行考核，实现应用型人才培养的目标。

3 教学改革效果与创新

理论教学改革采用计算机辅助教学，以多媒体教学为主，结合板书教学，对集成电路材料和工艺有直观感性的认识，学生的课堂效率明显提高，课堂气氛活跃，师生互动融洽。实践环节改革通过项目化教学方式，学生对该课程的学习兴趣明显提高，设计目标明确，在设计过程中学会了查找文献资料，学会与人交流，沟通的能力也得到提高。同时项目化教学方式使学生对集成电路的设计特点及设计流程有了整体的认识和把握，对元件的版图设计流程有了一定的认识。学生已经初步掌握了集成电路的设计方法，但要达到较高的设计水平，设计出性能良好的器件，还需要在以后的工作中不断总结经验[3]。

4 存在问题及今后改进方向

集成电路设计课程改革虽然取得了一定的成果，但仍存在一些问题：由于微电子技术发展速度很快，最新的行业技术在课堂教学中体现较少；学生实践能力不高，动手能力不强。

针对上述问题，我们提出如下解决方法：

1）在课堂教学中及时引进行业最新发展趋势和（下转第220页）（上接第235页）技术，使学生能够及时接触到行业前沿知识，增加与企业的合作；

2）加大实验室开放力度，建立一个开放的实验室供学生在课余时间自由使用，为学生提供实践机会，并且鼓励能力较强的学生参与到教师研项目当中。

【参考文献】

[1]段吉海.“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J].电气电子教学学报，2007，05（29）.

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【关键词】 电源管理 LDMOS 集成电路

BCD工艺是电源管理、显示驱动、汽车电子等IC制造工艺的上佳选择。整合过的BCD工艺制程，可大幅降低功率耗损，提高系统性能，节省电路的封装费用，并具有更好的可靠性，也给了此类工艺的芯片电路在设计时更多的选择空间。 BCD工艺技术的发展不像标准CMOS工艺那样，一直遵循Moore定律向更小线宽、更快的速度方向发展。BCD工艺朝着三个方向分化发展：高压、高功率、高密度。其中高密度BCD主要的电压范围是5～50V，一些汽车电子应用会到70V。在此应用领域，BCD技术将集成越来越复杂的功能，今天，有的产品甚至集成了非挥发性存储器。

由于BCD工艺中器件种类多，必须做到高压器件和低压器件的兼容；双极工艺和CMOS工艺的相兼容，尤其是要选择合适的隔离技术；为控制制造成本，必须考虑光刻版的兼容性。考虑到器件各区的特殊要求，为减少工艺制造用的光刻版，应尽量使同种掺杂能兼容进行。因此，需要精确的工艺模拟和巧妙的器件设计。

功率输出级DMOS管是此类电路的核心，往往占据整个芯片面积的1/2～2/3，它是整个集成电路的关键。DMOS器件是由成百上千的单一结构的DMOS 单元所组成的。这些单元的数目是根据一个芯片所需要的驱动能力所决定的，DMOS的性能直接决定了芯片的驱动能力和芯片面积。对于一个由多个基本单元结构组成的LDMOS器件，其中一个最主要的考察参数是导通电阻，用Rds（on）表示。导通电阻是指在器件工作时，从漏到源的电阻。对于 LDMOS器件应尽可能减小导通电阻，就是BCD工艺流程所追求的目标。当导通电阻很小时，器件就会提供一个很好的开关特性，因为漏源之间小的导通电阻，会有较大的输出电流，从而可以具有更强的驱动能力。因此，高功率 BCD 工艺发展并不着重于减小工艺的特征尺寸，重点是如何降低控制电路的成本，优化DMOS 器件的结构，提高其击穿电压，并降低导通电阻。

对LDMOS而言，外延层的厚度、隔离结构、漂移区的掺杂浓度、漂移区的长度是其最重要的特性参数。我们可以通过增加漂移区的长度和减小漂移区的掺杂浓度以提高击穿电压，但是这会增加芯片面积和导通电阻。高压DMOS器件耐压和导通电阻取决于漂移区的浓度、外延层厚度及漂移区长度的折中选择。

因为耐压和导通阻抗对于外延层的浓度和厚度的要求是矛盾的。高的击穿电压要求厚的轻掺杂和长的漂移区，而低的导通电阻则要求薄的重掺杂和短的漂移区，因此必须选择最佳外延参数和漂移区长度，以便在满足一定的源漏击穿电压的前提下，得到最小的导通电阻。

为解决这一问题，需要在器件设计中引入Double RESURF技术，RESURF（ REduced SURface Field）技术是设计横向功率器件的关键技术之一。Double RESURF 技术在提高器件反向耐压的情况下，可使器件导通电阻明显地降低。

在0.18um制程的BCD工艺中，隔离结构由LOCOS（局部场氧隔离） STI（浅槽隔离），一定程度上限制了导通电阻和击穿电压的优化，一种新型的LDMOS器件结构和工艺技术，实现超低的导通电阻并且漏端对衬底完全隔离的LDMOS。通过在LDMOS漂移区上做一层优化的超浅槽隔离，同时在漂移区内进行高能P型注入，在N型漂移区注入层下方形成一层P型层，引入并实现了RESURF技术和漏端隔离技术，进一步降低了导通电阻。

高性能LDMOS器件研究是功率集成电路电路的核心，与已有的探索性研究成果相比，其创新之处在于：

1、高均匀性、低缺陷密度的外延工艺：在要求40V以上击穿电压的情况下，同时要求外延层与P型体区相连接起到漏端隔离的作用，则必须要求外延为均匀的P型掺杂且晶格缺陷密度必须很低；

2、均匀 P 降场层Double RESURF技术：漂移区和 P 降场层的电荷平衡问题是 Double RESURF 器件研究的关键，只有当两者剂量相匹配时才能满足 RESURF 原理，才可获得较好的器件性能。本课题采用器件仿真模拟深入分析漂移区浓度、长度和 P 降场层浓度、长度与均匀 P 降场层 Double RESURF LDMOS 击穿电压和导通电阻的关系。

3、超浅沟槽隔离结构（USTI）： 这个STI深度相对常规STI（浅槽隔离）工艺较浅，侧壁角度也进行了优化，用于实现漂移区的场板隔离结构，并研究了这层USTI的深度优化值以及侧壁刻蚀角度的优化值，得到最佳的耐压与导通电阻的匹配。

4、表面场氧隔离与金属场板结合：为进一步降低导通电阻，采取淀积表面氧化层作为隔离结构。金属场板使器件表面电场分布更加均匀，从而提高器件击穿电压；而表面场氧隔离给电流提供了平行的导电通路，使器件比导通电阻只有传统 Double RESURF LDMOS 的2/3。

5、版图优化：该LDMOS的版图设计为跑道型结构，同时为了降低指尖状源极和指尖状漏极的曲率效应。

由于BCD集成电路在各个领域有广泛的用途，国外在这方面做了深入的研究，高性能LDMOS取得很大发展，但是国内对于这方面的研究还处于起步阶段，无论是电气参数，还是可靠性等级，基于高性能LDMOS器件的高压集成电路的研究水平方面均呈明显的劣势。因此，研究和设计用于功率集成电路的高性能LDMOS有助于弥补我国在这方面的空缺，促进我国电子行业的发展。

参 考 文 献

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按照摩尔定律，集成电路上的晶体管数量每两年将增加一倍。随着电子制造商在越来越小的集成电路上放置越来越多的晶体管，掺杂成了一个严重问题，而掺杂是制造当今集成电路核心硅衬底的必不可少的一个过程。

因此，该小组的挑战是如何超越掺杂的限制。该小组建议，通过将分子贴附到硅表面(而不是混合其中)来影响门限电压或栅电压，而达到一定的门限电压或栅电压才能在源极(蓝色)和漏极(蓝色)间建立一个导电通道从而将器件导通。分子影响了器件层(红色)内的可用的载流子数量。这种方法和掺杂的功能一样，在纳米范围内效果更好。

莱斯大学化学系教授James Tour预计工业界会对该工艺有极大兴趣。这种工艺使碳分子通过化学浴或蒸发的方法与硅键合起来。

该项研究在http：／／／doi／abs／10.1021／ja9002537，更多信息，请联系莱斯大学的Mike williams，电话：001-713-348-6728，电子邮箱：mikewilUams@rice.edu。

――Christina Nickolas

我国研制成功10GHZ 8bit超高速DDS芯片

近日，中科院微电子所微波器件与集成电路研究室(四室)HBT超高速电路小组在刘新宇研究员和金智研究员的带领下研制成功两款基于1μm GaAs HBT工艺的8bit超高速直接数字频率综合器(DirectDigital frequency-Synthesizer，DDS)芯片DDS1和DDS2。

篇10

从本质上来看，微电子技术的核心在于集成电路，它是在各类半导体器件不断发展过程中所形成的。在信息化时代下，微电子技术对人类生产、生活都带来了极大的影响。与传统电子技术相比，微电子技术具备一定特征，具体表现为以下几个方面[1]：（1）微电子技术主要是通过在固体内的微观电子运动来实现信息处理或信息加工。（2）微电子信号传递能够在极小的尺度下进行。（3）微电子技术可将某个子系统或电子功能部件集成于芯片当中，具有较高的集成性，也具有较为全面的功能性。（4）微電子技术可在晶格级微区进行工作。

2微电子技术发展历程概述

微电子技术诞生于20世纪40年代末。1947年，巴丁、布莱顿与肖克莱发明了晶体管，这使得电子技术有了极大的突破，也为微电子技术的后续发展奠定了基础。至20世纪50年代末，集成电路的出现推动了电子技术革命，这也意味着微电子技术变得愈来愈成熟，并进入了快速发展期。同时，计算机技术应用范围的不断拓展，也进一步促进了微电子技术的发展。至20世纪70年代，伴随着微型计算机的出现，让微电子技术发展达到了空前的高度，也奠定了微电子技术在高新技术当中的核心地位[2]。如今，微电子技术已走入人们的生活当中，计算机、手机、家用电器的制造、生产都离不开微电子技术的支持。同时，微电子技术也成为了国防工业、印刷工业、汽车工业等工业生产当中不可或缺的核心技术。甚至可以说微电子技术无处不在，它已经与整个社会形成了一种相互依存的关系。相对于发达国家而言，我国微电子技术起步较晚。但近年来，我国的微电子技术取得了很大进展，特别是在纳米集成技术方面有所突破，并且集成规模也变得愈来愈大。其中华为公司在移动芯片方面已经处于国际领先地位，旗下的海思芯片已经能够与高通、三星等芯片一较长短。如今我国已经成为全球最大的消费类电子市场，在市场刺激下，我国微电子技术整体水平还将进一步提升。

3微电子技术发展趋势分析

3.1硅基CMOS电路

在硅基技术不断进步、不断成熟的情况下，硅基CMOS的应用深度也在不断提升。从硅基CMOS电路发展趋势来看，硅晶圆片的尺寸正在不断扩大，然而特征尺寸（光刻加工线条）却变得愈来愈小。早期的硅片尺寸为2英寸居多，经过3、4、6英寸的过渡发展，如今已经达到8英寸水平[3]。近年来，集成电路制造工艺技术的进一步突破，使得硅片尺寸已经达到12英寸以上，直径超过300mm。硅片尺寸的扩大，意味着整体生产成本能够进一步降低。英特尔公司在集成电路芯片制造方面一直处于行业领先地位，从2011年开始英特尔便具备了成熟的32nm制造工艺。近年来，由32nm工艺到22nm工艺，再到如今主流的14nm工艺，体现了集成电路制造技术的快速发展。未来两年内，器件的主流特征尺寸将朝着10nm、7nm方向发展。当然，在硅基CMOS电路特征尺寸不断缩小的情况下，器件结构的物理性质会变得愈来愈大，不可能完全按照摩尔定律一直发展下去，甚至可以说硅基CMOS电路已经遇到了一定的发展瓶颈。要让其突破发展瓶颈，必然需要新材料的支持。高K材料、新型栅电极及新制造工艺将是促使其进一步发展的关键。

3.2生物芯片

生物芯片是微电子技术未来重要的发展方向之一。生物芯片是一种微阵列杂交型芯片，其中微阵列主要由各类生物信息分子所够成，包括DNA、RNA、多肽等。它是典型的生物技术与微电子技术的融合性产物。在阵列当中，各分子序列是预先所设定的序列点阵，并且序列与位置都是已知的[4]。以生物分子特异性作用为基础，可将生化分析过程集成于芯片表面，这样便能够实现生物成分如DNA、RNA、糖分子、蛋白质、多肽等的高通量快速检测。在生物芯片技术水平不断提升的过程中，其应用范围也在逐渐扩大。例如，Santford与Affymetrize公司所生产的DNA芯片上含有超过600种的基因片段。在芯片制造过程中，先在玻璃片上蚀刻出微小沟槽，在将DNA纤维覆于沟槽上，以不同DNA纤维图形来体现基本片段的差异性。利用电场等手段可让某些特殊物质将部分基因的特征表现出来，从而实现基因检测。又如，三位美国科学家被授予了一项关于量子级神经动态计算芯片的专利。此类芯片功能性较强，可进行高速非标准运算，这给量子计算领域的发展带来了巨大的推动力。该芯片是物理过程与生物过程的结合产物。以仿生系统为基础，在接口界面通过突触神经元连接，可实现反馈性学习，无论是运算速度，还是运算能力均具有较高水准。一旦该技术成熟后，可在民用及军事领域大范围应用。

3.3集成系统

集成系统是微电子技术发展的重点方向。以往微电子芯片都是以集成电路芯片为基础，然而，电子信息类型及数量的不断增多对集成电路芯片提出了新的要求，要求其具备更低的功耗、更快的速度，并且能够快速处理不同类型的复杂智能问题。在此需求下，SOC（系统级芯片）概念愈来愈受到关注。SOC具有极强的集成性功能，不但能够将信息处理系统、执行器集于一体，还能集成生物、化学、物理敏感器[5]。目前，SOC已经成为了移动终端中最为主流的芯片解决方案。部分手机的SOC性能已经达到了很高的水平，甚至接近于桌面级CPU。以苹果的A10芯片为例，A10晶体管的数量已经超过30亿，其整体性能较上一代A9芯片提升了约40%，所集成的GPU性能较A9也有50%的提升，但整体能耗却下降了30%。同时，SOC当中还集成了数字信号处理器模块、控制器模块、存储器单元模块等多个模块，可以胜任各种任务。未来随着相关技术的不断成熟，SOC还将具备更大的发展空间，并成为社会生产当中不可或缺的一部分。

3.4微电子制造工艺

穆尔定则指出，集成电路的集成度每3年左右就会成倍增长，而特征线宽则会下降30%。特征线条愈窄，也就意味着集成电路的工作速度愈快，并且单元功能消耗功率也会一定幅度下降。集成电路集成度的不断增大对相关制造技术（光刻技术、蚀刻技术、扩散氧化技术）也提出了新的要求。（1）光刻技术。利用波长为436nm光线，即可获取亚微米尺寸图形，从而得到集成度为1M位与4M位的DRAM。然而i射线曝光设备的出现进一步提升了光刻技术整体水平。利用i射线曝光可获得半微米尺寸及深亚微米尺寸图形，得到16M位与64M位的DRAM。目前主流的光刻技术为248nmDUV技术及193nmDUV技术，未来纳米压印光刻技术及极紫外光刻技术均存在较大潜力，极有可能成为下一代的主流光刻技术。（2）蚀刻技术。在高密度集成电路制造过程中，由于特征尺寸的不断缩小，对蚀刻工艺的要求也在不断提升。随着相关工艺的不断成熟，采取CER等离子源及ICP高密度等离子源，并将其与静电卡盘技术相结合，可进一步提升蚀刻效果。（3）扩散氧化技术。以往的气体扩散法需要在高温条件下长时间扩散，才能获得扩散层。新一代的离子注入技術进一步提升了扩散氧化效果。采取离子注入技术，可在任意位置置入杂质，再经过低温处理，便能得到扩散层。

3.5立体微电子封装

在电子产品集成度不断提升的情况下，微电子封装已经成为主流封装技术。相对于传统封装技术而言，微电子封装技术具有高性能、高密度的特征，具有更好的适用性及更高效率。从发展趋势来看，未来微电子封装技术将朝着少封装、无封装的方向发展，平面型封装会逐渐转向立体封装。立体封装是基于传统微电子封装技术发展而来[6]。立体封装可将两个及以上的芯片在单个封装中进行堆叠，即实现正方向上的多芯片堆叠。换句话说，立体封装是一种典型的堆叠封装技术。通过立体封装能够大幅度提升组装密度，提升幅度可达200%至300%。目前立体封装主要包括三种形式，即有源基板立体封装、叠层立体封装及埋置型立体封装。上述三种封装方式各具特点，适用于不同类型的芯片。

4结语

在微电子技术不断发展的过程中，它的影响力变得愈来愈大，并逐渐成为了衡量国家科学技术实力的重要标志，也体现了国家的综合实力。未来，微电子技术还将具备更大的发展空间，它将成为引导人类社会发展、推动技术革命的重要因素。

参考文献

[1]肖李李.微电子技术的应用和发展分析[J].电子制作，2016（16）：98.

[2]李彦林.微电子技术的发展与应用研究[J].电子制作，2015（20）：36.

[3]金撼尘.微电子技术发展的新领域[J].电子世界，2014（09）：5-6.

[4]邓海刚，席宏扬，尤晓亮.浅谈微电子技术的应用和发展[J].电子制作，2013（17）：93.

[5]程晓芳.微电子技术的现状及其发展趋势[J].山西电子技术，2012（04）：93-94.

[6]关晓丹，梁万雷.微电子封装技术及发展趋势综述[J].北华航天工业学院学报，2013（01）：34-37.