集成电路市场现状范文
时间:2023-11-10 18:15:18
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篇1
【关键词】环境影响;10kV;可燃问题;安全控制
前言
随着我国城市化进程的加快,电力线路安装在电气工程中被广泛应用,但是电力线路故障也随之逐年增多。主要是分析了电气线路工程中,如何有效进行安全防治措施,本文就10KV电力线路中常见的一些问题提出论点和改进措施。
1电气线路受环境的影响和防范措施
(1)有些电气线路敞露在户外,会受到气候和环境条件的影响:雷击、大雾、大风、雨雪、高温、严寒、洪水、烟尘和灰尘、纤维等都会从不同的方面对电气线路造成威胁。当风力超过线路杆塔的稳定度或机械强度时,就会使杆塔歪倒或损坏。这种事故一般是在出现了超出设汁所考虑的风速条件时才会发生,如果杆塔因锈蚀或腐朽而使机械强度降低,即使在正常风力下也可能发生这种事故。大风还可能导致混线及接地事故、也可能发生倒杆事故。此外,风力还可能引起导线、避雷线的混纺事故。雨水对电气线路的重要影响是造成停电事故和倒杆,毛毛细雨能使胶污的绝缘子闪络,从而引起停电力故;倾盆大雨又可能造成山洪爆发而冲倒线路杆塔。
(2)雷电击中线路时,有可能使绝缘子发生闪络或击穿。导线、避雷线覆冰时,会使导线和杆塔的机械负载过大,进而使导线弧垂增大,造成对地安全距离不足。当覆冰脱落时,又会使导线、避雷线发生跳动,引起混线。高温季节导线会因气温升高,弧垂加大而发生对地放电;严冬季节,导线又因气温下降收缩而使弧垂减小,承担过大的张力而拉断。
(3)视环境的不同而不同,例如,化工厂或沿海区域的线路容易发生污染,河道附近的线路易遭受冲刷,路边附近的线路也只有在雨汛季节才会有洪水的损害。生产排出来的烟尘和其他有害气体会使厂矿架空线路绝缘子的绝缘水平显著降低,以致在空气湿度较大的天气里发生闪络事故;在木杆线路上,因绝缘子表面污秽,泄漏电流增大,会引起木杆、木横担燃烧事故:有些氧化作用很强的气体会腐蚀金属杆塔、导线、避雷线和金具
(4)针对各种不同的环境,我们对电缆材料的选择就极为重要。电力电缆根据材料的不同,可分为几种:纸绝缘,橡皮绝缘,聚氯乙烯绝缘,聚乙烯绝缘,交联聚乙烯绝缘,纸绝缘又分油浸和不滴油两种。但在目前的lOkV的供电项目工程中,交联聚乙烯绝缘电力电缆得到了广泛地应用。
2电气线路安装中常见的问题和改进措施
电力电缆敷设时弯曲半径过小,造成电缆运行时绝缘损坏而短路。随着用电负荷的快速增长和城市化建设的要求小断提升,电力电缆在供电系统的应用也在小断增加。电力电缆的敷设方式一般为:直埋敷设、电缆沟敷设、穿管敷设和电缆槽敷设等。而小论用什么样的敷设方式,都少不了要面对电缆转弯的问题。直埋和电缆沟敷设,由于是在给定的电缆通道和转弯处一般都设电缆井,可以满足电缆的弯曲半径要求:但是穿管和电缆槽敷设时.就要注意电缆的弯曲半径了,不能少于10D-15D的要求(D为电缆的截面直径)。在施工过程中,有的施工人员会有蛮干现象,不管技规规定,只要把电缆穿好,埋好,回上土或盖上盖,检查人员看不见就完事了。这样会给电缆的口后运行带柬很大的安全隐患。因为当电力电缆弯曲过度时,弯曲点在通电后会产生涡流发热,造成绝缘损坏,形成单相接地短路或者相间短路烧断电缆甚至烧坏设备和开关。为了避免造成故障,应当在施工过程中加强施工管理,提高安装技术水平。对于一些电缆拐角位置要仔细监督。穿管和电缆槽敷设电缆时注意将转弯点做成圆弧形以满足电缆的弯曲半径。
3基于10kV电力线路架设中使用并沟线夹中容易出线的问题和改进措施
在10kV电力线路中,主线线路一般比分支线路的线径大,在电力上程施工中当需要增加分支线路或者新增用户引下线时,通常会遇到不同线径的连接问题。在工程中一般采用缠绕接线或者使用并沟线夹。当采用缠绕方式时,一定要确保缚绕的长度和紧密度,保证在通过电流时不会出线发热现象.另外采用片沟线夹这种方式跳线,可以提高施工速度和连接的美观,但是一定要注意线夹的选择。通常由于现场的施工人员为图一时方便,没有仔细选择线夹,而造成施工质量下降,甚至会出现线路故障。一般线夹的选择原则是:线径的大小差别不能过大,如:150mm2主线连接120mm2、95mm2时、70mm2盯分支线,当出现要150mm2面手线连接35mm2以下分支线时没有这个规格的线央时就不宜采用并沟线夹了,因为这样很难确保连接的紧密度,容易由于施工质量问题而存在安全隐患。
4在10kV电力线路避雷器安装时常出现的问题和改进措施
避雷器是在雷雨天气时,当雷电击到电力线路时产牛过电压,使避雷器的间隙击穿,形成接地短路,释放雷电流,当雷电过去后,避雷器义恢复原来的高阻性,与人地分隔,电力线路同到原先的运行状态。现在应用在10kV线路的避雷器大多数是瓷质避雷器和氧化锌避雷器。日常的施工作业中,当在铁塔上安装避雷器时,通常把避雷器的接地端用导线与铁塔连接接地。这样可以提高施工速度和方便施工,但也存在一定的隐患。因为铁塔的接地电阻有时冈为地质问题往往不能满足要求(避雷器接地端的接地电阻不能大于10欧姆)。当接地电阻过大时,避雷器不能在短时间内释放掉雷电流,会使避雷器损坏其至爆裂,不能恢复到高阻状态,使电源线形成与接地线连接现象,造成单相接地短路,影响电力线路的正常运行。因此在施工过程中应将避雷器的接地端连接到接地装置中,确保能够满足接地电阻值的要求。
5线管可燃问题和改进措施
国标GB-50258-96中第2.4.1有明文规定:“保护电线用的塑料管及其配件必须由阻燃处理的材料制成,塑料管外壁应有间距不大于lm的连续阻燃和制造厂标”做此规定的目的是防止由于线管阻燃性能不良而引起电气火灾。检验是否阻燃的方法是:看其是否离火自熄。现在工地上时有发现用一种半透明无任何标志的再生塑料管做成线管比该种管较软,易安装,但点燃后可象蜡烛般自燃,另外,暗敷时易压扁,应严禁使用该再生管,而使用阻燃线管。
6不同材质的导线连接存在的问题和改进措施
农田灌溉的电力线路中为了节省投资,往往使用钢芯铝绞线,然而电房配电柜或者台架低压配电箱出线开关是铜质的,通常的施工方法是将铝芯线引到出线开关。再用铜铝线耳与开关连接或者用铜芯线、铜芯电缆引到农网线路电源端再有铜铝连接管连接。然而有时也会出现部分施工人员为了一时方便,将铜线与铝线用缠绕的方式连接到一起。由于铜线的密度比铝线的密度高,在通电后,铜质会腐蚀铝质,使导线截面积不断减少,直到断开。在这个过程中,铜芯线和铝芯线都会有严重的氧化现象,形成氧化膜,增加了接触电阻。使导线发热,加快腐蚀作用。因此严禁在施工过程中将不同材质的导线连接到起。
7电气线路的安全控制
(1)电缆敷设要设专人指挥,统一行动,并有明确联络信号,如旗语。进入敷设现场要按规定文明着装,在工作区域设置安全遮栏。清理电缆敷设路径上的铁钉等杂物,无积水,暗处要有足够安全照明,保证人身安全,电缆安全。将电缆盘架设平稳牢靠,牵引头绑扎牢固,在电缆滑轮上敷设。机动牵引设备要注意检查齿轮箱、刹车、钢丝绳、绳筒,绳筒上的钢丝绳要在三圈以上,防止打滑。在电缆敷设过程中,要顺着电缆盘绕方向,可以较好的避免损伤电缆.
一盘电缆敷设完毕后,要按方设计将电缆放置在支架上,并绑扎上铭牌。电缆敷设完毕后,要及时制作电缆终端头、中间头,可有效防止电缆受潮,同时要留有裕度。多条电缆中间头要错开制作。
(2)电气设备的绝缘。检测试验是保证设备安伞运行的霞要措施。通过以下4种试验项目,可检测电气设备绝缘及各种特性,从而判断其绝缘内部的缺陷。
1)绝缘电阻及吸收比:此项试验用来初步检查被试物绝缘有无受潮及局部缺陷。2)介质损失角正切值:绝缘中的介质损耗试验是评价高压电气设备绝缘状况的有效方法之一。它的灵敏度,可以发现绝缘老化、受潮、绝缘中含有气体以及浸渍物和油的不均匀或脏污等缺陷。3)直流泄漏电流及直流耐压试验:此试验是测量被试物在不同直流电压作用下的直流泄漏电流值。而直流耐压试验是被试物在高于几倍工作电压下,历时一定时间的一种抗电强度试验。4)交流耐压试验:对被试物施加一定高于运行中可能遇到的电压数值的交流电的试验。
篇2
本报告通过深入调查分析,把握行业目前所处的全球和国内宏观经济形势,具体分析该产品所在的细分市场,对通用集成电路测试系统行业总体市场的供求趋势及行业前景做出判断;明确目标市场、分析竞争对手,了解产品定位,把握市场特征,发掘价格规律,创新营销手段,提出通用集成电路测试系统行业市场进入和市场开拓策略,对行业未来发展提出可行性建议。
报告属性
【报告性质】专题调研
【报告名称】
2009-2010年中国通用集成电路测试系统产业专题调查分析报告
【表述方式】文字分析、数据比较、统计图表浏览
【交付周期】3—5个工作日
【报告价格】8900元
【制作机关】中国市场调查研究中心
【定购电话】
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报告目录
第一章通用集成电路测试系统产业市场基本情况分析
第一节市场发展环境分析(宏观经济环境、产业市场政策……)
一、2009年我国宏观经济运行情况
二、我国宏观经济发展运行趋势
三、市场相关政策及影响分析
1、全球经济危机对中国宏观经济的消极影响
2、全球经济危机对通用集成电路测试系统行业的消极影响
3、全球经济危机对上下游产业的消极影响
4、中国扩大内需保增长的政策解析
5、行业未来运行环境总述
第二节产业市场基本特征(定义分类或产业市场特点、发展历程、市场重要动态……)
一、市场界定及主要产品
二、市场在国民经济中的地位
三、市场特性分析
四、市场发展历程
五、国内市场的重要动态
第三节产业市场发展情况(现状、趋势、市场重要动态……)
一、市场国际现状分析
二、市场主要国家情况
三、市场国际发展趋势分析
四、国际市场的重要动态
第二章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场经济运行情况
第一节2009年我国产业市场发展基本情况(现状、技术、产业市场运行特点……)
一、市场发展现状分析
二、市场特点分析
三、市场技术发展状况
第二节我国本产业市场存在问题及发展限制(主要问题与发展受限、基本应对的策略……)
第三节市场上、下游产业发展情况(上、下游产业对本产业市场的影响)
一、市场上游产业
二、市场下游产业
第四节2006年-2009年产业市场企业数量分析(近年内企业数量的变化情况以及各类型企业的数量变化……)
一、2006-2009年企业及亏损企业数量
二、不同规模企业数量
三、不同所有制企业数量分析
第五节2006年-2009年从业人数分析(近年内从业人员的变化情况以及各类型企业的数量变化……)
一、不同规模企业从业人员分析
二、不同所有制企业比较
第六节本产业市场进出口状况分析(本产业市场内主要产品进出口情况)
第三章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场生产状况分析
第一节2006年-2009年市场工业总产值分析
一、2006-2009年市场工业总产值分析
二、不同规模企业工业总产值分析
三、不同所有制企业工业总产值比较
四、2009年工业总产值地区分布
五、2009年总产值前20位企业对比
第二节2006年-2009年市场产成品分析(产成品、产成品区域市场)
一、2006-2009年产业市场产成品分析
二、不同规模企业产成品分析
三、不同所有制企业产成品比较
四、2009年产业市场产成品地区分布
第三节2006年-2009年本产业市场产成品资金占用率分析
第四章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场销售状况分析
第一节2006年-2009年市场销售收入分析(产品销售收入、不同规模的企业销售收入、不同企业类型的销售收入)
一、2006-2009年产业市场总销售收入分析
二、不同规模企业总销售收入分析
三、不同所有制企业总销售收入比较
第二节2009年本产业市场产品销售集中度分析
一、按企业分析
二、按地区分析
第三节2006年-2009年本产业市场销售税金分析
一、2006-2009年产业市场销售税金分析
二、不同规模企业销售税金分析
三、不同所有制企业销售税金比较
第五章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场成本费用分析(销售成本、销售费用、管理费用、财务费用、成本费用利润率……)
第一节2006-2009年市场产品销售成本分析
一、2006-2009年产业市场销售成本总额分析
二、不同规模企业销售成本比较分析
三、不同所有制企业销售成本比较分析
第二节2006-2009年市场销售费用分析
一、2006-2009年产业市场销售费用总额分析
二、不同规模企业销售费用比较分析
三、不同所有制企业销售费用比较分析
第三节2006-2009年市场管理费用分析
一、2006-2009年产业市场管理费用总额分析
二、不同规模企业管理费用比较分析
三、不同所有制企业管理费用比较分析
第四节2006-2009年市场财务费用分析
一、2006-2009年产业市场财务费用总额分析
二、不同规模企业财务费用比较分析
三、不同所有制企业财务费用比较分析
第五节2006-2009年市场成本费用利润率分析
第六章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场资产负债状况分析(总资产、固定资产、总负债、流动资产、应收账款、资产负债率……)
第一节2006-2009年市场总资产状况分析
一、2006-2009年产业市场总资产分析
二、不同规模企业资产规模比较分析
三、不同所有制企业总资产比较分析
四、总资产规模前20位企业对比
第二节2006-2009年市场固定资产状况分析
一、2006-2009年产业市场固定资产净值分析
二、不同规模企业固定资产净值分析
三、不同所有制企业固定资产净值分析
第三节2006-2009年市场总负债状况分析
一、2006-2009年产业市场总负债分析
二、不同规模企业负债规模比较分析
三、不同所有制企业总负债比较分析
第四节2006-2009年市场流动资产总额分析
一、2006-2009年产业市场流动资产总额分析
二、不同规模企业流动资产周转总额比较分析
三、不同所有制企业流动资产周转总额比较分析
第五节2006-2009年市场应收账款总额分析
一、2006-2009年产业市场应收账款总额分析
二、不同规模企业应收账款总额比较分析
三、不同所有制企业应收账款总额比较分析
第六节2006-2009年市场资产负债率分析
第七节2006-2009年市场周转情况分析
一、2006-2009年总资产周转率分析
二、2006-2009年流动资产周转率分析
三、2006-2009年应收账款周转率分析
四、2006-2009年流动资产周转次数
第八节2006-2009年市场资本保值增值率分析
第七章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场盈利能力分析(利润总额、销售毛利率、总资产利润率、净资产利润率……)
第一节2006-2009年市场利润总额分析
一、2006-2009年产业市场利润总额分析
二、不同规模企业利润总额比较分析
三、不同所有制企业利润总额比较分析
第二节2006-2009年销售毛利率分析
第三节2006-2009年销售利润率分析
第四节2006-2009年总资产利润率分析
第五节2006-2009年净资产利润率分析
第六节2006-2009年产值利税率分析
第八章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场经济运行最好水平分析(资本保值增值率、资产负债率、产值利税率、资金利润率……)
第一节2006-2009年资本保值增值率最好水平
第二节2006-2009年资产负债率最好水平
第三节2006-2009年产值利税率最好水平
第四节2006-2009年资金利润率最好水平
第五节2006-2009年流动资产周转次数最好水平
第六节2006-2009年成本费用利润率最好水平
第七节2006-2009年人均销售率最好水平
第八节2006-2009年产成品资金占用率最好水平
第九章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场重点企业竞争状况分析(产业市场按销售收入前10企业)
第一节2009年企业地区分布
第二节销售收入前10名企业竞争状况分析
一、企业基本情况
(法人单位名称、法定代表人、省、主要业务活动、从业人员合计、全年营业收入、资产总计、工业总产值、工业销售产值、出货值、工业增加值、产成品)
二、企业资产负债分析
(企业资产、固定资产、流动资产合计、流动资产年平均余额、负债合计、流动负债合计、长期负债合计、应收帐款)
三、企业经营费用分析
(营业费用、管理费用、其中:税金、财务费用、利税总额)
四、企业收入及利润分析
(主营业务收入、主营业务成本、主营业务税金及附加、其他业务收入、其他业务利润、营业利润、利润总额)
五、企业营业外支出分析
(广告费、研究开发费、劳动、失业保险费、养老保险和医疗保险费、住房公积金和住房补贴、应付工资总额、应付福利费总额、应交增值税、进项税额、销项税额)
六、企业工业中间投入及现金流分析
(工业中间投入合计、直接材料投入、加工费用中的中间投入、管理费用中的中间投入、营业费用中的中间投入、经营活动产生的现金流入、流出、投资活动产生的现金流入、流出、筹资活动产生的现金流入、流出)
第十章2009年我国通用集成电路测试系统产业市场营销及投资分析
第一节本产业市场营销策略分析及建议
一、产业市场营销策略分析
二、企业营销策略发展及建议
第二节本产业市场投资环境分析及建议
一、投资环境分析
二、投资风险分析
三、投资发展建议
第三节本产业市场企业经营发展分析及建议
一、产业市场企业发展现状及存在问题
二、产业市场企业应对策略
第十一章2010-2013年我国通用集成电路测试系统产业市场发展趋势分析
第一节未来本产业市场发展趋势分析(产业市场发展趋势、技术发展趋势、市场发展趋势……)
一、未来发展分析
二、未来技术开发方向
三、总体产业市场“十一五”整体规划及预测
第二节2010-2013年本产业市场运行状况预测(工业总产值、销售收入、利润总额、总资产)
一、2010-2013年工业总产值预测
二、2010-2013年销售收入预测
篇3
产业化基地成立以来,坚持以发展本地集成电路产业,建立健全产业链,壮大产业集群,提供良好的产业技术支撑环境为己任,卓有成效地开展了一系列服务工作,取得了显著成绩,有力地推进了西安集成电路产业的发展,并已成为政府推动集成电路产业发展所需产业规划与研究、资源整合与配置、招商引资咨询、企业孵化与扶持、交流与合作、高层次人才引进与培养、专业技术支撑与咨询服务等的桥梁与载体,对西安集成电路产业发展起到了“组织、协调、引导、推进与聚集”的作用,取得了良好的国内外影响和社会效益,为区域新兴科技产业的发展注入了新的活力,为地方集成电路产业规模化奠定了基础。
1.西安集成电路产业发展现状
西安产业化基地坚持“政府引导、市场驱动、深化服务”的方针,以发展集成电路产业,建立健全产业链,壮大产业集群,提供良好的产业支撑环境为目标,建立了较为完善的产业公共服务与技术支撑服务体系。随着一系列扶持集成电路产业优惠政策的制定实施和产业公共服务的不断拓展深化,西安集成电路产业得到了快速发展,在产业规模、产业链完善、自主创新、人才吸引和培养、公共技术支撑与服务平台建设等方面取得了一定成就。
产业规模不断增大:经过近10年的发展,陕西省现有集成电路企业70多家,其中95%都集中在西安,设计企业近50家,制造封装企业8家,硅材料生产企业10家,设备制造企业8家,测试与分析中心3个,相关科研机构约18个,学历教育机构8个,专业培训机构2个,并形成了以西安高新区为核心的集成电路产业聚集区。从引导完善集成电路产业链出发,聚集了英特尔、西岳电子、美光、威世半导体、天胜、应用材料等重点Ic企业,形成了集成电路设计、加工制造、封装测试及半导体支撑等较为完整的产业链。陕西集成电路产业2001年实现销售收入约3.2亿元,2005年达到20.2亿元,2010年达到70.22亿元,“十一五”期间增长近3.5倍。2010年,我国集成电路产业销售收入为1440.15亿元,增幅为29.8%,陕西省2010年销售收入增幅为41.92%,约占全国销售总额的5%。
企业自主创新能力不断提升:目前,西安集成电路企业拥有自主知识产权的产品累计300多种,涵盖了物联网、通信、微处理器、信息家电、半导体照明、消费电子、设备制造、器件研发等多个领域。代表性产品有:华芯的存贮器、西电捷通的WAPI IP核、深亚的SDH芯片、英洛华的LED驱动芯片、龙腾微电子的32位嵌入式CPU、理工晶科的8/12寸硅芯炉、能讯基于氮化镓的开关功率晶体管元器件、炬光的大功率激光器等,充分体现了西安在集成电路领域的巨大潜力和科技研发与创新优势。
人才优势促进产业发展:西安有10多家集成电路研究机构及高校,与集成电路相关的科研、教学与设计的技术人员约占全国的六分之一,在西安交通大学、西安电子科技大学、西北工业大学、西安邮电学院等多所高等院校设有微电子学科或集成电路设计专业及重点实验室,年在校相关学科学生近10万人,年输送相关学科毕业生2万余人,占全国的14%,人才优势为西安承接产业转移提供了充足的人力资源保障。同时,随着本地集成电路产业的兴起,外流人才纷纷回归,2005年以来成立的留学生企业10多家,给西安集成电路产业带来了先进的技术、丰富的管理经验和大量的资金,人力资源和产业资本相互吸引、相互促进的局面正在形成。
公共服务平台辐射带动作用明显:西安基地在做好集成电路设计业的同时,注重发挥基地的辐射带动作用,将服务延伸到整个半导体产业链,提出了发展上游半导体材料与设备、中游集成电路制造、下游集成电路封装与测试产业集群,以及半导体照明、太阳能光伏、先进半导体器件、卫星导航应用等产业集群的建议。目前,以集成电路产业集群为核心、硅材料与太阳能光伏产业集群为支撑、半导体照明与卫星导航应用产业集群为补充的新兴半导体产业正在形成,并已成为西安信息产业新的增长点。
产业发展存在的问题:经过近10年的发展,西安集成电路产业水平得到了大幅的提升。但相比之下,仍然存在一些问题,比如设计业与整机的结合力度不足、产业链相对弱小、支撑业发展滞后、适用性人才不足、产业环境亟需改善等这些因素制约了本地集成电路产业的快速发展。
2.产业发展思路
“十二五”期间,西安将统筹优势资源,优先发展集成电路设计业,大力发展分立器件制造业,积极引进新一代芯片生产线,提升封装测试水平和能力,增强关键设备和基础材料的开发能力;在承接产业转移的过程中,积极促进企业的整合重组,以龙头企业带动产业的发展,促进产业集群的建立,完善产业相关配套环境建设。
政策引领,聚合力量,促进产业大发展。以培育具有国际竞争力的战略性产业为目标,以政府支持和市场需求为导向,以改善产业发展环境和创新机制为手段,引导资本、技术、人才、市场等要素交叉整合,优化配置,统筹协调产、学、研、用各环节有效衔接,形成合力,促进产业结构调整,整合资源,优化结构,重点突破,实现集成电路产业跨越式发展。
着眼全局,推动创新,提升产业竞争力。推行从芯片设计到系统应用的全产业链思维,积极推进技术创新、模式创新、制度创新,推动银企积极合作,大力培育集成电路在新兴产业中的应用,通过改造提升,实现传统产业的升级换代,在产业链各环节形成有核心竞争力的企业,构建战略性集成电路产业研发和产业化体系。
3.产业发展目标
通过新兴产业培育和产业结构调整,到“十二五”末企业数量达到100家以上,全行业销售收入达到400亿元,从业人员达到6万人,其中高端技术、管理人员达到10%,工程技术人员达到40%,高级技术工人达到30%;着重提升产业发展层次和水平,通过转变发展方式和机制创新,建立起以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的机制,增强企业自主创新能力,全行业加大研发投入力度,企业科研投入强度占销售额的比例平均达到6%,重点骨干企业研发投入强度力争达到8%。
4.产业布局规划
以关天经济区建设为契机,以西安为中心,统筹整合咸阳、宝鸡、渭南、汉中、天水等西部地区现有的微电子产业资源,发展上、下游配套的产业链,建立由“一区四园一基地”组成的西部微电子产业基地。
西安集成电路产业出口加工区:依托西安出口加工区B区,完善其基础及配套设施建设,引进出口加工型企业落户,使区内企业达到10家以上,成为西安集成电路产业国际化的支撑平台。利用出口加工区的政策优势,培育龙头企业,发挥龙头企业的
辐射带动作用,促进相关配套企业跟进,带动集成电路产业的快速发展。
西安集成电路设计产业园:以西安高新技术产业开发区为依托,建设西安集成电路设计产业园,形成集成电路设计企业聚集区,吸纳40-50家集成电路设计企业人驻;建设集中的产业公共技术支撑服务区,营造良好的人力资源供给环境,大力吸引境外跨国公司的研发机构、国内知名企业的设计中心和本地规模设计企业入驻,加大创业企业的扶持力度,使园区成为智力引进和实现企业自主创新的有效载体,成为推动集成电路产业可持续发展的源动力。
西安集成电路制造产业园:以西安高新技术产业开发区为依托,建设西安集成电路制造产业园。以新型分立器件、LED芯片及集成电路制造为核心,加大招商引资力度,吸引5-10家规模制造企业入园,使其成为国内有一定影响力的集成电路制造产业园区。
西安集成电路封装测试产业园:以西安经济技术产业开发区为依托,建设西安集成电路封装测试产业园,大力扶持本地企业,积极引进国内外知名企业及相关配套企业,吸引5-10家企业入驻,将该园区打造成国内有一定影响力的封装测试产业园。
西安集成电路设备与材料产业园:以西咸新区和西安民用航天基地为依托,建设西安集成电路设备与材料产业园,聚集一批设备与材料及相关配套企业聚集的产业园区,吸引15家以上相关企业入驻,发挥我西安装备制造业优势,建成国内一流、西部第一的集成电路设备与材料企业聚集区。
5.进一步完善产业服务体系
自2000年国家科技部在西安设立国家集成电路设计西安产业化基地以来,产业化基地一直采取“政府主导”的建设模式,探索出了一条产业推进、技术支撑与产业服务协调发展的有效模式,建立了较为完善的产业公共服务和技术支撑服务体系,形成了具有鲜明特色的“专业孵化器+产业公共服务+技术支撑服务+专业人才培养”的综合服务体系,能够为企业提供从产业研究、产业咨询、企业孵化、产业推进等产业公共服务和EDA设计服务、MPW&IP服务、封测服务及人才培养等技术支撑服务。“十一五”期间,孵化集成电路企业20多家,通过服务平台为产业发展争取各类资金超过1亿元,举办和参加行业展会近30次,为政府决策提业研究报告和专项报告10多项;利用EDA设计平台开发产品30多个,通过MPW&IP平台流片的产品近200种,流片费用近1亿元,封装测试平台服务项目近100个,培训平台培养各类技术人员4000多人,为企业累计节约成本超过1亿元,极大的促进了西安集成电路产业的发展。
“十二五”期间,产业化基地将以“一区四园一基地”为依托,进一步完善产业服务体系,提升产业化基地的服务能力,促进西安集成电路产业的突破发展。
产业服务方面:建立产品展示交易平台,构建电子商务系统,定期举办和参加有影响力的行业会议,形成全方位的产品展示交易服务体系;搭建投融资服务平台,设立“陕西集成电路专项种子基金”,将政府引导和市场优化资源配置相结合,多渠道引导国内外风险投资基金、金融债券等资金进入集成电路产业,为产业发展提供所需的金融资本支持。
篇4
1、集成电路产业是信息产业的核心,是国家基础战略性产业。
集成电路(IC)是集多种高技术于一体的高科技产品,是所有整机设备的心脏。随着技术的发展,集成电路正在发展成为集成系统(SOC),而集成系统本身就是一部高技术的整机,它几乎存在于所有工业部门,是衡量一个国家装备水平和竞争实力的重要标志。
2、集成电路产业是技术资金密集、技术进步快和投资风险高的产业。
80年代建一条6英寸的生产线投资约2亿美元,90年代一条8英寸的生产线投资需10亿美元,现在建一条12英寸的生产线要20亿-30亿美元,有人估计到2010年建一条18英寸的生产线,需要上百亿美元的投资。
集成电路产业的技术进步日新月异,从70年代以来,它一直遵循着摩尔定律:芯片集成元件数每18个月增加一倍。即每18个月芯片集成度大体增长一倍。这种把技术指标及其到达时限准确地摆在竞争者面前的规律,为企业提出了一个“永难喘息”,否则就“永远停息”的竞争法则。
据世界半导体贸易统计组织(WSTS)**年春季公布的最新数据,**年世界半导体市场销售额为1664亿美元,比上年增长18.3%。其中,集成电路的销售额为1400亿美元,比上年增长16.1%。
3、集成电路产业专业化分工的形成。
90年代,随着因特网的兴起,IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段,国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。人们认识到,越来越庞大的集成电路产业体系并不有利于整个IC产业发展,分才能精,整合才成优势。
由于生产效率低,成本高,现在世界上的全能型的集成电路企业已经越来越少。“垂直分工”的方式产品开发能力强、客户服务效率高、生产设备利用率高,整体生产成本低,因此是集成电路产业发展的方向。
目前,全世界70%的集成电路是由数万家集成电路设计企业开发和设计的,由近十家芯片集团企业生产芯片,又由数十家的封装测试企业对电路进行封装和测试。即使是英特尔、超微半导体等全能型大企业,他们自己开发和设计的电路也有超过50%是由芯片企业和封装测试企业进行加工生产的。
IC产业结构向高度专业化转化已成为一种趋势,开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面。
二、苏州工业园区的集成电路产业发展现状
根据国家和江苏省的集成电路产业布局规划,苏州市明确将苏州工业园区作为发展集成电路产业的重点基地,通过积极引进、培育一批在国际上具有一定品牌和市场占有率的集成电路企业,使园区尽快成为全省、乃至全国的集成电路产业最重要基地之一。
工业园区管委会着眼于整个高端IC产业链的引进,形成了以“孵化服务设计研发晶圆制造封装测试”为核心,IC设备、原料及服务产业为支撑,由数十家世界知名企业组成的完整的IC产业“垂直分工”链。
目前整个苏州工业园区范围内已经积聚了大批集成电路企业。有集成电路设计企业21户;集成电路芯片制造企业1家,投资总额约10亿美元;封装测试企业11家,投资总额约30亿美元。制造与封装测试企业中,投资总额超过80亿元的企业3家。上述33家集成电路企业中,已开业或投产(包括部分开业或投产)21家。**年,经过中国半导体行业协会集成电路分会的审查,第一批有8户企业通过集成电路生产企业的认定,14项产品通过集成电路生产产品的认定。**年,第二批有1户企业通过集成电路生产企业的认定,102项产品通过集成电路生产产品的认定。21户设计企业中,有3户企业通过中国集成电路行业协会的集成电路设计企业认定(备案)。
1、集成电路设计服务企业。
如中科集成电路。作为政府设立的非营利性集成电路服务机构,为集成电路设计企业提供全方位的信息服务,包括融资沟通、人才培养、行业咨询、先进的设计制造技术、软件平台、流片测试等。力争扮演好园区的集成电路设计“孵化器”的角色。
2、集成电路设计企业。
如世宏科技、瑞晟微电子、忆晶科技、扬智电子、咏传科技、金科集成电路、凌晖科技、代维康科技、三星半导体(中国)研究开发中心等。
3、集成电路芯片制造企业。
和舰科技。已于**年5月正式投产8英寸晶圆,至**年3月第一条生产线月产能已达1.6万片。第二条8英寸生产线已与**年底开始动工,**年第三季度开始装机,预计将于2005年初开始投片。到今年年底,和舰科技总月产能预计提升到3.2万片。和舰目前已成功导入0.25-0.18微米工艺技术。近期和舰将进一步引进0.15-0.13微米及纳米技术,研发更先进高阶晶圆工艺制造技术。
4、集成电路封装测试企业。
如三星半导体、飞索半导体、瑞萨半导体,矽品科技(纯代工)、京隆科技(纯代工)、快捷半导体、美商国家半导体、英飞凌科技等等。
该类企业目前是园区集成电路产业的主体。通过多年的努力,园区以其优越的基础设施和逐步形成的良好的产业环境,吸引了10多家集成电路封装测试企业。以投资规模、技术水平和销售收入来说,园区的封装测测试业均在国内处于龙头地位,**年整体销售收入占国内相同产业销售收入的近16%,行业地位突出。
园区封装测试企业的主要特点:
①普遍采用国际主流的封装测试工艺,技术层次处于国内领先地位。
②投资额普遍较大:英飞凌科技、飞利浦半导体投资总额均在10亿美元以上。快捷半导体、飞索半导体、瑞萨半导体均在原先投资额的基础进行了大幅增资。
③均成为所属集团后道制程重要的生产基地。英飞凌科技计划产能要达到每年8亿块记忆体(DRAM等)以上,是英飞凌存储事业部最主要的封装测试基地;飞索半导体是AMD和富士通将闪存业务强强结合成立的全球最大的闪存公司在园区设立的全资子公司,园区工厂是其最主要的闪存生产基地之一。
5、配套支持企业
①集成电路生产设备方面。有东和半导体设备、爱得万测试、库力索法、爱发科真空设备等企业。
②材料/特殊气体方面。有英国氧气公司、比欧西联华、德国梅塞尔、南大光电等气体公司。有住友电木等封装材料生产企业。克莱恩等光刻胶生产企业。
③洁净房和净化设备生产和维护方面。有久大、亚翔、天华超净、MICROFORM、专业电镀(TECHNIC)、超净化工作服清洗(雅洁)等等。
**年上半年,园区集成电路企业(全部)的经营情况如下(由园区经发局提供略):
根据市场研究公司iSuppli今年初的**年全球前二十名半导体厂家资料,目前,其中已有七家在园区设厂。分别为三星电子、瑞萨科技、英飞凌科技、飞利浦半导体、松下电器、AMD、富士通。
三、集成电路产业涉及的主要税收政策
1、财税字[2002]70号《关于进一步鼓励软件产业的集成电路产业发展税收政策的通知》明确,自2002年1月1日起至2010年底,对增值税一般纳税人销售其自产的集成电路产品(含单晶硅片),按17%的税率征收增值税后,对其增值税实际税负超过3%的部分实行即征即退政策。
2、财税字[**]25号《关于鼓励软件产业的集成电路产业发展有关税收政策问题的通知》明确,“对我国境内新办软件生产企业经认定后,自开始获利年度起,第一年和第二年免征企业所得税,第三年至第五年减半征收企业所得税”;“集成电路设计企业视同软件企业,享受软件企业的有关税收政策”。
3、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“凡申请享受集成电路产品税收优惠政策的,在国家没有出台相应认定管理办法之前,暂由省辖市国税局商同级信息产业主管部门认定,认定时可以委托相关专业机构进行技术评审和鉴定”。
4、信部联产[**]86号《集成电路设计企业及产品认定管理办法》明确,“集成电路设计企业和产品的认定,由企业向其所在地主管税务机关提出申请,主管税务机关审核后,逐级上报国家税务总局。由国家税务总局和信息产业部共同委托认定机构进行认定”。
5、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“对纳税人受托加工、封装集成电路产品,应视为提供增值税应税劳务,不享受增值税即征即退政策”。
6、财税[1994]51号《关于外商投资企业和外国企业所得税法实施细则第七十二条有关项目解释的通知》规定,“细则第七十二条第九项规定的直接为生产服务的科枝开发、地质普查、产业信息咨询业务是指:开发的科技成果能够直接构成产品的制造技术或直接构成产品生产流程的管理技术,……,以及为这些技术或开发利用资源提供的信息咨询、计算机软件开发,不包括……属于上述限定的技术或开发利用资源以外的计算机软件开发。”
四、当前税收政策执行中存在的问题
1、集成电路设计产品的认定工作,还没有实质性地开展起来。
集成电路设计企业负责产品的开发和电路设计,直接面对集成电路用户;集成电路芯片制造企业为集成电路设计企业将其开发和设计出来的电路加工成芯片;集成电路封装企业对电路芯片进行封装加工;集成电路测试企业为集成电路进行功能测试和检验,将合格的产品交给集成电路设计企业,由设计企业向集成电路用户提供。在这个过程中,集成电路产品的知识产权和品牌的所有者是集成电路设计企业。
因为各种电路产品的功能不同,生产工艺和技术指标的控制也不同,因此无论在芯片生产或封装测试过程中,集成电路设计企业的工程技术人员要提出技术方案和主要工艺线路,并始终参与到各个生产环节中。因此,集成电路设计企业在集成电路生产的“垂直分工”体系中起到了主导的作用。处于整个生产环节的最上游,是龙头。
虽说IC设计企业远不如制造封装企业那么投资巨大,但用于软硬件、人才培养的投入也是动则上千万。如世宏科技目前已积聚了超过百位的来自高校的毕业生和工作经验在丰富的技术管理人才。同时还从美国硅谷网罗了将近20位累计有200年以上IC产品设计经验、拥有先进技术的海归派人士。在人力资源上的投入达450万元∕季度,软硬件上的投入达**多万元。中科集成电路的EDA设计平台一次性就投入2500万元。
园区目前共有三户企业被国家认定为集成电路设计企业。但至关重要的集成电路设计产品的认定一家也未获得。由于集成电路设计企业的主要成本是人力成本、技术成本(技术转让费),基本都无法抵扣。同时,研发投入大、成品风险高、产出后的计税增值部分也高,因此如果相关的增值税优惠政策不能享受,将不利于企业的发展。
所以目前,该类企业的研发主体大都还在国外或台湾,园区的子公司大多数还未进入独立产品的研发阶段。同时,一些真正想独立产品研发的企业都处于观望状态或转而从事提供设计服务,如承接国外总公司的设计分包业务等。并且由于享受优惠政策前景不明,这些境外IC设计公司往往把设在园区的公司设计成集团内部成本中心,即把一部分环节研发转移至园区,而最终产品包括晶圆代工、封装测试和销售仍在境外完成。一些设计公司目前纯粹属于国外总公司在国内的售后服务机构,设立公司主要是为了对国外总公司的产品进行分析,检测、安装等,以利于节省费用或为将来的进入作准备。与原想象的集成电路设计企业的龙头地位不符。因此,有关支持政策的不能落实将严重影响苏州工业园区成为我国集成电路设计产业的重要基地的目标。
2、集成电路设计企业能否作为生产性外商投资企业享受所得税优惠未予明确。
目前,园区共有集成电路设计企业23家,但均为外商投资企业,与境外母公司联系紧密。基本属于集团内部成本中心,离产品研发的本地化上还有一段距离。但个别公司已在本地化方面实现突破,愿承担高额的增值税税负并取得了一定的利润。能否据此确认为生产性外商投资企业享受“二免三减半”等所得税优惠政策,目前税务部门还未给出一个肯定的答复。
关键是所得税法第七十二条“生产性外商投资企业是指…直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业”的表述较为含糊。同时,财税[1994]51号对此的解释也使税务机关难以把握。
由于集成电路设计业是集成电路产业链中风险最大,同时也是利润最大的一块。如果该部分的所得税问题未解决,很难想象外国公司会支持国内设计子公司的独立产品研发,会支持国内子公司的本土化进程。因此,生产性企业的认定问题在一定程度上阻碍了集成电路设计企业的发展壮大。
3、目前的增值税政策不能适应集成电路的垂直分工的要求。
在垂直分工的模式下,集成电路从设计芯片制造封装测试是由不同的公司完成的,每个公司只承担其中的一个环节。按照国际通行的半导体产业链流程,设计公司是整条半导体生产线的龙头,受客户委托,设计有自主品牌的芯片产品,然后下单给制造封装厂,并帮助解决生产中遇到的问题。国际一般做法是:设计公司接受客户的货款,并向制造封装测试厂支付加工费。各个制造公司相互之间的生产关系是加工关系而非贸易关系。在财务上只负责本环节所需的材料采购和生产,并不包括上环节的价值。在税收上,省局明确该类收入目前不认可为自产集成电路产品的销售收入,因此企业无法享受国家税收的优惠政策。
而在我国现行的税收体制下,如果整个生产环节都在境内完成,则每一个加工环节都要征收17%的增值税,只有在最后一个环节完成后,发起方销售时才会退还其超过3%的部分,具体体现在增值税优惠方面,只有该环节能享受优惠。因此,产业链各环节因为享受税收政策的不同而被迫各自依具体情况采取不同的经营方式,因而导致相互合作困难,切断了形式上的完整产业链。
国家有关文件的增值税政策的实质是侧重于全能型集成电路企业,而没有充分考虑到目前集成电路产业的垂直分工的格局。或虽然考虑到该问题但出于担心税收征管的困难而采取了一刀切的方式。
4、出口退税率的调整对集成电路产业的影响巨大。
今年开始,集成电路芯片的出口退税税率由原来的17%降低到了13%,这对于国内的集成电路企业,尤其是出口企业造成了成本上升,严重影响了国内集成电路生产企业的出口竞争力。如和舰科技,**年1-7月,外销收入78322万元,由于出口退税率的调低而进项转出2870万元。三星电子为了降低成本,贸易方式从一般贸易、进料加工改为更低级别的来料加工。
集成电路产业作为国家支持和鼓励发展的基础性战略产业,在本次出口退税机制调整中承受了巨大的压力。而科技含量与集成电路相比是划时代差异的印刷线路板的退税率却保持17%不变,这不符合国家促进科技进步的产业导向。
五、关于促进集成电路产业进一步发展的税收建议
1、在流转税方面。
(1)集成电路产业链的各个生产环节都能享受增值税税收优惠。
社会在发展,专业化分工成为必然。从鼓励整个集成电路行业发展的前提出发,有必要对集成电路产业链内的以加工方式经营的企业也给予同样的税收优惠。
(2)集成电路行业试行消费型增值税。
由于我国的集成电路行业起步低,目前基本上全部的集成电路专用设备都需进口,同时,根据已有的海关优惠政策,基本属于免税进口。调查得知,园区集成电路企业**年度购入固定资产39亿,其中免税购入的固定资产为36亿。因此,对集成电路行业试行消费型增值税,财政压力不大。同时,既体现了国家对集成电路行业的鼓励,又可进一步促进集成电路行业在扩大再生产的过程中更多的采购国产设备,拉动集成电路设备生产业的发展。
2、在所得税方面。
(1)对集成电路设计企业认定为生产性企业。
根据总局文件的定义,“集成电路设计是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程”。同时,集成电路设计的产品均为不同类型的芯片产品或控制电路。都属中间产品,最终的用途都是工业制成品。因此,建议对集成电路设计企业,包括未经认定但实际从事集成电路设计的企业,均可适用外资所得税法实施细则第七十二条之直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业属生产性外商投资企业的规定。
(2)加大间接优惠力度,允许提取风险准备金。
计提风险准备金是间接优惠的一种主要手段,它虽然在一定时期内减少了税收收入,但政府保留了今后对企业所得的征收权力。对企业来说它延迟了应纳税款的时间,保证了研发资金的投入,增强了企业抵御市场风险的能力。
集成电路行业是周期性波动非常明显的行业,充满市场风险。虽然目前的政策体现了加速折旧等部分间接优惠内容,但可能考虑到征管风险而未在最符合实际、支持力度最直接的提取风险准备金方面有所突破。
3、提高集成电路产品的出口退税率。
鉴于发展集成电路行业的重要性,建议争取集成电路芯片的出口退税率恢复到17%,以优化国内集成电路企业的投资和成长环境。
4、关于认定工作。
(1)尽快进行集成电路设计产品认定。
目前的集成电路优惠实际上侧重于对结果的优惠,而对设计创新等过程(实际上)并不给予优惠。科技进步在很大程度上取决于对创新研究的投入,而集成电路设计企业技术创新研究前期投入大、风险高,此过程最需要税收上的扶持。
鉴于集成电路设计企业将有越来越多产品推出,有权税务机关和相关部门应协调配合,尽快开展对具有自主知识产权的集成电路设计产品的认定工作。
(2)认定工作应由专业机构来完成,税务机关不予介入。
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全球IC产业呈五大特点
随着高新技术产业的飞速发展,IC产业在全球形成了以美、日、韩三国为代表的三大经济体。近年来,中国台湾地区以强大的晶圆代工实力为核心,带动上下游产业联动,其综合实力已与韩国不相上下。
全球IC产业发展呈现如下特点:一是从成本上看,不可逆的价格下降压力给IC产业带来严峻挑战。由于摩尔定律的作用,集成电路单位功能成本平均每年降低25%左右,集成电路价格也逐年下降,其中存储器电路的价格下降最为明显。二是从技术发展趋势看,集成电路已经进入45纳米、32纳米制程技术和系统级芯片SoC时代,并逐步进入用碳替代硅的后CMOS时代。三是从产品市场看,推动全球半导体市场的动力已经从计算机产品向通信及数字消费类电子产品转移。四是从IC制造业全球转移趋势看,全球IC制造业有向亚太地区特别是中国大陆转移的趋势。上世纪80年代,全球芯片制造业从美国转移到日本;上世纪90年代,韩国与中国台湾成为芯片加工制造的主力;目前已有美、欧、日、韩等国家和我国台湾地区的封装测试企业和生产线落户我国长三角与环渤海地区。五是从全球产业价值链来看,美国及部分欧洲国家处于价值链的高端,控制着标准制定、系统集成以及核心产品的研发和生产;日本处于次高端,是世界消费电子产品的霸主,在微电子、光电子产品及计算机方面仅次于美国;韩国、新加坡以及中国台湾地区处于中端,是关键元器件的生产基地;我国处于产业价值链的低端,主要从事一般元器件的生产及整机的加工和组装。
我国IC业发展现状及隐忧
受世界金融危机的影响,全球IC产业一路下滑,遭遇了前所未有的“行业冬天”,我国IC产业也受到一定影响。
从产业结构来看,2009年我国集成电路产业发展是不平衡的。其中芯片制造与封装测试对外依存度较高,受国际市场的影响较大,出现了较大幅度下降,而IC设计业在内需市场的拉动下逆势增长。据半导体行业协会统计,去年全年产业销售额规模同比增幅为-11%;制造业因出口大幅下滑,销售收入同比下滑13.2%;封装测试业受外需萎缩及奇梦达(苏州)公司破产保护的影响,全年销售收入同比降幅19.5%;IC设计业,受家电下乡、3G网络建没、基础设施建设等一系列刺激内需政策的拉动,销售额同比增长率达14.8%。
从应用领域来看,计算机领域依然是2009年我国最大的集成电路应用市场,市场份额高达45.9%,比2008年提高了3.8个百分点。通信领域在3G建设的带动下,市场份额也较2008年有所提升。汽车电子领域虽然市场份额较小,但近几年来市场稳定,2009年市场增速达10%,实现逆势发展。消费类和工控类受金融危机影响最大,市场增速下降20%左右。
从政策环境来看,自2000年,国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发[2000]18号)以来,国家陆续出台了一系列支持IC产业发展的政策措施,2009年,《电子信息产业调整和振兴规划》的出台,“核高基”国家科技重大专项的启动,工业和信息化部、财政部电子信息产业发展基金的持续推动,都为IC产业发展创造了良好的政策环境。
从IC设计企业发展路径来看,一些有实力的IC设计企业已开始摆脱同质化竞争,实施差异化策略。同类IC产品靠性能、质量、价格和服务等综合能力进行竞争,产品由原来的通用芯片向“芯片+软件+解决方案”转变,IC设计企业逐步形成自己独特的“应用专利”。
总体上看,我国IC产业还处于产业链的低端环节,还处于发展的初级阶段。具体来说有以下几个问题:
处于全球产业价值链低端的低附加值部分更加边缘化。我国IC产业主要以制造环节“被动”嵌入全球产业价值链中。由于处于价值链高端的国家,将价值链低端的低附加值部分外包,导致我国只能依靠廉价劳动力从事低端加工制造,获取低额利润,也就难以积聚IC产业发展所需的巨额连续投资,难以实现技术突破和产业升级。
核心技术受制于人,导致R&D过程“路径依赖”。目前我国芯片技术创新能力主要来源于IC领域的跨国公司,本土IC企业尚未形成核心价值和可持续性优势,产品创新仍有赖于引进国外高端技术。而处于产业主导地位的国家,为保持技术垄断和国际竞争力,严格控制技术和设备的出口,导致我国IC技术发展过程中形成明显的“路径依赖”,并在国际技术标准上受制于人。
产业格局不够优化。从上下游产业格局来看,国际公认的黄金比例是设计、制造和封装3:4:3,目前在国内IC产业链中,封装测试业所占比重最高,制造业次之,设计业所占比重最小,且多处于初创期。
风险投资对我国IC产业的关注度减弱。2004-2006年,风险投资对“中国芯”的关注一度高涨,但近年来,由于众多投资案例的失败,使VC失去了信心,对IC产业的关注度减弱。目前我国天使投资、风险投资不发达,信用担保体系不健全,许多高新技术企业融资渠道单一。
北京lC产业的新机遇
当前全球半导体产业正在进行新一轮调整,全球芯片设计企业巨头、代工厂纷纷进军北京市场,北京芯片市场的重要地位日益突显,IC产业迎带来了前所未有的发展机遇。
巨大的市场潜力为产业发展提供新的R&D空间。在3G手机、平板电视、便携式数码产品、汽车电子等电子市场持续增长的带动下,北京IC市场需求大幅增长。一是安全产品市场,近年来用于数字认证系统的安全产品市场巨大,包括增值税发票认证系统、金融数据密码机、智能IC卡及密钥、加密传真机等,二是以节能减排为代表的绿色集成电路市场,目前除了LED市场外,在太阳能、风力发电等领域,我国集成电路设计企业尚未涉足。三是汽车电子市场,汽车电子领域的综合信息平台有巨大的市场空间,已取得一定成效的比亚迪曾提出“One Car One Wafer(芯片基材)”的口号。四是智能卡市场,虽然IC产业在城市的智能卡市场进入“红海”时代,但农村市场尚未涉足,农村市场对智能卡的功耗、安全和成本提出了新的需求。
低碳生活和物联网等新兴市场的发展为IC设计业提供有利契机。低碳技术和物联网为嵌入式芯片技
术及其产品的发展提供了前所未有的应用载体。嵌入式芯片是“物”的身份识别,是信息的采集、传输、监控以及“物与物”之间通信、整合、互联互通、集中管理的核心技术。要充分利用嵌入式芯片现实和潜在的市场,着重于新一代技术的推进和产品的研发,使北京IC设计业做大做强。此外3C融合的潮流与3G时代的到来也为IC设计业提供了新的发展机遇。
创业板为中小IC设计企业开启上市融资大门。2009年创业板的推出降低了初创期IC设计企业上市融资的门槛,同时也增强了VC和PE等投资机构和投资人前期投人中小集成电路企业的信心,拓宽了IC设计业的融资渠道。
北京IC产业发展路径
北京如何利用科技、人才、市场的优势,加快IC业高端化发展的进程,这是需要我们重点研究的问题。建议如下:
突出重点领域,把发展IC设计业作为IC产业升级的突破口。IC设计业作为整个IC产业链的龙头与核心,以其知识原创性凸显了创新的潜质及在迎合市场需求方面的巨大活力。以IC设计业为核心,带动上下游产业联动,是推动北京IC产业升级的必然趋势。一是发展IC设计业符合首都的功能定位。相对产业链各环节来看,芯片设计业对自然资源的要求不高,资金投入较低,利润率较高,对优化北京产业结构有积极的影响。二是北京有得天独厚的智力资源优势。有大规模的高等院校和科研院所,有吸纳高素质人才的首都优势,有创新技术的政策环境,很适于IC设计业的发展。三是有良好的产业基础。经过多年的发展,北京芯片设计业涌现出了华大、大唐、中星微电子、中芯微系统、威盛等一批极具实力的设计公司,产品档次处于国内领先地位。
注重产业规划,把握“十二五”发展规划预研和制定的关键时期。把与低碳和物联网应用相关的嵌入式芯片及其关键技术内容纳入北京市信息产业和半导体产业“十二五”发展规划中。
培育产业高地,打造和谐共赢的产业经济链。一是打造IC产业集聚区。着力加强产业链各环节的集中度,加强已有或新建的产业联盟和公共技术平台建设,真正营造起“创新要素向企业集聚”,“以企业为主体、市场为导向、产学研结合”的创新机制,促进各环节的合作,推动上下游产业协同发展,扩大经济规模。二是打造垂直一体化企业,将芯片设计、制造(含封测)、应用、分销、系统整合为一个整体,目前华润集团、中国电子信息产业集团有限公司和叶,国电子科技集团公司均已在战略规划和资本层面提出产业链资源整合。
篇6
关键词:课程体系改革;教学内容优化;集成电路设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)34-0076-02
以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,2001年,教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。
我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。
一、专业课程体系存在的主要问题
1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。
2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。
3.课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。
二、专业课程体系改革的主要措施
1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。
我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。
2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。
在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。
对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。
三、结论
集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础,而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果,分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题,结合我校实际情况,对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革,提出“4+3+2”专业课程体系,并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求,为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。
参考文献:
[1]段智勇,弓巧侠,罗荣辉,等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5).
[2]方卓红,曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息,2007,(27).
[3]谢海情,唐立军,文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育,2013,(28).
[4]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究,2008,(22).
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为打破几十年来,国内“硬件不做CPU,软件不做操作系统”的现象,中国国家高技术智能计算机系统专家组日前以国家的行为通过各种方式联合攻关,这为新世纪的软件与集成电路产业大发展吹响了世纪的号角。
中国科技大学的金西老师,获邀参加了中国国家高技术智能计算机系统(863-306)专家组主办的第一届中国自由软件发展战略研讨会,并作了演讲。现在我们将其在会议演讲文稿及通过各种渠道了解到的发展动态综述出来,答谢读者多年来对我刊的支持与厚爱,同时衷心祝贺我国的软件与集成电路产业在新世纪蒸蒸日上。
1国家鼓励的主要产业政策
国家鼓励的有关软件产业和集成电路产业的主要产业政策如下: 第十条支持开发重大共性软件和基础软件。国家科技经费重点支持具有基础性、战略性、前瞻性和重大关键共性软件技术的研究与开发,主要包括操作系统、大型数据库管理系统、网络平台、开发平台、信息安全、嵌入式系统、大型应用软件等基础软件和共性软件。属于国家支持的上述软件研究开发项目,应以企业为主,产学研相结合,通过公开招标方式,择优选定项目承担者。 第十一条支持国内企业、科研院所、高等学校与外国企业联合设立研究与开发中心。 第四十二条符合下列条件之一的集成电路生产企业,按鼓励外商对能源、交通投资的税收优惠政策执行。
(一)投资额超过80亿元人民币;
(二)集成电路线宽小于0.25μm的。
2软件产业
2.1我国软件业现状 进入21世纪,信息技术将渗透到经济建设和社会生活的各个方面,软件将会成为突出体现一个国家经济优势的产业。我国软件业在1990年软件的销售额仅为2.2亿元人民币,1999年中国软件市场总销售额增加到176元亿人民币,增长79倍,每年的发展速度都在20%以上;2000年中国软件市场的销售额约225亿元人民币左右,较1999年增长27.8%。软件产业做为支柱产业的形象越来越明显。
2.2我国软件业与印度软件业的差距 我国软件业的发展和国外软件业相比还有很大的差距,独立自主开发的软件所占比例还很小。早在1998年的统计资料就表明软件产品市场销售额为138亿元人民币,约占当年世界软件市场份额的1%;软件产品出口约为6500万美元,而同期印度的软件出口额已达到26.5亿美元,约是我国的40倍。2000年印度软件产业销售额达57亿美元左右,出口达39亿美元,这比我国2000年销售总额要多40%左右。 2.3我国政府对软件产业的态度 软件业已成为衡量一个国家综合国力的标志之一。软件产业的快速发展对各国保持经济稳定、持续发展起到了关键作用。在发达国家,软件业已超过钢铁、汽车和石油等传统产业成为国民经济的重要支柱;而在中国信息产业中,软件市场尚不及硬件的20%,软件产业发展的滞后已经引起我国政府和有志之士的高度重视。
科技部副部长徐冠华谈到,90年代以来,信息技术及其产业发展令人目不暇接,国际信息产业结构正在进行战略调整。由以硬件为主导向以软件为主导过渡,软件的重要性日益显着。在软件产业方面,正在发生着由销售导向向服务导向转变。以Linus为代表的共享软件的出现,促使软件由垄断封闭型开发,向社会开放型的开发方向演化,这代表已在网络上合作进行研发的新趋势。这种趋势迫切要求不甘落后的国家,必须尽快形成自己的软件开发实力,壮大自己的软件产业,在未来经济和产业之林中占有一席之地。软件园在国家整个软件产业发展中的核心作用、牵引作用和示范作用都已得到体现,软件园的建设发展,已成为当地开拓新经济增长点的重要方向,集中发展是实现软件产业能够快速发展的战略选择。 软件产业是以智力和人力为主要经营资源,以知识和信息为经营载体,以创新为主要经营特色的知识、智力密集型产业,是典型的知识产业,是知识经济的核心。信息产业部副部长曲维枝指出,软件产业有以下两个显着的特点:
(1)软件产业以人才为本,高素质、高水平、稳定的软件技术人才队伍是产业发展的必要条件。
(2)软件产业以创新为主要发展动力,必须在技术、产品、市场和管理的不断创新中取得发展。
曲副部长还指出:我国政府应从以下几方面着手,为软件产业营造良好的政策和经济环境:
(1)尽快制定配套的软件产业政策,推动我国软件产业的快速发展。
(2)通过设立软件专项基金等措施启动市场,推动软件产业发展。
(3)重视对软件的产业化、软件人才队伍的稳定和培养。
(4)强化行业管理、严格质量控制。要在系统集成商与软件开发商中大力推广ISO9000和CMM认证及软件企业的资质认证,以及对系统集成工程要实行工程监理制度。 (5)开展国际合作,开拓国际市场。
3CMM模型
3.1CMM的由来 软件是知识产品,是人类智慧的结晶,软件系统的复杂程度也是超乎想象,不同于一般的生产过程。美国卡内基·梅隆大学软件工程研究所(CMN/SE)受美国国防部的委托,开发了软件能力成熟度模型(CMM),为软件工程过程管理和实施开辟了一条新的途径。CMM主要用于评估和改进软件企业中的以软件能力为标志的软件活动。它能帮助软件企业改进和优化管理,在提高软件开发水平和效率的同时提高产品的质量和可靠性,实现软件生产工程化。根据软件生产的历史和现状,CMM框架用5个不断进货的层次来表达软件组织活动的行为特征及相应问题,其中初始层是混沌的过程;可重复层是经过训练的软件过程;定义层是标准一致的软件过程;管理层是可预测的软件过程;优化层是能持续改善的软件过程。在CMM框架的不同层次中,需要解决具有相应层次特征的软件过程问题。因此,一个软件组织首先需要了解自己处于哪一个层次,然后才能针对该层次的行为特征解决相关问题。任何软件组织致力于软件过程改善时,只能是循序渐近地向相邻的上一层进化;而且向更成熟层次进化时,原有层次中那些已具备的能力还应该保持和发扬。
3.2CMM的国际地位 CMM已得到了国际上普遍的认可,并对计算机软件行业产生了深远的影响,它可以通过对软件组织软件能力的评价、软件过程的评估及改进,提高开发软件产品的能力和质量,是我国软件企业走向世界迅速发展的必由之路。我国软件业和印度相比出口额差别很大,其中原因很多,就企业自身管理而言,我们比印度差得更多。从行业本身角度来看,印度软件行业导入CMM模型是其成功的重要因素。目前,全球已有72家企业通过了CMM4级和5级评估,其中印度就有24家,通过CMM模式的管理,印度大幅度提高了其软件开发能力及软件产品的质量,保证了向美国和欧洲软件出口的高速增长。与此相比,我国软件企业2000年前只有北京鼎新公司通过CMM2级认证。
我国的软件开发整体水平是印度十年前的水平,软件生产方式普遍是手工作坊的软件生产过程,处于有章不循和无章可循的混沌状态。外部环境的改善、政府的支持和保护、资金问题的改善,给软件业的发展提供了一个良好的发展平台;但外因是要通过内因来起作用的,在我们抱怨资金缺乏、不堪税赋、人才流失等问题时,应该好好的反思软件企业的自身问题,用CMM作为一面镜子去发现、查找、评估企业在软件生产过程中的问题,我们缺乏的是科学化、系统化、规范化的管理,也就是突破CMM2级的问题。实施CMM是软件企业加强自身管理,提高素质,摆脱困境的必经之路,是软件业与国际接轨的重要举措。 3.3中国的CMM认证 令人欣慰的是,在这次2000年中国自由软件发展及应用战略研讨会上,摩托罗拉中国软件中心的经理在演讲中公布,摩托罗拉中国软件中心是中国大陆第一个基于“软件能力成熟模型”(CMM)开展其业务的软件开发机构。CMM由五级组成,第一级为最低,第五级代表最高水平。目前,大部分软件组织通过的认证属于一级或二级。摩托罗拉中国软件中心已于2000年9月通过了顶级(五级)评估,成为中国首家达到顶级的软件企业,也使中国成为继美国、印度之后第三个拥有顶级企业的国家。那位经理特别强调整个摩托罗拉中国软件中心完全是由中国人组成,中国人也能做到CMM顶级。
会上,有不少软件开发商质询摩托罗拉中国软件中心说,CMM2级认证过程需百万美金以上费用,有没有这个必要吗?摩托罗拉中国软件中心用一组数据展示其在向争取高级别认证过程中的大幅提高效率作了肯定的答复,也就说明了,随着项目复杂度的日益增加,“软件能力成熟模型”已经成为及时和高品质软件产品的保障,是企业竞争力提高的象征。摩托罗拉中国软件中心不仅在公司内部使用“能力成熟模型”,而且积极倡导并推广该模型的应用,同时为国内外其他软件组织提供软件工程方面的咨询服务。 CMM的思想、原理、工具、方法无疑对我国软件产业的加速发展起到巨大的推动作用,它必将对我国软件产业的评估、认证、引导以及软件企业内部的优化与发展产生深远的影响。
4集成电路产业
4.1 集成电路制造技术已推进到深亚微米领域 集成电路制造技术进入深亚微米领域的发展趋势主要有:
1. 加工微细化 微细化的关键是光刻。据研究,光学光刻的极限是0.12μm。通过开发短波长光源、大数值孔径镜头、变形照明、移相掩膜以及先进的抗蚀剂工艺技术等已将光学光刻推进到实用线宽0.25μm,可满足256M DRAM制造的需要。日立公司已用这些技术实现了0.13μm的线宽。
2.硅片大直径化 芯片尺寸随着集成度提高而增大,使圆片能分割的芯片数减少,导致成本增大。世界各大IC厂商集团经讨论决定将新世纪第一个主流硅片直径定为12英寸。
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集成电路作为关系国民经济和社会发展全局的基础性和先导性产业,是现代电子信息科技的核心技术,是国家综合实力的重要标志。鉴于我国集成电路市场持续快速的增长,对集成电路设计领域的人员需求也日益增加。集成电路是知识密集型的高技术产业,但人才缺失的问题是影响集成电路产业发展的主要问题之一。据统计,2012年我国对集成电路设计人才的需求是30万人 [1-2]。为加大集成电路专业人才的培养力度,更好地满足集成电路产业的人才需求,2003年教育部实施了“国家集成电路人才培养基地”计划,同时增设了“集成电路设计和集成系统”的本科专业,很多高校都相继开设了相关专业,大力培养集成电路领域高水平的骨干专业技术人才[3]。
黑龙江大学的集成电路设计与集成系统专业自2005年成立以来,从本科教学体系的建立、本科教学内容的制定与实施、师资力量的培养与发展等方面进行不断的探索与完善。本文将结合多年集成电路设计与集成系统专业的本科教学实践经验,以及对相关院校集成电路设计专业本科教学的多方面调研,针对黑龙江大学该专业的本科教学现状进行分析和研究探索,以期提高本科教学水平,切实做好本科专业人才的培养工作。
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[4]。
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(SAR ADC)”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[5]。
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
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“中国芯”评选背景介绍
集成电路产业是信息产业的核心和基础,是一个国家或地区综合实力的重要标志。2000年,国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,即18号文件。18号文件的与实施如浩荡东风,吹大地皆春。在营造良好的产业政策及发展环境的同时,原信息产业部电子信息产品司组织了旨在推进集成电路技术与产品创新及产业化应用的“中国芯”工程。通过电子发展基金、国家科技重大专项等科技开发项目的支持,“中国芯”工程已经在多个领域获得突破,一批自主创新的集成电路产品相继开发成功,一批优秀的集成电路设计企业迅速成长。
推进“中国芯”成果的应用与产业化是“中国芯”工程的重要组成部分,由电子信息产品司组织,具体实施由CSIP承担。2006年,在电子信息产品司的指导下,CSIP成功举办了首届“中国芯”评选及推广活动。活动开展以来,共有来自全国各地185家集成电路设计企业的289款芯片产品参与到评选活动中来,其中有36家集成电路设计企业的55款芯片获奖,据统计,“中国芯”品牌不但为企业带来了良好的社会效益,还为企业带来增值几十亿的经济效益。
2010年是国务院18号文十周年,也是我国“十二五”规划承上启下的一年,为了总结中国集成电路产业十年的技术进步和发展成就,促进“中国芯”成果的产业化,CSIP在全国范围内组织开展了“十年‘中国芯’评选活动”,表彰十年来始终致力于促进和发展我国集成电路产业的先进个人、企业和园区。
目前,“中国芯”评选已成为中国集成电路产品创新和应用创新的风向标和大检阅,“中国芯”也成为行业内最具影响力的公共品牌。回首“中国芯’’活动的历程,我们相信,在鼓励集成电路自主创新、以成果应用和产业化为最终目的的平台上,CSIP将与产业界同仁一道,为中国集成电路产业的发展作出更大贡献!
一、国民技术股份有限公司――USBKEY系列安全芯片
企业简介
国民技术股份有限公司诞生于2000年3月,由深圳市中兴集成电路设计有限责任公司于2009年6月整体转制设立而成,是承担国家“909”超大规模集成电路工程的集成电路设计企业之一。公司总部设立在深圳,并于北京和上海设立有研发和支持中心。2010年4月30日,国民技术股份有限公司在深圳市证券交易所创业板上市。
国民技术秉承自主创新理念,以打造创新的技术、创新的产品、创新的市场,向社会和民众提供高价值、高品质的IC产品与方案为目标,积极推动行业和产业链的合作,创造多赢的商业模式。
公司以信息安全、SOC、射频为核心技术发展方向,涵盖从前端到后端全过程的IC设计技术,拥有逾百项自主知识产权,并在多个技术领域具有创新性突破。自成立以来,承担过多项国家“863计划”专项重大课题和发改委高技术产业化项目,荣获十几项省部级技术奖励。
国民技术深耕于安全、通讯、消费电子三个主流市场,为促进互联网时代的现代化社会发展而贡献知识财富。
全力打造的网络身份认证芯片,是中国首颗量产的具有全自主知识产权的32位CPU核产品,广泛应用于我国金融、税控、海关、电子政务、数字版权保护等领域,处于行业优势领导地位。
国民技术是中国可信计算产业联盟的发起者之一,推出的可信密码模块(TCM)产品和方案是我国信息安全产业重要的自主创新成果,被誉为“中国Pc信息安全的DNA”。
公司推出的安全存储、移动支付等创新产品和方案,实现了业内独树一帜的技术突破;在CMMB手机电视芯片、TD-LTE射频芯片等方面也取得了市场领先的成果。
国民技术以“创新服务全民”为企业愿景,立足于以自主创新为社会提供高品质的IC产品和整体解决方案,积极推动构建新型的商业模式,更立志于为人们安全、便捷的数字化生活作出贡献。
1、型号:Z8D64U
芯片概述
Z8D64U是面向低端USBKEY市场应用,基于Zi8051-SC 8位安全处理器的平台上开发出来的,具备低功耗、低成本,性能高等特点。
该系列芯片可用于低端USBKEY应用,如银行、政府身份认证等等,可以实现的功能包括:
1)片上密钥管理(密钥生成、密钥存储、密钥更新等);
2)片上签名及身份认证(可以支持RSA、ECC(p或2n域)等公钥算法)。
芯片封装形式:SSOP20
生产工艺:HHNEC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:单周期增强型8051核,最高时钟频率20MHz;
存储器:FLASH 64Byte,RAM 2+1kBvte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度2.4s/次,签名速度26次/s;
DES算法引擎,流加密速度2.4Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点;
7816接口:符合7816规范,最高速率300Kbps;
最多支持4个GPIO。
2、型号:Z32H/L256D32U(UF)
芯片概述
Z32U系列安全控制器芯片是ZTEIC面向安全控制器市场应用,在基于国产32位RISC处理器的多功能安全处理平台基础上开发出的,具备高处理能力、高安全性、多种接口、低功耗、低成本等特点。
该系列芯片可用于安全加密u盘、指纹识别USB KEY、大容量USB KEY、桌面加密机、桌面型VPN、高性能读卡器、手持POS机、加密板卡等设备上,可以实现的功能包括:
1)片上密钥管理(密钥生成、密钥存储、密钥更新等);
2)片上签名及身份认证(可以支持RSA、ECC(p域)等公钥算法);
3)专用算法下载执行及高速率数据加解密(支持DES/3DES算法和各种专用密码算法);
4)通过丰富的GPIO接口、SPI/UART接口、Flash主从接口、SRAM主从接口、7816读卡器接口等可以实现多种附加应用。
芯片封装形式:LQFP44/QFN64
生产工艺:TSMC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:专门定制的国产高安全核Arca2sc,32bitCPU,5级流水线,2Kbyte高速缓存,最高频率96MHz;
存储器:FLASH 256kByte,EEPROM 32kByte,RAM 8+1kByte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度0,6s/次,签名速度75次/s;
DES算法引擎,流加密速度3.5Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点。
7816接口:符合7816规范,最高速率
300Kbps;
UART接口、SPI接口;
FLASH/SRAM主从接口;
最多支持27个GPIO。
3、型号:Z8D1 68U
芯片概述
Z8D168系列是仙人球(Cacti)Z8系列中一组带有USB1.1全速、IS07816主从接口和SPI接口的8位安全芯片,它与工业标准的8051单片机指令集完全兼容。Z8D168片上集成了单周期高性能8位安全微控制器,拥有256Bile核内RAM、3K核外RAM和1K核外PAE RAM,168K Byte Flash程序,数据存储器。
Z8D168内置DES/3DES、AES、和公钥算法引擎,内置了硬件真随机数发生器和安全防护单元,适用于PKI等安全应用。Z8D168系列芯片具有功耗低、稳定性高和兼容性强等特点。
芯片封装形式:SSOP28/QFN40
生产工艺:HHNEC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:单周期增强型8051核,最高时钟频率20MHz;
存储器:FLASH 168kByte,RAM 2+1kByte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度2.4s/次,签名速度26次,s;
DES/3DES算法引擎,流加密速度3.0Mbps;
AES算法引擎,流加密速度2.4Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点。
7816接口:符合7816规范,最高速率300Kbps;
硬件SPI主接口,可外扩FLASH、显示等器件;
最多支持13个GPIO。
二、上海华虹集成电路有限责任公司――世博门票芯片lnIay
企业简介
上海华虹集成电路有限责任公司(以下简称“华虹设计”)是中国智能卡与信息安全芯片解决方案供应商,是中央直接管理的国有独资特大型集团公司、中国最大的国有IT企业中国电子信息产业集团有限公司的二级子公司,是中国“909工程”的重要IC设计公司。其产品包括非接触式IC卡芯片、接触式CPU卡芯片、双界面卡芯片、USBKEY芯片等,并能提供RFID、公交一卡通、社会保障、金融安全、电信、手机移动支付、高端证照等解决方案。公司芯片年出货量已超过4亿颗,累计出货量超10亿颗,是国内产品线最全、年出货量最大的智能卡芯片供应商,连续9年蝉联中国集成电路设计公司十强企业。
型号:SHG1111
芯片概述
世博门票芯片采用国际标准的ISO14443 TypeA标准,遵循ISO 14443-2(射频功率及信号接口),ISO 14443-3(初始化及防冲突)两部分规范。采用符合国家要求的安全算法以及存储区控制管理,该方案采用上海公交算法进行数据加密,具有较好的安全性。适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自动售检票系统等应用中。
该产品采用自主产权的加解密算法,针对Mifarel卡芯片被破解的现状,该产品可以完全替代升级现有的Mifarel卡应用系统,提高了非接触式卡应用的安全性能。
该产品采用先进的芯片制造工艺制作。内有高速的CMOS EEPROM。卡片上除了IC微晶片及一副高效率天线外,无任何其他元件。卡片上无源(无任何电池)。卡放在读写设备的有效天线场内,高速RF通讯接口能达到的数据传输速率高达106kbit/s。
该产品具有防冲突功能:能在同一时间处理在卡片读写器天线的有效工作距离内的多张卡片。该防冲突算法确保只选中一张卡,并保证在与选中的卡进行数据交换过程中,不受其他卡进入或离开射频区域的影响。
产品设计时考虑了卡使用者使用的方便性。卡提供的高速数据传输速率使一次典型的交易处理时间短于250ms,因此卡使用者通过读卡设备时不必停下。因此适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自动售检票系统等应用中。
特别重要的是防欺骗的安全问题上,该产品采用了三重相互认证机制(ISO/IEC DIS 9798-2),并在通讯过程中所有数据均通过流密码加密以防信号截取,并且每张卡4字节的UID码是在芯片出厂测试时写入的,出厂后不可改确保了其唯一性,这其实是一种有效的防治克隆技术。可以用于存储于卡片上的安全数据的加密,也可以用于发散一卡一密加密系统的密钥。
该产品支持一卡多用功能。每个应用区有不同的权限控制,不同的密钥提供了不同层次的功能。
芯片封装形式:Inlay
生产工艺:0.2Sum EEPROM工艺
主要功能和技术指标
lS0/IEC 14448 A RF接口
非接触数据和能量传输(不需要电池,无源)
工作距离:在距读卡器天线0-60 mm区域内能正确进行数据交换和完成各项操作(具体的读写距离由天线的形状、大小和场强而定)
最小工作场强Hmin:0.3A/m(标准ID-1尺寸天线)
最大可耐受工作场强Hmax:8A/m(标准ID-1尺寸天线)
工作频率:13.56MHz
数据传输速率:106kbit/s
高数据完整性:
――每块有16位CRC检验
――每字节有奇偶校验位
――比特计数
――用编码方式来区分1、0或无信息
抗冲突
4字节序列号(根据ISO/IEC 14443-3级联级别I,Cascade level 1)
典型售票交易流程:
EEPROM存储器
EEPROM存储容量为1k字节,分为16个扇区,每个扇区4块,每块16字节。
每个数据块可单独设定访问权限,访问权限由用户定义。
数据保持时间:最少10年。
擦写次数:最少10万个周期。
安全性
采用了自主产权的上海公交算法。
三重相互认证体制(ISO/IEC DIS9798-2)。
通讯过程所有数据加密以防信号截取。
由16个相互独立的密码,支持一卡多用。
每张卡的4字节序列号唯一。
传输密码保护
本产品所获得的专利
获得国内专利4项(其中发明3项,实用新型1项)
申请国内发明专利6项
本产品获奖情况
2008年中国RFID行业十大最有影响力事件
2008年中国最佳RFID解决方案企业奖
2009年中国RFID行业十大最有影响力成功应用奖
2009年中国RFID优秀应用成果奖
三、北京兆易创新科技有限公司――SPI Flash存储器GD25Q80scP
企业简介
北京兆易创新科技有限公司(原芯技佳易)成立于2005年4月,是国内第一家专业从事存储器及相关芯片研发设计的集成电路设计公司,公司致力
于各种高速和低功耗存储器的研究及开发,已通过SGS认证的IS09001:2008质量管理体系认证和IS04001环境管理体系认证。兆易创新拥有多项专利技术,保证了公司产品凭借“高技术、低功耗、低成本”的特性领先世界同类产品。
公司办公地点设在北京清华科技园区。兆易创新的核心团队曾在硅谷著名的存储器公司工作多年,有着丰富的存储器设计及研发经验。公司目前研发成功了多款产品,主要有SPI FLASH、NOR MCP以及OTP等,部分产品已经大规模量产。兆易创新开发的产品广泛地应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等领域。
型号:GD25080SCP
芯片概述
兆易创新提供的具有通用SPI接口的512Kb到32Mb的Flash存储器,如果配合四输入/输出口(Quad I/O)功能则可以提供480Mbps的传输速率。兆易创新可提供陕捷专业的原厂本地化服务。
芯片封装形式:SOP/DIP/UDFN/TSSOP
生产工艺:0.13μm,90nm
主要功能和技术指标
兆易创新提供世界最高速的SPI FLASH芯片,如果配合四输入/输出口(QuadI/O)功能则可以提供480Mbps的传输速率,静态电流最低可至5uA,产品具有良好的可靠性和适应性,数据保持时间20年,擦写次数可达10万次,擦写和编程速度处于业界先进水平。工作温度范围-40℃+85℃。支持Erase/Program suspend功能,可以支持小Cache的XIP功能。
四、深圳比亚迪微电子有限公司――1/10英寸30万像素的CMOS图像传感器
企业简介
比亚迪微电子,前身为比亚迪股份有限公司IC设计部。为了更好的支持集团垂直整合的战略发展规划,于2004年10月成立了深圳比亚迪微电子有限公司。在这5年中比亚迪微电子致力于集成电路及功率器件的开发,立足于自主技术研发,紧跟世界先进水平。目前产品主要覆盖功率半导体器件、IGBT芯片及模块、电源管理IC、CMOS图像传感器、传感及控制IC、音视频处理IC等。产品应用领域覆盖了对光、电、磁及声等信号的感应、处理及控制,提供IC产品及完整的解决方案。相关产品可广泛应用于汽车、能源、工业、通讯和消费类电子领域,具有广阔的市场前景。比亚迪微电子充分利用半导体产业链上下游资源,根据客户需求,提供包含市场调研、产品定义、芯片设计和验证到芯片应用方案在内的一条龙服务。其多款IC及功率器件产品已获得包括诺基亚、三星在内的多家国际知名公司的认证和批量使用。
型号:BF3603
芯片概述
CMOS图像传感器产品日趋成熟,从07年起,美国和韩国的主要厂家面对成本压力纷纷开始将原来主流的1/6英寸传感器缩小到1/10英寸甚至1/13英寸,使芯片及模组的成本更低。但由于感光像素的缩小也带来成像质量的下降,因此推出的1/10英寸以下的图像传感器市场表现不佳,以至他们到08、09年又退回去开发1/7、1/9英寸的图像传感器。
而比亚迪的BF3603 CMOS图像传感器正是在这样的背景下,依靠过去几年积累的自主核心技术经验,勇敢挑战国外大厂家,在国内第一次成功开发出的1/10英寸图像传感器产品,于2009年8月正式量产。
芯片封装形式:CSP
生产工艺:0.13um CMOS process
主要功能和技术指标
实现量产的BF3603成功地实现了设计目标。由于采用了比亚迪的最新CMOS成像技术成果,利用国际先进的0.13um CIS工艺制造,实现了成像清晰,色彩鲜艳逼真,灵敏度高,反应快,噪声小,功耗低等特点。加上推出时是世界上最小的VGA成像芯片,最具有成本优势,被认为是全球最具竞争力的30万像素图像传感器产品。因此BF3603一经上市便得到市场广泛认可,并得到广大镜头厂和模组厂的积极响应和支持,把1/10英寸的镜头和模组做成了市场的主流。
本产品所获得的专利
已受理专利40项,获得专利5项。
本产品应用案例
五、深圳国微技术有限公司――CAM卡专用芯片
企业简介
深圳国微技术有限公司创立于2003年,是一家专注于数字电视领域,并拥有自主知识产权和核心技术的高科技企业,具备从超大规模集成电路芯片设计到整机系统开发及互联网应用开发的能力。
公司目前约有300名员工,为中国籍,本科及以上人员占公司总人数的70%,研发人员占公司总人数的61%。
公司积极开展数字电视机卡分离标准的产品研发和产业化工作,率先开发成功数字电视机卡分离专用芯片,并进而开发基于该芯片的数字电视应用模块,即完全国产化的数字电视条件接收CAM卡(Conditional Access Module),也称视密卡。该模块将数字电视节目的解密部分从主机中独立出来,实现了数字电视领域的机卡分离,为数字电视终端(机顶盒和一体化电视机)开拓了巨大的水平市场空间。
型号:SMl 660
芯片概述
CAM卡专用芯片是一个内嵌32位CPU的SOC芯片,内置RAM和ROM;支持国际标准DVB-CI标准和中国数字电视机卡分离标准;支持数字电视传输流Ts流双向传输接口;内嵌数字电视解复用器Demux;支持数字电视通用解扰器Descrambler;集成IS07816智能卡接口;内嵌支持多家CA系统的安全模块。
芯片封装形式:TQFPl44
生产工艺:0.18
主要功能和技术指标
1.内嵌32位微处理器
32位ARM7TDMI微处理器
最高支持70MHz工作频率
2.内部2Mbit SRAM
最高支持70MHz工作频率
零等待周期
3.PID过滤:
100%软件可编程
可以同时对64个PID进行处理,通过MASK功能,一个PID过滤器可以处理多个PID Ts包,因此可以处理的PID数量具有进一步扩充的能力
可以处理16对最大长度为64 bits的CW控制字(每对分为奇控制字和偶控制字)
4.MPEG-2分段(section)过滤:
100%软件可编程
16个并行过滤器,每个过滤器最多可以实现16个字节的过滤。
通过软件扩充可支持32个以上的分段过滤能力
5.传送流处理速度:
在60M的系统时钟下,可以处理100Mb/s的传送数据流
6.通用解扰模块
硬件解扰模块,完全兼容DVB通用解扰算法(CSA),兼容通用解扰算法V1.2,V2.0版本。
支持对最大160Mb~的TS流进行解扰。
7.带有属性存储器空间和10接口界面的
PCMCIA接口,符合PCMCIA标准2.1版本规范
8.IS07816智能卡接口。支持TO和T1异步协议和lOETUframe协议
9.32路可编程中断控制器
10.内部锁相环电路
11.可编程外部MEMORY接口支持3个最大4MB的FLASH或ASRAM
12.三个可编程自动装载的32位通用计数器
13.带有8Byte的FIFO的标准UART
14.WatchDog,UART,GPIO模块
15.支持两个以上CA的处理能力
本产品所获得的专利
已受理专利8项,已获取专利3项。第五届“中国芯”最僮市场表现奖
编者按:本刊将从本期开始,详细报道“中国芯”评选活动中获奖与参选企业的产品情况,以飨读者。
“中国芯”评选背景介绍
集成电路产业是信息产业的核心和基础,是一个国家或地区综合实力的重要标志。2000年,国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,即18号文件。18号文件的与实施如浩荡东风,吹大地皆春。在营造良好的产业政策及发展环境的同时,原信息产业部电子信息产品司组织了旨在推进集成电路技术与产品创新及产业化应用的“中国芯”工程。通过电子发展基金、国家科技重大专项等科技开发项目的支持,“中国芯”工程已经在多个领域获得突破,一批自主创新的集成电路产品相继开发成功,一批优秀的集成电路设计企业迅速成长。
推进“中国芯”成果的应用与产业化是“中国芯”工程的重要组成部分,由电子信息产品司组织,具体实施由CSIP承担。2006年,在电子信息产品司的指导下,CSIP成功举办了首届“中国芯”评选及推广活动。活动开展以来,共有来自全国各地185家集成电路设计企业的289款芯片产品参与到评选活动中来,其中有36家集成电路设计企业的55款芯片获奖,据统计,“中国芯”品牌不但为企业带来了良好的社会效益,还为企业带来增值几十亿的经济效益。
2010年是国务院18号文十周年,也是我国“十二五”规划承上启下的一年,为了总结中国集成电路产业十年的技术进步和发展成就,促进“中国芯”成果的产业化,CSIP在全国范围内组织开展了“十年‘中国芯’评选活动”,表彰十年来始终致力于促进和发展我国集成电路产业的先进个人、企业和园区。
目前,“中国芯”评选已成为中国集成电路产品创新和应用创新的风向标和大检阅,“中国芯”也成为行业内最具影响力的公共品牌。回首“中国芯’’活动的历程,我们相信,在鼓励集成电路自主创新、以成果应用和产业化为最终目的的平台上,CSIP将与产业界同仁一道,为中国集成电路产业的发展作出更大贡献!
一、国民技术股份有限公司――USBKEY系列安全芯片
企业简介
国民技术股份有限公司诞生于2000年3月,由深圳市中兴集成电路设计有限责任公司于2009年6月整体转制设立而成,是承担国家“909”超大规模集成电路工程的集成电路设计企业之一。公司总部设立在深圳,并于北京和上海设立有研发和支持中心。2010年4月30日,国民技术股份有限公司在深圳市证券交易所创业板上市。
国民技术秉承自主创新理念,以打造创新的技术、创新的产品、创新的市场,向社会和民众提供高价值、高品质的IC产品与方案为目标,积极推动行业和产业链的合作,创造多赢的商业模式。
公司以信息安全、SOC、射频为核心技术发展方向,涵盖从前端到后端全过程的IC设计技术,拥有逾百项自主知识产权,并在多个技术领域具有创新性突破。自成立以来,承担过多项国家“863计划”专项重大课题和发改委高技术产业化项目,荣获十几项省部级技术奖励。
国民技术深耕于安全、通讯、消费电子三个主流市场,为促进互联网时代的现代化社会发展而贡献知识财富。
全力打造的网络身份认证芯片,是中国首颗量产的具有全自主知识产权的32位CPU核产品,广泛应用于我国金融、税控、海关、电子政务、数字版权保护等领域,处于行业优势领导地位。
国民技术是中国可信计算产业联盟的发起者之一,推出的可信密码模块(TCM)产品和方案是我国信息安全产业重要的自主创新成果,被誉为“中国Pc信息安全的DNA”。
公司推出的安全存储、移动支付等创新产品和方案,实现了业内独树一帜的技术突破;在CMMB手机电视芯片、TD-LTE射频芯片等方面也取得了市场领先的成果。
国民技术以“创新服务全民”为企业愿景,立足于以自主创新为社会提供高品质的IC产品和整体解决方案,积极推动构建新型的商业模式,更立志于为人们安全、便捷的数字化生活作出贡献。
1、型号:Z8D64U
芯片概述
Z8D64U是面向低端USBKEY市场应用,基于Zi8051-SC 8位安全处理器的平台上开发出来的,具备低功耗、低成本,性能高等特点。
该系列芯片可用于低端USBKEY应用,如银行、政府身份认证等等,可以实现的功能包括:
1)片上密钥管理(密钥生成、密钥存储、密钥更新等);
2)片上签名及身份认证(可以支持RSA、ECC(p或2n域)等公钥算法)。
芯片封装形式:SSOP20
生产工艺:HHNEC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:单周期增强型8051核,最高时钟频率20MHz;
存储器:FLASH 64Byte,RAM 2+1kBvte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度2.4s/次,签名速度26次/s;
DES算法引擎,流加密速度2.4Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点;
7816接口:符合7816规范,最高速率300Kbps;
最多支持4个GPIO。
2、型号:Z32H/L256D32U(UF)
芯片概述
Z32U系列安全控制器芯片是ZTEIC面向安全控制器市场应用,在基于国产32位RISC处理器的多功能安全处理平台基础上开发出的,具备高处理能力、高安全性、多种接口、低功耗、低成本等特点。
该系列芯片可用于安全加密u盘、指纹识别USB KEY、大容量USB KEY、桌面加密机、桌面型VPN、高性能读卡器、手持POS机、加密板卡等设备上,可以实现的功能包括:
1)片上密钥管理(密钥生成、密钥存储、密钥更新等);
2)片上签名及身份认证(可以支持RSA、ECC(p域)等公钥算法);
3)专用算法下载执行及高速率数据加解密(支持DES/3DES算法和各种专用密码算法);
4)通过丰富的GPIO接口、SPI/UART接口、Flash主从接口、SRAM主从接口、7816读卡器接口等可以实现多种附加应用。
芯片封装形式:LQFP44/QFN64
生产工艺:TSMC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:专门定制的国产高安全核Arca2sc,32bitCPU,5级流水线,2Kbyte高速缓存,最高频率96MHz;
存储器:FLASH 256kByte,EEPROM 32kByte,RAM 8+1kByte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度0,6s/次,签名速度75次/s;
DES算法引擎,流加密速度3.5Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点。
7816接口:符合7816规范,最高速率300Kbps;
UART接口、SPI接口;
FLASH/SRAM主从接口;
最多支持27个GPIO。
3、型号:Z8D1 68U
芯片概述
Z8D168系列是仙人球(Cacti)Z8系列中一组带有USB1.1全速、IS07816主从接口和SPI接口的8位安全芯片,它与工业标准的8051单片机指令集完全兼容。Z8D168片上集成了单周期高性能8位安全微控制器,拥有256Bile核内RAM、3K核外RAM和1K核外PAE RAM,168K Byte Flash程序,数据存储器。
Z8D168内置DES/3DES、AES、和公钥算法引擎,内置了硬件真随机数发生器和安全防护单元,适用于PKI等安全应用。Z8D168系列芯片具有功耗低、稳定性高和兼容性强等特点。
芯片封装形式:SSOP28/QFN40
生产工艺:HHNEC 0.25um
主要功能和技术指标
处理器:单周期增强型8051核,最高时钟频率20MHz;
存储器:FLASH 168kByte,RAM 2+1kByte;
算法模块:
公钥算法引擎,1024RSA密钥生成速度2.4s/次,签名速度26次,s;
DES/3DES算法引擎,流加密速度3.0Mbps;
AES算法引擎,流加密速度2.4Mbps;
接口:
USB:复合USB1.1 Full Speed规范,1个控制端点,2个BULK端点,1个中断端点。
7816接口:符合7816规范,最高速率300Kbps;
硬件SPI主接口,可外扩FLASH、显示等器件;
最多支持13个GPIO。
二、上海华虹集成电路有限责任公司――世博门票芯片lnIay
企业简介
上海华虹集成电路有限责任公司(以下简称“华虹设计”)是中国智能卡与信息安全芯片解决方案供应商,是中央直接管理的国有独资特大型集团公司、中国最大的国有IT企业中国电子信息产业集团有限公司的二级子公司,是中国“909工程”的重要IC设计公司。其产品包括非接触式IC卡芯片、接触式CPU卡芯片、双界面卡芯片、USBKEY芯片等,并能提供RFID、公交一卡通、社会保障、金融安全、电信、手机移动支付、高端证照等解决方案。公司芯片年出货量已超过4亿颗,累计出货量超10亿颗,是国内产品线最全、年出货量最大的智能卡芯片供应商,连续9年蝉联中国集成电路设计公司十强企业。
型号:SHG1111
芯片概述
世博门票芯片采用国际标准的ISO14443 TypeA标准,遵循ISO 14443-2(射频功率及信号接口),ISO 14443-3(初始化及防冲突)两部分规范。采用符合国家要求的安全算法以及存储区控制管理,该方案采用上海公交算法进行数据加密,具有较好的安全性。适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自动售检票系统等应用中。
该产品采用自主产权的加解密算法,针对Mifarel卡芯片被破解的现状,该产品可以完全替代升级现有的Mifarel卡应用系统,提高了非接触式卡应用的安全性能。
该产品采用先进的芯片制造工艺制作。内有高速的CMOS EEPROM。卡片上除了IC微晶片及一副高效率天线外,无任何其他元件。卡片上无源(无任何电池)。卡放在读写设备的有效天线场内,高速RF通讯接口能达到的数据传输速率高达106kbit/s。
该产品具有防冲突功能:能在同一时间处理在卡片读写器天线的有效工作距离内的多张卡片。该防冲突算法确保只选中一张卡,并保证在与选中的卡进行数据交换过程中,不受其他卡进入或离开射频区域的影响。
产品设计时考虑了卡使用者使用的方便性。卡提供的高速数据传输速率使一次典型的交易处理时间短于250ms,因此卡使用者通过读卡设备时不必停下。因此适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自动售检票系统等应用中。
特别重要的是防欺骗的安全问题上,该产品采用了三重相互认证机制(ISO/IEC DIS 9798-2),并在通讯过程中所有数据均通过流密码加密以防信号截取,并且每张卡4字节的UID码是在芯片出厂测试时写入的,出厂后不可改确保了其唯一性,这其实是一种有效的防治克隆技术。可以用于存储于卡片上的安全数据的加密,也可以用于发散一卡一密加密系统的密钥。
该产品支持一卡多用功能。每个应用区有不同的权限控制,不同的密钥提供了不同层次的功能。
芯片封装形式:Inlay
生产工艺:0.2Sum EEPROM工艺
主要功能和技术指标
lS0/IEC 14448 A RF接口
非接触数据和能量传输(不需要电池,无源)
工作距离:在距读卡器天线0-60 mm区域内能正确进行数据交换和完成各项操作(具体的读写距离由天线的形状、大小和场强而定)
最小工作场强Hmin:0.3A/m(标准ID-1尺寸天线)
最大可耐受工作场强Hmax:8A/m(标准ID-1尺寸天线)
工作频率:13.56MHz
数据传输速率:106kbit/s
高数据完整性:
――每块有16位CRC检验
――每字节有奇偶校验位
――比特计数
――用编码方式来区分1、0或无信息
抗冲突
4字节序列号(根据ISO/IEC 14443-3级联级别I,Cascade level 1)
典型售票交易流程:
EEPROM存储器
EEPROM存储容量为1k字节,分为16个扇区,每个扇区4块,每块16字节。
每个数据块可单独设定访问权限,访问权限由用户定义。
数据保持时间:最少10年。
擦写次数:最少10万个周期。
安全性
采用了自主产权的上海公交算法。
三重相互认证体制(ISO/IEC DIS9798-2)。
通讯过程所有数据加密以防信号截取。
由16个相互独立的密码,支持一卡多用。
每张卡的4字节序列号唯一。
传输密码保护
本产品所获得的专利
获得国内专利4项(其中发明3项,实用新型1项)
申请国内发明专利6项
本产品获奖情况
2008年中国RFID行业十大最有影响力事件
2008年中国最佳RFID解决方案企业奖
2009年中国RFID行业十大最有影响力成功应用奖
2009年中国RFID优秀应用成果奖
三、北京兆易创新科技有限公司――SPI Flash存储器GD25Q80scP
企业简介
北京兆易创新科技有限公司(原芯技佳易)成立于2005年4月,是国内第一家专业从事存储器及相关芯片研发设计的集成电路设计公司,公司致力于各种高速和低功耗存储器的研究及开发,已通过SGS认证的IS09001:2008质量管理体系认证和IS04001环境管理体系认证。兆易创新拥有多项专利技术,保证了公司产品凭借“高技术、低功耗、低成本”的特性领先世界同类产品。
公司办公地点设在北京清华科技园区。兆易创新的核心团队曾在硅谷著名的存储器公司工作多年,有着丰富的存储器设计及研发经验。公司目前研发成功了多款产品,主要有SPI FLASH、NOR MCP以及OTP等,部分产品已经大规模量产。兆易创新开发的产品广泛地应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等领域。
型号:GD25080SCP
芯片概述
兆易创新提供的具有通用SPI接口的512Kb到32Mb的Flash存储器,如果配合四输入/输出口(Quad I/O)功能则可以提供480Mbps的传输速率。兆易创新可提供陕捷专业的原厂本地化服务。
芯片封装形式:SOP/DIP/UDFN/TSSOP
生产工艺:0.13μm,90nm
主要功能和技术指标
兆易创新提供世界最高速的SPI FLASH芯片,如果配合四输入/输出口(QuadI/O)功能则可以提供480Mbps的传输速率,静态电流最低可至5uA,产品具有良好的可靠性和适应性,数据保持时间20年,擦写次数可达10万次,擦写和编程速度处于业界先进水平。工作温度范围-40℃+85℃。支持Erase/Program suspend功能,可以支持小Cache的XIP功能。
四、深圳比亚迪微电子有限公司――1/10英寸30万像素的CMOS图像传感器
企业简介
比亚迪微电子,前身为比亚迪股份有限公司IC设计部。为了更好的支持集团垂直整合的战略发展规划,于2004年10月成立了深圳比亚迪微电子有限公司。在这5年中比亚迪微电子致力于集成电路及功率器件的开发,立足于自主技术研发,紧跟世界先进水平。目前产品主要覆盖功率半导体器件、IGBT芯片及模块、电源管理IC、CMOS图像传感器、传感及控制IC、音视频处理IC等。产品应用领域覆盖了对光、电、磁及声等信号的感应、处理及控制,提供IC产品及完整的解决方案。相关产品可广泛应用于汽车、能源、工业、通讯和消费类电子领域,具有广阔的市场前景。比亚迪微电子充分利用半导体产业链上下游资源,根据客户需求,提供包含市场调研、产品定义、芯片设计和验证到芯片应用方案在内的一条龙服务。其多款IC及功率器件产品已获得包括诺基亚、三星在内的多家国际知名公司的认证和批量使用。
型号:BF3603
芯片概述
CMOS图像传感器产品日趋成熟,从07年起,美国和韩国的主要厂家面对成本压力纷纷开始将原来主流的1/6英寸传感器缩小到1/10英寸甚至1/13英寸,使芯片及模组的成本更低。但由于感光像素的缩小也带来成像质量的下降,因此推出的1/10英寸以下的图像传感器市场表现不佳,以至他们到08、09年又退回去开发1/7、1/9英寸的图像传感器。
而比亚迪的BF3603 CMOS图像传感器正是在这样的背景下,依靠过去几年积累的自主核心技术经验,勇敢挑战国外大厂家,在国内第一次成功开发出的1/10英寸图像传感器产品,于2009年8月正式量产。
芯片封装形式:CSP
生产工艺:0.13um CMOS process
主要功能和技术指标
实现量产的BF3603成功地实现了设计目标。由于采用了比亚迪的最新CMOS成像技术成果,利用国际先进的0.13um CIS工艺制造,实现了成像清晰,色彩鲜艳逼真,灵敏度高,反应快,噪声小,功耗低等特点。加上推出时是世界上最小的VGA成像芯片,最具有成本优势,被认为是全球最具竞争力的30万像素图像传感器产品。因此BF3603一经上市便得到市场广泛认可,并得到广大镜头厂和模组厂的积极响应和支持,把1/10英寸的镜头和模组做成了市场的主流。
本产品所获得的专利
已受理专利40项,获得专利5项。
本产品应用案例
五、深圳国微技术有限公司――CAM卡专用芯片
企业简介
深圳国微技术有限公司创立于2003年,是一家专注于数字电视领域,并拥有自主知识产权和核心技术的高科技企业,具备从超大规模集成电路芯片设计到整机系统开发及互联网应用开发的能力。
公司目前约有300名员工,为中国籍,本科及以上人员占公司总人数的70%,研发人员占公司总人数的61%。
公司积极开展数字电视机卡分离标准的产品研发和产业化工作,率先开发成功数字电视机卡分离专用芯片,并进而开发基于该芯片的数字电视应用模块,即完全国产化的数字电视条件接收CAM卡(Conditional Access Module),也称视密卡。该模块将数字电视节目的解密部分从主机中独立出来,实现了数字电视领域的机卡分离,为数字电视终端(机顶盒和一体化电视机)开拓了巨大的水平市场空间。
型号:SMl 660
芯片概述
CAM卡专用芯片是一个内嵌32位CPU的SOC芯片,内置RAM和ROM;支持国际标准DVB-CI标准和中国数字电视机卡分离标准;支持数字电视传输流Ts流双向传输接口;内嵌数字电视解复用器Demux;支持数字电视通用解扰器Descrambler;集成IS07816智能卡接口;内嵌支持多家CA系统的安全模块。
芯片封装形式:TQFPl44
生产工艺:0.18
主要功能和技术指标
1.内嵌32位微处理器
32位ARM7TDMI微处理器
最高支持70MHz工作频率
2.内部2Mbit SRAM
最高支持70MHz工作频率
零等待周期
3.PID过滤:
100%软件可编程
可以同时对64个PID进行处理,通过MASK功能,一个PID过滤器可以处理多个PID Ts包,因此可以处理的PID数量具有进一步扩充的能力
可以处理16对最大长度为64 bits的CW控制字(每对分为奇控制字和偶控制字)
4.MPEG-2分段(section)过滤:
100%软件可编程
16个并行过滤器,每个过滤器最多可以实现16个字节的过滤。
通过软件扩充可支持32个以上的分段过滤能力
5.传送流处理速度:
在60M的系统时钟下,可以处理100Mb/s的传送数据流
6.通用解扰模块
硬件解扰模块,完全兼容DVB通用解扰算法(CSA),兼容通用解扰算法V1.2,V2.0版本。
支持对最大160Mb~的TS流进行解扰。
7.带有属性存储器空间和10接口界面的PCMCIA接口,符合PCMCIA标准2.1版本规范
8.IS07816智能卡接口。支持TO和T1异步协议和lOETUframe协议
9.32路可编程中断控制器
10.内部锁相环电路
11.可编程外部MEMORY接口支持3个最大4MB的FLASH或ASRAM
12.三个可编程自动装载的32位通用计数器
13.带有8Byte的FIFO的标准UART
14.WatchDog,UART,GPIO模块
15.支持两个以上CA的处理能力
篇10
关键词:20nm 集成电路
中图分类号:TN405 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)01-0196-01
1 引言
从第一片集成电路诞生开始,遵循摩尔定律,集成电路技术向前高速发展。如今,已经发展到20nm工艺。 最大的IDM厂商英特尔已经投产22nm芯片,最大的晶圆代工TSMC也已进入20nm时代,14nm预计最早在2014年投产。不同于以往,在20nm以后,集成电路技术的发展将是一场由全行业共同参与推动的产业革命。
2 FINFET
晶体管是集成电路的基本单元,是工艺缩减的主要对象,通过简单的等比例缩小尺寸来开发晶体管的时代已过去。科学家不断开发新材料和新结构的器件,以提供更小的尺寸,满足人们对高密度、高性能和低能耗的需求。
FinFET是一种互补式金氧半导体晶体管,栅可小于25nm,未来预期可以进一步缩小至5nm,是业界提出的多种新型晶体管中的佼佼者。
在传统平面晶体管结构中,栅只在一侧控制电路通断,这种结构在尺寸缩减时会遇到极限。随着沟道长度减小,沟道中由栅压控制的电荷将变少,而且随着漏电压加大,漏端反偏空间电荷区会更严重地延伸到沟道区,从而栅压控制的体电荷会变得更少。在FinFET架构中,栅被设计成类似鱼鳍的叉状三维架构,可以在电路两侧或三侧控制电路通断。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流,也可以大幅缩短晶体管沟道长度。
FinFET器件极其衍生的诸多立体双门,三门晶体管已经被业界认可,会成为器件的发展方向。
3 EUV
要制造小线宽器件,就要提到核心的工艺技术—光照(lithog raphic)。通常,光源波长越短,可以得到越小尺寸的图形。波长只有13.5nm的EUV(Extreme Ultraviolet)光刻技术渐渐被推到了光照技术的前沿。
EUV的光源是在真空条件下,激光等离子源产生的极紫外射线。在光学系统上,因为在极紫外光波段所有材料的折射率都接近于1,已无合适的透射材料,EUV必须使用反射镜聚光。其基本工作原理为氙气被激光击中后,变热并产生等离子体,此时电子开始逃逸,产生13.5nm的光。光经过光学系统汇聚并照到掩膜版上,经光学系统处理,在反射镜上形成芯片平面图案,再通过反射镜的多次反射,掩膜版上的图案最终被微缩,并呈现到晶圆上。
EUV所使用光源的波长是现有的十分之一,可使技术节点达到10nm以下,它是未来十年支撑摩尔定律的脊梁。
4 450mm wafer
先进工艺设备非常昂贵,相应晶圆产品的价格也会很高。如何有效利用生产线,减低芯片成本,成为在先进工艺下晶圆厂要面临的首要问题。450mm晶圆可以降低约30%的生产成本和50%的生产周期。因此20nm以后,450mm晶圆将会被引入工厂。450mm晶圆的生产将是整个产业链共同努力的结果。设备供应商,单晶硅提供商,和晶圆厂等单位都将参与其中。Fab的投资在百亿美元以上,其中70%资金将会投入到设备上。建设450mm Fab,以及学习新技术的费用也将占有相当的比例。晶圆厂的激烈竞争和终端市场降低价格的需求,都将驱动450mm晶圆投入量产。
英特尔和TSMC是450mm晶圆技术的积极推动者。英特尔的D1X有可能成为世界上第一家投产450mm晶圆的工厂。TSMC也计划在Fab15建设一条14nm的450mm生产线。2016年左右,市场上就会有14-20nm工艺的450mm晶圆了。
5 3DIC
20nm以后,传统平面封装结构已经不能满足需求, 3DIC将成为封装的趋势。 3DIC (3D封装或叠层封装)是指在同一个封装体内纵向叠放多个芯片的封装技术。3DIC为改善封装的集成度,功耗和系统带宽提供了一个有效的解决方案。
在所有的3DIC技术中,硅穿孔(TSV)能实现最短、最丰富的互连。TSV(Through Silicon Via)是在芯片之间制造出垂直导通,实现互连的技术。TSV能够使芯片在外形尺寸不增加的情况下,利用堆叠实现三维空间密度最大。
通孔是TSV的核心,有“先通孔”和“后通孔”两种方案。先通孔指做前道工艺时,在硅衬底上先形成通孔,这需要在设计时就考虑好,一般在晶圆厂完成。后通孔指在后道所有工艺完成后再制作通孔,其可以在封装厂完成。TSV堆栈技术已被应用。高纵横比的硅刻蚀,好的绝缘衬底和金属势垒,以及有效地镀铜是TSV技术的关键。
基于TSV的3DIC解决方案缩短了互连长度,通过减小信号延迟,降低功耗,减小外形尺寸,提高了性能,提供了性价比更高的封装方案。此外,3DIC还可以使不同功能的芯片堆叠在一起,实现一个系统的功能。
6 DFP,DFM,DFA,DFC
伴随线宽减小,新的设计规范大量出现。设计人员要审视新器件对性能的影响(Design for Performance,DFP),考虑设计方案是否适合生产(Design for Manufacturability,DFM),在设计初期将封装统筹计划(Design for Assembly,DFA),并更加关注成本(Design for Cost, DFC)。
新的立体结构器件与传统平面结构器件有很大差异,在器件模型和电路仿真时要认真研究。以FinFET为例,因为Fin结构特殊,Vt对于fin的厚度敏感,每1nm的厚度变化影响30mv的Vt,使得设计人员在设计时就要计算好fin的宽度来达到不同的Vt。设计人员头脑中要有DFP的概念。
20nm以后,设计师必须学习掌握更多的知识和技能,做到为性能,封装,可生产性,和成本而设计。
7 结语
20nm以后的集成电路技术发展,是整个产业的革命。需要科学家,电路设计师,工艺研究人员,工厂工程师,材料开发人员,设备供应商,投资人等共同参与和创新。更先进的技术,更优质的产品,更低的成本是半导体人的始终追求,也是摩尔定律的真谛。
参考文献