集成电路的设计要求范文

导语：如何才能写好一篇集成电路的设计要求，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。

集成电路的设计要求

篇1

专利申请人撰写这类申请的权利要求时，在相应的产品权利要求中往往会加入有关集成电路芯片的特征，而集成电路芯片通常都具有控制功能，但不同型号的芯片之间，芯片的结构、接口、连接关系以及输入输出信号的形式都存在差别。由于集成电路芯片的这种特殊性，使得一些申请人在撰写这类涉及集成电路芯片的产品权利要求时比较困惑，不知如何在权利要求中体现用于控制处理功能的集成电路芯片的特征，以及关于芯片特征在撰写时有哪些特殊的注意事项。如果申请人在撰写时未注意这些问题，则可能在审查或无效过程中遇到麻烦。

笔者根据专利法及其实施细则、审查指南中的规定，结合审查工作中遇到的实际案例，对涉及集成电路芯片的产品权利要求的撰写给出一些建议。

篇2

集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是新一代信息技术产业发展的核心和关键，对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展，我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局，产业链基本形成。但与国际先进水平相比，我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中，集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业，集成电路设计人才严重匮乏，已成为制约行业发展的瓶颈。因此，培养大量高水平的集成电路设计人才，是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题，也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1_4]

一、集成电路版图设计软件平台

为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要，合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程，如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、 ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订，注意相关课程之间相互衔接，关键内容不遗漏，突出集成电路设计能力的培养，通过对课程内容的精选、重组和充实，结合实验教学环节的开展，构成了系统的集成电路设计教学过程。56]

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

在集成电路版图设计的教学中，采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(ZeniEDASystem),这是中国唯1的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容，支持百万门级的集成电路设计规模，可进行国际通用的标准数据格式转换，它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优，已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用，特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能，并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。

九天EDA软件系统包括设计管理器，原理图编辑器，版图编辑工具，版图验证工具，层次版图设计规则检查工具，寄生参数提取工具，信号完整性分析工具等几个主要模块，实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。

二、集成电路版图设计的教学目标

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

在集成电路版图设计的教学中，首先对集成电路设计的_些相关知识进行回顾，介绍版图设计的基础知识，如集成电路设计流程，CMOS基本工艺过程，版图的基本概念，版图的相关物理知识及物理结构，版图设计的基本流程，版图的总体设计，布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验，讲解Unix和Linux操作系统的常用命令，详细阐述基于标准单元库的版图设计流程，指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图，使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上，让学生自主选择_些较为复杂的单元电路进行设计，如数据选择器、MOS差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS静态存储单元等，使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现，包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。7]

集成电路版图设计的教学目标是：

第熟练掌握华大EDA软件的原理图编辑器ZeniSE、版图编辑模块ZeniPDT以及版图验证模块ZeniVER丨等工具的使用;了解工艺库的概念以及工艺库文件technology的设置，能识别基本单元的版图，根据版图信息初步提取出相应的逻辑图并修改，利用EDA工具ZSE画出电路图并说明其功能，能够根据版图提取单元电路的原理图。

第二，能够编写设计版图验证命令文件(commandfile)。版图验证需要四个文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)来支持，要求学生能够利用ZeniVER丨进行设计规则检查DRC验证并修改版图、电学规则检查(ERC)、版图网表提取(NE)、利用LDC工具进行LVS验证，利用LDX工具进行LVS的查错及修改等。

第三，能够基本读懂和理解版图设计规则文件的含义。版图设计规则规定了集成电路生产中可以接受的几何尺寸要求和可以达到的电学性能，这些规则是电路设计师和工艺工程师之间的_种互相制约的联系手段，版图设计规则的目的是使集成电路设计规范化，并在取得最佳成品率和确保电路可靠性的前提下利用这些规则使版图面积尽可能做到最小。

第四，了解版图库的概念。采用半定制标准单元方式设计版图，需要有统一高度的基本电路单元版图的版图库来支持，这些基本单元可以是不同类型的各种门电路，也可以是触发器、全加器、寄存器等功能电路，因此，理解并学会版图库的建立也是版图设计教学的一个重要内容。

三、CMOS反相器的版图设计的教学实例介绍

下面以一个标准CMOS反相器来简单介绍一下集成电路版图设计的一般流程。

1.内容和要求

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，初步确定其版图;使用EDA工具PDT打开版图编辑器;在版图编辑器上依次画出P管和N管的有源区、多晶硅及接触孔等;完成必要的连线并标注输入输出端。

2.设计步骤

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，在草稿纸上初步确定其版图结构及构成;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器;读懂版图的层次定义的文件，确定不同层次颜色的对应，熟悉版图编辑器各个命令及其快捷键的使用;在版图编辑器上初步画出反相器的P管和N管;检查画出的P管和N管的正确性，并作必要的修改，然后按照原理图上的连接关系作相应的连线，最后检查修改整个版图。

3.版图验证

打开终端，进入zse文件夹，键入zse,进入ZeniSE原理图编辑器，正确画出CMOS反相器的原理图并导出其网表文件;调出版图设计的设计规则文件，阅读和理解其基本语句的含义，对其作相应的路径和文件名的修改以满足物理验证的要求;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt，进入ZeniPDT版图编辑器，调出CMOS反相器的版图，在线进行DRC验证并修改版图;对网表一致性检查文件进行路径和文件名的修改，利用LDC工具进行LVS验证;如果LVS验证有错，贝懦要调用LDX工具，对版图上的错误进行修改。

4.设计提示

要很好的理解版图设计的过程和意义，应对MOS结构有一个深刻的认识;需要对器件做衬底接触，版图实现上衬底接触直接做在电源线上;接触孔的大小应该是一致的，在不违反设计规则的前提下,接触孔应尽可能的多，金属的宽度应尽可能宽;绘制图形时可以多使用〃复制"操作，这样可以大大缩小工作量，且设计的图形满足要求并且精确;注意P管和N管有源区的大小，一般在版图设计上，P管和N管大小之比是2:1;注意整个版图的整体尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的层次之间应该保持一定的距离，层次本身的宽度的大小要适当，以满足设计规则的要求。四、基本MOS差分放大器版图设计的设计实例介绍在基本MOS差分放大器的版图设计中，要求学生理解构成差分式输入结构的原理和组成结构，画出相应的电路原理图，进行ERC检查，然后根据电路原理图用PDT工具上绘制与之对应的版图。当将基本的版图绘制好之后，对版图里的输入、输出端口以及电源线和地线进行标注，然后利用几何设计规则文件进行在线DRC验证，利用版图与电路图的网表文件进行LVS检查，修改其中的错误并优化版图，最后全部通过检查，设计完成。

五、结束语

集成电路版图设计的教学环节使学生巩固了集成电路设计方面的理论知识，提高了学生在集成电路设计过程中分析问题和解决问题的能力，为今后的职业生涯和研究工作打下坚实的基础。因此，在今后的教学改革工作中，除了要继续提高教师的理论教学水平外，还必须高度重视以EDA工具和设计流程为核心的实践教学环节，努力把课堂教学和实际设计应用紧密结合在一起，培养学生的实际设计能力，开阔学生的视野，在实验项目和实验内容上进行新的探索和实践。

参考文献：

[1]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路,2007,(4):19-22.

[2]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):25-26.

[3]唐俊龙，唐立军，文勇军，等.完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨J].中国电力教育,2011,(34):35-36.

[4]肖功利，杨宏艳.微电子学专业丨C设计人才培养主干课程设置[J].桂林电子科技大学学报,2009,(4):338-340.

[5]窦建华，毛剑波，易茂祥九天”EDA软件在"中国芯片工程〃中的作用[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,(6):154-156.

[6]易茂祥，毛剑波，杨明武，等.基于华大EDA软件的实验教学研究[J].实验科学与技术，2006,(5):71-73.

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关键词：集成电路设计；应用型人才；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）14-0059-02

一、引言

在过去的20多年来，中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育，基本扫除青壮年文盲的目标；第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段，高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1]，在2011年毕业的大学生中，有近57万人处于失业状态，10多万人选择“啃老”；即使工作一年的人，对工作的满意率也只有47%。2012年，全国普通高校毕业生规模达到680万人，毕业人数再创新高，大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境，国家相关部分提出了一系列的举措，其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上，以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例，介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。

二、集成电路设计专业特点

进入本世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要，国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展，集成电路设计专业特色也越来越明显。

首先，集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步，集成电路芯片的尺寸不断下降，芯片功能不断增强，功耗越来越低，速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降，组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础，电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识，而这些流程环环相扣，任何一个环节出现问题，很难想象芯片能正常工作[6]。因此，对于一个合格的电路设计人员，深厚的专业基础知识是必不可少的。

其次，集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉，实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展，在电路设计的每一个阶段，电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面，电子设计自动化工具的相关比较多，即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快，集成电路设计工具种类繁多，而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。

再次，集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍，要完成一个电路芯片的设计，需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识，同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求，但从现有的情况看，相关专业的课时数目难以改变，所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。

最后，集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高，投入资金成本高。从现有的情况看，国际上有4大集成电路设计EDA公司，还有很多中、小型EDA公司。每个公司的产品各不相同，即使针对相同的电路芯片，设计自动化工具也各不相同。在硬件方面，软件的安装通常在高性能的服务器上，因此，硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。

三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题

在集成电路设计专业课程设置方面，不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类：基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面，每个学校的定义各不相同，主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看，基础课主要包括：《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等；专业课主要包括：《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等；选修课主要包括：《集成电路EDA》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。

从现有的课程设置可以看到，针对国家应用型人才培养目标，现有的课程设置还存在很多问题，具体地说：

首先，课程设置偏于理论课程，实践内容缺乏，不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到，各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学，缺乏实践内容。比如：《模拟集成电路设计》课程总学时为48，实验学时为8，远远低于实际需求，难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广，但并不深厚，因此，浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的，也不符合我国大学生的现状。

其次，实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合，实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明，对于本科教学情况，90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路，学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复，与集成电路设计业界实际需要完全不相关，这对学生以后的就业、择业意义不大。

最后，没有突现学校的专业特色，不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界，如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力，各大高校需要有自己的专业特色，但现在各个高校的现状仍然是“全面发展，没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。

四、面向应用型人才培养目标的课程改革

针对上面阐述的相关问题，本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案，具体地说：

首先，削减理论课的课时，加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端，这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象，唯一的方法就是改变授课内容，适当削减理论课的课时，加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标，也符合创新型本科生的特点。

其次，积极推进“校企联合办学”，让学生更早接触业界发展，指导择业、就业。正如前面介绍，现在各大高等院校的教学内容理论性太强，学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态，工作效率差，影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间，比如大学三年级或更早，推进“校企联合办学”，使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点，这对于学生后续进入工作非常有利，同时也能推进学校科研工作。

最后，实现优质教学资源的共享。这里的教学资源，除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容，但真正取得的成效还相对比较小。另外，针对集成电路设计专业来说，跟随业界发展的相关知识更新较快，配套的软硬件代价较高，如果能实现高校软硬件教学资源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，这将更有利于提高毕业生的整体水平。

五、结论

本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点，并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况，指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时，文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下，如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。

参考文献：

[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理，2012，（29）：117-119.

[2]殷树娟，齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-66.

[3]侯燕芝，王军，等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（10）：124-126.

[4]张宏勋，和荫林，等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索，2012，（10）：162-165.

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关键词：集成电路；布图设计；保护

现代信息技术以计算机技术为基础，分为软件技术和硬件技术。在硬件技术中,集成电路技术则是最为重要的核心技术。早在20世纪70年代末,美国就曾有人断言："像现在OPEC(石油输出国组织)左右世界一样,将来掌握了半导体技术的国家将左右整个世界。"正因为如此,各国对于集成电路的开发都给予了足够的重视。但与此同时,也有一些厂商采取非法手段获取他人技术秘密或者仿制他人产品,以牟取暴利。我国政府曾积极参与起草世界知识产权组织《关于集成电路的知识产权条约》（以下简称条约）,并努力促成了该条约通过。中国加入世界贸易组织后,《与贸易有关的知识产权协议》（以下简称TRIPS）就对中国有了约束力,其中也包括集成电路知识产权的法律保护。

一、条约的主要内容

1、保护对象

保护对象为集成电路布图设计。受保护的布图设计必须具备原创性。条约中所规定的原创性不同于著作权法中的原创性，条约就此作了专门解释。具有原创性的布图设计，即"该布图设计是创作者自己的智力劳动成果，并且在其创作时在布图设计的创作者和集成电路制造者中不是常规设计"。

2、布图设计权利人的有关权利

（1）复制权

复制受保护的布图设计的全部或其任何部分，无论是否将其结合到集成电路中。

（2）进口、销售或者以其它方式供销

为商业目的进口、销售或者以其它方式供销受保护的布图设计或者其中含有受保护的布图设计的集成电路。

3、布图设计权利人的有关权利的限制

（1）合理使用

为私人目的或为了分析、评价、研究或者教学而复制受保护的布图设计，或者在此基础上创作出新的具有原创性的布图设计的行为不视为侵权，也不需要权利人许可。

（2）反向工程

第三者在评价或分析受保护的布图设计的基础上，创作符合第三条第（二）款规定的原创性条件的布图设计（拓朴图）（"第二布图设计（拓朴图"））的，该第三者可以在集成电路中采用第二布图设计（拓朴图），或者对第二布图设计（拓朴图）进行第（一）款所述的行为，而不视为侵犯第一布图设计（拓朴图）权利持有人的权利。

（3）非自愿许可

《关于集成电路知识产权条约》规定，任何缔约方均可在其立法中规定其行政或者司法机关有可能在非通常的情况下，对于第三者按商业惯例经过努力而未能取得权利持有人许可并不经其许可而进行复制、进口、销售等行为，授予非独占许可（非自愿许可）。

（4）善意侵权

《条约》规定，对于采用非法复制的布图设计（拓扑图）的集成电路而进行的该款所述的任何行为，如果进行或者指示进行该行为的人在获得该集成电路时不知道或者没有合理的依据知道该集成电路包含有非法复制的布图设计（拓扑图），任何缔约方没有义务认为上述行为是非法行为。

（5）权利用尽

《条约》的权利用尽条款规定，任何缔约方可以认为，对由权利持有人或者经其同意投放市场的受保护的布图设计（拓扑图）或者采用该布图设计（拓扑图）的集成电路，未经权利持有人的许可而进行该款所述的任何行为是合法行为。

4、国民待遇原则

即任何一个缔约国在布图设计的知识产权保护方面给予与国国民待遇，也同样给予其他缔约国的国民。

5、布图设计保护期限

条约规定保护集成电路布图设计的最低期限为8年。

6、保护形式

缔约国可以通过专门法律或者通过关于著作权法、专利法，禁止不正当竞争的法律，或者通过上述法律的结合来保护集成电路布图设计。

7、争议的解决

通过协商或者其他方式使有争议的缔约国之间达成和解，若不能和解，则由缔约国大会召集专家小组，由该小组起草解决争议的参考性报告，大会基于小组报告和对条约的解释，向争议各方提出建议。

8、保留

条约第13条规定：对本条约不得做任何保留。

二、TRIPS有关集成电路布图设计的规定

与条约相比，TRIPS对集成电路布图设计的保护更加严格，主要表现在以下几个方面：

1、保护范围扩大

缔约方应将未经权利人同意而进行的下述行为认作是非法行为，即为了商业目的而进口、出售、或销售受到保护的布图设计，一种采用了受到保护的布图设计的集成电路，或者一种采用了上述集成电路的产品，只要它仍然包括一个非法复制的布图设计。

2、善意侵权要付费

善意侵权人接到足够清楚的通知，被告知该布图设计是非法复制的之后，侵权人对于在此之前已经获得的库存件或预定件可以进行上述行为中的任何一种，但是却有义务向权利所有者支付一定的费用。

3、保护期限延长

布图设计的保护期限不得短于自注册申请日起或者自在世界上任何地方进行的首次商业性使用之日起的10年。

如果缔约方不要求以注册作为提供保护的条件，对布图设计的保护期限不得短于自在世界上任何地方进行的首次商业性使用之日起的10年。

三、集成电路布图设计不能用专利法、著作权法保护的原因

1、集成电路布图设计不能用专利法保护的原因

无论在哪个国家,其专利法都要求受保护的技术方案必须具备实用性、新颖性和创造性。集成电路产品对于实用性和新颖性要求都不会有太大问题,问题的症结在于创造性。

（1）集成电路的制造者和使用者,在通常情况下最为关心的是集成电路的集成度或者集成规模的大小，如果就这种产品作为一个整体去申请专利,未必都能通过创造性审查。

（2）在集成电路设计中常常采用一些现成的单元电路进行组合。而在专利审查中,组合发明要通过创造性审查,必须取得对该发明创造所属技术领域的普通技术人员来说是预先难以想到的效果。

确实具备创造性的集成电路产品仍可申请专利以寻求保护。

2、集成电路布图设计不能用著作权法保护的原因

用著作权法保护集成的电路布图设计的难度有：

（1）集成电路布图设计的价值主要体现在实用功能上,这已超出著作权法所保护的范围。

（2）著作权法对所保护的对象没有新颖性和创造性要求,这种保护模式不利于技术进步和创新。

（3）依照著作权法,实施"反向工程"的行为将被禁止。未经著作权人同意,任何人不得随意复制他人作品。

3、集成电路布图设计不能用其它知识产权法保护的原因

在现有的知识产权法框架中,还有实用新型法、外观设计法、商标法、反不正当竞争法、商号或企业名称保护法、原产地名称保护法等，在现有的诸多知识产权法律门类中,实用新型法虽然是保护技术产品的法律,但是绝大多数国家和地区(法国、澳大利亚等国除外)的法律都要求受保护的实用新型都必须是具备固定形状或者结构的产品；有的还要求实用新型也必须具备创造性。而集成电路产品的创新点往往并不体现在产品的外在结构和形状上，故从总体上看实用新型法似乎并不适合集成电路的保护。

外观设计法所保护的是产品的新颖外观。外观设计法的保护对象决无任何技术成分可言。

商标法所保护的只是特定标记与特定产品间的联系。很显然这不是集成电路保护所讨论的问题。对于集成电路而言,权利人还可将其商标使用在布图设计上。

参考文献：

[1]世界知识产权组织.知识产权纵横谈[M].北京:世界知识出版社,1992.

[2]吴汉东.知识产权法[M].北京:北京大学出版社,2002.

[3]刘月娥,刘曼朗.市场经济与知识产权保护[M].北京:专利文献出版社,1995.

[4]争成思.知识产权论[M].北京:法律出版社,2003.

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关键词：数字集成电路；设计；核心工艺

随着微电子技术的发展，数字集成电路获得了越来越广泛的应用。深入了解数字集成电路特性，正确分析数字集成电路在实验中出现的种种异常现象，对于提高数字电子技术使用效果、加深使用者对数字电路理论的理解有着十分重要的作用。而实现上述目的的最关键部分在于对数字集成电路的设计相关内容有着较为清晰的理解，本文正是在这种背景下，探讨了数字集成电路的不同设计方法以及所采用的核心工艺，以求为理论界与实践界更好的认识数字集成电路提供必要的借鉴与参考。

一、数字集成电路理论概述

数的表达是多种多样的，如二进位、八进制、十进位、十六进位等。电脑中数字处理是二进位，所以一切资料都要先转化为“0”和“1”的组合。在教学中要对学生强调这里的“0”和“1”不是传统数学中的数字，而是两种对立的状态的表达。数字集成电路是传输“0”和“1”（开和关）两种状态的门电路，可把来自一个输入端的信息分配给几个输出端，或把几个输入端传来的信息加以处理再传送出去，这个过程叫做逻辑运算处理，所以又叫逻辑集成电路。在数字集成电路中电晶体大多是工作在特性曲线的饱和状态和截止状态（逻辑的“0”和“1”）。数字集成电路又包括着如下三种电路：门电路，是作为不包含时间顺序的组合电路；触发器电路，其能存储任意的时间和信息，故在构成包含时间关系的顺序电路时必不可少，这种电路叫做时序逻辑电路，例如寄存器、管理器等。触发器电路是基本时序单元电路；半导体记忆体电路，它可以存取二进位数字字信息，记忆体的作用是用来记住电子电脑运算过程中所需要的一切原始资料、运算的指令程式以及中间的结果，根据机器运算的需要还能快速地提供出所需的资料和资料。在上课时，发现学生易将组合逻辑电路、时序逻辑电路混淆，所以教学中要反复强调两者的的特点，进行对比，使学生能正确区分两种电路。

二、数字集成电路的设计

第一，MOS场效应电晶体的设计。常用的是N沟MOS管，它是由两个相距很近、浓度很高的N十P结引线后做成的，分别叫做源极“S”和漏极“D”。在源极“S”和漏极“D”之间的矽片表面生长一薄层二氧化矽（SiO2），在SiO2上复盖生长一层金属铝叫栅极“G”（实际上“G”极是个MOS二极体）。NMOS集成电路是用得很多的一个品种。要注意一点是多晶矽栅代替了铝栅，可以达到自对淮（近乎垂直）掺杂，在栅下面的源、漏掺杂区具有极小横向的掺杂效应，使源、栅漏交迭电容最小，可以提高电路的速度。

第二，CMOS集成电路互补场效应电晶体的设计。CMO是指在同一矽片上使用了P沟道和N沟道两种MOS电路。这种反相器有其独特之处，不论在哪种逻辑状态，在VDD和地之间串联的两个管子中，总有一个处干非导通状态，所以稳态时的漏电流很小。只在开关过程中两个管子都处于导通状态时，才有显着的电流流过这个反相器电路。因此，平均功耗很小，在毫微瓦数量级，这种电路叫做CMOS电路。含有CMOS电路的集成电路就叫做CMOS集成电路，它是VLSI设计中广泛使用的基本单元。它占地面积很小、功耗又小，正是符合大规模集成电路的要求，因为当晶片的元件数增加时功耗成为主要的限制因素。CMOS集成电路成为低功耗、大规模中的一颗明星，它是VLSI设计中广泛使用的基本单元，但它的设计和工艺难度也相应地提高了许多。CMOS集成电路在P型衬底上先形式一个以待形成PMOS管用的N型区域叫做“N井”，在“N井”内制造PMOSFET的过程与前述的NMOS管相同，所以制造CMOS集成电路的工序基本上是制造NMOS集成电路的两倍。另外还要解决麻烦的门锁效应（Latch-up）。但它仍是高位数、高集成度、低功耗微处理器等晶片的首选方案。

第三，二极体的设计。集成电路中的二极体均由三极管的eb结或cb结构成，前者的正向压降低，几乎没有寄生效应，开关时间短；后者常在需要高击穿电压的场合中使用，技术上又不必单独制做，只是在晶体管制成后布线时按电路功能要求短路某二个电极，从留用的P-N二边引线出去和电路连接。课堂教学中，对二、三极管的特性及工作原理要做详细的复习，以便学生理解。

第四，电阻设计。集成电路中的电阻是在制造电晶体基区层的同时，向外延层中进行扩散制成。阻值取决于杂质浓度、基区的宽度和长度及扩散深度。当需要更大电容阻值时，采用沟道电阻；在需要更小电容阻值时，则采用发射区扩散时形成的N十区电阻。

这里电阻与学生之前学习的电阻进行比较，利于学生理解。

第五，电容设计。集成电路中的电容器有两种，一种是P-N结电容，它是利用三极管eb结在反向偏压下的结电容，电容量不是常数，它的大小与所加偏压有关，且有极性；另一种是MOS电容，电容值是固定，与偏压无关。一般用重掺的区域作为一个板极，中间的氧化物层作为介质层，氧化物层的顶层金属作为另一个板极。但是，集成电路设计中应尽量避免使用电容，数字电路一般都采用没有电容的电路。

三、数字集成电路的核心工艺

首先是薄圆晶片的制备技术。分别在半导体专用切片机、磨片机、拋光机上加工出厚度约为400um、表面光亮如镜、没有伤痕、没有缺陷的晶片。

其次是外延工艺技术。为了提高电晶体集电结的击穿电压，要求高电阻率材料。但为了提高电晶体工作速度，要求低电阻率材料，为此在低阻的衬底材料上外延生长一层高阻的单晶层，这叫做外延技术。

第三是隔离工艺技术。因为数字集成电路中各组件是做在同一半导体衬底片，各组件所处的电位也不同，要使做有源元件的小区域（电晶体）彼此相隔离开，这种实现彼此隔离的技术叫做隔离技术。正是由于它的出现，使分立元件发展到数字集成电路成为可能。现在常用的有介质隔离（将SiO2生长在需要隔离的部位）和P-N 结隔离两种方法。P-N结隔离是在隔离部位形成两个背对背的P-N结；外延结构P-N结隔离是在P 型衬底表面的n型外延层上进行氧化、光刻、扩散等工艺，并将硼杂质扩散到特定部分，直到扩穿外延层和P 型衬底相接。外加反向电压使外延n型层成为一个个相互隔离的小岛，然后再在这个n型外延小岛区域上分别制造电晶体或其他元件。

最后是氧化工艺技术。半导体器件性能与半导体表面有很大关系，所以必须对器件表面采用有效保护措施。二氧化矽被选作为保护钝化层，一来它易于选择腐蚀掉；二来可以在扩散之后在同炉内马上通氧进行氧化；三来可以作为选择掺杂的掩蔽物；再来它常被用来作导电层之间的绝缘层。当然用作钝化的介质还有氮化矽薄膜，这里不多介绍。各种薄膜不仅要执行其本身的预定功能，也要和后续的全部工艺相相容。即钝化薄膜要能承受所要求的化学处理及加热处理，而其结构还保持稳定。从上面工艺流程可以看到，每一步光刻之前都有氧化工序，图形加工只能在氧化层上进行。

设计是一项难度较大的工作，在设计中要考虑许多细节的东西，实践与理论之间有一定的差距，对于我们技术学校的学生而言，可以让他们做一些简单的设计，自己动手搭建电路并做测试，在做中发现问题，解决问题，从而加深对知识的理解。

（作者单位：福建省第二高级技工学校）

参考文献：

[1]桑红石，张志，袁雅婧，陈鹏.数字集成电路物理设计阶段的低功耗技术[J].微电子学与计算机，2011年第4期.

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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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摘要：在集成电路的设计中，电阻器不是主要的器件，却是必不可少的。如果设计不当，会对整个电路有很大的影响，并且会使芯片的面积很大，从而增加成本。电阻在集成电路中有极其重要的作用。他直接关系到芯片的性能与面积及其成本。讨论了集成电路设计中多晶硅条电阻、mos管电阻和电容电阻等3种电阻器的实现方法。

关键词：集成电路电阻开关电容 cmos

目前，在设计中使用的主要有3种电阻器：多晶硅、mos管以及电容电阻。在设计中，要根据需要灵活运用这3种电阻，使芯片的设计达到最优。

1 cmos集成电路的性能及特点

1.1 功耗低 cmos集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。实际上，由于存在漏电流，cmos电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功耗典型值仅为20mw，动态功耗（在1mhz工作频率时）也仅为几mw。

1.2 工作电压范围宽 cmos集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。国产cc4000系列的集成电路，可在3~18v电压下正常工作。

1.3 逻辑摆幅大 cmos集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位vdd及电影低电位vss。当vdd=15v，vss=0v时，输出逻辑摆幅近似15v。因此，cmos集成电路的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。

1.4 抗干扰能力强 cmos集成电路的电压噪声容限的典型值为电源电压的45%，保证值为电源电压的30%。随着电源电压的增加，噪声容限电压的绝对值将成比例增加。对于vdd=15v的供电电压（当vss=0v时），电路将有7v左右的噪声容限。

1.5 输入阻抗高 cmos集成电路的输入端一般都是由保护二极管和串联电阻构成的保护网络，故比一般场效应管的输入电阻稍小，但在正常工作电压范围内，这些保护二极管均处于反向偏置状态，直流输入阻抗取决于这些二极管的泄露电流，通常情况下，等效输入阻抗高达103~1011ω，因此cmos集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。

1.6 温度稳定性能好由于cmos集成电路的功耗很低，内部发热量少，而且，cmos电路线路结构和电气参数都具有对称性，在温度环境发生变化时，某些参数能起到自动补偿作用，因而cmos集成电路的温度特性非常好。一般陶瓷金属封装的电路，工作温度为-55 ~ +125℃；塑料封装的电路工作温度范围为-45 ~ +85℃。

1.7 扇出能力强扇出能力是用电路输出端所能带动的输入端数来表示的。由于cmos集成电路的输入阻抗极高，因此电路的输出能力受输入电容的限制，但是，当cmos集成电路用来驱动同类型，如不考虑速度，一般可以驱动50个以上的输入端。

2 cmos集成电路电阻的应用

2.1 多晶硅电阻

集成电路中的单片电阻器距离理想电阻都比较远，在标准的mos工艺中，最理想的无源电阻器是多晶硅条。　

式中：ρ为电阻率；t为薄板厚度；r=(ρ/t)为薄层电阻率，单位为ω/；l/w为长宽比。由于常用的薄层电阻很小，通常多晶硅最大的电阻率为100 ω/，而设计规则又确定了多晶硅条宽度的最小值，因此高值的电阻需要很大的尺寸，由于芯片面积的限制，实际上是很难实现的。当然也可以用扩散条来做薄层电阻，但是由于工艺的不稳定性，通常很容易受温度和电压的影响，很难精确控制其绝对数值。寄生效果也十分明显。无论多晶硅还是扩散层，他们的电阻的变化范围都很大，与注入材料中的杂质浓度有关。不容易计算准确值。由于上述原因，在集成电路中经常使用有源电阻器。

2 mos管电阻

mos管为三端器件，适当连接这三个端，mos管就变成两端的有源电阻。这种电阻器主要原理是利用晶体管在一定偏置下的等效电阻。可以代替多晶硅或扩散电阻，以提供直流电压降，或在小范围内呈线性的小信号交流电阻。在大多数的情况下，获得小信号电阻所需要的面积比直线性重要得多。一个mos器件就是一个模拟电阻，与等价的多晶硅或跨三电阻相比，其尺寸要小得多。简单地把n沟道或p沟道增强性mos管的栅极接到漏极上就得到了类似mos晶体管的有源电阻。对于n沟道器件，应该尽可能地把源极接到最负的电源电压上，这样可以消除衬底的影响。同样p沟道器件源极应该接到最正的电源电压上。此时，vgs=vds，如图1（a)，(b)所示。图1（a)的mos晶体管偏置在线性区工作，图2所示为有源电阻跨导曲线id-vg s的大信号特性。这一曲线对n沟道、p沟道增强型器件都适用。可以看出，电阻为非线性的。但是在实际中，由于信号摆动的幅度很小，所以实际上这种电阻可以很好地工作。其中：k′=μ0c0x。可以看出，如果vds<(vgs-vt)，则id与vds之间关系为直线性（假定vgs与vds无关，由此产生一个等效电阻r=kl/w，k=1/［μ0c0x（vgs-vt）］，μ0为载流子的表面迁移率，c0x为栅沟电容密度；k值通常在1000～3000ω/。实验证明，在vds<0.5（vgs-vt）时，近似情况是十分良好的。图1（c)，(d)虽然可以改进电阻率的线性，但是牺牲了面积增加了复杂度。

在设计中有时要用到交流电阻，这时其直流电流应为零。图1所示的有源电阻不能满足此条件，因为这时要求其阻值为无穷大。显然这是不可能的。这时可以利用mos管的开关特性来实现。

3 电容电阻

交流电阻还可以采用开关和电容器来实现。经验表明，如果时钟频率足够高，开关和电容的组合就可以当作电阻来使用。其阻值取决于时钟频率和电容值。

在特定的条件下，按照采样系统理论，在周期内的变化可忽略不计。

其中，fc=1/t是信号φ1和φ2的频率。

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关键词：微电子科学技术；集成电路；小型化电路模式；方案设计

从目前微电子科学技术和集成电路产业发展基础条件来说，我国成为世界上经济发展和进步最快的国家之一，加上现阶段我国集成电路产业的核心发展水平得到了不断提升和优化，能够进一步为我国微电子科学技术和集成电路产业的发展提供了良好环境。

一、微电子与集成电路技术特点

（一）集成电路特点

集成电路技术又被稱为微电路系统、微芯片系统以及芯片系统等，并且在电子技术应用过程中，主要将电路结构，比如：半导体装置等小型设备化装置，所以该电子元件一般应用和制造在半导体元件的表面结构上。电路集成板在生产和制造过程中，其半导体芯片表面结构上的电路模式又被称为薄膜集成电路。而另外结构板的厚膜将混合成为集成电路结构，进而由相对独立的半导体结构设备以及被动生产元件共同构成，最终集合成小型化电路模式。其中集成电路设备和系统自身具备体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等相关优势，除此之外，由于集成电路自身经济支出成本相对较低，有利于大面积生产，所以其设备不仅在工业生产、民用电子设备等，比如：收录机、电视机、计算机等相关设备的到了广泛的应用和技术操作。

（二）微电子技术特点

与传统电子生产技术相比较，微电子技术自身具有显著特点，其主要特点表现为以下几个方面。

第一，现代化微电子技术主要利用自身设备固态结构体内部的微电子设备运作，进而实现信息处理和系统加工。其中信号在实际传输过程中，能够在绩效尺寸内开展一系列设备生产[1]。第二，微电子技术在实际应用过程中，能够将子系统以及电子零部件集成为统一芯片内部结构中，所以其设备普遍具备较高的集成性和功能性特点。

二、微电子与集成电路发展现状

现阶段我国微电子科学技术和集成电路产业发展起步相对较晚，并且经过长时间的技术研究和发展，我国电子科学技术行业已经从初级自主创业环节转变为系统化、规模化的环境建设。同时随着科学技术的不断发展和优化，我国在集成电路生产行业中始终保持优质的的发展趋势和方向，同时从销售经济角度来看，自动进入90年代后，集成化电路生产产业的始终保证在经济前端，其中集成电路生产产业的基础集中程度同样的到了有效提升，但是由于我国经济得到了不断提升，企业在集成电路生产过程中，同样无法有效满足市场的基础要求，逐渐出现了产业与经济无法平衡现状。

根据现阶段我国经营实际情况进行综合分析，无论是国家发展还是社会进步，始终重视集成电路以及微电子经营发展，因此在国家的大力发展和支持条件下，我国在集成电路研究和探索领域中开始培养和引进高精尖技术人才，许多高校同样开设相关的课程内容和技术培训，进而为我国微电子以及集成电力培养大量人才。然而与发达国家相比较，我国微电子和集成电路产业上仍然存在着较大的技术和经济差距。

第一，我国微电子以及集成电路行业起步相对较晚，最终导致市场技术拓展能力较差，致使整体行业出现了记性问题[2]。除此之外，我国在集成电路产业以及微电子科学技术方面上，极少能够进入世界范围内的平台中，因此大多数电子产品属于自产自销，严重缺少国际方面的竞争能力，第二，现阶段我国大多数集成电路在研究过程中普遍属于初级阶段，但是由于集成电路以及微电子产品生产过程中明显缺少基础技术，最终造成集成电路产业明显缺少核心竞争能力，致使研究技术人员以及技术水平明显落后，一定程度上限制和约束了我国集成电路产业的创新和进步，最终无法构成一定良性循环。

三、微电子与集成电路优化途径

（一）优化产品方案设计

在微电子科学技术和集成电路产业发展过程中，应该不断优化和完善产品方案设计，进而将高经济收益、高生产效率作为产品发展和生产的主要方向目标。而在产品方案设计过程中，需要以芯片设计方案作为重点内容，进而有效符合经济生产的核心需求。加上现阶段集成化产品芯片在方案设计上，还需要具备较大得技术创新空间，并且在其他产品的投入上，由于产品芯片自身属于高收入、低投入的产品，所以从产品生产市场的总体需求量方面来看，集成芯片在行业应用过程中的基础需求不断增加，进而成为我国集成电路发展的主要优势和机遇。所以在产品方案设计上，还需要不断进行产业优化，进而成为微电子与集成电路的核心技术优势。近几年，我国产品在方案设计方面上，其发展力度和趋势已经远远超出了产品生产方案的预期水平，甚至部分公司已经具有较高的发展实力。但是及时我国集成电路技术发展不断提升，我国在行业内部工作核心效率以及质量水平仍然达到标准要求，致使我国的集成电路产业面临的巨大的压力。

（二）完善集成产业发展重点

在微电子科学技术和集成电路产业在实际发展和运转过程中，其外部环境因素同样成为重要环境因素之一，因此只有构建出优质的发展环境和条件，才能有利于我国集成电力产业的核心发展和技术进步[3]。

1.优惠政策

在我国集成产业以及微电子科学技术应用过程中，为了进一步推动集成电路行业的全面进步，我国相继出台了集成电路行业以及微电流技术发展文件，进而保证集成电路生产行业水平，其中政府在行业政策的优惠和支持对于整体产业发展来说，起到了激励作用和现实意义，从根本上强化了集成生产和制造企业技术水平，尤其是在生产以及应用方向，能够得到最大限度的优惠。比如：政府在行业发展政策中，对于税收方向的规定中，企业实际产生的税收一旦超过百分之六，就可以有效实现了即征即退发展目标，但是在实际操作过程中，对于芯片生产和制造厂家来说，企业实际产生的增值税最高已经达到60%左右，远远高于国际上其他国家的增值税收，因此实际操作过程中，其效果无法达到标准要求。

2.审批流程

近几年，由于我国大型集成电力再生产过程中，审批和操作手续相对比较复杂，致使无论是外部独资，还是中外合资的企业，在审批和操作过程中过于繁琐和复杂，难以快速通过正常的系统审批。为了进一步有效解决政府审批问题，政府应该在审批流程上，最大限度减少流程限制，从根本上推动我国集成电路产业的全面发展。

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关键词电子科学与技术专业；实习基地；定向培养

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）02-0102-02

Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing， Xu Yanbin

Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty， the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point， to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal， two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training， explore the new road of school enterprise cooperation.

Key words electronic science and technology specialty； practice base； targeted training

2000年6月，国务院印发《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〕），明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业，是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业，是克服我国集成电路人才短缺，抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展，国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多，对人才的要求也越来越高，这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革，校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高，使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底，而且能够学习和掌握相关的设计软件，具有相关工作经验和解决实际问题的能力，了解行业背景和企业需求，为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。

1 学校目前存在的问题

电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程，其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授，学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序（如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等）、集成电路中常用的设计方法（如全定制、半定制、CPLD和FPGA等）和集成电路基本单元的版图结构（如电阻、电容、BJT管和MOS管等）。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程，但是实验软件落后，以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。

在集成电路版图实验教学过程中，由于经费的限制，只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后，没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查，不能清楚地知道设计规程检查文件，不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项，不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法，只能简单地绘制出某个元器件的版图，造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛，相关知识匮乏，不能很好地满足企业的需求。

2 校企合作方案探索

实习基地的建立 2003年7月，教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》，通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才，了解企业需求，河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件，增长自身技能，又能为企业培养所需的人才。

在签订了校企合作协议之后，双方又制定了详细的实习基地实施方案，主要从以下几个方面入手。

首先，暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后，企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中，学生开阔了眼界，增长了见识，掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法，明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法，为就业奠定了良好的基础。

其次，双向选择，深入了解。在暑假毕业实习完成之后，企业对实习的学生进行了综合评定，学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式，学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制，由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文，保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验，又能为企业本身培养所需的人才。

最后，除本科生的实习以外，还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划，并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师，对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案，以满足各自的需要。

定向培养方案校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力，为就业打好基础，也是为了为合作企业培养合格的人才，实现双赢。因此，在专业课程教学过程中，根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要，高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况，在本科教学过程中，从专业课开始到专业选修课，都融入了实际生产中会用到的相关内容。

如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中，凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时，都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容，让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中，采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学，让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识，加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中，从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。

以上一系列的培养方案，使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识，让学生了解到了企业对毕业生的需求，为合作企业培养了所需的人才，使企业减少了招聘风险，降低了成本。

3 结束语

校企合作的实践教学模式，带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练，更是一次记忆深刻的体验，是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来，经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验，学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺，校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂，但是学生收获颇丰，最终都找到了理想的工作。

笔者深信，随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入，致力于把合作真真正正地落到实处，带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位，带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。

参考文献

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集成电路作为信息技术产业的“粮食”，其技术水平和发展规模，已经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，仍然是全球竞争的战略重点。随着《核高基》、《集成电路专项》、《新一代无线通信》各种国家科技重大专项的启动，以及落实《国家集成电路产业发展推进纲要》，有关部门相继出台了大力发展集成电路产业的配套措施，产业环境进一步优化，中国科学院微电子研究所所长叶甜春介绍说：“通过重点专项的实施，我们国家集成电路的发展到了一个新的高度，现在无论从设计到我们的制作工艺，到封装，装备到材料，都有一个非常大的进步，最重要的是培育了一些具有国际竞争力的企业。”

叶甜春还介绍，以往我国集成电路产业因专利技术薄弱受制于人，目前，我国在集成电路领域获得2万多项国家专利，2千多项国际专利，与国际差距逐步缩小，“集成电路这个行业因为技术很密集，我们一直说受制于人在哪里，就是我们每做一单技术，就要许可人家的专利，或者购买人家的技术，如果涉及法律就是专利不够，所有我们的专项比较重视专利，整个专项实施到现在设备、工艺、材料、封测有2万多项专利，2千多项国际专利，而且最新的专利慢慢成体系来，我们（在集成电路领域）开始有了自己的位置。”

据工业和信息化部电子司司长刁石京介绍，今年前三季度，集成电路产业产值增长接近20%，平稳快速已经成为中国集成电路产业发展的新常态，“在国家整体产业政策的引导下，在整个市场需求的拉动下，我国集成电路产业也保持着稳定快速的增长，特别是在我们宏观经济受到压力较大的情况下，取得了不错的业绩，按照中国半导体行业协会的统计，1到3季度全行业实现销售额2540亿元，保持着19.5%的增长速度。”

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