集成电路案例范文10篇
时间:2024-05-20 21:10:17
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集成电路计算机辅助设计教学方法
摘要:集成电路设计是一项理论基础要求高、综合性和系统性强、涉及面较广的任务,离不开计算机软件的辅助。开设《集成电路CAD》课程,有利于提高学生的实践能力、加深对专业课程的理解,是系统培养集成电路人才的有效手段之一。针对课程内容抽象的特点,在课堂教学时需通过融入行业前沿信息、设计案例,合理设置随堂练习题、讨论题以及课后习题等一系列内容,丰富教学内容、创造直观生动的课堂氛围,充分调动学生的学习积极性。针对实践性强的特点,通过分组进行课题设计、逐一开展设计报告、加重实践环节的考核比重等方法,可以培养学生的设计思维、提高学生的设计能力。
关键词:集成电路;计算机辅助设计;教学方法;实践训练
一、引言
随着集成电路技术的不断发展,信息的存储和处理能力得到了爆炸式提升,使得信息技术(IT,Infor-mationTechnology)时代已升级到数据技术(DT,DateTechnology)时代。进入21世纪的第二个十年,信息技术已深入人们生产、生活中的方方面面,其在国民经济中的支柱作用愈发凸显。作为信息产业基础和关键的集成电路产业,在这个阶段也迎来了快速发展。从芯片特征尺寸的角度来看,从2010年的65nm发展到了2018年的7nm;从芯片功能和性能的角度来看,越来越多的电路模块被集成到芯片中,片上系统(SoC,SystemonChip)越来越智能,自2017年起,苹果公司和华为公司的SoC都集成有神经处理单元(NPU,NeuralProcessingUnit);从市场分布的角度来看,亚太地区(尤其是中国)是全球规模最大的集成电路市场,市场需求将继续保持快速增长[1],但市场份额主要被美、欧、日、韩等国家或地区的少数跨国公司所占有。芯片是一个国家综合国力的象征,没有芯片就没有电子世界,更没有21世纪的制造设计大国[2]。我国虽然拥有庞大的集成电路市场,但尖端核心技术均掌握在少数发达国家手上,随时有被“卡脖子”的风险,2018年初的“中兴事件”就是一个典型的例子。产业的振兴首先要从培养人才开始,集成电路设计是知识密集型行业,需要培养专门的设计人才。集成电路的CAD(ComputerAidedDesign,计算机辅助设计)技术几乎是伴随着集成电路产品的产生而出现的,虽然数字集成电路的设计方法已从CAD演进到EDA(ElectronicDesignAutomation,电子设计自动化),但是模拟和数模混合集成电路的设计目前还是采用CAD技术。在高等教育院校的相关专业中开设“集成电路CAD”课程,加强设计思维培养和设计实例训练,是系统培养集成电路人才的有效手段之一,有利于提高学生的实践能力、加深对专业课程的理解。
二、教学内容安排
《集成电路CAD》是“电子科学与技术”专业高年级本科生的关键专业课程之一,主要覆盖模拟及数模混合集成电路领域。在学习该门课程之前学生需具备《模拟电子技术》《数字电子技术》《半导体器件物理》《微电子工艺》《集成电路分析与设计》等专业课程基础。本课程的教学内容有两个部分:一是课堂教学,共16学时。其中概论部分2学时,主要讲述集成电路的概念、发展历史及现状、集成电路的计算机辅助设计技术发展历史及现状、集成电路的设计方法及设计流程、集成电路CAD的主要内容等;用2个学时温习集成电路制造技术;专用集成电路的CAD设计方法及设计实例讲解共安排4个学时;CAD电路分析基础、电路元/器件模型各占2个学时;集成电路的版图设计、版图验证及后仿真各占2个学时。二是课程设计报告,共16学时。在开学第一课上做出安排,由班长或学习委员组织学生分组,5—7人一组,指定一名组长。每个小组从集成运算放大器、电压基准源、集成电压比较器、振荡器、低压差线性稳压器、开关电容电路、全定制逻辑电路(50门以上)以及其他方面选择一个设计课题,从开学第一周开始利用课余时间查阅资料,开展电路设计和仿真、版图设计和验证工作。同一小组中的同学在选定应用领域和设定电路指标参数时要体现出差异。从9—16周,各个小组陆续开展课程设计报告,每次课(2个学时)汇报一个课题。首先由组长介绍所选课题的基本情况,每一位同学补充介绍自己的设计和组内其他同学的差异,采用“PPT展示+CAD软件操作”的组合汇报模式。
医疗设备维修及技术人员现况发展思考
1医疗设备维修发展过程
二十世纪六七十年代,医疗电子设备以电子管为主,模拟电路设计,整机电路简单,生产厂家提供详细的原理说明图,设备一旦发生故障,用户自己可修复;八九十年代,医疗电子设备以晶体管、集成电路为主,数字电路设计,生产厂家提供整机电路图,设备发生故障,医院工程技术人员能及时修复;到了九十年代中期,高档医疗设备都是以电子计算机为平台进行设计,全数字化电路,多层电路板安装,使用大规模和超大规模集成电路,厂家自行设计定制专用模块电路,手册上查不到,市场上也买不到,生产厂家不提供电路图、维修密码等维修技术资料,用户无法自行解决故障;近几年来,生产厂家看到售后维修利润可观,便将维修工程人员划出去单独核算,规定维修收费任务。医院工程技术人员在厂家垄断维修资料和配件形势下,修理工作困难重重,维修费用激增,致使医院对工程人员重视程度大大降低。
2医院医学工程技术人员现状
许多医院对工程技术人员的人才培养重视不够,与设备的发展不成比例;医院工程技术人员少、任务重,无暇进行系统学习其知识储备难以满足维修需要。由于厂家对设备维修技术控制越来越多,技术资料保密以及无处不在的密码都限制医院工程技术人员自己开展业务,很难做到精通。厂家对设备维修的垄断造成配件价格昂贵,严重影响了医院工程技术人员的专业能力和维修速度。第三方维修公司的出现,也使得医院技术工程人员处境被动;现代医疗设备技术含量高,电路高度集成,传统维修手段以不能满足维修工作的需要,价格昂贵的专业维修工具配备不全也制约了维修事业的发展。
3医院工程技术人员的发展
3.1首先,作为医院维修工程人员应该有热爱本职,高度责任心,服务于临床的意识;有自强自信,坚忍不拔,刻苦专研的精神;有善于观察,理论分析,遵守检修规程等严谨的科学态度。有脚踏实地,不计名利的品德。同时,还要不断学习新知识和别人的经验,总结自己的教训,探索医疗设备维修技术的新方法,苦练自身能力。
“微电子工艺学”课程设计研究
微电子工艺学课程学时较少,内容丰富,技术一日千里,对师生提出较高要求。有限的课时下,教师应突出重点,让学生掌握大纲规定的教学内容。对重点内容、难点内容讲深讲透;布置作业引导学生进行创新性研究,让学生把课堂理论转化为具体电路、版图设计,提高动手能力。“微电子工艺学”课程共有32学时,主要为理论教学。理论教学模式和实践教学仍处于摸索阶段,教学效果有待提高。本文对其课程设计进行相关研究与探索。将教师的理论教学、实验教学与学生的自主学习相结合,激发学生学习兴趣,培养动手能力,提高教学效果;建立完善的试题库体系;利用已有的实验条件和仿真平台开展工艺实验和工艺流程仿真,建立一套完善的工艺设计实验教学体系;完善已有的专业见习和专业综合训练实践教学,让学生在见习和综合训练中得到锻炼,增加动手能力;进行网络教学平台建设,充分利用网络资源和网络平台形成良好的师生互动。本文拟解决的问题是制定面向电子科学与技术专业的“微电子工艺学”理论教学、实践教学、网络教学、题库建设、课程考核以及实施标准等课程设计。
一、国内外研究现状分析
2006年,电子科技大学罗小蓉老师强调将教师的理论教学、实验教学与学生的自主学习相结合的教学方式,以激发学生的学习兴趣,培养动手能力,提高教学效果。电子科技大学中山学院陈卉2016年提出“微电子器件”实验教学改革与探索。2012年,哈尔滨工业大学王蔚提出从课堂教学与实践教学整合角度出发,将“微电子工艺”课程的教学模式、内容、教材等将课堂、实验、实习3种不同教学形式作为一个课程模块穿插讲授,理论与实践彼此相互促进,编写教材,进行初步实施及评价,获得学生和微电子课程群其他课程主讲教师的肯定,评教结果为“A+”。2010年,华南理工大学廖荣提出微电子工艺实习教学改革探索。加快发展我国微电子产业成为刻不容缓的大事。高校必须为民族微电子产业做出贡献,让学生在校期间熟悉双极型和MOS集成电路的制造工艺流程,了解集成电路的新工艺和新技术,为学生毕业后从事相关专业打下坚实基础。
二、具体实施方案
1.课堂理论教学及学生学习效果实施标准建设。根据“微电子工艺学”知识点较多且抽象、工艺流程复杂等特点,教师在课堂教学中要重视与学生的互动,强调学生的自主学习能力培养,将讲解为主体改变为讲解——学习双主体。方法如下:首先,精简讲授时间,增加课堂讨论环节,给出课堂讨论结果的评价标准。对于“微电子工艺学”难度较大、实践性较强的专业核心课,学生独立思考尤其重要。增加课堂讨论环节是让学生独立思考的最好方法,但会减少理论课的时间,需要建立以下实施方案:①每堂课都要仔细设计该课主题,明确重难点,精简讲授时间;②合理设计和安排思考题和讨论题的内容以及实施方法;③合理设计和安排讨论效果的评价标准,激发学生学习积极性。其次,增加教学专题的seminar,采用案例教学方法,使学生不仅能理解基本理论,同时能结合应用,学会基本、常用的微电子器件工艺制造方法。2.习题试题库建设及理论考核标准。课堂练习题和思考题题库建设。根据该门课的特点,合理设计和安排本课主题下的思考题和练习题,使课堂教学有条不紊地进行。调动学生积极性,循序渐进地接受知识,提出问题、分析问题。目前,我校没有完善的“微电子工艺学”考试试题库。本项目拟根据国内外研究成果,结合我校实际和教学大纲编写试题库,使具有不同题型、不重复题目的试卷达10套以上。具体理论考核标准:测试项目一:课堂表现考核、考核内容、课堂表现情况;考核形式:以第一次形成性考核的条件及学生在课堂的表现为基础进行,主要内容为课堂回答问题、专题讨论、口试等。考核时期:课程结束为周期。测试项目二:作业考核,包括平时作业考核和登录网络教学平台进行学习的考核两部分;登录网络教学平台进行学习的考核。测试项目三:课堂卷面考核内容:课程大纲要求掌握的内容;考核形式:抽取题库中的试题进行卷面考试;考核时期:课程教学的最后两节课。3.实践教学实施标准与实验教学改革。本项目拟对实验教学内容进行改革,制定实施和测试标准。进一步调整实验课程方案,安排一次对新工艺和新技术的调查研究和一周的器件工艺流程仿真的课程设计。根据实验课程设置目标,编制“微电子工艺学课程设计指导书”,制定具体的实施方案和评价方案。拟设置的工艺设计的具体内容:利用器件仿真软件Medici和工艺仿真软件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT新结构的器件和工艺仿真设计,以汇报、答辩且最终以论文的形式提交。实验目的:学会利用模拟工具观察新结构的基本特性;通过实验设计掌握器件的工艺流程;在设计过程中体会设计器件结构的各个参数的折中关系和流程的烦琐性,初步建立工艺设计的思维。实践教学内容需要在教学的实际工作中不断更新,根据学生情况增减内容和调整教学大纲。实验教学测试标准:测试项目一:集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告。考核内容:对集成电路的新工艺和新技术前沿的调研。考核形式:按时提交集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告,字数不少于2000字。考核时期:课程结束2周内完成。测试项目二:工艺仿真设计和小论文撰写考核内容:结合工艺仿真软件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT系列新结构的设计论文。考核形式:以报告形式答辩,最终提交LDMOS和IGBT新结构的设计论文,字数不少于2000字。考核时期:课程结束1周内完成。4.专业见习。学生一方面可以利用学校学院筹建中的实验平台完成工艺相关实验,如微电子工艺实验室。主要功能是使学生初步掌握微电子器件的工作原理、工艺参数的控制方法。器件特性参数的测试分析方法、信息功能材料的制备和结构性能测试方法。内容涵盖CMOS工艺,半导体材料和器件制备工艺、LTCC材料制备和封装工艺、多芯片组件技术,MEMS传感技术及微系统构建工艺等,如微系统封装与测试实验室。该实验平台功能用于微系统封装与测试。实验内容包括各种可用于微系统封装的基板材料及其封装技术研究,系统级封装三维复杂结构的电磁场、热场分析建模、电特性、热特性快速仿真、复杂混合信号完整性分析、电磁兼容、热效应问题的认识和优化处理,封装工艺、可靠性与测试技术研究。集成电路设计实验室:集成电路(IntegratedCircuit,IC)通过一系列特定加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件按照一定电路互连集成在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,用以执行特定电路或系统功能的电子器件。该实验室平台主要用于集成电路设计。5.完善网络教学平台建设。充分利用学校已有的网络资源,在网络教学平台上完成课程创建和内容填充、作业功能、互动功能、阅读资源等内容;学生可以在课下参加讨论与交流、提交与查阅作业,还可以进行一对一的答疑解惑等。本文结合微电子工艺学的理论教学、实验教学与学生的自主学习,从课堂设计、课程考核标准、题库建设、实验环境建设、见习实习和网络平台建设等多方面进行课程设计。具体来说:①在课堂理论教学中,参考借鉴国内外著名高校的实施方法,制定学生课堂表现的考核标准,给出如增加课堂讨论、专题seminar、学生项目PPT展示的环节的具体实施建议,增加学生的参与度和学习热情;②期末考核中,参考借鉴国内外著名高校的教学大纲和教学重点,编写一套能极大指导学生学习的试题库和习题库,打下坚实的理论基础;③根据微电子行业的发展和我校实际,建立一整套合理的实验内容和实验体系,使学生在有限的时间内掌握微电子工艺学的核心技术和方法;④利用仿真软件模拟实际工艺流程,完成CMOS以及BCD工艺设计;⑤利用网络教学平台以帮助学生巩固已学知识,解决难题,实现师生互动,让电子科学与技术专业的学生通过这门重要专业课学习,在掌握微电子基本理论和技术的基础上具备自主学习,独立研究,勇于创新的能力,成为有一技之长的当代微电人。
作者:吴丽娟 宋月 张银艳 雷冰 唐俊龙 谢海情 刘斯 单位:长沙理工大学
电子信息产业调整方案
信息技术是经济增长的“倍增器”、发展方式的“转换器”,产业升级的“助推器”,是当今世界经济和社会发展的重要驱动力。信息产业是为经济发展提供信息技术和信息服务的战略性、基础性、先导性产业,也是*省新兴支柱产业,对于拉动经济增长、调整结构、转变发展方式、促进就业具有重要推动作用。为应对当前金融危机带来的严峻经济形势,根据国家产业政策要求,结合*实际,制定本方案。
一、现状和面临的形势
(一)现状。
1.规模和效益平稳较快增长。20*年,全省全行业实现主营业务收入5794亿元,占全省工业销售收入的比重达到9.4%,总量居全国第四位:实现利润215.3亿元、利税335.5亿元,分别增长31.4%、29.5%:软件业主营业务收入379.7亿元,增长24.1%。
2.产业基础扎实。全省拥有1个国家级信息产业基地、5个国家级信息产业园、23个省级信息产业园、9个省级软件园。以青岛为龙头,以胶东半岛和济南都市圈为基地,沿胶济铁路沿线铺开并向两翼拓展的信息产业带基本形成。20*年,6家企业进入全国电子百强,11家企业进入全国软件百强。高端容错服务器、液晶电视(发光二极管)LED背光源和模组、碳化硅晶体材料及单晶生长炉、半导体发光器件及白光照明等关键技术和产品又实现新突破。“高精尖”军工电子技术产品和信息系统装备研发成功,为“神七”成功发射作出积极贡献。产业结构不断优化,手机、平板电视、笔记本电脑、光电子、电子器件、软件外包服务等高端产业增幅都在20%以上,单晶硅材料、光伏电池、高性能服务器、热打印机、中间件软件等优势产品市场占有率进一步提高。
3.技术创新和标准建设成效明显。全行业拥有国家创新型企业3个、国家级和省级企业技术中心35个、国家和省级重点试验室8个、博士后科研工作站5个、软件工程技术中心35个、集成电路设计中心8个,重点科技成果近4000项,申请专利2.2万项,参与制订或修订国家标准62项。
微电子半导体物理课程教学改革初探
摘要:半导体物理学为电子信息类专业一门重要的基础理论课程,具有内容抽象、教学模式单一、学生参与度不高等特征,本论文系统分析了半导体物理课程教学中存在的一些典型问题,并以微电子专业为例,结合其专业特色,提出了在教学中引入前沿热点案例分析、互动教学、双语教学等相应改革措施,为高校特色专业建设提供了一条新思路。
关键词:微电子专业;半导体物理;课程教学改革
“半导体物理学”是电子科学与技术、微电子科学与工程、集成电路设计等专业的一门重要基础课程,对培养学生今后从事光伏、LED、锂电池等先进电子材料及器件领域以及集成电路设计及制造等相关领域的研究及工作具有重要意义[1,2]。作为微电子专业最重要的课程之一,虽然不少高校充分认识到了“半导体物理学”对于相关学科发展以及学生专业素质培养的重要性[3,4],但由于这门课程存在内容抽象、教学模式单一、学生参与度不高等特点,导致其实际教学效果往往并不理想。因此,本论文系统分析了半导体物理课程教学中存在的一些典型问题,并以微电子专业为例,结合其专业特色,提出了在教学中引入前沿热点案例分析、互动教学等相应改革措施,希望为高校特色专业建设提供一条新思路。
一“半导体物理学”课程教学中存在的若干典型性问题
重庆邮电大学“半导体物理学”课程所用教材为刘恩科、朱秉升、罗晋生等人编著的《半导体物理学(第七版)》(电子工业出版社,2011年3月第2版),该教材属于普通高等教育“十一五”国家级规划教材,电子科学与技术类专业精品教材。结合该教材的内容设置以及本人所在微电子系部教研室的相关教学实践,我们发现该门课程存在以下典型问题:(一)内容抽象。根据重庆邮电大学微电子系的教学大纲,“半导体物理学”可分为两大部分[5],其中第一部分主要介绍半导体的相关基础知识,包括半导体中的载流子状态及能带结构、杂质及缺陷能级、载流子的统计分布、半导体的导电性及非平衡载流子。第二部分主要介绍与半导体器件结构相关的界面效应,包括pn结、金属和半导体的接触、MIS结构、半导体异质结等。该课程教学过程中涉及知识面广,需要学生在选修该门课程之前具有扎实的高等数学、固体物理、量子力学等课程基础,单纯依赖教师的讲解无法在规定学时内达到预期教学效果。同时,本门课程物理概念多、易混淆知识点多、物理模型推导过程繁琐,因此,学生在学习过程中经常感到内容抽象、知识点衔接困难,进而失去学习动力。另外,本门课程为基础理论课,较难通过实物演示让学生明白其中的物理过程,这也给不少学生理解相关知识点带来了困难。(二)教学模式单一。与大部分高校类似,重庆邮电大学“半导体物理学”课程的讲授方式也是课堂板书加多媒体技术的教学方式。这种单一的教学模式一方面会使得教师无法合理规划教学进度。由于这种传统授课模式主要依赖于教师的讲解,而本门课程的内容较多,难度较大,但仅设置了64学时,使得不少教师的授课重点集中于概念的讲解及相关模型公式的推导,而极少有时间详细讲解相关概念及模型的来龙去脉、相互关联以及应用实例,这样使得教师虽然付出了大量的心血,但实际教学效果并不理想。另一方面,单一的教学模式会让学生感觉内容枯燥,缺乏学习兴趣,进而导致其对相关的知识点理解不够透彻,逐渐对课程学习感到吃力,以至于出现厌学的情况。(三)学生参与度不高。根据我们多年的教学实践发现,不少大学生对“半导体物理学”课程的参与度比较低,具体表现在以下几个方面:(1)认知方面:大部分学生课后不会对所学知识加以归纳,没有课前预习课后复习的习惯,不会利用图书馆的资源学习,课后作业经常出现抄袭现象,在课程考试前夕只能通过传统方式进行死记硬背,造成学习效率低下,并且对知识的理解与运用不够。(2)兴趣方面:在教学实践过程中,学校过于注重学生的卷面成绩,忽视了学生的兴趣培养,从而导致在教学过程中,十分注重知识点的记忆,这样一来,课堂必然缺乏活跃氛围,长此以往,学生将会对“半导体物理学”课程学习产生抵触心理。(3)行为方面:虽然出于提高学生注意力的考虑,不少大学已经禁止学生在课堂上使用电子产品,但不少学生在课堂上仍然表现得非常沉默,不愿与教师交流,没有自己的想法,同时在课外很少主动学习相关知识,尤其是实验动手能力较弱。
二“半导体物理学”教学改革探索
经济内循环技术创新的路径选择
1在坚持对外开放的同时,要更加重视对内改革
通过对外开放,中国获取了全球化的红利。在美国反华势力带头“去全球化”、试图阻止中国发展的今天,我们仍然要坚持对外开放的发展战略,但发展的动力将更多地从“对内改革”中获得,因此应加大国内改革的力度。40年前的改革开放来自解放思想,现在国内进行更深层次的改革,需要又一次思想大解放。面对新的形势,我们要对过去已形成定式的惯性思维进行一次认真的清理和扬弃。2016年麦肯锡公司研究报告《中国的选择:抓住5万亿美元的生产力机遇》中指出:中国金融行业的经济利润①占到中国整体经济利润的80%以上,美国该比例仅为20%左右;世界500强中的95家中国企业的平均利润率只有3.9%,而其中9家商业银行的利润率均在20%以上。2019年《财富》世界500强排行榜中,中国前10名最赚钱的企业中有7家金融类企业。上榜《财富》世界500强的108家中国非金融类企业的平均年利润只有19.2亿美元,其平均年利润只有美国上榜非金融类企业的1/3。这些数据说明,过去40年中,国内的财富分配是向资本倾斜,没有充分体现技术和劳动力等生产要素的作用。从某种意义上讲,许多企业是在为银行打工。当“钱生钱”比“技术生钱”容易时,必然会抑制高技术产业发展。高房价、高利率是经济内循环的最大障碍。发展国内大循环为主体的经济,首先要从“以资为本”转向“以人为本”。一个国家要跳出“中等收入陷阱”,就必须大力发展促进高就业和技术不断进步的高技术公司。这样才能避免“内卷化”,带动国内产业链和人均收入的提升。经济内循环的主要贡献者是中小微企业,特别是创新型中小微企业,而中小微企业大多数是民营企业;还有就是个体经济。国内改革的另一个重要方向是充分调动民营企业的积极性,努力形成国有企业和民营企业密切合作的举国体制。
2更加重视教育和人才培养,发展上游产业、基础产业和工具链产业
以国内大循环为主体发展经济,“短板”在上游产业。美国政府也是在上游基础产品上“卡”我们的“脖子”,所以我们要下定决心补好这一块“短板”。集成电路和基础软件是数字经济的基础,国家应将形成14—3nm集成电路生产能力纳入国家“新基建”计划,将开发自主可控的电子设计自动化(EDA)软件、光刻机等集成电路专用设备及专用材料当成新时代的“两弹一星”,并启动和组织数万名科研人员参加的国家重大科技专项,争取10年内基本改变受制于人的局面。发展上游基础产业一定要有自信心。2020年3月,美国波士顿咨询集团研究报告《限制对华贸易将如何终结美国在半导体行业的领导地位》中指出,“如果中美技术‘脱钩’,美国半导体行业总收入将下降37%,其全球份额将从48%降至约30%,美国必将失去该行业的全球领导地位。相反,中国半导体行业的全球份额将从3%增长到30%以上,从而取代美国成为全球领导者”。历史已经证明,凡是其他国家已经做成的事,不管多么复杂,迎难而上的中国科研人员一定能做成。发展上游基础产业,源头是基础研究,关键是人才。我国在引领性的基础研究方面成功的案例不多,在知识的“无人区”探索的科研人员较少。今后要激励一部分有天分的学者做好奇心驱动的标新立异的原创性研究,通过发散的基础研究开辟意想不到的技术途径,可称为“广种奇收”。要鼓励更多的科研人员做目标导向的研究,“敢于啃硬骨头”——不仅为国防,而且为骨干企业提供“撒手锏”技术。工具链是弥补人才缺口的重要帮手,要努力打造工具链和公共开发平台,大幅度降低集成电路和人工智能等高技术企业的人才门槛。“集成电路”已经升级为一级学科。建议加快大学和科研机构相关学科与资源的优化布局,加强研究型大学和战略科研机构建设,将增加的集成电路等专业的数万硕士、博士研究生招生指标,优先分配给承担“卡脖子”工程的研究型大学和战略科研机构。
3下大功夫培育自主可控的生态系统,形成自己的技术体系
信息技术之争本质上是体系的竞争,我国信息领域一直缺乏自己的体系。正因为没有自己的体系,所以长期以来处于“跟跑”地位。必须清醒地正视我国在工艺和设计能力上比美国差的事实,应该扬长避短,采取用先进的技术体系弥补元器件落后的策略。成功的产业生态系统大都是市场竞争中无数企业和用户自发选择演化而成的,不是某个企业按照预定设计“构建”起来的。从关注自我的输赢升华到关注整个产业生态的发展,理念上要做重大调整。正如华为公司提出,管理你情我愿的合作比对付你输我赢的竞争要难得多,这是认识上的飞跃。兼容国际主流生态系统的同时要努力加强自主创新。一般而言,产生新的产业生态系统的动力来自新的应用需求,而对现在流行的软件全部从头再来、移植另造新的生态系统代价巨大,难以得到大多数软件厂商的支持。因此,明智的决策应当是已有的应用兼容主流生态系统,针对新的应用争取培育新生态系统。对后发国家而言,兼容国际主流生态系统不是我们的目的,而是尊重人类文明进化历史的务实选择。由于兼容国外主流生态存在“脱钩”和“断供”的风险,采取兼容策略的国内企业必须以10倍的努力加强自主创新,准备好充足的“备胎”,在已引进的知识产权基础上自主分叉发展。培养一个能成为主流应用的生态系统需要巨大的投入,花费的人力、财力比建生产线还要多。国家应统筹规划,把培育自主可控的产业生态系统作为信息领域的头等大事,从人才培养、知识产权布局、标准制定、产业链衔接、政府采购和应用推广多个维度下手,争取10年内见到成效。
电子信息工程教学改革探究
一、当下电子信息工程教学存在的问题
1.目前我国高等院校所教授的电子信息工程理论陈旧,并且多以理论课为主动手机会较少,这与日新月异的电子技术严重脱节。课堂上依旧把模电与数电作为主体讲解内容,然而无论是模电还是数电,它们的内容都是以模拟单元电路和中、小规模数字集成电路为主,这与当下大规模集成电路显得格格不入。这种理论与现实的反差,长此以往会严重的影响学生的学习积极性。2.针对电子信息的整体授课体系过于松散,所教授的各门课相互之间没能做到有机统一,也就无法形成一个具有明确主旨的教学体系。具体来说,不同的课程之间没有衔接到位,而存在一定程度的内容叠加,由此以来学生在学习过程中,根本无法明确知识重点所在。3.传统的授课内容已严重脱轨于当前最新的电子信息技术,教师备课还是依照以往的书本,整体的知识架构未能够及时得以补充,教师都是如此,又怎么能够为学生讲解出多少有价值的东西。4.在课程的安排上,学生实践的机会少且内容单一。贯穿整个实践课程的教学,只是一味的引导学生掌握书本最基本的东西,在其他一些重要的方面毫无涉略,比如:综合能力培养方面、在实际问题解决方面、在创新性方面。介于以上所总结的几点问题,从中不难看出进行一场与时俱进的教学改革已是势在必行,这也是我国电子信息工程专业建设过程中必不可少的选项。
二、电子信息工程教学改革措施
1.把提升专业技能作为教学主旨,运用多种实践教学方法。实践教学方法的运用视内容而定,绝不是一种固定式的模式。实践课题可以具体细化为不同类型,例如:项目、任务、问题、训练、体验、案例和复合类型等。像电子信息工程中的单片机实践课就可以将任务、训练以及项目组合到一起,进而形成一种复合型的教学方法,从而达到以实践课题为中心,继而更加有效的对相关知识进行掌握。关于传统的课程考核模式也应作出调整,要把对素质和技能的考核纳入到考核体系中来,而不是一味的要求学生死记硬背知识点。同时还可以把考核拆分成分段考核与实时考核。2.加大高校师资队伍建设力度。教师作为学生知识来源最为主要的途径,因此教师队伍的整体水平将直接影响学生的成绩,为了向社会能够输送电子信息类的应用型人才,加大高校师资队伍建设力度更是势在必行。教育向来注重的是以人为本,这句话对于教师也同样适用。如果没有一支优秀的师资队伍,那么即使是再完善的教案和再先进的器材,也同样无法培养出优秀的电子信息人才。3.促进计算机技术与电子信息专业知识的融合。计算机是截止到目前人类最伟大的发明之一,所对应的计算机技术不仅改变了我们的生活,同时也成为了当今各学科的重要辅助工具。本篇文章所讨论的电子信息工程与其关系可以说是一脉相承,电子信息工程专业使用计算机来进行信息控制与信息处理。因此,电子信息工程专业学生,必须要拥有良好的计算机技术相关理论知识与实践能力,不仅仅要熟练的使用已开发的软件,而且还应具备使用计算机语言直接进行相关的设计开发,也能从事控制电路、接口电路等方面的设计与调试工作。4.开放实验教学管理。开放实验教学管理,既秉承了 “ 以学生为本,自主学习”的思维理念,又可以在为学生提供正确指引的同时,充分的权衡学生在课内外时间上的安排。对于课程内规定完成的实验,要采用提前集中授课的方式,让学生完成预习后,在网上预约实验时间。计算机管理系统及时为学生排位,根据学生的实验记录各种相关信息,供教师和学生查询。开放实验教学把学习方式变的更加灵活,同时也在一定程度上增加了学生学习的兴趣,其也是电子信息工程教学改革中的必不可少的组成部分。
通过以上论述,总结了我国高等院校电子信息工程,在教学过程中存在的一系列问题。借助对这些问题的分析归纳,得出关于电子信息工程教学改革的必要性,进而给出了针对当下问题具体的教学改革措施,希望此文会对我国高校的相关教学改革起到借鉴意义。
作者:苏龙军 单位:广东食品药品职业学院
电子产品设计负面影响分析
[摘要]在电子产品设计中常常会因为个人感觉带来错觉,导致很多设计冗余、复杂,更严重的可能导致设计错误。下面主要分析电子产品设计中常见的习惯性思维对产品带来的负面影响。
[关键词]习惯性思维;电子产品;设计
电子产品设计是一个科学验证及工程实践的过程、每一个环节都应有科学依据或工程依据。电子产品设计过程中应严格遵守设计规范和设计标准,但是,在电子产品设计过程中常常会有想当然的思想左右产品设计研发,导致设计冗余或设计错误。本文针对电子产品设计中常见的习惯性思维对产品设计带来的负面影响。
1产品规划
电子产品规划应基于市场或用户需求,并结合现有技术进行制定。在电子产品规划过程中常常出现的习惯性思维就是采用新技术堆叠。如果大量采用新技术可能因为新技术研究不深入,导致研发周期过长,研发成本太高且导致产品成本过高。电子产品更新换代转瞬即逝;如果研发周期过长,可能错过最好的上市时机;如果研发成本太高,导致新产品价高无市。使用新技术还可能带来产品的售后成本增加。因此,在进行产品规划时,应合理使用新技术。笔者根据多年从业经验认为,成熟产品一定是使用成熟技术,即使使用新技术也应该使用成熟新技术,否则,设计的产品一定存在较大风险。
2外观设计
相对劣势地区破局产业基金发展困境
[摘要]南京市在产业引导基金发展与运作方面总体走在全国前列,但每个辖区发展并不均衡。以经济体量相对较小的浦口区为例,尽管浦口产业引导基金近年来有了突破性的发展,但与其他区相比,依然存在不可忽视的区位、经济以及竞争等劣势因素。针对浦口区产业引导基金发展存在的基金影响力有限、基金招商体量较小、投资决策程序较长、优惠政策不够细化、投后管理深度不够问题,提出的建议是:以多项区域战略叠加契机加强合作对接;以完备的基础功能配套打消企业后顾之忧;以特色精准的对企服务营造优质投资环境;以更具影响力的主导产业吸引资本目光;以科学有效的机制设计发挥基金最大作用。
[关键词]基金;产业;南京浦口
一、研究背景
产业引导基金旨在发挥国有资本与社会资本的资源优势,利用资本杠杆作用,助推企业成长、赋能区域产业经济发展。此类基金一般按照促进发展、引导放大、专业运作、防控风险的原则运行。我国产业引导基金在21世纪初首次出现,“十三五”期间迎来“井喷式”增长,从国家到地方层面,产业引导基金都在日益增多、快速成长,尤其是经济发达的东部沿海地区,设立的基金个数更是多且密集。然而,整体热潮的背后,是地区与地区之间产业引导基金发展的并不均衡,即使同一座城市不同辖区之间,基金发展也有一定悬殊。
二、浦口区产业发展概况
“十三五”时期,浦口区现代产业发展框架初步形成,2020年全区三次产业结构调整为10.3:30.7:59.0,集成电路、高端交通装备、文旅健康三大主导产业初具规模、实现高质量发展。截至2020年底,浦口区集成电路产业营收达110亿元,占全南京市集成电路产业份额30%以上。高端交通装备产业产值64亿元,实现三年翻两番。文旅健康产业加速发展,浦口成为全市唯一同时拥有2个省级旅游度假区和2个4A级景区的板块。根据浦口区“十四五”时期发展规划安排,未来五年浦口将在三大主导产业领域进一步做强做大,力争打造具有区域影响力的产业地标。
案例教学法在设计教学的作用
智能仪器设计课程既要引导学生逐步建立各门课程知识之间的内在联系,完善专业知识体系的构建,也要注重学生专业技能、实践能力和创新意识的培养,为后续深造或工作奠定基础[4]。
“案例教学法”在智能仪器设计教学中的应用
传统“填鸭式”的灌输教育,脱离实际应用,易导致学生死记硬背。只有转变教学方式方法,紧密联系实际,加强互动式教学、探索式教学、启发式教学,才能实现应用型人才培养目标。为此,我们应用“案例教学法”把智能仪器设计分为五个步骤:一是选择合适案例,创设应用情境;二是实施互动式教学,突出教学重点;三是拓展仿真教学,强化应用技能;四是加强团队实践训练,培养实践能力;五是开展启发式教学,提高知识的运用能力[5]。
选择适当案例,创设应用情境以案例教学为主线,创设应用情境,增强学生学习兴趣。合适的实际案例不仅是贯穿课程教学过程的主线,成功创设应用情境的前提,而且是激发学生学习兴趣的必要条件。因此,选择适当案例至关重要。合适的案例必须能够充分体现基本教学理论,同时紧密联系实际[6]。以数字电压表(DigitalVoltmeter,简称DVM)为例,它是采用数字化测量技术把连续模拟量转换为离散数字量的数字化仪表。由于它具有读数准、精度高、误差小等优点而备受青睐[7]。因此,选择数字电压表作为智能仪器设计的案例来创设应用情境,可满足案例教学的基本要求。在确定案例的基础上,智能仪器的研制过程按照设计任务并拟定设计方案、软硬件设计、软硬件综合调试、整机性能测试和评估来实施[8]。根据数字电压表的设计任务与设计要求,结合学生学习的课程,采用“自顶向下”的设计原则,把仪器划分成由单片机、A/D转换电路和电压显示电路等功能模块组成。
案例互动教学,突出教学重点以重点教学内容为着力点,实施互动式教学,充分调动学生主动性。案例教学模式采用课堂双边互动教学形式,以重点教学内容为着力点,把课堂变为案例讨论现场,提高了学习的自主性,更好掌握课程的教学内容。在软硬件设计阶段,硬件设计主要是根据方案设计原理电路,选用合适的功能模块(如输入输出通道、信号调理电路、主机电路、人-机接口、通信接口),并装配和调试硬件系统;软件上是先设计出系统软件功能框图,在理清控制关系的基础上,进行功能化编程和调试。为了强化“智能仪器软硬件模块化设计方法”的教学重点,可采取以下互动式教学形式:一是组织学生进行答辩,阐述设计方案、原理电路和编程流程;二是由教师和同学现场进行提问,考察学生对设计可行性的分析;三是由教师有针对性对课题进行指导,提出合理化建议;四是由学生进行修改,完善设计。让学生在设计中既有自主性,又通过启发来防止盲目性。
案例仿真教学,强化应用技能以教学难点为突破口,拓展案例仿真教学新模式,营造探索求真的学习氛围,强化学生应用技能。系统设计与调试是智能仪器设计课程的教学难点。作为初学者的学生,经常感到无从下手。为此,我们首先从虚拟实验入手,通过仿真实验来突破难点。虚拟实验是把案例教学和软件应用有机结合起来,通过逼真的仿真界面和动画效果,让学生置身于智能仪器开发现场,既可以节省设计成本和提高设计速度,还可以增强学习乐趣,将抽象的理论知识融入到案例的设计实践之中,加深对理论知识与设计方法的理解,为后续教学环节,如分组实际制作打下基础。例如对基于Proteus和KeilC51建立的数字电压表仿真实验[9],如图3所示。数字电压表的调试过程可通过调节可变电阻器来进行仿真实验,若实验结果不满足设计要求,则可修改硬件参数或软件程序进行反复调试,直到该数字电压表满足设计要求,调试过程生动形象,简单易学。
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