集成電路設計工藝流程精選(九篇)

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第1篇：集成電路設計工藝流程范文

以集成電路為龍頭的信息技術產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎性和先導性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國務院頒發(fā)了《國務院關于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(18號文件),2011年1月28日,國務院了《國務院關于印發(fā)進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展。然而,我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年,全國進口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進口。2014年3月5日,國務院總理在兩會上的政府工作報告中,首次提到集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè),明確指出,要設立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺,在新一代移動通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進,引領未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月,國務院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,加快推進我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年,我國芯片設計人員達不到需求的10%,集成電路設計人才的培養(yǎng)已成為當前國內(nèi)高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求,2001年,教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業(yè),期間,由于專業(yè)調整,暫停招生。2012年,電子科學與技術專業(yè)恢復本科招生,主要專業(yè)方向為集成電路設計。為提高人才培養(yǎng)質量,提出了集成電路設計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求,從課程體系設置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個方面對集成電路設計方向的專業(yè)課程體系進行改革和優(yōu)化。

一、專業(yè)課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業(yè)基礎課的教學?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業(yè)基礎課,為后續(xù)更好地學習專業(yè)方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實,將導致學生在學習專業(yè)課程時存在較大困難,更甚者將導致其學業(yè)荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性,學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水,不可能學得懂。

但國內(nèi)某些高校將這些課程設置為選修課,開設較少課時量,學生不能全面、深入地學習;有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如,我校電子科學與技術專業(yè)就沒有開設“晶體管原理”這門課程,而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關系,前者是后者的基礎,后者是前者理論知識的具體應用。并且,在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上,開設后面的課程,將直接導致學生學不懂,嚴重影響其學習積極性。例如:在某些高校的培養(yǎng)計劃中,沒有開設“半導體物理”,直接開設“晶體管原理”,造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎,很難進入狀態(tài),學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態(tài)時,如果沒有半導體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關。

3. 課程內(nèi)容理論性太強,嚴重打擊學生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎課程本身理論性就很強,公式推導較多,并且要求學生具有較好的數(shù)學基礎。而我們有些教師在授課時,過分強調公式推導以及電路各性能參數(shù)的推導,而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握,使得學生(尤其是數(shù)學基礎較差的學生)學習起來很吃力,學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業(yè)課程體系改革的主要措施

1“。 4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式:“4”是專業(yè)基礎課“專業(yè)物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”;“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”,實行主講教師負責制。依照整體優(yōu)化和循序漸進的原則,根據(jù)學習每門專業(yè)課所需掌握的基礎知識,環(huán)環(huán)相扣,合理設置各專業(yè)課的開課先后順序,形成先專業(yè)基礎課,再專業(yè)方向課,然后寬口徑專業(yè)課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養(yǎng)模式,也就是三個本科專業(yè)

大學一年級、二年級統(tǒng)一開設課程,主要開設高等數(shù)學、線性代數(shù)、力學、熱學、電磁學和光學等課程,重在增強學生的數(shù)學、物理等基礎知識,為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始,分專業(yè)開設專業(yè)課程。為了均衡電子科學與技術專業(yè)學生各學期的學習負擔,大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業(yè)基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起,課時量為64學時,由2位教師承擔教學任務,其目的是既能讓學生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學習所需要的基礎知識,又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎,為了保證學習的延續(xù)性,擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1~12周,而其他3門課程的開課時間從第6周開始,從而可以保證學生在學習專業(yè)方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外,“集成電路原理與設計”課程設置96學時,由2位教師承擔教學任務。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內(nèi)容,課時量為48學時,開設時間為6~17周;再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設計”的內(nèi)容,課時量為48學時,開設時間為8~19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業(yè)課程,并設置其為選修課,這樣設置的目的在于:對于有意向考研的同學,可以減少學習壓力,專心考研;同時,對于要找工作的同學,可以更多了解專業(yè)方面知識,為找到好工作提供有力保障。 2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學內(nèi)容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養(yǎng)模式,專業(yè)課程要在大學三年級才能開始開設,時間緊湊。為實現(xiàn)我校集成電路設計人才培養(yǎng)目標,培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強實用性和創(chuàng)新性的集成電路設計人才,需要對集成電路設計方向專業(yè)課程的教學內(nèi)容進行優(yōu)化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結于電路各性能參數(shù)的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎課程教學中,要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導,側重于對基本原理及特性的物理意義的學習,以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎,因此,在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業(yè)方向課程,教師不但要講授集成電路設計方面的知識,也要側重于集成電路設計工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關內(nèi)容的教學。實驗實踐教學是培養(yǎng)學生的知識應用能力、實際動手能力、創(chuàng)新能力和社會適應能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中,總課時量為48學時不變,理論課由原來的38學時減少至36學時,實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習,留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識,融會貫通,有效地促進教學效果,激發(fā)學生的學習興趣。