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模拟集成电路原理与设计

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模拟集成电路原理与设计

模拟集成电路原理与设计范文第1篇

关键词:集成电路专业;实践技能;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码: A 文章编号:1002-0845(2012)09-0102-02

集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和国家安全的新战略性产业,是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。

信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而,目前很多应届毕业生实践技能较弱,走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够,技能培养目标和内容不明确,导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。

一、集成电路专业实践技能培养的目标

集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科,工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识,以及集成电路制造的整个工艺流程,掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法,掌握常用集成电路设计软件工具,具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力,能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。

根据集成电路专业人才的培养目标,我们明确了集成电路专业的核心专业能力为:模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力,集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为:掌握常用集成电路设计软件工具,具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。

二、集成电路专业实践技能培养的内容

1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。

2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识,具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。

3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程,掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法,具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。

4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法,熟悉模拟集成电路设计流程,熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外,还包括Synopsis认证培训相关课程。

5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。

6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与

天线和通讯原理等。

在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律,由易到难,由浅入深,充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练,既要有利于启发学生的创新思维与意识,有利于培养学生创新进取的科学精神,有利于激发学生的学习兴趣,又要保证基础,注重发挥学生主观能动性,强化综合和创新。因此,在集成电路专业的实验教学安排上,应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例,增加综合设计型和研究创新型实验的内容,使学有余力的学生能发挥潜能,有利于因材施教。

三、集成电路专业实践技能培养的策略

1.改善实验教学条件,提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会,加大对实验室建设的经费投入,加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设,制订修改实验教学文件,修订完善实验教学大纲,加强对实验教学的管理和指导。

2.改进实验教学方法,丰富实验教学手段。应以学生为主体,以教师为主导,积极改进实验教学方法,科学安排课程实验,合理设计实验内容,给学生充分的自由空间,引导学生独立思考应该怎样做,使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点,为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段,如借助实验辅助教学平台,利用仿真技术,加强新技术在实验中的应用,使学生增加对实验的兴趣。

3.加强师资队伍建设,确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍,是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度,对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划,从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜,保证实验师资队伍的稳定和发展。

4.保障实习基地建设,增加就业竞争能力。开展校内外实习是提高学生实践技能的重要手段。

实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所,对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业,给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外,可以把企业请进来,联合构建集成电路专业校内实践基地,把企业和高校的资源最大限度地整合起来,实现在校教育与产业需求的无缝联接。

5.重视毕业设计,全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期,此时学生面临找工作和准备考研复试的问题,毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学,应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计,因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习,部分完成专业课程的学习,而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师,在此时进行毕业设计,一方面可以和专业课学习紧密结合起来,另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。

选题是毕业设计中非常关键的环节,通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容,是做好毕业设计的基础,决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向,在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中,可以让学生们适当地参与教师的科研活动,以激发其专业课学习的热情,在科研实践中发挥和巩固专业知识,提高实践能力。

6.全面考核评价,科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核,实践教学的考核标准不易把握,操作困难,因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核,影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年,每个培养环节都应进行科学的考核,既要加强实验教学的考核,也要加强毕业设计等环节的考核。

对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控,教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价;事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩,并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高,能够有效地提高实验课效果。此外,还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。

7.借助学科竞赛,培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上,以竞赛的方式培养学生的综合能力,引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题,并增强学生的学习兴趣及研究的主动性,培养学生的团队协作意识和创新精神。

在参加竞赛的整个过程中,学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾,灵活运用,还要查阅资料、搜集信息,自主提出设计思想和解决问题的办法,既检验了学生的专业知识,又促使学生主动地学习,最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力,认真总结参赛经验,分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足,能够相应地改进教学方法与内容,有利于提高技能教学的有效性。

此外,还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目,通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]袁颖,等.依托专业特色,培养创新人才[J]. 电子世界,2012(1).

[2]袁颖,等.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J]. 实验技术与管理,2009(6).

[3]李山,等.以新理念完善工程应用型人才培养的创新模式[J]. 高教研究与实践,2011(1).

[4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育,2008(22).

模拟集成电路原理与设计范文第2篇

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(SARADC)”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

模拟集成电路原理与设计范文第3篇

【关键词】带隙基准 过温保护电路

1 引言

近年来,随着工艺水平的进步,模拟集成电路设计也得到快速发展。在众多模拟电路中,带隙基准源是其设计中不可或缺的一个单元模块,它为系统提供直流参考电压。而在集成电路中由于电路功率较大,聚集的热量使电路的温度升高,因此采用合适的过温保护电路保证电路正常工作。

2 电路的实现与分析

本文的带隙基准及过温保护电路如图1所示。主要包括三个部分:启动电路、带隙基准核心电路、过温保护电路。

2.1 启动电路

启动电路在电源上电时能驱使电路摆脱简并偏置点。当电路上电初始,电路处于简并偏置点状态,输出电压为零,此时Vref通过反相器,输出高电平使MN1管导通,对电容C充电,迅速提高MP2、MP5~MP7管栅极电位,使电路进入正常状态。一旦Vref输出高电平,驱使MN1管截止,启动电路不工作。

2.2 带隙基准核心电路

在带隙的主体结构中,由于运算放大器的作用,该部分在负反馈下,保持 VA、VB两点电位近似

相等。

得: (1)

结合上式和正温度系数得:

(2)

进而得:

(3)

(4)

由(3)和(4)得:

(5)

由式(5)知,只要适当选取R2/R1和n值即可得到与温度无关的基准电压。

2.3 过温保护电路

过温保护电路一般利用晶体管的基极-发射极电压VBE的负温度系数原理来设计,其基极-发射极电压为:

(6)

正常情况下,Vout输出低电平,MN8管导通,此时结点F电压为:

(7)

当电路达到热关闭临界温度时,得:

(8)

芯片热关断后,输出高电平,MN8截止,可得:

(9)

基于以上分析,通过调节 R5和 R6的值,可以得到需要的温度门限。

3 仿真结果

Hspice仿真分析如下:

图2为基准电压随电源电压的变化曲线,可以看出,电源电压在4V~7V时,其电压仅变化了6mV。

图3为基准温度扫描仿真,结果-30℃~120℃内输出电压变化约为3.7mV,可计算温度系数:

图4为过温保护电路曲线。可以看出,当温度达到120℃时,电路输出高信号,当温度下降到100℃,输出低信号;该电路存在20℃温度回滞。

4 结束语

基于带隙基准及过温保护电路在模拟电路中的广泛应用,本文提出了结构简单的高性能带隙基准及过温保护电路。Hspice仿真表明电路在温度特性、电源抑制比和过温保护等方面具有良好的性能。整个电路虽然结构简单,但有一定的适用价值。

参考文献

[1]倪园婷,邹建南.一种高精度带隙基准设计[J].厦门大学学报,2014,53(6):903-906.

模拟集成电路原理与设计范文第4篇

1(略)1.1.1(略)

1.1.2嵌入式系统软件、固件,驱动开发精通汇编编程,熟悉计算机原理与体系结构及数字集成电路设计(ARM或MIPS,DSP);掌握Linux设备驱动程序开发的方法.

1.2专业课程体系划分将专业课程体系划分为3个层次.

1.2.1专业基础课主要是从事本专业必须的基本理论知识,为以后不同专业方向的学习、知识面扩展以及个性发展打下良好的基础.设置了电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、固体物理和半导体物理、高频电子线路、计算机程序设计基础等课程.

1.2.2工具类课程主要是为在集成电路领域和嵌入系统应用中从事设计、制造、应用和开发等工作者提供必要的开发工具.在集成电路方向设置了硬件描述语言、电子设计自动化、单片机原理及应用等课程,在嵌入系统方向设置了嵌入式操作系统、SOPC设计原理、单片机原理及应用等课程,对培养学生创造思维和创新精神,提高实践动手能力起到积极的推动作用.

1.2.3专业课是学生以后从事的专业方向,主要根据集成电路产业和嵌入式系统发展现状和社会需求,在集成电路方向设置了模拟集成电路设计、数字集成电路设计、集成电路测试与封装、集成电路综合开发技术等课程,在嵌入系统方向设置了嵌入式系统接口设计、HDL模型功能验证基础、嵌入式系统综合开发技术等课程.

2搭建宽口径高实效实践教学平台

为突出模块化集成教学思想和分层次渐进式自主实践理念,层层提升,层层深化,构建多元化教学环境.从基础性实验、基础工程实践训练开始,经专业性和综合性延伸,直至创新性研究,形成新的实践教学平台(图略).该平台由基础实验平台、基础工程实践平台、专业工程实践平台、综合工程实践平台构成.

2.1基础实验平台将电路实验、数字电子和模拟电子实验构建成基础实验平台,在第3,4学期进行,在充分考虑电子、电路等理论课程特点的基础上,在实验内容上自成体系,突出理论与实验结合、验证性实验与设计性实验结合、虚拟实验与操作实验结合的教学方法进行实验教学.

2.2基础实践平台基础实践平台包括单片机工程实践基地、EDA工程实践基地、电子工程实践基地、通信工程实践基地、电气控制工程实践基地、DSP控制工程实践基地、应用电子工程实践基地、电气CAD工程实践基地、电子工艺工程实践基地、计算机装配工程实践基地.在第4,5学期分2个阶段进行,每阶段5周,把实践基地分成2组,分别进行循环.拓宽了学生所学知识的实际运用能力,使实践与理论结合得更加紧密.

2.3专业实践平台专业实践平台包括智能控制工程实践基地、传感器与检测工程实践基地、控制系统工程实践基地、ARM工程实践基地、SOPC平台、高频电子线路、微波与天线、单片机应用工程(高级)实践基地、ASIC工程实践基地、测控专业工程实践基地.在第6,7学期分2个阶段完成,每阶段5周,学生可以根据所学专业的特点及兴趣,从专业实践基地中任选6个基地进行循环实践.

2.4综合实践平台综合实践平台属于教师与学生共用的科研创新平台,是开放式实验、实践基地.配备几乎所有其它实践基地的仪器设备,使实践内容相互补充,实现了从浅入深、从通到专、从点到面、从传统到现代、从一般到特殊、从基础到专业的渐近式学习过程.满足了毕业设计、科技活动、科技创新、电子设计大赛的需要,实现了专业课实验集中化、系统化、设计化、综合化和全面化的要求,最大限度地利用工程实践设备,利用率接近100%.

3通过电子竞赛促进学生科技创新能力的培养

几年来,大力提倡和支持学生科技创新活动.通过全面开放实验室,建立由学生自我管理的电子创新实验室,成立学生电子协会、电之光大学生科技创新团队,组织开展假期社会实践等,大力开展第二课堂活动,鼓励学生参加各类学科竞赛、科技创作和相关社团活动.电子设计竞赛是电子信息类专业提高学生综合素质的有效途径,精选了一批理论基础扎实、实践经验丰富、专业面宽的教师组成教练队伍,精心制订训练计划和竞赛方案,为竞赛提供了培训实验场地、实验仪器设备和元器件材料,使竞赛有了可靠的保证.提倡“重在参与”,鼓励“敢于竞争,勇于创新”的竞赛精神,为参加竞赛的学生专门进行系统地培训.培训内容主要有电子设计与制作技能训练、单片机开发应用和电子系统集成与设计等.经过综合考核,选出优秀的学生进行强化训练,并进行实战模拟,最后组织其参加全国大学生电子设计竞赛.通过这些活动,学生的实践动手能力有了显著提高.在数学建模竞赛、省级大学生电子竞赛、全国大学生电子设计竞赛、嵌入式设计大赛等大学生赛事中,电子专业的学生均取得优异成绩,自1999年以来,该专业有10余人获国家奖励,100余人获省级奖励.同时,学生课外科技活动的开展也促进了电子信息类课程改革和实践教学体系的不断完善,促进了青年教师实践能力和综合素质的提高.

模拟集成电路原理与设计范文第5篇

而近年来全国工程教育认证标准发生较大的变化,电子科学与技术专业的电类课程设置,逐渐被光学类课程所取代,影响了各高校专业培养方案的制定。本文通过总结国内各高校电子科学与技术专业基础与核心课程设置的经验,分析本科专业对应于电子科学与技术一级学科所属的各二级学科的基础知识,对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程,来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。

1 全国工程教育认证标准

全国工程教育认证是我国高等教育为了融入世界得到全球高等教育界的认可而开展的认证,自2007年开始试点实行。近些年来,全国工程教育认证标准已经成为各高校制定专业培养方案的导向标准。

2011年之前的标准 2011年之前的全国工程教育认证标准指出,电子科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能,从事信号与信息处理的新型电子、光电子和光子材料及其元器件,以及集成电路、集成电子系统和光电子系统,包括信息光电子技术和光子器件、微纳电子器件、微光机电系统、大规模集成电路和电子信息系统芯片的理论、应用及设计和制造等方面的科研、技术开发、教育和管理等工作。

可以看出,2011年之前的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求非常强调电学方面的基础知识,特别是集成电路和集成电子系统方面的知识,光学方面的知识只是作为辅助。

2012年之后的标准 2012年之后的全国工程教育认证标准指出,电子科学与技术专业包括电动力学、固体物理、微波与光导波技术、激光原理与技术等知识领域的核心内容。2012年之后的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求较以前有了大幅度的简化,同时也可以看出,电子科学与技术专业的标准更多地强调了光学方面的知识,而减少了电学方面的知识要求,对于集成电路方面的知识没有做具体要求,只是提出各高校可以根据自己的特长设置特色课程。这个标准似乎更适合光电子科学与技术这样的本科专业,当然目前国内并没有光电子科学与技术这样的本科专业,却有光信息科学与技术和光电信息科学与工程这样的本科专业,也就是说此要求跟光学专业的要求是比较接近且有所交叉重叠的。

2 国内高校本科专业课程设置

《电子科学与技术分教指委本科指导性专业规范》指出,电子科学与技术专业涵盖的学科范围广阔,以数学和近代物理为基础,研究电磁波、荷电粒子及中性粒子的产生、运动、变换及其不同媒质相互作用的现象、效应、机理和规律,并在此基础上研究制造电子、光电子各种材料及元器件,以及集成电路、集成电子系统和光电子系统,并研究开发相应的设计、制造技术。

清华大学的电子科学与技术本科专业课程设置与2012年之后的全国工程教育认证标准更为接近,在对电学方面的基础知识进行要求的同时更加强调了光学方面的基础知识,而复旦、同济、上海交大、浙江大学、东南大学等众多高校的电子科学与技术本科专业更多地强调了集成电路、集成电子系统方面的知识,多数都把集成电路方面的知识作为必修的考试科目专业知识。

3 学科知识体系的对应关系

《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中指出,工科类一级学科电子科学与技术,涵盖了物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等4个二级学科。电子科学与技术本科专业应该涵盖一级学科所属各二级学科物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等方面的基础知识,也就是说本科专业应该涵盖固体物理或半导体物理、半导体器件、集成电路、电磁场等方面的基础知识是比较合理的,这样既有利于本科学生将来在本学科领域的继续深造学习,也有利于适应社会需要而就业。

4 结束语

综上所述,集成电路设计这样的课程应该作为电子科学与技术专业核心课程进行设置,有条件的高校还可以分别设置模拟集成电路设计和数字集成电路设计这样的课程作为专业核心课程。这样既能满足本科指导性专业规范的要求,也能满足为后续硕士博士研究生阶段的继续深造打下基础,还能适应国家大力发展集成电路设计与制造产业的要求。这样就需要中国工程教育认证协会对全国工程教育认证的电子科学与技术专业标准做出修改,不再过多强调光学方面的基础知识,而是更多地要求集成电路与集成电子系统方面的知识,这样能引导国内各高校回归到加强电学方面的知识教育的道路上来。

在我国大力支持集成电路设计产业发展的大环境下,本文对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程,来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。本文探讨的内容希望能够为全国工程教育认证电子科学与技术专业标准的设定提供参考,也可以为兄弟院校相关专业的课程设置提供借鉴。

参考文献

[1]中国工程教育认证协会.工程教育专业认证标准(试行)[S].2011.

[2]中国工程教育认证协会.工程教育认证标准[S].2012.