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一、充分认识加快发展集成电路产业的重要性
集成电路产业对于现代经济和社会发展具有高倍增性和关联度。集成电路技术及其产业的发展,可以推动消费类电子工业、计算机工业、通信工业以及相关产业的发展,集成电路芯片作为传统产业智能化改造的核心,对于提升整体工业水平和推动国民经济与社会信息化发展意义重大。此外,微电子技术及其相关的微细加工技术与机械学、光学、生物学相结合,还能衍生出新的技术和产业。集成电路技术及其产业的发展已成为一个国家和地区调整产业结构、促进产业升级、转变增长方式、改善资源环境、增强竞争优势,带动相关产业和领域跨越式发展的战略性产业。
*省资源环境良好,集成电路设计和原材料生产具有比较优势,具有一批专业从事集成电路设计和原材料生产的企业及水平较高的专业人才队伍。*省消费类电子工业、计算机工业、通信工业以及利用信息技术改造传统产业和国民经济与社会信息化的发展为集成电路产业的发展提供了现实需求的空间。各级、各部门要高度重视集成电路产业的发展,有基础有条件的地区要充分发挥地域优势、资源优势,加强规划,因势利导,积极组织和推动集成电路产业发展,加快招商引资步伐。省政府有关部门要切实落实国家和省扶持集成电路产业发展的各项政策,积极推动和支持*省集成电路产业的发展。
二、发展思路和原则
(一)发展思路。根据*省集成电路产业发展的基础,当前以发展集成电路设计和原材料生产为重点,建成国内重要的集成电路设计和原材料生产基地。以内引外,促进外部资金、技术、人才和芯片加工、封装、测试项目的进入,建立集成电路生产基地。
1.大力发展集成电路设计。充分发挥*省高校、科研单位、企业集成电路设计的基础优势,加快集成电路设计企业法人资格建立和集成电路设计企业资格认证的步伐,与信息产业和其他工业领域及国民经济与社会信息化发展相结合,促进科研、生产、应用联动,建立科研、生产、应用、服务联合体,形成有利于集成电路设计企业成长和为企业生产发展服务的体制和机制,促进一批已具备一定基础的集成电路设计企业尽快成长起来。进一步建立和完善有利于集成电路产业发展的政策环境,构筑有利于集成电路产业发展的支撑体系和服务体系,加强与海内外的合作与交流,加快人才培养和引进,加大对集成电路设计中心、公共技术平台、服务平台、人才交流培训平台建设的投入,重点培植3—5家集成电路设计中心,使之成为国内乃至国际有影响力的企业。加强人才、技术、资金、企业的引进,形成一大批集成电路设计企业和人才队伍。密切跟踪国际集成电路发展的新趋势,大力发展和应用SOC技术、IP核技术,不断提高自主创新能力,在消费类电子、通信、计算机、工业控制、汽车电子和其他应用电子产品领域形成发展优势。
2.加快发展集成电路材料等支撑产业。以当前*省集成电路材料生产企业为基础,通过基础设施建设、技术改造、引进技术消化吸收再创新、合资合作和引导传统产业向集成电路材料生产转移,进一步壮大产业规模,扩大产品系列,增添新的产品品种,提高产品档次。通过加快企业技术中心建设,不断提高自主创新能力;通过拉长和完善产业链,积极发展高纯水气制备、封装材料等上下游产品,提高配套能力;鼓励半导体和集成电路专用设备仪器产业的发展。培养多个在国内市场占有率第一的自主品牌,扩大出口能力,把*省建设成为围绕以集成电路用金丝、硅铝丝、电路板用铜箔和覆铜板、柔性镀铜板、金属膜基板、电子陶瓷基板、集成电路框架和插座、硅晶体材料的研发和生产为主的集成电路支撑产业基地。
3.鼓励发展集成电路加工产业。大力招商引资,通过集成电路设计和原材料生产的发展,促进省外、海外集成电路芯片制造、封装和测试业向*省的转移,推动*省集成电路芯片制造、封装和测试产业的发展。
(二)发展原则。
1.政府推动原则。充分发挥各级政府在统筹规划、宏观调控、资源组织、政策扶持、市场环境建设等方面的作用,充分发挥社会各方面的力量,推动集成电路产业发展。
2.科研、生产、应用、服务联动原则。建立科研、生产、应用、服务一体化体系,促进集成电路设计和最终产品相结合,集成电路设计和设计服务相结合,公共平台建设和企业发展相结合,设计公司之间相结合,人才培训和设计企业需求相结合。重点支持共性技术平台、服务平台、人才培训平台建设和科研、生产、应用一体化项目研发。
3.企业主体化原则。深化体制改革,加快集成电路设计中心认证,推动集成电路设计公司(中心)建设,建立符合国家扶持集成电路发展政策和要求的以企业为主体、自主经营、自负盈亏、自主创新、自*发展完善的集成电路产业发展体制和机制。
4.引进消化吸收与自主创新相结合原则。加强与海内外集成电路行业企业、人才的交流合作,创造适合集成电路产业发展的政策环境,大力引进资金、技术、人才,加快消化吸收,形成产业的自主创新能力,尽快缩短与发达国家和先进省市的差距。
5.有所为,有所不为原则。发挥*省优势,重点发展集成电路设计、电路板设计制造和原材料生产,与生产应用相结合,聚集有限力量,聚焦可行领域,发挥基础特长,形成专业优势。
三、发展重点和目标
(一)发展重点。整合资源,集中政府和社会力量,建立公共和开放的集成电路设计技术服务平台、行业协作服务平台和人才交流培训平台。重点扶持建设以海尔、海信、浪潮、*大学、哈工大威海国际微电子中心、滨州芯科等在集成电路设计领域具有基础和优势的集成电路设计中心,建设青岛、济南集成电路设计基地,加快有关促进集成电路产业发展的配套政策、措施的制定,重点在以下领域实现突破。
1.集成电路设计业。以消费类电子、通信、计算机、工业控制、汽车电子、信息安全和其他应用电子产品领域为重点,以整机和系统应用带动*省集成电路、电路板设计业的发展,培育一批具有自主创新能力的集成电路设计企业,开发一批具有自主知识产权的高水平的集成电路产品。
(1)重点开展SOC设计方法学理论和设计技术的研究,发挥其先进的整机设计和产业化能力,大力发展税控收款机等嵌入式终端产品的SOC芯片,努力达到SOC芯片规模化生产能力。开发采用先进技术的SOC芯片,应用于各类行业终端产品。
(2)强化IP核开发标准、评测等技术的研究,积极发挥IP核复用技术的优势,以市场为导向,重点研发MCU类、总线类、接口类和低功耗嵌入式存储器(SRAM)类等市场急需的IP核技术,加速技术向产品的转化。
(3)顺应数字音视频系统的变革,以数字音视频解码芯片和视频处理芯片为基础,突破一批音视频处理技术,提高*国电视整机等消费类电子企业的技术水平和核心竞争力。
(4)集中力量开展大规模通信、网络、信息安全等专用集成电路的研究与设计,力争取得突破性成果。
(5)重点发展广泛应用于白色家电、小家电、黑色家电、水电气三表、汽车电子等领域的芯片设计,在应用电子产品芯片设计领域形成优势。
(6)发挥*省在工业控制领域的综合技术、人才力量及芯片研发软硬件资源等方面的优势,重点发展部分工业控制领域的RISC、CISC两种架构的芯片设计,并根据市场需求及时研发多种控制类芯片产品,形成一定优势。
2.集成电路材料等支撑产业。充分利用*省现有集成电路材料生产企业的基础条件,加快发展集成电路材料产业。重点发展集成电路用金丝、硅铝丝、引线框架、插座等产品,同时注重铜箔、覆铜板、电子陶瓷基片、硅晶体材料及其深加工等产品的发展,形成国内重要的集成电路材料研发和生产加工出口基地。支持发展集成电路相关支撑产业,形成上下游配套完善的集成电路产业链。
(1)集成电路用金丝、硅铝丝。扩大大规模集成电路用金丝、硅铝丝的生产规模,力争到2010年占国内市场份额80%以上。
(2)硅单晶、硅多晶材料。到2010年,3-6英寸硅单晶片由现在的年产600万片发展到1000万片;单晶棒由目前的年产100吨发展到200吨。支持发展高品质集成电路用多晶硅材料,填补省内空白,至2010年发展到年产3000吨。
(3)集成电路引线框架。到2010年,集成电路引线框架生产能力由目前的年产20亿只提高到年产100亿只。
(4)电子陶瓷基板。通过技改和吸引外资等措施,力争到2010年达到陶瓷覆铜板年产160万块、陶瓷基片年产30万平米的能力。
(5)铜箔、覆铜板。到2010年,覆铜板由目前的年产570万张发展到800万张,铜箔由目前的年产8500吨发展到10000吨。
(6)相关支撑产业。通过引进技术和产学研结合等多种形式,积极发展集成电路专用设备、环氧树脂等塑封材料、柔性镀铜板和金属膜等基材、高纯水气制备等相关产业。
3.加快大规模、大尺寸集成电路芯片加工和有关集成电路封装、测试企业的引进。
(二)发展目标。经过“*”期间的发展,基本建立和完善有利于*省集成电路产业发展的政策环境、支撑体系和服务体系,建成20-30家集成电路设计中心、2个集成电路设计基地,形成一大批集成电路设计企业、配套企业、咨询服务企业,争取引进3—5家集成电路芯片制造企业。政府支持集成电路产业发展的能力进一步增强,社会融资能力进一步提高,对外吸引和接纳人才、技术、资金的能力进一步提高,集成电路设计、制造对促进*省信息产业发展、传统产业改造和提升国民经济与社会信息化水平发挥更大作用,并成为*省信息产业发展和综合竞争力提升的重要支撑。促进*省集成电路材料产业做大做强,使其成为国内重要的产业基地。
四、主要措施和政策
(一)加强政府的组织和引导。制定*省集成电路产业发展中长期发展规划,实施集成电路产业发展年度计划,《*省支持和鼓励集成电路产业发展产品指导目录》,引导产品研发和资金投向。各地要加强本地集成电路产业发展环境建设,结合本地实际制定有利于集成电路产业发展和人才、资金、技术进入的政策措施。各有关部门要加强配合,制定相关配套措施,形成促进集成电路产业发展的合力。参照财政部、信息产业部、国家发改委《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》,结合*省信息产业发展专项资金的使用,对集成电路产业发展予以支持。具体办法由省信息产业厅会同省财政厅等有关部门制定。
(二)加强集成电路设计公司(中心)认证工作。推动体制改革和产权改革,鼓励科技人员在企业兼职和创办企业,通过政策导向促进集成电路设计公司(中心)独立法人资格的建立。按照国家《集成电路设计企业及产品认定暂行管理办法》的有关规定,加强对*省集成电路产品及集成电路企业认定工作。
(三)加强人才引进与培养。加强对集成电路人才的培养和引进工作,鼓励留学回国人员和外地优秀人才到*投资发展和从事技术创新工作,重点引进在国内外集成电路大企业有工作经历、既掌握整机系统设计又懂集成电路设计技术的高层次专业人才。对具有普通高校大学本科以上学历的外省籍集成电路专业毕业生来*省就业的,可实行先落户后就业政策,对具有中级以上职称的集成电路专业人才来*省工作的,有关部门要优先为其办理相关人事和落户手续。要加强集成电路产业人才培养,建立多层次的人才培养渠道,加强对企业现有工程技术人员的再培训。在政策和待遇上加大对专业人才的倾斜,鼓励国内外集成电路专业人才到*发展,建立起培养并留住人才的新机制。
(四)落实各项优惠政策。各级、各部门要切实落实《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》及各项优惠政策,将集成电路设计、生产制造和原材料生产纳入各自的科研、新产品开发、重点技术攻关计划及技术中心、重点实验室建设计划,并给予优先支持和安排。集成电路设计企业适用软件企业的有关政策,集成电路设计产品适用软件产品的有关优惠政策,其知识产权受法律保护。对于批准建设的集成电路项目在建设期间所发生的贷款,省政府给予贷款利息补贴。按照建设期间实际发生的贷款利率补贴1.5个百分点,贴息时间不超过3年;在政府引导区域内建设的,贷款利息补贴可提高至2个百分点。
一、研究专题和期限
专题一:FPGA器件、配套软件系统及其测试技术的研发
(一)研究目标与内容
研究目标:
研发基于自主知识产权的FPGA器件,实现器件与配套软件的产品化,并在通信、消费类电子、汽车电子、工业控制、互联网信息安全等领域得到应用。研制与国际主流芯片兼容的抗辐照百万门级FPGA,能够满足航空、航天等应用工程的需求。
研究内容:
1.高性能FPGA器件系统:FPGA器件结构研究,FPGA配套EDA软件研究,FPGA的封装测试技术研究。
2.百万门级FPGA关键技术:百万门级抗辐照FPGA器件及其配套EDA设计系统的研究,满足航空、航天等应用工程的需求;
3.多核平台化百万门级FPGA器件的开发及其配套EDA设计系统的研究;
4.FPGA产品化及产业化应用推广技术:完成高性能FPGA的产品化,实现其在通信、消费类电子、汽车电子、工业控制、互联网信息安全等领域的应用。
(二)研究期限:
*年9月30日前完成。
专题二:便携式多媒体终端、数字电视中相关芯片及模块研发
(一)研究目标与内容
研究目标:
基于国内主流集成电路制造工艺,研发便携式多媒体终端和数字电视中的相关芯片、模块与解决方案,实现高性能、低功耗,并得到实际应用。
研究内容:
1.研究数字电视各类标准的低功耗、低成本和高性能编、解码算法及其IP核的实现,通过对各类IP的集成及其配套软件开发,形成移动数字电视和手持多媒体终端芯片开发的SoC平台及其应用。
2.研究无线信道解调关键技术,研发融合地面国标和手机电视功能的信道解调模块(芯片),并为终端厂商提供单模块解决方案。
3.研究高性能的参数可调图像缩放算法、接口技术、图像抖动处理、伽玛校正与过驱动处理等功能模块专有技术;开发图像控制、处理专用芯片以及将各种处理技术融合的SoC芯片及应用系统。
(二)研究期限:
*年9月30日前完成。
专题三:模拟及接口电路产品与应用解决方案研发
(一)研究目标与内容
研究目标:
以通信,消费类电子,计算机及计算机接口设备的市场应用为目标,设计和研发基于国
内亚微米BCD等工艺技术的模拟及数字模拟混合集成电路产品。开发多系列绿色节能电源
管理芯片产品及整体电源管理解决方案。
研究内容:
1.平板显示器电源管理系统中AC/DC、DC/AC控制、大功率白光LED驱动集成电路和开关系列芯片开发及应用解决方案,实现较高的节能降耗水平。
2.适合于便携式电子产品应用的模拟及接口集成电路芯片及应用解决方案。
3.面向便携式设备的多模直流电压变换控制芯片的开发。
4.应用多媒体接口的多媒体数据矩阵电路以及相关的ESD+EMI保护电路。
(二)研究期限:
*年9月30日前完成。
专题四:宽带通信领域核心IP和集成电路特种工艺设计技术的研究
(一)研究目标与内容
研究目标:
围绕国内超深亚微米工艺发展重点,开发宽带通信与接入系统用成套电路和关键IP核研究;研究纳米级工艺SoC设计所必需的关键技术、特种工艺设计技术和整体解决方案。
研究内容:
1.新型宽带无线通信与接入系统的射频收发机芯片和关键IP核研究,研发相应的模块、系统解决方案及终端产品;数字基带关键算法研究及其VLSI实现研究,完成相应关键IP核的嵌入式应用。
2.利用无线局域网实现有线电视网络数字视频信息传输(EoC)的芯片研发。
3.面向下一代有线电视网络的550MHz~1.2GHz的多载波宽带接入成套芯片及音视频宽带应用SoC芯片研究。
4.用于通讯、汽车电子、太阳能利用等领域的特种设计技术,专用控制芯片及应用系统的研发。
(二)研究期限:
*年9月30日前完成。
专题五:超宽带无线通信关键射频集成电路、核心IP研究与实现
(一)研究目标与内容
研究目标:
基于CMOS工艺技术,研究应用于MB-OFDM超宽带(UWB)系统的射频收发集成电路,提出MB-OFDM-UWB系统的射频收发集成电路解决方案,以支持数据传输速率达到100Mbps以上,传输距离不小于10米的超宽带通信系统,实现超宽带技术在数字家庭无线互连、多媒体视频传输等短距离无线通信领域的应用。
研究内容:
1.研究针对OFDM超宽带体系(工作频段为3.1GHz~4.8GHz或更高)的CMOS射频收发器、快速跳频的频率综合器等关键射频及混合信号集成电路设计及实现技术。
2.开发相应的超宽带ASIC或SoC芯片,特别是超宽带射频芯片。
3.研制超宽带无线通信试验系统。
(二)研究期限:
*年9月30日前完成。
二、申请方式
1、本指南公开。凡符合课题制要求、有意承担研究任务的在*注册的法人、自然人均可以从“*科技”网站()上进入“在线受理科研计划项目可行性方案”,并下载相关表格《*市科学技术委员会科研计划项目课题可行性方案(*版)》,按照要求认真填写。
2、申报单位应具备较强技术实力和基础,具备实施项目研究必备条件及匹配资金;鼓励产学研联合申请,多家单位联合申请时,应在申请材料中明确各自承担的工作和职责,并附上合作协议或合同。
3、课题责任人年龄不限,鼓励通过课题培养优秀的中青年学术骨干。课题责任人和主要科研人员,同期参与承担国家和地方科研项目数不得超过三项。
4、已申报今年市科委其它类别项目者应主动予以申明,未申明者按重复申报不予受理。
5、每一课题的申请人可以提出不超过2名的建议回避自己课题评审的同行专家名单(名单需随课题可行性方案一并提交)。
6、本课题申请起始日期为*年6月4日,截止日期为*年6月25日。课题申报时需提交书面可行性方案一式4份,并通过“*科技”网站在线递交电子文本1份。书面可行性方案集中受理时间为*年6月19日至25日,每个工作日上午9:00~下午4:30。所有书面文件请采用A4纸双面印刷,普通纸质材料作为封面,不采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式。
7、网上填报备注:
(1)登陆“*科技”网,进入网上办事专栏;
(2)点击《科研计划项目课题可行性方案》受理并进入申报页面:
-【初次填写】转入申报指南页面,点击“专题名称”中相应的指南专题后开始申报项目(需要设置“项目名称”、“依托单位”、“登录密码”);
-【继续填写】输入已申报的项目名称、依托单位、密码后继续该项目的填报。
作为活跃在模拟技术领域的半导体供应商,飞思卡尔半导体一直致力于为嵌入式控制系统设计者提供高度集成的系列功率开关、网络、通信、运动控制和电源管理应用产品。这些产品不同于具有单一功能的传统模拟产品,飞思卡尔可在单个集成电路中提供多种可改善和简化系统设计的关键功能。用户则可受益于这些产品的成本效益并缩短产品上市时间。本文将结合飞思卡尔在模拟技术方面的创新,对未来的模拟市场的最新发展。
满足模拟市场增长需求
据Databeans Estimates预测,到2010年全球模拟半导体市场将以12%的复合增长率成长,亚太地区将高达17%,中国市场的增长尤为可观,将高达20%。未来几年,通信设备、消费电子产品将是驱动半导体市场成长的主要动力;此外保安、数字广播、节能及监控、汽车电子系统、工业设备等需求也将相应增加。通信设备、消费电子及电脑仍是中国三大主要市场;而且,中国已成为全球最大的手机生产基地之一。2006年3G通信设备市场将会继续成为国内最大的垂直整合产品市场。中国电子产业的可观增长,将需要更多的模拟集成电路来支持更多创新的功能,从而刺激对模拟集成电路的需求。这些都为厂商提供了有利的机遇和条件。
作为设计和开发高度集成的混合信号模拟集成电路的厂商,飞思卡尔不断将用户所需的关键系统功能融入到令人兴奋的解决方案中。飞思卡尔的电动(power actuation)解决方案包括:低端开关、高端开关、H桥和可配置开关、H桥步进电机、前置驱动器、电爆驱动器、发动机电压调节器;电源管理解决方案包括:线性稳压器、开关稳压器、热插拔控制器;网络收发器包括:连接解决方案(CAN物理接口、LIN/ISO9141/J1850物理接口、分布式系统接口元件)和千兆SerDes收发器;信号调整产品包括:弹性I/O;特殊功能及有线通信产品包括:音频放大器、电流控制器、ISDN、Ringer、UDLT、话音与数据编码(MC14LC5480系列数据信号编解码器、过滤器);此外还有嵌入式MCU+功率器件。
飞思卡尔的模拟产品可以在无线通信、数字和硬拷贝影像、汽车和工业等许多领域应用。公司也在将功率控制和电源管理方面的卓越新产品增加到产品线中。
SMARTMOS工艺实现先进功能
飞思卡尔的集成电路功能强大,可为动力、控制和通信应用提供许多独到的特性。专有的SMARTMOS(注:SMARTMOS为飞思卡尔的产品商标)混合信号半导体工艺可实现高密度逻辑与模拟和电源功能的共存,为设计者提供显著的集成优势。这些优势包括易于使用、突出的集成电路和负载保护特性,同时还可以减少元件数量和提高可靠性。
飞思卡尔的标准产品线包括功率开关集成电路、电源管理集成电路、网络收发器、汽车安全产品和专用功能器件。这些产品实现了单个芯片和集成级封装。每种器件都采用SMARTMOS工艺作为通用构建模块,以增加用户所需的功能。这些器件可与飞思卡尔的微处理器、微控制器和DSP一起运行。
SMARTMOS是嵌入式世界的最佳工艺。其独到之处在于结合了许多模拟器件所必需的特性,包括:NVM、iLDMOS、大电流金属、高电压、噪声免疫性、适应恶劣环境、感性负载开关和干扰免疫性、105V的能力,等等。这些强大的功能加上工程设计匹配能力,使SMARTMOS产品成为了模拟设计的理想选择。
值得一提的是,虽然今天的高密度CMOS工艺具有很高的处理能力,但是它不能与大多数现实世界的系统进行直接交互。在嵌入式系统中,现实世界的信号仍然需要经过处理器,负载也需要进行驱动。此外,处理器还需要有干净的电源,同时还要对其进行保护,以免受到外部世界恶劣电气环境的影响。
SMARTMOS是一种融合型CMOS工艺,它集成了精度模拟、功率器件和逻辑电路。采用SMARTMOS技术的集成电路可以实现CMOS工艺所无法得到的性能。嵌入式系统设计者可以将诸如稳压、功率MOSFET、输入信号调节、瞬态保护、系统诊断和控制等功能融入到低成本的单片集成电路中,从而省掉数十个元件。
SMARTMOS技术产的应用主要分为四大类――电源、通信、保护和控制。电源产品可以用具有现实世界能力的模拟/电源接口保护敏感元件;通信产品是用来与其主MCU通信实现网络通信的器件;保护产品可对其本身及其负载、匹配的MCU和电气线路进行智能保护,以免受到环境压力、故障或过载的影响;控制产品具有控制驱动大电流和大功率负载的能力,例如:螺线管、继电器、灯、电机和被动负载。
以形式划分,SMARTMOS产品有3种主要类型――单芯片SMARTMOS集成电路、多芯片单封装智能大功率开关产品,以及智能分布式控制产品。这些产品系列之间的通用线程是SMARTMOS硅材料。
SMARTMOS集成电路产品功能丰富,其混合信号构建模块包括:A/D和D/A转换器、轨对轨运算放大器、比较器、充电泵和栅极驱动器、稳压器、精度参考、数字逻辑和非易挥发存储器。在负载驱动应用方面,还有具备感应能量箝位、独立热管理(independent thermal management)、短路保护(short circuit protection)和负载感测诊断(diagnostic load sensing)的功率MOSFET产品。
此外,为满足网络和通信市场发展的需求,飞思卡尔还开发了千兆SerDes收发器产品,为市场提供了从分立SerDes解决方案向集成解决方案转移的路径。飞思卡尔的SerDes产品是一种高带宽系统内或芯片间、板卡间、背板或电缆通信的全双工和多通道数据接口收发器,可提供优异的信号完整性和最佳的质量特性。SerDes产品采用CMOS工艺,可使用工业标准材料,以降低成本、功耗和风险。
总之,采用SMARTMOS技术有助于设计者满足高精度元件在恶劣环境下运行的要求,提供强大的功率晶体管性能。新一代SMARTMOS 7是专门为0.35μm CMOS电路开发的,与0.5μm CMOS工艺的SMARTMOS 5相比,可提供接近10倍的数字密度。目前,采用0.25μm工艺的SMARTMOS 8也即将投入生产。
先进设计平台集数字模拟大成
DigitalPower是飞思卡尔为复杂集成混合信号系统级芯片(SoC)解决方案创建的设计平台。它利用超级智能功率技术SMARTMOS可显著提高数字密度,帮助系统级芯片设计者经济有效地将数字内容――微控制器和DSP核、串行接口、存储器和逻辑――融入在具有高性能模拟和大功率电路的芯片中。
该平台是一种真正的混合模式设计方法,可以实现3-A H桥与32MHz微控制器和处理器共存等大功率模拟功能。这种新的方法所提供的低功耗模拟功能包括:运算放大器、模数转换器(ADC)、脉冲宽度调制电路、通用I/O、宽能隙参考、波形发生器和滤波器。
DigitalPower技术的最初目标是打印机应用。利用DigitalPower能力开发的完整的喷墨打印机系统级芯片,集成了8位16.7MHz 68HC05微控制器核、16KB ROM、256字节RAM、IEEE-1284平行端口接口、DRAM控制器、四通道/8位模数转换器、系统时钟锁相环、16位定时器、16位COP看门狗定时器、逻辑门和4个25V H桥,以及5V 100mA线性稳压器、1.8 V~3.2V 25mA线性稳压器、开关模式稳压控制器,还有电机控制专用的硬件特性。所有这一切都集成在一个100引脚的TQFP封装中。目前,DigitalPower技术已广泛用于影像、数码相机、CD/MP3播放器和其他消费产品。其较早的产品是定制设计,现在已为这些应用开发了标准的系统级芯片。为了使ASIC设计者获得DigitalPower的好处,飞思卡尔还创建了一个数字、模拟和电源功能程序库。这个开放的程序库有助于用户集成自身的专用功能和IP,也可用于设计、开发和仿真工具。
推动模拟集成电路向高端迁移
近20年,模拟集成电路经历了稳健快速的发展;10年来,消费电子产品、通信产品、计算应用市场依然发展迅猛。与数字IC相比,模拟集成电路的应用依然是高端应用,即使数字集成电路能够实现完成与模拟集成电路相同的任务,达到相同的性能,模拟集成电路在通用和大批量市场中依然是高性价比的选择。作为全球重要的制造和采购基地,中国的模拟IC市场依然是全球关注的焦点,而且在未来1-2年仍然有着巨大的增长潜力。
先进电子产品需要采用更多的模拟集成电路,以支持更多新的功能。随着便携产品的小型化、低功耗要求,3C产品在给模拟器件带来巨大市场机会的同时,也对其提出更苛刻的要求。从整体趋势来说,速度、功耗、准确度、噪声及失真率等都是衡量电子产品性能的重要参数,这几方面的要求将日趋严格。这些正是厂商开发高性能的模拟芯片及子系统所追求的目标。
关键词:集成电路;测试;PMU Device Characterization
中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 10-0033-01
一、测试系统的基本介绍
传统的集成电路的测试以SOC技术为主,SOC的复杂程度非常高,在一块芯片内不仅可能包含CPU、DSP、存储器、模拟电路等多种芯片,甚至还可能包括射频电路、光电器件、化学传感器等器件,因而SOC的测试系统,具备数字、混合信号、存储器、射频等各种测试,同时各个模块之间还不会产生相互影响。
一般的集成电路的测试系统称为ATE,测试系统主要由单片机模块(CPU)、DC(Device Characterization)测量模块和通道传输模块等组成。各个模块之间通过总线单元进行数据交换和连接。而随着现代测试技术的发展,较好测试系统组成主要的还有:由电子电路和机械硬件组成,是在同一个主控制器指挥下的电源、计量仪器、信号发生器、模式(pattern)生成器和其他硬件项目的集合体。
二、整个系统主要组成
(一)单片机模块(CPU)---测试系统的心脏
该模块是所有数字测试系统都含有的基本模块,是测试系统的起点。“CPU”是系统的控制中心,这里的CPU与计算机中的中央处理器不同,它由控制测试系统的计算机及数据的基本I/O通道组成。许多新的测试系统提供一个网络接口用以传输测试数据;计算机硬盘和Memory用来存储本地数据;显示器及键盘提供了测试操作员和系统的接口。
(二)DC(Device Characterization)测量模块
DC子系统包含有DPS(Device Power Supplies,器件供电单元)、RVS(Reference Voltage Supplies,参考电压源单元)、PMU(Precision Measurement Unit,精密测量单元)。
1.DPS与RVS单元
被测器件的电源管脚所需要的电流及电压是由DPS所供给的;而系统内部的管脚测试单元的比较电路以及驱动所需要的参考电压,则是由RVS单元来供给,包括了VOL、VIH、VOH、VIL四种电压设置方式。而相对比较老的测试系统中,所拥有的RVS也是相对来说比较少的,所以在测试程序时,所提供的输出、输入电平也是比较少。。一些测试系统称拥有“per pin”的结构,就是说它们可以为每一个pin独立地设置输入及输出信号的电平和时序。
2.PMU电路
PMU用于精确的DC参数测量,它把驱动电流送入被测器件而去测量电压或者为器件加上电压而去测量产生的电流。PMU的数量跟测试机的级别有关,低端的测试机往往只有一个PMU,用共享的方式被测试通道逐次使用;中端的则有一组PMU,通常为8个或16个,而一组通道往往也是8个或16个,可以整组逐次使用;而高端的测试机则会采用每个channel配置一个PMU。
(三)通道传输模块
1.通道单元
通道单元有两个功能,一是把测试码合成最终的测试信号施加到DUT(Device under test,被测器件),二是比较及分析DUT的返回信号,并且通过总线,将所得到的结果返回单片机模块。利用逻辑控制单元以及译码电路,控制总线对DUT管脚的地址实现设定并控制,而DUT管脚数据的输出及输入功能,则是由控制单元驱动和管脚驱动所共同控制着的继电器阵列来进行的。VIH(VIL)是由DPS模块设定产生的测试所需的高(低)驱动电平。总线发送由程序预先生成的测试向量,电平转换与驱动单元把测试向量转换为设定电平的测试时序波形,管脚驱动与控制单元控制继电器阵列将要输入的波形施加到DUT的输入管脚。
2.芯片引脚电路
芯片脚电路是测试系统资源部和待测期间之间的接口,它给待测器件提供输入信号并接收待测器件的输出信号。
每个测试系统都有自己异于其它系统的设计但是通常其芯片引脚电路都会包括:
(1)配有输入信号的驱动电路。
(2)切换驱动及对电流负载输入输出选择通道电路。
(3)比较输出电平的电压检验电路。
(4)芯片引脚电路与PMU的连接电路。
(5)能够编程控制的电流负载。
(6)提供能测试高速电流的辅助电路。
3.总线单元
总线(Bus)是各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,按照所传输的信息种类,是用于各个模块和单元传递信息的公用通道,各个部分通过总线相连接,通过总线单元进行数据连接和交换。
三、结束语
随着数字技术不断发展,在消费电子、通信和计算等领域对测试技术不断提出的挑战,适应测试和组装外包已经成为发展趋势的必然要求。尽管集成电路的测试技术伴着新的测试理念、新的测试流程、方法和技术不断的出现。但从整个系统的角度出发,测试系统都是从单片机模块、DC测量模块和通道传输模块等基础上发展而来。
参考文献:
[1]陆坤.电子设计技术[M].西安电子科技大学出版社,2004
[2]杜中一.半导体技术基础[M].化学工业出版社,2011
关键词:集成电路;静电防护;研究措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.158
0 引言
在现代社会,随着微米等新技术的发展应用,集成电路的构造更加简便实用。由于集成电路的简单化设计,因而内部内绝缘层变得很薄,对静电的抵抗能力也就相对变弱[1]。集成电路在生产到运输过程,都会不同程度的受到静电影响。
1 集成电路产生的静电
1.1 静电产生原因
静电,指停留在物体表面由于正负电荷失去平衡产生的电能。摩擦起电,也是产生静电的直接原因[2]。摩擦起电,主要是因为两种物质的接触表面在摩擦时,由于停留在自身的电荷不同而产生的排斥现象。在这个电荷转化过程中,物质内部的机械能转化为内能,在转化过程中,物质的原子结构由于物质表面的能量进入原子结构,原子结构增加能量,使得电子脱离原子核,自动外放的物理反应,在这种物力反应中,产生的电子所带的是正电荷;而另一物质的表面在进行相似的物理反应时,外放的电子所带的是负电荷。因此,当两个物质摩擦时,由于正负电荷的反应,就会造成因摩擦产生静电。另外感应带电也是物体产生静电的原因。感应带电,指由于外电场的作用,电场力过大会产生电子脱离原子核,从而产生的静电现象。
1.2 影响静电的因素
静电产生的因素有很多,主要包括物理环境、物体材质和运动状况三种。物理环境对产生静电的影响,是指由于物体的因为环境改变,静电量的数量随着物质内部温度升高而增加,相反静电量的数量随着物质内部温度的降低而减少。在这种物理环境中,集成电路产生的静电和内部的物理环境温度有关[3]。应注意做好物力环境对集成电路产生的静电作用。物体材质对静电产生的影响,是指物体材质的不同,也会影响自身受到外力作用下,产生的静电量,如果物体材质导向性能良好,就比较容易产生电荷,在与其他物体摩擦时或者外力的作用下,很容易在物体表面产生静电量;相反,如果物体材质属于绝缘性能良好的材质,那么在外力作用下或者与其他物体摩擦时,产生的静电量也会由物体材质自动引导出去,产生的静电量很少或者根本没有。运动状况对静电的影响,是指物体的运动速度和受力大小等运动状况都会造成静电的产生。例如物体的运动速率过快,受到的碰撞力就会增大,阻力就会变小,接触面的面积就会增大,压力同时也会增大,物体在这种运动状况中,因与地面摩擦等产生的静电量就会很大,危害也会很大;相反如果物体的运动状况很平稳,受到的碰撞力就会减小,阻力变大,在这种情况中,物体的运动状况产生的静电量就会很小,一般很难发现。
1.3 静电的危害
目前现阶段化纤物质在物理和化学生产中,应用都非常广泛。化纤物质本身就属于导向性良好的材料,产生静电现象普遍,如果这种电荷不能及时引导,静电量就会变得很大,危害也大。但是化纤物质产生的静电受人体动作的制约,比较明显。
静电是造成集成电路受破坏的主要因素。因为在静电放电的过程中,对集成电路形成作用力,这种作用力包括造成电路失效的硬击穿和软击穿。在这两种作用力的共同作用下,集成电路的使用期限和使用范围都会严重受到制约,如果集成电路的静电量不能及时解决,就会对集成电路的性能和使用质量造成影响,也会造成集成电路报废。
2 集成电路的防静电措施
2.1 生产过程
集成电路在生产过程,容易产生静电的原因:人为因素、环境因素和选材因素。人为因素,是指工作人员和电路板的接触,导致集成电路留有静电。对这种人为因素,应从生产车间制服统一入手,统一规定着装防静电的防化服装,避免人为因素在生产过程中,产生的静电停留集成电路表面,不易察觉的问题。环境因素,是指贮存环境温度过高,容易引发集成电路静电的产生。针对这种问题,应对集成电路的贮藏进行封闭式管理,尽量选择在温度可以控制调节的生产车间,避免因为贮藏环境造成集成电路出现静电的问题。选材因素,是指在选择原材料方面,应倾向使用绝缘线良好的材质,可以对集成电路表面停留的静电及时引导,减少静电对集成电路产生破坏作用。
2.2 运输过程
集成电路容易产生静电的原因是生产过程和运输过程。针对运输过程,为了有效实现防静电的产生,应从电路板的运动状况入手。在运输过程中,应避免过快行驶或者猛踩刹车,产生运输车厢严重失去平衡,在这种情况下产生静电量也是可以有效避免的,同时也是集成电路出厂后容易产生的问题。同时针对,工作人员和搬运人员,应统一着橡胶制品衣服,尽量减少集成电路在搬运途中,避免因为摩擦产生的静电问题。
2.3 完善管理制度
针对集成电路的静电防护措施,最直接最根本的要从管理制度开始。只有严格有效的管理制度,才能形成有效的约束力,对各个阶层的人员进行统一规范,才可以从根本上做好静电防护工作。在集成电路静电产生的原因中,多数是人为因素和潜在的人为因素,都应该得到具体解决。同时也应加强安全巡检制度,对集成电路的生成过程和运输过程,都要加强抽检,确保集成电路得到安全生产和放心运输,尽量减少静电量在集成电路的产生,也也是有效做好静电防护工作的关键。静电防护器材也应加强开发,静电防护器材包括集成电路的包装器材、储藏器材和运输器材。针对静电防护工作,应全方面入手,才有利于完成做好静电防护工作。
3 结束语
集成电路的生产到实际应用,都会受到很多方面的影响,产生静电量。静电量的产生多数是可控因素,只有针对可控因素做出应对措施,才能有效解决集成电路的静电防护工作。对集成电路的选材控制、生产过程可控因素的处理和运输过程可控因素的处理,都需要完整的制度来形成约束力,通过各方面的努力才可以实现静电防护工作,从而减少静电对集成电路的影响,保证集成电路的质量和使用期限。
参考文献:
[1]李柯逊.浅谈集成电路静电损害及防护措施[J].推广技术,2014(07):227-228.