集成电路版图设计

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集成电路版图设计范文第1篇

关键词：数字；模拟；集成电路；版图设计；人工处理；程序化处理

随着集成电路技术的进步，晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品，需要通过版图等比例缩小，直接用于更小的工艺平台，不用重新设计版图，就可以流片，从而获得高集成度的效果，极大地提高了效率，节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分，对于数字 IP，尤其是标准单元， 用于更小工艺平台的时候，可以直接采用版图等比例缩小的方式；而对于一些模拟IP来说，应用于更小工艺平台的时候，为了保持性能的最优化，需要保持原验证的同等条件；而对于工艺的临界尺寸（Critical Dimension， CD）来说，希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩，部分还需要层次之间布尔操作的需求，本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法，可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。

1 客户项目涨缩需求概述

华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm， 0.162 μm ，0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过，为了增加单片晶圆片上的管芯的数量，提高利润空间，客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小，但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案，这两种IP类型共存于一个数模混合产品中，需要分别对这两种IP进行不同的操作，而且由于工艺要求需要，某些版图层次需要进行其他特殊的处理。

图1是数模混合的简化示意图，包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求：（1）模拟IP尺寸保持不变，数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍；（2）整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。

2 人工涨缩技术操作方式

传统的操作技术中，大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现，效率很低，下面简述一下传统人工操作技术方案：

（1）在图1的版图EDA工具窗口菜单中，调用图2版图属性对话框，通过修改其参数选项Magnification等于0.9，把数字IP缩小到原始的0.9倍。

（2）这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap（空隙），如图3所示，金属层出现的gap图形；这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。

（3）人工修补版图，首先要把所有出现gap的图形一一填充好，然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。

（4）因为原始接触孔宽度等于0.22 μm，如图4所示，而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm；为了保持全芯片的接触孔宽度一致，必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。

每一个数模产品都是非常巨大的，包含的contact的数量是数以万计的，模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的，而且要从底层单元开始修改，单靠这种传统的人工修改，工作量是超负荷的，从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低，影响到客户产品的上市时间。

3 程序化处理涨缩技术

3.1 程序化涨缩技术原理

针对传统方案的缺点，结合我们客户需求，同时更多的是依赖个人技术经验，发明了一种自动化批处理，人工干预少的技术方案，从而大大提高了客户产品涨缩的效率。核心技术方案是采用EDA工具calibre drc语言，编写涨缩程序，再运行程序，从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。

基本原理：整个程序分为涨大（enlarge）和整体缩小（shrink ）两个过程。IP涨大以后，会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm，然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中，最后把整合好的数据进行整体shrink，从而达到版图等比例缩小的目的。

3.2 批处理程序的结构

根据图5的客户需求原理，我们用calibre语言需要编写了两个程序，一个是enlarge程序，一个是shrink程序，两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。

（1）Specification Statement（规范说明）：定义版图数据基本信息和需要的功能选项。

（2）Input Layers Statement（输入层次说明）：把版图数据的所有输入层次信息定义出来。

（3）Layer Operations（版图层次运算）：根据项目要求，进行所有层次之间的布尔运算。

（4）Output New Layer（输出新的版图层次）：把最终完成各种处理的版图数据输出。

通过上面3个语句，就可以把版图Metal1层次的gap修补，以此类推，所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。

整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同，在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求，通过命令语句执行，从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项，只需要在程序的规范说明里面来定义即可，命令行如下：DRC MAGNIFY RESULTS 0.9，即可完成shrink 90%的功能任务，如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85，即可完成shrink 85%的功能需求。

3.4 q缩程序的执行

编写完程序以后，把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行，首先运行enlarge（涨大）程序，然后运行shrink（缩小）程序。步骤如下：

（1）在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds；运行enlarge程序：caliberCdrc Chier enlarge程序。

（2）把前两步运行出来的版图数据，放入原始的版图gds中，修补接口连线；在shrink程序里面把第（3）输出的版图数据定义进入；运行shrink程序：calibre Cdrc Chier shrink程序。

（3）通过这几个步骤，我们就可以把版图等比例缩小，同时还维持了模拟IP的原始状态。

（4）程序运行出来的版图，我们就可以直接拿到工艺厂流片。

集成电路版图设计范文第2篇

【关键词】集成电路；EDA；项目化

0 前言

21世纪是信息时代，信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求激增。我国高校开设集成电路设计课程的相关专业，每年毕业的人数远远满足不了市场的需求，因此加大相关专业人才的培养力度是各大高校的当务之急。针对这种市场需求，我校电子信息工程专业电子方向致力于培养基础知识扎实，工程实践动手能力强的集成电路设计人才[1]。

针对集成电路设计课程体系，进行课程教学改革。教学改革的核心是教学课程体系的改革，包括理论教学内容改革和实践教学环节改革，旨在改进教学方法，提高教学质量，现已做了大量的实际工作，取得了一定的教学成效。改革以集成电路设计流程为主线，通过对主流集成电路开发工具Tanner Pro EDA设计工具的学习和使用，让学生掌握现代设计思想和方法，理论与实践并重，熟悉从系统建模到芯片版图设计的全过程，培养学生具备从简单的电路设计到复杂电子系统设计的能力，具备进行集成电路设计的基本专业知识和技能。

1 理论教学内容的改革

集成电路设计课程的主要内容包括半导体材料、半导体制造工艺、半导体器件原理、模拟电路设计、数字电路设计、版图设计及Tanner EDA工具等内容，涉及到集成电路从选材到制造的不同阶段。传统的理论课程教学方式，以教师讲解为主，板书教学，但由于课程所具有的独特性，在介绍半导体材料和半导体工艺时，主要靠教师的描述，不直观形象，因此引进计算机辅助教学。计算机辅助教学是对传统教学的补充和完善，以多媒体教学为主，结合板书教学，以图片形式展现各种形态的半导体材料，以动画的形式播放集成电路的制造工艺流程，每一种基本电路结构都给出其典型的版图照片，使学生对集成电路建立直观的感性认识，充分激发教师和学生在教学活动中的主动性和互动性，提高教学效率和教学质量。

2 实践教学内容的改革

实践教学的目的是依托主流的集成电路设计实验平台，让学生初步掌握集成电路设计流程和基本的集成电路设计能力，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。传统的教学方式是老师提前编好实验指导书，学生按照实验指导书的要求，一步步来完成实验。传统的实验方式不能很好调动学生的积极性，再加上考核方式比较单一，学生对集成电路设计的概念和流程比较模糊，为了打破这种局面，实践环节采用与企业密切相关的工程项目来完成。项目化实践环节可以充分发挥学生的主动性，使学生能够积极参与到教学当中，从而更好的完成教学目标，同时也能够增强学生的工程意识和合作意识。

实践环节选取CMOS带隙基准电压源作为本次实践教学的项目。该项目来源于企业，是数模转换器和模数转换器的一个重要的组成模块。本项目从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证等流程对学生做全面的训练，使学生对集成电路设计流程有深刻的认识。学生要理解CMOS带隙基准电压源的原理，参与到整个设计过程中，对整个电路进行仿真测试，验证其功能的正确性，然后进行各个元件的设计及布局布线，最后对版图进行了规则检查和一致性检查，完成整个电路的版图设计和版图原理图比对，生成GDS II文件用于后续流片[2]。

CMOS带隙基准电压源设计项目可分为四个部分启动电路、提供偏置电路、运算放大器和带隙基准的核心电路部分。电路设计可由以下步骤来完成：

1）子功能块电路设计及仿真；

2）整体电路参数调整及优化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版图；

4）基本单元与电路的版图；

5）子功能块版图设计和整体版图设计；

6）电路设计与版图设计比对。

在整个项目化教学过程，参照企业项目合作模式将学生分为4个项目小组，每个小组完成一部分电路设计及版图设计，每个小组推选一名专业能力较强且具有一定组织能力的同学担任组长对小组进行管理。这样做可以在培养学生设计能力的同时，加强学生的团队合作意识。在整个项目设计过程中，以学生探索和讨论为主，教师起引导作用，给学生合理的建议，引导学生找出解决问题的方法。项目完成后，根据项目实施情况对学生进行考核，实现应用型人才培养的目标。

3 教学改革效果与创新

理论教学改革采用计算机辅助教学，以多媒体教学为主，结合板书教学，对集成电路材料和工艺有直观感性的认识，学生的课堂效率明显提高，课堂气氛活跃，师生互动融洽。实践环节改革通过项目化教学方式，学生对该课程的学习兴趣明显提高，设计目标明确，在设计过程中学会了查找文献资料，学会与人交流，沟通的能力也得到提高。同时项目化教学方式使学生对集成电路的设计特点及设计流程有了整体的认识和把握，对元件的版图设计流程有了一定的认识。学生已经初步掌握了集成电路的设计方法，但要达到较高的设计水平，设计出性能良好的器件，还需要在以后的工作中不断总结经验[3]。

4 存在问题及今后改进方向

集成电路设计课程改革虽然取得了一定的成果，但仍存在一些问题：由于微电子技术发展速度很快，最新的行业技术在课堂教学中体现较少；学生实践能力不高，动手能力不强。

针对上述问题，我们提出如下解决方法：

1）在课堂教学中及时引进行业最新发展趋势和（下转第220页）（上接第235页）技术，使学生能够及时接触到行业前沿知识，增加与企业的合作；

2）加大实验室开放力度，建立一个开放的实验室供学生在课余时间自由使用，为学生提供实践机会，并且鼓励能力较强的学生参与到教师研项目当中。

【参考文献】

[1]段吉海.“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J].电气电子教学学报，2007，05（29）.

集成电路版图设计范文第3篇

关键词： 电路版图设计； 电路分割设计； 厚膜混合集成电路； 厚膜工艺

中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）04?0118?03

Circuit layout design based on thick?film process

PU Ya?fang

（Shaanxi HuaJing Microelectronics Co.， Ltd， Xi’an 710065， China）

Abstract： The printed circuit board （PCB） technology is applied to circuit design generally. If it is combined with thick?film process， the circuit layout design， in which the complicated connection and many devices are mounted in its limited room， can be implemented. The outstanding advantages of the thick?film hybrid circuit were demonstrated by theoretical analysis of three defferent design schemes of circuit layout design. It is the unique one which can meet the requirement of the circuit design scheme. According to the boundary dimension requirement of the circuit， the circuit performance and device encapsulation mode were considered thoroughly， and the rationality and realizability of the design scheme were validated by reasonable circuit segmenting design and layout design. The outstanding superiority of thick?film process was reflected in the circuit layout design. The difficulty that the conventional methods for circuit layout design could not overcome was solved easily .

Keywords： circuit layout design； circuit segmenting design； thick?film hybrid circuit； thick?film process

0 引 言

随着电子技术的飞速发展，对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高，对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外，电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。

1 厚膜工艺技术简述

厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。

厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上，将电阻通过激光精调后，再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。

厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。

图1 厚膜工艺流程图

厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。

2 电路版图设计

2.1 设计要求

将电路原理图（图2，图3）平面化设计在直径为34 mm的PCB板上（对电路进行分析后无需考虑相互干扰），外形尺寸图见图4。其中：序列号及电源为需要引出的引脚。

表1 厚膜工艺与印制板工艺比较

图2 原理图（1）

图3 原理图（2）

图4 外形尺寸图

2.2 设计步骤

2.2.1 分类清点电路中的元器件数量

分类清点电路中的元器件数量见表2。

表2 元器件数量

2.2.2 确定电路设计方案

根据电路原理图，对以下3个方案逐一进行分析：

（1） 方案1：在印制板上双面布线

简单计算一下各种元器件所占面积：贴片电阻电容：4.8×46=220.8 mm2；贴片二三极管：8.9×5=44.5 mm2；

贴片集成电路：77×3+72=303 mm2；贴片运算放大器：33.44×11=367.84 mm2；电 位 器： 38×4=152 mm2；晶振：16 mm2。

元器件的总面积：220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。

印制板的可利用面积（单面）：3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。

很显然，利用双面布局布线，印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外，印制板为圆形，元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计，理论上不可行。

（2） 方案2：印制板上安装双列直插式厚膜电路模块

采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割，确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路，剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路，在陶瓷基板上采用双面布线，组装贴片元器件，可以增大布线的面积。然而，为了和印制板结合起来，双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多，采用最多的引出脚数量，也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。

若采用裸芯片元件进行布线，则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在，导致基片的面积变得更小，模块的引出端数目随之减少。另外，裸芯片的电路只能采用单面布线，这样不能满足元件放置的需要，更不可能实现布线的需求。

所以该方案也不可行。

（3） 方案3：印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块

由方案1和方案2得知：

（1） 必须在印制板上安装厚膜电路模块；

（2） 采用2个单列直插式厚膜电路模块，且均采用双面布线。

2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较，虽然引出脚数目相等，但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板，将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置，就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多，且高度不会超过允许高度。经验证，这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要，而且所有元件达到合理放置。

所以，方案3是可行的。

2.2.3 电路版图设计过程[3?4]

根据印制板外形尺寸的要求，2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种，根据电路的工作原理，对2个电路原理图进行合理分割，可调元器件和大体积元件放置在印制板上，不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上，经过合理布图，陶瓷基板上PCB图分别见图5，图6。

图5 厚膜电路1（正面和反面）

图6 厚膜电路2（正面和反面）

红色为一次导体，浅绿色为介质，深蓝色，红色为一次导体，湖蓝色为介质，为二次导体，其余颜色为厚膜电阻，紫色为二次导体，其余颜色为厚膜电阻，共有13个引出脚。共有12个引出脚。

将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后，作为印制板上的两个元器件，将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计，即可完成整个电路的版图设计，并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。

图7中，W1～W4为电位器，X为晶振，J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容，U7为SO?8集成电路，R*为片电容，其余为引出脚。

图7 印制板装配图

3 结 语

在电路版图的设计过程中，充分考虑到调试的需要，将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上，无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里，使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积，从而实现了复杂电路体积小型化的目的，而且使产品美观，调试方便。

厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域，发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域，无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。

参考文献

[1] 郑福元，周立飞，虎轩东.厚薄膜混合集成电路：设计、制造和应用[M].北京：科学出版社，1984.

[2] 吕乃康，樊百昌.厚膜混合集成电路[M].西安：西安交通大学出版社，1990.

[3] 崔玮.Protel 99 SE电路原理图与电路板设计教程[M].北京：北京海洋出版社，2007.

[4] 黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M].北京：中国工业出版社，2012.

集成电路版图设计范文第4篇

 

近年来，我国高等职业技术教育发展迅猛，规模迅速扩大。另一方面，随着我国社会经济的快速发展，企业对技能型劳动人才的需求大幅增加，对技能型劳动人才的综合能力亦提出了更高的要求。虽然对高等教育大众化和社会经济的发展作出了突出的贡献，但也带来了突出的问题。课程体系是一个专业所设置的课程相互间的分工与配合，课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。高等学校课程体系主要反映在基础课与专业课、理论课与实践课、必修课与选修课之间的比例关系上。课程改革是高职教学改革的核心和难点。由于高职开设微电子技术专业的时间较短、学校较少，形成半导体产业链的区域还比较少，因此对微电子技术专业的人才定位、课程体系等都还不很完善，从而给本专业的人才培养带来不确定因素，不利于专业的发展，也难以满足微电子技术行业企业对人才的需求。本文即针对以上问题展开一些有益的探讨与实践。

 

一、构建课程体系的总体思路

 

构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据，以素质培养为基础，以技术应用能力为核心，构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式，将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一，环环相扣，充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想，努力为社会培养优秀高端技能型人才。

 

1.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础，主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析，整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程，按照人的职业能力的形成规律进行序列化，从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识，并以工作任务为核心，组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系，按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程，形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。

 

2.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内(“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求，了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出，培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业，建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群)，建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引，建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群，形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元，成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝，未来几年IT人才需求在20万以上，而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右，远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明，近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才，学生在校学非所用，用非所学，实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。

 

3.形成专业定位，确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程：集成电路设计裸芯片精细加工封装测试芯片应用PCB设计制造，充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题，形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位，确定培养目标：培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业，满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术，又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位：集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务，并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。

 

二、构建基于工作过程的学习领域课程体系

 

对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务学校专家归并行动领域微电子行业专家论证行动领域学校专家开发学习领域校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”，实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法，实现典型工作任务到行动领域转换，通过工作过程分析法，实现从行动领域到学习领域转换，通过工作任务还原法，实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”，构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容，获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。

 

1.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程，它是职业工作中同类工作任务的归类，能表现出职业工作的内容和形式，并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员，与学院的微电子技术专业教师一起，召开课程开发座谈会，进行微电子技术课程体系开发：以“集成电路(版图)设计晶圆制造封装测试表面贴装”工作过程为主线，与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位，得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。

 

2.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质，是以工作过程为参照物，将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合，在陈述性知识总量没有变化的情况下，增加经验以及策略方面的“过程性知识”[3]。对典型工作任务进行归纳，确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域，即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。

 

3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系，按照以工作过程为导向，进行课程的解构与重构，将6个行动领域转换为9个学习领域，即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、C语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求，重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期：电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期：集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、 SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。

 

4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计，由教师根据学校教学计划，结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长，由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学，从而促进学生对职业实践的整体性把握[4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为：①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境：N/PMOS晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境：集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境：DIP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境：SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线运行及工艺优化5个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境：单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境：收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境：编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境：“跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境：课程概述、基于QuartusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于 QuartusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。

 

三、试点实施效果分析

 

在教学实施上，重点是加强教师执教能力：教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生，学生可以根据自己的兴趣爱好，在教师的指导下，充分利用各种资源，相互协作开展对某一问题的学习探讨，从而获得新知识，得到探索的体验及情感，促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践，课程教学效果得到显著提高，学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高，“双证书”提高到100%，专业对口率从原来的48%上升到92%，用人单位满意度达90%以上。

 

高职院校在办学过程中要形成特色鲜明的高职办学模式，课程体系是重要的载体。办学特色正是通过课程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系，跟随产业的发展，调整专业的课程设置，符合职业岗位要求，学生技能显著提升，同时结合我院的办学特色，努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。

集成电路版图设计范文第5篇

【关键词】集成电路设计大赛；实践；创新

To Training Students’Innovative Ability in the Integrated Circuit Design Competition

HU Xiao-ling，YUAN Ying，LIU Qi

（College of Electronics Information and Control Engineering，Beijing University of Technology，Beijing，100124，China）

Abstract：Scientific and technical competition is an important way to promote scientific and technological innovation activities of college students.It is also an important means to cultivate innovative ability of college students.Based on the analysis of the current situation of Chinese information technology，moreover，the training problems in current high education，it describes the active function of the integrated circuits competition in the development of practical and innovative ability of college students.

Keywords：Integrated Circuit Design Competition；Practice；Innovation

1.引言

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，是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[1]。自2000年以来，在国家政策的大力支持下，我国集成电路产业得到了长足的发展。但技术落后仍然制约着我国集成电路产业的发展，因此，如何培养出具有创新精神与实践能力的高素质设计人才已经成为当前高校的一个迫切任务[2-4]。我校作为“国家集成电路人才培养基地”之一，在集成电路人才培养方面更是肩负着重要使命。

为了促进北京市集成电路产业发展需要，进一步加强北京市各高校微电子专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地的建设，为北京集成电路事业培养出更多的创新性人才，2011年9月18日在北方工业大学举办了“2011年北京大学生集成电路设计大赛”，大赛的主题是“全定制集成电路版图设计大赛”。此次大赛由北京电子学会主办、北方工业大学承办，大赛的成功举办不仅推动了北京市各高校微电子专业的交流和发展，同时也为北京市各高校微电子专业的课程体系改革起到了强有力的推动作用。作为“国家集成电路人才培养基地”，我校一直致力于寻找各种可以为学生提供工程实践的机会，集成电路设计大赛无疑为我们提供了一个良好的实践平台，在三个月的准备过程中，作为参赛学校的一名指导教师更是深刻感受到此次大赛在学生实践能力和创新能力培养方面所具有的深远意义。

2.高校人才创新能力培养现状

受传统的教育思想和教育观念的影响，目前大学教育基本还是以知识学习为主，课堂讲授多，实验少，综合应用实验更少，教学内容也与社会生产及工程应用存在一定脱节。这种教育模式使学生虽然有较系统的理论基础和专业知识，但综合应用所学知识去分析问题和解决问题的能力仍然不足，“高分低能”的学生占到了相当大的比重。大连民族学院对本校工科专业学生进行的问卷调查显示，72.4%的学生能认识到创新能力对今后个人发展的重要性；42%的学生认为把一整天的时间都用于实验室而非自习室有点“浪费学习时间”，其中女生占到65.6%；80.4%的学生在学习时不会推导教材中的公式、定理，而只是单纯的把它们当作解题的工具；获得过国家奖学金、综合奖学金的同学中仅有25%的同学取得过创新竞赛类的奖项[5]。问卷结果表明，大多数学生已经意识到创新在今后个人发展中具有的重要意义，并且表现出对创新感兴趣，但由于目前大多数高校对创新能力培养缺乏正确的引导，大部分同学仍是将主要精力放在学习理论知识上，不能对创新活动投入较多的时间和精力，以至于参与创新活动的同学不够多，部分参与进去的同学也不能长期坚持。

3.大赛对学生创新能力的培养

科技大赛是推动大学生从事科技创新活动的重要途径，也是培养学生科技创新能力的重要手段。同时，在国家重大教改项目“质量工程”的建设内容“实践教学与人才培养模式改革创新”中积也极倡导“开展大学生竞赛活动”[6]。

（1）培养了学生的创新能力

集成电路设计大赛激发了学生对工程实践的积极性，增强了理论知识与实际相结合的内容，为学生创新能力培养提供了条件。学生从拿到竞赛题目开始，就要独立完成电路设计，单元版图设计，电路版图设计，仿真直至最终的设计报告撰写，在这一系列过程中学生会不断遇到新情况，新问题，学生需要调动所学知识，寻找发现问题并探究解决问题的思路、方法，这实际就是自主学习、不断探索、不断创新的过程。生寻找发现问题并加以探究解决问题的思路、方法上来

（2）提高了学生的实践能力

集成电路设计大赛要求学生把集成电路分析与设计，集成电路CAD，集成电路EDA，半导体器件原理等相关课程中学到的全面综合地加以运用，使理论知识与实践密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、深化和发展。集成电路设计大赛使学生在运用技术资料和使用设计工具方面的基本技能得到一次综合训练。通过竞赛学生不仅熟练掌握了华大九天EDA设计工具的使用，并对集成电路设计流程有了更深刻的认识，使学生设计能力和解决实际问题的能力有了长足的进步；通过竞赛学生知道从事这一行业应该具有怎样的知识结构，具有怎样的工程意识，为学生将来就业或进一步深造奠定了坚实的基础。

（3）培养学生的团队合作意识

集成电路设计大赛要求3名同学组成一个参赛团队，在竞赛过程中，学生之间需要良好的沟通，积极配合，以获取最佳成绩。在这个过程中学生会有意识的改进为人处事的方式，以平和的心态和队友讨论问题，耐心听取并采纳别人建议，并默契的分工合作。竞赛对学生自身的沟通能力和团队协作精神具有良好的促进作用。

4.结束语

集成电路设计大赛不仅为微电子专业的学生提供了一个提高自己实践能力、培养创新精神的平台，同时通过参赛学生的知识面也得到了拓展，为今后从事复杂的工程设计和科研打下了坚实的基础。此外，本届大赛无疑也为高校教师提供了一个良好的交流学习平台。

参考文献

[1]集成电路产业“十一五”专项规划．

[2]张兴,黄如,张天义,等.北京大学国家集成电路人才培养基地建设思路[J].中国集成电路,2004(7):79-82．

[3]韩力,曾祥仁.电气信息类专业人才培养模式及教学内容体系改革的研究与实践[J].重庆大学学报:社会科学版,2001,7(5):78-79.

[4]黄兆信.大类招生:现代大学人才培养趋势[J].中国高教研究,2004,2:41-43．

[5]霍苗,马国艳,李忠楠.以科技竞赛为载体,提高工科大学生的创新能力[J].价值工程,

2011,18:9.