集成電路版圖設計
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集成電路版圖設計范文第1篇
關鍵詞：數字；模擬；集成電路；版圖設計；人工處理；程序化處理
隨著集成電路技術的進步，晶體管尺寸越來越小。對于很多經過晶圓片驗證的產品，需要通過版圖等比例縮小，直接用于更小的工藝平臺，不用重新設計版圖，就可以流片，從而獲得高集成度的效果，極大地提高了效率，節省了成本。而一個數模混合產品中包含數字部分和模擬部分，對于數字 IP，尤其是標準單元， 用于更小工藝平臺的時候，可以直接采用版圖等比例縮小的方式；而對于一些模擬IP來說，應用于更小工藝平臺的時候，為了保持性能的最優化，需要保持原驗證的同等條件；而對于工藝的臨界尺寸（Critical Dimension， CD）來說，希望整個產品的接觸孔的寬度是一致的。對于這樣一個產品多種漲縮，部分還需要層次之間布爾操作的需求，本文提供一種完善的自動化流程方案來解決這種版圖特殊漲縮的方法，可以程序化地批處理所有需要漲縮的版圖數據。
1 客戶項目漲縮需求概述
華潤上華0.18 μm工藝線有3個差異不大的平臺―0.18 μm， 0.162 μm ，0.153 μm。客戶的產品很多已經在0.18 μm工藝平臺驗證過，為了增加單片晶圓片上的管芯的數量，提高利潤空間，客戶會直接把0.18 μm工藝平臺驗證過的產品等比例縮小到0.162 μm或者0.153 μm的兩個工藝平臺進行重新流片。而數字IP可以直接等比例縮小，但是模擬IP希望能直接用0.18 μm工藝平臺設計方案，這兩種IP類型共存于一個數模混合產品中，需要分別對這兩種IP進行不同的操作，而且由于工藝要求需要，某些版圖層次需要進行其他特殊的處理。
圖1是數模混合的簡化示意圖，包含了數字IP和模擬IP。客戶需求有兩個要求：（1）模擬IP尺寸保持不變，數字IP尺寸縮小到原始的0.9倍；（2）整個產品的接觸孔的寬度保持原始的0.22 μm。
2 人工漲縮技術操作方式
傳統的操作技術中，大部分需要靠人工干涉和人工畫圖來實現，效率很低，下面簡述一下傳統人工操作技術方案：
（1）在圖1的版圖EDA工具窗口菜單中，調用圖2版圖屬性對話框，通過修改其參數選項Magnification等于0.9，把數字IP縮小到原始的0.9倍。
（2）這種修改的方式會導致版圖層次之間出現0.001 μm的gap（空隙），如圖3所示，金屬層出現的gap圖形；這種0.001 μm的gap會出現在很多不同分層結構的連接層次之間。
（3）人工修補版圖，首先要把所有出現gap的圖形一一填充好，然后把模擬IP和數字IP之間的連接金屬線的位置分別調整好。
（4）因為原始接觸孔寬度等于0.22 μm，如圖4所示，而縮小到0.9倍以后數字 IP部分的接觸孔寬度等于0.198 μm；為了保持全芯片的接觸孔寬度一致，必須人工的把數字 IP內部的接觸孔寬度修改為0.22 μm。
每一個數模產品都是非常巨大的，包含的contact的數量是數以萬計的，模擬IP和數字IP連線也都是非常復雜的，而且要從底層單元開始修改，單靠這種傳統的人工修改，工作量是超負荷的，從而使客戶產品直接shrink的效率就大大降低，影響到客戶產品的上市時間。
3 程序化處理漲縮技術
3.1 程序化漲縮技術原理
針對傳統方案的缺點，結合我們客戶需求，同時更多的是依賴個人技術經驗，發明了一種自動化批處理，人工干預少的技術方案，從而大大提高了客戶產品漲縮的效率。核心技術方案是采用EDA工具calibre drc語言，編寫漲縮程序，再運行程序，從而達到客戶需求。圖5是客戶數模產品的漲縮批處理流程。
基本原理：整個程序分為漲大（enlarge）和整體縮小（shrink ）兩個過程。IP漲大以后，會把相關的接觸孔的寬度恢復到0.22 μm，然后把漲大后的IP重新整合在原始的版圖中，最后把整合好的數據進行整體shrink，從而達到版圖等比例縮小的目的。
3.2 批處理程序的結構
根據圖5的客戶需求原理，我們用calibre語言需要編寫了兩個程序，一個是enlarge程序，一個是shrink程序，兩者程序架構大體相同。程序架構包含以下幾個方面。
（1）Specification Statement（規范說明）：定義版圖數據基本信息和需要的功能選項。
（2）Input Layers Statement（輸入層次說明）：把版圖數據的所有輸入層次信息定義出來。
（3）Layer Operations（版圖層次運算）：根據項目要求，進行所有層次之間的布爾運算。
（4）Output New Layer（輸出新的版圖層次）：把最終完成各種處理的版圖數據輸出。
通過上面3個語句，就可以把版圖Metal1層次的gap修補，以此類推，所有需要修改gap的版圖層次都可以按照此語法命令結構來完成。
整體shrink的程序和enlarge的程序結構相同，在shrink程序中可以把客戶所有層次之間的布爾運算需求，通過命令語句執行，從而完成客戶數據光罩層次的輸出。其中的shrink選項，只需要在程序的規范說明里面來定義即可，命令行如下：DRC MAGNIFY RESULTS 0.9，即可完成shrink 90%的功能任務，如果定義DRC MAGNIFY RESULTS 0.85，即可完成shrink 85%的功能需求。
3.4 q縮程序的執行
編寫完程序以后，把版圖數據等比例縮小的任務就可以按照步驟執行，首先運行enlarge（漲大）程序，然后運行shrink（縮小）程序。步驟如下：
（1）在enlarge程序里面定義要漲大的版圖數據的gds；運行enlarge程序：caliberCdrc Chier enlarge程序。
（2）把前兩步運行出來的版圖數據，放入原始的版圖gds中，修補接口連線；在shrink程序里面把第（3）輸出的版圖數據定義進入；運行shrink程序：calibre Cdrc Chier shrink程序。
（3）通過這幾個步驟，我們就可以把版圖等比例縮小，同時還維持了模擬IP的原始狀態。
（4）程序運行出來的版圖，我們就可以直接拿到工藝廠流片。
集成電路版圖設計范文第2篇
【關鍵詞】集成電路；EDA；項目化
0 前言
21世紀是信息時代，信息社會的快速發展對集成電路設計人才的需求激增。我國高校開設集成電路設計課程的相關專業，每年畢業的人數遠遠滿足不了市場的需求，因此加大相關專業人才的培養力度是各大高校的當務之急。針對這種市場需求，我校電子信息工程專業電子方向致力于培養基礎知識扎實，工程實踐動手能力強的集成電路設計人才[1]。
針對集成電路設計課程體系，進行課程教學改革。教學改革的核心是教學課程體系的改革，包括理論教學內容改革和實踐教學環節改革，旨在改進教學方法，提高教學質量，現已做了大量的實際工作，取得了一定的教學成效。改革以集成電路設計流程為主線，通過對主流集成電路開發工具Tanner Pro EDA設計工具的學習和使用，讓學生掌握現代設計思想和方法，理論與實踐并重，熟悉從系統建模到芯片版圖設計的全過程，培養學生具備從簡單的電路設計到復雜電子系統設計的能力，具備進行集成電路設計的基本專業知識和技能。
1 理論教學內容的改革
集成電路設計課程的主要內容包括半導體材料、半導體制造工藝、半導體器件原理、模擬電路設計、數字電路設計、版圖設計及Tanner EDA工具等內容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統的理論課程教學方式，以教師講解為主，板書教學，但由于課程所具有的獨特性，在介紹半導體材料和半導體工藝時，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進計算機輔助教學。計算機輔助教學是對傳統教學的補充和完善，以多媒體教學為主，結合板書教學，以圖片形式展現各種形態的半導體材料，以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結構都給出其典型的版圖照片，使學生對集成電路建立直觀的感性認識，充分激發教師和學生在教學活動中的主動性和互動性，提高教學效率和教學質量。
2 實踐教學內容的改革
實踐教學的目的是依托主流的集成電路設計實驗平臺，讓學生初步掌握集成電路設計流程和基本的集成電路設計能力，為今后走上工作崗位打下堅實的基礎。傳統的教學方式是老師提前編好實驗指導書，學生按照實驗指導書的要求，一步步來完成實驗。傳統的實驗方式不能很好調動學生的積極性，再加上考核方式比較單一，學生對集成電路設計的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實踐環節采用與企業密切相關的工程項目來完成。項目化實踐環節可以充分發揮學生的主動性，使學生能夠積極參與到教學當中，從而更好的完成教學目標，同時也能夠增強學生的工程意識和合作意識。
實踐環節選取CMOS帶隙基準電壓源作為本次實踐教學的項目。該項目來源于企業，是數模轉換器和模數轉換器的一個重要的組成模塊。本項目從電路設計、電路仿真、版圖設計、版圖驗證等流程對學生做全面的訓練，使學生對集成電路設計流程有深刻的認識。學生要理解CMOS帶隙基準電壓源的原理，參與到整個設計過程中，對整個電路進行仿真測試，驗證其功能的正確性，然后進行各個元件的設計及布局布線，最后對版圖進行了規則檢查和一致性檢查，完成整個電路的版圖設計和版圖原理圖比對，生成GDS II文件用于后續流片[2]。
CMOS帶隙基準電壓源設計項目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運算放大器和帶隙基準的核心電路部分。電路設計可由以下步驟來完成：
1）子功能塊電路設計及仿真；
2）整體電路參數調整及優化；
3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；
4）基本單元與電路的版圖；
5）子功能塊版圖設計和整體版圖設計；
6）電路設計與版圖設計比對。
在整個項目化教學過程，參照企業項目合作模式將學生分為4個項目小組，每個小組完成一部分電路設計及版圖設計，每個小組推選一名專業能力較強且具有一定組織能力的同學擔任組長對小組進行管理。這樣做可以在培養學生設計能力的同時，加強學生的團隊合作意識。在整個項目設計過程中，以學生探索和討論為主，教師起引導作用，給學生合理的建議，引導學生找出解決問題的方法。項目完成后，根據項目實施情況對學生進行考核，實現應用型人才培養的目標。
3 教學改革效果與創新
理論教學改革采用計算機輔助教學，以多媒體教學為主，結合板書教學，對集成電路材料和工藝有直觀感性的認識，學生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動融洽。實踐環節改革通過項目化教學方式，學生對該課程的學習興趣明顯提高，設計目標明確，在設計過程中學會了查找文獻資料，學會與人交流，溝通的能力也得到提高。同時項目化教學方式使學生對集成電路的設計特點及設計流程有了整體的認識和把握，對元件的版圖設計流程有了一定的認識。學生已經初步掌握了集成電路的設計方法，但要達到較高的設計水平，設計出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結經驗[3]。
4 存在問題及今后改進方向
集成電路設計課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問題：由于微電子技術發展速度很快，最新的行業技術在課堂教學中體現較少；學生實踐能力不高，動手能力不強。
針對上述問題，我們提出如下解決方法：
1）在課堂教學中及時引進行業最新發展趨勢和（下轉第220頁）（上接第235頁）技術，使學生能夠及時接觸到行業前沿知識，增加與企業的合作；
2）加大實驗室開放力度，建立一個開放的實驗室供學生在課余時間自由使用，為學生提供實踐機會，并且鼓勵能力較強的學生參與到教師研項目當中。
【參考文獻】
[1]段吉海.“半導體集成電路”課程建設與教學實踐[J].電氣電子教學學報，2007，05（29）.
集成電路版圖設計范文第3篇
關鍵詞： 電路版圖設計； 電路分割設計； 厚膜混合集成電路； 厚膜工藝
中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 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
隨著電子技術的飛速發展，對電子設備、系統的組裝密度的要求越來越高，對電路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。電子產品不斷地小型化、輕量化、多功能化。除了集成電路芯片的集成度越來越高外，電路結構合理的版圖設計在體積小型化方面也起著舉足輕重的作用。
1 厚膜工藝技術簡述
厚膜工藝技術是將導電帶和電阻通過絲網漏印、燒結到陶瓷基板上的一種工藝技術[1]。
厚膜混合集成電路是在厚膜工藝技術的基礎上，將電阻通過激光精調后，再將貼片元器件或裸芯片裝配到陶瓷基板上的混合集成電路[2]。
厚膜混合集成電路基本工藝流程圖見圖1。
圖1 厚膜工藝流程圖
厚膜工藝與印制板工藝比較見表1。
2 電路版圖設計
2.1 設計要求
將電路原理圖（圖2，圖3）平面化設計在直徑為34 mm的PCB板上（對電路進行分析后無需考慮相互干擾），外形尺寸圖見圖4。其中：序列號及電源為需要引出的引腳。
表1 厚膜工藝與印制板工藝比較
圖2 原理圖（1）
圖3 原理圖（2）
圖4 外形尺寸圖
2.2 設計步驟
2.2.1 分類清點電路中的元器件數量
分類清點電路中的元器件數量見表2。
表2 元器件數量
2.2.2 確定電路設計方案
根據電路原理圖，對以下3個方案逐一進行分析：
（1） 方案1：在印制板上雙面布線
簡單計算一下各種元器件所占面積：貼片電阻電容：4.8×46=220.8 mm2；貼片二三極管：8.9×5=44.5 mm2；
貼片集成電路：77×3+72=303 mm2；貼片運算放大器：33.44×11=367.84 mm2；電 位 器： 38×4=152 mm2；晶振：16 mm2。
元器件的總面積：220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。
印制板的可利用面積（單面）：3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。
很顯然，利用雙面布局布線，印制板的面積遠遠滿足不了設計的需要。另外，印制板為圓形，元件布局時面積的利用率更低。所以僅僅利用印制板的面積來進行平面化設計，理論上不可行。
（2） 方案2：印制板上安裝雙列直插式厚膜電路模塊
采用厚膜工藝和印制板工藝相結合的方法進行布局布線。首先將電路原理圖進行合理分割，確定要利用厚膜工藝進行設計的那部分電路，剩余部分電路則布線到印制板上。用厚膜工藝的電路，在陶瓷基板上采用雙面布線，組裝貼片元器件，可以增大布線的面積。然而，為了和印制板結合起來，雙列直插式厚膜電路模塊的引出端數目需求較多，采用最多的引出腳數量，也滿足不了印制板與厚膜電路電連接的需要。
若采用裸芯片元件進行布線，則必須采用金屬全密封封裝。由于金屬外殼的存在，導致基片的面積變得更小，模塊的引出端數目隨之減少。另外，裸芯片的電路只能采用單面布線，這樣不能滿足元件放置的需要，更不可能實現布線的需求。
所以該方案也不可行。
（3） 方案3：印制板上安裝2個單列直插式厚膜電路模塊
由方案1和方案2得知：
（1） 必須在印制板上安裝厚膜電路模塊；
（2） 采用2個單列直插式厚膜電路模塊，且均采用雙面布線。
2個單列直插式厚膜電路模塊和1個雙列直插式模塊進行比較，雖然引出腳數目相等，但2個單列直插式電路比1個雙列直插式電路的布線面積增大了1倍。對于圓形的印制板，將2個厚膜電路模塊平行放置在直徑上和與直徑平行的最近位置，就可以保證厚膜電路模塊和印制板之間的過渡線數目最多，且高度不會超過允許高度。經驗證，這樣的布局達到了厚膜電路模塊和印制板上電路連接的需要，而且所有元件達到合理放置。
所以，方案3是可行的。
2.2.3 電路版圖設計過程[3?4]
根據印制板外形尺寸的要求，2個單列直插式厚膜電路模塊的陶瓷基片分別選用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm兩種，根據電路的工作原理，對2個電路原理圖進行合理分割，可調元器件和大體積元件放置在印制板上，不可調部分分別放置在兩個陶瓷基片上，經過合理布圖，陶瓷基板上PCB圖分別見圖5，圖6。
圖5 厚膜電路1（正面和反面）
圖6 厚膜電路2（正面和反面）
紅色為一次導體，淺綠色為介質，深藍色，紅色為一次導體，湖藍色為介質，為二次導體，其余顏色為厚膜電阻，紫色為二次導體，其余顏色為厚膜電阻，共有13個引出腳。共有12個引出腳。
將兩個厚膜電路模塊按照厚膜電路的工藝進行封裝完成后，作為印制板上的兩個元器件，將其與厚膜電路模塊外的元件在印制板上進行布局布線設計，即可完成整個電路的版圖設計，并達到了設計要求。整個產品的印制板裝配圖見圖7。
圖7中，W1～W4為電位器，X為晶振，J1和J2分別為兩塊單列直插式厚膜電路模塊。C2為片式鉭電容，U7為SO?8集成電路，R*為片電容，其余為引出腳。
圖7 印制板裝配圖
3 結 語
在電路版圖的設計過程中，充分考慮到調試的需要，將需調試的元件和體積較大的元件放置在印制板上，無需調試的小體積元件放置在厚膜電路模塊里，使得僅利用印制板難以完成的布圖任務因巧妙利用厚膜工藝集成而大大縮小了產品的體積，從而實現了復雜電路體積小型化的目的，而且使產品美觀，調試方便。
厚膜技術從早期應用在航空航天、衛星通信等領域，發展到現在的汽車、家用電器、音響設備等工業領域，無不說明厚膜工藝技術有著很好的發展前景和實用價值。
參考文獻
[1] 鄭福元，周立飛，虎軒東.厚薄膜混合集成電路：設計、制造和應用[M].北京：科學出版社，1984.
[2] 呂乃康，樊百昌.厚膜混合集成電路[M].西安：西安交通大學出版社，1990.
[3] 崔瑋.Protel 99 SE電路原理圖與電路板設計教程[M].北京：北京海洋出版社，2007.
[4] 黃智偉.印制電路板（PCB）設計技術與實踐[M].北京：中國工業出版社，2012.
集成電路版圖設計范文第4篇
近年來，我國高等職業技術教育發展迅猛，規模迅速擴大。另一方面，隨著我國社會經濟的快速發展，企業對技能型勞動人才的需求大幅增加，對技能型勞動人才的綜合能力亦提出了更高的要求。雖然對高等教育大眾化和社會經濟的發展作出了突出的貢獻，但也帶來了突出的問題。課程體系是一個專業所設置的課程相互間的分工與配合，課程體系是否合理直接關系到培養人才的質量。高等學校課程體系主要反映在基礎課與專業課、理論課與實踐課、必修課與選修課之間的比例關系上。課程改革是高職教學改革的核心和難點。由于高職開設微電子技術專業的時間較短、學校較少，形成半導體產業鏈的區域還比較少，因此對微電子技術專業的人才定位、課程體系等都還不很完善，從而給本專業的人才培養帶來不確定因素，不利于專業的發展，也難以滿足微電子技術行業企業對人才的需求。本文即針對以上問題展開一些有益的探討與實踐。
一、構建課程體系的總體思路
構建微電子技術專業課程體系的總體思路是以微電子行業職業崗位需求為依據，以素質培養為基礎，以技術應用能力為核心，構建基于工作過程的課程體系。實施學院“四環相扣”的工學結合人才培養模式，將“能力標準、模塊課程、工學交替、職場鑒定”的四個環節完整統一，環環相扣，充分體現了高職教育工學結合的人才培養思想，努力為社會培養優秀高端技能型人才。
1.基于工作過程的課程體系的理論基礎。基于工作過程的課程體系的理論基礎，主要從德國“雙元制”職業教育學習論和教學論的角度闡述構建基于工作過程的課程體系的理論依據。工作過程系統化的課程體系必須針對職業崗位進行分析，整理出具體的、能夠涵蓋職業崗位全部工作任務的若干典型工作過程，按照人的職業能力的形成規律進行序列化，從中找出符合職業崗位要求的技術知識和破譯出隱性的工作過程知識，并以工作任務為核心，組織技術知識和工作過程知識[2]。通過完全打破原有學科體系，按照企業實際的工作任務、工作過程和工作情境組織課程，形成圍繞工作過程的新型教學項目的“綜合性”課程開發。
2.行業、企業等用人單位調研。通過調研國內(“成渝經濟區”為主)微電子技術行業、企業等用人需求和要求，了解現有高職微電子技術專業學生就業情況、用人單位反饋意見及人才供需中存在的問題。電子信息產業是重慶市國民經濟的第一支柱產業。重慶市“十二五”規劃建議提出，培育發展戰略性新興產業。把新一代信息產業建設為重要支柱產業，建設全球最大的筆記本電腦加工基地、建設通信設備、高性能集成電路、光伏組件及系統、新材料等重點產業鏈(集群)，建成國家重要的戰略性新興產業基地。以集成電路產業的重點項目為牽引，建成包括芯片制造、封裝、測試、模擬及混合集成電路設計和制造等項目的產業集群，形成較為完善的集成電路產業鏈;四川電子信息產業未來5年將邁萬億元，成渝經濟區將打造成西部集成電路的產業高地。隨著惠普、富士康、英業達、廣達集團等世界級的IT巨頭進入成渝，未來幾年IT人才需求在20萬以上，而現在成渝地區每年培養的相關人才不過2萬人左右，遠遠不能滿足社會需求。市場需求的調查表明，近年來成渝地區IC制造、IC封裝及測試、IC版圖設計等崗位的微電子技術應用型人才緊缺。同時調研表明半導體行業企業卻難以招到滿意的人才，學生在校學非所用，用非所學，實踐動手能力、社會適應能力、責任意識、職業素養難以滿足企業要求。
3.形成專業定位，確定培養目標。根據存在的問題及半導體產業鏈過程：集成電路設計裸芯片精細加工封裝測試芯片應用PCB設計制造，充分掌握現有微電子技術專業課程體系建設的基礎及存在的問題，形成重慶電子工程職業學院微電子技術專業定位，確定培養目標：培養德、智、體、美全面發展;掌握微電子技術專業領域必備的基礎知識、專業知識;有較強的崗位職業技能和職業能力;面向集成電路設計、芯片制造及其相關電子行業企業，滿足生產、建設、服務和管理第一線的優秀高端技能型專門人才。畢業生應該既掌握微電子方面的基本技術，又具有很強的實際操作能力。具體可從事崗位：集成電路版圖設計;半導體器件制造;IC制造、測試、封裝;電子工藝(半導體)設備運行、維護與管理;簡單電子產品的設計與開發;電子產品的銷售與售后服務，并為技術負責人、項目經理等后續提升崗位奠定良好基礎。
二、構建基于工作過程的學習領域課程體系
對專業核心課程的構建采用“微電子行業專家確定典型工作任務學校專家歸并行動領域微電子行業專家論證行動領域學校專家開發學習領域校企專家論證課程體系”的“五步工作機制”，實現校企專家共同參與課程體系設計。通過工作任務歸并法，實現典型工作任務到行動領域轉換，通過工作過程分析法，實現從行動領域到學習領域轉換，通過工作任務還原法，實現從學習領域到學習情境轉換的“三階段分析法”，構建基于工作過程的微電子技術專業課程體系和教學內容，獲得人才培養目標、課程體系、課程教學方案“三項主要成果”。即“533”課程設計方法。
1.確定典型工作任務。所謂典型工作任務是指一個復雜的職業活動中具有結構完整的工作過程，它是職業工作中同類工作任務的歸類，能表現出職業工作的內容和形式，并具有該職業的典型意義。我院召集企業專家和工作在一線的工程師、技術員，與學院的微電子技術專業教師一起，召開課程開發座談會，進行微電子技術課程體系開發：以“集成電路(版圖)設計晶圓制造封裝測試表面貼裝”工作過程為主線，與行業企業一線技術骨干、專家解析微電子技術專業崗位中版圖設計師、半導體芯片制造工、IC測試助理工程師、SMT工程師、FPGA助理工程師等典型崗位，得出行動領域所具有的專業素質、知識與能力。
2.確定行動領域。工作過程系統化課程是按照工作過程要求序化知識、能力和素質，是以工作過程為參照物，將陳述性知識與過程知識整合、理論知識與實踐知識整合，在陳述性知識總量沒有變化的情況下，增加經驗以及策略方面的“過程性知識”[3]。對典型工作任務進行歸納，確定行動領域。將本專業52個典型工作任務歸納為6個行動領域，即集成電路版圖設計、晶圓制造、集成電路芯片制造技術、芯片封裝、芯片測試、SMT技術。
3.將行動領域轉化成學習領域。對完成典型工作任務必須具備的基本職業能力(包括社會能力、方法能力、專業能力)進行分析。通過歸納形成專業職業能力一覽表。這些職業能力就是學習領域(即課程)中學習目標制定的依據。打破原有16門專業理論課程和9門實踐課程組成的課程體系，按照以工作過程為導向，進行課程的解構與重構，將6個行動領域轉換為9個學習領域，即集成電路版圖設計、集成電路芯片制造技術、微電子封裝與測試、表面貼裝工藝與實施、電子線路板實用技術、電子測量儀器使用與維護、C語言、單片機應用技術、FPGA應用技術及實踐。根據微電子技術專業崗位群的職業能力和工作過程要求，重新構建基于工作過程的課程體系。第一、二學期：電路分析、電子技術等基礎課程;第三、四、五學期：集成電路制造技術、電子測量儀器使用與維護、FPGA應用開發實用技術、微電子封裝與測試、 SMT技術、集成電路版圖設計等專業核心課程。
4.形成學習情境模式。學習情境是實施基于工作過程系統化的行動導向課程的教學設計，由教師根據學校教學計劃，結合學校的教學設施條件、教師執教能力和專長，由教師按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”的行動方式來組織教學，從而促進學生對職業實踐的整體性把握[4]。微電子技術專業核心課程形成的學習情境模式為：①集成電路版圖設計課程以任務為載體形成6個學習情境：N/PMOS晶體管版圖設計、反相器、與非門、或非門版圖設計、觸發器版圖設計、電壓取樣電路版圖設計、比較器版圖設計、DC-DC版圖設計;②集成電路芯片制造技術課程以設備為載體形成8個學習情境：集成電路芯片制造技術工藝流程、硅晶圓制程、硅晶薄膜制備、氧化工藝、摻雜技術、光刻工藝、刻蝕工藝、集成電路芯片品檢;③微電子封裝與測試課程以工藝為載體形成4個學習情境：DIP封裝、BGA封裝、CSP封裝、MCM封裝;④表面貼裝工藝與實施課程以工藝流程為載體形成5個學習情境：SMT工藝流程的基本認知、表面貼裝生產準備、表面貼裝設備操作與編程、表面貼裝品質控制、SMT生產線運行及工藝優化5個學習情境;⑤電子線路板實用技術課程以項目為載體形成3個學習情境：單面板的制圖與制板、簡單雙面板的制圖與制板、復雜雙面板的制圖與制板;⑥電子測量儀器使用與維護課程以電路設備為載體形成9個學習情境：收音機元件準備、收音機電路測試、收音機電路工作狀態檢測、收音機整機調整、收音機裝調使用儀器的保養與維護、電視機元件檢測、電視機電路檢測、電視機的質量檢查、電視機裝調使用儀器的保養與維護;⑦C語言課程以項目為載體形成6個學習情境：編程的基本概念、C語言上機步驟C語言上機步驟、算法的概念、基本數據類型、結構化程序設計、函數的概念;⑧單片機技術及應用課程以任務為載體形成6個學習情境：“跑馬燈”電路分析與實踐、單片機做算術、邏輯運算并顯示、開關信號狀態讀取與顯示電路的制作、交通信號燈電路的設計與制作、產品數量統計電路的設計與制作、兩臺單片機數據互傳;⑨FPGA應用技術及實踐課程以項目為載體形成6個學習情境：課程概述、基于QuartusII的原理圖輸入設計、宏功能模塊應用、基于 QuartusII軟件的VHDL文本輸入設計、VHDL設計、實用狀態機設計。
三、試點實施效果分析
在教學實施上，重點是加強教師執教能力：教師在教學中的角色應由主宰者轉化為引導者。教師應該主動地引導、疏導和指導學生，學生可以根據自己的興趣愛好，在教師的指導下，充分利用各種資源，相互協作開展對某一問題的學習探討，從而獲得新知識，得到探索的體驗及情感，促進能力全面發展。經過我院近3年的教學實踐，課程教學效果得到顯著提高，學生專業核心能力、崗位適應能力、社會能力顯著提高，“雙證書”提高到100%，專業對口率從原來的48%上升到92%，用人單位滿意度達90%以上。
高職院校在辦學過程中要形成特色鮮明的高職辦學模式，課程體系是重要的載體。辦學特色正是通過課程體系的實施來實現的。基于工作過程系統化的課程體系，跟隨產業的發展，調整專業的課程設置，符合職業崗位要求，學生技能顯著提升，同時結合我院的辦學特色，努力探索基于工作過程的高職微電子技術專業課程體系的構建思路和構建策略。
集成電路版圖設計范文第5篇
【關鍵詞】集成電路設計大賽；實踐；創新
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
集成電路作為信息產業的基礎和核心，是國民經濟和社會發展的戰略性產業，是衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志[1]。自2000年以來，在國家政策的大力支持下，我國集成電路產業得到了長足的發展。但技術落后仍然制約著我國集成電路產業的發展，因此，如何培養出具有創新精神與實踐能力的高素質設計人才已經成為當前高校的一個迫切任務[2-4]。我校作為“國家集成電路人才培養基地”之一，在集成電路人才培養方面更是肩負著重要使命。
為了促進北京市集成電路產業發展需要，進一步加強北京市各高校微電子專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地的建設，為北京集成電路事業培養出更多的創新性人才，2011年9月18日在北方工業大學舉辦了“2011年北京大學生集成電路設計大賽”，大賽的主題是“全定制集成電路版圖設計大賽”。此次大賽由北京電子學會主辦、北方工業大學承辦，大賽的成功舉辦不僅推動了北京市各高校微電子專業的交流和發展，同時也為北京市各高校微電子專業的課程體系改革起到了強有力的推動作用。作為“國家集成電路人才培養基地”，我校一直致力于尋找各種可以為學生提供工程實踐的機會，集成電路設計大賽無疑為我們提供了一個良好的實踐平臺，在三個月的準備過程中，作為參賽學校的一名指導教師更是深刻感受到此次大賽在學生實踐能力和創新能力培養方面所具有的深遠意義。
2.高校人才創新能力培養現狀
受傳統的教育思想和教育觀念的影響，目前大學教育基本還是以知識學習為主，課堂講授多，實驗少，綜合應用實驗更少，教學內容也與社會生產及工程應用存在一定脫節。這種教育模式使學生雖然有較系統的理論基礎和專業知識，但綜合應用所學知識去分析問題和解決問題的能力仍然不足，“高分低能”的學生占到了相當大的比重。大連民族學院對本校工科專業學生進行的問卷調查顯示，72.4%的學生能認識到創新能力對今后個人發展的重要性；42%的學生認為把一整天的時間都用于實驗室而非自習室有點“浪費學習時間”，其中女生占到65.6%；80.4%的學生在學習時不會推導教材中的公式、定理，而只是單純的把它們當作解題的工具；獲得過國家獎學金、綜合獎學金的同學中僅有25%的同學取得過創新競賽類的獎項[5]。問卷結果表明，大多數學生已經意識到創新在今后個人發展中具有的重要意義，并且表現出對創新感興趣，但由于目前大多數高校對創新能力培養缺乏正確的引導，大部分同學仍是將主要精力放在學習理論知識上，不能對創新活動投入較多的時間和精力，以至于參與創新活動的同學不夠多，部分參與進去的同學也不能長期堅持。
3.大賽對學生創新能力的培養
科技大賽是推動大學生從事科技創新活動的重要途徑，也是培養學生科技創新能力的重要手段。同時，在國家重大教改項目“質量工程”的建設內容“實踐教學與人才培養模式改革創新”中積也極倡導“開展大學生競賽活動”[6]。
（1）培養了學生的創新能力
集成電路設計大賽激發了學生對工程實踐的積極性，增強了理論知識與實際相結合的內容，為學生創新能力培養提供了條件。學生從拿到競賽題目開始，就要獨立完成電路設計，單元版圖設計，電路版圖設計，仿真直至最終的設計報告撰寫，在這一系列過程中學生會不斷遇到新情況，新問題，學生需要調動所學知識，尋找發現問題并探究解決問題的思路、方法，這實際就是自主學習、不斷探索、不斷創新的過程。生尋找發現問題并加以探究解決問題的思路、方法上來
（2）提高了學生的實踐能力
集成電路設計大賽要求學生把集成電路分析與設計，集成電路CAD，集成電路EDA，半導體器件原理等相關課程中學到的全面綜合地加以運用，使理論知識與實踐密切地結合起來，從而使這些知識得到進一步鞏固、深化和發展。集成電路設計大賽使學生在運用技術資料和使用設計工具方面的基本技能得到一次綜合訓練。通過競賽學生不僅熟練掌握了華大九天EDA設計工具的使用，并對集成電路設計流程有了更深刻的認識，使學生設計能力和解決實際問題的能力有了長足的進步；通過競賽學生知道從事這一行業應該具有怎樣的知識結構，具有怎樣的工程意識，為學生將來就業或進一步深造奠定了堅實的基礎。
（3）培養學生的團隊合作意識
集成電路設計大賽要求3名同學組成一個參賽團隊，在競賽過程中，學生之間需要良好的溝通，積極配合，以獲取最佳成績。在這個過程中學生會有意識的改進為人處事的方式，以平和的心態和隊友討論問題，耐心聽取并采納別人建議，并默契的分工合作。競賽對學生自身的溝通能力和團隊協作精神具有良好的促進作用。
4.結束語
集成電路設計大賽不僅為微電子專業的學生提供了一個提高自己實踐能力、培養創新精神的平臺，同時通過參賽學生的知識面也得到了拓展，為今后從事復雜的工程設計和科研打下了堅實的基礎。此外，本屆大賽無疑也為高校教師提供了一個良好的交流學習平臺。
參考文獻
[1]集成電路產業“十一五”專項規劃．
[2]張興,黃如,張天義,等.北京大學國家集成電路人才培養基地建設思路[J].中國集成電路,2004(7):79-82．
[3]韓力,曾祥仁.電氣信息類專業人才培養模式及教學內容體系改革的研究與實踐[J].重慶大學學報:社會科學版,2001,7(5):78-79.
[4]黃兆信.大類招生:現代大學人才培養趨勢[J].中國高教研究,2004,2:41-43．
[5]霍苗,馬國艷,李忠楠.以科技競賽為載體,提高工科大學生的創新能力[J].價值工程,
2011,18:9.
