集成电路设计的前景范文
时间:2023-10-12 17:18:31
导语:如何才能写好一篇集成电路设计的前景,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。
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关键词:城市道路;景观设计;分析
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、城市道路景观设计的内涵及其意义
从现代生态学和地理学角度而言,景观(Landscape)既可以指地球表面的自然形态与地面风景风光,又可以指某个特定区域内的集审美性和综合功能于一体的地表可见景观景象。对于人类社会活动来讲,景观具有一定的可辨识性、空间异质性以及生态规划设计的可重复性,对于影响人们的居住生活质量、审美情操具有重要意义。社会经济的全面发展以及各种东西方环境设计理念的渗入为现代城市区域景观设计规划提供了更多可供参考的蓝本。因此,景观构建设计者应在景观设计中融入较多的经济价值因素、生态价值因素以及美学价值因素,通过特定的生态价值理论体系对具有视觉特征的地理实体进行规划设计,以此重塑和优化地理区域与生态系统。景观布局设计在现代城市道路规划设计中发挥着愈加重要的作用,可以在更大程度上满足现代化城市道路的多元化功能需求,从根本上体现“安全、舒适、快捷、美观”的设计理念与指导性原则。
二、城市道路景观设计的原则
1、城市布局的总体设计规划原则。在对城市道路建设进行规划的过程中,首先要对其绿化面积和环境容量比例进行科学量定,在此基础上对城市建设用地进行分析研究。此外,景观规划设计的相关注意事项包括有:对城市道路建设可利用土地进行生态化方式的集中合理规划,重点对需要保护的地段进行科学测定;对道路规划范围内所涉及到的水源、大气、噪声、生物危害以及侵蚀等因素进行综合考虑;对城市道路区域开放空间系统下的绿地和空旷地进行重新分配设置;在城市空间活动系统中建立风景活动区;通过对城市建设中的相关功能进行分配来规定卫星城的转移方向;尽量避开街道噪音的干扰,确保建立舒适、安静的休闲活动空间。
2、适应城市道路的功能与性质。由于城市布局会受到诸如城市布局、地形条件、气候特征、交通方式以及水文河流等因素的影响,不同的城市会呈现出不同的功能特征与产业类型。其中有工业型城市、旅游型城市、文化城市、政治经济中心城市以及综合性城市等类型。因此,城市道路景观的设计要与城市本身的具体职责功能相匹配,从而设计出最佳合理景观设计方案。
3、体现适应道路使用者的原则。城市道路景观的欣赏效果会受到不同类型车流以及人流的影响,还会受到不同交通手段的制约与影响。因此,必须坚持“以人为本”的指导规划原则来进行设计。
4、综合效应原则。城市道路景观设计原则不仅要体现出具体的整体规划理念,并且还要对城市中的各类自然因素以及历史文化因素进行规划和设计,从而体现出更多的社会效益和经济效益。
5、避免视觉污染的原则。视觉污染包括有城市道路本身色彩构成问题、道路本身的视线距离以及平纵线形分配等问题,并且还要对道路两旁的交通标志牌、广告牌以及道路垃圾等进行合理规定,增强行人的审美舒适度,提高整体服务水平。
三、城市道路景观设计的思路
1、确定主景要素
主景要素的确定指的是城市道路景观设计中的中心对象,其它要素都以其为参照,能够成为主景要素的参照物可以有很多。具体而言,主景要素可包括古木、水面以及造型独特、位置特殊,能让人感到耳目一新的建筑物等。在系统设计城市景观的时候,应当从整体上考虑主景要素的布局。要确定什么样的建筑物能够作为主景,什么样的山水可以作为背景,以及哪些树木可以作为主景要素等。除此之外,要确保道路类型和景观类型的协调一致。
2、确定环境氛围
城市道路景观为整个城市景观的一大组成部分,所以,城市道路景观被赋予什么样的文化特色非常重要。因此,道路景观系统的配置,有必要依据城市的总体规划和整体特色,依据城市整体文化特色的定位,对城市街道的环境气氛予以仔细考量。
3、确定空间组合
空间组合指的是道路上多种交通建筑物的景观设计以及道路两面建筑物的景观设计,比如,建筑物应占有的规模、形状、大小以及互相之间的组合。具体而言,城市道路空间包括车辆通行的空间、行人行走的空间、商业购物空间、休息空间及欣赏空间等。交通性干道主要由车行交通空间和步行空间组成的对称型道路横断面,而商业性街道则可利用休憩空间把车行交通空间与商业购物空间分割设置,临近水面的道路则应尽量在靠近水面一侧,布置休憩空间和观赏性空间。
4、进行绿化设计
进行绿化设计是城市绿化景观设计的重要方面。城市道路绿化对城市景观的美化作用非常大。一般而言,城市道路的横断面空间主要是靠绿化来进行围合,街景的设计和道路绿地的植物配置为达到具有艺术美的景观,同样应遵循绘画艺术、造型艺术的基本原则,即统一、调和、均衡、韵律四大原则。
四、城市道路景观设计的内容
1、道路的立体视觉效果设计。在城市道路景观规划设计过程中,道路的平纵横立体设计比道路绿化设计占有更重要的分量,是城市建设的核心影响因素。因此,必须对城市道路的立体视觉效果进行合理设定,突出线条道路的层次感和整体优美视觉效果。
2、绿化设计内容。道路的绿化设计对于提升整个城市道路的审美水平和居民的幸福生活指数具有重要意义,并且科学合理的绿化设计能够有效缓解行车司机与行人的视觉疲劳感,从而较少交通隐患的发生几率,有利于构建文明、和谐城市生活。因此,道路绿化设计要体现出动态性的绿化景观效果,以突出绿色植被的层次感和简洁明快的特点,为此,可以使用具有阵列形式效果明显的榉树隔离带,并配有色彩鲜艳、四季分明的不同季节植物,使灌木、植被和隔离树木形成层次分明的植物群落景观,给路上行人以美感享受。
3、交通设施设计。城市道路交通设施的合理设计能够对景观绿化设计起到积极的影响作用,通过对道路交通标志标牌进行科学管理,采用适应城市特点的框架、宣传语以及颜色合适的标线可以对交通起到有效的疏导作用,有利于城市各项功能的发挥。
4、街头物品摆设的设计。需要对城市道路景观设计元素中的街头售货亭、雕塑展示、花坛、椅凳、公交站厅、喷水池以及休息场所进行合理布置,突出城市街道各类街头小品的形式、不同尺度和内容,以在最大限度上提升审美需求。
五、城市道路景观设计中的植物配置
1、明显季节变化
注意各个季节植物的搭配协调是城市道路植物配置的重要方面。城市道路植物配置的最优方案是:一年四季,绿色常在。因此,园林设计者一定要根据这种原则,设计不同种类,不同季节各有优势的绿色植物。有绿还要有花,除了选择应急绿色植物外,还要选择应季花卉,做到四季有花,花卉常开。
2、多种植物配置
注意乔木、灌木、地被及草结合,高中低充分利用空间,增加叶面积指数,也能提高生态效益,有利于提高景观质量。植物分层配置,用不同高度的植物搭配,使色彩和层次更加丰富,3m以上的乔木层可多选用开花植物,不同花期的种类分层配置,可使观赏期延长。
3、色彩搭配鲜明
除了要注意各个季节植物的搭配协调外,还要考虑不同的色彩合理搭配。四季有绿、四季有花很必要,但绿中有异、花开万象、姹紫嫣红更能突出一种美感。城市道路景观设计应综合协调好道路功能、植物搭配、空间布局、绿化设计等方面的关系。具体而言,要全力做好主干道形式、步行道形式、植物配置、沿街建筑等方面的合理布局,在宏观协调一致的前提下,尽量做好微观操作方面的配置。
六、结语
进行城市道路绿化景观的营造工作,象征着一座城市经济的腾飞,有利于展现一座城市的人文气息,有利于宣扬一座城市发展的宗旨,和谐、协调、理性,有利于弘扬一座城市的文化底蕴。因此,在进行城市建设的过程中,必须将道路的绿化景观的营造工作摆在重要的位置,实现城市的全面协调发展。
参考文献:
[1]徐枫,王进. 城市道路景观设计方法探索[J]. 价值工程,2013,18:63-64.
[2]阎莉. 城市道路景观设计中存在的问题及对策[J]. 大舞台,2013,09:103-104.
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关键词:电子科学与技术;集成电路设计;平台建设;IC产业
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0270-03
国家教育部于2007年正式启动了高等学校本科教学质量与教学改革工程(简称“质量工程”),其建设的重要内容之一就是使高校培养的理工科学生具有较强的实践动手能力,更好地适应社会和市场的需求[1]。为此,我校作为全国独立学院理事单位于2007年6月通过了ISO2000:9001质量管理体系认证[2],同时确立了“质量立校、人才强校、文化兴校”三大核心战略,深入推进内涵式发展,全面提高人才培养质量。对于质量工程采取了多方面多角度的措施:加强教学改革项目工程;鼓励参加校内学生创新项目立项,(大学生创新基金项目);积极参加国家、省级等电子设计大赛;有针对性地对人才培养方案进行大幅度的调整,增大课程实验学时,实验学时占课程的比例从原来的15%提高到25%以上,并且对实验项目作了改进,提高综合性和设计性实验的比重;同时增加专业实践课程,强调学生的应用能力和创新能力;课程和毕业设计更注重选题来源,题目比以前具有更强的针对性,面向专业,面向本地就业市场。不仅如此,学院还建立了创业孵化中心、建立了实验中心等。通过这些有效的措施,努力提高学生的综合素质、创新和应用能力。除了学校对电子信息类专业整体进行统筹规划和建设外,各个二级学院都以“质量工程”建设为出发点和立足点,从专业工程的角度出发,努力探索各个专业新的发展思路和方向。由于集成电路设计是高校电子科学与技术、微电子学等相关专业的主要方向,因此与之相关的课程和平台建设成为该专业工程探索的重点。通过对当前国内外高校该专业方向培养方案分析,设置的课程主要强调模拟/数字电路方向,相应的课程体系为此服务,人才培养方案设置与之相对应的理论和实践教学体系;同时建立相应的实习、实践教学平台。由此,依据电子科学与技术专业的特点,结合本专业学生的层次和专业面向,同时依据本地的人才需求深度和广度,对以往的人才培养方案进行革新,建立面向中山IC产业的集成电路设计专业应用型的设计平台。另外,从课程体系出发,强化IC设计的模拟集成电路后端版图设计和验证,使学生在实践教学环节中得到实际的训练。通过这些改革既可有效地帮助学生迅速融入IC设计业,也为进入IC制造行业提高层次到新高度。
一、软件设计平台在集成电路设计业的重要性
自从1998年高等学校扩大招生以来,高校规模发展很快,在校大学生的人数比十五年前增长了10倍。高校的基础设施和设备的投入呈现不断增长的趋势,学校的办学条件不断改善,同时,各个高校对实验室的建设也在持续增大,然而在实验室建设的过程中,尽管投入的资金量在不断增大,但出现的现象是重视专业仪器和设备的投入,忽视专业设计软件的购置,这可能是由于长期以来形成的重有形实体、轻无形设计软件,然而这种意识给专业发展必将带来不利影响。对于IC专业来说,该专业主要面向集成电路的生产、测试和设计,其中集成电路设计业是最具活力、最有增长效率的一块,即使是在国际金融危机的2009年,中国的IC设计业不仅没有像半导体行业那样同比下降10%,反而逆势增长9.1%;在2010年,国际金融危机刚刚缓和,中国IC设计业的同比增速又快速攀升到45%;2011年全行业销售额为624.37亿元,2012年比2012年增长8.98%达到680.45亿元,集成电路行业不仅增长速度快,发展前景好,而且可以满足更多的高校学生就业和创业。为了满足IC设计行业的要求,必须建设该行业需求的集成电路软件设计平台。众所周知集成电路行业制造成本相对较高,这就要求设计人员在设计电路产品时尽量做到一次流片成功,而要实现这种目标需要建设电路设计验证的平台,即集成电路设计专业软件设计平台。通过软件平台可以实现:电路原理拓扑图的构建及参数仿真和优化、针对具体集成电路工艺尺寸生产线的版图设计和验证、对版图设计的实际性能进行仿真并与电路原理图仿真对照、提供给制造厂商具体的GDSII版图文件。软件平台实际上已经达到验证的目的,因此,对于集成电路设计专业的学生或工作人员来说,软件设计平台的建设特别重要,如果没有软件设计平台也就无法培养出真正的IC设计人才。因此,在培养具有专业特色的应用型人才的号召下,学院不断加大实验室建设[3],从电子科学与技术专业角度出发,建设IC软件设计平台,为本地区域发展和行业发展服务。
二、建设面向中山本地市场IC应用平台
近年来,学校从自身建设的实际情况出发,减少因实验经费紧张带来的困境,积极推动学院集成电路设计专业方向的人才培养。教学单位根据集成电路设计的模块特点确定合适的软件设计平台,原理拓扑图的前端电路仿真采用PSPICE软件工具,熟悉电路仿真优化过程;后端采用L-EDIT版图软件工具,应用实际生产厂家的双极或CMOS工艺线来设计电路的版图,并进行版图验证。这种处理方法虽然暂时性解决前端和后端电路及版图仿真的问题,但与真正的系统设计集成电路相对出入较大,不利于形成IC的系统设计能力。2010年12月国家集成电路设计深圳产业化基地中山园区成立,该园区对集成电路设计人才的要求变得非常迫切,客观上推进了学院对IC产业的人才培养力度,建立面向中山IC产业的专业应用型设计平台变得刻不容缓[4],同时,新的人才培养方案也应声出台,促进了具有一定深度的教学改革。
1.软件平台建设。从目前集成电路设计软件使用的广泛性和系统性来看,建设面向市场的应用平台,应该是学校所使用的与实际设计公司或其他单位的软件一致,使得所培养的IC设计人才能与将来的就业工作实现无缝对接,从而提高市场对所培养的集成电路设计人才的认可度,同时也可大大提高学生对专业设计的能力和信心[5]。遵循这个原则,选择Cadence软件作为建设平台设计软件,这不仅因为该公司是全球最大的电子设计技术、程序方案服务和设计服务供应商,EDA软件产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计,功能验证,IC综合及布局布线,模拟、混合信号及射频IC设计,全定制集成电路设计,IC物理验证,PCB设计和硬件仿真建模,而且通过大学计划合作,可以大幅度的降低购置软件所需资金,从而从根本上解决学校实验室建设软件费用昂贵的问题。另外,从中山乃至珠三角其他城市的IC行业中,各个单位都普遍采用该系统设计软件,而且选用该软件更有利于刚刚起步的中山集成电路设计,也更加有利于该产业的标准化和专业化,乃至进一步的发展和壮大。
2.针对中山IC产业设计。定位于面向本地产业的IC应用型人才,就必须以中山IC产业为培养特色人才的出发点。中山目前有一批集成电路代工生产和设计的公司,主要有中山市奥泰普微电子有限公司、芯成微电子公司、深电微电子科技有限公司、木林森股份有限公司等,能进行IC设计、工艺制造和测试封装,主要生产功率半导体器件和IC、应用于家电等消费电子、节能照明等。日前奥泰普公司的0.35微米先进工艺生产线预计快速投产,该单位的发展对本地IC人才需求有极大的推动力,推动学生学习微电子专业的积极性,而这些也有力地支持本地IC企业的长远发展。因此,建立面向本地集成电路产业的软件设计平台,有利于专业人才的培养、准确定位,并形成了本地优势和特色。
3.教学实践改革。为了提高人才培养质量,形成专业特色,必须对人才培养方案进行修改。在人才培养方案中通过增加实践教学环节的比例,实验项目中除了原有验证性的实验外、还增加了综合性或设计性的实验,这种变化将有助于学生从被动实验学习到主动实验的综合和设计,提高学生对知识的灵活运用和动手能力,从而为培养应用型的人才打下良好的基础。除此之外,与集成电路代工企业及芯片应用公司建立合作关系。学生在学习期间到这些单位进行在岗实习和培训,可以将所学的专业理论知识应用于实际生产当中去,形成无缝对接;而从单位招聘人才角度上来说,可以节约人力资源培训成本,招到单位真正需要的岗位人才。因此,合作双方在找到相互需求的基础上,形成有效的合作机制。①课程改革。针对独立学院培养应用型人才的特点,除了培养方案上增加多元化教育课程之外,主要是强调实践教学的改革,增加综合实验课程,如:《现代电子技术综合设计》计32学时、《微电子学综合实验》计40学时、《EDA综合实验》为32学时、《集成电路设计实验》为40学时,其相应的课程学时数从以验证性实验为主的16个学时,增加到现在32学时以上的带有综合性或设计性实验的综合实践课程。这种变化不仅是实践教学环节的课时加大,而且是实验项目的改进,也是实践综合能力的增强,有利于学生形成专业应用能力。②与单位联合的IC设计基地。IC设计基地主要立足于两个方面:一是立足于本地IC企业或设计公司;二是立足于IC代工和集成电路设计应用。前者主要利用本地资源就近的优势,学生参观、实习都比较方便,同时也有利于学校与用人单位之间的良好沟通,提高双方的认可度和赞同感。如:中山市奥泰普微电子有限公司、木林森股份有限公司等。后者从生产角度和设计应用出发,带领学生到IC代工企业参观,初步了解集成电路的生产过程,企业的架构、规划和发展远景。也可根据公司的人才需要,选派部分学生到公司在岗实习[6]。如:深圳方正微电子有限公司、广州南科集成电子有限公司等。通过这些方式不仅可以增强学生对专业知识的应用能力,而且有利于学生对IC单位的深入了解,为本校专业应用型人才找到一种行之有效的就业之路。
三、集成电路设计平台的实效性
从2002年创办电子科学与技术专业以来,学校特别重视集成电路相关的实验室建设。从初期的晶体管器件和集成块性能测量,硅片的少子寿命、C-V特性、方阻等测量,发展到探针台的芯片级的性能测试,在此期间为了满足更多的学生实验、兴趣小组和毕业设计的要求,微电子实验室的已经过三次扩张和升级,其建设规模和实验水平得到了大幅度的提升。另外,为培养本科学生集成电路的设计能力,提高应用性能力,学校还建立了集成电路CAD实验室,以电路原理图仿真设计为重点,着重应用L-Edit版图软件工具,进行基本的集成电路版图设计及验证,对提升学生集成电路设计应用能力取得了一定的效果。目前,为了大力提高本科教学质量,提升办学水平,重点对实践课程和IC软件设计平台进行了改革。学校开设了专门实践训练课程,如:集成电路设计实验。从以前的16学时课内验证设计实验提升为32学时独立的集成电路设计实验实践课程,内容从以验证为主的实验转变为以设计和综合为主的实验,整体应用设计水平进行了大幅度的提升,有利于培养学生的应用和动手能力。不仅如此,对集成电路的设计软件也进行了升级,从最初的用Pspice和Hspice软件进行电路图仿真,L-Edit软件工具的后端版图设计,升级为应用系统的专业软件平台设计工具Cadence进行前后端的设计仿真验证等,并采用开放实验室模式,使得学生的系统设计能力得到一定程度的提升,提高了系统认识和项目设计能力。通过IC系统设计软件平台的建设和实践教学课程改革,使得学生对电子科学与技术专业的性质和内容了解更加全面,对专业知识学习的深度和广度也得到进一步提高,从而增强了专业学习的兴趣,提高了自信心。此外,其他专业的学生也开始转到本专业,从事集成电路设计学习,并对集成电路流片产生浓厚的兴趣。除此之外,学生利用自己在外实践实习的机会给学校引进研究性的开发项目,这些都为本专业的发展形成很好的良性循环。在IC设计平台的影响下,本专业继续报考硕士研究生的学生特别多,约占学生比例的45%左右。经过这几年的努力,2003、2004、2005、2006级都有学生在硕士毕业后分别被保送或考上电子科技大学、华南理工大学、复旦大学、香港城市大学的博士。从这些学生的反馈意见了解到,他们对学校在IC设计平台建设评价很高,对他们进一步深造起到了很好的帮助作用。不仅如此,已经毕业在本行业工作的学生也对IC设计平台有很好的评价:通过该软件设计平台不仅熟悉了集成电路设计的工艺库、集成电路工艺流程和相应的工艺参数,而且也熟悉版图的设计,这对于从事IC代工工作起到很好的帮助作用。现在已经有多届毕业的学生在深圳方正微电子公司、中山奥泰普微电子有限公司工作。另外,还有许多学生从事集成电路应用设计工作,主要分布于中山LED照明产业等。
通过IC软件设计平台建设,配合以实践教学改革,使得学生所学理论知识和实际能力直接与市场实现无缝对接,培养了学生的创新意识和实践动手能力,增强了学生的自信心。另外,利用与企业合作的生产实习,可以使得学生得到更好的工作锻炼,为将来的工作打下良好的基础。实践证明,建设面向中山IC产业的集成电路设计实践教学平台,寻求高校与公司更紧密的新的合作模式,符合我校人才培养发展模式方向,对IC设计专业教学改革,培养满足本地区乃至整个社会的高素质应用型人才,具有特别重要的作用。
参考文献:
[1]许晓琳,易茂祥,王墨林.适应“质量工程”的IC设计实践教学平台建设[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2011,25(4):[129-132.
[2]胡志武,金永兴,陈伟平,等.上海海事大学质量管理体系运行的回顾与思考[J].航海教育研究,2009,(1):16-20.
[3]毛建波,易茂祥.微电子学专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索,2005,24(12):118-126.
[4]鞠晨鸣,徐建成.“未来工程师”能力的集中培养大平台建设[J].实验室研究与探索,2010,29(4):158-161.
[5]袁颖,董利民,张万荣.微电子技术实验教学平台的构建[J].电气电子教学学报,2009,(31):115-117.
[6]王瑛.中低技术产业集群中企业产学研合作行为研究[J].中国科技论坛,2011,(9):56-61.
篇3
论文关键词:集成电路,特点,问题,趋势,建议
引言
集成电路是工业化国家的重要基础工业之一,是当代信息技术产业的核心部件,它是工业现代化装备水平和航空航天技术的重要制约因素,由于它的价格高低直接影响了电子工业产成品的价格,是电子工业是否具有竞争力关键因素之一。高端核心器件是国家安全和科学研究水平的基础,日美欧等国均把集成电路业定义为战略产业。据台湾的“科学委员会”称未来十年是芯片技术发展的关键时期。韩国政府也表示拟投资600亿韩元于2015年时打造韩国的集成电路产业。
集成电路主要应用在计算机、通信、汽车电子、消费电子等与国民日常消费相关领域因此集成电路与全球GDP增长联系紧密,全球集成电路消费在2009年受金融危机的影响下跌9%的情况下2010由于经济形势乐观后根据半导体行业协会预计今年集成电路销售额将同比增长33%。
一、我国集成电路业发展情况和特点
有数据统计2009年中国集成电路市场规模为5676亿元占全球市场44%,集成电路消费除2008、2009年受金融危机影响外逐年递增,中国已成为世界上第一大集成电路消费国,但国内集成电路产量仅1040亿元,绝大部分为产业链低端的消费类芯片,技术落后发达国家2到3代左右,大量高端芯片和技术被美日韩以及欧洲国家垄断。
我国集成电路产业占GDP的比例逐年加大从2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增长远远超过国际上任何一个其他国家,是全球集成电路业的推动者,属于一个快速发展的行业。从2000年到2007年我国集成电路产业销售收入年均增长超过18%毕业论文提纲,增长率随着经济形势有波动,由于金融危机的影响2008年同比2007年下降了0.4%,2009年又同比下降11%,其中集成电路设计业增速放缓实现销售收入269.92亿元同比上升14.8%,由于受金融危机影响,芯片制造业实现销售收入341.05亿元同比下降13.2%、封装测试业实现销售收入498.16亿元同比下降19.5%。我国集成电路总体上企业总体规模小,有人统计过,所有设计企业总产值不如美国高通公司的1/2、所有待工企业产值不如台积电、所有封测企业产值不如日月光。
在芯片设计方面,我国主流芯片设计采用130nm和180nm技术,65nm技术在我国逐渐开展起来,虽然国际上一些厂商已经开始应用40nm技术设计产品了,但由于65nm技术成熟,优良率高,将是未来几年赢利的主流技术.设计公司数量不断增长但规模都较小,属于初始发展时期。芯片制造方面,2010国外许多厂商开始制造32nm的CPU但大规模采用的是65nm技术,而中国国产芯片中的龙芯还在采用130nm技术,中芯国际的65nm技术才开始量产,国产的自主知识产权还没达到250技术。在封装测试技术方面,这是我国集成电路企业的主要业务,也是我国的主要出口品,有数据显示我国集成电路产业的50%以上的产值都由封装产业创造,随着技术的成熟,部分高端技术在国内逐步开始开展,但有已经开始下降的趋势杂志网。在电子信息材料业方面,下一代晶圆标准是450mm,有资料显示将于2012年试制,现在国际主流晶圆尺寸是300mm,而我国正在由200mm到300mm过渡。在GaAs单晶、InP单晶、光电子材料、磁性材料,压电晶体材料、电子陶瓷材料等领域无论是在研发还是在生产均较大落后于国外,总体来说我国新型元件材料基本靠进口。在半导体设备制造业方面毕业论文提纲,有数据统计我国95%的设备是外国设备,而且二手设备占较大比例,重要的半导体设备几乎都是国外设备,从全球范围来讲美日一直垄断其生产和研发,台湾最近也有有了较大发展,而我国半导体设备制造业发展较为缓慢。
我国规划和建成了7个集成电路产业基地,产业集聚效应初步显现出来,其中长江三角洲、京津的上海、杭州、无锡和北京等地区,是我国集成电路的主要积聚地,这些地区集中了我国近半数的集成电路企业和销售额,其次是中南地区约占整个产业企业数和销售额的三分之一,其中深圳基地的IC设计业居全国首位,制造企业也在近一部壮大,由于劳动力价格相对廉价,我国集成电路产业正向成都、西安的产业带转移。
二、我国集成电路业发展存在的问题剖析
首先,我国集成电路产业链还很薄弱,科研与生产还没有很好的结合起来,应用十分有限,虽然新闻上时常宣传中科院以及大专院校有一些成果,但尚未经过市场的运作和考验。另外集成电路产品的缺乏应用途径这就使得研究成果的产业化难以推广和积累成长。
其次,我国集成电路产业尚处于幼年期,企业规模小,集中度低,资金缺乏,人才缺乏,市场占有率低,不能实现规模经济效应,相比国外同类企业在各项资源的占有上差距较大。由于集成电路行业的风险大,换代快,这就造成了企业的融资困难,使得我国企业发展缓慢,有数据显示我国集成电路产业有80%的投资都来自海外毕业论文提纲,企业的主要负责人大都是从台湾引进的。
再次,我国集成电路产业相关配套工业落后,产业基础薄弱。集成电路产业的上游集成电路设备制造的高端设备只有美日等几家公司有能力制造,这就大大制约了我国集成电路工艺的发展速度,使我国的发展受制于人。
还有,我国集成电路产成品处于产品价值链的中、低端,难以提出自己的标准和架构,研发能力不足,缺少核心技术,处于低附加值、廉价产品的向国外技术模仿学习阶段。有数据显示我国集成电路使用中有80%都是从国外进口或设计的,国产20%仅为一些低端芯片,而由于产品相对廉价这当中的百分之七八十又用于出口。
三、我国集成电路发展趋势
有数据显示PC机市场是我国集成电路应用最大的市场,汽车电子、通信类设备、网络多媒体终端将是我国集成电路未来增长最快应用领域. Memory、CPU、ASIC和计算机外围器件将是最主要的几大产品。国际集成电路产业的发展逐步走向成熟阶段,集成电路制造正在向我国大规模转移,造成我国集成电路产量上升,如Intel在2004年和2005年在成都投资4.5亿元后,2007年又投资25亿美元在大连投资建厂预计2010年投产。
另外我国代工产业增速逐渐放缓,增速从当初的20%降低到现在的6%-8%,低附加值产业逐渐减小。集成电路设计业占集成点设计业的比重不断加大,2008、2009两年在受到金融危机的影响下在其他专业大幅下降的情况下任然保持一个较高的增长率,而且最近几年集成电路设计业都是增长最快的领域,说明我国的集成电路产业链日趋完善和合理,设计、制造、封装测试三行业开始向“3:4:4”的国际通行比例不断靠近。从发达国家的经验来看都是以集成电路设计公司比重不断加大,制造公司向不发达地区转移作为集成电路产业走向成熟的标志。
我国集成电路产业逐渐向优势企业集中,产业链不断联合重组,集中资源和扩大规模,增强竞争优势和抗风险能力,主要核心企业销售额所占全行业比重从2004年得32%到2008年的49%,体现我国集成电路企业不断向优势企业集中,行业越来越成熟,从美国集成电路厂商来看当行业走向成熟时只有较大的核心企业和专注某一领域的企业能最后存活下来。
我国集成电路进口量增速逐年下降从2004年的52.6%下降为2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于进口量增速。预计2010年以后我国集成电路进口增速将小于出口增速,我国正在由集成电路消费大国向制造大国迈进。
四、关于我国集成电路发展的几点建议
第一、不断探索和完善有利于集成电路业发展的产业模式和运作机制。中国高校和中科院研究所中有相对宽松的环境使得其适合酝酿研发毕业论文提纲,但中国的高端集成电路研究还局限在高校和中科院的实验室里,没有一个循序渐进的产业运作和可持续发展机制,这就使得国产高端芯片在社会上认可度很低,得不到应用和升级。在产业化成果推广的解决方面。可以借鉴美国的国家采购计划,以政府出资在武器和航空航天领域进行国家采购以保证研发产品的产业化应用得以实现杂志网。只有依靠公共研发机构的环境、人才和技术优势结合企业的市场运作优势,走基于公共研发机构的产业化道路才是问题的正确路径。
第二、集成电路的研发是个高投入高风险的行业是技术和资本密集型产业,有数据显示集成电路研发费用要占销售额的15%,固定资产投资占销售额的20%,销售额如果达不到100亿美元将无力承担新一代产品的研发,在这种情况下由于民族集成电路产业在资金上积累有限,几乎没有抗风险能力,技术上缺乏积累,经不起和国际集成电路巨头的竞争,再加上我国是一个劳动力密集型产业国,根据国际贸易规律,资本密集型的研发产业倾向于向发达国家集中,要想是我国在未来的高技术的集成电路研发有一席之地只有国家给予一定的积极的产业政策,使其形成规模经济的优势地位,才能使集成电路业进入良性发展的轨道.对整个产业链,特别是产业链的低端更要予以一定的政策支持。由政府出资风险投资,通过风险投资公司作为企业与政府的隔离,在成功投资后政府收回投资回报退出公司经营,不失为一种良策。资料显示美国半导体业融资的主要渠道就是靠风险基金。台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地台就与其6年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系,最近湾当局的“科学委员会”就在最近提出了拟扶植集成电路产业使其达到世界第二的目标。
第三、产业的发展可以走先官办和引进外资再民营化道路,在产业初期由于资金技术壁垒大人才也较为匮乏民营资本难于介入,这样只有利用政府力量和外资力量,但到一定时期后只有民营资本的介入才能使集成电路产业走向良性化发展的轨道。技术竞争有利于技术的创新和发展,集成电路业的技术快速更新的性质使得民营企业的竞争性的优势得以体现,集成电路每个子领域技术的专用化特别高分工特别细,每个子领域有相当的技术难度,不适合求小而且全的模式。集成电路产业各个子模块经营将朝着分散化毕业论文提纲,专业化的方向发展,每个企业专注于各自领域,在以形成的设计、封装、测试、新材料、设备制、造自动化平台设计、IP设计等几大领域内分化出有各自擅长的专业领域深入发展并相互补充,这正好适应民营经济的经营使其能更加专注,以有限的资本规模经营能力能够达到自主研发高投入,适应市场高度分工的要求,所以民间资本的投入会使市场更加有效率。
第四、技术引进吸收再创新将是我国集成电路技术创新发展的可以采用的重要方式。美国国家工程院院士马佐平曾今说过:中国半导体产业有着良好的基础,如果要赶超世界先进水平,必须要找准方向、加强合作。只有站在别人的基础上,吸取国外研发的经验教训,并充分合作才是我国集成电路业发展快速发展有限途径,我国资金有限,技术底子薄,要想快速发展只有借鉴别人的技术在此基础上朝正确方向发展,而不是从头再来另立门户。国际集成电路产业链分工与国家集成电路工业发展阶段有很大关系,随着产业的不断成熟和不断向我国转移使得我国可以走先生产,在有一定的技术和资金积累后再研发的途径。技术引进再创新的一条有效路径就是吸引海外人才到我国集成电路企业,美国等发达国家的经济不景气正好加速了人才向我国企业的流动,对我国是十分有利的。
【参考文献】
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第一章政策目标
第一条通过政策引导,鼓励资金、人才等资源投向软件产业和集成电路产业,进一步促进我国信息产业快速发展,力争到2010年使我国软件产业研究开发和生产能力达到或接近国际先进水平。
第二条鼓励国内企业充分利用国际、国内两种资源,努力开拓两个市场。经过5到10年的努力,国产软件产品能够满足国内市场大部分需求,并有大量出口;国产集成电路产品能够满足国内市场大部分需求,并有一定数量的出口,同时进一步缩小与发达国家在开发和生产技术上的差距。
第二章投融资政策
第三条多方筹措资金,加大对软件产业的投入。
(一)建立软件产业风险投资机制,鼓励对软件产业的风险投资。由国家扶持,成立风险投资公司,设立风险投资基金。初期国家可安排部分种子资金,同时通过社会定向募股和吸收国内外风险投资基金等方式筹措资金。风险投资公司按风险投资的运作规律,以企业化方式运作和管理,其持有的软件企业股份在该软件企业上市交易的当日即或进入市场流通,但风险投资公司为该软件企业发起人的,按有关法律规定办理。
(二)“十五”计划中适当安排一部分预算内基本建设资金,用于软件产业和集成电路产业的基础设施建设和产业化项目。在高等院校、科研院所等科研力量集中的地区,建立若干个由国家扶持的软件园区。国家计委、财政部、科技部、信息产业部在安排年度计划时,应从其掌握的科技发展资金中各拿出一部分,用于支持基础软件开发,或作为软件产业的孵化开办资金。
第四条为软件企业在国内外上市融资创造条件。
(一)尽快开辟证券市场创业板。软件企业不分所有制性质,凡符合证券市场创业板上市条件的,应优先予以安排。
(二)对具有良好市场前景及人才优势的软件企业,在资产评估中无形资产占净资产的比例可由投资方自行商定。
(三)支持软件企业到境外上市融资。经审核符合境外上市资格的软件企业,均可允许到境外申请上市筹资。
第三章税收政策
第五条国家鼓励在我国境内开发生产软件产品。对增值税一般纳税人销售其自行开发生产的软件产品,2010年前按17%的法定税率征收增值税,对实际税负超过3%的部分即征即退,由企业用于研究开发软件产品和扩大再生产。
第六条在我国境内设立的软件企业可享受企业所得税优惠政策。新创业软件企业经认定后,自获利年度起,享受企业所得税“两免三减半”的优惠政策。
第七条对国家规划布局内的重点软件企业,当年未享受免税优惠的减按10%的税率征收企业所得税。国家规划布局内的重点软件企业名单由国家计委、信息产业部、外经贸部和国家税务总局共同确定。
第八条对软件企业进口所需的自用设备,以及按照合同随设备进口的技术(含软件)及配套件、备件,除列入《外商投资项目不予免税的进口商品目录》和《国内投资项目不予免税的进口商品目录》的商品外,均可免征关税和进口环节增值税。
第九条软件企业人员薪酬和培训费用可按实际发生额在企业所得税税前列支。
第四章产业技术政策
第十条支持开发重大共性软件和基础软件。国家科技经费重点支持具有基础性、战略性、前瞻性和重大关键共性软件技术的研究与开发,主要包括操作系统、大型数据库管理系统、网络平台、开发平台、信息安全、嵌入式系统、大型应用软件系统等基础软件和共性软件。属于国家支持的上述软件研究开发项目,应以企业为主,产学研结合,通过公开招标方式,择优选定项目承担者。
第十一条支持国内企业、科研院所、高等院校与外国企业联合设立研究与开发中心。
第五章出口政策
第十二条软件出口纳入中国进出口银行业务范围,并享受优惠利率的信贷支持;同时,国家出口信用保险机构应提供出口信用保险。
第十三条软件产品年出口额超过100万美元的软件企业,可享受软件自营出口权。
第十四条海关要为软件的生产开发业务提供便捷的服务。在国家扶持的软件园区内为承接国外客户软件设计与服务而建立研究开发中心时,对用于仿真用户环境的设备采取保税措施。
第十五条根据重点软件企业参与国际交往的实际需要,对企业高中级管理人员和高中级技术人员简化出入境审批手续,适当延长有效期。具体办法由外交部会同有关部门另行制定。
第十六条采取适应软件贸易特点的外汇管理办法。根据软件产品交易(含软件外包加工)的特点,对软件产品出口实行不同于其他产品的外贸、海关和外汇管理办法,以适应软件企业从事国际商务活动的需要。
第十七条鼓励软件出口型企业通过GB/T19000--ISO9000系列质量保证体系认证和CMM(能力成熟度模型)认证。其认证费用通过中央外贸发展基金适当予以支持。
第六章收入分配政策
第十八条软件企业可依照国家有关法律法规,根据本企业经济效益和社会平均工资,自主决定企业工资总额和工资水平。
第十九条建立软件企业科技人员收入分配激励机制,鼓励企业对作出突出贡献的科技人员给予重奖。
第二十条软件企业可允许技术专利和科技成果作价入股,并将该股份给予发明者和贡献者。由本企业形成的科技成果,可根据《中华人民共和国促进科技成果转化法》规定,将过去3至5年科技成果转化所形成的利润按规定的比例折股分配。群体或个人从企业外带入的专利技术和非专利技术,可直接在企业作价折股分配。
第二十一条在创业板上市的软件企业,如实行企业内部高级管理人员和技术骨干认股权的,应在招股说明书中详细披露,并按创业板上市规则的要求向证券交易所提供必要的说明材料。上述认股权在公开发行的股份中所占的比例由公司董事会决定。
第七章人才吸引与培养政策
第二十二条国家教育部门要根据市场需求进一步扩大软件人才培养规模,并依托高等院校、科研院所建立一批软件人才培养基地。
(一)发挥国内教育资源的优势,在现有高等院校、中等专科学校中扩大软件专业招生规模,多层次培养软件人才。当前要尽快扩大硕士、博士、博士后等高级软件人才的培养规模,鼓励有条件的高等院校设立软件学院;理工科院校的非计算机专业应设置软件应用课程,培养复合型人才。[Page]
(二)成人教育和业余教育(电大等)应设立或加强软件专业教学,积极支持企业、科研院所和社会力量开展各种软件技术培训,加强在职员的知识更新与再教育。在有条件的部门和地区,积极推行现代远程教育。在工程技术人员技术职称评定工作中,应逐步将软件和计算机应用知识纳入考核范围。
(三)由国家外国专家局和教育部共同设立专项基金,支持高层次软件科研人员出国进修,聘请外国软件专家来华讲学和工作。
第二十三条进入国家扶持的软件园区的软件系统分析员和系统工程师,凡具有中级以上技术职称,或有重大发明创造的,由本单位推荐并经有关部门考核合格,应准予本人和配偶及未成年子女在该软件园区所在地落户。
第二十四条实施全球化人才战略,吸引国内外软件技术人员在国内创办软件企业。国内高等院校、科研院所的科技人员创办软件企业,有关部门应给予一定的资金扶持,在人员流动方面也应放宽条件;国外留学生和外籍人员在国内创办软件企业的,享受国家对软件企业的各项优惠政策。
第八章采购政策
第二十五条国家投资的重大工程和重点应用系统,应优先由国内企业承担,在同等性能价格比条件下应优先采用国产软件系统。编制工程预算时,应将软件与技术服务作为单独的预算项目,并确保经费到位。
第二十六条企事业单位所购软件,凡购置成本达到固定资产标准或构成无形资产的,可以按固定资产或无形资产进行核算,经税务部门批准,其折旧或摊销年限可以适当缩短,最短可为2年。
第二十七条政府机构购买的软件、涉及国家和经济安全的软件,应当采用政府采购的方式进行。
第九章软件企业认定制度
第二十八条软件企业的认定标准由信息产业部会同教育部、科技部、国家税务总局等有关部门制定。
第二十九条软件企业实行年审制度。年审不合格的企业,即取消其软件企业的资格,并不再享受有关优惠政策。
第三十条软件企业的认定和年审的组织工作由经上级信息产业主管部门授权的地(市)级以上软件行业协会或相关协会具体负责。软件企业的名单由行业协会初选,报经同级信息产业主管部门审核,并会签同级税务部门批准后正式公布。
第三十一条信息产业部、国家质量技术监督局负责拟定软件产品国家标准。
第十章知识产权保护
第三十二条国务院著作权行政管理部门要规范和加强软件著作权登记制度,鼓励软件著作权登记,并依照国家法律对已经登记的软件予以重点保护。
第三十三条为了保护中外著作权人的合法权益,任何单位在其计算机系统中不得使用未经授权许可的软件产品。
第三十四条加大打击走私和盗版软件的力度,严厉查处组织制作、生产、销售盗版软件的活动。自2000年下半年起,公安部、信息产业部、国家工商局、国家知识产权局、国家版权局和国家税务总局要定期开展联合打击盗版软件的专项斗争。
第十一章行业组织和行业管理
第三十五条各级信息产业主管部门对软件产业实行行业管理和监督。
第三十六条信息产业主管部门要充分发挥软件行业协会在市场调查、信息交流、咨询评估、行业自律、知识产权保护、资质认定、政策研究等方面的作用,促进软件产业的健康发展。
第三十七条软件行业协会开展活动所需经费主要由协会成员共同承担,经主管部门申请,财政也可适当予以支持。
第三十八条软件行业协会必须按照公开、公正、公平的原则,履行其所承担的软件企业认定职能。
第三十九条将软件产品产值和出口额纳入国家有关统计范围,并在信息产业目录中单独列出。
第十二章集成电路产业政策
第四十条鼓励境内外企业在中国境内设立合资和独资的集成电路生产企业,凡符合条件的,有关部门应按程序抓紧审批。
第四十一条对增值税一般纳税人销售其自产的集成电路产品(含单晶硅片),2010年前按17%的法定税率征收增值税,对实际税负超过6%的部分即征即退,由企业用于研究开发新的集成电路和扩大再生产。
第四十二条符合下列条件之一的集成电路生产企业,按鼓励外商对能源、交通投资的税收优惠政策执行。
(一)投资额超过80亿元人民币;
(二)集成电路线宽小于0.25微米的。
第四十三条符合第四十二条规定的生产企业,海关应为其提供通关便利。具体办法由海关总署制定。
第四十四条符合第四十二条规定的生产企业进口自用生产性原材料、消耗品,免征关税和进口环节增值税。由信息产业部会同国家计委、外经贸部、海关总署等有关部门负责,拟定集成电路免税商品目录,报经国务院批准后执行。
第四十五条为规避汇率风险,允许符合第四十二条规定的企业将准备用于在中国境内再投资的税后利润以外币方式存入专用帐户,由外汇管理部门监管。
第四十六条集成电路生产企业的生产性设备的折旧年限最短可为3年。
第四十七条集成电路生产企业引进集成电路技术和成套生产设备,单项进口的集成电路专用设备与仪器,按《外商投资产业指导目录》和《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》的有关规定办理,免征进口关税和进口环节增值税。
第四十八条境内集成电路设计企业设计的集成电路,如在境内确实无法生产,可在国外生产芯片,其加工合同(包括规格、数量)经行业主管部门认定后,进口时按优惠暂定税率征收关税。
第四十九条集成电路企业的认定,由集成电路项目审批部门征求同级税务部门意见后确定。
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关键词应用型人才IC设计需求分析
随着我国IC产业的迅速发展,相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据,08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人,但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户,但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘,其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才,而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中,应用型IC设计人才更加受到欢迎。
一、IC设计人才短缺
2008年,全国集成电路(IC)人才需求将达到25万人,按照目前IC人才的培养速度,今后10年,IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明,近日,从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到,目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个,每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师,而2008年,IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万-30万人。有专家预测,到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币,而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系,新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说,这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。
专家指出,我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科,国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业,现在从事IC设计专业的人才,大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生,但是和实际的IC工作比起来,还是有差距,学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以,许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外,IC设计的实验环境要求,恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解,建一个供30人使用的IC实验室,光是购买硬件设备就需要15万美元。
最新研究指出:到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6%,位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42%的速度递增,这大大高于全球10%的平均增长速度。仅就IC卡一项来看,我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用,将是十亿计的数量,百亿计的销售额,此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说,2002年全国的IC设计单位已达到了240家,根据北京市发展微电子产业的建设规划,到2010年,北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线,200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测,北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。
二、应用型IC设计技术人才需求日切
IC产业飞速发展,现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示,IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大,在我国的高等教育里,这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情,一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢?董秀琴讲,这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏;另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。
由此我们可以看出,对于应用型的设计人员来讲,是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢?他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发,甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等,其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。
目前,需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外,设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师,即要有电路的设计和理解能力,也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物,模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同,不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别,模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验,并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。
由此我们可以看出,在IC人才的需求中,应用型IC设计人才的需求更大,而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。
三、以社会需求为导向,培养应用型IC设计人才
国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说,到2010年,全国IC产量要达到500亿块,销售额达到2000亿元左右,将近占世界市场份额的5%,满足国内市场50%的需求。同时,国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,支持和鼓励软件和IC产业加速发展,加快IC设计人才培养。
IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始,2001年,清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班,2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年,成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员,同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略,电子科大还成立了微电子与固体电子学院,并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划,提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。
作为人才培养的摇篮,高校在这一方面应进一步加快改革,制定可行的、新的人才培养计划,以社会需求为导向,加强教学、实验和实训投入,多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。
参考文献
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――首钢NEC参观感受
2007年7月4日,今天早上九点我们微电子04级全体同学在首钢NEC门口集合,在姜老师和鞠老师的带领下跟随首钢NEC工作人员开始了我们的参观实习。虽然天气炎热,但是同学们秩序井然,而且大家参观的热情高涨,充满了兴奋与好奇。
在工作人员的陪同下,我们来到了首钢NEC的小礼堂,进行了简单的欢迎仪式后,由工作人员向我们讲解了集成电路半导体材料、半导体集成电路制造工艺、集成电路设计、集成电路技术与应用前景和首钢NEC有限公司概况,其中先后具体介绍了器件的发展史、集成电路的发展史、半导体行业的特点、工艺流程、设计流程,以及SGNEC的定位与相关生产规模等情况。
IC产业是基础产业,是其他高技术产业的基础,具有核心的作用,而且应用广泛,同时它也是高投入、高风险,高产出、规模化,具有战略性地位的高科技产业,越来越重视高度分工与共赢协作的精神。近些年来,IC产业遵从摩尔定律高速发展,越来越多的国家都在鼓励和扶持集成电路产业的发展,在这种背景下,首钢总公司和NEC电子株式会社于1991年12月31日合资兴建了首钢日电电子有限公司(SGNEC),从事大规模和超大规模集成电路的设计、开发、生产、销售的半导体企业,致力于半导体集成电路制造(包括完整的生产线――晶圆制造和IC封装)和销售的生产厂商,是首钢新技术产业的支柱产业。公司总投资580.5亿日元,注册资金207.5亿日元,首钢总公司和NEC电子株式会社分别拥有49.7%和50.3%的股份。目前,SGNEC的扩散生产线工艺技术水平是6英寸、0.35um,生产能力为月投135000片,组装线生产能力为年产8000万块集成电路,其主要产品有线性电路、遥控电路、微处理器、显示驱动电路、通用LIC等,广泛应用于计算机、程控和家电等相关领域,同时可接受客户的Foundry产品委托加工业务。公司以“协力·敬业·创新·领先,振兴中国集成电路产业”为宗旨,以一贯生产、服务客户为特色,是我国集成电路产业中生产体系最完整、技术水平最先进、生产规模最大的企业之一,也是我国半导体产业的标志性企业之一。
通过工作人员的详细讲解,我们一方面回顾了集成电路相关的基础理论知识,同时也对首钢日电的生产规模、企业文化有了一个全面而深入的了解和认识。随后我们在工作人员的陪同下第一次亲身参观了SGNEC的后序工艺生产车间,以往只是在上课期间通过视频观看了集成电路的生产过程,这次的实践参观使我们心中的兴奋溢于言表。
由于IC的集成度和性能的要求越来越高,生产工艺对生产环境的要求也越来越高,大规模和超大规模集成电路生产中的前后各道工序对生产环境要求更加苛刻,其温度、湿度、空气洁净度、气压、静电防护各种情况均有严格的控制。
为了减少尘土颗粒被带入车间,在正式踏入后序工艺生产车间前,我们都穿上了专门的鞋套胶袋。透过走道窗户首先映入眼帘的是干净的厂房和身着“兔子服”的工人,在密闭的工作间,大多数IC后序工艺的生产都是靠机械手完成,工作人员只是起到辅助操作和监控的作用。每间工作间门口都有严格的净化和除静电设施,防止把污染源带入生产线,以及静电对器件的瞬间击穿,保证产品的质量、性能,提高器件产品成品率。接着,我们看到了封装生产线,主要是树脂材料的封装。环氧树脂的包裹,一方面起到防尘、防潮、防光线直射的作用,另一方面使芯片抗机械碰撞能力增强,同时封装把内部引线引出到外部管脚,便于连接和应用。
在SGNEC后序工艺生产车间,给我印象最深的是一张引人注目的的海报“一目了然”,通过向工作人员的询问,我们才明白其中的奥秘:在集成电路版图的设计中,最忌讳的是“一目了然”版图的出现,一方面是为了保护自己产品的专利不被模仿和抄袭;另一方面,由于集成电路是高新技术产业,毫无意义的模仿和抄袭只会限制集成电路的发展,只有以创新的理念融入到研发的产品中,才能促进集成电路快速健康发展。
在整个参观过程中,我们都能看到整洁干净的车间、纤尘不染的设备、认真负责的工人,自始至终都能感受到企业的特色文化,细致严谨的工作气氛、一丝不苟的工作态度、科学认真的工作作风。不可否认,我们大家都应该向他们学习,用他们的工作的态度与作风于我们专业基础知识的学习中,使我们能够适应目前集成电路人才的需求。
这次参观,由于集成电路生产自身的限制,我们只能通过远距离的参观,不能进一步向技术工人请教和学习而感到遗憾,总的来说,这次活动十分圆满。
篇7
《微电子封装与测试》课程是微电子专业的一门重要的专业基础课,同时又涉及到高度交叉的诸多技术领域,包括电子、机械、材料、化工和物理等专业技术,是理论与实践并重的技术基础课程。随着集成电路产业的发展,电子封装越来越受到人们的重视。国内的微电子封装技术教育已经得到国家及相关部委的重视,国家教委设置了“微电子制造工程”目录外专业,国防科工委设置了“电子封装技术”目录外紧缺专业。许多高校的材料学、材料加工、机械制造方面的研究也逐渐向电子封装的材料、工艺和装备转移,陆续创办了许多独立的电子封装技术或微电子制造专业。
湖北大学于2006年申请增设“微电子学”专业,专业挂靠物理学与电子科学学院,2007年开始招生,每年招收规模70人。从2007年起已经有4个班级近三百名学生从该专业毕业,并大都从事与专业相关的工作岗位。作为新开设专业,如何立足学校的办学定位,服务于国家和地方经济社会发展,都对新开微电子专业本科教育提出了更大的挑战,也带来了难得的机遇,同时对微电子课程体系建设和专业特色课程教学内容的选取都提出了较高要求。笔者根据对已毕业学生的走访反馈和四年间的教学实践活动,结合在湖北大学微电子专业方向的《微电子封装与测试》课程教学工作,以及在课程建设中的一些心得体会,以《微电子封装与测试》这一专业特色课程为例,就如何开展微电子专业的专业课程教学进行探讨。
一、强化专业特色,优选教学内容
不同高校不同专业对电子封装课程教学内容偏重点有所不同,“985”和“211”高校重在培养研究型人才,偏重于传授理论知识。湖北大学在微电子专业中开设了《微电子封装与测试》课程,和其他高校重在培养研究型人才而偏重于传授理论知识不同,为了能够使毕业生有较好的就业前景,湖北大学的培养目标定位于培养满足微电子材料与器件制造等高新技术产业需求的高素质创新人才。因此,更希望课堂上学生能够在接受本专业知识外,同时扩大知识范围。
《微电子封装与测试》课程是一门学时数为54学时的专业必修课,根据教学培养计划,《微电子封装与测试》课程开设在大三下学期,在此之前,学生以学习公共基础课和专业基础课为主。为了紧盯培养目标,突出学科重点,我们设计优选的《微电子封装与测试》理论课程体系总体分为七个部分:①电子制造概述,介绍电子制造整个过程以及微电子封装在其中所处的阶段,包括微电子封装的意义、功能及发展趋势;②封装材料,包括高分子封装材料、陶瓷封装材料、焊接材料、引线框架材料等;③封装工艺过程,包括芯片贴装、芯片互连、引线键合等;④封装设计,包括电设计和热控制设计;⑤先进封装技术,主要包括BGA技术、CSP技术、WLP技术及MCM技术等;⑥可靠性设计及封装测试;⑦封装技术展望。我们在授课中尽量删除繁琐的理论推导,如焊点过程中的受力过程理论分析、键合过程中热量的分布等,对部分过时的技术知识也做了相应的调整,主要是以必需和够用为度。另外,还增加一些热门专题,如光电子、LED封装、液晶显示等的封装知识及国际国内相关法律法规等,并通过PPT及相关视频展示,进一步开拓学生对新兴先进的封装知识的了解。
二、结合科研实践,开设创新实验
湖北大学物理学与电子科学学院以前的仪器设备配套以物理、电工电子、功能材料制备、集成电路器件与工艺等实验室为主。为了结合已有的实验条件和目前的科研基础,增强微电子专业的实践教学条件,我们正在开展以下相关工作:
1.在原有EDA实验室的基础上扩建专业集成电路设计实验室,建立集成电路设计EDA实验与验证平台,主要用于集成电路设计的仿真和正确性的验证,包括超大规模可编程逻辑器件EDA设计与验证实验、硬件制作实验。我院已有20套EDA验证板,并已开设多个专业设计实验。随着新专业的成立和学生人数的增加,计划增加30套FPGA(或CPLD器件)验证板,并增加示波器、任意型号发生器等辅助工具。
2.集中建立集成电路工艺与微加工技术平台。湖北大学“铁电压电材料与器件”省重点实验室及“材料物理与化学”省重点学科现有离子刻蚀、真空镀膜、光刻、退火等分散工艺。拟增设扩散等基本工艺,集中建立半导体工艺实验室,让学生能够实践掌握并研究发展集成电路与微加工工艺的整个流程。
3.争取能与产业结合,联合办学,直接培养企业需要的高层次专业人才。为企业服务,并为企业提供科研支撑。
同时,实践教学模式也将进行调整。改目前的一课一师为一课多师,实行一岗多师的团队教学,实现学生为主体和教师为主导的教学模式。课时安排采用分组教学(3~5人/组)、组间大循环、组内小循环的轮岗实训制。
三、产学研结合,注重实践、实(见)习基地建设
实践才是工科专业教育的根本已成为国际高等工程教育界的共识。美、日等国工科专业的实践教学时数已占总学时的35~40%。近年来随着新的教学计划的修订,我国实验和实训等环节在整个教学计划中的比重明显增大。实践教学是《微电子封装与测试》课程的重要组成部分,是培养学生动手能力、认知能力和创新能力的重要环节。为了培养具有较强创新和实践能力的、符合社会需求、高素质复合应用型工程技术人才,伴随着2007年 “微电子学”专业的组建,我们加强了实(见)习和实训教学环节建设,将原有EDA实验室、“铁电压电材料与器件”省重点实验室、高性能计算实验室等进行了改建和扩建。同时,联合校外企事业单位,如苏州固纬电子有限公司、东莞呈威电子有限公司、天津港东科技发展有限公司以及江苏绿扬电子仪器集团有限公司等,建立了具有本校特色的校内外微电子封装与测试生产实(见)习基地,通过参观相关企事业增强学生对生产过程的初步直观认知。同时,采取与企业实际生产接轨的流水线式实习安排,让每个同学负责生产制造过程中某一项工序,并定期进行轮换工作,适时地对学生进行安装、组装、贴装和封装等具体工艺的实训,而这些实训内容是微电子封装课程和“微电子学”专业的必备技能。通过这些实训和实习,进一步增强学生对封装工艺的感性认识和体验。
实(见)习等基地建设是实现加强实践教学,提高实践教学质量水平,推进产学研相结合研究的基本保证。其目的是为学生创造更多机会进入实践基地学习锻炼,进一步加强实践能力和创新能力的培养,同时实现资源共享,提高设备的利用率。加强现有实践基地的建设,同时开辟新的实践基地,不仅有利于产学研相结合研究的发展,而且有利于实践教学基地的长效运转。湖北省以光电子产业、数字化3C(计算机、通信、消费电子)产业、专用集成电路和软件产业、新型元器件及新材料产业为发展重点。武汉市东湖开发区内武汉中原电子有限公司、武汉富士康、武汉新芯电子有限公司与我校有着良好的合作传统,并且已经接纳了部分微电子专业方向的学生就业。随着以上产业在武汉市的进一步发展和相关国际大公司在武汉的设厂,我们将进一步拓展相关的实践、实(见)习基地,为微电子专业方向的学生创造更多进入实践基地学习锻炼的机会。
四、考核方式的改革
《微电子封装与测试》课程评价的根本目的是为了让学生掌握目前主要的封装工艺以及相关评价封装效果性能优劣的参数。课程评价应准确反映学生的学习水平和学习状况,全面落实课程目标。目前,我们采用的考核方式包括态度纪律考核标准和单元实践考核标准。态度纪律考核标准是以考勤、作业、参与实践的积极性等方面作为平时成绩,而单元实践考核标准是以课后作业作为单元实践考核标准,两者构成了课程的平时成绩。以平时成绩占40%,期末考试成绩占 60%,最终得到学生《微电子封装与测试》课程的评定成绩。这种考察方式存在检查手段单一,不能客观公正地反应学生的实习技能和所掌握的知识。由于单元实践考核存在不同程度的互相抄袭现象,考试较难反映出学生的动手能力。所以,我们将根据不同学习内容的知识结构特点,按照不同结构的课程目标和能力训练,抓住关键,突出重点,采用合适方式,提高评价效率,具体内容如下:
1.恰当运用多种评价方式。学习过程中的评价关注学习过程,有利于及时揭示问题、及时反馈、及时改进教与学活动。最终评价关注学习结果,有利于对教学活动作出总结性的结论。学习过程中的评价和最终评价都是必要的,应加强学习过程中的评价,注意收集反映学生学习与发展的资料。
2.注重评价主体的多元与互动。应注意将教师的评价、学生的自我评价及学生之间的相互评价相结合,加强学生的自我评价和相互评价,促进学生主动学习,自我反思。评价要理解和尊重学生的自我评价与相互评价。根据课程的需要,将来可让从事微电子封装行业的专业人员等适当参与评价活动,争取让学生获得来自企业一线的准确评价。
湖北大学“微电子学”专业在2007年开始首届招生以来,教学计划已经进行了两次较大修订,最大变化是物理、电子类课时减少,技术基础课时增加,实验门数和学时大幅度增加。优化后的课程体系对学生能力培养与社会需求更加接近,主要体现厚基础、增后劲、适应社会需求强等特点。而《微电子封装与测试》课程作为“微电子学”专业的主干课程,其重要性更是得到了专业教师的普遍认可。
由于电子封装技术的自身特点,决定其教学内容和教学手段与其他学科相比,有其特殊的要求。另外,不同层次的学校、不同专业对于《微电子封装与测试》课程的教学要求也有所不同,教师在授课过程中要根据本校定位、专业特点以及学生情况因材施教,优选课程教学内容,并结合自身专业的教学目标,合理选择课程教学手段。以培养学生分析问题的能力、知识应用能力和创新意识,提高其工程职业实践能力,以满足社会对专业人才的需要。但教学探索改革要做的工作还很多,所以《微电子封装与测试》课程的教学还需要长期、深入的研究和探讨。
篇8
一、创新工业设计,植入“智慧”基因
工业设计是现代制造业与创新创意高度集成的“智慧产业”。2000年,江南大学设计学院几位学者,在协助无锡市科技局筹办第一届“设计周”时突发奇想,提出利用无锡人才优势,设立一个产学研结合园区,把学院的设计产品变为现实产品。这一设想很快转化为市领导的决策,落在了蠡园经济开发区——即今天的“孵化基地”上。决策看似平常,却反映了无锡市委、市政府对机遇的敏锐嗅觉和把握能力,折射出他们对发展形势的深刻认识。
——发展工业设计符合国际潮流。世界经济发展史表明,工业设计是推动工业化发展的重要力量,其本身也是工业化的重要内容之一。发达国家在工业化过程中、后工业化时期乃至今天,都很重视工业设计。一些发达国家至今把发展工业设计作为国策,出政策、出资金予以扶持。
——发展工业设计切合自身需求。工业设计源于工业又提升工业。无锡是我国乡镇工业的重要发祥地,工业经济基础雄厚。但多年来形成的高投入、高能耗、高污染的粗放型增长模式,使经济发展与人口资源环境间的矛盾日益突出。大量工业企业迫切需要借助工业设计,提升产品附加值,实现产业升级换代。
——发展工业设计具有独特优势。工业设计是各种创新创意资源集合的结晶。设计园地处蠡湖之滨,自然风光优美。毗邻而居的江南大学,是国内第一所设立设计学院的高校,其工业设计、视觉传达设计等专业在国内处于领先地位,可以为设计园源源不断提供创意设计专门人才。
二、发展创意产业,打造“智慧”宝库
致力于打造发展载体。近年来,设计园在建设实践中,结合工业设计特点,探索形成了产业向高端、空间向高层的“双高”发展战略,有效破解了土地资源稀缺、发展资源受限的困境,走出了一条组团型模式、紧凑型布局、集约型发展的崭新道路。“十一五”期间,建成了“三创”载体130万m2,在建152万m2,120万m2的RBD高端研发商务中心顺利推进,逐步形成了工业设计孵化基地、创意产业园区、国家集成电路设计中心、专业化研发楼宇群和生活休闲配套区等五大功能区域。
致力于建设一流平台。设计园先后投资8400万元,建成了8000m2的“江苏省工业设计公共服务平台”,成为国内第一个为工业设计企业和设计师提供专业化、系统化服务的公共服务平台。近年来,园区进一步加大平台建设力度,将自我建设与合作引进相结合,拓宽了技术服务层次,更好地满足了企业需求。
致力于优化特色服务。园区在做好招商、工业设计人才培训等服务的同时,设立专利服务站,引进知识产权中介服务机构,为企业知识产权事务提供“保姆式”服务。2009年10月,成为无锡首个国家级知识产权园。近3年来,园区累计申请专利1100余件、授权近千件,年增率保持在10%以上,拥有驰名商标1件、著名商标4件,软件版权登记50余项。
致力于对外交流合作。2004年以来,设计园连续参办8届无锡国际工业设计博览会,积极展示自身发展特色,吸引了美、英等多个国家的著名企业及设计机构前来参展。同时,加强与国际工业设计组织的合作与互访,签署了多个合作协议,开辟了国际合作通道。
三、注重环境美化,激发“智慧”灵感
做美自然环境。设计需要灵感,而灵感常常来自创意环境的激发。园区地处太湖之滨、蠡湖之畔,周围有蠡湖、太湖十八湾等自然风景保护区,自然风光优美、景色怡人。设计园牢固树立“只有绿水青山,才有金山银山”的发展理念,在抓好环保、修复生态的同时,不遗余力推进产业结构调整和环境优化发展战略,基本实现产业结构生态化、空气质量优良化、绿色创建普及化、环保投入常态化,在省级开发区中率先通过IS09001和IS014000国际标准认证。
做好人丈环境。针对设计人才特点,设计园大力打造创意时尚社区、创意产业街,吸引国内外酒吧餐饮、时尚、影视创意等商家签约入驻,为创意精英们营造良好的休闲娱乐聚会场所。大力弘扬吴文化、工商文化等文化精髓,着力营造“四尊四创”风尚,激励探索者,善待失败者,形成了兼收并蓄、开放包容的文化环境,极大地调动了设计人才的创作激情。
做优设计环境。围绕创意设计,设计园积极引进和培育文化创意类企业,大力集聚创新创意元素。依托中国(无锡)艺术产业园,以及入驻的江南油画雕塑院、当代艺术研究院、蠡湖紫砂、动漫设计公司等,大力发展油画、雕塑、紫砂、动漫等文化创意产业,利用园区现有技术资源和载体优势,打造创意设计生态链,为工业设计灵感的产生营造了触类旁通、相互激发的良好环境。
四、结合自身特色。培育“智慧”果实
设计园自觉遵循产业发展规律,围绕引进设计企业特点,结合自身产业发展定位,精心培育工业设计产业。近年来,以汽车、传统工业、集成电路设计为主要特色的工业设计产业呈稳步增长态势。
一是汽车设计产业稳步增长。以国内整车设计的龙头企业——无锡同捷汽车设计有限公司为引领,园区积极构筑以汽车外形、结构、零部件、模型及生产流水线的整体汽车设计产业链,形成了以同捷汽车设计、派狮威汽车设计、易维模型设计、福源自动化系统工程等企业为代表的产业格局。
二是传统工业设计展现活力。设计园有无锡万象、无锡尚格等10家从事传统消费电子产品设计的工业设计企业。无锡万象主要从事产品定位、产品设计、工艺分析、图纸制作、生产监管等产品总体方案设计。无锡尚格专业从事城市个人交通产业设计,主导设计方向为自行车、电动自行车及相关产业,公司设计的“旅行箱式折叠自行车”为全球首创,最近又与法国雪铁龙公司达成新的研发项目。
篇9
北京的一只蟾蜍缩腿或伸腿,通过神经电信号传输,借助3G网络,远在千里之外的南京,另一只蟾蜍也作出了同样的动作。
在1月20日的一个实验演示上,东南大学射频与光电集成电路研究所所长王志功带领的项目组成功实现了南京和北京两地的蟾蜍神经电信号远程传输。
“我们的理念可能比《阿凡达》里那种武装机器人更先进。”王志功说,“电影中那个上校是站在机器人里面来操纵机器人做出各种动作,而我们将来有可能做到人无论在哪里,只要无线连通,就可以让机器人复制动作。
的确,“动作识别”已经不能算是什么新东西,王志功带领的跨学科团队在进行更先进的研究――将生物的神经电信号采集出来,通过通信网络传输。
“这只是第一步,它验证了神经可以通过微电子器件来相互桥接。”王志功说,“我们的最终目标是希望截瘫患者能够重新恢复肢体功能。从长远来看的话,让使用者在远程通过动作信号来控制机器人也是可行的。”
神经电信号和微电子器件
如果把人体比做一个世界,那么神经系统也许可以看成是蔓延交错的互联网。从脑出发的下行神经信号将运动指令送到神经―肌肉接头,皮肤上的感受器将温度压力触觉等等感觉信息转换为神经信号上行传递给大脑。在神经系统中,也像互联网一样,主要通过电信号来传递信息。
但这并不意味着我们可以用一段铜丝来取代神经。神经纤维纤细且脆弱,即使是人体最粗的脊髓神经束,也只不过手指般粗细,但却承载了成千上万路的下行和上行信号。这给因为脊髓神经受损导致截瘫的病^带来了很大的治疗难题――这些神经纤维像是―大捆没有标号的网线扎在一起,而其中的每一根都只有几十分之一到几百分之一毫米。将这些神经纤维一一连接起来是异常艰巨的任务,而病人那些本来能够正常工作的肌肉和皮肤上的感受器,也就无法和脑连接起来。就像是网络中断了―样。
“所以我们有了‘微电子神经桥’的设想,”王志功说,“就是将受损的神经两端用微电子器件连接,将一端神经上传递的电信号提取出来,滤除无用信息、放大,然后再接到另一端神经上,来恢复神经的功能。”
这项工作描述起来很简单,但却包含了三个循序渐进、越来越难的目标。第一步,是能够通过微电极和微电子芯片让神经之间相连,为信号传递做好准备;接下来,要让神经电信号通过搭建起来的连接进行传递;最后,要确保信号经过这样的交换之后传递到正确的神经纤维上,不至于搭错线。这三个目标,也是王志功带领的项目组攻关的方向,他们已经进行了十年的研究。
“现在我们已经能做到八路信号传输,上行四路,下行四路。但是在动物身上做实验会有些问题,动作信号传递比较容易验证,但是感觉信号就有些麻烦――毕竟小动物也不会告诉你哪里感觉到了什么。”王志功说,“而且只做到这些还不够。我们要做的还有很多,比方说做到更多路的信号传输,比方说允许电极之间可以任意切换,这样可以控制某两组神经之间的连接。就像计算机的跳线一样,选择某组神经对上另一组神经。”
当达到王教授的目标时,脊椎神经受损的截瘫病人将可以重新像正常人一样感受世界,人们可以通过动作神经信号来遥控机械工作,相恋的人可以像电影《阿凡达》中那样,通过网络感受到彼此的触摸。
“最近我们课题组去看了《阿凡达》,”王志功笑着说,“听说这部电影也花了十年。这样看来,我们大概是同期开始的工作,只不过他们做的是科幻,我们做的是科学实验。”
一个“有点科幻”的项目
2004年,王志功以“植入式中枢神经重建SOC的设计与实验研究”为题申请国家自然科学基金时,引发了评审专家的热烈讨论。“他们一致认为这个课题很有创新性,但是也有一些疑虑:是不是有点太科幻了?”
这个“有点科幻”的项目,实际上早在20年前就已萌芽。当时王志功夫妇都在德国工作,王志功专攻集成电路设计,妻子吕晓迎则进行医学方面的研究。而当时吕晓迎的妹妹也在德国参加一个欧盟资助的科研项目,使用集成电路技术捕捉面前的影像,再将影像转化为电信号,刺激视神经,最终目标是让盲人重见光明。这个项目的研究内容与王志功夫妇的研究领域都有些关系,通过在家中的讨论交流,他们对植入式微电子神经芯片有了了解和兴趣。
1997年回国后,王志功将大量时间精力投入到射频与光电集成电路研究所的建设工作当中,但是依然关注生物电子学和微电子技术的结合。他们夫妇在2001年分别指导自己的本科毕业设计学生进行了“生物用集成电路的发展和应用状况研究”和“视觉修复电路设计”的课题研究。“当时我们考虑将神经方面的内容和微电子方面的内容结合起来,但是并没有选择特定的神经类型。”
一个重大的转折出现在2003年。在江苏省自然科学基金评审会上,王志功与时任南通医学院院长、江苏省神经再生重点实验室主任顾晓松相识。在午餐桌上,两位教授谈起专业话题,对于王吕二位思考的问题,顾晓松建议考虑从脊髓神经切入――因为他的项目组已经在外周神经生物学方法再生研究中取得了一系列进展,而脊髓神经再生却依然是―个世界级难题。
也就是从这时开始,王志功夫妇、顾晓松三人组成的这个横跨集成电路设计、生物电子学和神经生物学三个领域的研究团队,为一个共同的目标走到了一起。2004年,在评审时得到王力鼎、侯朝焕等几位院士的大力支持的这个项目,得到了国家自然科学基金“半导体集成化芯片系统基础研究”重大项目中的80万元资助。从2004年到2006年,经过了十几次大鼠和兔子的动物实验,验证了大鼠与兔子坐骨与脊髓神经桥接的可行性,并且申请了一项国家专利和一项国际专利。受到专家的好评,国家自然科学基金委员会又给予了80万元滚动资金,支持王志功团队将研究继续推进。
跨领域的团队
现在就任东南大学生物电子学国家重点实验室副主任的吕晓迎,主要研究方向有材料生物相容性新技术、生物传感器和生物微电子器件,包括植入式神经电极的制作、修饰和生物相容性、神经信号处理、降噪、体内外无线供电技术等等;而顾晓松的团队则主攻脊髓形态学测量和动物神经微手术。最近建立合作关系的中国康复研究中心脊柱脊髓神经功能重建科,则在杜良杰主任的带领下,直接从事脊髓神经功能重建的工作。
“我这里主要做的是微电子芯片和电子神经混合系统信息学方面的研究。我们这是个跨领域的合作团队。”王志功说。
这也是个研究领域跨越了生物和非生物界限的团队。从1924年的那个夏天,德国医生汉斯・贝格尔从人脑表面测到微弱电流开始,人们开始明白,人类的意识也是由神经细胞之间的电信号传递来形成的。这展示了一种全新的可能:当人们能够破译出这些电信号的含义时,也许就意味着可以使用其他设备来替换或者连接神经系统,甚至可以直接读懂别人的想法。
这是一个美好的前景,但直到现在,人们也还没能实现这个目标。而在这个过程中派生出来的“脑机接口”领域却开始蓬勃发展,希望能够通过检测脑电波或者特定脑区的供血量变化,来判断人的行动意图,并且由此来控制计算机或者其他机械。
篇10
我校微电子科学与工程专业是在应用物理学专业微电子方向的基础上,于2009年提出申请,同年9月经陕西省教育厅批准,于2010年增设的,专业代码为080704,属于工学大类,电子信息类。学制四年,授予理学学士学位。本专业培养具备微电子科学与工程专业扎实的自然科学基础、系统的专业知识和较强的实验技能与工程实践能力,能在微电子科学技术领域从事研究、开发、制造和管理等方面工作的专门人才。
二、微电子科学与工程的专业特征
通过实验、技能训练和到实习基地顶岗实习,本专业毕业生应具备以下能力:(1)掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识;(2)掌握固体电子学、微电子器件和集成电路设计与制造等方面的基本理论和基本知识,掌握集成电路和其他半导体器件的分析与设计方法,具有独立进行版图设计、器件性能分析的基本能力;(3)了解相近专业的一般原理和知识;(4)熟悉国家电子产业政策、国内外有关的知识产权及其他法律法规;(5)了解VLSI和其他新型半导体器件的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及微电子产业发展状况;(6)掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。微电子科学与工程专业具备以下特征:兼容性:本专业是理工兼容的专业,融合了物理学、化学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多个学科的基本知识、基础理论;交叉性:微电子科学与工程专业是超净、超纯、超精细加工等多种技术交叉的基础上发展起来的学科;基础性:微电子科学与工程专业是电子科学技术、信息科学技术、计算机科学技术的先导和基础,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。
三、学科建设的实践与探索
学科建设是一个长期积累、不断提高的过程,重在建设和积累。我们在建设过程中以教学团队为抓手,以课程群为载体,以课堂教学为主渠道,以深化改革为手段,以培养学生实践创新能力、持续提高教学质量为目标。将教学团队建设、课程群建设和教学改革紧密结合,作为系统工程整体推进,实现成效的最大化。教学团队建设、师资队伍建设和青年教师培养相结合。教学团队从师资队伍中产生,不能孤立于师资队伍建设之外,师资队伍建设需要高水平教学团队的带领和引导,需要传帮带。为了使教学团队具备坚实的基础,同时发挥其辐射引领作用,必须提高教师的整体教学水平和大面积教学质量,必须大力狠抓师资队伍建设,对于开办时间不长的新专业而言,更要特别注重新进青年教师的培养。首先,理念引导,认识到位。我们始终坚持教学是人才培养的第一要务的宗旨,确立了教学的重要地位,为了把教学这个良心活做好,我们在教学活动中一再强调换位思考,希望任课教师要像当年要求自己的教师那样要求自己,以对学生、学校、家长、专业、社会高度负责的态度讲好每一节课。教师们教学态度端正、认识到位,责任心强,这是搞好教学工作的前提。其次,建立长效机制。通过建立一系列行之有效的规章制度、运行机制和政策措施,如青年教师培训培养机制、教学信息交流反馈机制、资源经验共享互用机制,通过互相听课、针对性听课、随机听课、学生评教等渠道了解、检查教师的教学情况,做到有问题及时反馈、沟通并督促限期整改。针对新近开办专业青年教师多的现状,我们着力培养青年教师的教学基本功,定期、不定期召开青年教师座谈会,交流治学、教学、科研经验,要求他们跟班听课并要听不同教师的讲课,博采众长。同时,要求青年教师根据工作需要,结合个人特长选定主讲课程(至少两门),扎实练就教学基本功。鼓励和支持年轻教师到国内外进修学习,加速他们的成长。
1.课程群建设、教学团队建设与课堂教学相结合。
教学团队不能脱离课程而单独存在,课程群需要高水平的教学团队去建设。目前课堂教学仍是本科教学的主渠道,因此必须将课程群建设、教学团队建设融入课堂教学,才能把建设落到实处,并在具体的课堂教学中体现建设效果。微电子教学团队和课程组认真研究了半导体物理、半导体器件、集成电路设计原理等这几门课程之间的区别、联系、共性和互补性,对传统的教学内容进行了整合、改革,以促进各课程之间的相互渗透、优势互补和资源共享,更好地处理理论教学、实验教学和实际应用之间的关系。把教学团队和课程群建设的成果有效地落实到课堂教学中,接受课堂和学生的检验,并做到互相促进,增强了整体效果。
2.课程建设与科学研究、教学研究、教学改革相结合。
只有深入开展教学研究,才能有效地推进教学改革和课程建设。我们对教学研究常抓不懈,常研常新,从教学内容、教学方法、教学手段和方案实施等方面全方位抓起,不断深化教学研究和教学改革。对于课程内容的研究与改革,从宏观上把握课程的科学体系和各部分之间的关系、理清主线、抓住要点;从微观上对教材的具体内容进行深入研究,如MOS场效应管与现行手机屏之间的关系,由于和实际生活非常近,非常受学生的欢迎。教学方式与手段的研究与改革方面,可以阅读科学史和科学家传记,从中受到启发,如杨振宁的老师泰勒水平很高,但往往无暇备课,上课时总是现想现推,有时就会陷入困境或误入歧途,恰恰是在他摆脱困境和纠错的探索中,让细心的学生有机会亲眼看到老师的思维过程和分析、解决问题的方法。这是鲜活的问题解决式教学,泰勒是无意的,有经验的教师难道不可以有意而为吗?教学的关键和难处在于揭示前人的发现过程和思想脉络,这就需要任课教师了解相关的历史和教育学原理,在发挥教师主导作用的同时,通过提问、专题讨论等方式活跃课堂气氛,促使学生积极思考,让其从知识的被动接受者转变为主动参与者和纠结探索者,发挥学生的主体作用。进而微电子科学与工程专业的教师把自己现有的纵横向科研课题带入课堂教学中去,让学生感受科学研究的氛围,并通过专业课程的熏陶培养学生的科学美感。
3.理论教学、模拟实验、实验教学与生产实践相结合。
实践性教学环节包括:认识实践、毕业实践和毕业设计等几方面。加强实践教学环节,突出微电子学应用型人才培养特色。提高校内实验实践基地建设的规模与水平;加强与校外教学实践基地合作,提升校外合作教育基地的层次和联系紧密度,实行“双师型”教学模式,加强实践教学环节,提高学生的实践能力。形成先进的实践教学理念,坚持不断的实训,构建以学生为主体的实践教学模式,以取代传统的教师主体式的模式,构建主动适应社会发展所需人才的培养体系。加大力度组织学生参加各类科技竞赛,力求每年参与创新创业实践和学科竞赛活动的学生比例逐年递增的趋势。生产实践是学生学以致用、锻炼能力、增强创新的重要活动,通过不断加强实验性、实践性、应用性、创新性教育环节,使学生自己体验学、用微电子的乐趣,有效地提高了学生的实践能力和创新意识。
四、结语
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