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關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體;三極管電路;教學(xué)研究
一、基于概念對(duì)教學(xué)思路進(jìn)行規(guī)劃
針對(duì)半導(dǎo)體三極管模擬電子學(xué)教學(xué)的概念相對(duì)比較多,因此在教學(xué)過程中要結(jié)合概念對(duì)教學(xué)思路進(jìn)行規(guī)劃。具體的根據(jù)雙機(jī)型三極管來進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃,首先了解制作三極管的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的具體傳輸處理、電子開關(guān)掌握、邏輯性電路運(yùn)算、能量的轉(zhuǎn)換等。三極管實(shí)現(xiàn)以上目的主要是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),其次教師應(yīng)該在教學(xué)的過程中引導(dǎo)學(xué)生理解三極管靜態(tài)與放大區(qū)小信號(hào)環(huán)境中的控制與理解,同時(shí)理解為什么要對(duì)三極管中的頻率特征等問題進(jìn)行分析,能夠?qū)崿F(xiàn)怎樣的意義,只有掌握了這些才能夠了解三極管的基本概念。
二、教學(xué)實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合
通過對(duì)三極管教學(xué)概念的理解后,需要在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)對(duì)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合,當(dāng)然在教學(xué)的過程中一定要有針對(duì)性地去解決理論性問題,通過解決實(shí)際的問題來吸引學(xué)生的興趣,例如教師在教學(xué)的過程中可以通過進(jìn)行一些模擬的實(shí)驗(yàn),模擬電子的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)需要利用一些硬件與軟件的仿真結(jié)合來實(shí)現(xiàn),這個(gè)時(shí)候教師可以利用實(shí)驗(yàn)來要求學(xué)生進(jìn)行理論課程的理解,然后對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在課程中的比例來設(shè)定一定的分?jǐn)?shù),幫助學(xué)生更好地理解三極管的知識(shí)點(diǎn)。其次需要在理論課程教學(xué)的過程中,一定要對(duì)一些應(yīng)用性的例題進(jìn)行系統(tǒng)的講解,例如在信號(hào)測(cè)試的應(yīng)用中針對(duì)濾波器的應(yīng)用向?qū)W生做一些拓展的講解,同時(shí)讓學(xué)生在實(shí)際的試驗(yàn)中感受光電流對(duì)濾波器的影響,通過一系列的講解實(shí)踐之后學(xué)生對(duì)三極管的電路問題就有了自己的理解,因此一定要實(shí)現(xiàn)對(duì)理論與實(shí)踐知識(shí)的結(jié)合,從而在半導(dǎo)體三極管電路教學(xué)中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性。
由于文字性表述本身的枯燥性,學(xué)生往往不會(huì)認(rèn)真閱讀,或者即便閱讀也很少真正對(duì)其進(jìn)行思考,這時(shí)就需要教師幫助學(xué)生對(duì)教材的要求進(jìn)行分析,有意識(shí)地通過在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開展前設(shè)置問題等方法強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。如在“半導(dǎo)體三極管電路”的實(shí)驗(yàn)中,影響實(shí)驗(yàn)的因素很多,老師在實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)該向?qū)W生系統(tǒng)地講解每一個(gè)可能出現(xiàn)的問題。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中,受到此類因素的影響導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教材定論不一致時(shí),教師應(yīng)積極幫助學(xué)生進(jìn)行分析,對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出一個(gè)科學(xué)合理的解釋,讓學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與定論不一致的現(xiàn)象有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。
三、加強(qiáng)輔導(dǎo),提高學(xué)生的自學(xué)能力
以往的教學(xué)過程,教師對(duì)于一些實(shí)操性教學(xué)的后期輔導(dǎo)問題相對(duì)不太重視,經(jīng)過了實(shí)踐的推敲,發(fā)現(xiàn)對(duì)像三極管這類的電路實(shí)操性的教學(xué)一定要注意教學(xué)活動(dòng)后的輔導(dǎo),實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)課程的落實(shí),例如教師在三極管實(shí)操教學(xué)的過程中可以選兩名學(xué)生作為助教,幫助老師及時(shí)反映學(xué)生的課后問題,同時(shí)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo),提高學(xué)生對(duì)電路問題的學(xué)習(xí)與研究,只有這樣才能夠保證教學(xué)任務(wù)的完成,同時(shí)幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的后,才能促使學(xué)生更為周密地掌握實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的細(xì)節(jié),但在實(shí)踐教學(xué)的過程中,學(xué)生由于自身的觀察、分析問題的能力的限制,常常會(huì)發(fā)生被實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吸引,偏離既定實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡默F(xiàn)象,這就要求教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教材內(nèi)容,按照實(shí)驗(yàn)的步驟,幫助學(xué)生設(shè)計(jì)正確的實(shí)驗(yàn)流程和步驟,確保學(xué)生熟悉試驗(yàn)活動(dòng)的目的,以保證實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。
半導(dǎo)體三極管電路教學(xué)是一個(gè)實(shí)操性特別強(qiáng)的課程,因此在教學(xué)的過程中一定要加強(qiáng)對(duì)理論與實(shí)踐的結(jié)合,同時(shí)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)教學(xué)中存在的問題。
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體封裝;集成電路;PLC;沖流道機(jī)
1.國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀
集成電路沖流道機(jī)是一種用于半導(dǎo)體封裝模具的后道設(shè)備,多用于MGP多缸模的產(chǎn)品封后去流道、廢膠。其動(dòng)作原理是:氣缸驅(qū)動(dòng)沖流道機(jī)的凸模向下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生沖擊力,使塑封流道和引線框架分離,為半導(dǎo)體產(chǎn)品的切筋成型做前期準(zhǔn)備。由于在集成電路半導(dǎo)體封裝行業(yè)中,對(duì)于環(huán)境和自動(dòng)化的要求很高,因此目前大規(guī)模集成電路沖流道機(jī)多采用空氣為沖切動(dòng)力源,清潔無污染;控制方式采用PLC來控制沖流道機(jī)的動(dòng)作,能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化工序流程,既安全又可靠。集成電路沖澆道機(jī)的開發(fā),實(shí)現(xiàn)了塑封流道流道和引線框架自動(dòng)分離,使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到提高,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低,產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。(附圖1為產(chǎn)品去流道、廢膠前后示意圖)
2.集成電路技術(shù)要點(diǎn)
2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖
集成電路沖澆道機(jī),一般由四部分組成:電器盒部件、沖澆道模具部件、
機(jī)架部件和廢料盒部件。
電器盒部件是沖澆道機(jī)大腦所在,外殼采用鈑金焊接,內(nèi)部集成了沖澆道機(jī)的控制系統(tǒng),包括大氣缸、可編程控制器(PLC)、電源及各種傳感器的連接線路等;
沖流道模具是去流道、廢膠的執(zhí)行部分,其中凹模、凸模是沖流道機(jī)主要部件和技術(shù)精髓,去廢膠后的產(chǎn)品質(zhì)量也主要有模具部分保證。
機(jī)架部件是整個(gè)沖流道機(jī)模具的載體和控制按鈕平臺(tái)所在,負(fù)責(zé)模具的支撐作用,機(jī)架要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,要能承載模具自身的重量和模具沖流道時(shí)氣缸提供的巨大沖擊力,重心要平穩(wěn)。
廢料盒部件主要是收集模具沖擊剝離下來的下來的樹脂流道、廢膠,保持工作環(huán)境清潔。
2.5 沖流道機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用
集成電路沖流道機(jī)通過自主創(chuàng)新,在國(guó)內(nèi)首次將沖切模具技術(shù)、光電保護(hù)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)集成融合,解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)中人工撕扯將流道和引線框架剝離,導(dǎo)致人手劃傷的安全問題,以及撕扯受力不均引起引線框架變形,無法連續(xù)生產(chǎn)等難題,提高了生產(chǎn)效率。
(1)應(yīng)用創(chuàng)新
①安全創(chuàng)新
為了確保機(jī)器的安全性能,體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)思想。沖流道機(jī)操作面采用了光幕保護(hù)裝置,使機(jī)器運(yùn)行時(shí),一旦有外物進(jìn)入工作區(qū),機(jī)器立刻停止動(dòng)作;當(dāng)排除故障后,機(jī)器重新啟動(dòng)工作。其余三面采用安全門控制,每扇安全門上都裝有接近開關(guān),門打開后,接近開關(guān)斷開,機(jī)器停止動(dòng)作;在所有安全門都關(guān)閉后,機(jī)器才能重新開啟,防止了多人操作、維護(hù)時(shí)產(chǎn)生的安全隱患。
3.結(jié)束語
集成電路沖流道機(jī)的開發(fā),使半導(dǎo)體封裝的去流道、廢料工作變得更簡(jiǎn)單了,沖膠后產(chǎn)品不變形,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率,該技術(shù)目前已廣泛用于各大封裝企業(yè)。沖流道機(jī)的創(chuàng)新應(yīng)用,使模具更人性化,操作安全、方便,產(chǎn)品的質(zhì)量也的到了提高。在今后的時(shí)期內(nèi),希望集成電路沖流道機(jī)能給更多的半導(dǎo)體封裝企業(yè)帶來便捷,也希望相關(guān)企業(yè)會(huì)不斷的對(duì)沖流道機(jī)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,開發(fā)出更加優(yōu)越的產(chǎn)品,共同推動(dòng)我國(guó)封裝行業(yè)不斷向前發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]李慶生.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)在半導(dǎo)體工業(yè)切筋成型機(jī)上的應(yīng)用[J]電子工業(yè)專用設(shè)備,2009(06),2-3
諒解備忘錄簽署后,中方將適當(dāng)調(diào)整集成電路增值稅政策。享受增值稅政策的中國(guó)集成電路企業(yè)及產(chǎn)品將繼續(xù)享受該待遇至2005年4月1日。
事件緣由
中美關(guān)于集成電路增值稅問題的爭(zhēng)端始于今年3月18日。該日,美國(guó)貿(mào)易代表佐立克宣布,美國(guó)政府于當(dāng)日正式向世界貿(mào)易組織提出申訴,指控中國(guó)對(duì)進(jìn)口的半導(dǎo)體產(chǎn)品征收歧視性關(guān)稅,認(rèn)為此種做法違背了世界貿(mào)易組織的規(guī)則,損害了美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的出口。這是中國(guó)2001年加入世界貿(mào)易組織以來,美國(guó)第一次向該組織指控中國(guó)。
美國(guó)的此番指控是基于我國(guó)政府對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)扶持政策。2000年6月24日,為支持中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在十年左右的時(shí)間里成為在國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)和在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),我國(guó)政府頒布了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的文件,即“18號(hào)文件”。
該文件的第41條規(guī)定:芯片生產(chǎn)企業(yè)2010年前按17%的法定稅率征收增值稅,對(duì)實(shí)際稅負(fù)超過6%的部分即征即退。芯片設(shè)計(jì)企業(yè)獲得的優(yōu)惠更多,實(shí)際稅負(fù)超過3%的部分即征即退。美國(guó)認(rèn)為這一政策與WTO的國(guó)民待遇原則相違背,并提出中國(guó)在進(jìn)口其他國(guó)家集成電路產(chǎn)品的時(shí)候,要按3%的稅率計(jì)征進(jìn)口環(huán)節(jié)增值稅,讓國(guó)外企業(yè)獲得與中國(guó)企業(yè)的同等待遇。
對(duì)國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的支持政策,使美國(guó)、日本和歐盟認(rèn)為國(guó)內(nèi)廠商得到了很大一部分退稅,而進(jìn)口到中國(guó)市場(chǎng)的其他國(guó)家或地區(qū)企業(yè)的產(chǎn)品因無法享受這樣的優(yōu)惠,在價(jià)格上失去競(jìng)爭(zhēng)力。
中美兩國(guó)就這一問題從2003年開始就頻繁磋商,但始終未能達(dá)成一致。直至今年3月,美國(guó)就這一問題正式申訴到世界貿(mào)易組織。
陣痛中的企業(yè)
中美就集成電路增值稅問題達(dá)成諒解后,中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)將于明年4月1日后不再享受退稅政策,中芯國(guó)際、華虹NEC、中星微、上海先進(jìn)半導(dǎo)體等半導(dǎo)體企業(yè)雖然對(duì)于此次變動(dòng)沒有作出明確評(píng)價(jià),但是,嗅覺敏銳的市場(chǎng)已經(jīng)作出了一定程度的回答;在中美兩國(guó)政府就集成電路增值稅問題達(dá)成諒解后,中芯國(guó)際的股價(jià)持續(xù)下跌,已經(jīng)逼近其歷史最低點(diǎn)。7月9日開盤不久,中芯國(guó)際在香港股市即跌至1.56港元,后收盤于1.60港元,勉強(qiáng)維持在1.59元的歷史最低點(diǎn)之上。
中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)失去了這一政策支持,無疑將經(jīng)受重大影響。雖然退稅政策的取消是遲早要來臨的,但是中美諒解的達(dá)成還是把中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)一步推向了世界。
熟悉我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人都知道,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于幼稚產(chǎn)業(yè)狀態(tài)。我國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)規(guī)模小,2002年我國(guó)集成電路產(chǎn)能僅占世界集成電路產(chǎn)能的2.5%,只有少數(shù)幾家企業(yè)的營(yíng)業(yè)額超過億元人民幣。創(chuàng)新能力弱是我國(guó)集成電路企業(yè)的又一大弊端。缺乏高附加值的核心技術(shù)嚴(yán)重制約了我國(guó)企業(yè)的發(fā)展壯大。
但也有專家認(rèn)為,此次退稅政策的取消對(duì)企業(yè)影響也許沒有想象中的大。廈門大學(xué)國(guó)際貿(mào)易系鄭甘澍教授認(rèn)為,按照目前的出口退稅政策,眾多的中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)際上很難享受到目前的退稅政策,因此對(duì)企業(yè)的影響也不大;再者,早日讓中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)面向世界更有利于我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的出路
2003年,我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)銷售量達(dá)18800億元,信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)的第一大支柱產(chǎn)業(yè),但是如此大的產(chǎn)值中組裝占了相當(dāng)一大部分,而真正屬于高附加值的核心技術(shù)卻是非常薄弱。從這方面看,我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)尚處于幼稚產(chǎn)業(yè)狀態(tài),此番出口退稅政策的取消或多或少會(huì)對(duì)我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有所沖擊。
但是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必定要成長(zhǎng)為我國(guó)的真正的支柱產(chǎn)業(yè),退稅政策的取消不意味著我國(guó)將不再扶持該產(chǎn)業(yè)。據(jù)業(yè)界相關(guān)官員稱,我國(guó)將出臺(tái)一些新的、更加有力的措施來扶持我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,比如在研發(fā)費(fèi)用方面給予一定的稅收優(yōu)惠等等,當(dāng)然,這些措施要更加符合世界貿(mào)易組織的相關(guān)規(guī)定,以避免類似事件的發(fā)生。
除了政府的政策性扶持外,我國(guó)政府和半導(dǎo)體企業(yè)還應(yīng)該做好以下工作:
首先,政府各相關(guān)部門要做好為企業(yè)服務(wù)的工作。一方面政府各部門做好協(xié)調(diào)工作,為各個(gè)企業(yè)做好服務(wù)工作;另一方面,政府部門要成為各個(gè)企業(yè)的聯(lián)系紐帶。鼓勵(lì)企業(yè)相互加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)鼓勵(lì)企業(yè)之間的并購(gòu),促進(jìn)企業(yè)做大做強(qiáng)。
其次,各個(gè)半導(dǎo)體企業(yè)要加強(qiáng)核心技術(shù)的研發(fā)。芯片設(shè)計(jì)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心所在,目前我國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)普遍在這方面比較薄弱。在加強(qiáng)芯片設(shè)計(jì)能力的同時(shí),要提高芯片制造能力。制造能力的提高只要有相應(yīng)的投資不難辦到,但是芯片設(shè)計(jì)能力的提高不僅僅是一個(gè)投資的問題,更重要的是要有高素質(zhì)的人才。
如此,我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)才會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而提升我國(guó)的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)鏈接
1、18號(hào)文件
1999年,在有關(guān)專家的提議下,當(dāng)時(shí)的國(guó)家經(jīng)貿(mào)委政策司與信息產(chǎn)業(yè)部組成聯(lián)合小組,起草了相關(guān)芯片企業(yè)優(yōu)惠政策條款,這些條款最終在2000年6月24日形成了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》,這就是18號(hào)文件(國(guó)發(fā)2000-18)。
2001年,在時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理李嵐清主持的工作會(huì)議中,對(duì)18號(hào)文件進(jìn)行了進(jìn)一步補(bǔ)充,下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步完善軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策有關(guān)問題的復(fù)函》,即后來的51號(hào)文件。
“18號(hào)文件”第四十一條有關(guān)半導(dǎo)體行業(yè)稅收政策的規(guī)定:
對(duì)增值稅一般納稅人銷售其自產(chǎn)的集成電路產(chǎn)品(含單晶硅片),2010年前按17%的法定稅率征收增值稅,對(duì)實(shí)際稅負(fù)超過6%的部分即征即退,由企業(yè)用于研究開發(fā)新的集成電路和擴(kuò)大再生產(chǎn)。
根據(jù)這個(gè)文件,財(cái)政部、稅務(wù)總局于2002年制定了實(shí)施細(xì)則(即財(cái)稅[2002]70號(hào)文件《財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局關(guān)于進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展稅收政策的通知》),對(duì)部分芯片企業(yè)稅負(fù)達(dá)到3%的增值稅實(shí)行“即征即退”。同時(shí),把優(yōu)惠范圍擴(kuò)大到集成電路產(chǎn)業(yè)上游的設(shè)計(jì)企業(yè)和下游的制造商。
2、“70號(hào)文件”有關(guān)“18號(hào)文件”的實(shí)施細(xì)則
一、自2002年1月1日起至2010年底,對(duì)增值稅一般納稅人銷售其自產(chǎn)的集成電路產(chǎn)品(含單晶硅片),按17%的稅率征收增值稅后,對(duì)其增值稅實(shí)際稅負(fù)超過3%的部分實(shí)行即征即退政策,所退稅款由企業(yè)用于擴(kuò)大再生產(chǎn)和研究開發(fā)集成電路產(chǎn)品。
以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國(guó)家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(18號(hào)文件),2011年1月28日,國(guó)務(wù)院了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而,我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年,全國(guó)進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進(jìn)口。2014年3月5日,國(guó)務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中,首次提到集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè),明確指出,要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái),在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn),引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月,國(guó)務(wù)院頒布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,加快推進(jìn)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國(guó)家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年,我國(guó)芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%,集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場(chǎng)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求,2001年,教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。
我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè),期間,由于專業(yè)調(diào)整,暫停招生。2012年,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生,主要專業(yè)方向?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求,從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。
一、專業(yè)課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)?!皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí),將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難,更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性,學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水,不可能學(xué)得懂。
但國(guó)內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課,開設(shè)較少課時(shí)量,學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí);有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程,而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。
2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且,在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒學(xué)好的基礎(chǔ)上,開設(shè)后面的課程,將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂,嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如:在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中,沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”,直接開設(shè)“晶體管原理”,造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ),很難進(jìn)入狀態(tài),學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí),如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。
3. 課程內(nèi)容理論性太強(qiáng),嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性?!皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng),公式推導(dǎo)較多,并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí),過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo),而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握,使得學(xué)生(尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生)學(xué)習(xí)起來很吃力,學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業(yè)課程體系改革的主要措施
1“。 4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式:“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”;“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測(cè)試”,實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí),環(huán)環(huán)相扣,合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序,形成先專業(yè)基礎(chǔ)課,再專業(yè)方向課,然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。
我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,也就是三個(gè)本科專業(yè)
大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開設(shè)課程,主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程,重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí),為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級(jí)開始,分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),大學(xué)三年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起,課時(shí)量為64學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù),其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí),又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性,擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1~12周,而其他3門課程的開課時(shí)間從第6周開始,從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外,“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為6~17周;再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為8~19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測(cè)試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程,并設(shè)置其為選修課,這樣設(shè)置的目的在于:對(duì)于有意向考研的同學(xué),可以減少學(xué)習(xí)壓力,專心考研;同時(shí),對(duì)于要找工作的同學(xué),可以更多了解專業(yè)方面知識(shí),為找到好工作提供有力保障。 2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,專業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開始開設(shè),時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才,需要對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。
在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,要盡量避免冗長(zhǎng)的公式及煩瑣的推導(dǎo),側(cè)重于對(duì)基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí),以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。
對(duì)于專業(yè)方向課程,教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí),也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中,總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變,理論課由原來的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級(jí)運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí),留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí),融會(huì)貫通,有效地促進(jìn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
為推動(dòng)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)更快發(fā)展,進(jìn)一步加大產(chǎn)品創(chuàng)新力度、加強(qiáng)芯片與系統(tǒng)整機(jī)、應(yīng)用之間的合作,突出物聯(lián)網(wǎng)在集成電路設(shè)計(jì)未來發(fā)展中的核心作用,本屆年會(huì)特選址在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展核心城市――無錫市舉辦。無錫是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地,2008年成為繼上海之后的全國(guó)第二個(gè)微電子高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地。2009年,無錫的IC產(chǎn)能、制造技術(shù)全國(guó)排名第一,IC晶圓制造業(yè)銷售收入145億元,占江蘇省91 %,占全國(guó)42%;無錫的IC封裝測(cè)試處于全國(guó)第三,技術(shù)水平和單體規(guī)模全國(guó)第一,IC封測(cè)業(yè)銷售收入89億元,占江蘇省的38%,占全國(guó)的18%。無錫目前擁有集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)100余家, 2009年集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入35.33億元,全國(guó)排名第四,僅次于北京、深圳、上海之后。2009年8月7日,總理在視察無錫時(shí)提出“在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中,迅速建立中國(guó)的感知中國(guó)中心”這一重要指示。隨后的2009年11月13日,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)同意支持無錫建設(shè)國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)(國(guó)家傳感信息中心)。本屆年會(huì)選擇在國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)條件最完善、技術(shù)能力最先進(jìn)、相關(guān)專業(yè)人才最集聚的城市――無錫召開,充分發(fā)揮了無錫雄厚的IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主導(dǎo)地位的巨大優(yōu)勢(shì),必定進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)與集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)間的合作發(fā)展,將成為我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),具有重大的現(xiàn)實(shí)和歷史意義,
本屆年會(huì)以“加大產(chǎn)業(yè)整合,培育國(guó)產(chǎn)品牌,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展”為主題,突出集成電路設(shè)計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)的共贏發(fā)展,強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品自主創(chuàng)新和精品意識(shí),倡導(dǎo)行業(yè)上下游合作和國(guó)內(nèi)外合作,促進(jìn)新時(shí)期我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的快速發(fā)展,推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的互動(dòng)。
會(huì)議分高峰論壇、專題研討、產(chǎn)品展示三個(gè)部分,來自全球十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近50家頂尖IC(集成電路)企業(yè)展示了各自最新的產(chǎn)品與技術(shù),在大會(huì)第一天的高峰論壇上,新思、Cadence、明導(dǎo)、臺(tái)積電、ARM、芯原、華潤(rùn)上華、華潤(rùn)矽科、展訊、銳迪科等知名企業(yè)的高層代表圍繞產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)、調(diào)整與創(chuàng)新、合作與共贏等相關(guān)議題,和與會(huì)代表分享了各自的觀點(diǎn)。國(guó)家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、科技部、中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、江蘇省與其他省市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo);無錫市有關(guān)產(chǎn)業(yè)管理部門領(lǐng)導(dǎo)及市(縣)、區(qū)經(jīng)信局領(lǐng)導(dǎo)、重點(diǎn)園區(qū)負(fù)責(zé)人;“核高基”科技重大專項(xiàng)總體專家組及高端通用芯片實(shí)施專家組成員;國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家;國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地代表;國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)及IP服務(wù)廠商、EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具)廠商、Foundry(代工)廠商、封裝測(cè)試廠商、系統(tǒng)廠商、風(fēng)險(xiǎn)投資公司和有關(guān)媒體代表等共700多人參加了會(huì)議。
大會(huì)第二天以分會(huì)場(chǎng)的形式舉辦了八場(chǎng)專題論壇,包括物聯(lián)網(wǎng)與IC設(shè)計(jì)、華潤(rùn)上華與您共同成長(zhǎng)、IC設(shè)計(jì)與EDA軟件、TSMC開放創(chuàng)新平臺(tái)、IP與IC設(shè)計(jì)、FOUNDRY與工藝技術(shù)、IC設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)服務(wù)、IC設(shè)計(jì)與封裝測(cè)試,精彩內(nèi)容使得會(huì)場(chǎng)座無虛席,讓參會(huì)代表受益匪淺。特別是其中的物聯(lián)網(wǎng)與IC設(shè)計(jì)分論壇,已深度涉足物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的無錫IC設(shè)計(jì)企業(yè)代表,用生動(dòng)的親身體會(huì)向參會(huì)代表描繪出IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)借助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)突破發(fā)展的美好前景和宏偉藍(lán)圖。
中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)魏少軍教授為大會(huì)做了題為“抓住戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇,推動(dòng)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)更上一層樓”的主旨報(bào)告。他指出,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開集成電路,也為集成電路創(chuàng)造了全新的發(fā)展空間。集成電路責(zé)無旁貸地要擔(dān)負(fù)起支撐產(chǎn)業(yè)升級(jí),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的重任。顯然,在這個(gè)全新的領(lǐng)域,集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)要用創(chuàng)新的思維去積極探索和實(shí)踐新的商業(yè)模式,走出一條新路。
針對(duì)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),魏少軍副理事長(zhǎng)為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)提出了幾點(diǎn)建議:一要苦練內(nèi)功,提升核心能力;二要加強(qiáng)與工藝的結(jié)合;三要加大新產(chǎn)品的開發(fā)力度;四要走出國(guó)門,努力開拓新市場(chǎng);五要加大整合和重組力度。
“創(chuàng)造是制造的源泉,制造是創(chuàng)造的延伸,而集成電路設(shè)計(jì)是產(chǎn)品創(chuàng)新的源頭”,在提到集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的未來發(fā)展時(shí),中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)王芹生女士表示,“我們必須實(shí)施大品牌戰(zhàn)略,建設(shè)從創(chuàng)造到制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈,用創(chuàng)新迎接集成電路產(chǎn)業(yè)的未來。“以人為本”是未來集成電路市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì),也是將我國(guó)建成集成電路產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。我們相信在“以人為本”的不斷創(chuàng)新中,在不久的將來,中華民族的偉大復(fù)興一定能盡快實(shí)現(xiàn)”。
“物聯(lián)網(wǎng)-IC設(shè)計(jì)發(fā)展的新機(jī)遇”,無錫市信息化和無線電管理局局長(zhǎng)張克平以國(guó)內(nèi)最專業(yè)、最權(quán)威的角度解讀了物聯(lián)網(wǎng)與IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)共贏發(fā)展的必要性和必然性,并表示:“無錫將要舉全市之力,匯全國(guó)之智,聚全球之才,全方位推進(jìn)國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū),作為推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要切入點(diǎn),IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)已大勢(shì)所趨,要切實(shí)把握住這一重大機(jī)遇,為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)和IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。”
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