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第1篇：集成電路及半導體范文

艾科半導體的主要業務是集成電路測試服務及射頻測試設備的研發、生產及銷售業務。以2015年9月30日為評估基準日，艾科半導體100%股權評估值為10.80億元，增值率為181.16%。大港股份表示，本次交易完成后，上市公司將迅速切入集成電路測試服務領域，該業務將成為上市公司主要的營業收入和利潤來源之一。

不過，《證券市場周刊》記者發現，有兩家公司不僅是艾科半導體的前五大客戶，還多次出現在其前五大供應商名單中。而且，雙方彼此披露的采銷數據竟有數百萬元出入，艾科半導體銷售數據的真實性存疑。

2015年，A股同類上市公司業績多數出現不同程度下滑，艾科半導體業績承諾能否兌現有待時間檢驗。

一飾多角 采銷數據“掐架”

根據草案，2013年、2014年、2015年1-9月，艾科半導體分別向上海行森電子科技有限公司（下稱“行森電子”）采購商品1691萬元、1569萬元、928萬元，占比分別為26.21%、7.28%、7.67%;另外，2013年行森電子還為艾科半導體貢獻銷售收入1085萬元，占比為15.37%。

對此，艾科半導體解釋稱：2013年，艾科半導體向行森電子銷售一批貿易類測試設備，當時艾科半導體希望競標無錫實訓基地的設備采購訂單，但因不具備政府招投標的資質，因此與行森電子合作，由行森電子作為主體去投標，艾科半導體負責設備的采購;行森電子主要從事測試設備業務，是國際知名測試設備制造商泰瑞達和致茂在中國內地的商，具備參與政府采購招投標資質，為艾科半導體長期合作的設備供應商。

行森電子在工商信息系統中披露了2013年、2014年年報：2013年行森電子資產總額為2300萬元，所有者權益合計為96萬元，營業收入、凈利潤均為零;2014年資產總額為556萬元，所有者權益合計為94萬元，營業收入、凈利潤分別為30萬元、-6萬元。

由此可見，2013年、2014年行森電子披露的收入與艾科半導體對其的采購數據存在上千萬元的差異。

無獨有偶，北京信諾達泰斯特科技有限公司（下稱“信諾達”）及其控股子公司也分別出現在艾科半導體的前五大客戶、供應商名單中，但艾科半導體在草案中對兩者關系只字未提。此外，即便考慮增值稅因素，兩者公布的采銷數據也有數百萬元出入。

收購草案顯示，2013年艾科半導體向信諾達采購了1400萬元商品。Wind數據顯示，信達諾與艾科半導體業務相近，主要從事集成電路測試系統的研發設備研發、生產與銷售，為新三板掛牌公司。信諾達2013年年報顯示，2013年信諾達向艾科半導體銷售收入僅為838萬元，較艾科半導體披露的“1400萬元”少562萬元。

另外，2015年1-9月，艾科半導體第二大客戶杭州芯測科技有限公司（下稱“杭州芯測”）為信諾達持股95%的控股子公司。2015年1-9月，艾科半導體向杭州芯測的銷售（產品）金額為2376萬元，占比為15.07%。

業績承諾能否完成有待考證

不到三個月的時間，大港股份的業績發生驟變。

大港股份在1月15日2015年度業績預告修正公告，預計2015年“歸屬于上市公司股東的凈利潤”將虧損1500萬元-2000萬元;而其在2015年10月28日披露的三季報中曾預計“2015年度歸屬于上市公司股東的凈利潤變動區間為1926萬元-3082萬元，較上年同期下降20%-50%”。

而此次交易對手方王剛、艾柯賽爾承諾，艾科半導體2015-2017年實現的經審計扣非后凈利潤分別為6500萬元、8450萬元和10450萬元。按此承若，此次重組一旦完成，大港股份將輕松扭虧為盈。

大港股份表示，根據對國內集成電路行業市場發展的預測，在收購艾科半導體后，公司擬將集成電路測試業務作為主導產業進一步加大投資。因此，公司將使用6.9億元本次募集的配套資金投資于艾科半導體的測試產能擴充項目。

據了解，艾科半導體“測試產能擴充項目”包括“鎮江市集成電路產業園建設項目”和“上海集成電路測試研發中心項目”，艾科半導體預計“鎮江市集成電路產業園建設項目”建成以后第二年將新增銷售收入10754萬元，實現凈利潤4605萬元;“上海集成電路測試研發中心項目”建成后預計1年達產，正式建成以后第二年的集成電路測試相關業務將會新增12945萬元銷售收入，凈利潤將達到5543萬元。

倘若按照艾科半導體的業績承諾計算增長率，2015-2017年，艾科半導體扣非后凈利潤將分別同比增長43.81%、30%、23.67%。艾科半導體表示，集成電路行業預計還將繼續保持持續增長的態勢，其測試服務廠商也將面臨良好的發展機遇，市場前景廣闊。

事實果真如此嗎？

《證券市場周刊》記者發現，晶方科技（603005.SH）、通富微電（002156.SZ）等同類上市公司2015年業績卻出現不同程度的大幅下滑。

其中，晶方科技主營業務為集成電路的封裝測試業務，是中國內地首家、全球第二大能為影像傳感芯片提供晶圓級芯片尺寸封裝（WLCSP）量產服務的專業封測服務商。晶方科技在1月15日的2015年度業績預減公告稱，經公司財務部門初步測算，預計2015年度實現歸屬于上市公司股東的凈利潤為10700萬-11700萬元，與上年同期（法定披露數據）相比減少約40%-45%。晶方科技解釋盈利預減的原因有：一是2015年全球PC、智能手機等市場增速放緩，行業整體需求疲軟，去庫存壓力較大，行業競爭日趨激烈，導致公司的利潤規模隨之下降;二是隨著公司新產品、新技術的投入，公司資產規模不斷擴大，機器設備陸續轉固，使得折舊等運營費用增加等等。

通富微電也是專業從事集成電路的封裝和測試，擁有年封裝15億塊集成電路、測試6億塊集成電路的生產能力，是中國國內目前規模最大、產品品種最多的集成電路封裝測試企業之一;主要客戶為世界半導體知名企業，摩托羅拉、西門子、東芝等世界排名前二十位的半導體企業有一半以上是公司客戶。此外，公司是中國電子信息百強企業，中國十大集成電路封裝測試企業，中國進出口額最大企業500強。

Wind數據顯示，通富微電營業收入增速已經連續六個季度環比下滑，營業收入增速已經由2014年第一季度的21.47%降至2015年第三季度的3.02%。尤其是，2015年前三季度通富微電營業利潤、歸屬于母公司股東的凈利潤（扣非后）分別同比下降了68.94%、63.50%。

在“經營風險”中，艾科半導體也提到，隨著近年來集成電路行業的快速發展，國內集成電路的設計商、制造商紛紛擴產，集成電路測試需求也不斷擴大，吸引了更多新的集成電路測試商進入該行業，市場競爭日趨激烈。

艾科半導體還表示，公司主要業務是向集成電路設計與制造企業提供測試服務，屬于集成電路測試企業，位于集成電路生產與應用的中間環節，與集成電路生產及應用環節緊密相連……如果集成電路應用行業或集成電路設計與制造行業的發展出現較大波動，將對集成電路測試行業帶來重大影響。因此，艾科半導體所處行業受半導體行業的景氣狀況影響較大。

中芯國際（0981.HK）是集成電路制造企業，是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一，也是中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶圓代工企業。2012-2014年，中芯國際的營業收入分別為17.08億元、20.73億元、19.70億元，分別同比增長了28.10%、21.39%、

-4.95%。

第2篇：集成電路及半導體范文

關鍵詞 半導體器件 半導體物理 教學思考

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2017）02-0058-02

隨著半導體技術的發展，微電子技術已滲透到滲透到國民經濟的各個領域。《半導體器件物理》是微電子技術的理論基礎，是理解半導體器件內部工作原理的課程，是分析器件物理結構、材料參數與器件電學性質之間的聯系，其提供了半導體物理與電子電路設計間的物理邏輯與數學聯系，是基于CMOS工藝設計集成電路的必備知識。因而，在教學過程中，如何將物理圖像、數學模型與電子電路設計間的關系講解清楚，讓學生從物理和集成電路設計的角度深層次理解半導體器件成為授課關鍵。

一、教學內容與預期

《半導體器件物理》是微電子科學與工程專業的重要專業基礎課程，是在半導體物理課程基礎上繼續開展器件物理的分析、建模和應用，具有物理理論抽象、概念細節多、半導體物理與電路等學科知識相交叉等特點，學生學習較為困難。基于此，本課程授課以施敏先生著的《半導體器件物理》為主要教材，依據教學大綱和學生未來的工作實踐，對《半導體器件物理》課程教學內容進行了調整、充實和刪減。具體來說《半導體器件物理》教學內容可分為以下幾部分：1）介紹半導體材料、PN結、半導體表面的特性等，2）講解雙極型、MOS型晶體管的結構和工作原理，3）分析幾種有重要應用的半導體器件，如功率MOSFET、IGBT和光電器件等。[1，2]期望學生接受教學后的預期能力：1）能夠深入理解半導體器件關鍵物理概念和能帶理論；2）能夠將半導體物理與半導體PN結的行為結合起來理解分析；3）能夠以半導體PN結為基礎理解幾種不同的半導體器件；4）能夠理解和提出新型半導體器件設計中的關鍵物理和電學問題。

二、教學方法及學生能力目標

本課程以課堂授課為主，同時引入小組和班級討論、課后建模實踐等互動教學方法，培養學生構建器件物理圖像、建模和與電子電路設計綜合聯系的能力，獨立發現、分析、解決器件問題的能力。同時基于《半導體器件物理》課程的特點，在教學手段上采用板書公式推導與多媒體器件模型演示為主，網絡教學資源為輔，同時邀請集成電路產業半導體器件資深專家講座等形式，提高學生掌握知識和設計實踐的能力，提高教學質量。讓學生漸進達到如下能力：（1）知道基本概念，（2）從理論上理解和解釋，（3）能夠根據器件理論做出計算、模擬和實際的器件應用，（4）對器件進行綜合、設計、分析；（5）對器件能夠從物理和電學的角度做出專業評價。

三、學生學習效果評價方式

為了客觀評價每個學生的實際學習效果和激勵學習興趣，改革評價方式是十分必要的。在期末閉卷考試基礎上，對成績評價方式作如下新探索：增加平時成績比例，每個月進行一次小測試，針對幾個集成電路廣泛應用的建模理論和半導體器件，要求學生從半導體物理的角度作出獨立的分析報告，可以在課后查閱文獻資料，并在后續課堂上進行交流討論，增強學生獨立思考與實踐動手能力，培養學生深度器件分析能力。

課堂教學改革需要教師不斷思考、總結與創新，即要傳授知識，又要與學生互動反饋，讓學生更深刻迅速的理解專業知識，并能靈活的實踐運用。

參考文獻：

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第3篇：集成電路及半導體范文

論文關鍵詞：集成電路，特點，問題，趨勢，建議

引言

集成電路是工業化國家的重要基礎工業之一，是當代信息技術產業的核心部件，它是工業現代化裝備水平和航空航天技術的重要制約因素，由于它的價格高低直接影響了電子工業產成品的價格，是電子工業是否具有競爭力關鍵因素之一。高端核心器件是國家安全和科學研究水平的基礎，日美歐等國均把集成電路業定義為戰略產業。據臺灣的“科學委員會”稱未來十年是芯片技術發展的關鍵時期。韓國政府也表示擬投資600億韓元于2015年時打造韓國的集成電路產業。

集成電路主要應用在計算機、通信、汽車電子、消費電子等與國民日常消費相關領域因此集成電路與全球GDP增長聯系緊密，全球集成電路消費在2009年受金融危機的影響下跌9%的情況下2010由于經濟形勢樂觀后根據半導體行業協會預計今年集成電路銷售額將同比增長33%。

一、我國集成電路業發展情況和特點

有數據統計2009年中國集成電路市場規模為5676億元占全球市場44%，集成電路消費除2008、2009年受金融危機影響外逐年遞增，中國已成為世界上第一大集成電路消費國，但國內集成電路產量僅1040億元，絕大部分為產業鏈低端的消費類芯片，技術落后發達國家2到3代左右，大量高端芯片和技術被美日韓以及歐洲國家壟斷。

我國集成電路產業占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長遠遠超過國際上任何一個其他國家，是全球集成電路業的推動者，屬于一個快速發展的行業。從2000年到2007年我國集成電路產業銷售收入年均增長超過18%畢業論文提綱，增長率隨著經濟形勢有波動，由于金融危機的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設計業增速放緩實現銷售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機影響，芯片制造業實現銷售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測試業實現銷售收入498.16億元同比下降19.5%。我國集成電路總體上企業總體規模小，有人統計過，所有設計企業總產值不如美國高通公司的1/2、所有待工企業產值不如臺積電、所有封測企業產值不如日月光。

在芯片設計方面，我國主流芯片設計采用130nm和180nm技術，65nm技術在我國逐漸開展起來，雖然國際上一些廠商已經開始應用40nm技術設計產品了，但由于65nm技術成熟，優良率高，將是未來幾年贏利的主流技術.設計公司數量不斷增長但規模都較小，屬于初始發展時期。芯片制造方面，2010國外許多廠商開始制造32nm的CPU但大規模采用的是65nm技術，而中國國產芯片中的龍芯還在采用130nm技術，中芯國際的65nm技術才開始量產，國產的自主知識產權還沒達到250技術。在封裝測試技術方面，這是我國集成電路企業的主要業務，也是我國的主要出口品，有數據顯示我國集成電路產業的50%以上的產值都由封裝產業創造，隨著技術的成熟，部分高端技術在國內逐步開始開展，但有已經開始下降的趨勢雜志網。在電子信息材料業方面，下一代晶圓標準是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現在國際主流晶圓尺寸是300mm，而我國正在由200mm到300mm過渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領域無論是在研發還是在生產均較大落后于國外，總體來說我國新型元件材料基本靠進口。在半導體設備制造業方面畢業論文提綱，有數據統計我國95%的設備是外國設備，而且二手設備占較大比例，重要的半導體設備幾乎都是國外設備，從全球范圍來講美日一直壟斷其生產和研發，臺灣最近也有有了較大發展，而我國半導體設備制造業發展較為緩慢。

我國規劃和建成了7個集成電路產業基地，產業集聚效應初步顯現出來，其中長江三角洲、京津的上海、杭州、無錫和北京等地區,是我國集成電路的主要積聚地，這些地區集中了我國近半數的集成電路企業和銷售額，其次是中南地區約占整個產業企業數和銷售額的三分之一，其中深圳基地的IC設計業居全國首位，制造企業也在近一部壯大，由于勞動力價格相對廉價，我國集成電路產業正向成都、西安的產業帶轉移。

二、我國集成電路業發展存在的問題剖析

首先，我國集成電路產業鏈還很薄弱，科研與生產還沒有很好的結合起來，應用十分有限，雖然新聞上時常宣傳中科院以及大專院校有一些成果，但尚未經過市場的運作和考驗。另外集成電路產品的缺乏應用途徑這就使得研究成果的產業化難以推廣和積累成長。

其次，我國集成電路產業尚處于幼年期，企業規模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場占有率低，不能實現規模經濟效應，相比國外同類企業在各項資源的占有上差距較大。由于集成電路行業的風險大，換代快，這就造成了企業的融資困難，使得我國企業發展緩慢，有數據顯示我國集成電路產業有80%的投資都來自海外畢業論文提綱，企業的主要負責人大都是從臺灣引進的。

再次，我國集成電路產業相關配套工業落后，產業基礎薄弱。集成電路產業的上游集成電路設備制造的高端設備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國集成電路工藝的發展速度，使我國的發展受制于人。

還有，我國集成電路產成品處于產品價值鏈的中、低端，難以提出自己的標準和架構，研發能力不足，缺少核心技術，處于低附加值、廉價產品的向國外技術模仿學習階段。有數據顯示我國集成電路使用中有80%都是從國外進口或設計的，國產20%僅為一些低端芯片，而由于產品相對廉價這當中的百分之七八十又用于出口。

三、我國集成電路發展趨勢

有數據顯示PC機市場是我國集成電路應用最大的市場，汽車電子、通信類設備、網絡多媒體終端將是我國集成電路未來增長最快應用領域. Memory、CPU、ASIC和計算機外圍器件將是最主要的幾大產品。國際集成電路產業的發展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國大規模轉移，造成我國集成電路產量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預計2010年投產。

另外我國代工產業增速逐漸放緩，增速從當初的20%降低到現在的6%-8%，低附加值產業逐漸減小。集成電路設計業占集成點設計業的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機的影響下在其他專業大幅下降的情況下任然保持一個較高的增長率，而且最近幾年集成電路設計業都是增長最快的領域，說明我國的集成電路產業鏈日趨完善和合理，設計、制造、封裝測試三行業開始向“3：4：4”的國際通行比例不斷靠近。從發達國家的經驗來看都是以集成電路設計公司比重不斷加大，制造公司向不發達地區轉移作為集成電路產業走向成熟的標志。

我國集成電路產業逐漸向優勢企業集中,產業鏈不斷聯合重組，集中資源和擴大規模，增強競爭優勢和抗風險能力，主要核心企業銷售額所占全行業比重從2004年得32%到2008年的49%，體現我國集成電路企業不斷向優勢企業集中，行業越來越成熟，從美國集成電路廠商來看當行業走向成熟時只有較大的核心企業和專注某一領域的企業能最后存活下來。

我國集成電路進口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進口量增速。預計2010年以后我國集成電路進口增速將小于出口增速，我國正在由集成電路消費大國向制造大國邁進。

四、關于我國集成電路發展的幾點建議

第一、不斷探索和完善有利于集成電路業發展的產業模式和運作機制。中國高校和中科院研究所中有相對寬松的環境使得其適合醞釀研發畢業論文提綱，但中國的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實驗室里，沒有一個循序漸進的產業運作和可持續發展機制，這就使得國產高端芯片在社會上認可度很低，得不到應用和升級。在產業化成果推廣的解決方面。可以借鑒美國的國家采購計劃，以政府出資在武器和航空航天領域進行國家采購以保證研發產品的產業化應用得以實現雜志網。只有依靠公共研發機構的環境、人才和技術優勢結合企業的市場運作優勢，走基于公共研發機構的產業化道路才是問題的正確路徑。

第二、集成電路的研發是個高投入高風險的行業是技術和資本密集型產業，有數據顯示集成電路研發費用要占銷售額的15%，固定資產投資占銷售額的20%，銷售額如果達不到100億美元將無力承擔新一代產品的研發，在這種情況下由于民族集成電路產業在資金上積累有限，幾乎沒有抗風險能力，技術上缺乏積累，經不起和國際集成電路巨頭的競爭，再加上我國是一個勞動力密集型產業國，根據國際貿易規律，資本密集型的研發產業傾向于向發達國家集中，要想是我國在未來的高技術的集成電路研發有一席之地只有國家給予一定的積極的產業政策，使其形成規模經濟的優勢地位，才能使集成電路業進入良性發展的軌道.對整個產業鏈，特別是產業鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風險投資，通過風險投資公司作為企業與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報退出公司經營，不失為一種良策。資料顯示美國半導體業融資的主要渠道就是靠風險基金。臺灣地區之所以成為全球第四大半導體基地臺就與其6年建設計劃對集成電路產業的重點扶植有密切關系，最近灣當局的“科學委員會”就在最近提出了擬扶植集成電路產業使其達到世界第二的目標。

第三、產業的發展可以走先官辦和引進外資再民營化道路，在產業初期由于資金技術壁壘大人才也較為匱乏民營資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時期后只有民營資本的介入才能使集成電路產業走向良性化發展的軌道。技術競爭有利于技術的創新和發展，集成電路業的技術快速更新的性質使得民營企業的競爭性的優勢得以體現，集成電路每個子領域技術的專用化特別高分工特別細，每個子領域有相當的技術難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產業各個子模塊經營將朝著分散化畢業論文提綱，專業化的方向發展，每個企業專注于各自領域，在以形成的設計、封裝、測試、新材料、設備制、造自動化平臺設計、IP設計等幾大領域內分化出有各自擅長的專業領域深入發展并相互補充，這正好適應民營經濟的經營使其能更加專注，以有限的資本規模經營能力能夠達到自主研發高投入，適應市場高度分工的要求，所以民間資本的投入會使市場更加有效率。

第四、技術引進吸收再創新將是我國集成電路技術創新發展的可以采用的重要方式。美國國家工程院院士馬佐平曾今說過：中國半導體產業有著良好的基礎，如果要趕超世界先進水平，必須要找準方向、加強合作。只有站在別人的基礎上，吸取國外研發的經驗教訓，并充分合作才是我國集成電路業發展快速發展有限途徑，我國資金有限，技術底子薄，要想快速發展只有借鑒別人的技術在此基礎上朝正確方向發展，而不是從頭再來另立門戶。國際集成電路產業鏈分工與國家集成電路工業發展階段有很大關系，隨著產業的不斷成熟和不斷向我國轉移使得我國可以走先生產，在有一定的技術和資金積累后再研發的途徑。技術引進再創新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國集成電路企業，美國等發達國家的經濟不景氣正好加速了人才向我國企業的流動，對我國是十分有利的。

【參考文獻】

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第4篇：集成電路及半導體范文

一、何謂芯片？

要了解芯片，首先要明白“集成電路”和“半導體”兩個概念。1958年9月12日，在美國德州儀器公司擔任工程師的“杰克·基爾比”發明了集成電路的理論模型。1959年，曾師從晶體管發明人之一肖克萊率先創造了掩模版曝光刻蝕方法，發明了今天的集成電路技術。而半導體是一種導電性能介于導體和絕緣體之間的材料，常見的有硅、鍺、砷化鎵等，用于制造芯片。

我們所說的集成電路指的是采用特定的制造工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及元件間的連線，集成制作在一小塊硅基半導體晶片上并封裝在一個腔殼內，成為具有所需功能的微型器件

芯片是指內含集成電路的半導體基片（最常用的是硅片），是集成電路的物理載體。

二、中國芯片發展現狀

目前中國芯片發展現狀可用四個詞概括：發展很快，落后兩代，技術受限，產品低端。

中國芯片制造工藝落后國際同行兩代。中國目前只能量產28納米級芯片，而國外可完成7納米級產品制造；產能嚴重不足，50%的芯片依賴進口；同時中國的產能和需求之間結構失配，實際能夠生產的產品，與市場需求不匹配；長期的代工模式導致設計能力和制造能力失配、核心技術缺失；投資混亂、研發投入和人才不足等問題，導致中國集成電路產業目前總體還處于“核心技術受制于人、產品處于中低端”的狀態，并且在很長的一段時間內無法根本改變。

為什么中國制造不出高端芯片？先要了解芯片制造過程。芯片制造主要分為三大環節：晶圓加工制造、芯片前期加工、芯片后期封裝。其中技術難度最大最核心的是芯片前期加工這個環節，分為上百道制程，每道制程都有相應的裝備。在這些裝備里面，技術難度最大的就是光刻技術。中國半導體技術主要是在第一和第三環節。第二個環節中的技術裝備大部分處于空白，所以高端的整個芯片都需要進口。

光刻機精度，芯片制造的卡脖子環節

制約集成電路技術發展的有四大要素：功耗、工藝、成本和設計復雜度，其中光刻機就是一個重中之重，核心技術中的核心。

一些裝備由于其巨大的制造難度被冠以“工業皇冠上的明珠”的稱號，最主流的說法是兩大裝備：航空發動機和光刻機，最先進的航空發動機目前的報價在千萬美元量級，但是最先進的光刻機目前的報價已經過億美金。

第5篇：集成電路及半導體范文

關鍵詞 應用型人才 集成電路工藝基礎 實驗教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047

The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit

Process Foundation" in Independent College

WEN Yi， HU Yunfeng

（University of Electronic Science and Technology of China， Zhongshan Institute， Zhongshan， Guangdong 528402）

Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges， the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system， basic semiconductor planar process experiment， process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice， the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized， and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.

Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching

0 引言

微電子技術和產業在國民經濟中具有舉足輕重的地位。高校的電子科學與技術專業以培養微電子學領域的高層次工程技術人才為目標，學生畢業后能從事電子器件、集成電路和集成系統的設計和制造，以及相關的新技術、新產品、新工藝的研制與開發等方面工作。

“集成電路工藝基礎”是電子科學與技術專業的一門核心課程，講授半導體器件和集成電路制造的單項工藝基本原理和整體工藝流程。本課程是電子科學與技術專業課程體系中的重要環節，也是學生知識結構的必要組成部分。通過本課程的學習，學生應該具備一定工藝分析、設計以及解決工藝問題的能力。

集成電路工藝實驗作為“集成電路工藝基礎”課程的課內實驗，是電子科學與技術專業的專業課教學的重要組成部分，具有實踐性很強、實踐和理論結合緊密的特點。加強工藝實驗教學對于培養高質量的集成電路專業人才十分必要。但是集成電路的制造設備價格昂貴，環境條件要求苛刻，限制了工藝實驗教學在高校的開展。國內僅少數重點大學能夠承受巨大的運營費用，擁有簡化的集成電路工藝線或工藝試驗線供科研、教學使用。而大多數學校只能依靠到研究所或Foundry廠進行參觀式的實習來解決工藝實驗問題，這對于學生實踐能力的培養是遠遠不夠的。

我院電子科學與技術專業成立于2003年，現每屆招收本科生約120人，多年內為珠三角地區培養了大量專業人才。隨著集成電路技術日新月異的發展，對從業人員的要求也不斷升級，所以工藝實驗教學也必須與時俱進。作為獨立學院，如何結合自身實際地進行工藝實驗室建設、采用多種方法手段開展工藝實驗的教學，提高集成電路工藝課程的教學質量，是我們所面臨的緊迫問題。本文以“集成電路工藝基礎”實驗教學實踐為研究對象，針對獨立學院學生理論基礎較為薄弱，動手熱情比較高的特點，就該課程教學內容和教學方式進行了探討。

1 “集成電路工藝基礎”的實驗教學

“集成電路工藝基礎”具有涉及知識面廣，教學內容信息量大，綜合性強，理論與實踐結合緊密的特點，課程教學難度相對較大。同時獨立學院相應配套的實驗教學設備較為缺乏。為了提高學生對該課程的興趣，取得更好的實驗教學效果，讓學生能將理論應用于實踐，具有較強的集成電路生產實踐和設計開發能力，筆者從如下幾方面對實驗教學進行了嘗試。

1.1 工藝模擬多媒體教學系統

運用傳統的教學方法，很難讓學生理解抽象的器件結構和工藝流程并產生興趣。我院購置了清華大學微電子所的集成電路工藝多媒體教學系統，幫助學生對集成電路工藝流程有一個全面生動的認識。該系統提供擴散、氧化和離子注入三項工藝設備的操作模擬，充分利用多媒體技術，將聲光電等多種素材進行合理的處理，做到圖文聲像并茂，力爭使抽象的知識形象化，獲得直觀、豐富、生動的教學效果。該系統涉及大量的集成電路制造實際場景與特殊細節，能較全面地展示Foundry廠的集成電路生產環境和工藝流程。內容豐富、身臨其境的工藝模擬能大大提高學生的學習興趣，幫助學生理解理論知識。

此外，在工藝課程的課堂教學過程中，嘗試利用學生自學討論作為輔助的形式。針對某些章節，老師課前提出問題，安排學生分組準備，自習上網收集最新的與集成電路工藝實驗相關的資料，整理中、英文文獻，制作內容生動的PPT在課堂上演示并展開討論，最后歸納總結。這樣既培養了學生利用網絡進行自學和小組合作作學習的習慣，提高網上查找、整理資料的能力，也為老師的多媒體課件制作提供了素材，豐富了老師的教學內容。

1.2 基礎的半導體平面工藝實驗

學院一直非常重視電子科學與技術專業的建設問題，在實驗室配置方面的資金投入力度比較大。在學院領導的大力支持下，近年來實驗室購置了一批集成電路工藝實驗設備和儀器，如光刻機、涂膠機、氧化反應室、磁控濺射設備、半導體特性測試系統和掃描電子顯微鏡等，為集成電路工藝實驗教學的開展打下了良好的物質基礎 。

在集成電路專業教學中，工藝實驗是非常重要的環節;讓學生進行實際操作，對于培養應用型人才也是非常必要的。通過調研考察兄弟院校的工藝實驗開展情況，結合我院的實際情況和條件，確定了我院電子科學與技術專業的基礎半導體平面工藝實驗項目，如氧化（硅片熱氧化實驗）、擴散（硅片摻雜實驗）、光刻（硅片上選擇刻蝕窗口的實驗）、淀積（PVD、CVD薄膜制備的實驗）等。

這些設備和儀器，除了用于工藝課程實驗教學外，平時還開放給本科生畢業設計、學生創新項目及研究生科研等。通過實際動手操作，使學生能將所學理論知識運用到實際中，既培養了學生的實際操作能力，又引導學生在實踐中掌握分析問題、解決問題的科學方法，加深了對集成電路工藝技術和原理的理解。

1.3 工藝仿真軟件

現代集成電路的發展離不開計算機技術的支持，所以要重視計算機仿真在課程中的作用。TCAD（Technology Computer Aided Design）產品是研究、設計與開發半導體器件和工藝所必需的先進工具。它可以準確地模擬研究所和Foundry廠里的集成電路工藝流程，對由該工藝流程制作出的半導體器件的性能進行仿真，也能設計與仿真太陽能電池、納米器件等新型器件。

利用美國SILVACO公司的TCAD產品，筆者為工藝課程開設了課內仿真實驗，實驗項目包括薄膜電阻、二極管、NMOS等基本器件的設計和工藝流程仿真。通過ATHENA和ATLAS軟件教學，指導學生仿真設計基本的半導體器件，模擬工藝流程，從而鞏固所學理論知識，使學生將工藝和以前學過的半導體器件的內容融合起來。學生在計算機上通過軟件進行仿真實驗，既可以深入研究仿真的工藝流程細節，又可以彌補由于設備條件的制約帶來的某些實驗項目暫時無法開出的不足。

1.4 校企合作

培養應用型人才還必須結合校企合作。珠三角地區是微電子產業的聚集地，企業眾多，行業發展前景好。加強校企聯系，可以做到合作共贏，共同發展。通過組織學生到半導體生產測試企業參觀實習，如深圳方正微電子、珠海南科、中山木林森LED等，讓學生親身體驗半導體企業的生產過程，感受集成電路工廠的生產環境，了解本行業國內外發展的概況，從而彌補課堂教學的不足，激發學生學習熱情，引導學生畢業后從事相關工作。目前，學院與這些半導體生產測試企業建立了良好的合作關系，每屆畢業生都有進入上述企業工作的。他們在工作崗位上表現良好，獲得用人單位的好評，既為企業輸送了合格人才，也為往后學生的職業規劃樹立了榜樣，拓展了學生的就業渠道。

2 結束語

經過筆者幾年來的實踐，在“集成電路工藝基礎”課程的實驗教學中，對教學內容和教學方式進行了改進，形式多樣，互為補充，內容全面、新穎，注重學生實踐技能的培養，對提高學生整體素質起到了積極作用，實現了教學質量的提高。當然，“集成電路工藝基礎”課程的實驗教學還有很大的改進空間，我們還需要在實踐中不斷地改革與探索，將其逐步趨于完善，使其在培養獨立學院應用型人才的過程中發揮巨大的作用。

參考文獻

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第6篇：集成電路及半導體范文

關鍵詞：半導體可靠性設計

Abstract: the reliability of the semiconductor integrated circuit design is in the whole process of product development, prevention, strengthen the system of management thoughts as the instruction, from line design, layout design, process design, package structure design, evaluation test design, material selection, software design, and adopts various effective measures, and strive to eliminate or control semiconductor integrated circuit under specified conditions and within the time required, all kinds of possible failure mode, thus in the performance, cost, time (research, production cycle) factors on the basis of comprehensive balance, and realize the semiconductor integrated circuit products the reliability indexes provisions.

Keywords: semiconductor design reliability

中圖分類號： O471 文獻標識碼：A文章編號：

1. 可靠性設計應遵循的基本原則

（1）必須將產品的可靠性要求轉化成明確的、定量化的可靠性指標。

（2）必須將可靠性設計貫穿于產品設計的各個方面和全過程。

（3）從國情出發盡可能地采用當今國內外成熟的新技術、新結構、新工藝。

（4）設計所選用的線路、版圖、封裝結構，應在滿足預定可靠性指標的情況下盡量簡化，避免復雜結構帶來的可靠性問題。

（5）可靠性設計實施過程必須與可靠性管理緊密結合。

2. 可靠性設計的基本依據

（1）合同書、研制任務書或技術協議書。

（2）產品考核所遵從的技術標準。

（3）產品在全壽命周期內將遇到的應力條件（環境應力和工作應力）。

（4）產品的失效模式分布，其中主要的和關鍵的失效模式及其機理分析。

（5）定量化的可靠性設計指標。

（6）生產（研制）線的生產條件、工藝能力、質量保證能力。

3. 設計前的準備工作

（1）將用戶對產品的可靠性要求，在綜合平衡可靠性、性能、費用和研制（生產）周期等因素的基礎上，轉化為明確的、定量化的可靠性設計指標。

（2）對國內外相似的產品進行調研，了解其生產研制水平、可靠性水平（包括產品的主要失效模式、失效機理、已采取的技術措施、已達到的質量等級和失效率等）以及該產品的技術發展方向。

(3) 對現有生產（研制）線的生產水平、工藝能力、質量保證能力進行調研，可通過通用和特定的評價電路，所遵從的認證標準或統計工藝控制（SPC）技術，獲得在線的定量化數據。

4. 可靠性設計程序

（1）分析、確定可靠性設計指標，并對該指標的必要性和科學性等進行論證。

（2）制定可靠性設計方案。設計方案應包括對國內外同類產品（相似產品）的可靠性分析、可靠性目標與要求、基礎材料選擇、關鍵部件與關鍵技術分析、應控制的主要失效模式以及應采取的可靠性設計措施、可靠性設計結果的預計和可靠性評價試驗設計等。

（3）可靠性設計方案論證（可與產品總體方案論證同時進行）。

（4）設計方案的實施與評估，主要包括線路、版圖、工藝、封裝結構、評價電路等的可靠性設計以及對設計結果的評估。

（5）樣品試制及可靠性評價試驗。

（6）樣品制造階段的可靠性設計評審。

（7）通過試驗與失效分析來改進設計，并進行“設計－試驗－分析－改進”循環，實現產品的可靠性增長，直到達到預期的可靠性指標。

（8）最終可靠性設計評審。

（9）設計定型。設計定型時，不僅產品性能應滿足合同要求，可靠性指標是否滿足合同要求也應作為設計定型的必要條件。

5. 集成電路可靠性設計的基本內容

（1）線路可靠性設計。

線路可靠性設計是在完成功能設計的同時，著重考慮所設計的集成電路對環境的適應性和功能的穩定性。半導體集成電路的線路可靠性設計是根據電路可能存在的主要失效模式，盡可能在線路設計階段對原功能設計的集成電路網絡進行修改、補充、完善，以提高其可靠性。如半導體芯片本身對溫度有一定的敏感性，而晶體管在線路達到不同位置所受的應力也各不相同，對應力的敏感程度也有所不同。因此，在進行可靠性設計時，必須對線路中的元器件進行應力強度分析和靈敏度分析（一般可通過SPICE和有關模擬軟件來完成），有針對性地調整其中心值，并對其性能參數值的容差范圍進行優化設計，以保證在規定的工作環境條件下，半導體集成電路整體的輸出功能參數穩定在規定的數值范圍，處于正常的工作狀態。

線路可靠性設計的一般原則是：1）線路設計應在滿足性能要求的前提下盡量簡化；2）盡量運用標準元器件，選用元器件的種類盡可能減少，使用的元器件應留有一定的余量，避免滿負荷工作；3）在同樣的參數指標下，盡量降低電流密度和功耗，減少電熱效應的影響；4）對于可能出現的瞬態過電應力，應采取必要的保護措施。如在有關端口采用箝位二極管進行瞬態電壓保護，采用串聯限流電阻限制瞬態脈沖過電流值。

（2）版圖可靠性設計。

版圖可靠性設計是按照設計好的版圖結構由平面圖轉化成全部芯片工藝完成后的三維圖像，根據工藝流程按照不同結構的晶體管（雙極型或MOS型等）可能出現的主要失效模式來審查版圖結構的合理性。如電遷移失效與各部位的電流密度有關，一般規定有極限值，應根據版圖考察金屬連線的總長度，要經過多少爬坡，預計工藝的誤差范圍，計算出金屬涂層最薄位置的電流密度值以及出現電遷移的概率。此外，根據工作頻率在超高頻情況下平行線之間的影響以及對性能參數的保證程度，考慮有無出現縱向或橫向寄生晶體管構成潛在通路的可能性。對于功率集成電路中發熱量較大的晶體管和單元，應盡量分散安排，并盡可能遠離對溫度敏感的電路單元。

（3）工藝可靠性設計。

為了使版圖能準確無誤地轉移到半導體芯片上并實現其規定的功能，工藝設計非常關鍵。一般可通過工藝模擬軟件（如SUPREM等）來預測出工藝流程完成后實現功能的情況，在工藝生產過程中的可靠性設計主要應考慮：1）原工藝設計對工藝誤差、工藝控制能力是否給予足夠的考慮（裕度設計），有無監測、監控措施（利用PCM測試圖形）；2）各類原材料純度的保證程度；3）工藝環境潔凈度的保證程度；4）特定的保證工藝，如鈍化工藝、鈍化層的保證，從材料、工藝到介質層質量（結構致密度、表面介面性質、與襯底的介面應力等）的保證。

（4）封裝結構可靠性設計。

封裝質量直接影響到半導體集成電路的可靠性。封裝結構可靠性設計應著重考慮：1）鍵合的可靠性，包括鍵合連接線、鍵合焊點的牢固程度，特別是經過高溫老化后性能變脆對鍵合拉力的影響；2）芯片在管殼底座上的粘合強度，特別是工作溫度升高后，對芯片的剪切力有無影響。3）管殼密封后氣密性的保證；4）封裝氣體質量與管殼內水汽含量，有無有害氣體存在腔內；5）功率半導體集成電路管殼的散熱情況；6）管殼外管腳的銹蝕及易焊性問題。

（5）可靠性評價電路設計。

為了驗證可靠性設計的效果或能盡快提取對工藝生產線、工藝能力有效的工藝參數，必須通過相應的微電子測試結構和測試技術來采集。所以，評價電路的設計也應是半導體集成電路可靠性設計的主要內容。一般有以下三種評價電路：1) 工藝評價用電路設計。主要針對工藝過程中誤差范圍的測定，一般采用方塊電阻、接觸電阻構成的微電子測試結構來測試線寬、膜厚、工藝誤差等。2) 可靠性參數提取用評估電路設計。針對雙極性和CMOS電路的主要失效模式與機理，借助一些單管、電阻、電容，盡可能全面地研究出一些能評價其主要失效機理的評估電路。3) 宏單元評估電路設計。針對雙極型和CMOS型電路主要失效模式與機理的特點，設計一些能代表復雜電路中基本宏單元和關鍵單元電路的微電子測試結構，以便通過工藝流程研究其失效的規律性。

6. 可靠性設計技術

可靠性設計技術分類方法很多，這里以半導體集成電路所受應力不同造成的失效模式與機理為線索來分類，將半導體集成電路可靠性設計技術分為：1）耐電應力設計技術：包括抗電遷移設計、抗閂鎖效應設計、防靜電放電設計和防熱載流子效應設計；2）.耐環境應力設計技術：包括耐熱應力、耐機械應力、耐化學應力和生物應力、耐輻射應力設計；3）穩定性設計技術：包括線路、版圖和工藝方面的穩定性設計。

第7篇：集成電路及半導體范文

【關鍵詞】標準CMOS；工藝；肖特基二極管；集成；設計；實現

隨著射頻無線通信事業的發展和移動通訊技術的進步，射頻微波器件的性能與速度成為人們關注的重點，市場對其的需求也日益增多。目前，CMOS工藝是數字集成電路設計的主要工藝選擇，對于模擬與射頻集成電路來說，選擇的途徑有多種，例如Si雙極工藝、GaAs工藝、CMOS工藝等，在設計中，性能、價格是主要的參考依據。除此以外，工藝的成熟度及集成度也是重要的考慮范疇。

1.概述

對于射頻集成電路而言，產品的設計周期與上市時間的縮短都是依賴仿真精確預測電路性能的設計環境的功能。為了使設計環境體現出高效率，精確的器件模型與互聯模型是必須要具備的，在設計工具中非常重要，對于射頻與模擬技術，器件模型決定了仿真的精度。采用CMOS工藝，在射頻集成電路上的應用時間還補償，也使得在一些模型方面還不完善。對于射頻CMOS集成電路而言，對其影響最大的是寄生參數，在低頻環境下，由于對這些寄生參數的忽視，往往使電路的高頻性能受到影響。肖特基二極管具有自身獨特的優勢，例如快速開關速度和低正向壓降。由于這些優異的高頻性能，他們有被廣泛應用在開機檢測離子和微波網絡電路中。肖特基二極管通常制作的款式包括n型或p型半導體金屬材料，如砷GaAs和SiC。正向偏置的肖特基二極管的性能是由多數載流子器件，少數載流子主要是確定這些p型或n型二極管的屬性。為了改善高頻性能和集成電路的電源電壓減小到現代集成電路，集成的肖特基二極管是很重要的。但可以用于集成肖特基二極管的過程常常是沒有現成的，不能和CMOS電路單片集成。以往根據其設計，在標準CMOS工藝基礎上制造出肖特基二極管。在本文中，主要針對集成肖特基二極管的設計及實現進行描述，并且基于成本考慮，該標準CMOS工藝基礎上肖特基二極管生產工藝不需要任何修改。所測量的結果也符合要求，在SPICE仿真模型中得到驗證。

2.CMOS工藝技術

近幾十年，因為CMOS技術的發展，也使得在制造射頻集成電路時，采用CMOS技術得以實現。但是，因為CMOS制造工藝通常是以數字電路作為導向。面向數字電路設計的CMOS首先由芯片代工廠研發出來，注重功率耗散與時速。在數字CMOS工藝快速發展成熟以后，在其基礎上，通過修改制程與添加掩膜層實現信號的混合及模擬射頻CMOS工藝。傳統CMOS工藝包含BJTs、MOSFETs以及各種電阻，如擴散電阻、多晶硅電阻及N阱電阻。但是，對于CMOS工藝而言，還應該涵蓋各種高頻無源器件，例如變容二極管、MIM電容、高Q值電桿及變壓器等。同樣，作為肖特基二極管來說，也是CMOS工藝技術的重要環節。例如，需要額外高能離子注入形成深注入N阱降低程度耦合與噪聲系數。需要注意的是，盡管射頻CMOS工藝是基于數字CMOS工藝而來，但其不僅僅是添加幾層掩膜來實現高頻無源器件，對于器件的性能而言，射頻工藝與數字工藝的優化目標是不同的，在進行改進的時候，也有可能與傳統的CMOS工藝發生沖突。

3.肖特基二極管的工作原理

之所以金屬半導體能夠形成對壘，主要原因是由于不同的功函數引起的。將金屬的功函數定義為技術費米能級與真空能級間的能量差，表示一個起始能量與費米能級相等的電子由金屬內部移向真空中所需要的最小能量。該能量需要克服金屬晶格與被拉電子與其它電子間的作用，還有一個作用是用來克服金屬表面存在的偶極矩。因此，功函數的大小在一定程度上可以表述電子在金屬中被束縛的強度。和金屬類似，半導體的功函數也被定義為費米能級與真空能級間的能量差，因為半導體的費米能級通常處于禁帶中，禁帶中一般沒有電子，因此該功函數的定義就可以看做是將電子帶導帶或者價帶移向真空能級需要的平均能量。對于半導體來說，還有一個很重要的參數，就是電子親和能，表示板代替導帶底的電子向外逸出所需要的最小能量。

對于肖特基勢壘的形成而言，假設現有一塊n型半導體和一塊金屬，兩者具有相同的真空電子能級，假設半導體的功函數比金屬的功函數小，同時，假設半導體表面無表面態，那么其能帶到表面都是平直的。此時，兩者就形成一個統一的電子系統，因為金屬的費米能級比半導體的費米能級低，因此半導體中的電子就會流向金屬，這樣金屬表面就會帶負點，半導體帶正電。所帶電荷在數值上是等同的，因此對于整個系統來說，還是保持電中性，從而提高了半導體的電勢，降低了金屬的電勢。如果電勢發生變化，所有的電子能級及表面電子能級都會隨之變化，使之趨于平衡狀態，半導體和金屬的費米能級在同一水平上時，電子的凈流動不會出現。原來的費米能級的差異被二者之間的電勢差進行補償，半導體的費米能級下降。

4.肖特基二極管的設計和布局

這種設計是基于標準CMOS工藝下，通過MPW在0.35μm工藝中得到實現的。當金屬層直接沉積到低摻雜n型或p型半導體區域，形成一個肖特基二極管。當這兩種材料彼此接觸，由于電勢差的存在就會產生一個勢壘高度，電子必須克服的電流才能流入。低摻雜的半導體上的金屬的陽極和半導體動脈插管，通過歐姆接觸在陰極上。在我們的設計中只使用n型肖特基二極管。跨節的Al-Si肖特基二極管如圖1所示。

在該設計中，沒有出現P+有源區在n阱接觸下接觸材料是鋁面積（等于到dxd）。因此，金屬層將直接連接到低摻雜n阱區。其結果是形成了的Al-Si的肖特基二極管接觸。對于鑄造工藝中需要確定的參數，例如密度、功函數等，只能通過對該區域的肖特基二極管進行控制得以實現，進行二極管的I-V曲線或者其它參數的修改。

根據標準CMOS工藝基礎上的肖特基二極管的布局及設計。首先，為了降低肖特基二極管的串聯電阻，肖特基和歐姆接觸電極之間的距離按照設計規則被設置為最小允許的距離。其次，采用肖特基二極管布局的方法。交織式的布局為每一個串聯電阻提供了并聯連接的途徑，這是肖特基接觸的優勢所在。

5.所制作的二極管的測定結果

根據MPW，對肖特基二極管的不同部位通過三種交織方法進行標準CMOS工藝下的0.35μm制造，并對測得的結果進行了討論。

5.1 I-V的功能

基于對串聯電阻的考慮，肖特基二極管的IV功能可表示為：

通過擬合公式（3）和所測得的結果，我們可以得到實現SBD的方法，如表1的參數所示。

從表1中可以觀察到，隨著相互交織的樹木的增多，串聯電阻的阻值明顯的降低。

為實現SBD的測量，勢壘高度B的測量的統計結果如圖3所示。在所測的90個樣本中，SBD1、SBD2、SBD3各30個樣本，從而求得實現SBD的勢壘高度為0.44eV左右。

擊穿電壓是4.5V左右，在今后的工作中，在正常的SBD設計與生產中，擊穿電壓可以延長一些方法的使用，例如在自對準保護環境與SBD的制造過程中，

5.2 C-V的功能

其中，Nd為摻雜濃度的n-阱，Φn是費米能級之間的電位差和導帶邊緣相等于（EC-Ef）/q。

圖4顯示了測得的反向偏壓為SBD的C-V曲線。

5.3 S參數測量和SBD高頻建模

為了測量高頻率的S參數設計的設備，每個SBD被放置了有三個探頭焊盤。中間信號墊的大小是85μm×85μm和頂部/底部的的地面尺寸是85μm×135μm的。使用GSG探頭和網絡分析儀，我們可以得到S參數設計的SBD。但是，S參數的直接測量結果包括墊片、金屬線和覆蓋的寄生電容。對于設計的設備而言，盡管寄生參數是非常小的，但這些寄生參數是絕對不能被忽視的，在計算的時候應該將GSG探頭直接測量的S參數減去。在本文所研究的設計中，我們制作兩個虛擬的GSG信號墊作為測試裝置，假如兩個信號墊一個是偽GSG信號墊，一個是SBD信號墊，且兩個信號墊同等大小。除此以外的虛擬信號墊都是開放的，這也就是我們所說的開放式信號墊。S參數由啞墊進行測量。接著就可以得到信號墊和金屬線的寄生電阻和電容。將這些寄生參數減去，就能夠得到S參數的無寄生電阻和電容。將這種方法稱之為去嵌入技術。

使用測得的S參數可以抽象為高頻模擬SPICE模型。圖5顯示SBD仿真離子模型的實現。L1和L2顯示出的輸入和輸出串聯電感。Ci和Co表示陽極輸入輸出電容和陰極節點。C1具有相互交織的肖特基二極管的兩個端口之間的寄生電容。R1和R2為連接S參數下NWLL到地面下電阻的n-阱的模型。pn二極管反映的寄生蟲n阱p-次二極管。在我們的設計中，可以用得到的pn二極管的參數通過標準CMOS工藝0.35μm的SPICE模型。

如圖6所示，為S參數SBD1測量和模擬。表2給出了仿真離子模型的參數，頻率SBD1從50MHz到40GHz，該模型可以匹配到30GHz的測量結果。

6.結束語

隨著無線通訊具有的靈活性和高機動性的特點，其應用越來越廣泛，也順應了市場的需求。由于CMOS工藝在諸多的工藝中最為成熟、成本最低，卻功耗最小，因此得到廣泛的應用，隨著技術的不斷成熟，CMOS工藝基礎上的肖特基二極管設計及實現也成為現實。也是未來射頻集成電路發展的必然趨勢。通過MPW在標準CMOS工藝制造的肖特基勢壘二極管中的設計應用，可知鋁硅接觸的勢壘高度約0.44eV。通過I-V，C-V和S參數測量可以實現SBD。通過本文所示，SBD設計的優勢較為明顯，最為顯著的是設計成本較低，能夠被廣泛的應用與商業標準的CMOS工藝中。在以后的工作中，更多的重點將集中在標準CMOS工藝設計的SBD的反向擊穿電壓和頻率范圍擴展。

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第8篇：集成電路及半導體范文

為滿足集成電路方面教學和科研的需要，同濟大學電子科學與技術系以985三期實驗室建設、教育部修購計劃兩項經費所購置的設備為主體，充分整合利用本系目前已有的設備，完成了一個覆蓋完整的集成電路設計平臺的構建。依托同濟大學第8期實驗教改項目的支持，電子科學與技術系在平臺的應用方面進行了有益的探索：針對本科生實驗教學完成了集成電路設計系列實驗課程開設；在集成電路相關科研項目中進行了實際應用，為科研工作提供了良好的支撐。

【關鍵詞】

集成電路；設計平臺；實驗教學；科研

進入21世紀之后，集成電路在我國相關產業及教育領域的重要性日益凸顯。2000年6月，國務院了綱領性文件《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》（國發2000〔18號〕）[1]，明確了集成電路作為國家戰略性新興產業的地位。在其后的國家中長期科技發展規劃等文件中，均將集成電路列為重要的發展方向，自此我國集成電路產業進入了蓬勃發展的時期。產業的快速發展必然需要科技和教育的配合。基于此原因，國務院科教領導小組批準實施國家科技重大專項—集成電路與軟件重大專項，其后教育部、科技部決定在國內有相對優勢的高等院校建立國家集成電路人才培養基地，分別于2003年、2004年及2009年分3批批準和支持20所高校進行人才培養基地的建設工作。筆者所在的同濟大學為第2批建設的6所高校之一。

同濟大學電子科學與技術系成立于2002年，歷史較短，在集成電路方面的基礎較為薄弱。但自成立之初便將集成電路設計列為最重要的教學與科研方向之一，參考國際知名高校以及國內兄弟院校的先進經驗[2-4]，在課程設置等人才培養環節進行了積極的探索[5]。但是，集成電路設計強調工程設計實踐，如果缺乏相應的設計平臺，僅以理論知識為主，會導致培養出的學生與產業需求契合度不高。這也是諸多高校在集成電路設計的實驗設置及實踐環節進行教學改革和積極探索的原因[6-7]。我系也意識到亟須加強實踐環節的相關建設。基于以上原因，我們充分利用985三期實驗室建設、教育部修購計劃兩項經費的支持，在集成電路設計平臺的構建方面進行了積極的嘗試。

1建設方案與建設過程

1.1平臺建設的基礎依托985二期實驗室建設、教育部修購計劃兩項經費為我系的教學改革提供了非常有力的支持，根據各個學科方向的統籌規劃，分配約150萬元用于集成電路及與系統設計相關的設備購置。購置的設備見表1、表2。除以上兩部分設備之外，本系已經部分購置了與集成電路設計相關的設備，如Dell服務器、SUN工作站、各類測試與信號發生設備等。因此，我系已經初步具備了建設一個覆蓋半導體器件制備與分析、集成電路設計與測試、系統級設計驗證完整流程的專業實驗與設計平臺的基礎條件。

1.2總體構想與平臺規劃基于上述基礎硬件設備，我系在有限的場地資源中安排了專門的場地作為半導體器件與集成電路設計專業實驗室，以支持集成電路設計平臺的建設。將擬建設的半導體與集成電路設計專業實驗室劃分為4個功能區：服務器與中央控制區、集成電路設計區、集成電路分析與測試區、系統級設計與驗證區。總體的規劃如圖1所示，功能與設備支撐概述如下。（1）服務器與中央控制區。主要空間用于放置3個機柜、承載兩個機架式服務器（HP、Dell）、存儲陣列（SAS15000RPM接口、初始配置7.2TB）、一個臥式服務器（超微）以及UPS電源、萬兆交換機等供電和網絡配件。需注意該部分噪聲較大，故應與實驗室其他功能區隔離。提供VPN、遠程配置以及各類必要的服務，配置完整的EDA工具系統，覆蓋集成電路設計全流程。（2）集成電路設計區。20個左右的工位，主要為HP工作站。具備兩類工作方式：作為終端登錄服務器系統使用；在服務器系統不能提供支持時獨立使用。除工作站之外，配備2～3個文件柜、工具柜。（3）集成電路分析與測試區。主要功能為集成電路（晶圓、裸片、封裝后芯片）的分析、測試。分析與測試系統以兩套手動探針測試臺（包括基座、卡盤、ADV顯微鏡）、超長焦金相顯微鏡（超長工作距離，2000倍放大）、4套微米級精確位移系統（包括探針、針臂、針座、線纜與接口）為主，并配備2臺臺式計算機以及信號發生器、穩壓電源、邏輯分析儀1臺、示波器1臺，用作信號發生與記錄、信號與圖像采集功能。配備兩個實驗工具柜。（4）系統級設計與驗證區。6個工位，配備2～3臺計算機。考慮到面積有限，而該區功能較多，以多功能復用的方式設置工位的功能。該區的功能包括：①板級電路設計與測試。主要支撐設備為必要的計算機系統（軟、硬件）。多臺邏輯分析儀、示波器、信號發生器、萬用表、穩壓電源、必要的電子元器件及焊接設備等。②基于FPGA的系統設計。主要支撐設備為計算機系統（軟、硬件）、4套Virtex-5FPGA系統。③嵌入式系統設計。主要支撐設備為計算機系統、3套VeriSOC-ARM9開發平臺、多套PSoC開發套件、多套ARM開發套件、微控制器開發套件等。④集成電路系統級驗證。與板級電路與測試共用各類設備。

1.3軟硬件系統與設計流程構建基于新購買的存儲陣列（NetApp）、服務器（DL380G7）、交換機（CISCO），并整合本系統原有的兩臺服務器（一臺Dell機架式、一臺超微立式），構成一個EDA開發服務系統。系統構建方面，我們進行了基于傳統的EDA開發環境架構，以及基于虛擬化系統進行構建的兩種嘗試。存儲結構上基于存儲陣列，提供足夠安全的冗余備份與保護。系統具備負載均衡功能。最終構建的系統可直接支持同一實驗室內20臺以上HP工作站的同時接入，并提供遠程登錄支持；以及通過同濟大學校園網，提供外網的VPN接入支持。在硬件系統的基礎上，我們安裝配置了完善的EDA工具鏈，以提供覆蓋全流程的集成電路設計支持。

2教學與科研應用

前述所構建的集成電路設計平臺僅是基礎的軟硬件系統，如果要在實際的教學和科研工作中進行使用，尚需進行相關的課程大綱規劃、實驗方案設計以及實際的芯片設計檢驗。通過同濟大學第8期實驗教學改革項目的支持，我們在這些方面開展了一定的工作，主要包括以下兩個方面。

2.1教學應用完成了實驗方案內容建設，構建形成了一套覆蓋集成電路設計全流程的實驗方案，并兼顧半導體器件、集成電路測試；設計的系列實驗應用于新開設的“集成電路設計實驗”課程中，以豐富和擴展該門課程的實驗內容，提高學生的學習積極性。該課程每周4學時，已經完成2013、2014兩個學年的實驗教學工作。具體的實驗內容包括反相器實驗（電路原理圖輸入、電路仿真、版圖設計、版圖設計規則檢查及一致性檢查、后仿真）、一位全加器系列試驗、基本模擬電路單元設計實驗、綜合定制設計實驗、硬件描述語言設計與驗證實驗（選做）、自動綜合與布局布線設計實驗（選做）。構建的軟硬件平臺，除用于集成電路設計實驗課之外，亦用于電子系“半導體器件物理”“半導體工藝原理”等多門課程的實驗環節，以及本科生畢業設計中。與現有的本科生各類創新活動相結合，為該類活動的人員選拔與培養、培訓起到了一定的輔助作用。

2.2科研應用集成電路設計平臺除用于相關的實驗教學任務之外，亦可為相關的科研工作提供良好的支撐。在該平臺所定義的開發環境及設計流程上，我們完成了兩款65納米工藝超大規模集成電路芯片的設計工作，其中一款已經返回，并進行了較為完整的測試，功能及性能均符合預期，芯片如圖2、圖3所示。這些設計很好地確證了該平臺的完整性和可靠性。

【參考文獻】

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[2]葉紅．美國高校電子工程類專業本科培養方案淺析[J]．高等理科教育，2007（6）：64-67．

[3]于歆杰，王樹民，陸文娟．麻省理工學院教育教學考察報告（二）—培養方案與課程設置篇[J]．電氣電子教學學報．2004（5）：1-5．

[4]Bulletinforundergraduateeducation[EB/OL]．

[5]羅勝欽，王遵彤，萬國春，等．電子科學與技術專業培養方案初探[J]．電氣電子教學學報．2009（31）：89-91．

[6]張立軍，羊箭鋒，孫燃．CMOS集成電路設計教學及實驗改革[J]．電氣電子教學學報．2012，34（1）：105-107．

第9篇：集成電路及半導體范文

【關鍵詞】集成電路 理論教學 改革探索

【基金項目】湖南省自然科學基金項目（14JJ6040）;湖南工程學院博士啟動基金。

【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0255-01

隨著科學技術的不斷進步，電子產品向著智能化、小型化和低功耗發展。集成電路技術的不斷進步，推動著計算機等電子產品的不斷更新換代，同時也推動著整個信息產業的發展[1]。因此，對集成電路相關人才的需求也日益增加。目前國內不僅僅985、211等重點院校開設了集成電路相關課程，一些普通本科院校也開設了相關課程。課程的教學內容由單純的器件物理轉變為包含模擬集成電路、數字集成電路、集成電路工藝、集成電路封裝與測試等[2]。隨著本科畢業生就業壓力的不斷增加，培養應用型、創新型以及可發展型的本科人才顯得日益重要。然而，從目前我國各普通院校對集成電路的課程設置來看，存在著重傳統輕前沿、不因校施教、不因材施教等問題，進而導致學生對集成電路敬而遠之，退避三舍，學習積極性不高，繼而導致學生的可發展性不好，不能適應企業的要求。

本文結合湖南工程學院電氣信息學院電子科學與技術專業的實際，詳細闡述了本校當前“集成電路原理與應用”課程理論教學中存在的問題，介紹了該課程的教學改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校電子科學與技術專業學生的專業興趣，培養學生的創新意識。

1.“集成電路原理與應用”課程理論教學存在的主要問題

1.1理論性強，課時較少

對于集成電路來說，在講解之前，學生應該已經學習了以下課程，如：“固體物理”、“半導體物理”、“晶體管原理”等。但是，由于這些課程的理論性較強，公式較多，要求學生的數學功底要好。這對于數學不是很好的學生來說，就直接導致了其學習興趣降低。由于目前嵌入式就業前景比較好，在我們學校，電子科學與技術專業的學生更喜歡嵌入式方面的相關課程。而集成電路相關企業更喜歡研究生或者實驗條件更好的985、211高校的畢業生，使得我校集成電路方向的本科畢業生找到相關的較好工作比較困難。因此，目前我校電子科學與技術專業的發展方向定位為嵌入式，這就導致一些跟集成電路相關的課程，如“微電子工藝”、“晶體管原理”、“半導體物理”等課程都取消掉了，而僅僅保留了“模擬電子技術”和“數字電子技術”這兩門基礎課程。這對于集成電路課程的講授更增加了難度。“集成電路原理與應用”課程只有56課時，理論課46課時，實驗課10課時。只講授教材上的內容，沒有基礎知識的積累，就像空中架房，沒有根基。在教材的基礎上額外再講授基礎知識的話，課時又遠遠不夠。這就導致老師講不透，學生聽不懂，效果很不好。

1.2重傳統知識，輕科技前沿

利用經典案例來進行課程教學是夯實集成電路基礎的有效手段。但是對于集成電路來說，由于其更新換代的速度非常快，故在進行教學時，除了采用經典案例來夯實基礎外，還需緊扣產業的發展前沿。只有這樣才能保證人才培養不過時，學校培養的學生與社會需求不脫節。但目前在授課內容上還只是注重傳統知識的講授，對于集成電路的發展動態和科技前沿則很少涉及。

1.3不因校施教，因材施教

教材作為教師教和學生學的主要憑借，是教師搞好教書育人的具體依據，是學生獲得知識的重要工具。然而，我校目前“集成電路原理與應用”課程采用的教材還沒有選定。如：2012年采用葉以正、來逢昌編寫，清華大學出版社出版的《集成電路設計》;2013年采用畢查德?拉扎維編寫，西安交通大學出版社出版的《模擬CMOS集成電路設計》;2014年采用余寧梅、楊媛、潘銀松編著，科學出版社出版的《半導體集成電路》。教材一直不固定的原因是還沒有找到適合我校電子科學與技術專業學生實際情況的教材，這就導致教師不能因校施教、因材施教。

2.“集成電路原理與應用”課程理論教學改革

2.1選優選新課程內容，夯實基礎

由于我校電子科學與技術專業的學生，沒有開設“半導體物理”、“晶體管原理”、“微電子工藝”等相關基礎課程，因此理想的、適用于我校學生實際的教材應該包括半導體器件原理、模擬集成電路設計、雙極型數字集成電路設計、CMOS數字集成電路設計、集成電路的設計方法、集成電路的制作工藝、集成電路的版圖設計等內容，如表1所示。因此，在教學實踐中，本著“基礎、夠用”的原則，采取選優選新的思路，盡量選擇適合我校專業實際的教材。目前，使用筆者編寫的適合于我校學生實際的理論教學講義，理順了理論教學，實現了因校施教，因材施教。

表1 “集成電路原理與應用”課程教學內容

2.2提取科技前沿作為教學內容，激發專業興趣

為了提高學生的專業興趣，讓他們了解“集成電路原理與應用”課程的價值所在，在授課的過程中穿插介紹集成電路設計的前沿動態。如：從IEEE國際固體電路會議的論文集中提取模塊、電路、仿真、工藝等最新的內容，并將這些內容按照門類進行分類和總結，穿插至傳統的理論知識講授中，讓學生及時了解當前集成電路設計的核心問題。這樣不但可以激發學生的好奇心和學習興趣，還可以提高學生的創新能力。

2.3開展雙語教學互動，提高綜合能力

目前，我國的集成電路產業相對于國外來說，還存在著相當的差距。要開展雙語教學的原因有三：一是集成電路課程的一些基本專業術語都是由英文翻譯過來的;二是集成電路的研究前沿都是以英文發表在期刊上的;三是世界上主流的EDA軟件供應商都集中在歐美國家，軟件的操作語言與使用說明書都是英文的。因此，集成電路課程對學生的英語能力要求很高，在課堂上適當開展雙語教學互動，無論是對于學生繼續深造，還是就業都是非常必要的。

3.結語

集成電路自二十世紀五十年代被提出以來，經歷了小規模、中規模、大規模、超大規模、甚大規模，目前已經進入到了片上系統階段。雖然集成電路的發展日新月異，但目前集成電路相關人才的學校培養與社會需求存在很大的差距。因此，對集成電路相關課程的教學改革刻不容緩。基于此，本文從“集成電路原理與應用”課程理論教學出發，詳細闡述了“集成電路原理與應用”課程教學所存在的主要問題，并有針對性的提出了該課程教學內容和教學方法的改革措施，這對培養應用型、創新型的集成電路相關專業的本科畢業生具有積極的指導意義。

參考文獻：