時間：2023-06-05 10:15:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇集成電路設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
2001年我國新增“集成電路設計與集成系統”本科專業，2003年至2009年，我國在清華大學、北京大學、復旦大學等高校分三批設立了20個大學集成電路人才培養基地，加上原有的“微電子科學與工程”專業，目前，國內已有近百所高校開設了微電子相關專業和實訓基地，由此可見，國家對集成電路行業人才培養的高度重視。在新形勢下，集成電路相關專業的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學輕互動”的傳統人才培養模式已不再適用。因此，探索新的人才培養方式，改革集成電路設計類課程體系顯得尤為重要。傳統人才培養模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學學時安排上略見一斑。例如：某高校“模擬集成電路設計”課程，總學時為80，其中理論為64學時，實驗為16學時，理論與實驗學時比高達4∶1。由于受學時限制，實驗內容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結構，且實驗所涉及的電路結構、器件尺寸和參數只能由授課教師直接給出，學生在有限的實驗學時內僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據所學理論動手設計電路結構，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優化設計等環節，使得眾多應屆畢業生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設計的能力。“重教授、輕自學、輕互動”的傳統教學方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關注知識的傳授，忽略了發揮學生主動學習的主觀能動性，導致教師教得很累，學生學得無趣。
2集成電路設計類課程體系改革探索和教學模式的改進
2014年“數字集成電路設計”課程被列入我校卓越課程的建設項目，以此為契機，卓越課程建設小組對集成電路設計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學改革，運用多元化的教學組織形式，通過合作學習、小組討論、項目學習、課外實訓等方式，營造開放、協作、自主的學習氛圍和批判性的學習環境。
2．1新型集成電路設計課程體系探索
由于統一的人才培養方案，造成了學生“學而不精”局面，培養出來的學生很難快速適應企業的需求，往往企業還需追加6～12個月的實訓，學生才能逐漸掌握專業技能，適應工作崗位。因此，本卓越課程建設小組試圖根據差異化的人才培養目標，探索新型集成電路設計類課程體系，重新規劃課程體系，突出課程的差異化設置。集成電路設計類課程的差異化，即根據不同的人才培養目標，開設不同的專業課程。比如，一些班級側重培養集成電路前端設計的高端人才，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、集成電路系統與芯片設計、模擬集成電路設計、射頻電路基礎、硬件描述語言與FPGA設計、集成電路EDA技術、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側重于集成電路后端設計的高端人才培養，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、CMOS模擬集成電路設計、版圖設計技術、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養模式中，加入實訓環節，為期一年，設置在第七、八學期。學生可自由選擇，或留在學校參與教師團隊的項目進行實訓，或進入企業實習，以此來提高學生的專業技能與綜合素質。
2．2理論課課堂教學方式的改進
傳統的課堂理論教學方式主要“以教為主”，缺少了“以學為主”的互動環節和自主學習環節。通過增加以學生為主導的學習環節，提高學生學習的興趣和學習效果。改進措施如下：
（1）適當降低精講學時。精講學時從以往的占課程總學時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環節重在使學生掌握扎實的理論基礎。
（2）增加課堂互動和自學學時。其學時由原來的占理論學時不到5％增至40％～50％。
（3）采用多樣化課堂教學手段，包括團隊合作學習、課堂小組討論和自主學習等，激發學生自主學習的興趣。比如，教師結合當前本專業國內外發展趨勢、研究熱點和實踐應用等，將課程內容凝練成幾個專題供學生進行小組討論，每小組人數控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學時的30％［3］。專題內容由學生通過自主學習的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學方式的改進，充分調動了學生的學習熱情和積極性，使學生從被動接受變為主動學習，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學習氛圍。
2．3課程實驗環節的改進
為使學生盡快掌握集成電路設計經驗，提高動手實踐能力，探索一種內容合適、難度適中的集成電路設計實驗教學方法勢在必行。本課程建設小組將從以下幾個方面對課程實驗環節進行改進：
（1）適當提高教學實驗課時占課程總學時的比例，使理論和實驗學時的比例不高于2∶1。
（2）增加課外實驗任務。除實驗學時內必須完成的實驗外，教師可增設多個備選實驗供學生選擇。學生可在開放實驗室完成相關實驗內容，為學生提供更多的自主思考和探索空間。
（3）提升集成電路設計實驗室的軟、硬件環境。本專業通過申請實驗室改造經費，已完成多個相關實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設計軟件，該系列軟件均為業界認可且使用率較高的軟件。
（4）統籌安排集成電路設計類課程群的教學實驗環節，力爭使課程群的實驗內容覆蓋設計全流程。由于集成電路設計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統一。本課程建設小組為了提高學生的動手能力和就業競爭力，全面規劃、統籌安排課程群內的所有實驗，使學生對集成電路設計的全流程都有所了解。
3工程案例教學法的應用
為提升學生的工程實踐經驗，我們將工程案例教學法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業環節。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設計為例，對該教學方法在課程中的應用進行詳細介紹。
3．1精講環節
運算放大器是模擬系統和混合信號系統中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產生到高速放大或濾波，都離不開不同復雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學生畢業后從事模擬集成電路設計的基礎。雖然多級運算放大器的電路規模不是很大，但是在設計過程中，需根據性能指標，謹慎挑選運放結構，合理設計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導著設計的各個環節和幾個比較重要的設計參數，如開環增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉換速率等。由于運算放大器的設計指標多，設計過程相對復雜，因此其工作原理、電路結構和器件尺寸的計算方法等，這部分內容需要由主講教師精講，其教學內容可以放在“模擬集成電路設計”課程的理論學時里。
3．2作業環節
課后作業不僅僅是課堂教學的鞏固，還應是課程實驗的準備環節。為了彌補缺失的學生自主設計環節，我們將電路結構的設計和器件尺寸、相關參數的手工計算過程放在作業環節中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學時，又提高了學生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設計和仿真實驗，運放的設計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設計指標布置在作業中，學生根據教師指定的設計參數完成兩級運放結構選型及器件尺寸、參數的手工計算工作，仿真驗證和電路優化工作在實驗學時或課外實訓環節中完成。
3．3實驗環節
在課程實驗中，學生使用EDA軟件平臺將作業中設計好的電路輸入并搭建相關仿真環境，進行仿真驗證工作。學生根據仿真結果不斷優化電路結構和器件尺寸，直至所設計的運算放大器滿足所有預設指標。其教學內容可放在“模擬集成電路設計”或“集成電路EDA技術”課程里［4］。
3．4版圖設計環節
版圖是電路系統和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設計不可或缺的重要環節。通過集成電路的版圖設計，可將立體的電路系統變為一個二維的平面圖形，再經過工藝加工還原為基于硅材料的立體結構。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設計不僅要滿足工藝廠商提供的設計規則，還應考慮到模擬集成電路版圖設計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設計等。其教學內容可放在課程群中“版圖設計技術”的實驗環節完成。通過理論環節、作業環節以及實驗的迭代仿真和版圖設計環節，使學生掌握模擬集成電路的前端設計到后端設計流程，以及相關EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設計的能力。
4結語
【關鍵詞】集成電路 設計方法 IP技術
基于CMOS工藝發展背景下，CMOS集成電路得到了廣泛應用，即到目前為止，仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術，但基于64kb動態存儲器的發展，集成電路微小化設計逐漸引起了人們關注。因而在此基礎上，為了迎合集成電路時代的發展，應注重在當前集成電路設計過程中從微電路、芯片等角度入手，對集成電路進行改善與優化，且突出小型化設計優勢。以下就是對集成電路設計與IP設計技術的詳細闡述，望其能為當前集成電路設計領域的發展提供參考。
1 當前集成電路設計方法
1.1 全定制設計方法
集成電路，即通過光刻、擴散、氧化等作業方法，將半導體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片，置入管殼內，應用于網絡通信、計算機、電子技術等領域中。而在集成電路設計過程中，為了營造良好的電路設計空間，應注重強調對全定制設計方法的應用，即在集成電路實踐設計環節開展過程中通過版圖編輯工具，對半導體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設計環節進行把控，最終通過版圖布局、布線等，達到元器件組合、優化目的。同時，在元器件電路參數優化過程中，為了滿足小型化集成電路應用需求，應遵從“自由格式”版圖設計原則，且以緊湊的設計方法，對每個元器件所連導線進行布局，就此將芯片尺寸控制到最小狀態下。例如，隨機邏輯網絡在設計過程中，為了提高網絡運行速度，即采取全定制集成電路設計方法，滿足了網絡平臺運行需求。但由于全定制設計方法在實施過程中，設計周期較長，為此，應注重對其的合理化應用。
1.2 半定制設計方法
半定制設計方法在應用過程中需借助原有的單元電路，同時注重在集成電路優化過程中，從單元庫內選取適宜的電壓或壓焊塊，以自動化方式對集成電路進行布局、布線，且獲取掩膜版圖。例如，專用集成電路ASIC在設計過程中為了減少成本投入量，即采用了半定制設計方法，同時注重在半定制設計方式應用過程中融入門陣列設計理念，即將若干個器件進行排序，且排列為門陣列形式，繼而通過導線連接形式形成統一的電路單元，并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設計過程中，亦可采取標準單元設計方式，即要求相關技術人員在集成電路設計過程中應運用版圖編輯工具對集成電路進行操控，同時結合電路單元版圖，連接、布局集成電路運作環境，達到布通率100%的集成電路設計狀態。從以上的分析中即可看出，在小型化集成電路設計過程中，強調對半定制設計方法的應用，有助于縮短設計周期，為此，應提高對其的重視程度。
1.3 基于IP的設計方法
基于0.35μmCMOS工藝的推動下，傳統的集成電路設計方式已經無法滿足計算機、網絡通訊等領域集成電路應用需求，因而在此基礎上，為了推動各領域產業的進一步發展，應注重融入IP設計方法，即在集成電路設計過程中將“設計復用與軟硬件協同”作為導向，開發單一模塊，并集成、復用IP，就此將集成電路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP視角下，在集成電路設計過程中，要求相關工作人員應注重通過專業IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核，且基于IP核支撐資源獲取的基礎上，完善檢索系統、開發庫管理系統、IP核庫等，最終對1700多個IP核資源進行系統化整理，并通過VSIA標準評估方式，對IP核集成電路運行環境的安全性、動態性進行質量檢測、評估，規避集成電路故障問題的凸顯，且達到最佳的集成電路設計狀態。另外，在IP集成電路設計過程中，亦應注重增設HDL代碼等檢測功能，從而滿足集成電路設計要求，達到最佳的設計狀態，且更好的應用于計算機、網絡通訊等領域中。
2 集成電路設計中IP設計技術分析
基于IP的設計技術，主要分為軟核、硬核、固核三種設計方式，同時在IP系統規劃過程中，需完善32位處理器，同時融入微處理器、DSP等，繼而應用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環境下。而IP設計技術在應用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求，因而在IP設計環節開展過程中，應注重選用適宜的接口，寄存I/O，且以獨立性IP模塊設計方式，對芯片布局布線進行操控，簡化集成電路整體設計過程。此外，在IP設計技術應用過程中，必須突出全面性特點，即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手，推進IP文件化，最終實現對集成電路設計信息的全方位反饋。另外，就當前的現狀來看，IP設計技術涵蓋了ASIC測試、系統仿真、ASIC模擬、IP繼承等設計環節，且制定了IP戰略，因而有助于減少IP集成電路開發風險，為此，在當前集成電路設計工作開展過程中應融入IP設計技術，并建構AMBA總線等，打造良好的集成電路運行環境，強化整體電路集成度，達到最佳的電路布局、規劃狀態。
3 結論
綜上可知，集成電路被廣泛應用于計算機等產業發展領域，推進了社會的進步。為此，為了降低集成電路設計風險，減少開發經費，縮短開發時間，要求相關技術人員在集成電路設計工作開展過程中應注重強調對基于IP的設計方法、半定制設計方法、全定制設計方法等的應用，同時注重引入IP設計技術理念，完善ASIC模擬、系統測試等集成電路設計功能，最終就此規避電路開發中故障問題的凸顯，達到最佳的集成電路開發、設計狀態。
參考文獻
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[3]中國半導體行業協會關于舉辦“中國集成電路設計業2014年會暨中國內地與香港集成電路產業協作發展高峰論壇”的通知[J].中國集成電路，2014，20（10）：90-92.
【關鍵詞】集成電路設計產業 發展作用 發展趨勢
1 中國集成電路設計產業的發展歷程
集成電路又稱IC（Integrated Circuit），自從1958年第一塊集成電路誕生后得到了快速的發展。在整體機中，集成電路在計算機中的應用最為廣泛，緊接著是通訊行業，然后是電子消費類行業。集成電路按結構分類可以分為單片集成電路和混合集成電路兩大類。20世紀初世界上第一個電子管面世。到20世紀60年代我國的第一塊集成電路研制成功，比世界上第一塊集成電路晚了七年的時間。而且在這期間雙極型和MOS型電路的出現催生了集成電路產業的形成。20世紀90年代PC成為IC技術和市場發展的主要推動力。到了21世紀，智能終端和汽車電子將成為IC技術和市場發展的新的推動力。
2 中國集成電路設計產業發展的作用
現代社會的數字化、網絡化和信息化的速度越來越快，集成電路設計產業在對于一個國家經濟的發展、國防的建設、信息安全的維護以及綜合國力的提高都有重要作用。下面筆者從中國集成電路產業發展對國民經濟和國防安全兩個方面的重要作用進行簡單的分析。
2.1 有助于加快國民經濟的發展
集成電路設計產業對國民經濟的提高首先體現在計算機方面。從第一臺計算機的發明到現在電腦的全面普及不得不說得益于芯片集成度的提高，當然，它與集成電路設計產業的快速發展有著密切的聯系。其次是對通信領域的促進。現在智能手機的普及各種支付軟件的使用等都極大地方便了人們的生活，拉近了人們之間的距離。同時也推動了社會的快速發展。最后是對消費類電子領域的促進。人們從最早的黑白電視到現在的彩色電視，數字電視和計算機的普遍應用都可以看出集成電路設計產業促進了傳統產業的更新換代，促進了世界的進步。對加快國民經濟的發展具有重大意義。
2.2 有益于加強國防安全的建設
計算機既是集成電路的核心也是國家和國民信息的載體。目前，微電子技術在計算機、通訊設備、導航設備、電子對抗設備等軍用設備中已經得到廣泛的應用。這也使得微子技術的成熟水平和發展規模成為衡量一個國家軍事能力和綜合國力的重要標志。現代戰爭不再是單純武力的較量，更多的是科學技術之間的抗衡。微電子技術使人們擺脫了一些超重超大的武器裝備。所以微電子技術的使用大大提高了單兵的作戰能力。微電子技術促進了裝備的輕便化、提高了軍隊的隱蔽性，能大大增強部隊和武器裝備的作戰能力。二是提高了武器的打擊精準度。三是增強了國家和國民的信息安全性。
3 中國集成電路設計產業的發展趨勢
在政策支持和市場需求的帶動下，去年中國集成電路設計產業的發展呈現平穩快速發展的態勢。中國集成電路設計產業在面臨新的發展機遇和挑戰以及新的發展重點和發展前景時又會表現出什么樣的發展趨勢呢？下面是筆者提出的幾點看法。
3.1 中國集成電路設計產業將達到世界主流水平
在2015年，中國集成電路設計產業在很多技術領域取得了巨大的成功。例如運用16納米FinFETplus技術的SoC芯片的設計技術的成功；28納米多晶硅生產工藝的成熟；4G芯片在中國市場爆炸性的增長；2015年28納米制程芯片在中芯國際的大規模生產；在2016年，中國在14納米級以下工藝和存儲器等多個方面實現突破性的進展。這些都預示著中國的集成電路設計產業會在2017年再創新佳績。并且中國的集成電路設計產業將有望達到世界主流水平。
3.2 中國集成電路設計產業將面臨更大的挑戰
由于中國集成電路設計與市場需求的變化不協調，致使中國的集成電路產業難以進入整機領域中的高端市場。首先，國內移動智能終端產品形態趨于多樣化發展，這就要求集成電路在產品功能和技術參數方面不斷創造創新，而我國的智能終端用高端芯片領域的競爭力還不夠強。其次，我國集成電路市場約占全球總市場的57%，雖然是全球最大的集成電路市場，但是中國在市場中的權威性還很低。需求量大的CPU、存儲器等市場還是由國外企業多壟斷，這一現象對于芯片的國有化目標產生了很大的阻礙。所以國內的集成電路設計產業將面臨更大的挑戰。最后是集成電路領域的企業并購現象的加劇，使國內的競爭格局面臨重塑，國內企業的競爭壓力也將持續增加。
3.3 智能終端和汽車電子將仍是中國集成電路產業發展的主要推動力
在云計算和大數據技術的推動下，高科技走進了人們的日常生活中。能源管理、城市安全、遠端醫療、智慧家庭和智慧交通等的發展對中國集成電子領域的需求不斷加大。低耗能和小尺寸的芯片技術在智能手機和智能家電中的廣泛使用也加大了對集成電子技術的要求。隨著國內企業芯片技術的提升，國外芯片技術壟斷中國芯片市場的現象將被打破。另外在2015年汽車電子的復合增長率超過了10%。由此可以看出中國的集成電路設計產業發展的主要推動力仍將是智能終端和汽車電子。
4 結語
集成電路設計產業的發展對于增強國防實力、發展經濟和提高人們生活水平和生活質量有著密切的聯系。只有擁有高端的技術工藝，在國際中擁有重要的話語權才是綜合國力增強的主要表現。集成電路的發展仍向著高頻、高速、高度集成、低耗能、尺寸小、壽命長等方向展開。在21世紀，集成電路產業的發展仍是我國科技發展的重中之重也是信息技術發展的必然結果。在面臨大的機遇和嚴峻挑戰的同時，中國集成電路設計產業的發展必須保持穩中求進，積極研發高端技術上來。發展自身的長處，積極彌補自身的短板達到平衡發展。
參考文獻：
[1]于宗光，黃偉.中國集成電路設計產業的發展趨勢[J].2014.
從2010年6月份開始，我參加了國家科技重大專項信息板塊(含01、02和03專項)的監督評估工作。上個月在向國家工信部楊副部長和丁副司長匯報時，我講了01專項有五個“最”，今天跟大家分享其中的兩個“最”：1)01專項最符合“重、大、專”特征與要求，如果國家錢不多，其它專項可以暫緩執行，但01專項非干不可。2)01專項最難，也最有希望，相信在01專項執行末期，會讓國人臉上大放光彩。監督評估組的一些同行都同意我的這種判斷。
01專項“最”符合重，大，專
在評估03專項中，我們印象最深刻的是：03專項碰到的最大瓶頸是終端(芯片)和軟件。華為、中興現在已經是國際知名企業，他們要想做大做強，一定要在軟件和服務上下功夫，而所有這些都跟01專項密切相關。01專項不僅是國家七大新興戰略性產業的基礎，是實現國家現代化的“螺絲釘”，而且她在當好這個“螺絲釘”時，還要打造自己的“螺絲釘”，做好IP(知識產權)模塊和平臺技術。集成電路設計不僅要熟悉自己的設計知識和電路實現的物理知識，還要深入了解電子整機系統的軟硬件知識和要求，并在自己的工作中，建立應用服務平臺。這些特點說明，01專項應對的是基礎的基礎，而當前我們在這方面又比較落后，處于國際競爭劣勢環境中。這就要求我們必須在市場經濟條件下，發揮社會主義的優勢，舉全國之力，攻克之，重大專項呼應了這個要求。
01專頂也是“最”有希望的
最重要的原因是：“時運”已到。最近聽說中央政策研究室寫了一個關于蘋果公司成為全球最大科技公司的簡報，國務院領導批給了科技部和教育部。我沒有看到這個簡報和批示，但可以體會到其中的涵義。
我們常講“彎道超車”。蘋果公司就是在lCT(信息和通信技術)產業由桌面互聯網向移動互聯網時代過渡中，實現了創新超越，使自己從上世紀九十年代瀕臨倒閉、需要微軟注資的困境中，一舉超越微軟成為全球科技品牌價值第一和全球股票市值第二(僅次于石油大王埃克森美孚)的耀眼明星。
這個時代對我們半導體界來說，有一個很大的挑戰。過去按摩爾理念，提高性能的辦法是通過縮小器件尺寸來實現的，而云計算則是通過擴大(而非縮小)計算機集群來提高體系的性能：與此相對應的是，過去通過提升集成度(增加功能)和頻率來提高器件或終端單位時間內的辦事效率，而云計算則是通過虛擬化提高體系的效率。這是兩種完全不同的理念。這樣一來，就出現了一個很值得重視的變化：過去，要求終端無比強大，不斷提高終端本地的應用效率，即做得更快、更強、更好；而現在，在大多數情況下，終端成了一個“好瀏覽器”，導致了終端模式的多樣化和智能化，并成為網絡服務的一個組成部分，主要用于信息的消費，而不是信息的生產。這也是我們信息板塊監督評估組的共識。
這一變化對我們半導體業界也孕育著機遇。過去在Wintel市場環境下，我們很難有作為，這不是講我們能力不行，事實上作為Pc創始者的蘋果公司，在Wintel環境下，也招架乏力。但是現在，基于Linux的開放操作系統Android和基于授權商務模式的ARM聯盟(我創造一個名詞，叫AnARM)就完全打破了Wintel的競爭環境。CPu五花八門，而不是單一的X86，應用更是五彩繽紛，而不僅僅是486或奔騰計算機。在這個時代背景下，再加上我們中國自己的優勢，我們一定會有所作為。
現在不僅半導體主要市場在中國，而且整個ICT市場也主要在中國。市場會造就創新，這是一個鐵的規律。事實上，國內許多電子整機系統已經在體系架構、軟件編譯等多個方面有出色的創新。這里我舉兩個例子，一個是大家最近所熟悉的“天河一號”，它用的是美國人也都一樣在用的X86 CPu和INvidia GPU，但是“天河一號”卻一舉躍居全球超級計算機第一。這一點，即使從外行人看，其中一定是在體系架構和并行編譯優化上有獨到的創新。第二個例子是國內一個研究所和高校合作的用于FFT(快速傅里葉變換)的多DSP混合體系，他們在異構層次化體系架構上也做出了很杰出的創新。這些例子說明，在市場優勢下，凝聚中國人的聰明才智，我們一定會在概念和體系架構上有所創新，而這種創新又一定會輻射到芯片的軟硬件設計上，從而推動我們集成電路設計業向高端升華。
關鍵詞：課程體系改革；教學內容優化；集成電路設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02
以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展，2000年，國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》，我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而，我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年，全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產業，明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領未來產業發展。2014年6月，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，加快推進我國集成電路產業發展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年，我國芯片設計人員達不到需求的10%，集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求，2001年，教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。
我校2002年開設電子科學與技術本科專業，期間，由于專業調整，暫停招生。2012年，電子科學與技術專業恢復本科招生，主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量，提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求，從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。
一、專業課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業基礎課的教學。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課，為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實，將導致學生在學習專業課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內某些高校將這些課程設置為選修課，開設較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程，而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。
2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系，前者是后者的基礎，后者是前者理論知識的具體應用。并且，在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上，開設后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養計劃中，沒有開設“半導體物理”，直接開設“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎，很難進入狀態，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時，如果沒有半導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。
3.課程內容理論性太強，嚴重打擊學生積極性。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時，過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導，而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數學基礎較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業課程體系改革的主要措施
1.“4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式：“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”；“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則，根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識，環環相扣，合理設置各專業課的開課先后順序，形成先專業基礎課，再專業方向課，然后寬口徑專業課程的開設模式。
我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式，也就是三個本科專業大學一年級、二年級統一開設課程，主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數學、物理等基礎知識，為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始，分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務，其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎，為了保證學習的延續性，擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設計”課程設置96學時，由2位教師承擔教學任務。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為6～17周；再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為8～19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程，并設置其為選修課，這樣設置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業方面知識，為找到好工作提供有力保障。
2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式，專業課程要在大學三年級才能開始開設，時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標，培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才，需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。
在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎，因此，在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。
對于專業方向課程，教師不但要講授集成電路設計方面的知識，也要側重于集成電路設計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此，在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發學生的學習興趣。
三、結論
集成電路產業是我國國民經濟發展與社會信息化的重要基礎，而集成電路設計人才是集成電路產業發展的關鍵。本文根據調研結果，分析目前集成電路設計本科專業課程體系存在的主要問題，結合我校實際情況，對我校電子科學與技術專業集成電路設計方向的專業課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業課程體系，并對專業課程講授內容進行優化。從而滿足我校集成電路設計專業創新型人才培養模式的要求，為培養實用創新型集成電路設計人才提供有力保障。
參考文獻：
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摘要集成電路產業的發展，促使人才需求量增加。本文通過對我國市場調查，得出應用型集成電路設計人才是該行業目前大量需求的人才，并從幾個方面進行分析。
關鍵詞應用型人才IC設計需求分析
隨著我國IC產業的迅速發展，相應人才的需求量也日益增加。根據上海半導體和IC研討會公布的數據，08年中國IC產業對設計工程師的需求將達到25萬人，但目前國內人才數量短缺這個數字不止幾十倍。例如我們熟知的威盛雖然號稱IC設計人才大戶，但相對于其在內地業務發展的需要還是捉襟見肘，其關聯企業每年至少需要吸納數百名IC設計人才，而目前培養規模無法滿足。而在人才的需求中，應用型IC設計人才更加受到歡迎。
一、IC設計人才短缺
2008年，全國集成電路（IC）人才需求將達到25萬人，按照目前IC人才的培養速度，今后10年，IC人才仍然還有20多萬人的缺口。這是08年4月21日在沈陽師范大學軟件學院舉行的國家信息技術緊缺人才培養工程——CSIP-AMD集成電路專項培訓開班儀式上了解到的。同樣有數據表明，近日，從清華大學、電子科技大學、北京航空航天大學了解到，目前全國高校設有微電子專業總共只有10余個，每年從IC卡設計和微電子專業畢業的碩士生也只有二三百人。在國內大約僅有不足4000名設計師，而2008年，IC產業對IC設計工程師的需求量達到25萬－30萬人。有專家預測，到2008年底僅北京市IC及微電子產業就將超過2000億元人民幣，而到了2010年我國可能需要30萬名IC卡設計師[1]。未來我國IC卡設計人才需求巨大。目前中國每年從IC設計和微電子專業畢業的高學歷的碩士生只有數百人。中國現有400多所高校設置了計算機系，新近又特批了51所商業化運做的軟件學院。但這些軟件學院和計算機系培養的是程序員。中國目前只有十來所大學能夠培養IC設計專業的學生。因此IC設計專業人才處于極其供不應求的狀態。可以這樣說，這是因為我國很大程度上是沒有足夠的IC設計人才。
專家指出，我國IC設計人員不足的一個重要的原因是IC設計是新興學科，國內在此之前很少有大專院校開設IC設計專業，現在從事IC設計專業的人才，大部分是微電子、半導體或計算機、自動控制等相鄰領域的理工專業畢業生，但是和實際的IC工作比起來，還是有差距，學校并不了解企業需要的是什么樣的人才。所以，許多IC設計企業只能經常從應屆畢業生中直接招聘人才再進行培訓。此外，IC設計的實驗環境要求，恐怕所有的高校都沒有能力搭建。據了解，建一個供30人使用的IC實驗室，光是購買硬件設備就需要15萬美元。
最新研究指出：到2010年中國半導體市場將占世界總需求量的6％，位居全球第四。未來幾年內中國芯片生產有望每年以42％的速度遞增，這大大高于全球10％的平均增長速度。僅就IC卡一項來看，我國IC卡設計前景廣闊。身份證IC卡的正式應用，將是十億計的數量，百億計的銷售額，此外讀卡機及其系統將有成倍的產值。半導體理事長俞忠鈺說，2002年全國的IC設計單位已達到了240家，根據北京市發展微電子產業的建設規劃，到2010年，北京市要逐步建成20條左右大規模高水平的芯片生產線，200家高水平的IC卡專業設計公司。據預測，北京市IC產業將超過2000億元。巨大的商機也同時帶來了市場對IC卡設計人才的巨大需求。
二、應用型IC設計技術人才需求日切
IC產業飛速發展，現在的焦點已經移到了IT產業的核心技術IC設計上。據北京半導體協會負責人董秀琴表示，IC卡設計工程師在軟件行業是現在公認的高收入階層。目前我國IC卡人才缺口巨大，在我國的高等教育里，這一塊發展十分緩慢。按照中國現在的市場行情，一個剛畢業、沒有任何工作經驗的IC設計工程師的年薪最少也要在8萬元左右。為什么會出現這樣的情況呢？董秀琴講，這是因為一方面是現有IC設計人才的嚴重缺乏；另一方面是國內外市場對IC卡設計人才尤其是合格的IC設計師的大量需求。
由此我們可以看出，對于應用型的設計人員來講，是備受集成電路行業歡迎的。例如常見的EDA公司、IC設計服務公司、IC設計公司和IDM或Fundry4種類型的公司需要那些IC設計人才呢？他們需要的是熟悉IC設計的技術支持工程師,涵蓋IC設計的所有方面,通常包括:系統設計、算法設計、數字IC前端邏輯設計與驗證、FPGA設計、版圖設計、數字IC后端物理設計、數字后端驗證、庫開發，甚至還有EDA軟件的開發與測試,嵌入式軟件開發等，其中對IC物理設計工程師的需求量會多一些[2]。
目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模擬設計工程師、數字設計工程師和版圖設計工程師三類。另外，設計環節還需要工藝接口工程師、應用工程師、驗證工程師等。IC版圖設計師的主要職責是通過EDA設計工具，進行集成電路后端的版圖設計和驗證，最終產生送交供集成電路制造用的GDSII數據。版圖設計師通常需要與數字設計工程師和模擬設計工程師隨時溝通和合作才能完成工作。一個優秀的版圖設計師，即要有電路的設計和理解能力，也要具備過硬的工藝知識。模擬設計工程師作為設計環節的關鍵人物，模擬設計工程師的工作是完成芯片的電路設計。由于各個設計企業所采用的設計平臺有所不同，不同材料、產品對電路設計的要求也千差萬別，模擬設計工程師最核心的技能是必須具備企業所需的電路設計知識和經驗，并有豐富的模擬電路理論知識。同時還需指導版圖設計工程師實現模擬電路的版圖設計。
由此我們可以看出，在IC人才的需求中，應用型IC設計人才的需求更大，而且他們也是推動集成電路產業迅速發展的生力軍。
三、以社會需求為導向，培養應用型IC設計人才
國家對IC卡設計人才培養也很重視。據北京半導體協會卓洪俊部長說，到2010年，全國IC產量要達到500億塊，銷售額達到2000億元左右，將近占世界市場份額的5％，滿足國內市場50％的需求。同時，國務院頒布《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》的18號文件，支持和鼓勵軟件和IC產業加速發展，加快IC設計人才培養。
IC人才需求問題的解決首先還是從高校開始，2001年，清華大學微電子研究所開設了“集成電路設計與制造技術專業”第二學士學位班，2001年的IC專業二學位班已經有64名學員在讀。清華大學還分別與宏力半導體、有研硅、首鋼合作培養IC人才。2002年，成都電子科大也開始招收“微電子技術專業”的二學位學員，同時擴招微電子專業的本科生。為了更好地實施學校加速IC人才培養的戰略，電子科大還成立了微電子與固體電子學院，并建立了面積為1500平米的IC設計中心。同濟大學開始實施IC人才培養規劃，提出了“研究生、本科生、高職生”的多層次培養體系。
作為人才培養的搖籃，高校在這一方面應進一步加快改革，制定可行的、新的人才培養計劃，以社會需求為導向，加強教學、實驗和實訓投入，多渠道、多方式地進行應用型IC設計人才的培養。
參考文獻
大家上午好。首先我代表中國半導體行業協會對各位領導、國內外嘉賓、各位同仁參加在西安舉辦的“2011中國半導體行業協會集成電路設計分會年會暨中國集成電路設計產業十年成就展”，表示熱烈的歡迎；對陜西省、西安市有關部門，陜西省半導體行業協會等有關單位給于會議的支持，對業界積極參與會議的各項活動表示誠摯的感謝。對新一屆理事會的產生與新一屆理事會的工作表示熱烈的祝賀和一如既往的支持。
集成電路設計業是集成電路產業發展的引擎，在此盛會開幕之時，希望設計業同仁持之以恒地做好以下兩件工作：
一、不斷努力，發揮好產業的引領與推動作用
2000―2010年十年間，我國集成電路產量從59億塊提高到653億塊，提高了11倍，年均增速27.2％。銷售收入從186億元提高到1440億元，翻了三番，年均增速22.7％。其中集成電路設計業年均增速43.5％。芯片制造業年均增速25％，封裝測試業，年均增速17.2％。這是否說明，推動中國集成電路產業的發展，一定要維持設計業的高位增長，或者說，只有設計業的快速增長，才能維持整個產業的發展，在目前中國的集成電路產業生態環境下，這是否有什么規律性?非常值得研究。
長三角地區，三家代工企業近三年以來，國內的加工收入逐年增長的情況，也是一個非常好的例證。一家企業國內加工量從2009年22％；增長到2010年的29％，再到2011年1-9月份的32％；一家企業從40％增長到46％，再增長到57％；另一家從2009年的15.4％，增長到2011年1-9月份的22％。封裝企業情況也是如此，一家封裝企業從2009年的50％左右增長到2011年70％(預期值)以上；另一家從2009年的30％，增長到2010年40％，預計2011年將達到50％。
在產業發展過程中，類似的例子還可以舉出很多。目的就是要說明設計業的龍頭與牽引的作用，希望大家“十二五”期間以及今后一個較長的發展時期，繼續努力。
二、加強創新與整合，做大做強企業
未來集成電路產業的發展，將繼續朝向人才集中，資金集中、技術密集三大趨勢前進。
據有關資料，現在僅設計一顆簡單的Ic可能就需要幾百人的通力合作，復雜一點的Ic甚至需要動用幾千人才能完成；現在興建一座月產能三萬片的十二寸廠，約需要50億美元；技術密集方面，未來集成電路的發展除了繼續邁向摩爾定律的先進制程發展，亦可投入超越摩爾定律的研發領域，持續開發各式多樣化的集成電路應用。
目前我們設計業的發展現狀，僅舉幾組數據，看看我們的差距：
2010年，工信部認定與年審通過的332家企業中，總人數在500人以上的14家，1000人以上只有5家。2010年銷售額全球排名第一的為70.98億美元，我們第一的為44.2億人民幣；全球第十名為12億美元，我們第10名只有6.2億元人民幣。根據“中國集成電路產業知識產權年度報告(2011版)”，截至到2010年12月31日，國內幾種主要集成電路產品的專利擁有數量，只有專用Ic類，國內企業及大學的專利擁有情況較好，而在處理器、存儲器、通訊等幾類專利擁有者大多數是外資企業。
下面所引用的數據，是來說明日本高科技公司與全球領先的高科技公司1999年-2009年平均年-收入的增長情況的：日本7家高科技公司，綜合數據的結果，市場份額收益2.9％，產品增長4.2％，并購0.7％，總增長2％；全球領先的7家高科技公司，市場份額收益4.7％，產品增長8％，并購4.3％，總增長17％。在年收入中，產品與并購占有很大的比重。通-過產品創新與并購，做大做強企業，是國外大企業成功之路。值得我們集成電路設計業，以及整個的半導體產業借鑒與學習。
中國未來集成電路的市場空間巨大，戰略性新興產業規劃的啟動與“十二五”規劃的實施，為我國集成電路產業的發展提供新的發展機遇，智能手機、平板電腦、智能電網、物聯網、云計算、新能源汽車等21世紀新興應用的興起，急待我們開發大量的系統級集成電路產品。但同時我們又面臨一系列挑戰：在全球經濟一體化的產業大環境下，我們的技術水平和企業規模與跨國公司相比，還有很大差距；我們占有的資源和資源整合能力，還有很大差距；我們的產業在產品定位，應用上取得領先方面，還有很大差距；唯有創新與加大整合，才是推動我們設計業的發展的關鍵。
關鍵詞：集成電路設計；版圖；CMOS
作者簡介：毛劍波（1970-），男，江蘇句容人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，副教授；汪濤（1981-），男，河南商城人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，講師。（安徽?合肥?230009）
基金項目：本文系安徽省高校教研項目（項目編號：20100115）、省級特色專業項目（項目編號：20100062）的研究成果。
中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0052-02
集成電路（Integrated Circuit）產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業，是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是新一代信息技術產業發展的核心和關鍵，對其他產業的發展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發展，我國集成電路產業已初步形成了設計、芯片制造和封測三業并舉的發展格局，產業鏈基本形成。但與國際先進水平相比，我國集成電路產業還存在發展基礎較為薄弱、企業科技創新和自我發展能力不強、應用開發水平急待提高、產業鏈有待完善等問題。在集成電路產業中，集成電路設計是整個產業的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業的發展遠滯后于計算機與通信產業，集成電路設計人才嚴重匱乏，已成為制約行業發展的瓶頸。因此，培養大量高水平的集成電路設計人才，是當前集成電路產業發展中一個亟待解決的問題，也是高校微電子等相關專業改革和發展的機遇和挑戰。[1-4]
一、集成電路版圖設計軟件平臺
為了滿足新形勢下集成電路人才培養和科學研究的需要，合肥工業大學（以下簡稱“我校”）從2005年起借助于大學計劃，和美國Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、華大電子等公司合作建立了EDA實驗室，配備了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni設計系統等EDA軟件。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程，如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規模集成電路設計、ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂，注意相關課程之間相互銜接，關鍵內容不遺漏，突出集成電路設計能力的培養，通過對課程內容的精選、重組和充實，結合實驗教學環節的開展，構成了系統的集成電路設計教學過程。[5，6]
集成電路設計從實現方法上可以分為三種：全定制（full custom）、半定制（Semi-custom）和基于FPGA/CPLD可編程器件設計。全定制集成電路設計，特別是其后端的版圖設計，涵蓋了微電子學、電路理論、計算機圖形學等諸多學科的基礎理論，這是微電子學專業的辦學重要特色和人才培養重點方向，目的是給本科專業學生打下堅實的設計理論基礎。
在集成電路版圖設計的教學中，采用的是中電華大電子設計公司設計開發的九天EDA軟件系統（Zeni EDA System），這是中國唯一的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統兼容，支持百萬門級的集成電路設計規模，可進行國際通用的標準數據格式轉換，它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優，已經在商業化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用，特別是在模擬和高速集成電路的設計中發揮了強大的功能，并成功開發出了許多實用的集成電路芯片。
九天EDA軟件系統包括ZeniDM（Design Management）設計管理器，ZeniSE（Schematic Editor）原理圖編輯器，ZeniPDT（physical design tool）版圖編輯工具，ZeniVERI（Physical Design Verification Tools）版圖驗證工具，ZeniHDRC（Hierarchical Design Rules Check）層次版圖設計規則檢查工具，ZeniPE（Parasitic Parameter Extraction）寄生參數提取工具，ZeniSI（Signal Integrity）信號完整性分析工具等幾個主要模塊，實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。
二、集成電路版圖設計的教學目標
根據培養目標結合九天EDA軟件的功能特點，在本科生三年級下半學期開設了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設計課程。
關鍵詞：集成電路設計企業；項目成本管理
中圖分類號：F275 文獻標識碼：A
收錄日期：2017年3月12日
一、前言
2016年以來，全球經濟增速持續放緩，傳統PC業務需求進一步萎縮，智能終端市場的需求逐步減弱。美國半導體行業協會數據顯示，同年1～6月全球半導體市場銷售規模依舊呈現下滑態勢，銷售額為1，574億美元，同比下降5.8%。國內，經過國家集成電路產業投資基金實施的《國家集成電路產業發展推進綱要》將近兩年的推動，適應集成電路產業發展的政策環境和投融資環境基本形成，我國的集成電路產業繼續保持高位趨穩、穩中有進的發展態勢。據中國半導體行業協會統計，2016年1～6月全行業實現銷售額為1，847.1億元，同比增長16.1%，其中，集成電路設計行業繼續保持較快增速，銷售額為685.5億元，同比增長24.6%，制造業銷售額為454.8億元，同比增長14.8%，封裝測試業銷售額為706.8億元，同比增長9.5%。
國務院在2000年就開始下發文件鼓勵軟件和集成電路企業發展，從政策法規方面，鼓勵資金、人才等資源向集成電路企業傾斜；2010年和2012年更是聯合國家稅務總局下發文件對集成電路企業進行稅收優惠激勵。2013年國家發改委等五部門聯合下發發改高技[2013]234號文，凡是符合認定的集成電路設計企業均可以享受10%的所得稅優惠政策。近年來又通過各個部委、省、市和集成電路產業投資基金對國內的集成電路設計企業進行大幅度的、多項目的資金扶持，以期能縮短與發達國家的差距。因此，對于這樣一個高投入、高技術、高速發展的產業，國家又大力以項目扶持的產業，做好項目的成本管理非常必要。
二、項目成本管理流程
ο钅康某殺竟芾硪話惴治以下幾個環節：
（一）項目成本預測。成本預測是指通過分析項目進展中的各個環節的信息和項目進展具體情況，并結合企業自身管理水平，通過一定的成本預測方法，對項目開展過程中所需要發生的成本費用及在項目進展過程中可能發生的合理趨勢和相關的成本費用作出科學合理的測算、分析和預測的過程。對項目的成本預測主要發生在項目立項申請階段，成本預測的全面準確對項目的進展具有重要作用，是開展項目成本管理的起點。
（二）項目成本計劃。成本計劃是指在項目進展過程中對所需發生的成本費用進行計劃、分析，并提出降低成本費用的措施和具體的可行方案。通過對項目的成本計劃，可以把項目的成本費用進行分解，將成本費用具體落實到項目的各個環節和實施的具體步驟。成本計劃要在項目開展前就需要完成，并根據項目的進展情況，實施調節成本計劃，逐步完善。
（三）項目成本控制。成本控制是指在項目開展過程中對項目所需耗用的各項成本費用按照項目的成本計劃進行適當的監督、控制和調節，及時預防、發現和調整項目進行過程中出現的成本費用偏差，把項目的各項成本費用控制在既定的項目成本計劃范圍內。成本控制是對整個項目全程的管控，需要具體到每個項目環節，根據成本計劃，把項目成本費用降到最低，并不斷改進成本計劃，以最低的費用支出完成整個項目，達到項目的既定成果。
（四）項目成本核算。成本核算是指在項目開展過程中，整理各項項目的實際成本費用支出，并按照項目立項書的要求進行費用的分類歸集，然后與項目成本計劃中的各項計劃成本進行比對，找出差異的部分。項目的成本核算是進行項目成本分析和成本考核的基礎。
（五）項目成本分析。成本分析是指在完成成本核算的基礎上，對整個完工項目進行各項具體的成本費用分析，并與項目成本計劃進行差異比對，找出影響成本費用波動的原因和影響因素。成本分析是通過全面分析項目的成本費用，研究成本波動的因素和規律，并根據分析探尋降低成本費用的方法和途徑，為新項目的成本管理提供有效的保證。
（六）項目成本考核。成本考核是指在項目完成后，項目驗收考核小組根據項目立項書的要求對整個項目的成本費用及降低成本費用的實際指標與項目的成本計劃控制目標進行比對和差異考核，以此來綜合評定項目的進展情況和最終成果。
三、集成電路設計企業項目流程
集成電路設計企業是一個新型行業的研發設計企業，跟常規企業的工作流程有很大區別，如下圖1所示。（圖1）
集成電路設計企業項目組在收到客戶的產品設計要求后，根據產品需求進行IC設計和繪圖，設計過程中需要選擇相應的晶圓材料，以便滿足設計需求。設計完成后需要把設計圖紙制造成光刻掩膜版作為芯片生產的母版，在IC生產環節，通過光刻掩膜版在晶圓上生產出所設計的芯片產品。生產完成后進入下一環節封裝，由專業的封裝企業對所生產的芯片進行封裝，然后測試相關芯片產品的參數和性能是否達到設計要求，初步測試完成后，把芯片產品返回集成電路設計企業，由設計企業按照相關標準進行出廠前的測試和檢驗，最后合格的芯片才是項目所要達到成果。
對于集成電路設計企業來說，整個集成電路的設計和生產流程都需要全方位介入，每個環節都要跟蹤，以便設計的產品能符合要求，一旦一個環節出了問題，例如合格率下降、封裝不符合要求等，設計的芯片可能要全部報廢，無法返工處理，這將會對集成電路設計企業帶來很大損失。因此，對集成電路設計企業的項目成本管理尤為重要。
四、IC設計企業的項目成本管理
根據項目管理的基本流程，需要在IC項目的啟動初期，進行IC項目的成本預測，該成本預測需要兼顧到IC產品的每個生產環節，由于IC的生產環節無法返工處理，因此在成本預測時需要考慮失敗的情況，這將加大項目的成本費用。根據成本預測作出項目的成本計劃，由項目組按照項目成本計劃對項目的各個環節進行成本管控，一旦發現有超過預期的成本費用支出，需要及時調整成本計劃，并及時對超支的部分進行分析，降低成本費用的發生，使項目回歸到正常的軌道上來。成本控制需要考慮到IC的每個環節，從晶圓到制造、封裝、測試。
項目成本核算是一個比較艱巨的工作。成本核算人員需要根據項目立項書的要求，對項目開展過程中發生的一切成本費用都需要進行分類歸集。由于IC產品的特殊性，產品從材料到生產、封裝、測試，最后回到集成電路設計企業都是在第三方廠商進行，每一個環節的成本費用無法及時掌握，IC產品又有其特殊性，每種產品在生產過程中，不僅依賴于設計圖紙，而且依賴于代工的工藝水平，每個批次的合格率并不盡相同，其成品率通常只有在該種產品的所有生產批次全部回到設計企業并通過質量的合格測試入庫后時才能準確得出。然而，設計企業的產品并不是一次性全部生產出來，一般需要若干個批次，因此在IC制造階段無法準確知道晶圓上芯片的準確數量，只能根據IC生產企業提供的IC產品數量進行預估核算，在后面的封裝和測環節，依然無法準確獲得IC產品的準確數量。在IC產品完全封裝測試返回設計企業后，才能在專業的設備下進行IC產品數量的最終確定，然而項目核算需要核算每一個環節的成本。因此，核算人員需要根據IC產品的特點或者前期的IC產品進行數量的估算進行核算，待項目完成后再進行差異調整。在成本費用的分類和核算上，如果有國家撥款的項目，需要對項目所使用的固定資產進行固定資產的專項輔助核算，在專項核算中需要列明購買固定資產的名稱、型號、數量、生產廠商、合同號、發票號、憑證號等，登記好項目所用的固定資產臺賬，以便在項目完工后，項目驗收能如期順利通過。
項目成本分析和項目成本考核是屬于項目管理完工階段需要做的工作，根據整個項目進展中發生的成本費用明細單，與成本計劃進行分類比對和分析，更好地對整個項目進行價值評定，找出差異所在，確定發生波動的原因，以便對項目的投資收益進行準確的判斷，確定項目和項目組人員的最終成果。
五、總結
項目成本管理是集成電路設計企業非常重要的一項經濟效益指標；而集成電路設計行業是一個技術發展、技術更新非常迅速的行業，IC設計企業要在這個競爭非常激烈的行業站住腳跟或者有更好的發展，就必須緊密把握市場變化趨勢，不斷地進行技術創新、改進技術或工藝，及時調整市場需求的產品設計方向，持續不斷地通過科學合理的成本控制方法，從技術上和成本上建立競爭優勢；同時，充分利用國家對于集成電路產業的優惠政策，特別是對集成電路設計企業的優惠政策，加大對重大項目和新興產業IC芯片應用的研發和投資力度；合理利用中國高等院校、科研院所在集成電路、電子信息領域的研究資源和技術，實現產學研相結合的發展思路，縮短項目的研發周期；通過各種途徑加強企業的項目成本控制，來提高中國IC設計企業整體競爭實力，縮短與國際廠商的差距。
主要參考文獻：
[1]中國半導體行業協會.cn.
2010年12月22日，工業和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）在2010中國集成電路產業促進大會上舉行了第五屆“中國芯”及“十年中國芯”頒獎典禮。來自全國的56家企業、7家產業園區獲此殊榮。
在今年的評選中，國民技術股份有限公司的USBKEY系列安全芯片、上海華虹集成電路有限責任公司的世博門票芯片Inlay、北京兆易創新科技有限公司的SPI Flash存儲器GD25Q80SCP、深圳比亞迪微電子有限公司的30萬像素的 CMOS圖像傳感器、深圳國微技術有限公司的CAM卡專用芯片共五款芯片憑借優異的銷售業績榮獲第五屆“中國芯”最佳市場表現獎。
福州瑞芯微電子有限公司的個人移動信息終端主控芯片RK2818、硅谷數模半導體（北京）有限公司的超低功耗HDMI1.3發送芯片ANX7150、北京君正集成電路有限公司的應用處理器JZ4760、盛科網絡（蘇州）有限公司的高端以太網交換芯片CTC6048-Humber、北京華大信安科技有限公司基于ECC的客戶端安全芯片IS32U256A、北京中電華大電子設計有限責任公司的802.11n全集成射頻芯片HED09W06RN、美新半導體（無錫）有限公司的新型磁傳感器MMC214 MMC3140、華芯半導體有限公司的2Gb大容量動態存儲器芯片、天津市晶奇微電子有限公司的視頻監控用大動態范圍低照度CMOS圖像傳感器BGI0365、北京東方聯星科技有限公司的多系統兼容衛星導航芯片OTrack-32共十款芯片因在產品和應用上的創新，以及出色的性能而榮獲第五屆“中國芯”最具潛質獎。
2010年是國務院《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(即18號文)頒布十周年。為了總結中國集成電路產業十年來所取得的成就，CSIP在全國范圍內組織開展“十年‘中國芯’評選活動”。評選得到集成電路設計企業、制造和封裝測試企業、產業園區和集成電路產業化基地、行業協會等相關機構的熱烈響應和大力支持。經過專家組的綜合評審，深圳市海思半導體有限公司、大唐微電子技術有限公司、北京中星微電子有限公司、無錫華潤矽科微電子有限公司、上海華虹集成電路有限責任公司、北京中電華大電子設計有限責任公司、展訊通信（上海）有限公司、晶門科技有限公司、福州瑞芯微電子有限公司、杭州國芯科技股份有限公司、北京君正集成電路股份有限公司等11家企業榮獲“十年中國芯”領軍設計企業獎。
埃派克森微電子（上海）有限公司、安凱（廣州）微電子技術有限公司、昂寶電子（上海）有限公司、北京創毅視訊科技有限公司、北京華虹集成電路設計有限責任公司、北京同方微電子有限公司、重慶西南集成電路設計有限責任公司、格科微電子（上海）有限公司、國民技術股份有限公司、杭州士蘭微電子股份有限公司、華潤矽威科技（上海）有限公司、炬力集成電路設計有限公司、瀾起科技（上海）有限公司、美新半導體（無錫）有限公司、深圳市芯海科技有限公司、深圳市中興微電子技術有限公司、深圳芯邦科技股份有限公司、無錫硅動力微電子股份有限公司、無錫市晶源微電子有限公司等19家企業榮獲“十年中國芯”優秀設計企業獎。
中芯國際集成電路制造有限公司（SMIC）、上海華虹NEC電子有限公司、華潤上華科技有限公司、新思科技（Synopsys）、北京華大九天軟件有限公司、安謀咨詢（上海）有限公司（ARM）、蘇州國芯科技有限公司、杭州中天微系統有限公司、四川和芯微電子股份有限公司、無錫中微騰芯電子有限公司、上海華嶺集成電路股份有限公司等11家企業榮獲“十年中國芯”最佳支撐服務企業獎。
北京集成電路設計園、國家集成電路設計深圳產業化基地、上海張江高科技園區、國家集成電路設計上海產業化基地、無錫(國家)工業設計園、無錫國家集成電路設計園、天津濱海高新技術產業開發區軟件園榮獲“十年中國芯”最佳產業園區獎。
經過多年推廣和實踐，“中國芯”這個榮譽已經被產業界所廣泛接受，成為表征中國集成電路產業銳意進取、創新不止的品牌和符號，不僅極大地提升了企業的知名度和影響力，為企業帶來了良好的經濟和社會效益，也演變成促進產業鏈上下游有效溝通與合作的橋梁。“十年中國芯”則是表彰十年來始終致力于促進和發展我國集成電路產業的先進企業和園區，具有體現產業發展成就、展示企業成長軌跡、反映政策環境和區域格局變遷的豐富內涵，是對過去十年我國集成電路產業發展歷史的高度概括和總結。兩個品牌的共同點是均聚焦于體現自主創新、勇于開拓的“芯”字上，具有產業風向標和創新應用的鮮明特色，在促進產業鏈上下游聯動和塑造有利的產業環境方面發揮了積極作用。
關于CSIP
工業和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）是工業和信息化部的直屬事業單位，負責國家軟件與集成電路公共服務平臺的建設，為我國軟件與集成電路產業和企業發展提供公共、中立、開放的服務。CSIP當前擁有豐富的設備和先進的軟硬件環境，與國際國內知名企業圍繞Linux系統、開放/開源技術、嵌入式軟件、高性能計算、IP/SoC集成設計驗證、知識產權服務、企業信息化服務、國產平臺軟硬件兼容性和可用性測試與模擬部署體驗、遠程教育平臺等方面先后共建起十一個國家級實驗室、六個技術支持中心、五大資源庫，開展共性技術研究與服務，推動產業自主創新。CSIP積極推進國家Linux標準體系和IP核標準體系的建設；主導建設了Linux參考平臺和國家IP核庫；牽頭成立了四個以企業為主體的產業聯盟，團結和吸引了國內一批優秀軟件和集成電路企業，開展廣泛的技術交流與協作，努力營造促進產業發展的和諧環境。
隨著深圳IC設計產業進入快速發展期,未來目標集中在兩方面,一方面是鼓勵企業做大做強,打造一批上市企業和銷售額超過10億元的強勢企業;另一方面,以IC設計為核心,推動IC設計和系統整機聯動,做大幾個優勢產業鏈,充分發揮IC設計產業對整個產業鏈的拉動和輻射作用。
根據目前深圳IC設計產業發展態勢,未來3-5年的發展目標是實現總銷售收入達到200億元人民幣(2009年為81億元),其中銷售收入超過1億元的IC設計企業15家以上(2009年10家),銷售收入超過10億元的IC設計企業5家以上(2009年1家),爭取出現銷售收入100億元以上的企業。
產業聯動方面,在通信設備、手機、移動互聯網終端、數字電視、信息家電、綠色能源、計算機外設和存儲控制等領域逐步形成配套齊全的系列化的IC,通過IC設計和整機聯動,做大12個深圳具有一定優勢的產業鏈,帶動2,000億元以上的IT增量產值。
園區建設方面,以國家集成電路設計深圳產業化基地為依托,建成有80-100家設計企業聚集的面積達12萬平方米場地的“深圳集成電路設計產業園”,形成產業服務功能完善、配套齊全、技術支撐強大、產業發展氛圍良好的“國家集成電路設計深圳產業基地”。
人才培養方面,新吸引和培養IC專業人才5,000人,人均產值達到100萬元人民幣以上。
2發展思路
2.1 產業集群:集成電路設計產業園建設
我國臺灣在集成電路產業上的發展經驗表明,在產業發展上不能搞大而全,應該集中力量發展若干優勢產業,利用產業集群效應來做大做強,以保持我市支柱產業的長期競爭力。深圳作為土地和自然資源匱乏的地區,應該把有限的資源集中配置在若干有發展潛力的產業上,例如集成電路產業、平板顯示產業、互聯網產業、新能源產業、生物產業、現代服務業等。新竹科學園和臺灣半導體產業的經驗證明,建設產業園對產業聚集和發展有著巨大的推動作用。
在深圳電子產業發展歷程中,產業集群一直發揮重要作用。無論是MP3/MP4,還是手機和上網本,以科技園-車公廟-華強北為核心的設計-集成-銷售鏈發揮著強大的作用。在IC產業方面,目前深圳已經初步形成以龍崗寶龍為核心的IC制造和封裝產業集群,但在IC設計產業集群方面,一直受限于場地。深圳IC基地對深圳IC設計產業的發展提供了很好的孵化和支撐作用。在深圳IC基地的孵化作用下,艾科創新、芯邦、安凱、芯微等一大批企業經過多年大浪淘沙,脫穎而出,形成了一定規模和實力。由于業務發展,很多企業已出現了場地的緊張。很多企業銷售額早已超過深圳IC基地孵化標準,但由于對IC基地服務平臺的依賴,周邊場地都已不好找,目前大都仍集中在深圳IC基地內。目前還有40多家國內外設計企業等待入駐。
按照目前IC設計產業的需求和SMIC建廠帶來的設計企業落戶高峰,以及IC設計企業的共性、聚集性和特殊性要求,當前如何安排這些送上門的IC設計企業成為IC基地的當務之急。建議盡快制定產業集群規劃,啟動建設深圳集成電路設計產業園,建設10萬平米以上的IC設計產業聚集基地,安排現有IC設計企業和吸引外來企業落戶深圳。以國家集成電路設計深圳產業化基地為依托,爭取使該產業園成為“國家集成電路設計產業基地”,并成為承載國家對深圳IC設計產業支持的載體,為地區技術創新和經濟建設貢獻力量。
2.2 進一步優化投融資環境
對于集成電路設計這類高風險、高回報的高新科技行業而言,及時爭取早期資金注入,避免因資金鏈過早斷裂而夭折非常重要。已經出現過很多很好的項目,由于未能渡過企業瓶頸期而失敗的案例。因此,集成電路設計企業非常需要及時了解投融資信息,掌握投融資渠道。深圳和香港都是金融服務業十分發達的地區,具有良好的高新技術企業創業條件。因此應當充分發揮政府、風險投資、金融證券行業的作用,通過搭建IC設計企業與投資企業的良好溝通平臺,促進技術企業與金融企業的合作,為深圳IC設計行業注入強心劑,加速行業快速進步。
2.3 依托整機應用優勢,打造創新應用產業鏈
深圳在通信、計算機、信息家電、消費電子等領域在全國占有重要地位,相關的重要整機廠商云集,這些廠商在相關行業標準的制定中擁有很強的話語權。這些廠商中有的是深圳本土成長起來的企業(如中興通訊、華為、比亞迪、康佳、創維等),有些則是著名企業在深圳地區的分部(如TCL、聯想等)。這些整機廠商既是集成電路的消費者,又是系統需求的定義者,對于集成電路設計行業影響巨大。隨著行業應用的進步,對高端通用芯片和SoC會不斷提出新的需求,為集成電路設計行業帶來新的商機。
通過積極鼓勵整機企業與IC設計企業的聯動,打造創新應用產業鏈,可以實現整機企業和IC設計企業的雙贏,系統廠商可以獲得國內集成電路的核心技術,集成電路企業又可以獲得市場份額,從而使深圳地區在電子行業取得整體優勢。因此應以整機廠商需求為牽引,積極發展適用于新一代整機系統的高端芯片產品,提升深圳IC設計水平,增強深圳整機廠商的核心競爭力。在HDTV、WiMax、3G/4G通信設備和終端、CMMB、衛星電視、上網本等產品領域,深圳都具有取得領先的很大機會。
2.4 積極參與國家集成電路產業創新支撐平臺建設
目前產業面臨的突出問題,就是國產整機企業對國產芯片企業的認可率低,對國內的設計企業知之甚少。如何樹立國產優秀芯片企業的民族品牌,將國產芯片、應用方案盡快推向整機企業,實現產業化應用,是關系到整個IC產業特別是IC設計產業發展的關鍵。
深圳IC基地根據深圳地區優勢和產業特點,積極參加國家集成電路產業創新平臺的“應用推廣服務中心”建設。整合各地和各方面IC推廣應用相關資源,面向重點應用領域,開發和推廣基于國產芯片的整機應用方案,“以用興業”,協助企業將芯片產品推向市場;建設代表優秀國產芯片的“中國芯”品牌,建立“中國芯”產業聯盟,逐步提高國產芯片的市場認可度,以推廣應用突破我國IC產業發展面臨的制約瓶頸。預期目標是建成覆蓋全國重點地區的國產芯片推廣應用服務體系。通過政府引導地方、資源整合共享、優勢互惠互補等方式向設計企業和整機企業提供服務,降低國產芯片的銷售和應用成本,提高整機企業對國產芯片的認可程度,提高國產芯片在IT產品中的占有率,從芯片設計和整機應用兩方面促進企業的自主創新和產品研發,促進IC產業并帶動IT產業跨越式持續快速發展。
為了滿足新形勢下的產業需求,深圳IC基地積極探索服務重點的調整,在最大限度的提高公共技術服務效益上下功夫,做到四個轉變。即:將提供EDA工具服務為主轉變為與產業化相關的IP應用開發技術支持為重,建立以核心IP復用為主的完善的SoC開發平臺;將支持單個企業創業轉變到以建立核心產業鏈和企業的核心競爭力為引導(重點如:數字電視、手機、顯示驅動和消費類關鍵芯片等);將通過資金扶持企業轉為到通過提供關鍵技術服務和市場資源為主要手段的新型綜合服務;將工具推廣技術培訓轉變為系統的職業技能和序列的資格培訓,大量培養基礎扎實動手能力強的實用技術型的設計專業人才;以現有技術服務平臺為依托,將平臺資源和技術服務向芯片應用、系統方案、整機開發等方面擴展,并加強深層次服務。
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借助深圳市高新技術產業發展的政策、環境和機制優勢,探索產業化基地建設和創新創業的新模式,引導企業與基地共同實現集成電路設計產業的專業化、市場化、國際化。專業化是集成電路設計領域實現產業化的基礎之本;市場化是集成電路設計領域實現產業化的動力之源;國際化是集成電路設計領域實現產業化的必由之路。
2.5、繼續完善集成電路產業鏈
針對深圳地區集成電路產業鏈中設計環節突出,制造和封測等環節薄弱的特點,應分層次對集成電路產業鏈進行發展和完善。
(1)優先重點發展IC設計產業
利用現有優勢,以國家集成電路設計深圳產業化基地為依托,繼續加大力度發展集成電路設計產業,并以此帶動IT產業的升級和相關芯片制造項目的落戶。
(2)積極引進發展芯片制造業
完整健全的產業鏈對IC產業的發展無疑是有利的,深圳在芯片制造方面的缺失已經影響到了設計產業的發展,深圳IC設計產業的快速發展已經引起了眾多Foundry廠商的關注,加上深圳巨大的IC消費市場,對芯片廠商有很大的吸引力。中芯國際在武漢、成都的建廠都是用政府的全部資金,但是在深圳的建廠只是取得政府廠房的支持,從中可見深圳市場的優勢。但是我們政府也要從產業長遠發展的角度,積極鼓勵在深圳建設晶圓廠。
(3)鼓勵和扶持測試封裝業
IC設計、制造和封裝測試的同等重要性已經體現在三者的協同設計上,這將成為未來關鍵技術發展的挑戰之一。芯片設計、加工和封裝測試三者互動,已經成為提高產品水平和降低成本的最有力途徑。
針對深圳地區集成電路產業鏈中制造和封測等薄弱環節,需要努力從兩個方面彌補和完善。其一,外引內聯,積極引進和扶持集成電路制造企業在深落戶并在深發展,且要求國外在深圳建設的企業,要為深圳IC 設計產業服務。其二繼續加強制造、測試、封裝相關的第三方咨詢和中介服務,加強與國內外相關企業的聯系,做好服務工作,彌補本地相關服務的不足。
3發展重點:依托公共服務平臺
推動IC設計和整機互動
由于集成電路無處不在,是所有重大和新興產業的核心,例如LED照明和新能源、云計算和移動互聯網、醫療電子和生物醫藥等,因此要發展集成電路產業,要發揮集成電路在各個應用領域的中堅作用,絕對不是只做集成電路設計,而是要組織關鍵技術、核心領域、重大項目的集團作戰,要處理好作為核心的集成電路技術和下游應用產業的關系,大企業和中小企業創新的關系,大企業、大項目和區域產業技術創新體系的關系。在這個過程中,需要充分發揮深圳IC基地和各級聯盟等公共服務平臺的作用,構建以深圳IC基地為組織核心,通過國家、省、市、區各級聯盟的合力,打造從IC設計到系統整機的創新體系。具體包括幾下幾點:
1、圍繞優勢產業,構建IC和整機廠商產業聯盟
深圳在數字電視、平板顯示、通信、移動數字媒體、智能手機等領域已形成了具有很強競爭力的產業鏈,已帶動IC設計企業的聯動發展。目前,在數字電視領域,國微技術、清華力合、國科電子、艾科創新等IC設計企業在業界已有相當地位;平板顯示領域,晶門科技、敦泰科技、天利半導體等企業已有相當規模;在通信領域,海思半導體、中興微電子居國內翹楚;移動數字媒體領域,安凱、愛國者、長運通、比亞迪、艾科創新等企業已有相當影響;智能手機領域,海思、安凱、艾科創新等企業已占據一定市場。
為了加強IC設計和系統整機廠商的創新互動,建議圍繞深圳這些重點領域,構建相關產業聯盟,共同發展壯大。
2、圍繞關鍵技術、重點領域,組織產業鏈聯合攻關。
深圳在消費電子、通信和計算機互聯網方面都有很強的基礎,已經形成了大企業和大產業,但正在發生的3C融合、三網融合使得產業鏈所涉及的環節更長,更加復雜,單個企業很難應對。比如深圳企業在手機方面全球矚目,但在平板電腦、上網本和電子書上面都遇到了阻礙,原因就是未來的3C融合產品涉及內容、運營等很多復雜的產業鏈環節。
因此深圳有必要選擇三網融合這類關鍵技術和重大領域,選定一個或者幾個目標方向,圍繞目標方向的核心技術產品進行分析,分拆展開它的產業鏈,然后圍繞實現這樣一個核心產品的每一個環節,組織重大項目的攻關。
目前國內的項目支持方式大體上有兩種,一種是滿天撒胡椒,誰都給一點,但最后很難出大成績;另一種做法就是選定一家核心企業,重點支持,但劣勢是有可能選錯企業,或者企業的成果最后沒有辦法被產業共享。而聯合攻關結合了兩者的優勢,當目標確定以后,可以對不同環節采取不同的方式。比方說委托重點企業、重點課題組實行重點項目的核心攻關和整合,對于中間的一些關鍵技術可以采取招標的方式,吸引海外團隊、成熟的中小企業,把他們的技術力量圍繞這個來開展項目合作,也可以通過引進技術、消化和創新的方式來完成這樣一個過程。同時,由于涉及產品或者應用的全產業鏈環節,最后產業化變得非常容易。
3、圍繞大企業需求,組織產學研合作和中小企業技術轉移
大企業、大項目對區域經濟和科技創新的帶動作用明顯,為了支持大企業做大做強,國家和地方政府往往給予大企業很多研發資助,也取得了一些效果,但常常存在這些問題:一是資金可能并不一定會用于核心技術研發,甚至有可能用來補充產品成本甚至價格戰,難以監管資金的使用;二是技術轉移和外包的時候,不一定優先考慮本地中小科技企業;三是技術成果只會為單個企業所有,公共效益有限。
為了充分發揮大企業的帶頭作用和輻射效應,扶持做大大企業,可以圍繞幾個選定的大企業所需要的核心技術,組織產學研合作,組織中小企業技術轉移,組織新產品開發。在這種模式下,政府并不是直接向大企業發放資助,而是由政府出一部分資金、企業出一部分資金在企業組建技術平臺,大企業列出其所需要的關鍵技術,由技術平臺向本地中小企業和科研院所產學研合作項目和技術轉移需求。技術平臺由政府委托深圳IC基地和深圳市半導體行業協會這樣的產業促進組織監管,所選定的企業有優先支配權,并不是在排他的,可以在一定的競爭原則下對社會同類企業開放。
這種模式的優點是充分發揮了大企業的整合和帶頭效應,讓本地中小企業零碎的科技成果能夠很好協同產業化,同時對區域相關產業有很好的輻射效應,使得公共研發資助投入效益最大化。
4、做強幾個新興產業,IC設計帶動整機發展
目前深圳的優勢產業為通信和消費電子,除了繼續鞏固在這些領域的優勢外,汽車電子、醫療電子和數字裝備是未來新的增長點。這些領域目前國內外都有很好的市場需求,但關鍵是核心技術缺失造成國內產業發展不起來,例如汽車電子領域對MOSFET和IGBT有大量的需求,而醫療電子也要求高精度的ADC,這些都是本土企業一直難以突破的。因此可以圍繞汽車電子、醫療電子和數字裝備對核心技術的需求,組織產學研合作和攻關,既能滿足行業領先企業的需求,又能夠帶動中小企業的發展。
5、圍繞低碳經濟開發新產品,組織新技術攻關
環保壓力使得低碳經濟成為全球各地關心的熱點和支持發展的重點,低碳經濟的范疇很廣,包括新能源(太陽能/風能/水能等)、智能電網、節能減排應用(樓宇自動化/LED照明)等,涉及的集成電路包括電源管理/LED芯片、電能計量芯片和電力線載波通信芯片等。而在這些領域,深圳有很好的產業基礎,相關企業例如LED驅動和電源管理領域的比亞迪微電子、明微、長運通、華潤半導體、泉芯、輝芒、聯德合微電子、天微、擎茂微電子、方禾集成、博馳信電子等,相關產品有力合微電子的電力線載波通信專用芯片,芯海、銳能微科技、天微電子、聯德合微電子等公司的電能計量芯片。
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這些領域的新技術都還存在一定的瓶頸,例如LED照明領域的效率問題,如果能夠組織企業在這些新興技術領域攻關并實現率先突破,有利于在產業發展初期即占領有利位置。例如LED驅動芯片的生產工藝問題是中國LED照明領域亟待解決的核心問題,只有解決芯片制造所需的600-700V高壓工藝問題,才能讓LED 安全地進入到照明領域。
6、鼓勵垂直整合,打造“虛擬IDM”
由于歷史原因,歐美半導體產業最初以垂直整合(IDM)模式為主,業務覆蓋整機研發、IC設計和IC制造,后來逐漸獨立發展,如西門子分拆出英飛凌,摩托羅拉分拆出飛思卡爾等,目前只有日本一些電子企業仍然是垂直一體化。而中國臺灣和大陸一開始是三者分離,即整機+IC設計(Fabless)+IC制造(foundry)。
根據我們的調研,歐美企業放棄垂直整合的主要原因是,歐美是高成本區域。傳統垂直整合源于壟斷地位,每個環節都有高利潤,可以承擔高成本。但隨著某些環節被日韓甚至中國企業突破,高利潤消失,歐美企業不得不開始放棄垂直整合。一個典型的例子就是,諾基亞開始放棄手機芯片設計,外包給意法半導體。
垂直整合的好處是可以帶動整機和IC設計聯動,IC設計與制造聯動,對目前仍處于發展初期的中國IC設計產業仍然關鍵,例如電(UMC)對臺灣地區IC設計企業的推動作用。而且目前中國是低成本區域,具備發展垂直整合的優勢。
事實上,正是因為缺少IDM的發展歷史,國內IC設計產業與上下游廠商間的聯動機制依然薄弱,特別是IC設計企業與整機廠商間的互動。一方面,由于依賴國外IC,國內整機企業隨著成本優勢的弱化、利潤空間不斷縮小,許多整機企業只能處于附加值最低的加工組裝環節。另一方面,特別是隨著SoC時代的到來,國內IC設計企業進入主要整機產品價值鏈的難度更大。電子信息產業價值鏈在上下游之間出現比較嚴重的斷裂。相比IC設計企業與整機廠商的聯動機制,國內IC設計企業與國內Foundry代工廠商間的聯動則較多些,然而局面沒有得到根本改變。目前,國內IC設計企業提供給國內Foundry的訂單只占Foundry生產線產能的20%,國內Foundry生產線大部分產能依靠國外訂單來填充。金融危機襲來,導致Foundry生產線產能大量閑置。
事實上,與整機結合緊密的IC設計企業近幾年得到快速發展。IC設計產業與整機企業共創產品價值鏈的能力有所增強,突出的例子就是海思、中興微和比亞迪。因此,為了促進國內IC企業做大做強,除了支持IC設計和IC制造同行間的并購和整合外,更需要鼓勵和推動IC設計與上下游廠商間更緊密的合作,打造實體或者虛擬的IDM。
萊迪思MachXO2 PLD系列為低成本低功耗設計樹立了新的標準
萊迪思半導體公司宣布推出其新的MachXO2TM PLD系列,為低密度PLD的設計人員提供了在單個器件中前所未有的低成本,低功耗和高系統集成。嵌入式閃存技術采用了低功耗65納米工藝,與MachXOTM PLD系列相比,MachXO2系列提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲器、降低了100倍以上的靜態功耗并減少了高達30%的成本。此外,在低密度可編程器件應用中的一些常用的功能,如用戶閃存(UFM)、I2C、SPI和定時器/計數器已固化到MachXO2器件中,為設計人員提供了一個適用于大批量、成本敏感設計的"全功能的PLD"。
[STHZ]1[STBZ]專用集成電路設計重點實驗室的實驗教學改革實踐 江蘇省專用集成電路設計重點實驗室（后簡稱“實驗室”）有專職教師20人，承擔南通大學杏林學院集成電路與集成系統專業實驗課程12門，實驗室近三年承擔各級各類科研項目75項，79篇，其中SCI、EI論文43篇，有著良好的科研基礎和科研成果。實驗室老師在實驗教學過程中，注重結合自身的科研方向向學生介紹集成電路相關新技術和新方法，并將計算機建模和仿真的新技術貫穿于專業實驗教學中。比如，在“模擬電路”實驗教學中引入Spice仿真軟件，在“數字電路”實驗教學中引入Quartus軟件等。在設置的探索性實驗課程中，只給學生引出若干思路，學生利用相關軟件可在課堂內外自主練習，在互聯網上查找相關技術資料，設計實驗方案和實驗步驟。通過這種引導，該專業學生對新技術掌握較快，在探索過程中遇到不懂的環節能相互進行探討，主動向教師請教，逐步培養了自主式、合作式的學習習慣。
集成電路設計與集成系統專業培養掌握集成電路基本理論、集成電路設計基本技能，掌握集成電路設計的EDA工具，熟悉電路、計算機、信號處理、通信等相關系統知識，從事集成電路研究、設計、開發及應用，具有一定創新能力的應用型高級集成電路和電子系統集成技術人才。圍繞該培養目標，實驗教學內容上進行了與時俱進的改革。比如將LQFP64封裝建模與仿真分析這一科研案例應用于實驗教學中。實際科研案例的使用使得理論知識變得生動形象，加深了學生對基本理論知識的理解，學生學習興趣和學習動力有了顯著提高，能獨立完成封裝建模、仿真到最后優化的整個流程，為后續專業學習和就業打下牢固的基礎，適應了我校獨立學院“厚基礎，強應用”的人才培養目標[2]。此外，教師緊密結合教學和科研實例編寫教材，根據電路設計相關工作編寫的《電路PSpice仿真實訓教程》被列為教育部高等學校電子電氣基礎教學指導分委員會推薦教材。
從2009年承擔集成電路與集成系統專業課程起，實驗室鼓勵高級職稱人員承擔實驗課程，指導學生開展創新性實驗項目。實驗室教師指導本科生積極參加省級、校級大學生實踐創新訓練計劃、校大學生課外學術科技作品等科技活動，獲批“江蘇省高校大學生實踐創新訓練計劃”2項、南通大學“大學生實踐創新訓練計劃”3項。所指導的集成電路設計與集成系統專業學生的參賽作品入圍第三屆 “華大九天杯”大學生集成電路設計大賽，榮獲三等獎。“華大九天杯”大學生集成電路設計大賽是針對微電子及相關專業在校生的一次專業實踐性賽事，是對我國集成電路設計領域人才培養的一次交流和檢閱。
實驗室成立于2002年，擁有集成電路工藝和器件仿真、集成電路電路仿真與版圖設計、集成電路封裝設計等先進的EDA軟件工具，以及高性能工作站、網絡分析儀、矢量信號發生器、微電材料與器件的光電測試系統、數模混合集成電路測試儀等硬件設備，儀器設備總值達1 000多萬。這些儀器設備均屬于科研儀器設備，由于場地緊、管理人員少，這些科研儀器設備目前還未對本科學生全面開放，主要為教師及研究生使用，僅有少量學生在參與教師的科研項目過程中能接觸使用到部分科研儀器設備，重點實驗室的儀器設備資源優勢在本科實驗教學改革中的作用發揮遠遠不夠。
實驗室圍繞科研發展方向，三年多來先后邀請了中國科學院、北京大學、復旦大學、南京郵電大學、澳大利亞國立格里夫斯大學、美國密西根大學、新加坡南洋理工大學、日本富山縣立大學等國內外知名科研學府的20多位專家學者來校進行講學和交流，實驗室教師也積極準備為學生舉辦專題講座，此外還邀請了企業技術專家來校與師生進行面對面的交流。
2進一步加強科研與實驗教學融合的探索
“授之以魚不如授之以漁”，這要求教師與時俱進的將科研與實驗教學緊密結合，使實驗教學內容更貼近現代科研水平，讓學生掌握有應用價值的知識和方法，培養符合社會實際應用需求的人才。
2.1加強科研新方法新技術在實驗教學中的引入
以培養學生實踐能力、科研能力和自主創新能力為目的進行的實驗教學改革，必須與科研緊密結合，減少驗證性實驗項目，增加綜合性實驗項目，增設創新實驗課程。將科研用到的新方法、新技術逐步引入到實驗教學中，更新實驗教學方法與手段，設置探索性實驗項目來模擬科研全過程。引導學生自己去思考并尋找合理解釋，鼓勵學生查閱相關的參考資料，探索問題產生的真正原因，訓練他們主動分析和獨立解決問題的能力，實現實驗教學與科研新技術、新方法訓練的有機結合。
2.2加強科研內容與實驗教學內容的結合
在實驗教學內容中，除了加強科研新方法、新技術的引入，還需要精選科研中的實際案例，讓學生能真正地體驗科研。依托科研項目來設置綜合性實驗，將成熟的科研成果及時轉化為創新實驗項目，使得實驗內容兼具新穎性和探索性，有利于學生開闊視野，擴展知識面，激發專業熱情。增加科研實例在實驗教學內容中的靈活運用，提高綜合性、設計性、創新實驗的比重，讓學生現在所學所練真正成為日后實際工作中的基礎，學有所得，學有所用。
2.3加強對學生科研創新活動的引導
科技活動作為一種探索性的實踐過程，具有科技性、實踐性和探索性的特點，是培養學生創新素質的最佳切入點。吸收對科研感興趣的學生參與到教師的科研活動中，承擔一部分力所能及的科研課題，通過科研實踐氛圍的熏陶，激發學生的科學研究興趣，引導學生積極探索[3]。鼓勵學生積極申報大學生創新性實驗計劃項目，并為學生進行創新性實驗研究提供條件，如設立“大學生創新基金”。組織學生參加競賽，將本科學生科研創新實驗與競賽結合起來，培養學生的科學精神和創新能力。
2.4加強科研儀器設備在實驗教學中的應用
為了挖 掘科研儀器設備利用的潛力，實現科研與教學資源共享，科研實驗室需要在時間、空間、設備和實驗課題等多方面進行開放。制定相關的規章制度，對本科學生的準入條件、經費支持和科研管理等多個方面加以規范，使得科研儀器設備在教學中也能發揮其優勢，充分拓展現有科研儀器設備的使用范圍，提高儀器設備利用率，同時為學生提供開展科研創新實驗的環境，高質量、高效率地為科研與教學服務。通過優化資源配置，建立資源共享機制，為創新人才的培養提供良好的教學平臺[4]。
2.5加強科研學術講座在本科學生中的普及推廣
學術講座是進行學術交流，提高教學和科研水平的有效手段；是一場師生共贏的集會，有利于營造良好的的學術氛圍。學術講座向師生展示新觀點、新知識和學科最新研究成果，有利于互通有無，開闊學術視野，提升學術層次，傳達團隊協作、學科間聯合創新的重要性，對師生未來的學習工作都有一定的激勵作用，也為學生的職業規劃指引方向。本科學生即使暫時無法理解講座中的高深內涵，但專家學者們思想的潛移默化以及通過后期的學習和鉆研，對個人綜合能力的發展影響深遠。
3結束語
教學和科研是互促的，只有多角度加強雙方的融合，構建教學與科研良性互動的實驗教學模式，才能從根本上實現雙方的可持續性發展，順應高素質創新性人才培養的要求。
參考文獻：
