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集成电路设计创新范文1
关键词:送电线路设备组成技术创新架空地线吊线器
中图分类号:U463.62 文献标识码:A 文章编号:
一、引言
顾名思义,送电线路的主要任务就是输送电能。送电线路可以联络各个发电系统(发电厂、变电站、变电所等),并使这些发电系统并列运行,共同构成电网系统,实现国家和地区的电力系统联网。采用送电线路实现的电力系统联网功能,可以很好地完成电力系统之间的功率传递。尤其是高压输电线路,它是电力系统的重要组成部分,是电力工业的大动脉。
我国输电线路的电压从几十伏特到上千伏特分为不同的等级,主要是把由发电系统生产出来的电能,经过升压变压器输送到各个电力系统中区。我们将降压变压器的电力线路,以及各个用电单位的高压电力线路,统称为送电线路。
二、送电线路设备系统概述
概括地讲,送电线路是用绝缘子以及相应的电力金具将架空地线及导线悬空架设于杆塔上,以此来连接各个发电系统,达到实现输送电能的目的。送电线路是一种最基础性的电力设施,它主要由导线、架空地线、绝缘子、电力金具和接地装置等部分组成。
导线的主要功能就是输送电能,因此它必须具有良好的导电性能,同时还应该有足够的机械强度、耐振动疲劳强度和耐化学腐蚀的能力。在送电线路的导线材质上,综合多种因素,目前采用最多的送电线路导线是钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。在形式与结构上,为了减少电晕,最大程度地降低对无线电通信的干扰,从而提高送电线路对电能的传递和输送能力,因此经常采用每相两根或者每相四根导线组成的分裂导线形式。
架空地线并非用于传输电能,但它承担着防雷的重要作用,是保证安全输送电能的关键性措施。从原理上讲,架空地线主要是依靠其对导线的屏蔽功能,以及导线与架空地线之间相互形成的藕合作用,从而减少或避免雷电直接击打送电线路导线,起到避雷防雷的作用。一旦雷电击打到杆塔上,雷电产生的电流能够瞬间经过架空地线分流,大大降低了杆塔顶部的电位,从而提高送电线路设备的避雷防雷水平。从材质上看,目前所采用的架空地线大部分都是镀锌钢绞线,这种架空地线与当前较为普遍的钢芯铝绞线或者钢芯铝合金绞线等良性导体共同使用,可以大大降低不对称短路时的工频过电压,减少潜供电流。
绝缘子是一种将导线固定并悬吊在杆塔上的绝缘物体,它使导线与杆塔之间形成良好的绝缘性。在送电线路工程实例中,经常被采用当做绝缘子的有盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子以及棒形悬式复合绝缘子,可以说,这三种形式的绝缘子各有千秋。盘形瓷质绝缘子是一种由我国自产的瓷质绝缘子,由于它存在着劣化率很高的缺陷,而且还需要特别检测零值,遇到雷击及污闪容易发生掉串事故,在使用过程中也带来了比较繁琐的大量维护性工作,因此目前已经很少被使用。盘形玻璃绝缘子具有零值自爆功能,它在维护过程中不需要进行检测,一旦钢化玻璃体受外界影响发生自爆,其残留的机械强度仍然能够达到破坏拉力的百分之八十以上,依然可以确保送电线路的安全稳定运行。并且,盘形玻璃绝缘子在遇到雷电击打以及污闪损害后,不会发生掉串事故,因此在Ⅰ、Ⅱ级污区得到较为普遍的推广和使用。棒形悬式复合绝缘子具有良好的防污闪性能,它的重量比较轻盈,机械强度较高,不需要进行维护,因此在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。
电力金具是送电线路所使用的铁制或铝制的金属附件,种类繁多,用途各异,比如安装送电线路导线用的各种线夹,组成绝缘子串的各种金属制的挂环,以及连接导线的各种压接管、分裂导线上的各种类型的间隔棒等。在实际运行中,多数电力金具需要承受一定的外界拉力,有的还要同时与送电线路的良好接触,一旦损坏,可能导致线路故障。送电线路的电力金具按其主要性能和用途可分为线夹类、连接类、接续类、防护类和拉线类等。
接地装置主要由连接架空地线的接地引下线及埋入杆塔地里的接地体或接地极组成,它的主要作用是在大地中迅速疏导和扩散雷电产生的电流,以保持线路有一定的耐雷水平。
三、送电线路的技术创新
我国目前普遍使用的送电线路有两种,一种是电力电缆,一种是架空线路。电力电缆主要是将特殊加工制造而成的电缆线铺设在电缆隧道中,或者埋没在地下。在电力系统的主干线路中,一般要采用电力电缆进行大功率电能的传输和分配。电力电缆的基本结构包括导电性良好的线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分,其中线芯是用来输送电能的主要部分,绝缘层的作用是将线芯与大地以及不同相的线芯间进行隔离,屏蔽层的作用包括导体屏蔽和绝缘屏蔽,保护层能够防止电力电缆受到外界的损坏。架空线路一般使用无绝缘的裸导线,并以立于地面的杆塔作为支持物,用绝缘子将送电线路的导线悬架在杆塔上,目前大多数的配电线路、高压输电线路以及全部的超高压和特高压精电线路都采用架空线路。
近几年来,随着我国送电线路的不断改造与优化,对送电线路架空地线等设施的更换与安装工作日益增多。传统的送电线路施工方法主要依靠人力,致使送电线路系统的检修人员作业强度较大,且存在严重的安全隐患,劳动效率低。
在送电线路的检修中,由于各种型号的杆塔支架与展放后的地线间距过小,使得附件架空地线成为一项非常繁重而复杂的工作。为了减轻送电检修人员的劳动强度,提高工作效率,国内已有研究者开发出“架空地线吊线器”,大大提高了送电工人的工作效率。在经过一定的试验之后,结果表明,架空地线吊线器能够减少作业时间,减轻变电工人的劳动强度,为送电专业填补了一项空白。下面,通过对处理架空线的几种工作方法进行分析,与架空地线吊线器进行对比。
处理架空地线是送电专业常见的检修作业项目,它的主要内容是处理架空地线线伤、提线、更换线夹等,主要的作业方法有人力提架空线法、绳索缠绕法和滑车起吊法三种。
第一,人力提架空线法。
这种方法的具体步骤是:由两名登杆作业的电工,采用肩扛的方法,互相配合,承载架空线自重,向上提升一定的高度,将检修后的架空地线放入线夹内。这种传统的方法费时费力,且具有一定的危险性。
第二,绳索缠绕法。
采用这种方法,需要一名电工登杆作业,采用绳索将待提升的架空线绑扎牢靠,利用木板或扳手缠绕绳索,逐渐提升架空地线至线夹,完成起吊,该方法需要绳索有足够的强度,工人需要足够的力气才能完成。
第三,滑车起吊法。
滑车起吊法需要两名电工互相配合,具体是杆塔上一名电工,地面上一名电工。然后由杆塔上的电工将滑车固定在适当位置,将大绳绑扎在架空地线上,地面电工配合,利用滑车起吊钢丝绳。由于地线金具与滑车起吊高度限制,架空地线提升高度不够,相差的-200mm需要人力法完成。
架空地线吊线器总体重量约为2.5公斤,而其使用的效果则是比传统方法提高了70%的工作效率。 并且,架空地线吊线器只需要一名工作人员独立工作,就能够达到事半功倍的良好效果。
该工具设计理念巧妙,操作简单,安全可靠,能够大大节省变电操作的时间,实现降本增效的目标。
参考文献
1.杨国梁.500kV输电线路检修技术分析[J].中小企业管理与科技.2009.
集成电路设计创新范文2
集成电路作为关系国民经济和社会发展全局的基础性和先导性产业,是现代电子信息科技的核心技术,是国家综合实力的重要标志。鉴于我国集成电路市场持续快速的增长,对集成电路设计领域的人员需求也日益增加。集成电路是知识密集型的高技术产业,但人才缺失的问题是影响集成电路产业发展的主要问题之一。据统计,2012年我国对集成电路设计人才的需求是30万人 [1-2]。为加大集成电路专业人才的培养力度,更好地满足集成电路产业的人才需求,2003年教育部实施了“国家集成电路人才培养基地”计划,同时增设了“集成电路设计和集成系统”的本科专业,很多高校都相继开设了相关专业,大力培养集成电路领域高水平的骨干专业技术人才[3]。
黑龙江大学的集成电路设计与集成系统专业自2005年成立以来,从本科教学体系的建立、本科教学内容的制定与实施、师资力量的培养与发展等方面进行不断的探索与完善。本文将结合多年集成电路设计与集成系统专业的本科教学实践经验,以及对相关院校集成电路设计专业本科教学的多方面调研,针对黑龙江大学该专业的本科教学现状进行分析和研究探索,以期提高本科教学水平,切实做好本科专业人才的培养工作。
一、完善课程设置
合理设置课程体系和课程内容,是提高人才培养水平的关键。2009年,黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系,经过这几年教学工作的开展与施行,发现仍存在一些不足之处,于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。
首先,在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排,不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如:在原来的课程设置中,“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础,所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前,对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解,因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握,会影响学生的学习热情及教学效果;而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识,与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中,先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程,将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授,令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解;在随后“数字集成电路设计”课程的学习中,对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手,达到较好的教学效果,同时也避免了内容重复讲授的问题。此外,这样的课程设置安排,将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争,避免因学期课程的设置问题,导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程,从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况,致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后,本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼,在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验,具有较充足的参赛准备,通过团队合作较好地完成大赛的各项环节,赢取良好赛果,为学校、学院及个人争得荣誉,收获宝贵的参赛经验。
其次,适当降低理论课难度,将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上,而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣,让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。
第三,在选择优秀国内外教材进行教学的同时,从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容,激发学生的学习兴趣,实时了解前沿动态,使学生能够积极主动地学习。
二、变革教学理念与模式
CDIO(构思、设计、实施、运行)理念,是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念,将工程创新教育结合课程教学模式,旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。
在实际教学过程中,结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程,基于“逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)”的课题项目开展教学内容,将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联,使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内,以学生为主体、教师为引导的教学模式,令学生“做中学”,让学生有目的地将理论切实应用于实践中,完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程,使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时,通过以小组为单位,进行团队合作,在组内或组间的相互交流与学习中,相互促进提高,培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力,锻炼学生团队工作的能力及创新能力,并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外,该门课程的考核形式也不同,不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分,而是以毕业论文的撰写要求,令每一组提供一份完整翔实的数据报告,锻炼学生撰写论文、数据整理的能力,为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求,不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验,因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验,同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等,进行教学及实践的指导。
三、加强EDA实践教学
首先,根据企业的技术需求,引进目前使用的主流EDA工具软件,让学生在就业前就可以熟练掌握应用,将工程实际和实验教学紧密联系,积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会,为今后竞争打下良好的基础。2009―2015年,黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等,最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况,如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建,实现远程登录,则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要[5]。
其次,根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容,适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析,令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程,在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上,有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼,使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通,为今后就业做好充足的准备。
第三,根据集成电路设计本科理论课程的教学内容,以各应用软件为基础,结合多媒体的教学方法,选取结合于理论课程内容的实例,制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册,如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程,都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件;通过网络平台,使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。
四、搭建校企合作平台
集成电路设计创新范文3
关键词:集成电路设计;版图;CMOS
作者简介:毛剑波(1970-),男,江苏句容人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,副教授;汪涛(1981-),男,河南商城人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,讲师。(安徽?合肥?230009)
基金项目:本文系安徽省高校教研项目(项目编号:20100115)、省级特色专业项目(项目编号:20100062)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)23-0052-02
集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4]
一、集成电路版图设计软件平台
为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6]
集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。
在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。
九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。
二、集成电路版图设计的教学目标
根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。
集成电路设计创新范文4
知识经济时代,社会经济的发展越来越依赖于科学技术的进步,电子信息产业作为高新技术行业,又以集成电路(IntegratedCircuit,IC)的设计为前沿。作为21世纪的朝阳产业,IC设计能力反映了一个国家信息产业的硬实力,深刻地影响着人们生产、生活的方法面面,对于一国的经济社会发展起着举足轻重的作用。随着集成电路的规模依据摩尔定律不断呈指数级别地飞速增长,已经实现可以将整个系统集成到一块单硅芯片上,片上系统(SystemonChip,SoC)的概念应运而生。然而对于大规模的SoC开发,无论从设计的费用、周期还是可靠性方面考虑,传统的方法均已不能满足需求。加之集成电路产业分工的日益细化,外包模式被更多企业采用,出于对商业风险、市场机会和材料成本的考虑,集成电路产业越来越多地使用知识产权核(IntellectualPropertyCore,IPCore)2复用的设计方法。“集成电路设计业已步入IP模块的年代,IP开发、搜索、集成与服务是当前设计业发展的瓶颈,知识产权在集成电路设计业发展中的地位至关重要。”3据中国电子信息产业发展研究院(简称CCID)统计,2007年全球SoC市场已达750亿美元,占国际IC市场的29%,其中全球SoC产品设计85%都采用IP核为主的预定制模块,IP核的销售额达到40亿美元以上4。2012年,国家工信部软件与集成电路促进中心(以下简称CSIP)调研报告显示,移动互联网时代的到来使得全球半导体产业发生着深刻的变化,而且必将会从量变转入质变,其中一个重要的方面就是智能手机和平板电脑产业引发的SoC“核”竞赛。国家集成电路人才培养基地专家预计,到2015年,中国芯片市场规模将超过1万亿元,SoC“IP核”价值将更为可观。5随着我国集成电路产业自主研发产品种类的不断增加,中国IC企业也越来越多地涉足SoC设计,对IP核的需求持续快速增长。CSIP调研显示,截止2011年12月,100%的中国IC企业都使用了第三方提供的IP核,其中34.2%的企业IP核采购支出占预算比例达20%~40%,18.4%的企业IP核采购支出甚至占到了40%以上,整体技术依存度畸高。关于影响国内IP核产业发展的主要因素调查表明,54%的企业认为首要问题是知识产权保护,许多企业不愿意推广自己的IP核,原因几乎一致,主要还是担心知识产权保护不力,辛辛苦苦研发出来的技术被别人盗用或滥用。6由于对如何依靠我国现行知识产权法律保护IP核缺乏了解,除个别IC企业掌握少量自主知识产权的IP核外,绝大多数国内IC企业仍处于技术需求方的弱势地位。不仅如此,“掌握核心技术的很多国外IP核供应商对国内知识产权的保护也表示怀疑,拒绝将该IP核在中国交易”7使得中国IC企业难以获得高质量的IP核,并且动辄被怀疑存在抄袭等侵权行为8,更毋宁说进行技术交流与学习创新。
二、中国集成电路IP核发展的战略措施分析
集成电路设计产业是电子信息产业发展的制高点,集成电路IP核作为集成电路设计的关键性技术成果对于产业的发展意义重大。我国集成电路设计产业遇到的困难主要是缺乏自主知识产权的集成电路IP核,导致IP核对外技术依存度畸高。为此,需要推动我国集成电路设计产业知识产权战略,提升集成电路IP核的开发、获取和保护能力,以促进我国集成电路产业的健康、快速发展。本文认为可以考虑从以下三方面着手:
(一)加强IP核知识产权法律协调保护力度集成电路IP核的知识产权保护方法,国际IP核标准化组织VSIA(虚拟插槽接口联盟)的《IP核保护白皮书》9中归纳了三种保护途径,第一种是依靠知识产权法律的“威慑”作用防止IP核被非法传播与使用,否则将借助司法程序予以制裁。第二种是借助合同、契约等方式,如通过许可证协议等方式阻止IP核被非授权性使用,以达到“防卫”的效果。第三种则是通过水印和指纹等技术手段,对IP核的合法性进行“检测”和追踪。我国借鉴了VSIA的相关方案,相继制定了《集成电路IP核保护大纲》等11项行业标准,但如上述国家机构的一系列调研报告表明的情况实施效果不甚理想。究其原因,主要是《集成电路布图设计保护条例》(以下简称《IC条例》)制订后保护思路的单一与保护力度的松懈。2001年《IC条例》的颁布让业界普遍认为依靠《IC条例》就足以解决集成电路设计保护方面的所有问题。实则不然,鉴于集成电路IP核技术的复杂性与侵权的隐蔽性,集成电路IP核的知识产权保护通常较为困难。技术上,IP核已经发展到系统级别,依据设计流程上的区别可细分为多个类别。按照《IC条例》的规定只能对其中部分形式的IP核进行保护,却容易忽视其它类别的IP核可以纳入《著作权法》《专利法》《反不正当竞争法》等的保护范围10,造成我国大量IP核创新成果的知识产权保护缺失。结合产业和技术发展,加强IP核知识产权法律间的协调保护力度,提升企业等创新主体的IP核知识产权保护意识和保护能力,无疑将有助于促进我国自主知识产权IP核数量的增加和设计质量的提高。另外,有担心加强IP核知识产权法律保护力度可能会更有利于跨国公司而不利于我国本土企业IP核知识产权获取,实际大可不必。集成电路IP核等信息产业知识产权领域的一个显著特点就是容易出现相互制约的知识产权。只要我国企业能够凭借后发优势获得一定数量的IP核知识产权,特别是如果能够掌握或者突破部分IP核通用或核心技术的知识产权,则能够拥有与跨国公司交叉许可的谈判资本,至少可以大幅要求降低许可使用费用,同时形成良性循环并逐步实现全方位的赶超。值得注意的则是我国《反垄断法》关于知识产权反垄断的配合还需完善,以防止某些跨国公司凭借市场支配地位,通过搭售非必要专利、打包许可过期专利、限制竞争的技术回授等方式,滥用知识产权限制竞争,2015年初我国发生的高通公司垄断案等已经敲响了警钟。从这个意义上讲,加强集成电路设计业的知识产权法律间协调保护力度,不仅要加强对权利人正当利益的保护,还应该加强对于权利人滥用知识产权权利的惩处力度。
(二)加快IP核知识产权海外技术收购步伐全球化时代的知识产权战略不能隅于一国之内,随着我国整体经济实力的增强,中国企业也开始越来越多的迈出国门,参股投资、兼并收购国外的公司企业。中国的集成电路产业也应该部署自己的海外战略,其中尤其应当重视对于所收购企业创新能力的考察,特别是知识产权价值的评估。审时度势地加快IP核知识产权海外技术收购步伐能够帮助我国集成电路设计企业在较短时间内获得自己作为权利人的IP核知识产权。进行IP核跨国收购应对国际上与集成电路设计IP核业务有关的公司情况进行分析判断。目前国际上,与集成电路设计IP核业务有关的公司主要有四大类11:一是以IP核授权或出售为主要赢利途径的专业IP核公司,如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司,如TI、Samsung、Freescale等,由于长期的技术积累,拥有大量供内部重复使用的IP核;三是电子设计自动化(EDA)软件公司,如Synopsys、Cadence、Mentor等,为推广EDA软件,这些公司大都开发了许多可供用户使用的IP核,配合EDA工具一起销售;四是晶圆代工(Foundry)厂,如TSMC、UMC、Charter等,为吸引更多的客户到本公司加工流片,大都提供了包括标准单元库在内的FoundryIP核供客户免费使用。我国集成电路IP核海外收购的主要对象应该是正处于创业期的小型专业IP核公司。大型的集成器件制造企业和电子设计自动化软件公司除非经营遇到极大困难或为调整发展方向欲转售相关业务的,如IBM公司将笔记本业务与相关知识产权转让中国联想,否则一般很难切入收购相关IP核等知识产权。而晶圆代工厂的IP核由于多属于非核心技术且通常免费提供,收购意义也不大。容易忽略的是各国创新孵化器、高技术园区乃至高等院校内的IP核创新成果或知识产权。国外公司对此一直十分重视,据报道,有世界知名的跨国公司就通过其在中国设立的子科技公司,逐个与上海高校科研处签订收购高校发明成果的合作框架协议或合同,而类似的情况还不在少数12。收购相关创新成果一则可以掌握最新技术,二则可以通过知识产权占领被申请国市场,如果是通过PCT申请渠道还可能在多国享有合法的垄断权利,更为重要的是有助于整合国外人才促进本国具有自主知识产权的相关技术研发。中国的IP核海外收购可以学习、借鉴跨国公司的经验和案例,本着互惠互利的原则,以公平合理的价格收购有潜力的国外专业IP核公司。当然在收购中最好聘请优秀的律师事务所、专利事务所和会计师事务所等中介机构进行充分的知识产权风险、价值分析与评估,避免产生不必要地法律纠纷乃至遭遇知识产权的陷阱。
(三)加大IP核知识产权研发保护资金投入集成电路设计是个高投入高风险的行业,属于技术和资本密集型产业。集成电路设计研发费用一般要占到销售额的近15%,而后获取知识产权保护还需要投入一定的经费,更毋宁说进行海外并购等。“我国集成电路产业十年以来科技投入1000多亿元,但相比国际大企业,国内全行业投入只是英特尔公司的1/6。”13加大IP核知识产权研发保护资金投入,对于目前技术积累薄弱、自主知识产权缺乏、融资成本高昂的国内集成电路设计企业而言无异于注入强劲的动力源泉。资本在促进集成电路产业发展的重要性和必要性已经获得认可,通过政府财政引导加股权投资基金协同运作的方式被认为是有效的手段。事实上,美国半导体业融资的主要渠道就是依靠风险投资基金支持。中国台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地就与其六年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系。我国也可以考虑:政府通过一定的政策,配合财政、税收、信贷等措施,引导社会资金投入国内集成电路IP核设计等相关产业,而公司股权、所获得集成电路IP核的知识产权许可使用收益等均可以作为投资回报;或者采用设立投资基金的方式,以基金投资公司为平台,扶持国内集成电路IP核设计企业克服资金短缺的困难、进行技术创新和知识产权保护等工作。2014年6月,由工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部等部门编制,国务院批准的《国家集成电路产业发展推进纲要》正式实施,提出要着力发展集成电路设计业,强化企业创新能力,加强集成电路知识产权的运用和保护。与此同时,继北京之后,上海、武汉、深圳、合肥、沈阳等多地都加速打造地方版IC产业股权投资基金,据悉国家也将投入巨资以促进IC产业发展。相信包括集成电路IP核在内的我国IC业必将产生一大批创新性的技术成果,同时,也为企业加强对相关技术的知识产权保护、完善管理奠定了良好的基础。当然,还可以考虑进一步细化基金支持项目,如果在可能的情况下,有必要建立一个或多个专门针对集成电路IP核等核心技术和知识产权的收购基金,以支持我国集成电路产业的海外技术并购。
三、结语
集成电路设计创新范文5
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.
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[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.
集成电路设计创新范文6
关键词:CDIO;集成电路设计;人才培养模式
中图分类号:640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)03-0062-02
随着经济全球化的飞速发展,现代企业急需高技能人才,企业的用人标准逐渐提高,毕业生的就业形势越来越严峻。同时,又有相当一部分毕业生动手能力差,分析问题、解决问题的能力弱,难以满足社会要求。为了缓解企业人才的需求和大学人才培养模式之间的冲突,国内外各高校都开始积极调整现有的教学模式,提出工程创新教育与课程教学模式相结合的全新理念,即CDIO(构思,设计,实施,运行)理念。它是“做中学”和“以项目作为核心的教育和学习”的集中体现,以产品的生命周期为载体,让学生将理论知识和实践有机结合起来。在CDIO理念的指引下,培养学生的工程能力,通过对项目整个过程的构思、设计、实施和运行作为载体的操作来提高学生的工程实践能力,这些能力包括个人的学术知识,个人的终身学习能力,团队的沟通能力和系统的控制能力等[1]。
作为一门新兴专业,集成电路设计与集成系统专业具有门槛高、内容新、发展快、属于交叉学科、与产业联系紧密、实践性强等一系列突出特点。它还没有像其他专业一样形成完成的知识体系,也没有制定出专业的人才培养规范,导致我国各高校培养出来的集成电路专业人才无法适应现代企业的需要,造成高技能人才的紧缺[2]。因此,研究基于CDIO理念的集成电路设计与集成系统专业人才培养模式,切实做好集成电路设计与集成系统专业的工程教育,改革高校的工程教育模式,培养出能适应经济和社会发展需要的专业人才是十分必要的。
一、集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的局限性
作为具有很强的工程性和实践性的专业,集成电路设计与集成系统专业的人才培养目标应定位于具有较高的工程素质、很强的实践和科研创新技能的高级人才。但由于我国集成电路专业人才培养模式存在局限性,导致企业需求与人才能力相脱节,具体局限性表现如下。
1.教学严重学术化,过分重视学生的理论教育,而轻视实践教育。在教育教学过程中,忽视了学生的自学能力和实际的动手能力,使得教学与实际相脱离。
2.专业课程之间存在知识的冗余,课程内容之间的相关性、相承性、互补性得不到有机整合,使得学生对项目的思路混乱,阻碍了学生构思能力的提升。
3.实验与实践环节缺乏系统的规划,导致实验内容陈旧,实验方法单一,实验模式过于呆板。而实验内容大多为针对理论教材的验证性实验,呆板的实验模式和实验内容很难使学生对学习产生兴趣,不能充分挖掘学生的创新能力。实践环节没有明确的培养目的,缺乏整体规划,实践环节是学生工程实践能力提高的重要环节。因此,实验与实践环节应与教学大纲相辅相成。
4.专业教师缺乏企业管理经验和工程训练能力。大多数教师虽然学位和学历很高,但一直从事教育教学工作,缺少实际工程背景和实践经验,带领并指导学生做实际工程项目时,学生遇到的实际问题得不到很好的解决。
二、基于CDIO理念集成专业的人才培养目标
集成电路设计与集成系统专业旨在培养具有良好的科学素养和国际竞争力,适应社会主义现代化建设需要的高级人才。通过基础与专业、理论与实践相结合的培养模式,培养既具有良好的文化修养和科学素质,又具有坚实的理论基础,同时具有丰富的集成电路开发、设计和工程管理能力的应用型高级人才[3]。通过大学四年的学习,使得集成专业学生毕业后掌握得以下几方面的知识与能力。
1.具有深厚的理论修养、扎实的专业基础知识、开阔的视野和高尚的职业素养。
2.具有良好的科学素养和较强的外语应用能力,对全世界科学和技术的发展动态有敏锐的观察力。
3.具有工程推理与判断、发现问题和解决问题的技能,能够进行科学研究和开发应用实际的项目。
4.具有良好的沟通、组织协调、团队合作的能力。
5.能够掌握集成电路的基本设计原理,熟悉制造工艺,能从事或参与集成领域产品的研究、开发、设计、制造、测试、应用、销售和管理工作。
三、CDIO理念下集成专业的人才培养模式的具体实施
(一)制定基于CDIO理念的专业教学大纲和实验大纲
将CDIO理念融入到专业教学大纲和实验大纲中,结合具体实际的项目制定集成专业课程大纲。大纲应体现以下四个方面的内容:基本技术和理论知识、个人的专职技能、人际交往能力和在现实社会环境中的CDIO能力。因此,制定专业教学大纲时,首先考虑在低年级引入导论课程,使学生对专业前景、发展方向有清晰的认识和了解。其次,要充分考虑课程导论与其他相关课程之间的内在关系。考虑课程的教学对象与教学目标、课程的内容、学时具体分配及主要的教学方法、实践环节的要求、课程与教师考核等问题。大纲制定过程中,自始至终都要充分体现CDIO理念、本专业的教学课程同企业项目之间的紧密关系。在制定实验大纲时要结合教学大纲,明确实验目的,将每门课程的实验按照基础类型、设计类型、创新类型和综合类型的比例合理划分,充分考虑实验学时、实验内容、使用的工具及具体方法等问题,培养学生的动手能力、创新能力和应用能力。
(二)制定基于CDIO理念的模块化课程体系
按照CDIO理念的教学大纲对学生能力的要求,结合集成专业培养应用型人才的定位,建立了以“基础课程、专业课程、实践课程、核心特色课程”相结合的模块化课程体系[4]。其中,基础课程主要由公共基础课程、素质课程、学科基础课程三部分组成,通过基础课程的学习,使学生具有良好的科学素养和文化修养的同时,又具有坚实的理论基础。专业课程主要包括专业平台课程、专业方向课程,由教师课堂传授专业知识。实践课程主要包括课程设计、生产实习和毕业设计。培养学生具有良好的科学与工程素养,具有较强的自学能力和分析解决问题的能力。核心特色课程主要包括专业选修课程,聘请国内外集成专业资深教授、企业高级人才以实际项目作为案例进行授课。
(三)举办基于CDIO理念的电子设计竞赛
电子设计竞赛是在教师启发引导下,学生通过竞赛来提高自己的自主学习能力、创新实践能力。围绕指定的竞赛题目,或学生以小组形式自主选择的题目,让学生进行构思,设计,实现和运作,将所选题目进行产品化。通过构思,分析客户的需求,预估产品的功能,设计技术方案,制定技术程序,并对小组成员进行分工,细化每个成员的任务。设计的任务主要包括产品的规划、原理设计、技术方案等。以构思和设计为基础,将最终的设计方案转变成实际产品,并对产品进行测试的过程即为产品的实施过程。对产品的运作主要包括对产品的前期程序调试,对系统功能进行改进。通过电子设计竞赛,将CDIO理念的构思、设计、实现和运作融为一个有机的整体,提高学生的工程实践能力,充分培养学生独立发现问题、解决实践问题的能力,培养学生团队合作能力和大系统掌控能力。
(四)基于CDIO理念的教学方法改革
改变传统的教学手段和教学方法,在教育方法上力求做到教师讲授与学生实践相结合,个人学习与团队合作学习相结合,让学生“主动学习”。将案例教学引入到课堂中,采用 “探究式”的授课方法,引导学生主动思考,并分组进行讨论,确定解决问题的方法,给学生创造实验环境去验证方法的可行性[5]。聘请校外专家、学者或企业工程管理人才为学生做专题讲座,进行辅导与授课,并定期派学生到企业去学习与实践锻炼。
(五)加强教师队伍建设,提高教师的CDIO能力
为教师提供去国外或者企业学习与交流的机会,让教师亲自参与到项目实训中,通过与企业项目工程师学习与合作提高教师自身的工程实践能力。聘请集成领域的国内外专家、学者、企业的项目经理、工程管理人员、工程设计人员,与本专业教师共同组建一支“多样性、复合型、高精端、产学研”的师资队伍,一起承担集成专业的人才培养任务。
针对我国目前集成电路设计与集成系统专业工程人才紧缺的现状,本文提出了CDIO理念下的人才培养模式,强调高校学生的专业知识技能和实践创新的工程能力,有效地解决了企业和人才能力相脱节的问题,从而为社会和企业培养更多合格的“专业型、创新型、应用型”的工程人才,更好地推进高等工程教育的改革,使我们的创新实践教育更上一个台阶。
参考文献:
[1]江帆,张春良,王一军,喻萍.CDIO开放教学模式研究[J].教学研究,2012,(2).
[2]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].计算机教育,2008,(22).
[3]方卓红,曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息,2007,(27).