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集成电路工艺与设计范文1
关键词：高速公路；机电工程；建设；管理；养护
近年来，我国高速公路建设飞速发展，传统管理经营模式已经较难适应社会经济的发展需求。高速公路运营的核心系统是机电系统，机电系统的特点是设备全天候运行、技术要求高、设备复杂、价格高，机电系统的稳定运行直接影响了运营管理的服务水平。在传统的模式下，高速公路机电工程的建设、管理和养护工作过程中，往往将工作重心单一的放在营运期，不能将三者进行有机结合，忽略了高速公路机电工程建设、管理和养护工作的系统性和科学性发展要求。因此必须建立一项综合性的养护与建设相结合的新型管理模式。
一、高速公路机电工程的主要特征
1、技术要求高。高速公路机电系统集成了自动控制技术、通讯技术、电子技术、闭路电视技术、机械工程技术、计算机技术等各种不同的学科，是一项对专业技术要求比较高的综合性建设工程。
2、机电设备分布广泛。高速公路机电系统的分布具有点多线长面广的显著特点，主要集中分布在高速公路沿线地区、高速公路各个收费站、隧道、桥梁和各个高速公路管理控制中心。
3、涉及的相关领域较多。高速公路机电工程的建设、管理和养护工作涉及范围比较广，综合了很多其他相关行业在管理方面的工作，例如电信、环境保护、环境卫生、消防、供水等不同部门，而涉及到其他行业的相关管理问题，则会对高速公路机电工程的建设、管理和养护工作提出一定的要求，从而进行相应的检验工作。
二、高速公路机电工程的建设、管理和养护现状
1、高速公路的建设和运营工作相对独立。目前我国的高速公路机电工程的建设工作和运营工作是互相分开的，从而导致高速公路的建设阶段与运营阶段也是分开的，造成高速公路机电工程的建设工作和运营工作严重脱节，从而导致高速公路机电工程建设与实际的运营要求之间存在很大的差异。
2、高速公路机电工程设备较为分散。高速公路机电工程的工作环境比较恶劣，但是机电技术的发展却越来越快，大部分的国产高速公路机电工程设备已经不能满足实际施工过程中的具体工作要求，而且我国还没有确立一个统一的机电设备管理标准，导致高速公路的管理和养护工作实施难度大[1]。
3、高速公路机电系统养护评价标准与方法缺乏统一标准。目前我国高速公路机电系统的养护都是各个省份各自为政，养护检验标准和体系自成一派，缺乏行业统一的养护评价标准，造成各地方的养护水平参差不齐，同时也会造成高速公路机电建设和养护人才的缺失，相关从业人员的培养渠道可谓五花八门，严重制约机电人才的培养、流动和引进。
三、高速公路机电工程建设、管理和养护工作中存在的问题
（一）高速公路机电工程建设与房屋建设、土地建设工程相互混淆
对机电工程进行设计时，通常情况下都是从机电专业的角度出发，并且对土建工程等建设也提出相应的要求，同时将这种要求全面贯穿于高速公路机电工程建设的各个环节中，但是最终却并没有真正落实到土建工程建设的具体设计方案和施工过程中[2]。
（二）高速公路机电工程的设计要求不符合实际工作情况
高速公路机电工程的设计工作主要包括施工前期的初步设计阶段和招标文件的制定阶段工作两部分，由于不能根据建设施工过程中出现的各种变化和施工要求对施工设计方案进行及时的修改和调整，造成机电工程的设计工作不能对土建工程、供配电工程等实现有效的划分和建设，导致上述工程在实际施工过程中普遍不符合高速公路机电工程建设施工的具体要求。
（三）高速公路机电工程不能协调其他各部门工作
高速公路机电工程的建设施工涉及多个其他行业，例如检测、照明、计算机、土木、电气和机械等，涉及的技术范围比较广，设计方案具有系统性和复杂性。因此高速公路机电工程的建设施工需要协调好其他各部门的工作。
四、高速公路机电工程建设、管理和养护工作的改善措施
（一）提高工程建设质量，加强对高速公路机电工程建设的管理
加强机电工程建设的管理工作在我国高速公路建设发展过程中发挥重要作用，要使机电工程各个环节工作能够实现规范化和标准化，必须做好机电工程施工前期的施工准备工作，严格遵守施工合同中的安装材料数量和质量、机电安装要求等具体标准规范，全面掌握在机电工程施工过程中对机电安装质量有影响的因素，做好相关防范工作。同时加强对机电工程安装施工的管理工作，加强对机电工程质量标准和安装技术的管理工作，根据施工合同和施工设计要求，对相关工作人员的操作水平和安装流程进行规范和检查[3]。
（二）抓住施工协调重点，建立科学合理的协调管理体系
在高速公路机电工程建设施工过程中，通常比较重视各施工单位之间的矛盾处理，但是机电工程建设施工的重点是处理好相关监理部门和业主之间的管理。机电工程的相关管理人员应该争取得到公司领导的大力支持，建立科学合理的协调管理体系，明确划分工作界面和职责，实现业主和监理部门之间的分工合作，使各部门负责人能够明确自身的职责所在，大力提高相关部门的工作积极性，全面落实各部门之间的协调工作任务。
（三）结合营运管理需要，做好机电工程施工前的准备工作
及时确定机电工程建设相关的工作人员和管理人员，并组织相关人员对设计文件进行详细的解读。加大调查研究力度，全面掌握机电工程的施工进度和相关界面的设计方案，指导设计单位对招标文件进行编制，实现操作技术的规范化。同时要注重与营运管理需求相结合，邀请熟悉营运管理规范的专家参与设计或征询意见，最大程度实现建设与营运的无缝过渡。相关设计部门应该做好机电工程施工过程中的技术服务工作，做好工程施工现场的技术协调工作，对各工程界面的设计工作进行检查。
（四）协调促进行业发展，加强机电从业人员的培养。
笔者认为加强高速公路机电系统行业标准化建设非常重要，确定相关的机电工程建设标准、养护标准对于我国高速公路机电系统、相关智能交通发展具有非常重要的意义。将有利于建设期与营运期工作的协调统一，有利于机电建设、养护规范化和标准化发展，更加有利于建设、管理与养护综合性人才的培养。
结语：
高速公路机电工程的建设、管理和养护工作是一项系统性、复杂性的工程，做好机电系统的建设、管理和养护工作，应该重点从工程建设的整个过程入手，结合营运管理和养护需要，采取相应的措施，做好各个环节的管理和协调工作，注重综合性人才的培养，促进机电工程科学化、规范化管理，从而实现高速公路快速、安全和畅通，促进我国高速公路经济效益和社会效益的大力提高。
参考文献：
[1] 李峰.高速公路机电工程建设、管理与养护一体化探讨[J].现代物业・新建设，2014，（10）：72-73.
集成电路工艺与设计范文2
当今社会是信息化发展迅猛的社会，各种高新技术不断涌现出来，通信系统显得尤为重要，通信系统与集成电路已经密不可分了。如何利用集成电路工艺设计出高性能的集成电路是电子信息技术产业急需解决的问题。该文将要简要介绍光纤通信光电集成电路工艺设计分析。
关键词：
现代；光纤通信；光电集成；路集成电路；设计分析
随着国家的发展，社会的进步，人类的生活已经离不开通信方式了，各种各样的交流活动都是需要通讯的传递的。不管我们通过何种方式、何种途径，只要将我们想要传递的信息传递到另外一个地方，就是称为通信。古代所传递信息的方式方法也是多种多样的。但是它们相对来说特别落后，时间也会非常地久。而现代的通信方式中，电话通信是应用最广泛的一种。
1什么是光纤通信
近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的全面开放，光纤通信的发展呈现了一番全新的景象。所谓光纤通信就是一种以光线为传媒的通信方式，利用广播实现信息的传送。光纤通讯就是以光导纤维作为信号传输介质的通讯系统。具有抗干扰性好，超高带宽等特点。如今社会我们使用的光纤通信有许多的优点，例如，它可以传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，这样一来，节约了许多资源和能源，有利于资源合理地开发和使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，同时它也可以用在特殊环境或者军事行动中。光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。随着信息技术传输速度日益更新，光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用，大大提高了整个控制系统的反应速度，使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。
2集成电路的实现
集成工艺技术也就是在最近的一二十年取得了飞速的发展。随着元器件尺寸大小的不断减小，集成电路的集成速度也在不断地提高。发展迅速的集成电路工艺技术为通信系统的发展奠定了坚实的基础。当下，利用光电集成电路实现的光的发射和接收装置已经被各个实验室所广泛使用。光电集成电路在单片上集成的光和电元件越来越多了，这就是光电集成电路速度越来越快的原因。
3光纤通信现状
光纤通信技术的发展带动了光纤产业的进步。想要实现光发射与光电集成电路是非常容易的，但是想要实现高速系统的混合集成是非常困难的。由于毫米波信号是狭窄的，所以可以使用混合集成工艺来实现毫米波系统，我们可以这样来设计集成电路及其组成部分，使其波段上的输入和输出阻抗保持在大约50欧姆左右，即使用50欧姆的传输线来连接元器件和集成电路。此外，例如激光驱动、时钟恢复、数据判决、复接、光接收放大等各种类型的模拟、数字、混合集成电路依然可以轻松实现，这是因为电路也可以设计成输入输出是50欧姆的阻抗。想要利用混合方法实现高速光发射机与接收机的真正困难所在是激光二极管和光检测器的阻抗不是50欧姆。尤其是激光二极管，他的非线性无法进行混合集成的。没有合适的匹配网络将基带数据信号从激光二极管连接到驱动器或者从光检测器连接到前置放大器上，就会大大地降低了系统的操作性能。这样相比利用光发送和光接收的集成电路来实现是十分简便的。利用光集成电路实现光发射和接收不仅可靠性高而且成本低。但是用光电集成电路也是具有一定的挑战性的，制作光元件和电子电路所需要的材料是存在一定的差别的。现在制造高速光发射和接受光电集成电路在光传输系统中是十分必要的。这个设计工艺的难点在于要形成材料，即适合制造光电器件和电子电路所需要的制作材料，此外还要设计出光电集成电路。现实很残酷，大家仍需努力。
4光电集成电路
光发射机光电集成电路一般是由同一底上的激光二极管和驱动电路构成的。集成电路其中包括了电子元器件结构的生长、激光、激光二极管、电阻器、晶体管等电子元件的制造，其中光电元件和金属化连接是比较困难的。在外延生长的衬底上，大概需要三个工序来集成光电集成电路，分别为制作激光二极管、制作电子电路、进行光电元件之间的连接。首先要制作激光二极管，激光二极管的P型区域欧姆接触层通过蒸发形成金属状态，随后利用光刻法来生成激光二极管的大概区间，然后进行湿法刻蚀形成接触激光二极管的N区区间，最后在活性离子刻蚀体系中完成刻蚀过程，直到遇到AGAAS层后停止刻蚀过程。AGAAS层能隔离电子电路机构和激光结构，形成一种薄膜电阻，从而形成第一金属层和空气桥两个连接层。我们通常采用空气桥连接激光二极管的P区，采用第一金属层连接激光二极管的N区，这样就能很好地实现激光二极管和电子电路层的连接。这就实现了一个量子激光器的光电集成电路了。制作光电集成电路的芯片也是存在一定的难度的，目前端面反射激光镜的干腐蚀技术尚未成熟，只能用解离的方法来完成，所以说集成激光驱动器电路还有很大的空间有待开发。光电集成电路分别是由光检测器、前置放大器以及主放大器构成的，这其中包括数据判决器、时钟恢复和分接电路。光检测器的集成是光电集成电路中最重要的一个部分，而金属-半导体-金属光检测器（MSM）因为只需要少步骤的追加工艺，和如名字一般较为实惠且广泛的材料在雪崩类型光电检测器和p-i-n被广泛运用的同时也被单片集成光接收机广泛的使用着。在设计中第一级为基本放大单元，是共源放大电路且带有源负载，电阻的反馈由电压并联负反馈，电平位移级使用的是两级源级跟随器，它被接入到后面，与此同时，又需要引进一个肖特基二极管，这样就起到了一个降低反馈点的直流电平所特需的水平的作用，达到了这样一个效果后，在偏低压的条件下，电路同样可以正常工作。
5主要工艺流程
第一步，我们要准备好充足的材料，对材料进行结构和参数方面的设计计算，并确定材料的外延生长，来确定集成方式及集成所需要的元器件。第二步，对PD台面进行腐蚀，首先腐蚀掉INP层露出HEMT的帽层，把MSM保留在芯片上，即通过把PD台面以外的PD层材料腐蚀掉来露出HEMT层。第三步就是进行器件的隔离工作，仍然使用台面腐蚀的办法将HEMT和PD元器件之间隔离起来，想要实现比较好的隔离效果就一定要准确的腐蚀到半绝缘衬底上。最后就是保护芯片的工作了，在芯片表面沉淀一层介质，这样不仅保护了芯片表面还成为了源漏的辅助剥离介质。
6结束语
光纤通信技术作为通信产业中的支柱，是我们现如今社会中使用最多的通信方式。即使在现在的社会当中，光纤通信技术得到了十分稳定有效的发展，但是现在科技发展如此之快，越来越多的新技术涌现出来，我国的通信技术水平也得到了明显的改善与提高，光纤通信的使用范围和价值也在悄悄地扩张。但是光纤通信技术为了迎合网络时代，必须有更高层次的发展，才能占据市场的主流地位。我相信随着光通信技术更加深入地发展，光纤通信一定会对整个通信行业甚至社会的进步起到举足轻重的作用。
参考文献：
[1]付雪涛.集成电路工艺化学品标准体系探讨[J].信息技术与标准化,2013(Z1).
[2]白晋军,李鸿强.浅谈多媒体技术在集成电路工艺教学过程中的利与弊[J].教育教学论坛,2013(42).
[3]汤乃云.“集成电路工艺原理”课程建设与教学改革探讨[J].中国电力教育,2012(29).
[4]李琦,赵秋明,段吉海.工程教育背景下“集成电路工艺”的教学探索[J].中国电子教育,2011(01).
集成电路工艺与设计范文3
关键词： 集成电路；放电保护；电源钳位
1ESD保护电路
随着超大规模集成电路工艺技术的不断提高，集成电路的静电放电（Elect rostaticDischarge，ESD）保护电路的设计越来越受到了电路设计者的重视。ESD保护电路是为芯片电路提供静电电流的放电路径，以避免静电将内部电路击穿。由于静电一般来自外界，例如人体、机器，因此ESD保护电路通常在芯片的压焊盘（PAD）的周围。输出压焊盘一般与驱动电路相连，即与大尺寸的PMOS和NMOS管的漏极相连，因此这类器件本身可以用于ESD保护放电，一般情况下为了保险，输出端也加ESD保护电路；而输入压焊盘一般连接到MOS管的栅极上，因此在芯片的输入端，必须加ESD保护电路。 另外，在芯片的电源（Udd）和地（Uss）端口上也要加ESD保护电路，以保证ESD电流可以从Udd安全地释放到Uss。对于高压工艺上电路的ESD保护主要有下面两个难题需要解决：一是高压晶体管器件的均匀导通性，二是电源钳位模块的闩缩效应。
2实现高压器件或芯片的静电放电保护分析
在显示器驱动芯片，电源管理芯片以及汽车电子等应用中，芯片的工作电压通常比较高，达到20V-40V甚至更高。这些芯片的设计需要选取击穿电压比较高的高压晶体管。实现对这些高压器件或芯片的静电放电保护将遇到下面的难题。
实现高压工艺应用中静电保护的一个难题是高压晶体管器件的均匀导通性。通常在低压工艺中，栅极接地类型NMOS器件（ggNMOS）结构被广泛用来保护内部核心线路。而多指条（multi-finger）并联的ggNMOS结构可以用来倍增其静电保护能力级别，从而实现预期ESD保护指标。对于高压晶体管，其一次击穿电压远大于二次击穿电压（vt2
实现高压工艺应用中静电保护的另一个难题就是如何避免电源钳位电路中闩锁效应的发生。高压NMOS器件通常都有较高的触发电压和较低的钳位电压。基于高压工艺的集成电路通常工作在20V甚至40V或更高的工作电压中，如果应用于VDD和GND之间的电路钳位电压比电路工作电压要小的时候。外部噪声出现在电路的端口上，将电源和地之间的钳位模块误触发，并形成一个低电阻通路。当钳位电压小于电路工作电压的时候，电源和地之间的低阻导通状态将一直保持住，从而形成闩缩效应，最终将导致该部分电路被烧毁。
3一种应用于高压工艺集成电路中电源钳位的器件结构设计
图1是有二极管Dp，Dn以及电源钳位模块组成的全芯片保护结构图。为了避免因外接噪声导致的电源钳位模块闩缩效应的发生，通常需要设计的钳位模块钳位电压值高于电路正常工作电压。另外就是要避免选用高压晶体管器件，因为高压晶体管器件的非均匀导通问题限制了其ESD保护能力的提升。
利用级联多个SCR器件级联的结构来实现较高的钳位电压值。通常单个SCR器件的钳位电压值非常小，在1V到2V范围之间，对于这样普通的SCR结构，即使多个级联在一起，整体结构的钳位电压将还是很小。本设计中，用一种高钳位电压值的SCR器件结构将会被选取作为级联的基本单元。
图2是一个常见的双阱工艺的SCR器件结构。其在N-Well和P-Well交界的地方，P+型掺杂将别注入，形成一个桥状区域连接N-Well和P-Well。该结构将改变传统SCR结构的正向击穿电压，从N-Well/P-Well结击穿电压值（18V-20V）降低到N-Well/P+结击穿电压 （8V-12V）。采取这种低触发电压的SCR结构，便于后面的多个SCR级联结构设计。该类型SCR器件的钳位电压值可以通过调节D3和D4的尺寸，来实现高钳位电压。选取合适的D3和D4值，可以使得SCR的钳位电压逐渐接近触发电压，达到8V到12V范围。
图3分别给出了不同个数SCR器件级联结构示意图。以两级SCR器件级联结构为例，将第一级的负极(Cathode)和第二级的正极(Anode)通过金属连接在一起，保留第一级SCR器件的Anode作为级联结构的Anode，保留第二级SCR器件的Cathode作为级联结构的Cathode。
图4是不同级联级数SCR器件的TLP测试特性。随着级联级数的倍增，级联器件的触发电压值以及钳位电压值也跟着倍增。选取合适的SCR级联个数，可以实现无闩缩效应的电源钳位模块设计。比如选取四级SCR级联，其钳位电压将达到45V，可以应用在电源工作电压为40V的高压应用中的ESD保护。
4结语
本文提出的一种新型SCR结构用来提升单个SCR器件结构的钳位电压。该结构将传统SCR器件寄生BJT的发射极（寄生PNP的P+发射级和寄生NPN的N+发射级）在器件的纵向替换成P+和N+掺杂交替的方式。新型SCR器件的钳位电压将得到很大提升，选取合适的P+和N+掺杂面积比例，可以调整钳位电压的大小，使得钳位电压值高于电路正常工作电压范围，从而有效避免闩缩效应的发生。该发明在实际应用中，需要选取合适的参数：正极到负极之间的距离，N+和P+掺杂的面积比例。
相对于级联FOD，MOSFET的结构而言，选取级联SCR器件的最大优点是，其单位面积静电防护能力非常高，可以使得设计面积得到优化。上面单个SCR器件的宽度为50um，其不同级数级联SCR的二次击穿电流都接近2A，人体模式（HBM）静电保护能力将会接近3KV（2A*1500ohm）。从而达到优化芯片面积的目的。
参考文献：
集成电路工艺与设计范文4
关键词：电子科学与技术；本科培养方案；课程设置；办学特色
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0070-02
21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用，也对人才的培养提出了更高的要求。因此，本文从人才的社会需求出发，结合我校实际情况，进行了本科专业培养方案的改革探索，并详细介绍了培养方案的制定情况。
一、人才的社会需求情况
目前，我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业，市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均，分类较细，且发展变化较快。另外，电子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多的是小公司和小企业；既有国有企业和私营企业，更有合资、独资的外企。因此，社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。
二、专业的培养目标和定位
本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识，熟练实验技能，能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能，有较强的工程实践能力，能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色，依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则，培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。
三、本科培养方案制定的思路
电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求，以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力，使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面，光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。
四、本科培养方案的改革探索
要实现电子科学与技术专业的培养目标，适应电子信息产业的不断发展，并结合我校学科发展方向和特色，对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究，并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研，最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案，主要内容如下：
1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时，根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下，专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块，下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程，到大三时根据自己的兴趣选择专业方向，选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求，因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块，每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。
2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础，因此，在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外，增加了与专业相关的课程，如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程，删减了原先与物理类相关的一些课程，如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等，并删减了一些计算机软件类课程，如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块，两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。
3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分，微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向，开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向，开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验，通过加强实验环节，训练学生的动手操作能力，增强学生的理论知识。
五、与省内外专业人才培养的区别
具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区，服务于不同的区域经济，这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系，也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面：
1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个国家级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室，人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业，培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。
2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力，在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力，开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程，以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统，从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力，开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程，以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力，开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力，开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程，以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力，开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程，以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。
3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。
参考文献：
[1]陈鹤鸣，范红，施伟华，徐宁.电子科学与技术本科人才培养方案的改革与探索[A]//电子高等教育年会2005年学术年会论文集[C].17-20.
集成电路工艺与设计范文5
[关键词]集成电路，布图设计，知识产权，集成电路保护法
集成电路是微电子技术的核心，是现代电子信息技术的基础。集成电路的应用极为广泛，计算机、通讯设备、家用电器等几乎所有的电子产品都离不开集成电路。自20 世纪后半叶以来，集成电路工业在许多国家的国民经济中发挥着越来越重要的作用。我国当前也十分重视集成电路工业的发展。
2000 年6 月27 日，国务院颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》提出：“集成电路设计产品视同软件产品，受知识产权方面的法律保护。”①但我国现在还没有类似《计算机软件保护条例》那样的单行法规用来保护集成电路设计产品。而利用现有的知识产权法律，是将集成电路设计产品作为作品用著作权法来保护，还是将之作为发明用专利法来保护？ 这个问题我国尚无明确规定，还需要根据集成电路设计产品的性质和特点，来确定其应适用的法律。
本文对集成电路设计产品的性质和特点进行分析，不仅符合我国当前大力发展集成电路工业及即将加入世界贸易组织的形势需要，也希望能为我国制订集成电路保护法提供一些立法参考。
一、集成电路布图设计的知识产权性质和特点
集成电路设计产品，指的是集成电路生产过程中的布图设计这一中间产品。布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，它的开发费用一般要占集成电路产品总投资的一半以上。不法厂商抄袭他人的布图设计，就能仿造出相同的集成电路产品，而其成本却比原开发者的少得多。这种抄袭行为严重损害了产品开发者的利益，而传统的物权法却对之束手无策。这是因为布图设计具有无形财产的性质特点，必须利用知识产权法予以保护。发达国家的立法部门出于对集成电路工业的关注，于20 世纪70 年代末开始研究对布图设计给予专有权的法律问题。20 世纪80 年代，美国、日本等集成电路工业发达的国家陆续颁布法律，保护布图设计权，将集成电路布图设计保护法作为知识产权法中的一个新的部门。20世纪90 年代中期，我国已开始起草集成电路布图设计保护法，但由于种种原因，至今尚未颁布。从目前的形势看，我国需要在知识产权法律体系中增加这部法规。布图设计是独立的知识产权客体，其性质和特点表现为以下方面：
（一） 布图设计是智力劳动的成果
集成电路（ Integrated Circuits） 英文简称IC ，也有人习惯将之称为芯片。通俗地说，集成电路就是一种电子电路产品，它的各种元件集成在一个固体材料中并作为一个整体单位来执行某种电子功能。这种电路高度集成地组合和联结若干电子元件，缩小电路的尺寸，加速电路的工作速度，降低电路成本和功耗。
集成电路布图设计，简称布图设计（Layout Design） ，是指集成电路中多个元件，其中至少有一个是有源元件和其部分或全部集成电路互连的三维配置，或者是为集成电路的制造而准备的这样的三维配置。②通俗地说，布图设计就是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的几何图形排列和连接的布局设计。
布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，设计工程师们根据集成电路所要执行的功能设计集成电路的结构。布图设计是艺术创造力与精密的电子工程技术融合的产物。在设计中，设计人员借助计算机模拟，把数以千万计的线路组成部分一而再、再而三地调整位置，安排这些线路的组合，使一个芯片中能包含更多的元件，具有更强大的功能，以求生产效率的最大化和芯片体积的最小化。在早期的集成电路生产中，布图设计被绘制在掩膜上。掩膜（Mask） 如同一张摄影底片，是将要置放到芯片中的线路的底片。布图设计固定在掩膜上，该掩膜就成为制造芯片的模版，是制造集成电路的中间产品。这种掩膜也曾是工业间谍千方百计想要窃取的目标。③随着科技的发展，目前的集成电路布图设计更多的是以编码方式储存于磁盘、磁带等介质生产集成电路已经有些过时了。
从上述布图设计的创作过程可以看出，布图设计是设计工程师们根据集成电路所要执行的功能而设计的集成电路的结构，它无疑是智力劳动的产物。
（二） 布图设计是无形的
布图设计是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的排列和连接的布局设计。布图设计可以固定在磁盘或掩膜上，也可以固定在集成电路产品中，但这些磁盘或集成电路只是它的物质载体，布图设计本身是无形的。这就如同作品可以固定在书本或磁盘上，而作品本身是无形的。布图设计的无形性特点，是它成为知识产权客体的主要原因。
布图设计虽然是无形的，但它也同其他无形财产一样，具有客观表现形式和可复制性。布图设计若要得到法律的保护，也必须具有一定的表现形式，必须固定于某种物质载体上，为人们感知，并可以复制。在集成电路产品的生产中，布图设计被固定于磁盘或掩膜中，并被大量复制于集成电路产品内。
（三） 布图设计具有创造性和实用性
布图设计只有具有创造性，才受法律保护。已颁布布图设计保护法的国家，一般均在其法律中兼采著作权法的创作性（原创性） 和专利法的创造性和新颖性的要求，又依据布图设计自身的特点而加以变化，确定布图设计的创造性要求。⑤受法律保护的布图设计，要求必须是设计人自己创作的，有自己的独特之处。此点借鉴著作权法的创作性要求。
同时，布图设计的创造性还要求，受法律保护的布图设计，与以往的布图设计相比，要有一定的进步性和新颖性。布图设计要应用于工业实践，若无进步性和新颖性，也就没有予以知识产权保护的必要。不过，布图设计的创造性和新颖性，不必达到专利法要求的标准，只要比以往的布图设计有一定的进步性和不同，就可以得到法律保护。这是因为，集成电路产品的更新换代表现为集成度的不断提高，在同样体积的芯片上布局更多的元件以增强功能、降低能耗。新的集成电路产品，不过是比原来的产品集成度高，不可能是前所未有的，也不大可能达到突出的实质性特点和显著的进步。所以，已颁布集成电路保护法的国家，均不直接采纳专利法中的创造性和新颖性的标准，而是降低要求，以适应实际情况。
集成电路是应用广泛的工业产品，布图设计是其生产过程的一个重要环节，是中间产品，布图设计的实用性是非常明显的。
（四） 布图设计是独立的知识产权客体
布图设计是独立的知识产权客体，有着自己的特点。因而，已颁布集成电路保护法的国家，基本上不引用著作权法或专利法来保护它，而是依据其特点，制订单行法规，将之作为独立的客体予以保护。
美国是当今世界上半导体工业最发达的国家，也是最先对集成电路布图设计予以立法保护的国家。1984 年美国颁布了《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip Products Act”） ，并于1984 年11 月8 日起实施，确认了布图设计专有权。这部法律虽然作为《美国法典》第17 编（版权法） 的最后一章，即第9 章，但它实际上是一个独立的体系，既不属于版权法体系，也不属于专利法体系。布图设计权不是版权，而是作为与版权近似的一项独立的权利（copyright - like） ，受特殊保护（suigeneris potection） .⑥在美国1984 年《半导体芯片产品保护法》的影响下，日本于1985 年5 月31 日颁布了《半导体集成电路的线路布局法》。日本的这部法律在立法体例和内容上均与美国法相似，既不隶属于版权法，也不隶属于专利法，而是自成体例，以单行法规的形式出现。
二、布图设计与其他相关知识产权客体的比较
在众多的知识产权客体中，布图设计与发明、作品较为接近。但它也有与发明等不同的特性。从布图设计与其他相关知识产权客体的比较中，可以进一步分析布图设计的特点。
（一） 布图设计不同于发明
布图设计是科技领域中的一种智力劳动的成果，又直接应用于工业生产，在知识产权诸多客体中，它与发明最接近。但与发明不同的是，布图设计只是中间产品，是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，不具有独立的功能。因而，布图设计不能单独取得专利。
含有布图设计的集成电路产品，组装成能完成一定任务、具有特定功能的零件或设备产品，若具备专利法规定的发明的条件，可以作为发明获得专利。
在实践中之所以不将集成电路产品作为发明，用专利法来保护，原因在于：对集成电路产品而言，取得专利的条件过于严格，只有极少数的集成电路产品能获得专利，而绝大部分集成电路产品缺乏作为专利保护的发明所必需的创造性和新颖性。
集成电路产品的发展，基本表现在不断地提高集成度、节约材料、降低能耗上。现在的集成电路产品，由于工艺水平的提高，集成度越来越高，其体积和外形越来越小。虽然对于设计者来说，将几十万甚至上亿个元件布置在一小片半导体硅晶片上，要花费不少心血，但这种布图设计的创造性水平却不一定能达到专利法所要求的高度，集成度高未必就一定具备专利法上的创造性。在实践中，一些非常先进和尖端的集成电路产品也未能获得专利。
另外，在布图设计中，设计人员常常采用一些现成的单元电路进行组合。这些单元电路在实践中已为人们熟知，其中一些甚至已经是最优化设计，其表现形式是有限的、甚至是唯一的，要追求电路的最佳功能状态只能选择这些已经成型的单元电路，由现有的单元电路模块组合成的集成电路若作为组合发明去申请专利，则大多数难以达到专利法要求的取得意想不到的效果的条件。⑦
（二） 布图设计不同于作品
集成电路的布图设计图纸，可以依照著作权法作为产品设计图纸作品而受到保护。布图设计本身，却不同于作品。布图设计虽然有着与作品类似的创作性和可复制性的特点，但布图设计也有着不同于作品的特点。
布图设计与作品的区别主要有以下几点：
1. 布图设计的表现形式极为有限，而作品的表现形式则是丰富多采的。集成电路由一系列电子元件及连结这些元件的导线所组成，是执行一定电子功能的电路。基于其使用目的，其元件的布局、图形的大小，都由集成电路产品的电参数和生产工艺技术水平决定，因此布图设计的表现形式极为有限。若突破这些限制，由设计师任意发挥，则创作出的布图设计就没有工业实用性。这就不同于著作权法中的一般作品。一般作品是由语言、文字、图形或符号构成的，表现一定的思想。同一思想可以有多种表现形式，著作权法保护的就是思想的表现形式。因此，将有限表达形式的布图设计作为作品看待，显然是不妥的。⑧
2. 布图设计也不适宜直接用著作权法保护。集成电路是一种电子产品，布图设计是其产品制造中的一个环节，因而集成电路及其布图设计是一种纯功利主义的实用物，不符合著作权法关于保护对象的要求。若将布图设计归入绘画、雕塑等造型艺术类作品中，则违背了著作权法的原则。在实践中，美国有人就曾提议修改版权法将布图设计列入绘画和雕塑作品而被拒绝。⑨再者，布图设计不需要作品那样长的保护期。如果将布图设计作为作品来保护，则会因著作权法保护的期限过长而不利于集成电路产业的发展。而且，由于集成电路产品更新换代很快，过长的著作权保护期对之也不必要。另外，若将布图设计列入作品，则在集成电路工业实践中广泛利用的反向工程，就会因其是对作品的复制而被认定为侵权，这不利于集成电路工业的发展。
3. 布图设计不仅要具有创造性（原创性） ，还必须具有先进性和实用性，才能得到法律的保护。依照著作权法，有原创性的作品均受保护，哪怕这种创造性的分量十分微小。著作权法并不要求作品必须有先进性和新颖性。⑩而作为实用产品的集成电路及其布图设计，无先进性就无受保护的必要。
（三） 布图设计不同于技术秘密
含有布图设计的集成电路虽然是一种科技产品，有一定的布图设计技术，但该产品一旦出售，其布图设计就公开了，无法再作为技术秘密予以保护。因为无论采用何种封装技术，持有该集成电路产品的人都可用适当的方法了解和复制其内部的布图设计。
总之，布图设计因其自身具有的独特性，而成为一个独立的知识产权客体。
注释：
[①]《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》第50 条。
[②]参见世界知识产权组织《集成电路知识产权保护条约》第2 条。
[③]参见埃弗雷德·M·罗杰斯、朱迪思、K·拉森：《硅谷热》，范国鹰等译，经济科学出版社1985 年版，第13～27 页。
[④]参见邝心湖：《集成电路技术现状与展望》，《电子知识产权》1993年第期；Christie ，Andrew ， Integrated Circuits andTheir Contents ： International Protection ，London ：Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 3.
[⑤]参见美国1984 年的《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip products Act”） 、日本1985 年的《半导体集成电路的线路布局法》。
[⑥][⑨]See Christie ，Andrew ， Integrated Circuits and Their Contents ： International Protection ，London ： Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 5 ，p. 3.
[⑦]参见郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。
[⑧]参见刘春茂等：《中国民法学·知识产权》，中国人民公安大学出版社1997 年版，第27～28 页；郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。
[⑩]参见德利娅·利普西克：《著作权与邻接权》，联合国教科文组织译，中国对外翻译出版公司2000 年版，第43～44 页。
[⑦][⑨]参见方美琪主编：《电子商务概论》，清华大学出版社1999 年版，第289 页，第294～295 页。
[⑧]参见陈建民：《网络服务者在什么情况下承担侵权责任》， 《电子知识产权》2000 年第5 期。
[10][13][14][27][28]参见薛虹：《网络时代的知识产权法》，法律出版社2000 年版，第270 页，第209～210 页，第270 页，第273页，第272 页。
[11]See White paper ， pp. 114～124.
[15]See DMCA ， art . 512.
[16]See DMCA ， art . 512 （i） .
[17]See DMCA ， art . 512 （a） .
[18]See DMCA ， art . 512 （b） .
[19]See DMCA ， art . 512 （c） .
[20]See DMCA ， art . 512 （d） .
[21]See DMCA ， art . 512 （e） .
[22]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12～15.
[23]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12.
[24]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 13.
[25]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 14.
[26]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 15.
[29][2000]C. T. L. R. ISSUE2NENS SECTION ：NATIONAL REPORTS N - 8.
[30]See Singapore E - Transaction Act （1998） ，sec. 3.
[32]参见《关于审理涉及计算机网络著作权纠纷案件法律适用若干问题的解释》第4条。
集成电路工艺与设计范文6
关键词：上电复位电路；延时；电源检测；阈值电压
中图法分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）04-0090-03
0 引 言
在电子系统上电时，电源通常需要经过比较长的时间才能达到稳定状态。在这个过程中，数字集成电路或数模混合集成电路中的寄存器、控制器等单元的状态是不确定的，这可能会导致芯片不能正常工作[1]。因此需要一种电路在电源上电时，对那些不确定的状态进行初始化，我们通常使用上电复位电路来实现这种功能。然而，随着集成电路工艺的进步，芯片的工作电压越来越低，对POR的性能要求也更高，传统的POR电路越来越难以满足如今的需求[2-5]。本文通过对传统POR的研究，基于0.18 μm设计了一种低压低功耗的上电复位电路，该电路结构也适用于更小特征尺寸的CMOS工艺[8-10]。
1 POR电路介绍
图1（a）所示为传统的片外POR电路，其主要由电阻、电容和二极管构成，电路的时间延迟由RC决定，当电源下电时，反向二极管对电容放电。这种电路的主要缺点是依赖电源的上电速度，在电源的上电速度较慢时，POR电路可能无法正常工作。图1（b）为传统的片上集成POR电路，检测电压由NMOS和PMOS的阈值电压决定，当电源电压高于检测电压时，电流镜对电容充电，当充电电压高于触发器阈值时，电路复位。这种电路的缺点是在电源电压低于阈值电压时，电路也有充电电流存在，会减小电路的延迟时间；其次，管子的阈值电压受工艺、温度影响较大，再计入电源电压的影响，这种电路延迟时间的离散度会非常大。
图2所示的POR电路由带隙基准电压做参考电压，它的检测电压值非常精确，误差通常在5%以内。同时和其他POR相比，延迟时间受工艺、温度、电压的影响也较小。市场上广泛应用的单片POR芯片811/812系列，便采用这种结构。图2电路虽然性能优良，但是在集成电路的器件特征尺寸越来越小、电源电压甚至低于带隙基准的时候，这种结构显然不利于片上集成。
图1 传统POR电路
图2 基于带隙基准的POR
2 POR电路设计
本文设计的POR电路如图3所示，M1～M8构成了电源电压检测电路，其中M1～M4和R1、R2用来产生偏置电流，INV1和M7， M8构成具有迟滞能力的比较器，上电检测点和下电检测点的回差电压大于100 mV。INV2、T1用来产生时间延迟，T1迟滞比较器用来产生复位信号。相比于文献[9，10]的设计，本文POR大大提高了对噪声的免疫能力，同时增加了延迟时间，提高了电路可靠性。
图3 POR电路
当电路启动时，所有节点电压的初始状态为0，在0≤VDD
Ids1=Ids3， Ids3= Ids4， Ids5= Ids6 （1）
Ids4=Vgs1/R1 （2）
Vdet= Vgs1+ Vgs2 （3）
在VDD超过检测电压Vdet时，Vtri迅速拉低，BUF1打开，M9开始对MOS电容Mc充电，当Vc大于T1的阈值电压时，T1输出复位信号。从VDD达到Vdet到T1输出复位信号的时间延迟TD由Ids9、Mc电容和T1阈值电压决定。
在电路下电时，POR的工作过程是上电时的逆过程，由INV1、T7、T8构成的迟滞比较器使得下电检测电压低于上电检测值，其回差电压的大小可以通过改变M7的尺寸调整。当电源电压小于下电检测值时，Vs变为低电平，Vc节点通过BUF1迅速放电到0。由于Vc放电速度远高于充电速度，该POR在上电的时候，即使出现由电源噪声导致检测电路反复触发的现象，Vc依然会保持低电平，这极大的提高了电路对噪声的抗干扰能力。
3 电路仿真
为了模拟POR电路在电源上电时间为1 ms时的工作情况，做不同corner组合的仿真。主要corner的仿真结果如图4所示，仿真数据如表1所列。上电检测电压Vdet由于依赖于NMOS的阈值，随工艺变化较大，仿真结果清晰地表明了这点。
表1 仿真仿真设置 Vdet TD
MOS（tt），Res（tt），1.8 V，27 1.01 V 193 ms
MOS（ss），Res（ff），1.98 V，125 1.22 V 145 ms
MOS（ff），Res（ss），1.68 V，-45 754 mV 232 ms
典型工作条件下，Vdet和TD的蒙特卡洛仿真结果如图5和图6所示，其方差分别为25.76 mV和2.72 ms。
图4 主要corner仿真
图5 上电检测电压蒙特卡洛仿真
图6 TD蒙特卡洛仿真
4 结 语
本文基于0.18 mm工艺设计了一种适用于低电源电压IC的可集成上电复位电路，该POR具有电源上电和掉电检测能力，对电源的上电速度和噪声不敏感，电路总功耗约9 mW。所有corner的仿真结果表明，该电路可实现大于100 ms的延时，蒙特卡洛仿真显示该电路受工艺批次和器件失配影响较小。
参 考 文 献
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