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集成电路的优势范文1
关键词:熔铝炉;蓄热式燃烧技术;优缺点
一、熔铝炉的工艺过程描述
熔铝炉用高效节能的蓄热式烧嘴,使铝及铝合金迅速熔化。固体料熔化之后,将按工艺要求进行配料,然后采用电磁搅拌器对液态铝进行有效、充分的搅拌,以使铝液温度、成分更均匀。熔炼期间也可进行电磁搅拌,可以提高炉子的熔化率。在铝液的成分和温度都符合工艺需求之后,铝水通过转注流槽注入保温炉内,进行精炼、扒渣、静置、调温。铝熔体温度符合铸造工艺要求而且铸造机已达到待铸状态,铝熔体通过流口、流槽流经在线除气、过滤装置后,进行铸造。
二、蓄热燃烧技术的原理
蓄热式烧嘴集燃烧器和蓄热式热交换器于一体,一般采取成对设置,二者交替变换燃烧和排烟工作状态,烧嘴内的蓄热体相应变换放热和吸热状态。成对烧嘴分设于炉膛的A侧和B侧,当B侧烧嘴燃烧时,空气流经积蓄了热量的蓄热体而被加热。与此同时,A侧烧嘴排烟,烟气热量被蓄热体吸收。换向工作后,A侧烧嘴燃烧,空气同样被蓄热体加热,B侧烧嘴排烟,烟气热量被蓄热体吸收。如此周而复始,通过蓄热体这一媒介,出炉烟气的余热被转换为空气的物理热,从而得到回收利用。通过蓄热式烧嘴,烟气排出温度可降至150℃~200℃或更低,空气可预热到1000℃以上,热回收率达到85%以上,温度效率达到90%以上。
蓄热式烧嘴的烟气排出温度为150℃~200℃,基本上达到工艺允许的最低温度。工艺允许的最低排烟温度是烟气露点以上30℃~50℃,如果排烟温度低于烟气露点,烟气中含有的SO2会形成硫酸,对金属废气管道、阀门、引风机等造成腐蚀。因此,排烟温度低至150℃~200℃可以认为烟气余热得到了极限回收。在蓄热式燃烧系统的使用实例中,由于排烟温度过低,废气管道、阀门、引风机等发生腐蚀的现象已不鲜见,因此不能一味追求更低的排烟温度而不顾设备的安全。
三、蓄热式燃烧技术的优缺点
(一)采用蓄热式燃烧技术具有以下优势:
1、是炉温更加均匀。由于燃气和空气在炉膛内半预混办扩散式燃烧,肉眼观察无明显火焰,因此炉温更均匀,而且无局部高温区;由于在每一对蓄热室中都是燃烧侧和排烟侧相隔很短的时间就交替换位,因此不存在烧偏的情况,可使炉子两侧温度均匀。
2、是燃料选择范围更广。用蓄热式燃烧技术,空气预热温度可由过去的400℃~600℃提高到800℃~1100℃。由于燃料的理论燃烧温度大幅度提高,燃料的选择范围更广,特别是可燃用800×4.18kJ/m3以下的低热值燃料,如高炉煤气或其他低热值劣质燃料。
3、是可以大幅度节能。由于烟气经蓄热体后温度降低到150℃以下,将烟气的绝大部分显热传给了助燃空气,实现了烟气余热的极限回收,因此炉子燃料消耗量大幅度降低。
4、是NOx生成量更少。采用传统的节能技术,助燃空气预热温度越高,烟气中NOx含量越大;而采用蓄热式高温空气燃烧技术,在助燃空气预热温度高达800℃的情况下,炉内NOx生成量反而减少。由于蓄热式燃烧是在相对的低氧状态下半预混办扩散式燃烧,没有火焰中心,因此不具备大量生成NOx的条件。烟气中NOx含量低,有利于保护环境。
5、燃烧稳定性好。由于助燃空气温度预热到燃料自燃点以上,燃料一进入炉内就能着火燃烧,提高了自身的稳定性。
6、燃烧区扩大。通过组织炉内低氧气氛燃烧,火焰体积成倍增大,炉内温度场分布更均匀,有利于被加热件的均匀受热。
7、经过蓄热室后的烟气温度较低,烟道和烟囱的内衬可以不采用耐热材料。
(二)蓄热式燃烧技术目前存在的几点不足:
目前,我国的资源和环境问题日益突出,迫切要求高能耗行业全面推行高效、清洁的燃烧技术。蓄热式燃烧技术,又称高温空气燃烧技术,是20世纪90年代在发达国家开始推广的一项新型的燃烧技术,它具有高效烟气余热回收、空气和煤气预热温度高以及低氮氧化物排放的优越性,主要用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门中,并已出现迅猛发展的势头。至今我们已有了自己的一些专利,并且在国内有了相对广泛的应用,取得了相当的经济效益。
关键部件
1、蓄热体
蓄热体是高温空气燃烧技术的关键部件,其主要技术指标如下:
(1)蓄热能力:单位体积蓄热体的蓄热量要大,这样可减小蓄热室的体积,需要通过材料的比热CP来衡量。(2)换热速度:材料的导热系数λ可以反映固体内部热量传递的快慢,导热系数大可以迅速地将热量由表面传至中心,充分发挥蓄热室的能力;高温时,材料辐射率可表征气体介质与蜂窝体热交换的强弱。(3)热震稳定性:蓄热体需要在反复加热和冷却的工况下运行,在巨大温差和高频变换的作用下,很容易脆裂、破碎和变形等,导致气流通道堵塞,压力损失加大,甚至无法继续工作。(4)抗氧化和腐蚀性:有些材料在一定的温度和气氛下发生氧化和腐蚀,会堵塞气体通道,增加流通阻力。(5)压力损失:在气体通过蜂窝体通道时,会产生摩擦阻力损失,在流经两块蜂窝体交界面时因流通面积突变和各个通道之间可能发生交错而产生局部阻力损失;前者对传热有利,后者对传热是不利的,因此应尽力减少局部阻力损失来降低风机的动力消耗。(6)经济性:它是一个重要的指标,一种蜂窝体如果各种性能都好,但成本很高,推广和应用会受到限制。
2、换向阀
由于必须在一定的时间间隔内实现空气、燃气与烟气的频繁切换,换向阀也成为与余热回收率密切相关的关键部件之一。尽管经换热后的烟气温度很低,对换向阀材料无特殊要求,但必须考虑换向阀的工作寿命和可靠性。因为烟气中含有较多的微小粉尘以及频繁动作,势必对部件造成磨损,这些因素应当在选用换向阀时加以考虑。如果出现阀门密封不严、压力损失过大、体积过大、密封材料不易更换、动作速度慢等问题,会影响系统的使用性能和节能效果。
3、烧嘴
烧嘴的设计原则是不能让空气和燃气混合得太快,这样容易形成局部高温,但也不能混合得太慢,防止煤气在蓄热室出现“二次燃烧”甚至燃烧不充分。为了保证燃料在低氧气氛中燃烧,必须在设计其供给通道时,考虑燃料和空气在空间的扩散、与炉内烟气的混合和射流的角度及深度,而这些参数应根据加热装置尺寸、加热工艺要求、燃料种类、烧嘴大小、预热温度和空煤气压力等因素来确定。
蓄热式燃烧技术又被称为“高温稀薄燃烧”技术。实现这种低氧燃烧的有效途径之一是:合理的布置烧嘴的位置和数量以及各个燃烧单元的相对位置关系和换向方式,有效地组织炉膛内气流的流动,依靠预热后空气和煤气射流的高速卷吸,使炉内产生大量烟气回流。一般来说,射流的速度越大,炉内的卷吸和回流作用越强烈,就越有利于实现低氧的气氛,而这种相对很低的煤气和氧气浓度降低了平均燃烧速度,拓展了燃烧边界,形成了均匀的温度场,并降低了NOx的排放。
集成电路的优势范文2
关键词:山地建筑 供热 采暖 壁挂炉
中图分类号:TU833 文献标识码:A
当您驾车奔驰在北京西六环上享受两旁的青山环绕的时候,也许您会留意到在绿茵后面有数栋建筑隐隐约约耸立着,这不是幻觉。这就是门头沟西六环路寨口矿定向安置房项目。下面先介绍一下本项目前期的准备工作:
由于本项目是西六环拆迁安置用房,地理位置和周边情况比较特殊,其建设的进度及整个设计理念必须征得当地群众的认可,否则将影响西六环建设的顺利进行。经多次现场踏勘调研,发现本项目生活给水系统是可以解决的,在矿区的西侧和北侧均有两口水井,且经相关水务部门检测水质均达标,因之前有过相关设置污水处理站的经验,且经与环保部门磋商,污水经处理达到自然排放标准后可以排至现状泄洪沟。随之而来的问题摆在了面前,采暖热源如何解决?由于本区域无市政热力管网,所以首先想到了自建锅炉房,并进行了理性分析:首先本区域目前无市政燃气管网,虽然六环路建成后会有市政燃气管道经过本区域,但远水解不了近渴,真正通燃气可能是若干年之后的事了,所以建燃气锅炉房的可能性几乎没有。但由于门头沟区的定位为“北京的涵氧区”和“旅游生态区”加之本项目处在生态区的核心位置,所以建燃煤锅炉房的想法直接被区政府否认掉。工期迫在眉睫,后会同相关部门经多次踏勘及论证发现,由于该项目地形复杂每栋楼都是依山而建,相邻两栋楼正负零高差近5米,建集中热源管路热损耗大。于是新的方案浮出水面,即采用分户燃气壁挂炉,气源采用低压液化气,建临时液化天然气调压站,近期采用液化天然气,待远期市政天然气修通后将管道改接至市政天然气,此方案顺利通过,方案的实施过程也很顺利。
本着学习和积累经验的目的,我和有关同志对本项目进行了多次回访调研,对燃气壁挂炉作了一些理性分析,请大家审阅:
通过我的设计和回访使用的体验我觉得分户燃气壁挂炉采暖的优势有以下几点:
真正做到了热计量。
随着中国大众对热的经济概念意识越来越强,热计量成为了必
然趋势。现在的节能规范里面对集中供暖明确要求有分户计量的措施,但是集中供暖分户计量的明确办法现在还没有出来。而真正能够做到分户热计量的,只有这种方式。同时热源是插卡方式的燃气,可以杜绝不交采暖费的现象。
减少热源管网的投资
不管是市政热力还是小区热力,都需要建造锅炉房和配套供热管网。这些东西的初投资比较大,而燃气壁挂炉采暖可省略这方面的初投资。燃气管网方面,由于住宅绝大多数厨房使用燃气,所以燃气调压站、燃气管网都是现有的,虽然燃气的负荷量大了,但相对于减少了热源和热力管网系统,初投资相对燃气的增加要小很多。而且如果建设区域锅炉的话,在小区开发前期的工作中是一件需要解决的问题,笔者在配合规划专业工作时深有体会。锅炉房占用了不少的占地面积,这样会直接影响绿化率,而且锅炉房所在周边会大大的影响环境,规范中锅炉房和其他居住区等人员密集地方也有间距的规定。
运行能量低
后期的维护运营来讲。集中或者区域锅炉需要有专人对锅炉进行运行维护,还要对锅炉进行年检,采暖媒质的输配同时会消耗大量的电能。燃气壁挂炉在运行上节省了不少能量,由用户灵活控制,并不是常年运转的。
使用灵活,舒适度高
一方面燃气壁挂炉使用可同时运行中央热水系统。尤其是在冬季,壁挂炉开启的时候,无论是洗澡洗手甚至是洗衣服,都可以采用热水,而且同时的运行费用相对低很多。另一方面,壁挂炉水温是可以自己控制的,可以同时适应散热器采暖、地板采暖和空调采暖。这样就为使用者提供了更多的采暖备选方案。并结合自己的使用需要和装修灵活使用。还有就是对于北京居民来讲,让人感觉最冷的时候是过渡季天气,较冷却没开始或已停止供暖的时候,尤其是11月初的时候。而燃气壁挂炉由于是用户自己控制的,随时都可以供暖。
能够调动大众对自主节能的积极性,节省采暖费用。
采暖节能的事情说了很多年,想要做到节能,大体上应该有三点:1、建筑设计和施工要符合节能规范;2、热力公司的运行节能;3、大众用户的使用节能。我觉得第三点是最关键的环节。
燃气壁挂炉的节能来讲,除了建筑设计和施工符合节能规范外,大众用户的使用节能是非常重要的。调查发现房屋保温做得好,南向阳台得热量大,在白天室外接近0℃的时候,不开暖气的室内温度最高可达到8℃,室外温度-5℃的时候不开暖气室内能够达到2℃(这是处在边单元,楼上楼下无人居住,只有邻家常年居住的前提得到的)。所以除非外面下雪,周六、日家里有人的时候,白天基本上不开。而夜里居住不需要采暖的房间可以关闭。
调查了将近30户。户型上都是套内面积70平米左右(建筑面积90平米左右)南北通透的住宅,大体上有四种情况:
1、常年不居住。低温供暖防冻,将温度设置在5~10℃。一采暖季下来燃气费用大约为200元左右。
2、夫妻上班族。白天不在家,只有周末和晚上在的时候。一采暖季下来燃气费用大约为不到1000元。
3、老两口退休在家。一采暖季下来燃气费用大约为1600元。
而集中供暖按每建筑平米24元计算,每个采暖季费用大大的超过了分户燃气壁挂炉采暖费用。
不过通过壁挂炉采暖,我也同时发现了它有以下几个缺点,我想正是这个缺点也对壁挂炉的推广产生了不小的影响。
消耗燃气,对燃气需求较大
区域热源和市政热源锅炉都是燃煤的,相对运行费用较低,而且有的城市本身燃气需求量就不大。可本身燃气需求量不大的城市,燃气设施同样不很齐全的话,如果大量采用了壁挂炉采暖,就会导致燃气短缺无法供给。可是北京情况不同,集中和区域采暖锅炉由于环境污染的原因,所采用热源的基本上是燃气,就算大量采用燃气壁挂炉也不会增加城市燃气的负担,而且相对分散的使用也使得各个用户末端操作更加灵活,还会降低燃气的总消耗量。所以,如果在北京大量使用分户式燃气壁挂炉的话,并不会明显增加城市的燃气负荷。但在其他城市尤其是本身燃气需求量小、燃气市政设施不完善的城市,会大大的增加城市燃气的相对负担。所以还要根据城市的情况具体分析论证。
使用寿命短
燃气壁挂炉的寿命到底是多长时间我并不清楚,厂家承诺的时间虽然比较长,不过相对于房屋的寿命来讲,还是很短的。而且燃气壁挂炉是使用非常频繁的。如果壁挂炉在冬季的时候坏了,它就会严重的影响使用。而且如果在最寒冷的时候坏了的话,房屋内的水管都有被冻坏的危险。
我国燃气壁挂炉刚刚开始使用,燃气壁挂炉的寿命到底是多少,并没有得到实际的检验。对于住户来讲用燃气壁挂炉确实在采暖费用上面节省了不少费用。按这种采暖方式平均每年节省1000元采暖费计算,而新购壁挂炉的价格大约为1万元。如果在使用6年后壁挂炉就坏掉需要更换的话,节能所产生的经济效应就不存在了。
壁挂炉增加了建安成本
我刚才说的节省成本是前期成本,而增加的成本是建安成本,意义不同有可能也是投资方不同。现在大约燃气壁挂炉市场价格为1万元左右一个。在设备成本上增加的比率相当大,但在总成本上相对增加并不算太多。
操作相对复杂,安全性非常重要
燃气壁挂炉操作起来其实并不繁琐,但是比集中供暖还是麻烦了些。对于年轻人来说是没有什么问题的,但是对于那种白天上班,家里只有老人和小孩子在家的人来说是非常不放心的,怕因为老人和小孩儿的误操作引起安全事故。尽管现在燃气壁挂炉的安全性越来越强,但这样的担心却没有消除过。如果壁挂炉性能不合格,则是非常大的安全隐患。我觉得就是这个安全问题,成为了燃气壁挂炉推广的最大障碍。
总之,燃气壁挂采暖炉拥有可热计量、灵活舒适、节能节耗、减少管网投资的优点。却有着增加建安成本、增加城市燃气负荷、使用寿命短、安全性能要求很高等缺点。我认为在北京采暖热源普遍采用燃气的情况下,在使用安全和使用寿命有保障的情况下,可以对燃气壁挂炉的使用在一定范围内进行更大推广。
通过本项目作为专业负责人我总结了几个字是:“大把握”、“细考量”、“抓实际”、“出成果”。并希望在接下来的工作中发挥更大的作用。
集成电路的优势范文3
【关键词】集成电路 设计方法 IP技术
基于CMOS工艺发展背景下,CMOS集成电路得到了广泛应用,即到目前为止,仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术,但基于64kb动态存储器的发展,集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上,为了迎合集成电路时代的发展,应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手,对集成电路进行改善与优化,且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述,望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。
1 当前集成电路设计方法
1.1 全定制设计方法
集成电路,即通过光刻、扩散、氧化等作业方法,将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片,置入管壳内,应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中,为了营造良好的电路设计空间,应注重强调对全定制设计方法的应用,即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具,对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控,最终通过版图布局、布线等,达到元器件组合、优化目的。同时,在元器件电路参数优化过程中,为了满足小型化集成电路应用需求,应遵从“自由格式”版图设计原则,且以紧凑的设计方法,对每个元器件所连导线进行布局,就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如,随机逻辑网络在设计过程中,为了提高网络运行速度,即采取全定制集成电路设计方法,满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中,设计周期较长,为此,应注重对其的合理化应用。
1.2 半定制设计方法
半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路,同时注重在集成电路优化过程中,从单元库内选取适宜的电压或压焊块,以自动化方式对集成电路进行布局、布线,且获取掩膜版图。例如,专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量,即采用了半定制设计方法,同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念,即将若干个器件进行排序,且排列为门阵列形式,继而通过导线连接形式形成统一的电路单元,并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中,亦可采取标准单元设计方式,即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控,同时结合电路单元版图,连接、布局集成电路运作环境,达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出,在小型化集成电路设计过程中,强调对半定制设计方法的应用,有助于缩短设计周期,为此,应提高对其的重视程度。
1.3 基于IP的设计方法
基于0.35μmCMOS工艺的推动下,传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求,因而在此基础上,为了推动各领域产业的进一步发展,应注重融入IP设计方法,即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向,开发单一模块,并集成、复用IP,就此将集成电路工作量控制到原有1/10,而工作效益提升10倍。但基于IP视角下,在集成电路设计过程中,要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核,且基于IP核支撑资源获取的基础上,完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等,最终对1700多个IP核资源进行系统化整理,并通过VSIA标准评估方式,对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估,规避集成电路故障问题的凸显,且达到最佳的集成电路设计状态。另外,在IP集成电路设计过程中,亦应注重增设HDL代码等检测功能,从而满足集成电路设计要求,达到最佳的设计状态,且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。
2 集成电路设计中IP设计技术分析
基于IP的设计技术,主要分为软核、硬核、固核三种设计方式,同时在IP系统规划过程中,需完善32位处理器,同时融入微处理器、DSP等,继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求,因而在IP设计环节开展过程中,应注重选用适宜的接口,寄存I/O,且以独立性IP模块设计方式,对芯片布局布线进行操控,简化集成电路整体设计过程。此外,在IP设计技术应用过程中,必须突出全面性特点,即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手,推进IP文件化,最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外,就当前的现状来看,IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节,且制定了IP战略,因而有助于减少IP集成电路开发风险,为此,在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术,并建构AMBA总线等,打造良好的集成电路运行环境,强化整体电路集成度,达到最佳的电路布局、规划状态。
3 结论
综上可知,集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域,推进了社会的进步。为此,为了降低集成电路设计风险,减少开发经费,缩短开发时间,要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用,同时注重引入IP设计技术理念,完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能,最终就此规避电路开发中故障问题的凸显,达到最佳的集成电路开发、设计状态。
参考文献
[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.
[2]李群,樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.
[3]中国半导体行业协会关于举办“中国集成电路设计业2014年会暨中国内地与香港集成电路产业协作发展高峰论坛”的通知[J].中国集成电路,2014,20(10):90-92.
集成电路的优势范文4
【关键词】IC产业集群升级地方政府作用政策建议
【中图分类号】F291.1 【文献标识码】A 【文章编号】1004-6623(2012)05-0089-04
一、上海IC集群总体概况
上海IC集群,是以IC制造为重点,包括IC设计、封装、测试、原材料、光掩膜,以及模具、设备生产和维护、人才培训等相关配套服务的较为完整的IC地方产业网络。上海IC集群的空间范围,是以张江高科技园区为核心、延伸到金桥出口加工区和外高桥保税区的浦东微电子产业带(核心区),和漕河泾、松江、青浦为扩展区的IC产业集聚区。其中芯片制造业代表企业有中芯国际集成电路制造有限公司、上海宏力半导体制造有限公司和上海华虹NEC电子有限公司;芯片设计企业代表有展讯通讯(上海)有限公司、AMD;封装测试企业代表有安靠和日月光等;设备材料业企业代表有中微半导体设备(深厚)有限公司和盛美半导体设备有限公司。
上海IC集群,在全国占有非常重要的地位。多年销售收入在全国集成电路产业中占据1/3以上的份额(表1)。从产业链各环节看,芯片制造业、设计、封装测试等产业都占有114以上的比重。
公共服务平台建设一直是上海营造产业环境,提高产业高端技术的研发实力、加快高新技术产业化步伐的重要抓手。国家在上海建立了第一个国家级集成电路产业基地、第一家集成电路设计专业孵化器,目前集成电路产业的公共服务平台主要有上海集成电路研发中心、上海集成电路技术与产业促进中心、上海硅知识产权交易中心和上海集成电路测试技术平台。上海集成电路研发中心拥有开放的集成电路工艺技术研发和中试平台。主要业务包括为行业提供技术来源和知识产权保护、工艺研发和验证服务,面向设计企业开发特色工艺模块和人才实训等。上海集成电路测试技术平台则以政府补贴、有偿共享的方式,为集成电路开发和生产企业提供专业测试技术服务。
二、上海IC集群升级面临的主要问题
1.产业规模偏小,盈利能力弱
上海集成电路产业的整体发展还处于初始阶段,突出表现为产业规模小,单体规模小,盈利能力弱。在产业构成上,2009年上海IC设计业销售收入为36.5亿元、制造业为146.7亿元、封测业为183.7亿元,仅为台湾新竹IC的1/25、1/11和1/4。同国际先进集成电路企业比较,上海集成电路企业在规模和盈利能力上均有很大的差距。中芯国际为上海最大的集成电路制造企业,与全球第一的代工厂的台积电相比,销售收入仅为台积电的15%,盈利能力更是相差甚远。中芯国际与新加坡特许半导体销售收入分列全球第三、四位,但前者毛利率仅为后者的1/3。展讯作为上海最大的设计公司,在销售收入、研发投入和盈利能力等方面,与国际著名设计公司都存在较大差距。
2.在全球价值链中处于低端环节
上海IC地方产业网络,是以代工制造环节嵌入生产者驱动的价值链当中,主要从事一般元器件的生产以及整机的加工和组装。设计公司弱小,制造封装测试环节规模最大,近年IC产业3/4以上销售收入来源于制造和封装测试等低价值链环节。由于IC产业是知识技术、资本密集型产业,全球IC产业价值链由研发设计力量强大、制程技术先进,并掌握系统集成核心技术的美、欧、日的IDM(整合元器件制造)公司控制。他们通过制定规制、标准和监督规则、标准的实施,来整合价值链的价值创造活动,最终获取了价值创造的绝大部分。
3.周边地区形成了对上海IC集群的强劲竞争和挑战
除集成电路设计业落后、中高级技术人员不足的制约因素外,商务成本提高也使得上海IC集群面临挑战。虽然集成电路业特别强调企业网络的完善性,但是商务成本(包括土地成本、劳动力成本等)等因素也会显著影响产业链上某些环节的分布。土地作为一种不可再生资源,近年来随着上海经济的发展而价格飞涨,上海的劳动力成本与周边的苏州、无锡相比也逐渐丧失优势。集成电路企业选址时不得不权衡上海的集聚效应带来的成本降低、较高的要素成本与预期利润。一些集成电路制造厂投资项目最终主要因为上海的商务成本过高而选择了上海周边地区,2008及2009年江苏省的销售收入已超过上海市,成为国内集成电路第一大省。近两三年随着武汉新芯12英寸生产线、成都成芯和重庆渝德8英寸生产线建成投产、英特尔成都封装测试工厂投产以及西安应用材料公司技术中心的建设,中西部地区IC产业发展的势头不可小觑。
4.国际硅周期和金融危机对上海IC集群的冲击
2000年以来,随着全球化的推进、跨国公司的产业转移,上海IC集群经历了快速发展阶段后,遭遇了前所未有的国际集成电路行业和金融危机的巨大冲击。从销售收入来看,2001年到2004年翻了一番,2003至2006年年均增长率达到50%。到2007年步入硅周期,全球集成电路产业不景气,上海集成电路产业仅实现销售收入389.5亿元,同比增长2.5%.增速明显放缓。受到国际半导体市场的影响,2008—2009年上海IC产业呈现负增长,2009年销售收入降为402亿元,增长率为一12%,比同期全国IC产业销售收入跌幅还多1个百分点,这说明,上海IC产业遭遇了较全国更大的冲击。
三、推进上海IC集群升级的政策建议
1.科学制定上海IC集群规划,实施价值模块协同网战略
一是要找准上海IC集群在全球和全国价值链中的位置。随着国家实施“国家科技重大专项”和本市加紧实施推进“高新技术产业化”等项目,抓住整机业与集成电路设计业的联动环节,形成从集成电路设计、制造、封装测试到产业化应用的大产业链,确立产业升级路线图,确立上海IC在全国IC设计业及其产业化的领先地位,并推动上海IC集群在全球价值链中的位置不断攀升。
二是调整和优化区域产业布局及定位。科学分析浦东、松江、紫竹园区的产业链优势环节,每个园区确立1~2个优势环节,其余非优势环节给予鼓励政策转移到相应园区,避免过度竞争,资源浪费。张江重点发展集成电路设计和微电子装备;外高桥发展集成电路封装测试;金桥建设国家级通信产业基地,重点集聚和发展移动通讯设备和光机电一体化;康桥发展以华硕公司为标杆企业的手机、个人电脑等消费类终端产品。
三是实施价值模块协同网络(VMCN)战略。模块协同网络是通过加强集群内相关企业间的水平联系,通过协作、创新、竞争全面满足市场的差异化需求,将模块供应商、业务流程与系统管理等结合在一起,形成强大、集成、灵敏的全球化模块化产业集群。上海IC集群可以发挥地方政府的优势,将集群内的大量同类型本地企业,协同组织,建立复杂的水平联系网络,协同集群内中介服务机构、大学和科研机构等区域本地行为主体,组成灵活敏捷、协同互补的动态经济体系,有效实现价值创造过程的网络化整合,并通过企业和不同知识背景、知识结构的不同行为主体的知识交流与碰撞,激发集群创新发生。在有效利用全球网络的同时,积极实施本土化战略,增加网络的密度,拓宽相互学习的界面。
2.加快IC产业整合转型,提升创新能力
对上海IC产业来说,加快整合转型,促进产业集聚和企业做大做强,同样是IC集群升级的紧迫需要。应抓住国家鼓励产业整合重组的机遇,采取强有力的扶持措施,通过政策、资金和市场引导等途径,对产品技术水平高和市场前景好的企业,加快整合IC芯片制造、设计企业,建立自主可控的集成电路产业体系,尽快形成几个上规模的企业,为培育世界级集成电路企业作准备。以IC产业航母,撬动龙头企业的跨国混合网络,加速集群国际知识的获取、吸收、创造性运用,从而为本地IC集群的跨越式升级创造条件。要从自身实际出发,加快技术和产品创新速度。要以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的16个国家重大专项重点提升集成电路企业研发创新能力、突破核心技术的机遇,引导本地企业根据国内市场的实际需求加大新产品的开发力度,快速占领新兴市场,增加企业竞争力。
3.争取国家和地方的政策支持,实施积极的人才战略
一是落实2008年财税1号文有关优惠政策,国家规划布局内软件企业涵盖重点集成电路设计企业,将集成电路设计企业认定为“生产型企业”,享受出口退税政策,使其在国内完成设计后顺利投入生产出口到国内外市场,并将集成电路产业优惠政策覆盖半导体产业链诸环节。二是对公司的跨国研发给予财政政策支持,取消“出口”和“进口”的双向税赋成本,规定企业在国外的研发专利可以作为国内企业申报高新技术企业的依据,可以享受相关税收减免的优惠政策。三是鼓励地方企业利用中国本土大学、科研院所等与国外相应机构的“非赢利合作”关系,建立国外有关法律、科技制度的“专家咨询库”,通过“迂回”战略间接嵌入到西方知识网络,从而脱离于跨国公司独立发展奠定基础。
IC产业是知识密集型产业,专业化、高端人才对于IC集群的升级至关重要。可以借鉴国外的发展经验,制定高工资、低(零)个人所得税、股权奖励等优惠的人才吸引政策,吸引海外集成电路设计、制造、管理专家前来工作。可以通过提高员工待遇。加强产业间的网络联动来进一步强化企业网络优势。同时重视技术人才的培养,为基层作业员、技工、工程师提供较好的专业素质培训。这样的措施对设计企业和制造企业都是至关重要的。当然,要从根本上解决上海IC人才问题,地方政府必须制定积极人才政策,将人才待遇与户籍制度、住房、社会保障、配偶工作、子女教育与就业统筹考虑,使人才引得来、留得住。
4.充分发挥协会、企业管理咨询服务平台职能
建议政府及其相关部门“抓大放小”,将具体事务性职能交由协会办理。在建立产业同盟方面,建议进一步发挥好行业协会的作用,促进和推动lC产业的协同发展。可以授权协会实施或参与产业联盟的培育、建设和运作,构建公共服务平台,通过协会的推进来形成产学研结合的运行机制,发挥协会在行业管理中的主体作用。可以参考香港政府和香港工程师协会的做法,以政府(工程类)公务员的要求对协会的会员标准进行认定。在提升企业自主创新能力方面,政府和市、区两级行业协会结合起来,具体放手让协会去做。提供孵化楼的同时,为中小企业提供更加优质的创业服务;打造风险投资机构积聚地,重点培养有自主创新的重点企业。通过行业协会,促成IC产业的产业联盟。
集成电路的优势范文5
产业实现跨越式发展
一直以来,我国政府都在鼓励和支持集成电路产业的发展。2000年国务院出台了18号文件,10年来,集成电路产业规模不断扩大,根据中国半导体行业协会的统计,2010年国内集成电路产量达到653亿块,销售额超过1440亿元,分别是2001年的10倍和8倍。2001年〜2010年10年间,我国集成电路产量的年均增长率超过25%,集成电路销售额的年均增长率则达到23%。
工信部副部长杨学山在讲话中指出,集成电路产业是电子信息产业的核心和基础,为集中力量推动集成电路产业做大做强,要做好五项工作:一是集中力量、集中资源,形成合力;二是充分发挥大国大市场优势,以整机应用带动产业发展;三是加强技术创新引领,推动产业结构升级;四是推进国内外资源优化整合,做大做强骨干企业;五是优化产业生态环境,实现产业发展模式创新。
抓住新兴产业机会
研究机构预计,到2015年,我国集成电路产业规模在2010年的基础上将再翻一番以上,销售收入将超过3000亿元,在世界集成电路市场的份额将提高到14%以上,满足国内30%的市场需求。
集成电路的优势范文6
关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索
中图分类号:TN79 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2015)19-0006-02
1958年,美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路,随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展,集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点,广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子,其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。
自2006年以来,我国集成电路的产值为126亿美元,占全球产业总产值的5.1%,2013年我国集成电路的产值为405亿美元,占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%,远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。
近年来,半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速,因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要,国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程,并且取得了较好的效果,使人才缺口减小,但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养,本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题,并且根据教学的现状,探索出集成电路设计的教学改革。
一、数字集成电路设计原理教学中的现状
集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言,偏向于系统级的大规模集成电路设计,因此,微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成,避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法,能够进行一些小规模的集成电路设计,但是设计出来的产品不能用,不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。
二、数字集成电路设计原理教学改善的方法
(1)针对上述的问题,在多年教学的基础上,在教学方法上进行改进,改变传统的以教师为中心,以课堂讲授为主的教学方式,采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系,提高学生的学习兴趣,通过将一个项目拆分成几个小项目,使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解,并且将课程的主要内容相互衔接与融合,形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组,通过小组的方式加强了学生的相互合作能力,让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计,能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。
(2)通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中,通过跟踪课内外学生设计中反应的问题,对项目难易度的进行调整,提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域,对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法,使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。
(3)开展校企合作的方式,进一步提高教学质量和学生的综合素质,促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补,资源共享,培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才,也能够让学校和企业形成无缝对接。
三、小结
随着大规模集成电路设计的发展,更多的设计工具和设计方法出现,因此,使用最新的设计工具,合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容,可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索,改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式,充分发挥了学生的能动性和协作能力,使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。
参考文献:
[1]殷树娟,齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育,2012,(4):64-65.
[2]王铭斐,王民,杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术, 2012,8(9):4671-4672.