时间：2023-05-30 10:07:24
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超大规模集成电路，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：动态功耗 时钟树 clock gating技术
中图分类号：TP752 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00
随着半导体工业的发展和工艺的深入，VLSI（超大规模集成电路）设计正迅速地向着规模越来越大，工作频率越来越高方向发展。显而易见，规模的增大和频率的提高势必将产生更大芯片的功耗，这对芯片封装，冷却以及可靠性都将提出更高要求和挑战，增加更多的成本来维护这些由功耗所引起的问题。而在便携式设备领域，如智能手机、手提电脑等现在智能生活的必需品对芯片功耗的要求更为严格和迫切。
由于时钟树工作在高频状态，随着芯片规模增大，时钟树规模也迅速增大，通过集成clock gating电路降低时钟树功耗是目前时序数字电路系统设计时节省功耗最有效的处理方法。
Clock gating的集成可以在RTL设计阶段实现，也可以在综合阶段用工具进行自动插入。由于利用综合工具在RTL转换成门级网表时自动插入clock gating的方法简单高效，对RTL无需进行改动，是目前广为采用的clock gating 集成方法。
本文将详细介绍clock gating的基本原理以及适用的各种clock gating策略，在实际设计中，应根据设计的特点来选择合适的clock gating，从而实现面积和功耗的优化。
综合工具在对design自动插入clock gating是需要满足一定条件的：寄存器组（register bank）使用相同的clock信号以及相同的同步使能信号，这里所说的同步使能信号包括同步set/reset或者同步load enable等。图1即为没有应用clock gating技术的一组register bank门级电路，这组register bank有相同的CLK作为clock信号，EN作为同步使能信号，当EN为0时，register的输出通过选择器反馈给其输入端保持数据有效，只有当EN为1时，register才会输入新的DATA IN。可以看出，即使在EN为0时，register bank的数据处于保持状态，但由于clk一直存在，clk tree上的buffer以及register一直在耗电，同时选择电路也会产生功耗。
综合工具如果使用clock gating 技术，那么对应的RTL综合所得的门级网表电路将如图2所示。图中增加了由LATCH和AND所组成的clock gating cell，LATCH的LD输入端为register bank的使能信号，LG端（即为LATCH的时钟电平端）为CLK的反，LATCH的输出ENL和CLK信号相与（ENCLK）作为register bank的时钟信号。如果使能信号EN为高电平，当CLK为低时，LATCH将输出EN的高电平，并在CLK为高时，锁定高电平输出，得到ENCLK，显然ENCLK的toggle rate要低于CLK，register bank只在ENCLK的上升沿进行新的数据输出，在其他时候保持原先的DATA OUT。
从电路结构进行对比，对于一组register bank（n个register cell）而言只需增加一个clock gating cell，可以减少n个二路选择器，节省了面积和功耗。从时序分析而言，插入clock gating cell之后的register bank ENCLK的toggle rate明显减少，同时LATCH cell的引入抑制了EN信号对register bank的干扰，防止误触发。所以从面积/功耗/噪声干扰方面而言，clock gating技术都具有明显优势。
对于日益复杂的时序集成电路，可以根据design的结构特点，以前面所述的基本clock gating 技术为基础实现多种复杂有效的clock gating 技术，包括模块级别（module level）clock gating，增强型（enhanced）clock gating以及多级型和层次型clock gating技术。模块级别的clock gating技术是在design中搜寻具备clock gating条件的各个模块，当模块有同步控制使能信号和共同CLK时，将这些模块分别进行clock gating，而模块内部的register bank仍可以再进行独立的clock gating，也就是说模块级别clock gating技术是可以和基本的register bank clock gating同时使用。如果register bank只有2bit的register，常规基本的clock gating技术是不适用的，增强型和多级型clock gating都是通过提取各组register bank的共同使能信号，而每组register bank有各自的使能信号来实现降低toggle rate。而层次型clock gating技术是在不同模块间搜寻具备可以clock gating的register ，也即提取不同模块之间的共同使能信号和相关的CLK。
图1没有clock gating的register bank实现电路 图2 基于latch的clock gating 电路
综上所述，clock gating技术在超大规模集成电路的运用可以明显改善寄存器时钟的toggle rate 和减少芯片面积，从而实现芯片功耗和成本的降低。实际设计过程中，需要根据芯片电路的结构特点来选择，针对不同的电路结果选择合适的clock gating技术会实现不同效果。
参考文献
[1]L.Benini. P.Siegel， G.De Micheli “Automated synthesis of gated clocks for power reduction in Sequential circuits”， IEEE design and Test， winter 1994 pp.32-41.
[2]Power Compiler User Guide： Synopsys， Inc.， Y-2006.06， June 2006.
一、教材分析
(一)教材的特点
《电子信息专业英语》是一本专业英语教材，与基础英语相比，它的专业针对性更强。课文中专业术语使用的比较多，其中所使用的句子也多具有科技英语文章中旬子的特点――句子长而且结构复杂。因此，与基础英语的听说读写四项技能并重相比，本专业英语更侧重于学生将英语与自己所学的专业相结合的阅读能力的培养。本课的内容是对集成电路的概述，而集成电路学生在专业课上已经进行了专业的学习，对课文所要讲的内容已经不再陌生，这就为本课能够在本专业的学生中顺利展开奠定了基础。
(二)教学目标
根据教材的特点并结合前几课所学的内容，我把本课的教学目标确立如下，
知识目标：
①能准确识记以下单词、词组及缩写：integrated circuit(集成电路)，diode(二极管)，cutaway view(刮面图)，circuit chip(电路芯片)，IC(集成电路)，SSI(小规模集成电路)，MSI(中规模集成电路)，LSI(大规模集成电路)，VLSI(超大规模集成电路)
②能认读文中出现的其它专业用语的英文形式。
技能目标：
①能根据文中的描述结合本专业知识，准确理解并译出图7-1中标注的几个部件的名称。
②结合课后所列生词，能理解并译出课文大意。
③用已学的英标结合学过的单词，能准确拼读新单词。
(三)情感目标
①让学生通过学习体会到专业英语并非想象中的那么难学。
②让学生感受到英语作为一种语言工具，它可以将人们的视野和思维带入另一片天地，从而激发学习英语的积极性。
(四)教学重难点
重点：准确拼读并识记课文后所列的单词和课文中出现的缩写词。
难点：理解并翻译课文内容。
二、教学策略
古语说“难者不会，会者不难”。作为英语教师我所做的工作就是将学生教会，让原本学生感觉很难的课本知识通过学生自己的学习体会到其实没有那么难，从而激发学生的学习成就感和喜悦感。本课将以课文为载体，以学生为学习活动的主体，以旧带新，不断滚动知识点，用听、说、读、译的方法来不断重复，但因为每次重复时任务不同，学生在重复的过程中，对知识点会越来越熟悉，而且每次重复都会有不同的收获。
三、教学程序
我将从热身、导入、呈现、操练、巩固、总结、作业设计7个部分来阐述我的教学设计。
Stepl Warmingup：Words
写出5个前几课中学习过而本课又出现了，但是学生很可能会忘记的单词和词组：circuit component(电路元件)， single cell(单个电池)，diode(二极管)， resistor(电阻)，capacitor(电容)。要求学生一起认读，并根据回忆或前面课文的帮助口头说出其汉语意思，教师把中文标注在黑板上。然后学生再次认读。这个过程既帮助学生复习了已学词汇，又扫除了即将学习的课文中部分单词障碍。
step2 Leading in：Words string
以刚出现的单词circuit(电路)展开，引导学生回忆专业课上所学过的电路，结合前几课中学过的相关词汇，总结如下：closed circuit(闭合电路)，electric circuit(电子电路)， real-life circuit(真实电路)，all branches of the circuit(各支路)，parallel circuit(并联电路)，series circuit(串联电路)。从而引出今天的课题Integrated Circuit(课成电路)。
Step3 Presentation and practice
(一)学习生词
学生用已学的英标知识尝试自己拼读。
(1)教师逐个检查并示范。对学生读错或不会读的重点多次示范，并要求学生跟读。
(2)教师示范，学生跟读。这是要求学生对单词的正确读音进行巩固。
(3)学生再次自读单词，要求只看单词不看英标。学生自测。
(4)学生初读课文用红笔把刚刚读过的单词在课文中找到并做下划线。
(5)教师再次逐个示范单个单词的读音，并对重点单词做相关的拓展和延伸。如：
integrated a――integral a，完整的
――integration n，集成，整合
IC
mondithic a.单片的，单块的其中的mono作为前缀意思为“一的，单一的”
bipolar a.双极性的其中的bi作为前缀意思为“二，双，两”
由此引导学生思考有没有表示“三”的前缀，(triangle中的tri意思即为三，angle意为角，角度)。
(6)让学生不看英标和汉语释义再次读出单词，并自测其汉语意思的识记。
(二)学习课文
(1)学生利用前面复习过的和刚学习的单词再读课文，找出其不懂的单词和句子。
(2)教师带领全体学生一起找出学生不认识的其它生词，让学生在书上标示出汉语，并逐句引导学生把每句话的意思窜起来。课文第一段的第一和第二句话及文中出现的单词、词组及缩写：integratedcircuit(集成电路)，diode(二极管)，cutaway view(剖面图)，circuit chip(电路芯片)，IC(集成电路)，SSI(小规模集成电路)，MSI(中规模集成电路)，LSI(大规模集成电路)，VLSI(超大规模集成电路)作重点讲解：
第一句：A monolithic integrated circuit(IC)is an electronic circuitthat is constructed entirely 0n a single small chip ofsilicon，
这句话中的定语从句that is constructed entirely on a single small chipofsilicon起修饰限定作用，用来修饰that前面的electric circuit，
第二句：All the components that make up the circuit--transistors，diodes,resistors，and capacitors-are an integral part ofthat single chip，
句中thatmakeupthe circuit是定语从句，修饰components；破折号起解释说明作用。
(3)教师领读，学生跟读课文。这个环节的作用一是巩固所学的单词的读音，同时学生可自测单词的意思有没有记住；二是教会 学生朗读时正确进行断句。这个过程重复两遍。
(4)学生自读课文，巩固单词的读音并正确进行断句。
(5)教师引导学生看图7-1，并要求学生用所学的专业用语翻译出图中所示的各部件的名称和图下的说明。这一步骤的作用是让学生更加形象地将英语与专业结合，并逐渐熟悉用英语来对部件进行说明。
Step4 Consolidation
(1)学生四人一小组每人读一个句子，读完以后互相翻译对方所读的内容，然后教师从每个小组中随机抽查一人来朗读并翻译课文的句子。这一步骤的作用是让学生经过充分的准备和练习后，展示自己对本课的总体掌握程度。因为学生是从每个单词开始熟悉句子，最后能够顺利畅读课文并明白每句话的意思，所以当学生在展示自己时会油然而生出学习的成就感和喜悦感。这也是我每节课都希望学生能够收获的一种心情。
(2)学生口头翻译以下单词、词组及缩写：integrated circuit，diode，cutawayview，circuit chip，IC，SSI，M S I，LSI，V L S I。再次强化本课要求学生要掌握的重点。
Step5 Summarization
引导学生总结课文大意，让学生在细读课文的基础上学会粗读。
Step6 Homework
为了进一步巩固并强化本节课的重点，我将作业设计如下：写出并朗读下列汉语的英文形式
集成电路晶体管二极管单芯片剖面图电路芯片小规模集成电路中规模集成电路大规模集成电路超大规模集成电路
四、板书设计
根据教学过程的需要，我将板书设计如下：
circuit component(电路元件) integrated circuit(IC)
single cell(单个电池) cutaway view
diode(二极管) circuit chip
resistor(电阻) SSI
capacitor(电容) MSI
LSI
VLSI
关键词：资源基础演化；后进企业；技术追赶战略
中图分类号：F270．7文献标识码：A文章编号：1005―0892(2006)1 l一0075一05
一、后进企业的技术能力：外生还是内生?
由于先进人者优势的存在，一些企业选择领先的技术创新战略，而其他一些企业则考虑到市场与技术的风险性，选择了追随的技术创新战略，成为后进入者。例如IBM公司在80年代初进入个人计算机市场时，允许领先企业如苹果公司在其占领该领域前定义新市场的特征，在领先企业确定了顾客对创新产品的反应特征之后才在新产品的市场检验特征基础上进人该市场领域。与选择追随战略的“后进入者”企业不同，发展中国家的“后进企业”后进入市场不是由企业的战略选择决定，而是由历史条件决定的，即它们最初必须接受被隔离的资源贫乏状态。Mathews(2002)定义了后进企业必须满足的四个条件：(1)后进企业后进入一个行业不是由战略选择决定而是由历史条件决定的；(2)后进企业最初是资源贫乏的，例如缺乏技术和市场渠道；(3)后进企业的战略意图是追赶发达国家的先进企业Ⅲ。发展中国家中的绝大多数企业都可以被看作是后进企业，尽管存在一些不利于创新的环境，但是一些后工业化国家中的后进企业已经通过技术创新的努力获得了技术追赶与经济增长。典型的后进企业技术追赶的例子发生于上世纪的五六十年代日本和七八十年代的韩国和台湾等国家和地区。
现有的针对后进企业的技术追赶的研究主要有三个代表性的观点：第一个是技术后发优势观点，认为由于后进企业无需面对最初新市场中存在的一些不确定性、成本和困难，因此发展初期存在一定的优势，主要表现为后进企业可以通过投资于现代化的设备和工厂进行追赶(Gerschenkron,1962)；第二个是技术创新的制度嵌入性观点，认为技术所处的制度背景对于追赶过程来说是关键的，即当后进国家制定了适合的社会、产业和技术政策时就存在了追赶的“机会”。这主要是在基于对日本追赶发达国家的经验研究基础上提出的(Freeman,1987；Perez and Soete,1988)；第三个是国际技术转移观点，该观点建立在产品生命周期理论基础上，认为随着行业的技术成熟，领先企业将把生产转移到发展中国家，这种转移能够为企业和国家获得学习追赶的能力创造机会Ⅳemon,1966)翻。这三种观点都认为后进企业实现技术追赶是由外生因素决定的，因此无法解释后进企业技术创新能力演进的内在机制。
资源基础观主要是从已经拥有竞争优势的企业角度研究竞争优势的持续性，强调在位企业通过建立资源隔离机制享有先进人者的优势，这使得模仿者和追随者无法进行追赶。因此，资源基础观为企业如何保持其现有的竞争优势提供了一个满意的解释。但资源基础观忽视了一些最初拥有较少资源的企业逐渐克服在位者的优势获取竞争优势的事实，也就是说即使存在资源的隔离机制，也无法避免一些后进企业的进入并通过建立技术能力实现技术追赶，最终削弱在位企业的竞争优势。因此需要将资源基础观加入技术演化的理论来对此加以解释。
二、后进企业技术追赶战略：一个资源基础观的演化论
日本、韩国技术追赶的成功经验表明，对于后进企业来说早期阶段的技术引进、吸收和扩散是十分重要的，这是因为与在位企业不同，后进企业最初的状态是资源贫乏，尤其是技术创新资源的缺乏。因此，对后进企业的研究焦点理所应当集中在企业最初获得资源的途径、资源的类型以及如何通过资源内在化将其转化为竞争所需要的技术能力上。
假说1：后进企业的技术追赶战略是通过建立联系、资源杠杆化和学习进行的。
处于资源贫乏状态的后进企业，最初受到某种与其贫乏资源相称的战略的引导，力求获得更广泛的资源和知识，并将这些资源和知识转化为在技术密集型市场中竞争所需要的技术能力，从而实现技术追赶。因此，后进企业的技术追赶战略选择可以认为是由以下三个阶段构成：首先后进企业通过与技术和业务主流建立联系来获取外部资源；其次后进企业通过利用自身的一些优势降低成本、或早期的相关经验等来进一步杠杆化利用那些从已经建立起来的联系中获取的资源；最后后进企业在不断地利用联系和资源杠杆化过程中进行的学习，这是获得技术能力的根本途径。
(1)建立联系。发展中国家的后进企业在起步时拥有的资源和联系都少得可怜，它们需要获得企业所需的最低限度的技术、资源和能力，企业只有在具备初始必需的资源、技术和能力后才能起步，因此与外部机构建立联系，并通过这些联系获取企业所需的技术和技能是后进企业实现技术追赶的捷径。企业在建立联系阶段必须思考并解决如下问题：我们处于何处，我们想去何处，并在此基础上确定合作者。企业在该阶段所能做的最重要的事情是：收集信息、购买机器、获取技术以及接受咨询等，这些工作中的绝大部分是企业通过正式和非正式的渠道，与国外或国内企业和机构建立联系来完成的。从战略上讲，企业作出的选择会对结果产生很大的影响，但同时企业的选择还严重地受企业能力和企业所面临的可供选择机会的束缚。
(2)资源的杠杆利用。后进企业在处理与其他企业建立的联系时，不再局限于“保持距离”(arms-length)的交易关系，而是尽可能从与其他企业建立的联系中汲取技术。资源的杠杆利用一词出自企业的战略管理(Prahalad and Hamel,1990,1994)，这一概念的引入被用来解释企业的竞争和成长过程中存在着以少搏多的可能性，说明企业的竞争地位不是根据规模和经济实力的大小预先安排的结果，而是一系列战略行为所导致的结果。资源的杠杆性利用是对资源贫乏更具创造性的反应，它力求通过利用较少资源取得更大目标。对发展中国家后进企业来说，捕捉到联系机会只是问题的一方面，问题的另一方面是企业采取何种方式去使用已经建立起来的联系。以杠杆利用与自己签约机构的资源。资源杠杆利用阶段要求企业作出战略选择，并确定将企业外部获取的资源转化为企业内部能力和知识的手段，该阶段企业要解决的重要问题是企业如何获取所需要的东西，例如后进企业在获得资源的过程中首先通过低成本合同制造，在世界生产链上建立一个据点，接下来通过利用这个据点来进一步杠杆化资源，并将它转化成能力。
(3)学习。后进企业通过资源的杠杆利用将最
初获得的外部资源转化为技术能力，从而实现技术追赶，这一战略有效性很大程度上取决于后进企业吸收杠杆化资源的能力，即学习能力。后进企业可以采取多种方式进行学习：边干边学；通过相互作用进行学习；通过技术追踪进行学习以及通过正式培训进行学习等。企业学习的难易程度取决于以下三个方面的因素：企业的初始能力；企业从所处环境中能够得到的支持以及相对于企业现有知识存量而言的技术新颖度。通常而言，一项技术对于已经实现工业化的发达国家先进企业来说，吸收起来几乎毫不费力，但对于正在工业化的发展中国家后进企业来说，学习的过程不仅代价昂贵，并且困难重重。已经取得成功的东亚企业证明，在依靠企业自身的同时得到一个制度框架的支持、激励和控制的发展中国家企业的学习会更为有效。
假说2：后进企业外部获取的资源具有非稀缺性、可模仿性和可转移性的特点。
企业的资源基础观认为企业通过将竞争优势建立在难以被竞争对手模仿、复制和替代的资源基础上来保持竞争优势的持续性，于是导致一些学者如Diefickx and C001(1989)对于构成企业竞争优势源泉的资源特征的定义，即有价值且稀缺的；无法模仿的和不可转移的。从后进企业的角度来看，这些资源标准描述了后进企业必须面对的在位企业已经构建的资源壁垒。后进企业要想克服这些看似不可逾越的壁垒，就必须弄清“企业在何处能够获得最可能被杠杆利用的资源”以及“这些可以杠杆利用的资源具备什么特征”的问题。
事实上资源从来就不是完全无法模仿的、永久的或不可转移的，不然就不会有技术创新的扩散，也就没有后进企业了，即使领先的高技术企业如英特尔、摩托罗拉也从不认为它们所拥有的资源是不能模仿的和不可转移的，这些企业利用最初拥有这些资源在开发市场的早期阶段获得超额利润，随后通过技术特许和技术转移进行资源扩散获取进一步的利润。因此，可以认为成功实现技术追赶的后进企业最初可能会选择瞄准一些不太稀缺、可以模仿和可以转移的资源，通过对这些资源的杠杆化利用以进一步形成技术能力。
(1)非稀缺性。资源的可获得性是指导后进企业战略性进入一个市场的关键，通常后进企业会瞄准进入那些已经进行较长时间标准化，产品具有商品特征的行业。这是因为只有在关键技术是企业专有的情况下，在位企业才能获得学习曲线优势，随着技术的扩散，优势也会随之消失，因此在那些技术已经标准化的行业中技术不再是稀缺资源，后进企业具备获取资源的可能性，从而为技术追赶提供了基础。
(2)可模仿性。对于后进企业来说，具有战略意义的资源不仅是可以获得的资源(非稀缺性)，而且也是可以模仿的资源。可以模仿的资源是那些可以被后进企业复制的资源，如后进企业通过反求工程获得已经成为标准化的产品技术。在可模仿的资源中。由于不存在“路径依赖性”和“因果模糊性”，并且，不服从“时间压缩不经济”，资源所包含的“隐性知识”成为最小的部分，或者这些隐性知识可以作为技术转移协议或制造合同的一部分获得。
(3)可转移性。大多数可以转移的资源是以显性技术知识的形式通过咨询公司获得或者以专业化设备的形式在开放的市场中购买。早期的高技术行业，如半导体行业，技术是不可转移的专有技术，企业必须通过与设备供应商的密切联系来开发自己的工艺技术(特别是制造设备)。但随着行业的成熟，设备供应商看到了更广泛的市场，特别是来自韩国和中国台湾的后进企业已经成为这些设备的重要顾客，因此后进企业能够通过产品特许或OEM方式获得制造设备技术。并以此作为获取企业技术能力的重要途径。例如韩国半导体行业的后进企业可能坚持要求交换工程师(以此带来隐性知识的交换)以确保芯片供应的质量和可靠，这样的学习机会成为后进企业技术能力的获得途径。
后进企业的目的不是永远停留在“快速模仿”上，它们的目的是追赶世界最好的企业并尽可能迅速地成为领先者。后进企业选择战略性进入一个资源可以获得并且可以模仿和转移的行业，并且通过对所获得的资源进行杠杆性利用，来实现技术追赶。
三、后进企业技术追赶战略的检验：以韩国三星为例
实践中已经存在大量关于后进企业迅速地成为创新者和领先者的成功案例，例如Kim(1997)等认为包括三星在内的韩国企业已经实现了“从模仿到创新”的转变。
1．韩国三星公司的技术追赶过程
三星公司最初获得半导体相关知识是源于1974年，购买了韩裔美籍科学家姜东基在韩国建立的第一家本地半导体企业，具有了为民用电子产品小规模生产晶体管和集成电路的能力。但是当三星公司试图获得生产64K DRAM的技术许可时，遭到了美国TI、摩托罗拉公司、日本电器公司、东芝公司以及日立公司的拒绝。为此，三星公司于1982年组建了一支特别工作小组，以其8年的晶体管和集成电路生产经验，策划研究超大规模集成电路。工作组的成员们用了6个月的时间，收集信息，分析技术和市场，制定可行的战略，同时拜访美国工业领域的专家，特别是在美的韩裔科学家和工程师，以此获得有利于辨别潜在技术供应商的信息和知识。
接下来，三星公司开始在美国辨别和寻找陷入困境的小企业，以便从其购买超大规模集成电路的生产技术。结果，三星公司从美国的微米技术公司(Micro Technology)购买到64K DRAM芯片设计的技7R许可，掌握了与超大规模集成电路相关的显性和隐性知识。另外，三星公司还从美国的Zytrex公司购买了’Mos(金属氧化物)高速处理的设计知识，作为转让的一部分，三星公司派遣工程师到供应商处接受培训，提高了公司消化吸收许可技术的能力。
三星对于64K DRAM芯片技术的吸收经历了从易到难的过程，即从组装工艺到工艺开发，再到晶片制造和检测。首先，三星公司由于拥有8年的制造大规模集成电路经验，因此较为容易地消化吸收了超大规模集成电路的组装技术；之后三星公司进一步开始消化吸收设计和工艺技术，为此还分别在美国硅谷和韩国国内组织了两个研究与开发小组，合作进行64KDRAM的消化吸收和研制工作，这两个工作小组通过培训、联合研究和咨询等相互影响作用，短时间内迅速提高了相关知识，为三星公司更好地消化从微米公司和Zytrex公司引进的超大规模集成电路技术做好了准备；在此基础上，三星公司的工程师们成功地开发出了除8项核心技术之外的生产64K DRAM所需的309项工艺，并在6个月之后成功地制造出可行的生产模具，于1984年上半年把64K DRAM推向市场，仅比美国晚了40个月，比日本晚了18个月，成为世界上第三个能够生产DRAM芯片的国家，大大缩短了与美国和日本在半导体生产领域上的技术差距。
三星公司在大批量生产64K DRAM成功之后相
继着手256K、1M、4MDRAM的开发。到了80年代末期，三星公司几乎与日本企业同时具备了4MDRAM的大批量生产能力，已经进入了世界动态存储芯片技术的前沿。到90年代中期，三星公司与东芝、通用仪器、ISD、三菱等公司结成了战略联盟，共同开发下一代芯片。至此可以说，作为发展中国家的后进企业三星公司不仅已经赶上了美日企业，而且已经与它们并驾齐驱或者在某些领域已经超过了它们，成为世界范围的半导体领先企业(见表1)。
2．案例的理论解释
64K DRAM的开发成功大大缩短了韩国与日本和美国的差距，这一成功是各种渠道共同努力的结果，即从美国小企业购买技术许可、硅谷的研究开发、韩国国内的研究开发以及两个研究开发工作小组的合作，从资源基础观的视角看，就是建立联系、资源杠杆化和学习共同作用的结果。
首先，与领先外部企业建立联系为三星实施技术追赶战略提供了机会。最初三星公司并不具备超大规模集成电路的资源和技术能力，但却通过信息收集、分析以及与美国相关领域专家的广泛接触来获取对建立联系有用的信息和知识，最终确定了合适供应商，即美国的Micro Technology和Zytrex公司，分别从这两个公司购买64K DRAM芯片设计的技术许可和Mos(金属氧化物)高速处理的设计知识，从而掌握了与超大规模集成电路相关的显性和隐性知识。
其次，在与美国的供应商建立联系之后，三星公司将重点放在如何从供应商处获取更多的知识并将知识更好地利用，即如何进行资源杠杆化。三星公司早期拥有八年从事电子产品大规模生产的经验为资源的杠杆化利用提供了一个立足点，这使它较为容易地消化吸收了超大规模集成电路的组装技术，接下来为了进一步开始消化吸收设计和工艺技术，三星公司采取了一系列的举措，主要包括派遣工程师到供应商处接受培训、在硅谷建立R&D工作站、聘用国外科学家等，从而更好地消化吸收从Micro Technology公司和Zytrex公司引进的超大规模集成电路技术。
最后，企业的技术学习是三星公司得以将外部获取的知识与资源转化为企业特有技术能力的根本途径。三星公司在硅谷和韩国分别建立两个R&D工作小组，通过培训、联合研究和咨询等相互影响作用，带来了组织层面上的快速知识转化和高效率的技术学习，迅速提升了企业技术能力。
从外部获取的资源类型看，三星公司从外部获得的资源具有非稀缺性、可模仿性和可转移性的特点。当三星公司在最初尝试获取64K DRAM技术许可时，技术不仅存在于摩托罗拉、得克萨斯仪器公司、日本电器公司、东芝、日立等大公司手中，一些小型企业也拥有这些企业的技术，因此技术并非是稀缺的，虽然三星公司遭到了大公司的拒绝，但其最终从小企业购买到了该技术的设计许可；在特许下的产品设计的可获得性使企业得以获得相关的显性和隐性知识，同时派遣工程师到供应商处接受培训、在硅谷建立R&D工作站、聘用国外科学家等一些举措的采用使其更一步的消化吸收引进的知识，从而具有复制并模仿先进企业产品的能力，因此资源具有可模仿性的特点；由于Mircron Technology公司是一家陷入困境的小企业，因此三星公司得以以技术许可的方式从该企业购买64K DRAM芯片设计技术许可，作为技术转让的一部分，三星公司可以派遣工程师到供应商处接受培训获取相关的隐性知识以确保芯片供应的质量和可靠性，因此资源具有可以转移的特点。
四、结论
后进企业的技术追赶战略选择可以被看作是由以下三个方面构成：首先后进企业通过建立外部联系来获取资源作为获得追赶机会的第一步；其次后进企业通过利用自身优势来进一步杠杆化利用那些从已经建立起来的联系中获取的资源；最后后进企业在不断地利用联系和资源杠杆化过程中进行技术学习，这是后进企业获得技术能力的根本途径。与已经具有竞争优势的在位企业所不同的是，后进企业最初会选择瞄准的是一些不太稀缺、可以模仿和可以转移的资源，并通过对这些资源的杠杆化利用以进一步形成技术能力来克服在位企业已经构建的资源壁垒。
1、用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。
2、甲醇的主要应用领域是生产甲醛，甲醛可用来生产胶粘剂，主要用于木材加工业，其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂。
3、甲醇另一主要用途是生产醋酸。醋酸消费约占全球甲醇需求的7%，可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。
4、甲醇可用于制造甲酸甲酯，甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品，还可用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂。
5、甲醇也可制造甲胺，甲胺是一种重要的脂肪胺，以液氮和甲醇为原料，可通过加工分立为一甲胺、二甲胺、三甲胺，是基本的化工原料之一。
6、可用于制造生长促进剂。可以使作物大量增产，保持枝叶鲜嫩、茁壮茂盛、在夏天也不会枯萎，可大量减少灌溉用水，有利于旱地作物的生长。
7、甲醇用作清洗去油剂，MOS级主要用于分立器件，中、大规模集成电路，BV-Ⅲ级主要用于超大规模集成电路工艺技术。
8、用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成。
9、甲醇可用于生产二甲醚，二甲醚除了在日用化工、制药、农药、染料、涂料等方面有广泛的用途，还具有方便清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少。易加压为液体、易储存等燃料性能。
（来源：文章屋网 ）
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数字解码器是整个系统的终端设备。它从码流中将需要的节目信号分解出来，再传送到发射机对空发射。它工作是否稳定直接影响广播电视播出质量和播出安全。
1、Scopus 解码器开关电源电路的剖析
Scopus 解码器常出现图像效果差、声音嘈杂、时常“无故”死机等很多离奇古怪的故障。经过多次摸索发现故障的根源就是开关电源，图一是Scopus解码器开关电源实物照片。
我们根据实物绘制了电路图（见图二），分析了工作原理。由图二可见，Scopus 解码器电源是以PWM（脉宽调制）芯片KA3842为核心的DC/DC开关电源，该芯片为单端输出，直接驱动开关场效应管IRF640B，IRF640B的负载为开关变压器，KA3842通过调节脉冲宽度来实现输出电压的稳定。
通过电路剖析我们发现，此开关电源电路板很小，输出部分的4个发热器件D4、D5、IC4、IC5集中固定在一块很小的散热片上，紧邻散热片的是11个电解电容。这些电解电容长期受散热片烘烤必然导致内部电解液过热膨胀而鼓包，电解电容鼓包表明其性能劣化甚至失效，这又导致电压低而不稳和纹波增大。到一定程度，影响了相关电路的正常工作，就会发生诸如图像效果差、声音嘈杂、输出信号时断时续、时好时坏、“无故”死机等故障。这无疑是设计上的缺陷。针对这种情况，我们提出了三点改进建议：1、在空间允许的情况下加大开关电源电路板，以扩大元件间隙；2、增大开关电源中散热片的面积，以确保散热迅速；3、采用大体积高耐温的优质电解电容。
2、Scopus数字解码器雷击后维修方法的探索
数字解码器与外界相连的有码流线、电源线、视频和音频线，这些都是感应雷电的媒介。尤其是视频和音频线很长，大多要跨越机房与发射机连接，发生感应雷击的概率较大。故障表现通常有以下几种：（1）伴音正常，无图像。（2）伴音正常，图像暗淡。（3）图像正常，无伴音。（4）图像正常，伴音沙哑。……
雷击损坏范围大，损坏元件有很强的随机性和不确定性。数字解码器芯片众多（见图三），大量采用超大规模集成电路，三层板贴片焊接更增加了维修的难度，不具备根据实物绘制电路图的条件。面对这种情况，我们经过耐心研究，根据雷击特点总结了一套应对方法：首先顺着输出异常的信号端口找到第一个集成电路，以这个集成电路为核心对该单元电路进行剖析，弄清工作原理和可能损坏的元件；然后借助测试仪表对该单元电路进行详细测试，准确定位损坏的元件；最后就是更换损坏的元件，长时间试用后再投入使用。
长期实践表明，这套办法能够迅速修复绝大多数雷击损坏的解码器。
BCJ-4波导充气机电路剖析
和维修方法的总结
波导充气机广泛用于广播电视微波站、卫星地球站和发射台，其作用是为波导管自动充气，使波导管内保持有一定压力的干燥空气，以确保外部潮湿空气及水分不能进入其中，从而使传输特性稳定，保证信号的传输质量。它虽然是附属设施，但对保证信号安全传输和播出则是至关重要的。
为了实现对波导充气机的独立、迅速维修，我们也根据实物（见图四）绘制了BCJ-4波导充气机电路图（见图五），搜集整理了所有元件的技术资料。并根据电路图总结出了工作原理和常规故障维修方法。
波导充气机也是经常遭到雷击损坏的设备之一，但其损坏途径相对单一，都是通过电源造成的，针对雷击损坏范围大、程度深的特点，我们总结出了一套“不讲道理”的三步“模糊”维修法，1、检查各元件外观是否异常，更换炸裂、烧焦、鼓包等外观异常的元件；对电路中的三级管、二极管进行逐个检测，更换测试数据异常的元件。2、开机试验各种性能，测量各路电源电压、各集成电路引脚电压是否正常。3、根据故障表现，更换相关的集成电路。
年7月4日，今天早上九点我们微电子04级全体同学在首钢NEC门口集合，在姜老师和鞠老师的带领下跟随首钢NEC工作人员开始了我们的参观实习。虽然天气炎热，但是同学们秩序井然，而且大家参观的热情高涨，充满了兴奋与好奇。
在工作人员的陪同下，我们来到了首钢NEC的小礼堂，进行了简单的欢迎仪式后，由工作人员向我们讲解了集成电路半导体材料、半导体集成电路制造工艺、集成电路设计、集成电路技术与应用前景和首钢NEC有限公司概况，其中先后具体介绍了器件的发展史、集成电路的发展史、半导体行业的特点、工艺流程、设计流程，以及SGNEC的定位与相关生产规模等情况。
IC产业是基础产业，是其他高技术产业的基础，具有核心的作用，而且应用广泛，同时它也是高投入、高风险，高产出、规模化，具有战略性地位的高科技产业，越来越重视高度分工与共赢协作的精神。近些年来，IC产业遵从摩尔定律高速发展，越来越多的国家都在鼓励和扶持集成电路产业的发展，在这种背景下，首钢总公司和NEC电子株式会社于1991年12月31日合资兴建了首钢日电电子有限公司（SGNEC），从事大规模和超大规模集成电路的设计、开发、生产、销售的半导体企业，致力于半导体集成电路制造（包括完整的生产线――晶圆制造和IC封装）和销售的生产厂商，是首钢新技术产业的支柱产业。公司总投资580.5亿日元，注册资金207.5亿日元，首钢总公司和NEC电子株式会社分别拥有49.7％和50.3％的股份。目前，SGNEC的扩散生产线工艺技术水平是6英寸、0.35um，生产能力为月投135000片，组装线生产能力为年产8000万块集成电路，其主要产品有线性电路、遥控电路、微处理器、显示驱动电路、通用LIC等，广泛应用于计算机、程控和家电等相关领域，同时可接受客户的Foundry产品委托加工业务。公司以“协力敬业创新领先，振兴中国集成电路产业”为宗旨，以一贯生产、服务客户为特色，是我国集成电路产业中生产体系最完整、技术水平最先进、生产规模最大的企业之一，也是我国半导体产业的标志性企业之一。
通过工作人员的详细讲解，我们一方面回顾了集成电路相关的基础理论知识，同时也对首钢日电的生产规模、企业文化有了一个全面而深入的了解和认识。随后我们在工作人员的陪同下第一次亲身参观了SGNEC的后序工艺生产车间，以往只是在上课期间通过视频观看了集成电路的生产过程，这次的实践参观使我们心中的兴奋溢于言表。
由于IC的集成度和性能的要求越来越高，生产工艺对生产环境的要求也越来越高，大规模和超大规模集成电路生产中的前后各道工序对生产环境要求更加苛刻，其温度、湿度、空气洁净度、气压、静电防护各种情况均有严格的控制。
为了减少尘土颗粒被带入车间，在正式踏入后序工艺生产车间前，我们都穿上了专门的鞋套胶袋。透过走道窗户首先映入眼帘的是干净的厂房和身着“兔子服”的工人，在密闭的工作间，大多数IC后序工艺的生产都是靠机械手完成，工作人员只是起到辅助操作和监控的作用。每间工作间门口都有严格的净化和除静电设施，防止把污染源带入生产线，以及静电对器件的瞬间击穿，保证产品的质量、性能，提高器件产品成品率。接着，我们看到了封装生产线，主要是树脂材料的封装。环氧树脂的包裹，一方面起到防尘、防潮、防光线直射的作用，另一方面使芯片抗机械碰撞能力增强，同时封装把内部引线引出到外部管脚，便于连接和应用。
在SGNEC后序工艺生产车间，给我印象最深的是一张引人注目的的海报“一目了然”，通过向工作人员的询问，我们才明白其中的奥秘：在集成电路版图的设计中，最忌讳的是“一目了然”版图的出现，一方面是为了保护自己产品的专利不被模仿和抄袭；另一方面，由于集成电路是高新技术产业，毫无意义的模仿和抄袭只会限制集成电路的发展，只有以创新的理念融入到研发的产品中，才能促进集成电路快速健康发展。
在整个参观过程中，我们都能看到整洁干净的车间、纤尘不染的设备、认真负责的工人，自始至终都能感受到企业的特色文化，细致严谨的工作气氛、一丝不苟的工作态度、科学认真的工作作风。不可否认，我们大家都应该向他们学习，用他们的工作的态度与作风于我们专业基础知识的学习中，使我们能够适应目前集成电路人才的需求。
这次参观，由于集成电路生产自身的限制，我们只能通过远距离的参观，不能进一步向技术工人请教和学习而感到遗憾，总的来说，这次活动十分圆满。
通过本次微电子校外认识参观实习，进一步加深了我们对微电子专业的认知和理解，回顾了基础理论知识，激发了我们大家对微电子专业的兴趣，促进了大家学习专业知识的自主能动性。同时，通过参观学习，我们对IC芯片制造工艺的过程，有关原理以及设备有了一个感性的认识，真正做到了理论结合实际，并且对目前微电子的发展现状和前景以及专业需求有了一定的了解，有助于我们树立正确的学习态度和明确的学习目标，对我们今后的学习和就业具有重要的指导意义。
一、无线电液控制技术基本原理
无线电液控制技术的基本工作原理:首先,无线电液控制系统将操作者或机器的控制指令进行数字化处理(包括对信号的滤波,A/D转化等处理),变为易于处理的数字信号;其次,对数字指令信号进行编码处理;再次,指令信号在经发射系统进行数字调制后,通过发射天线以无线电波的方式传递给远处的接收系统。最后,接收系统通过接收天线把带控制指令的无线电波接收下来,经过解调和解码,转换为控制指令,实现对各种类型阀的进行控制。
由于无线电液控制技术在工程机械领域占有重要地位,它也越来越受到各国的重视,都投入了很多的技术力量和资金进行研究开发。虽然红外遥控也可以实现电液控制技术的远程遥控,但是由于红外遥控存在对工作背景要求高、能耗高、传输距离短(一般不会超过10米),且必需在同一直线上,中间不能有任何障碍物以及易受工业热辐射影响等缺点,使得无线电液控制技术成为当前研究的主要方向。
二、无线电液控制技术的研究现状及趋势
(一)无线电液控制技术的研究现状
最初,遥控电液控制系统都是采用有线遥控方式进行的。早在60年代初期,人们就能利用拖缆遥控装置来控制液压机械上的手动、电液多路阀,操作时通过拖缆遥控装置上的双向单轴摇杆输出线性比例信号来控制电液比例多路阀,线控盒摇杆的信号完全能模拟液压多路阀上手动拉杆的动作。虽然这种方式也可以使操作人员在作业区外对机械设备进行操作控制,但是由于控制信号在电缆线中的衰减,使得遥控的距离有限,同时由于电缆线的存在,影响了操作的灵活性,而且数米长的电缆经常是生产事故中的主要根源。[2]
随着无线电技术的成熟,把无线电技术引入电液控制系统成为了可能。由于无线电液控制技术是通过无线电波来传递控制指令,完全消除了拖缆式遥控装置所带来的故障隐患。但是一开始的无线电液控制系统都只能发射简单的指令,如:打开/关闭等指令。进入70年代后,随着大规模集成电路及专用微处理器的出现,开发出了可靠性更高的手持式无线遥控系统。后来,随着数字处理技术的快速发展,无线数字通信技术的日趋成熟,利用数字通信技术的抗干扰能力强、易于对数字信号进行各种处理等等的优点,使得遥控系统的抗干扰性能逐步提高,安全性能大大改善;与此同时,模拟集成电路设计的迅速发展,各种高精度的模拟/数字转换器(A/D)和数字/模拟转换器(D/A)的研制成功,并把他们应用到无线电液控制系统中,使得无线电液控制系统不但能够传输开关信号,也能够传输模拟控制量并且对控制指令有较高分辨能力,也就是说,无线电液控制系统不但能够控制普通的电磁开关阀,而且能够控制比例阀。由于无线电液控制技术既有电液控制技术的优点,又有无线技术的优点,因此它有着很广泛的应用,特别是在工程机械领域中。无线电液控制系统的典型应用场合如工业行车、汽车吊、随车吊、混凝土泵(臂架)车、盾构掘进机的管片拼装机等。
80年代初,美国Kraft TeleRobtics和约翰·迪尔等公司,相继开发出无线遥控系统,并应用于挖掘机中,成功推出遥控挖掘机。其中,比较典型的是约翰·迪尔公司的690CR型遥控挖掘机。
1983年,日本小松制作所研究开发了各种工作装置的微动控制和复合动作的无线电操纵,并成功改装PC200-2型液压挖掘机。
1987年,德国HBC公司研制成功应用于工程机械领域的工业无线电遥控装置。这种遥控装置采用了先进的数字化通信技术,传输的比例控制信号安全、可靠和实用,并对发射的指令有很高的分辨率;在接收端使用模拟技术可以使执行机构的加速、减速动作与无线电遥控装置发射器上的动作完全成比例,从而实现对执行机构的无级控制。利用它,结合电液比例伺服驱动机构、液压比例多路阀和电液比例减压阀及普通电磁控制开关阀,就可以实现工程机械的无线遥控。德国HBC无线电遥控系统采用的比例输出信号(0-5V/10V、4-20mA、PWM0-2A)可与多个厂家电液多路阀信号匹配,可模拟手动操作方式达到与液压控制系统互相间的协调。
与国外对无线电液控制技术的研究应用相比较,国内则相对比较晚,技术相对也落后一些。上海宝山钢铁公司于1997年引入HBC无线遥控系统、意大利FABERCOM的比例液压伺服模块,对黄河工程机械厂生产的ZY65型履带式装载机进行了遥控改造,使其成为一台遥控装载机。
(二)无线电液控制技术研究趋势
随着数字通信技术和超大规模集成电路的高速发展,把数字通信技术和高性能、高集成度的集成电路应用到无线电液控制技术中,使得无线电液控制器的性能更加完善,可靠性更加高。它们都推动着无线电液控制技术的发展,具体表现在以下几个方面:(1)超大规模集成电路的飞速发展使无线电液控制器硬件电路的可靠性提高,同时为实现更强大的(下转第152页)(上接第193页)功能提供了可能性;(2)数字通信技术提高了无线电液控制器的性能;(3)纠错编码技术提高了无线电液控制器的抗干扰能力。
三、无线电液控制技术在盾构管片拼装机中的应用
盾构管片拼装机是一六自由度机械手,由电液比例多路阀控制各个方向执行器动作,实现管片的拼装。利用无线遥控系统控制电液比例多路阀的先导级就可以控制进入多路阀的流量。采用电液比例技术能提高管片机的拼装速度,有效地降低工程造价。
四、结语
由于无线电液比例技术具有多方面的优点,在工程机械领域得到了广泛的应用。将无线遥控技术应用于盾构管片拼装机系统,将具有重要的工程应用意义。
【参考文献】
[1] 郑贵源.无线遥控装置在工业控制中的应用[J].机械与电子,1997,(2).
关键词:集成电路,铜互连,电镀,阻挡层
1.双嵌入式铜互连工艺
随着芯片集成度的不断提高,铜已经取代铝成为超大规模集成电路制造中的主流互连技术。作为铝的替代物,铜导线可以降低互连阻抗,降低功耗和成本,提高芯片的集成度、器件密度和时钟频率。
由于对铜的刻蚀非常困难,因此铜互连采用双嵌入式工艺,又称双大马士革工艺(DualDamascene),如图1所示,1)首先沉积一层薄的氮化硅(Si3N4)作为扩散阻挡层和刻蚀终止层,2)接着在上面沉积一定厚度的氧化硅(SiO2),3)然后光刻出微通孔(Via),4)对通孔进行部分刻蚀,5)之后再光刻出沟槽(Trench),6)继续刻蚀出完整的通孔和沟槽,7)接着是溅射(PVD)扩散阻挡层(TaN/Ta)和铜种籽层(SeedLayer)。Ta的作用是增强与Cu的黏附性,种籽层是作为电镀时的导电层,8)之后就是铜互连线的电镀工艺,9)最后是退火和化学机械抛光(CMP),对铜镀层进行平坦化处理和清洗。
图1铜互连双嵌入式工艺示意图
电镀是完成铜互连线的主要工艺。集成电路铜电镀工艺通常采用硫酸盐体系的电镀液,镀液由硫酸铜、硫酸和水组成,呈淡蓝色。当电源加在铜(阳极)和硅片(阴极)之间时,溶液中产生电流并形成电场。阳极的铜发生反应转化成铜离子和电子,同时阴极也发生反应,阴极附近的铜离子与电子结合形成镀在硅片表面的铜,铜离子在外加电场的作用下,由阳极向阴极定向移动并补充阴极附近的浓度损耗,如图2所示。电镀的主要目的是在硅片上沉积一层致密、无孔洞、无缝隙和其它缺陷、分布均匀的铜。
图2集成电路电镀铜工艺示意图
2.电镀铜工艺中有机添加剂的作用
由于铜电镀要求在厚度均匀的整个硅片镀层以及电流密度不均匀的微小局部区域(超填充区)能够同时传输差异很大的电流密度,再加上集成电路特征尺寸不断缩小,和沟槽深宽比增大,沟槽的填充效果和镀层质量很大程度上取决于电镀液的化学性能,有机添加剂是改善电镀液性能非常关键的因素,填充性能与添加剂的成份和浓度密切相关,关于添加剂的研究一直是电镀铜工艺的重点之一[1,2]。目前集成电路铜电镀的添加剂供应商有Enthone、Rohm&Haas等公司,其中Enthone公司的ViaForm系列添加剂目前应用较广泛。ViaForm系列包括三种有机添加剂:加速剂(Accelerator)、抑制剂(Suppressor)和平坦剂(Leverler)。当晶片被浸入电镀槽中时,添加剂立刻吸附在铜种籽层表面,如图3所示。沟槽内首先进行的是均匀性填充,填充反应动力学受抑制剂控制。接着,当加速剂达到临界浓度时,电镀开始从均匀性填充转变成由底部向上的填充。加速剂吸附在铜表面,降低电镀反应的电化学反应势,促进快速沉积反应。当沟槽填充过程完成后,表面吸附的平坦剂开始发挥作用,抑制铜的继续沉积,以减小表面的粗糙度。
加速剂通常是含有硫或及其官能团的有机物,例如聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS),或3-巯基丙烷磺酸(MPSA)。加速剂分子量较小,一般吸附在铜表面和沟槽底部,降低电镀反应的电化学电位和阴极极化,从而使该部位沉积速率加快,实现沟槽的超填充。
抑制剂包括聚乙二醇(PEG)、聚丙烯二醇和聚乙二醇的共聚物,一般是长链聚合物。抑制剂的平均相对分子质量一般大于1000,有效性与相对分子质量有关,扩散系数低,溶解度较小,抑制剂的含量通常远大于加速剂和平坦剂。抑制剂一般大量吸附在沟槽的开口处,抑制这部分的铜沉积,防止出现空洞。在和氯离子的共同作用下,抑制剂通过扩散-淀积在阴极表面上形成一层连续抑制电流的单层膜,通过阻碍铜离子扩散来抑制铜的继续沉积。氯离子的存在,可以增强铜表面抑制剂的吸附作用,这样抑制剂在界面处的浓度就不依赖于它们的质量传输速率和向表面扩散的速率。氯离子在电镀液中的含量虽然只有几十ppm,但对铜的超填充过程非常重要。如果氯浓度过低,会使抑制剂的作用减弱;若氯浓度过高,则会与加速剂在吸附上过度竞争。
平坦剂中一般含有氮原子,通常是含氮的高分子聚合物,粘度较大,因此会依赖质量运输,这样在深而窄的孔内与加速剂、抑制剂的吸附竞争中没有优势,但在平坦和突出的表面,质量传输更有效。沟槽填充完成后,加速剂并不停止工作,继续促进铜的沉积,但吸附了平坦剂的地方电流会受到明显抑制,可以抑制铜过度的沉积。平坦剂通过在较密的细线条上方抑制铜的过度沉积从而获得较好的平坦化效果,保证了较小尺寸的图形不会被提前填满,有效地降低了镀层表面起伏。
在铜电镀过程中,对填充过程产生影响的主要是加速剂、抑制剂和氯离子,填充过程完成后对镀层表面粗糙度产生影响的主要是平坦剂。铜电镀是有机添加剂共同作用的结果,它们之间彼此竞争又相互关联。为实现无空洞和无缺陷电镀,除了改进添加剂的单个性能外,还需要确定几种添加剂同时存在时各添加剂浓度的恰当值,使三者之间互相平衡,才能达到良好的综合性能,得到低电阻率、结构致密和表面粗糙度小的铜镀层。
尽管使用有机添加剂可实现深亚微米尺寸的铜电镀,但往往会有微量的添加剂被包埋在铜镀层中。对于镀层来说,这些杂质可能会提高电阻系数,并且使铜在退火时不太容易形成大金属颗粒。
图3电镀铜表面添加剂作用示意图
A=AcceleratorS=Suppressor
L=LevelerCl=ChlorideIon
电镀过程中添加剂不断地被消耗,为了保证镀层的品质,需要随时监控添加剂的浓度。目前主要使用闭环的循环伏安剥离法(CylicVoltammetricStripping,CVS)来监测电镀液的有机添加剂含量。CVS测量仪器的主要供应商是美国ECI公司。CVS尽管硬件成本低,但它很难反映出几种添加剂组分浓度同时改变的准确情况,高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)分析技术有望能替代CVS。
3.脉冲电镀和化学镀
在铜互连中的应用
在目前的集成电路制造中,芯片的布线和互连几乎全部是采用直流电镀的方法获得铜镀层。但直流电镀只有电流/电压一个可变参数,而脉冲电镀则有电流/电压、脉宽、脉间三个主要可变参数,而且还可以改变脉冲信号的波形。相比之下,脉冲电镀对电镀过程有更强的控制能力。最近几年,关于脉冲电镀在集成电路铜互连线中的应用研究越来越受到重视[3,4]。
脉冲电镀铜所依据的电化学原理是利用脉冲张驰增加阴极的活化极化,降低阴极的浓差极化,从而改善镀层的物理化学性能。在直流电镀中,由于金属离子趋近阴极不断被沉积,因而不可避免地造成浓差极化。而脉冲电镀在电流导通时,接近阴极的金属离子被充分地沉积;当电流关断时,阴极周围的放电离子又重新恢复到初始浓度。这样阴极表面扩散层内的金属离子浓度就得到了及时补充,扩散层周期间隙式形成,从而减薄了扩散层的实际厚度。而且关断时间的存在不仅对阴极附近浓度恢复有好处,还会产生一些对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。脉冲电镀的主要优点有:降低浓差极化,提高了阴极电流密度和电镀效率,减少氢脆和镀层孔隙;提高镀层纯度,改善镀层物理性能,获得致密的低电阻率金属沉积层。
除了电镀以外,还有一种无需外加电源的沉积方式,这就是化学镀。化学镀不同于电镀,它是利用氧化还原反应使金属离子被还原沉积在基板表面,其主要特点是不需要种籽层,能够在非导体表面沉积,具有设备简单、成本较低等优点。化学镀目前在集成电路铜互连技术中的应用主要有:沉积CoWP等扩散阻挡层和沉积铜种籽层。最近几年关于化学镀铜用于集成电路铜互连线以及沟槽填充的研究亦成为一大热点,有研究报道通过化学镀同样可以得到性能优良的铜镀层[5,6]。但是化学镀铜通常采用甲醛做为还原剂,存在环境污染的问题。
4.铜互连工艺发展趋势
使用原子层沉积(ALD,AtomicLayerDeposition)技术沉积阻挡层和铜的无种籽层电镀是目前铜互连技术的研究热点[7]。
在当前的铜互连工艺中,扩散阻挡层和铜种籽层都是通过PVD工艺制作。但是当芯片的特征尺寸变为45nm或者更小时,扩散阻挡层和铜种籽层的等比例缩小将面临严重困难。首先,种子层必须足够薄,这样才可以避免在高纵宽比结构上沉积铜时出现顶部外悬结构,防止产生空洞;但是它又不能太薄。其次,扩散层如果减薄到一定厚度,将失去对铜扩散的有效阻挡能力。还有,相对于铜导线,阻挡层横截面积占整个导线横截面积的比例变得越来越大。但实际上只有铜才是真正的导体。例如,在65nm工艺时,铜导线的宽度和高度分别为90nm和150nm,两侧则分别为10nm。这意味着横截面为13,500nm2的导线中实际上只有8,400nm2用于导电,效率仅为62.2%[7]。
目前最有可能解决以上问题的方法是ALD和无种籽电镀。使用ALD技术能够在高深宽比结构薄膜沉积时具有100%台阶覆盖率,对沉积薄膜成份和厚度具有出色的控制能力,能获得纯度很高质量很好的薄膜。而且,有研究表明:与PVD阻挡层相比,ALD阻挡层可以降低导线电阻[7]。因此ALD技术很有望会取代PVD技术用于沉积阻挡层。不过ALD目前的缺点是硬件成本高,沉积速度慢,生产效率低。
此外,过渡金属-钌可以实现铜的无种籽电镀,在钌上电镀铜和普通的铜电镀工艺兼容。钌的电阻率(~7μΩ-cm),熔点(~2300℃),即使900℃下也不与铜发生互熔。钌是贵金属,不容易被氧化,但即使被氧化了,生成的氧化钌也是导体。由于钌对铜有一定的阻挡作用,在一定程度上起到阻挡层的作用,因此钌不仅有可能取代扩散阻挡层常用的Ta/TaN两步工艺,而且还可能同时取代电镀种籽层,至少也可以达到减薄阻挡层厚度的目的。况且,使用ALD技术沉积的钌薄膜具有更高的质量和更低的电阻率。但无种籽层电镀同时也为铜电镀工艺带来新的挑战,钌和铜在结构上的差异,使得钌上电镀铜与铜电镀并不等同,在界面生长,沉积模式上还有许多待研究的问题。
5.结语
铜互连是目前超大规模集成电路中的主流互连技术,而电镀铜是铜互连中的关键工艺之一。有机添加剂是铜电镀工艺中的关键因素,各种有机添加剂相互协同作用但又彼此竞争,恰当的添加剂浓度能保证良好的电镀性能。在45nm或更小特征尺寸技术代下,为得到低电阻率、无孔洞和缺陷的致密铜镀层,ALD和无种籽电镀被认为是目前最有可能的解决办法。此外,研究开发性能更高的有机添加剂也是途径之一,而使用新的电镀方式(比如脉冲电镀)也可能提高铜镀层的质量。
参考文献
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[5]王增林,刘志鹃,姜洪艳等.化学镀技术在超大规模集成电路互连线制造过程的应用[J].电化学,Vol.12No.2May2006:125-133
1、Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）。由一个欧洲开发团队于2005年冬季开发。其成员包括Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti。它构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。通俗的讲：arduino就是主要以以AVR单片机为核心控制器的单片机应用开发板（当然也有其他核心的例如STM32版本的但是不是官方的，还有intel的伽利略），或者是学习板啥的，但是Arduino开发人员开发了简单的函数，还有许多应用库，这样就不用直接去操作寄存器了，使得没有很好的单片机基础的人员也可以使用Arduino做出自己想要的东西。Arduino的开发人员还开发了一个简洁的IDE（集成开发环境）也就是写代码，编译，调试，下载的上位机软件。
2、单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
3、arduino是一个单片机系统，核心是ATMEGA系列单片机，配上一些周边器件，安装在一款印刷电路板上，能够独立完成设定功能。而单片机就是一块芯片，无法在没有周边器件的情况下单独完成既定功能。
（来源：文章屋网 ）
摘 要：给出一低功耗、低温度系数的电压基准源电路的设计。其特点是利用工作在弱反型区晶体管的特性，该电压基准源采用CSMC 0.5 μm，两层POLY，一层金属的CMOS工艺实现，芯片面积为0.036 75 mm2。测试结果表明：其最大工作电流不超过380 nA；在2.5~6 V工作电压下，线性调整率为0.025％；4 V输入电压；20~100 ℃范围内，平均温度系数为64 ppm/℃。以更小的面积，更低的功耗实现了电压基准源的性能。
关键词：电压基准源;低功耗;CMOS;POLY
Design of a Low Power CMOS Voltage Reference
GUO Lifang,YAO Ruohe,LI Wenguan
(Physics Science & Technology College,South China University of Technology,Guangzhou,510640,ChinaAbstract：An ultra low power,low temperature coefficient voltage reference is described in this paper.The characteristic of the weak inversion MOS transistor is used in this arichitecture.The voltage reference is implemented in CSMC 0.5 μm,double POLY,single metal CMOS process,the die size is 0.036 75 mm2.Test results show that: the maximum operation current is less than 380 nA,the line regulation from 2.5~6 V is 0.025%,the mean temperature coefficient from 20~100 ℃ is 64 ppm/℃ at 4 V supply voltage.The biggest innovations are smaller die size and lower power consumption than other voltage references.
eywords：bandgap voltage reference;low power;CMOS;POLYオ
1 引 言
电压基准可以在温度及电源电压变化环境中提供稳定的参考电压，被广泛应用于比较器，A/D，D/A转换器，信号处理器等集成电路中。目前已有不少Bipolar工艺和CMOS工艺的电压基准应用于实际中，并且获得了很高的精度和稳定性。然而随着各种便携式移动通信和计算产品的普及，对电池的需求大大加强，但是电池技术发展相对落后，降低电路的功耗成为IC设计关注的一个焦点；电路的功耗会全部转换成热能，过多的热量会产生焦耳热效应，加剧硅失效，导致可靠性下降，而快速散热的要求又会导致封装和制冷成本提高；同时功耗大将导致温度高，载流子速度饱和，IC速度无法再提升；并且功耗降低，散热减少，也能减少对环境的影响。因此，功耗已成为超大规模集成电路设计中除速度，面积之外需要考虑的第三维度［1］。
传统的带隙电压基准源面积大、功耗大、不适应低功耗小面积的要求。本文立足于低功耗、小面积、利用工作于弱反型区晶体管的特点，对传统的带隙电压基准源做出改进，设计了一款最大消耗380 nA电流的电压基准源，大大减小了面积，且与CMOS工艺兼容，同时提出一种新的不耗电的启动电路。本文先介绍传统典型带隙基准电路的原理与功耗组成，提出改进电路结构，并进行分析，最后给出基于0.5 μm CMOS 工艺模型的仿真结果和测试结~果。
【关键词】 光纤通信 设备维护 要素分析 检测方式
光纤在数据信息的传输方面与其他信息载体相比具有巨大的优势，光纤通信技术中光信号在保护效果较好的的超细玻璃纤维里传输，同时光纤自身损耗率小的特点使得光纤通信能够实现数据信息的快速、大容量、高精度传输，光纤通信技术在现实生活中得到非常广泛的普及与应用，同时对于光纤通信设备的日常维护与维修就显得更为重要。
一、光纤通信设备的特征分析
光纤通信设备并不能单独发挥作用，要结合整套的通信系统如信号基站、发射架、信号接收系统等才能发挥其具体功能，光纤通信系统的运行状况主要是依据通信系统对于信号传输、接收与处理能力来评判，所以实际工作中的光纤通信设备的维护主要是针对整套通信系统的工作状态与数据的接收处理功能模块进行相关的检测与维护，来保障整套光纤通信系统能够安全稳定运行。目前实际生活中广泛应用的光纤通信系统的智能检测与报警系统技术相对比较成熟，智能检测与维护系统能够针对通信设备运行的状态数据进行实时监测，并在控制终端的显示器中显示故障设备的具体原因并能够自动记录通信设备的运行日志，以供专业维护人员参考。另一方面随着社会的不断发展与进步，人们对通信设备的技术要求越来越高，现代光纤通信系统多采用大规模或超大规模集成电路，以确保在较小体积的通信设备情况下实现大容量、高精度的通信技术要求，但是大规模、超大规模集成电路在光线通信设备中的应用使得日常的维修与维护工作变得艰难，给专业维修人员带来了巨大的考验。
二、光纤通信设备的维护类型
1、数字光纤通信设备的维护。
数字光纤通信能够满足人们对现代通信大容量、高精度的要求，但是数字光纤通信设备的日常维护难度很大，因此为处理好数字光纤通信系统的维护工作，必须要求设备维护技术人员能够熟练掌握通信系统的数据信息传输的工作原理与具体工作参数和参数在设备中代表的具体意义。此外通信设备相关功能模块与电子元器件、各种电器仪表的工作原理与功能、设备运行过程中的规范化操作流程以及注意事项，除此之外还需要了解检测报警系统中的设备运行安全日志以及报警弹出窗口等信息代表的具体含义，设备运行过程中的基本数据结构域复杂的控制波形等都需要维护人员了解并充分掌握。
2、激光器的维护。
光纤通信系统中的光信号传输系统的光接口盘配备的激光发射器发射的激光为人眼不可见的高能红外光，如果该激光照射到人眼会对人眼造成非常严重的损害，因此在光纤通信系统日常维护过程中维修技术人员必须预先关闭激光发射器再进行维护操作，除此之外在对通信系统的光纤尾部端口与光接口盘进行维护操作时，要求维修技术人员必须佩带具有过滤红外光功能的专业防护眼镜，能够避免维护过程中设备运行不稳定造成激光发射器的不可控发射激光对维修人员的眼睛造成伤害。如果没有佩带具有过滤红外光功能的专业防护镜不允许用眼睛正对光纤接口端的激光发射口与光纤尾部端口；除此之外在使用专业的OTDR激光器检测仪时，必须将对端站与光纤接口盘相连的光纤尾部端口断开，以免激光发射器发射的激光能量密度过高对检测仪器的接收光模块造成损坏；在使用光纤尾部端口对光纤通路进行硬件环回检测时必须采用激光衰耗器来减弱激光的能量密度，防止激光的功率过高对检测仪器的光接收模块造成损害为维护工作带来不便；当光纤接口盘损坏需要更换时，必须断开线路中的光纤尾端，严禁光纤接入时对接口盘采取拔插操作，并且光纤接口盘具有固定的参数要求，需要针对光纤通路具体的工作要求与接口尺寸选定适当的接口盘。
3、电器安全的维护。
由于现代光纤通信系统普遍采用大规模或超大规模集成电路来实现对数据信息大容量、高精度的传输，大量的电子元器件集中在有限的空间内，而且这些微小的电子元器件对于电、磁等较为敏感，因此在光纤通信设备的日常维护中要按照规范化的操作要求做好设备的防尘、防静电处理。设备维修人员的走动、衣服与鞋子等的摩擦等会使其身体带有大量的静电电场与磁场，假如在对通信设备维修前不能有效地导出，那么维护人员手指接触光纤插盘、IC控制芯片等电子装置时身体带有的电场与磁场就会对装置中的某些精密敏感元件造成损害，因此需要维修技术人员在采取维修操作时佩戴专业的防静电装置。除此之外对于光纤通信系统中的供电系统进行维修前必须断开电源开关，并且电子控制线路、电缆连接与安装要求是否符合等。
三、光纤设备维护流程图
光纤通信系统近端设备维护处理流程图如图1所示；光纤通信系统远端设备维护处理流程图如图2所示。
光纤通信设备中远端机、近端机设备需要经常维护：当系统显示接收无光信号警告时证明远端机光感应模块发生故障，首先需要在远端机以及近端机处安装检测装置来检测光纤的激发功率确定是否光发射通路与反射回路出现断路故障；假如近端机光感应模块发生故障后观察指示灯明暗情况，并安装新的近端机光感应模块；当下行功放警示灯亮起，检查控制电源工作输出电压值，并安装新的下行功放模块；当下行功放功率控制警告灯亮起时，可能是远端机光感应模块发生故障或者功放电路前端通路发生接触不良等导致断路问题，还有可能时功放单元自身发生故障，可以利用光纤检测装置检测光发射功率，判定是否光发射装置出现故障，利用万用表检测光感模块回路平均电流值，判定是否功放单元前端电路出现故障；当远端机断路警示灯亮起，可能是控制系统主电源发生故障或者电源电路发生断路。
四、光纤通信设备维护常用检测方式
1、环路检测法。
现代光纤通信设备维护与维修工作中普遍采用的是环路检测法，环路检测法能够对通信设备系统内部复杂的电子控制线路进行合理化的闭环线路划分，并利用专业的检测仪器针对局部的环路进行测量，这样大大降低了对于故障设备系统模块检测的难度，能够将出现故障的设备与工作模块的范围逐步缩小，最后具体化并将其解决。环路检测法的核心是构造环路，环路的划分有各种不同的方法，较为常用的划分方法时根据环路中电信号的传输方向可以分为设备外部环路与设备内部环路两种。对于设备外部环路的检测能够检查出通信对端站以及外部信息传输线路中存在的故障，而设备内部环路检测主要是用来检测基站内部的光束激发与控制系统存在的故障。除此之外还可以按照环路中信号强度等级可分为2兆环路与群环路等。环路检测法的主要功能是用来检测环路内部各环节是否存在故障，然后不断缩短环路采用排除法逐级将故障点找出来，进而采取维修或更换元件操作以排除故障。
2、仪表测试法。
光纤通信系统设备大多都是电子元器件，在设备运行的过程中均有不同形式的电流、电压、感应磁场等存在，因此可以利用仪表测试法针对设备运行过程中工作元件中的电流、电压、干生磁场等具体物理电参数进行精确地测量并与设计要求中的正常电参数进行比较核对，以检测某些元件工作中的异常情况来排查出具体的故障点，光纤通信设备故障的仪表测试法中常用的检测仪表包括光功率计、万用表、误码仪、示波器等。在日常的通信设备维护过程中维修技术人员需要针对不同的故障与设备运行状况利用恰当的仪表对可能发生故障的电子元件实施精确地电参数测量，根据测量结果对故障点进行准确定位。
汽车电子化是建立在电子学的发展基础之上，从真空管、晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步，出现了计算机等各种各样的电子装置，汽车电子化也随着逐年的深化与发展，而且有的汽车电子装置占整车造价的1／3，高级轿车有的就装几十个微控器、上百个传感器。电子化的程度可以说是衡量汽车高档与否的主要标志。
20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车上应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。60年代，汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器，到60年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但更多地应用电子技术则是在70年代以后，主要是为解决汽车安全、污染和节油3大问题。进入70年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了巨大发展，微机在汽车上的应用，给汽车工业带来了划时代的变革。
20世纪90年代，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础。目前汽车电子技术已发展到第四代，即包括电子技术（含微机技术）、优化控制技术、传感器技术、网络技术、机电一体化耦合交叉技术等综合技术的小系统，并且早已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。
汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容：硬件包括微机及其接口、执行部件、传感器等；软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控、自诊断系统等程序。
微机是整个系统的核心，负责指挥其他设备工作。目前汽车上用的微机以通用单片机和高抗干扰及耐振的汽车专用微机为主，其速度和精度要求不像计算用微机高，但抗干扰性能较强，能适应汽车振动大等恶劣的工作环境。有的由单机控制（即一个微机控制一个项目，如控制点火）向集中控制发展，而汽车集中控制也由原来的多个计算机通信向网络化管理过渡。
2汽车电子控制理论发展概况
汽车电子控制理论基础，是“汽车电子技术”中的难点和重点。利用自动控制理论而建立的开环、闭环、最优、自适应控制系统，在汽车优化控制中都有采用。建立这些控制系统时，首先对汽车某个系统，如点火提前角优化控制系统进行系统辨识，建立数学模型，然后采用相应的控制方法进行优化控制。但是发动机本身结构比较复杂，影响点火的因素较多，理论推导优化点火状态下的数学模型比较困难。因此，一般采用实验方法找出各种工况下的最佳点火提前角，然后存入微机内存。在实行控制过程中，微机不断检测发动机的工况，用查表的方法，查出该工况下的最佳点火提前角，进行修正后再通过微机接口、放大电路去控制点火，这是目前国外应用较多的优化控制方法。
此外，目前应用较成熟的另一种方法为自适应在线搜索法：他包括顶点保持法和登山法2种。该方法并不需要知道模型的原型，而是由微机在汽车运行中自行搜索最优工况，使控制接近或达到最优化。
模糊控制是近年来出现的新的控制理论，在汽车中也有所应用。模糊控制系统也是一种自动控制系统，他是以模糊数、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。模糊逻辑从含义上比其他传统逻辑更接近人类的思想和自然语言。
3网络技术在汽车中的应用
3.1网络技术在汽车内部的应用
比较高级的汽车上装有几十个微机控制器、上百个传感器。这就给汽车进行网络应用提供了条件，而且解决了汽车一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所谓分散控制就是汽车上的一个部件如点火或喷油，用一个微控器进行控制，这是微机在汽车上应用的起始。后来发展到汽车集中控制系统，包括完全集中控制系统，如美国的通用汽车公司采用一个微机系统分别控制汽车防滑制动、牵引力控制、优化点火、超速报警、自动门锁和防盗等；分级控制系统，如日产公司的分级控制系统，用1台中央控制计算器分别指挥4台微机，分别控制防滑制动、优化点火、燃油喷射、数据传输等；分布集中控制系统，他是根据汽车的各大部分而进行分块集中控制，如发动机、底盘、信息、显示和报警等几大件控制系统，如日本五十铃生产的汽车I-TEC系统，他对发动机的点火、燃油喷射、怠速及废气再循环进行集中控制。上述各种类型的控制都。
有优缺点，但网络在汽车上应用后，就可发挥各型控制的优点，克服了他们的缺点。例如集中控制和分散控制的最大问题是可靠性问题，如完全集中控制，一旦微机出现故障全车瘫痪。采用网络技术后，不但共用所有传感器，还可以共用其他设备，如进行了环形网控制，几十个微机，就是个别出现问题，整车还可以正常运行。所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能，而且还大大增加了可靠性。
为适应汽车网络控制的需要，更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化，世界各国都在积极合作，进行汽车局域网的研究与开发。国外在网络标准的制定以及符合网络通信标准的微处理器、通信协议等方面都已经有了成果。网络标准方面有Bosch公司制定的控制器局域网络（CAN）协议和Intel推出的SAEJ18065网络标准。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合网络相关协议的微处理器产品。同时，为整合各种标准，一份有关汽车网络的国际标准正在国际标准化组织起草。
3.2网络技术在汽车外部的应用
汽车上网系统，是一种无线的网络结构。通过他，人们在驾驶汽车时就可以像在家一样进行上网、发E-mail等所有网上操作。目前不少公司在进行这方面的工作，如IBM公司和Motorola公司已合作开发车用无线Internet技术，这项技术将使驾驶员和乘客能够在车上发送电子邮件以及从事网上各种活动，如电子商务和网上购物、查看股市行情和天气预报等。另外Microsoft公司新推出了专门为“车上网”设计的AutoPC软件，采用WindowsCE操作系统，他具有交互式语言识别等各种多媒体功能。这种功能能够有效地保障汽车行车安全，因为他可以让汽车驾驶员在手不离方向盘、眼不离行驶前方的情况下，与PC机系统交换各种信息，例如行车前方的交通状况有无塞车，最短时间导航等；也可以通过他在车上收发E-mail、打网络电话和其他上网活动。通用公司不但开发了“车上网”系统，而且还装有车载自动化办公系统。由于该系统采用了超高速光纤串行数据通道（MML），因此具有多路的数字式影音能力，可以有效地调控多信道大容量的输入、输出信号，例如CD、DVD、显示器、电视接收天线、音响和全球卫星定位导航系统都可以和该系统交换信息。
4汽车传感器的发展趋势
车用传感器是促进汽车高档化、电子化、自动化发展的关键技术之一，世界各国对车用传感器的研究开发、提高性价比都非常重视。“没有传感器技术就没有现代汽车”的观点现在已被全世界所公认。汽车电子化越发达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大，所以，国内外都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。
汽车现代传感器总的发展趋势是：多功能化、集成化、智能化、微型化，其技术的发展方向是：
(1)开展基础研究，发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺；
(2)扩大传感器的功能与应用范围。
4.1发现新现象
利用物理现象、化学反应和生物效应等是各种传感器的基本原理，所以发现新现象与新效应是现代传感器发展的重要基础。
4.2开发新材料
功能材料是发展传感器技术的另一个重要基础。由于材料科学的进步，在制造各种材料时，人们可以任意控制他的成份，从而可以设计与制造出各种用于传感器的功能材料。例如控制半导体氧化物的成份，可以制造出各种气体传感器；光导纤维用于传感器是传感器功能材料的一个重大发现；有机材料作为功能材料，正引起国内外汽车电子化专家的极大关注。
4.3采用新工艺
传感器的敏感元件性能除了由其功能材料决定外，还与其加工工艺有关。随着半导体、陶瓷等新型材料用于传感器敏感元件，许多现代先进制造技术也引入汽车传感器制造技术，例如集成技术，微细加工技术，离子注入技术，薄膜技术等，能制作出性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的微型化敏感元件。近年来从半导体集成电路技术发展而来的微电子机械系统（MEMS）技术日渐成熟，利用这一技术可以制作各种能敏感和检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器，这些传感器的体积和能耗小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大规模和多功能阵列，这些特点使得他们非常适合于汽车方面的应用。
20世纪80年代初，微型压阻式多路绝对压力传感器开始大批量生产，取代了早期采用LVDT技术的压力传感器。80年代中期微型加速度传感器开始用于汽车安全气囊，他们是到目前为止大量生产的、并在汽车中得到广泛应用的微型传感器。然而微型传感器的大规模应用势必将不限于发动机燃烧控制和安全气囊，在未来5～7年内包括发动机运行管理、废气与空气质量控制、ABS、车辆动力的控制、自适应导航、车辆行驶安全系统在内的应用将为MEMS技术提供广阔的市场。
4.4研究多功能集成传感器
研究多功能集成传感器是传感器发展的一个重要方向，即在一个芯片上集成多种功能敏感组件和同一功能的多个敏感组件。例如日本研制出复合压阻传感器，一个芯片可同时检测汽车压力与温度。
4.5研究智能式传感器
智能传感器是一种带微型计算机兼有检测、判断、信息处理等功能的传感器。与传统传感器相比，他具有很多特点。例如，他可以确定传感器工作状态，对测量资料进行修正，以便减少环境因素如温度引起的误差；用软件解决硬件难以解决的问题；完成资料计算与处理工作等等。世界各国都在车用传感器硬件的基础上，努力用软件来解决汽车电气干扰大、环境差（温度高、温度梯度大、污染厉害等）等问题造成的对汽车参数测量的影响。而且智能式传感器精度高、量程覆盖范围大、输出信号大、信噪比高、抗干扰性能好，有的还带有自检功能。不少汽车大公司在该方面进行研制与开发，并取得了成就和应用。
化发展概况
汽车电子化是建立在电子学的发展基础之上，从真空管、晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步，出现了计算机等各种各样的电子装置，汽车电子化也随着逐年的深化与发展，而且有的汽车电子装置占整车造价的1／3，高级轿车有的就装几十个微控器、上百个传感器。电子化的程度可以说是衡量汽车高档与否的主要标志。
20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车上应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。60年代，汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器，到60年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但更多地应用电子技术则是在70年代以后，主要是为解决汽车安全、污染和节油3大问题。进入70年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了巨大发展，微机在汽车上的应用，给汽车工业带来了划时代的变革。
20世纪90年代，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础。目前汽车电子技术已发展到第四代，即包括电子技术（含微机技术）、优化控制技术、传感器技术、网络技术、机电一体化耦合交叉技术等综合技术的小系统，并且早已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。
汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容：硬件包括微机及其接口、执行部件、传感器等；软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控、自诊断系统等程序。
微机是整个系统的核心，负责指挥其他设备工作。目前汽车上用的微机以通用单片机和高抗干扰及耐振的汽车专用微机为主，其速度和精度要求不像计算用微机高，但抗干扰性能较强，能适应汽车振动大等恶劣的工作环境。有的由单机控制（即一个微机控制一个项目，如控制点火）向集中控制发展，而汽车集中控制也由原来的多个计算机通信向网络化管理过渡。
2汽车电子控制理论发展概况
汽车电子控制理论基础，是“汽车电子技术”中的难点和重点。利用自动控制理论而建立的开环、闭环、最优、自适应控制系统，在汽车优化控制中都有采用。建立这些控制系统时，首先对汽车某个系统，如点火提前角优化控制系统进行系统辨识，建立数学模型，然后采用相应的控制方法进行优化控制。但是发动机本身结构比较复杂，影响点火的因素较多，理论推导优化点火状态下的数学模型比较困难。因此，一般采用实验方法找出各种工况下的最佳点火提前角，然后存入微机内存。在实行控制过程中，微机不断检测发动机的工况，用查表的方法，查出该工况下的最佳点火提前角，进行修正后再通过微机接口、放大电路去控制点火，这是目前国外应用较多的优化控制方法。
此外，目前应用较成熟的另一种方法为自适应在线搜索法：他包括顶点保持法和登山法2种。该方法并不需要知道模型的原型，而是由微机在汽车运行中自行搜索最优工况，使控制接近或达到最优化。
模糊控制是近年来出现的新的控制理论，在汽车中也有所应用。模糊控制系统也是一种自动控制系统，他是以模糊数、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。模糊逻辑从含义上比其他传统逻辑更接近人类的思想和自然语言。
3网络技术在汽车中的应用
3.1网络技术在汽车内部的应用
比较高级的汽车上装有几十个微机控制器、上百个传感器。这就给汽车进行网络应用提供了条件，而且解决了汽车一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所谓分散控制就是汽车上的一个部件如点火或喷油，用一个微控器进行控制，这是微机在汽车上应用的起始。后来发展到汽车集中控制系统，包括完全集中控制系统，如美国的通用汽车公司采用一个微机系统分别控制汽车防滑制动、牵引力控制、优化点火、超速报警、自动门锁和防盗等；分级控制系统，如日产公司的分级控制系统，用1台中央控制计算器分别指挥4台微机，分别控制防滑制动、优化点火、燃油喷射、数据传输等；分布集中控制系统，他是根据汽车的各大部分而进行分块集中控制，如发动机、底盘、信息、显示和报警等几大件控制系统，如日本五十铃生产的汽车I-TEC系统，他对发动机的点火、燃油喷射、怠速及废气再循环进行集中控制。上述各种类型的控制都。
有优缺点，但网络在汽车上应用后，就可发挥各型控制的优点，克服了他们的缺点。例如集中控制和分散控制的最大问题是可靠性问题，如完全集中控制，一旦微机出现故障全车瘫痪。采用网络技术后，不但共用所有传感器，还可以共用其他设备，如进行了环形网控制，几十个微机，就是个别出现问题，整车还可以正常运行。所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能，而且还大大增加了可靠性。
为适应汽车网络控制的需要，更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化，世界各国都在积极合作，进行汽车局域网的研究与开发。国外在网络标准的制定以及符合网络通信标准的微处理器、通信协议等方面都已经有了成果。网络标准方面有Bosch公司制定的控制器局域网络（CAN）协议和Intel推出的SAEJ18065网络标准。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合网络相关协议的微处理器产品。同时，为整合各种标准，一份有关汽车网络的国际标准正在国际标准化组织起草。
3.2网络技术在汽车外部的应用
汽车上网系统，是一种无线的网络结构。通过他，人们在驾驶汽车时就可以像在家一样进行上网、发E-mail等所有网上操作。目前不少公司在进行这方面的工作，如IBM公司和Motorola公司已合作开发车用无线Internet技术，这项技术将使驾驶员和乘客能够在车上发送电子邮件以及从事网上各种活动，如电子商务和网上购物、查看股市行情和天气预报等。另外Microsoft公司新推出了专门为“车上网”设计的AutoPC软件，采用WindowsCE操作系统，他具有交互式语言识别等各种多媒体功能。这种功能能够有效地保障汽车行车安全，因为他可以让汽车驾驶员在手不离方向盘、眼不离行驶前方的情况下，与PC机系统交换各种信息，例如行车前方的交通状况有无塞车，最短时间导航等；也可以通过他在车上收发E-mail、打网络电话和其他上网活动。通用公司不但开发了“车上网”系统，而且还装有车载自动化办公系统。由于该系统采用了超高速光纤串行数据通道（MML），因此具有多路的数字式影音能力，可以有效地调控多信道大容量的输入、输出信号，例如CD、DVD、显示器、电视接收天线、音响和全球卫星定位导航系统都可以和该系统交换信息。
4汽车传感器的发展趋势
车用传感器是促进汽车高档化、电子化、自动化发展的关键技术之一，世界各国对车用传感器的研究开发、提高性价比都非常重视。“没有传感器技术就没有现代汽车”的观点现在已被全世界所公认。汽车电子化越发达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大，所以，国内外都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。
汽车现代传感器总的发展趋势是：多功能化、集成化、智能化、微型化，其技术的发展方向是：
(1)开展基础研究，发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺；
(2)扩大传感器的功能与应用范围。
4.1发现新现象
利用物理现象、化学反应和生物效应等是各种传感器的基本原理，所以发现新现象与新效应是现代传感器发展的重要基础。
4.2开发新材料
功能材料是发展传感器技术的另一个重要基础。由于材料科学的进步，在制造各种材料时，人们可以任意控制他的成份，从而可以设计与制造出各种用于传感器的功能材料。例如控制半导体氧化物的成份，可以制造出各种气体传感器；光导纤维用于传感器是传感器功能材料的一个重大发现；有机材料作为功能材料，正引起国内外汽车电子化专家的极大关注。
4.3采用新工艺
传感器的敏感元件性能除了由其功能材料决定外，还与其加工工艺有关。随着半导体、陶瓷等新型材料用于传感器敏感元件，许多现代先进制造技术也引入汽车传感器制造技术，例如集成技术，微细加工技术，离子注入技术，薄膜技术等，能制作出性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的微型化敏感元件。近年来从半导体集成电路技术发展而来的微电子机械系统（MEMS）技术日渐成熟，利用这一技术可以制作各种能敏感和检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器，这些传感器的体积和能耗小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大规模和多功能阵列，这些特点使得他们非常适合于汽车方面的应用。
20世纪80年代初，微型压阻式多路绝对压力传感器开始大批量生产，取代了早期采用LVDT技术的压力传感器。80年代中期微型加速度传感器开始用于汽车安全气囊，他们是到目前为止大量生产的、并在汽车中得到广泛应用的微型传感器。然而微型传感器的大规模应用势必将不限于发动机燃烧控制和安全气囊，在未来5～7年内包括发动机运行管理、废气与空气质量控制、ABS、车辆动力的控制、自适应导航、车辆行驶安全系统在内的应用将为MEMS技术提供广阔的市场。
4.4研究多功能集成传感器
研究多功能集成传感器是传感器发展的一个重要方向，即在一个芯片上集成多种功能敏感组件和同一功能的多个敏感组件。例如日本研制出复合压阻传感器，一个芯片可同时检测汽车压力与温度。
