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集成电路设计

时间:2023-06-05 10:15:20

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篇集成电路设计,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。

集成电路设计

第1篇

2001年我国新增“集成电路设计与集成系统”本科专业,2003年至2009年,我国在清华大学、北京大学、复旦大学等高校分三批设立了20个大学集成电路人才培养基地,加上原有的“微电子科学与工程”专业,目前,国内已有近百所高校开设了微电子相关专业和实训基地,由此可见,国家对集成电路行业人才培养的高度重视。在新形势下,集成电路相关专业的“重理论轻实践”、“重教授轻自学轻互动”的传统人才培养模式已不再适用。因此,探索新的人才培养方式,改革集成电路设计类课程体系显得尤为重要。传统人才培养模式的“重理论、轻实践”方面,可从课程教学学时安排上略见一斑。例如:某高校“模拟集成电路设计”课程,总学时为80,其中理论为64学时,实验为16学时,理论与实验学时比高达4∶1。由于受学时限制,实验内容很难全面覆盖模拟集成电路的典型结构,且实验所涉及的电路结构、器件尺寸和参数只能由授课教师直接给出,学生在有限的实验学时内仅完成电路的仿真验证工作。由于缺失了根据所学理论动手设计电路结构,计算器件尺寸,以及通过仿真迭代优化设计等环节,使得众多应届毕业生走出校园后普遍不具备直接参与集成电路设计的能力。“重教授、轻自学、轻互动”的传统教学方式也备受诟病。课堂上,授课教师过多地关注知识的传授,忽略了发挥学生主动学习的主观能动性,导致教师教得很累,学生学得无趣。

2集成电路设计类课程体系改革探索和教学模式的改进

2014年“数字集成电路设计”课程被列入我校卓越课程的建设项目,以此为契机,卓越课程建设小组对集成电路设计类课程进行了探索性的“多维一体”的教学改革,运用多元化的教学组织形式,通过合作学习、小组讨论、项目学习、课外实训等方式,营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。

2.1新型集成电路设计课程体系探索

由于统一的人才培养方案,造成了学生“学而不精”局面,培养出来的学生很难快速适应企业的需求,往往企业还需追加6~12个月的实训,学生才能逐渐掌握专业技能,适应工作岗位。因此,本卓越课程建设小组试图根据差异化的人才培养目标,探索新型集成电路设计类课程体系,重新规划课程体系,突出课程的差异化设置。集成电路设计类课程的差异化,即根据不同的人才培养目标,开设不同的专业课程。比如,一些班级侧重培养集成电路前端设计的高端人才,其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、集成电路系统与芯片设计、模拟集成电路设计、射频电路基础、硬件描述语言与FPGA设计、集成电路EDA技术、集成电路工艺原理等;另外的几个班级,则侧重于集成电路后端设计的高端人才培养,其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、CMOS模拟集成电路设计、版图设计技术、集成电路工艺原理、集成电路CAD、集成电路封装与集成电路测试等。在多元化的培养模式中,加入实训环节,为期一年,设置在第七、八学期。学生可自由选择,或留在学校参与教师团队的项目进行实训,或进入企业实习,以此来提高学生的专业技能与综合素质。

2.2理论课课堂教学方式的改进

传统的课堂理论教学方式主要“以教为主”,缺少了“以学为主”的互动环节和自主学习环节。通过增加以学生为主导的学习环节,提高学生学习的兴趣和学习效果。改进措施如下:

(1)适当降低精讲学时。精讲学时从以往的占课程总学时的75%~80%,降低为30%~40%,课程的重点和难点由主讲教师精讲,精讲环节重在使学生掌握扎实的理论基础。

(2)增加课堂互动和自学学时。其学时由原来的占理论学时不到5%增至40%~50%。

(3)采用多样化课堂教学手段,包括团队合作学习、课堂小组讨论和自主学习等,激发学生自主学习的兴趣。比如,教师结合当前本专业国内外发展趋势、研究热点和实践应用等,将课程内容凝练成几个专题供学生进行小组讨论,每小组人数控制在3~4人,课堂讨论时间安排不低于课程总学时的30%[3]。专题内容由学生通过自主学习的方式完成,小组成员在查阅大量的文献资料后,撰写报告,在课堂上与师生进行交流。课堂理论教学方式的改进,充分调动了学生的学习热情和积极性,使学生从被动接受变为主动学习,既活跃了课堂气氛,也营造了自主、平等、开放的学习氛围。

2.3课程实验环节的改进

为使学生尽快掌握集成电路设计经验,提高动手实践能力,探索一种内容合适、难度适中的集成电路设计实验教学方法势在必行。本课程建设小组将从以下几个方面对课程实验环节进行改进:

(1)适当提高教学实验课时占课程总学时的比例,使理论和实验学时的比例不高于2∶1。

(2)增加课外实验任务。除实验学时内必须完成的实验外,教师可增设多个备选实验供学生选择。学生可在开放实验室完成相关实验内容,为学生提供更多的自主思考和探索空间。

(3)提升集成电路设计实验室的软、硬件环境。本专业通过申请实验室改造经费,已完成多个相关实验室的软、硬件升级换代。目前,实验室配套完善的EDA辅助电路设计软件,该系列软件均为业界认可且使用率较高的软件。

(4)统筹安排集成电路设计类课程群的教学实验环节,力争使课程群的实验内容覆盖设计全流程。由于集成电路设计类课程多、覆盖面大,且由不同教师进行授课,因此课程实验分散,难以统一。本课程建设小组为了提高学生的动手能力和就业竞争力,全面规划、统筹安排课程群内的所有实验,使学生对集成电路设计的全流程都有所了解。

3工程案例教学法的应用

为提升学生的工程实践经验,我们将工程案例教学法贯穿于整个课程群的理论、实验和作业环节。下面以模拟集成电路中的典型模块多级放大器的设计为例,对该教学方法在课程中的应用进行详细介绍。

3.1精讲环节

运算放大器是模拟系统和混合信号系统中一个完整而又重要的部分,从直流偏置的产生到高速放大或滤波,都离不开不同复杂程度的运算放大器。因此,掌握运算放大器知识是学生毕业后从事模拟集成电路设计的基础。虽然多级运算放大器的电路规模不是很大,但是在设计过程中,需根据性能指标,谨慎挑选运放结构,合理设计器件尺寸。运算放大器的性能指标指导着设计的各个环节和几个比较重要的设计参数,如开环增益、小信号带宽、最大功率、输出电压(流)摆幅、相位裕度、共模抑制比、电源抑制比、转换速率等。由于运算放大器的设计指标多,设计过程相对复杂,因此其工作原理、电路结构和器件尺寸的计算方法等,这部分内容需要由主讲教师精讲,其教学内容可以放在“模拟集成电路设计”课程的理论学时里。

3.2作业环节

课后作业不仅仅是课堂教学的巩固,还应是课程实验的准备环节。为了弥补缺失的学生自主设计环节,我们将电路结构的设计和器件尺寸、相关参数的手工计算过程放在作业环节中完成。这样做既不占用宝贵的实验学时,又提高了学生的分析问题和解决问题的能力。比如两级运算放大器的设计和仿真实验,运放的设计指标为:直流增益>80dB;单位增益带宽>50MHz;负载电容为2pF;相位裕度>60°;共模电平为0.9V(VDD=1.8V);差分输出摆幅>±0.9V;差分压摆率>100V/μs。在上机实验之前,主讲教师先将该运放的设计指标布置在作业中,学生根据教师指定的设计参数完成两级运放结构选型及器件尺寸、参数的手工计算工作,仿真验证和电路优化工作在实验学时或课外实训环节中完成。

3.3实验环节

在课程实验中,学生使用EDA软件平台将作业中设计好的电路输入并搭建相关仿真环境,进行仿真验证工作。学生根据仿真结果不断优化电路结构和器件尺寸,直至所设计的运算放大器满足所有预设指标。其教学内容可放在“模拟集成电路设计”或“集成电路EDA技术”课程里[4]。

3.4版图设计环节

版图是电路系统和集成电路工艺之间的桥梁,是集成电路设计不可或缺的重要环节。通过集成电路的版图设计,可将立体的电路系统变为一个二维的平面图形,再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。两级运算放大器属于模拟集成电路,其版图设计不仅要满足工艺厂商提供的设计规则,还应考虑到模拟集成电路版图设计的准则,如匹配性、抗干扰性以及冗余设计等。其教学内容可放在课程群中“版图设计技术”的实验环节完成。通过理论环节、作业环节以及实验的迭代仿真和版图设计环节,使学生掌握模拟集成电路的前端设计到后端设计流程,以及相关EDA软件的使用,具备了直接参与模拟集成电路设计的能力。

4结语

第2篇

【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.

第3篇

【关键词】集成电路设计产业 发展作用 发展趋势

1 中国集成电路设计产业的发展历程

集成电路又称IC(Integrated Circuit),自从1958年第一块集成电路诞生后得到了快速的发展。在整体机中,集成电路在计算机中的应用最为广泛,紧接着是通讯行业,然后是电子消费类行业。集成电路按结构分类可以分为单片集成电路和混合集成电路两大类。20世纪初世界上第一个电子管面世。到20世纪60年代我国的第一块集成电路研制成功,比世界上第一块集成电路晚了七年的时间。而且在这期间双极型和MOS型电路的出现催生了集成电路产业的形成。20世纪90年代PC成为IC技术和市场发展的主要推动力。到了21世纪,智能终端和汽车电子将成为IC技术和市场发展的新的推动力。

2 中国集成电路设计产业发展的作用

现代社会的数字化、网络化和信息化的速度越来越快,集成电路设计产业在对于一个国家经济的发展、国防的建设、信息安全的维护以及综合国力的提高都有重要作用。下面笔者从中国集成电路产业发展对国民经济和国防安全两个方面的重要作用进行简单的分析。

2.1 有助于加快国民经济的发展

集成电路设计产业对国民经济的提高首先体现在计算机方面。从第一台计算机的发明到现在电脑的全面普及不得不说得益于芯片集成度的提高,当然,它与集成电路设计产业的快速发展有着密切的联系。其次是对通信领域的促进。现在智能手机的普及各种支付软件的使用等都极大地方便了人们的生活,拉近了人们之间的距离。同时也推动了社会的快速发展。最后是对消费类电子领域的促进。人们从最早的黑白电视到现在的彩色电视,数字电视和计算机的普遍应用都可以看出集成电路设计产业促进了传统产业的更新换代,促进了世界的进步。对加快国民经济的发展具有重大意义。

2.2 有益于加强国防安全的建设

计算机既是集成电路的核心也是国家和国民信息的载体。目前,微电子技术在计算机、通讯设备、导航设备、电子对抗设备等军用设备中已经得到广泛的应用。这也使得微子技术的成熟水平和发展规模成为衡量一个国家军事能力和综合国力的重要标志。现代战争不再是单纯武力的较量,更多的是科学技术之间的抗衡。微电子技术使人们摆脱了一些超重超大的武器装备。所以微电子技术的使用大大提高了单兵的作战能力。微电子技术促进了装备的轻便化、提高了军队的隐蔽性,能大大增强部队和武器装备的作战能力。二是提高了武器的打击精准度。三是增强了国家和国民的信息安全性。

3 中国集成电路设计产业的发展趋势

在政策支持和市场需求的带动下,去年中国集成电路设计产业的发展呈现平稳快速发展的态势。中国集成电路设计产业在面临新的发展机遇和挑战以及新的发展重点和发展前景时又会表现出什么样的发展趋势呢?下面是笔者提出的几点看法。

3.1 中国集成电路设计产业将达到世界主流水平

在2015年,中国集成电路设计产业在很多技术领域取得了巨大的成功。例如运用16纳米FinFETplus技术的SoC芯片的设计技术的成功;28纳米多晶硅生产工艺的成熟;4G芯片在中国市场爆炸性的增长;2015年28纳米制程芯片在中芯国际的大规模生产;在2016年,中国在14纳米级以下工艺和存储器等多个方面实现突破性的进展。这些都预示着中国的集成电路设计产业会在2017年再创新佳绩。并且中国的集成电路设计产业将有望达到世界主流水平。

3.2 中国集成电路设计产业将面临更大的挑战

由于中国集成电路设计与市场需求的变化不协调,致使中国的集成电路产业难以进入整机领域中的高端市场。首先,国内移动智能终端产品形态趋于多样化发展,这就要求集成电路在产品功能和技术参数方面不断创造创新,而我国的智能终端用高端芯片领域的竞争力还不够强。其次,我国集成电路市场约占全球总市场的57%,虽然是全球最大的集成电路市场,但是中国在市场中的权威性还很低。需求量大的CPU、存储器等市场还是由国外企业多垄断,这一现象对于芯片的国有化目标产生了很大的阻碍。所以国内的集成电路设计产业将面临更大的挑战。最后是集成电路领域的企业并购现象的加剧,使国内的竞争格局面临重塑,国内企业的竞争压力也将持续增加。

3.3 智能终端和汽车电子将仍是中国集成电路产业发展的主要推动力

在云计算和大数据技术的推动下,高科技走进了人们的日常生活中。能源管理、城市安全、远端医疗、智慧家庭和智慧交通等的发展对中国集成电子领域的需求不断加大。低耗能和小尺寸的芯片技术在智能手机和智能家电中的广泛使用也加大了对集成电子技术的要求。随着国内企业芯片技术的提升,国外芯片技术垄断中国芯片市场的现象将被打破。另外在2015年汽车电子的复合增长率超过了10%。由此可以看出中国的集成电路设计产业发展的主要推动力仍将是智能终端和汽车电子。

4 结语

集成电路设计产业的发展对于增强国防实力、发展经济和提高人们生活水平和生活质量有着密切的联系。只有拥有高端的技术工艺,在国际中拥有重要的话语权才是综合国力增强的主要表现。集成电路的发展仍向着高频、高速、高度集成、低耗能、尺寸小、寿命长等方向展开。在21世纪,集成电路产业的发展仍是我国科技发展的重中之重也是信息技术发展的必然结果。在面临大的机遇和严峻挑战的同时,中国集成电路设计产业的发展必须保持稳中求进,积极研发高端技术上来。发展自身的长处,积极弥补自身的短板达到平衡发展。

参考文献:

[1]于宗光,黄伟.中国集成电路设计产业的发展趋势[J].2014.

第4篇

从2010年6月份开始,我参加了国家科技重大专项信息板块(含01、02和03专项)的监督评估工作。上个月在向国家工信部杨副部长和丁副司长汇报时,我讲了01专项有五个“最”,今天跟大家分享其中的两个“最”:1)01专项最符合“重、大、专”特征与要求,如果国家钱不多,其它专项可以暂缓执行,但01专项非干不可。2)01专项最难,也最有希望,相信在01专项执行末期,会让国人脸上大放光彩。监督评估组的一些同行都同意我的这种判断。

01专项“最”符合重,大,专

在评估03专项中,我们印象最深刻的是:03专项碰到的最大瓶颈是终端(芯片)和软件。华为、中兴现在已经是国际知名企业,他们要想做大做强,一定要在软件和服务上下功夫,而所有这些都跟01专项密切相关。01专项不仅是国家七大新兴战略性产业的基础,是实现国家现代化的“螺丝钉”,而且她在当好这个“螺丝钉”时,还要打造自己的“螺丝钉”,做好IP(知识产权)模块和平台技术。集成电路设计不仅要熟悉自己的设计知识和电路实现的物理知识,还要深入了解电子整机系统的软硬件知识和要求,并在自己的工作中,建立应用服务平台。这些特点说明,01专项应对的是基础的基础,而当前我们在这方面又比较落后,处于国际竞争劣势环境中。这就要求我们必须在市场经济条件下,发挥社会主义的优势,举全国之力,攻克之,重大专项呼应了这个要求。

01专顶也是“最”有希望的

最重要的原因是:“时运”已到。最近听说中央政策研究室写了一个关于苹果公司成为全球最大科技公司的简报,国务院领导批给了科技部和教育部。我没有看到这个简报和批示,但可以体会到其中的涵义。

我们常讲“弯道超车”。苹果公司就是在lCT(信息和通信技术)产业由桌面互联网向移动互联网时代过渡中,实现了创新超越,使自己从上世纪九十年代濒临倒闭、需要微软注资的困境中,一举超越微软成为全球科技品牌价值第一和全球股票市值第二(仅次于石油大王埃克森美孚)的耀眼明星。

这个时代对我们半导体界来说,有一个很大的挑战。过去按摩尔理念,提高性能的办法是通过缩小器件尺寸来实现的,而云计算则是通过扩大(而非缩小)计算机集群来提高体系的性能:与此相对应的是,过去通过提升集成度(增加功能)和频率来提高器件或终端单位时间内的办事效率,而云计算则是通过虚拟化提高体系的效率。这是两种完全不同的理念。这样一来,就出现了一个很值得重视的变化:过去,要求终端无比强大,不断提高终端本地的应用效率,即做得更快、更强、更好;而现在,在大多数情况下,终端成了一个“好浏览器”,导致了终端模式的多样化和智能化,并成为网络服务的一个组成部分,主要用于信息的消费,而不是信息的生产。这也是我们信息板块监督评估组的共识。

这一变化对我们半导体业界也孕育着机遇。过去在Wintel市场环境下,我们很难有作为,这不是讲我们能力不行,事实上作为Pc创始者的苹果公司,在Wintel环境下,也招架乏力。但是现在,基于Linux的开放操作系统Android和基于授权商务模式的ARM联盟(我创造一个名词,叫AnARM)就完全打破了Wintel的竞争环境。CPu五花八门,而不是单一的X86,应用更是五彩缤纷,而不仅仅是486或奔腾计算机。在这个时代背景下,再加上我们中国自己的优势,我们一定会有所作为。

现在不仅半导体主要市场在中国,而且整个ICT市场也主要在中国。市场会造就创新,这是一个铁的规律。事实上,国内许多电子整机系统已经在体系架构、软件编译等多个方面有出色的创新。这里我举两个例子,一个是大家最近所熟悉的“天河一号”,它用的是美国人也都一样在用的X86 CPu和INvidia GPU,但是“天河一号”却一举跃居全球超级计算机第一。这一点,即使从外行人看,其中一定是在体系架构和并行编译优化上有独到的创新。第二个例子是国内一个研究所和高校合作的用于FFT(快速傅里叶变换)的多DSP混合体系,他们在异构层次化体系架构上也做出了很杰出的创新。这些例子说明,在市场优势下,凝聚中国人的聪明才智,我们一定会在概念和体系架构上有所创新,而这种创新又一定会辐射到芯片的软硬件设计上,从而推动我们集成电路设计业向高端升华。

第5篇

关键词:课程体系改革;教学内容优化;集成电路设计

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)34-0076-02

以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,2001年,教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。

我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。

一、专业课程体系存在的主要问题

1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。

2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。

3.课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。

二、专业课程体系改革的主要措施

1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。

我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。

2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。

在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。

对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。

三、结论

集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础,而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果,分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题,结合我校实际情况,对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革,提出“4+3+2”专业课程体系,并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求,为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。

参考文献:

[1]段智勇,弓巧侠,罗荣辉,等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5).

[2]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).

[3]谢海情,唐立军,文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育,2013,(28).

[4]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].教育与教学研究,2008,(22).

第6篇

摘要集成电路产业的发展,促使人才需求量增加。本文通过对我国市场调查,得出应用型集成电路设计人才是该行业目前大量需求的人才,并从几个方面进行分析。

关键词应用型人才IC设计需求分析

随着我国IC产业的迅速发展,相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据,08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人,但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户,但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘,其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才,而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中,应用型IC设计人才更加受到欢迎。

一、IC设计人才短缺

2008年,全国集成电路(IC)人才需求将达到25万人,按照目前IC人才的培养速度,今后10年,IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明,近日,从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到,目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个,每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师,而2008年,IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万-30万人。有专家预测,到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币,而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系,新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说,这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。

专家指出,我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科,国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业,现在从事IC设计专业的人才,大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生,但是和实际的IC工作比起来,还是有差距,学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以,许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外,IC设计的实验环境要求,恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解,建一个供30人使用的IC实验室,光是购买硬件设备就需要15万美元。

最新研究指出:到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6%,位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42%的速度递增,这大大高于全球10%的平均增长速度。仅就IC卡一项来看,我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用,将是十亿计的数量,百亿计的销售额,此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说,2002年全国的IC设计单位已达到了240家,根据北京市发展微电子产业的建设规划,到2010年,北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线,200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测,北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。

二、应用型IC设计技术人才需求日切

IC产业飞速发展,现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示,IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大,在我国的高等教育里,这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情,一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢?董秀琴讲,这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏;另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。

由此我们可以看出,对于应用型的设计人员来讲,是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢?他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发,甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等,其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。

目前,需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外,设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师,即要有电路的设计和理解能力,也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物,模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同,不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别,模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验,并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。

由此我们可以看出,在IC人才的需求中,应用型IC设计人才的需求更大,而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。

三、以社会需求为导向,培养应用型IC设计人才

国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说,到2010年,全国IC产量要达到500亿块,销售额达到2000亿元左右,将近占世界市场份额的5%,满足国内市场50%的需求。同时,国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,支持和鼓励软件和IC产业加速发展,加快IC设计人才培养。

IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始,2001年,清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班,2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年,成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员,同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略,电子科大还成立了微电子与固体电子学院,并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划,提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。

作为人才培养的摇篮,高校在这一方面应进一步加快改革,制定可行的、新的人才培养计划,以社会需求为导向,加强教学、实验和实训投入,多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。

参考文献

第7篇

大家上午好。首先我代表中国半导体行业协会对各位领导、国内外嘉宾、各位同仁参加在西安举办的“2011中国半导体行业协会集成电路设计分会年会暨中国集成电路设计产业十年成就展”,表示热烈的欢迎;对陕西省、西安市有关部门,陕西省半导体行业协会等有关单位给于会议的支持,对业界积极参与会议的各项活动表示诚挚的感谢。对新一届理事会的产生与新一届理事会的工作表示热烈的祝贺和一如既往的支持。

集成电路设计业是集成电路产业发展的引擎,在此盛会开幕之时,希望设计业同仁持之以恒地做好以下两件工作:

一、不断努力,发挥好产业的引领与推动作用

2000―2010年十年间,我国集成电路产量从59亿块提高到653亿块,提高了11倍,年均增速27.2%。销售收入从186亿元提高到1440亿元,翻了三番,年均增速22.7%。其中集成电路设计业年均增速43.5%。芯片制造业年均增速25%,封装测试业,年均增速17.2%。这是否说明,推动中国集成电路产业的发展,一定要维持设计业的高位增长,或者说,只有设计业的快速增长,才能维持整个产业的发展,在目前中国的集成电路产业生态环境下,这是否有什么规律性?非常值得研究。

长三角地区,三家代工企业近三年以来,国内的加工收入逐年增长的情况,也是一个非常好的例证。一家企业国内加工量从2009年22%;增长到2010年的29%,再到2011年1-9月份的32%;一家企业从40%增长到46%,再增长到57%;另一家从2009年的15.4%,增长到2011年1-9月份的22%。封装企业情况也是如此,一家封装企业从2009年的50%左右增长到2011年70%(预期值)以上;另一家从2009年的30%,增长到2010年40%,预计2011年将达到50%。

在产业发展过程中,类似的例子还可以举出很多。目的就是要说明设计业的龙头与牵引的作用,希望大家“十二五”期间以及今后一个较长的发展时期,继续努力。

二、加强创新与整合,做大做强企业

未来集成电路产业的发展,将继续朝向人才集中,资金集中、技术密集三大趋势前进。

据有关资料,现在仅设计一颗简单的Ic可能就需要几百人的通力合作,复杂一点的Ic甚至需要动用几千人才能完成;现在兴建一座月产能三万片的十二寸厂,约需要50亿美元;技术密集方面,未来集成电路的发展除了继续迈向摩尔定律的先进制程发展,亦可投入超越摩尔定律的研发领域,持续开发各式多样化的集成电路应用。

目前我们设计业的发展现状,仅举几组数据,看看我们的差距:

2010年,工信部认定与年审通过的332家企业中,总人数在500人以上的14家,1000人以上只有5家。2010年销售额全球排名第一的为70.98亿美元,我们第一的为44.2亿人民币;全球第十名为12亿美元,我们第10名只有6.2亿元人民币。根据“中国集成电路产业知识产权年度报告(2011版)”,截至到2010年12月31日,国内几种主要集成电路产品的专利拥有数量,只有专用Ic类,国内企业及大学的专利拥有情况较好,而在处理器、存储器、通讯等几类专利拥有者大多数是外资企业。

下面所引用的数据,是来说明日本高科技公司与全球领先的高科技公司1999年-2009年平均年-收入的增长情况的:日本7家高科技公司,综合数据的结果,市场份额收益2.9%,产品增长4.2%,并购0.7%,总增长2%;全球领先的7家高科技公司,市场份额收益4.7%,产品增长8%,并购4.3%,总增长17%。在年收入中,产品与并购占有很大的比重。通-过产品创新与并购,做大做强企业,是国外大企业成功之路。值得我们集成电路设计业,以及整个的半导体产业借鉴与学习。

中国未来集成电路的市场空间巨大,战略性新兴产业规划的启动与“十二五”规划的实施,为我国集成电路产业的发展提供新的发展机遇,智能手机、平板电脑、智能电网、物联网、云计算、新能源汽车等21世纪新兴应用的兴起,急待我们开发大量的系统级集成电路产品。但同时我们又面临一系列挑战:在全球经济一体化的产业大环境下,我们的技术水平和企业规模与跨国公司相比,还有很大差距;我们占有的资源和资源整合能力,还有很大差距;我们的产业在产品定位,应用上取得领先方面,还有很大差距;唯有创新与加大整合,才是推动我们设计业的发展的关键。

第8篇

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。

第9篇

关键词:集成电路设计企业;项目成本管理

中图分类号:F275 文献标识码:A

收录日期:2017年3月12日

一、前言

2016年以来,全球经济增速持续放缓,传统PC业务需求进一步萎缩,智能终端市场的需求逐步减弱。美国半导体行业协会数据显示,同年1~6月全球半导体市场销售规模依旧呈现下滑态势,销售额为1,574亿美元,同比下降5.8%。国内,经过国家集成电路产业投资基金实施的《国家集成电路产业发展推进纲要》将近两年的推动,适应集成电路产业发展的政策环境和投融资环境基本形成,我国的集成电路产业继续保持高位趋稳、稳中有进的发展态势。据中国半导体行业协会统计,2016年1~6月全行业实现销售额为1,847.1亿元,同比增长16.1%,其中,集成电路设计行业继续保持较快增速,销售额为685.5亿元,同比增长24.6%,制造业销售额为454.8亿元,同比增长14.8%,封装测试业销售额为706.8亿元,同比增长9.5%。

国务院在2000年就开始下发文件鼓励软件和集成电路企业发展,从政策法规方面,鼓励资金、人才等资源向集成电路企业倾斜;2010年和2012年更是联合国家税务总局下发文件对集成电路企业进行税收优惠激励。2013年国家发改委等五部门联合下发发改高技[2013]234号文,凡是符合认定的集成电路设计企业均可以享受10%的所得税优惠政策。近年来又通过各个部委、省、市和集成电路产业投资基金对国内的集成电路设计企业进行大幅度的、多项目的资金扶持,以期能缩短与发达国家的差距。因此,对于这样一个高投入、高技术、高速发展的产业,国家又大力以项目扶持的产业,做好项目的成本管理非常必要。

二、项目成本管理流程

ο钅康某杀竟芾硪话惴治以下几个环节:

(一)项目成本预测。成本预测是指通过分析项目进展中的各个环节的信息和项目进展具体情况,并结合企业自身管理水平,通过一定的成本预测方法,对项目开展过程中所需要发生的成本费用及在项目进展过程中可能发生的合理趋势和相关的成本费用作出科学合理的测算、分析和预测的过程。对项目的成本预测主要发生在项目立项申请阶段,成本预测的全面准确对项目的进展具有重要作用,是开展项目成本管理的起点。

(二)项目成本计划。成本计划是指在项目进展过程中对所需发生的成本费用进行计划、分析,并提出降低成本费用的措施和具体的可行方案。通过对项目的成本计划,可以把项目的成本费用进行分解,将成本费用具体落实到项目的各个环节和实施的具体步骤。成本计划要在项目开展前就需要完成,并根据项目的进展情况,实施调节成本计划,逐步完善。

(三)项目成本控制。成本控制是指在项目开展过程中对项目所需耗用的各项成本费用按照项目的成本计划进行适当的监督、控制和调节,及时预防、发现和调整项目进行过程中出现的成本费用偏差,把项目的各项成本费用控制在既定的项目成本计划范围内。成本控制是对整个项目全程的管控,需要具体到每个项目环节,根据成本计划,把项目成本费用降到最低,并不断改进成本计划,以最低的费用支出完成整个项目,达到项目的既定成果。

(四)项目成本核算。成本核算是指在项目开展过程中,整理各项项目的实际成本费用支出,并按照项目立项书的要求进行费用的分类归集,然后与项目成本计划中的各项计划成本进行比对,找出差异的部分。项目的成本核算是进行项目成本分析和成本考核的基础。

(五)项目成本分析。成本分析是指在完成成本核算的基础上,对整个完工项目进行各项具体的成本费用分析,并与项目成本计划进行差异比对,找出影响成本费用波动的原因和影响因素。成本分析是通过全面分析项目的成本费用,研究成本波动的因素和规律,并根据分析探寻降低成本费用的方法和途径,为新项目的成本管理提供有效的保证。

(六)项目成本考核。成本考核是指在项目完成后,项目验收考核小组根据项目立项书的要求对整个项目的成本费用及降低成本费用的实际指标与项目的成本计划控制目标进行比对和差异考核,以此来综合评定项目的进展情况和最终成果。

三、集成电路设计企业项目流程

集成电路设计企业是一个新型行业的研发设计企业,跟常规企业的工作流程有很大区别,如下图1所示。(图1)

集成电路设计企业项目组在收到客户的产品设计要求后,根据产品需求进行IC设计和绘图,设计过程中需要选择相应的晶圆材料,以便满足设计需求。设计完成后需要把设计图纸制造成光刻掩膜版作为芯片生产的母版,在IC生产环节,通过光刻掩膜版在晶圆上生产出所设计的芯片产品。生产完成后进入下一环节封装,由专业的封装企业对所生产的芯片进行封装,然后测试相关芯片产品的参数和性能是否达到设计要求,初步测试完成后,把芯片产品返回集成电路设计企业,由设计企业按照相关标准进行出厂前的测试和检验,最后合格的芯片才是项目所要达到成果。

对于集成电路设计企业来说,整个集成电路的设计和生产流程都需要全方位介入,每个环节都要跟踪,以便设计的产品能符合要求,一旦一个环节出了问题,例如合格率下降、封装不符合要求等,设计的芯片可能要全部报废,无法返工处理,这将会对集成电路设计企业带来很大损失。因此,对集成电路设计企业的项目成本管理尤为重要。

四、IC设计企业的项目成本管理

根据项目管理的基本流程,需要在IC项目的启动初期,进行IC项目的成本预测,该成本预测需要兼顾到IC产品的每个生产环节,由于IC的生产环节无法返工处理,因此在成本预测时需要考虑失败的情况,这将加大项目的成本费用。根据成本预测作出项目的成本计划,由项目组按照项目成本计划对项目的各个环节进行成本管控,一旦发现有超过预期的成本费用支出,需要及时调整成本计划,并及时对超支的部分进行分析,降低成本费用的发生,使项目回归到正常的轨道上来。成本控制需要考虑到IC的每个环节,从晶圆到制造、封装、测试。

项目成本核算是一个比较艰巨的工作。成本核算人员需要根据项目立项书的要求,对项目开展过程中发生的一切成本费用都需要进行分类归集。由于IC产品的特殊性,产品从材料到生产、封装、测试,最后回到集成电路设计企业都是在第三方厂商进行,每一个环节的成本费用无法及时掌握,IC产品又有其特殊性,每种产品在生产过程中,不仅依赖于设计图纸,而且依赖于代工的工艺水平,每个批次的合格率并不尽相同,其成品率通常只有在该种产品的所有生产批次全部回到设计企业并通过质量的合格测试入库后时才能准确得出。然而,设计企业的产品并不是一次性全部生产出来,一般需要若干个批次,因此在IC制造阶段无法准确知道晶圆上芯片的准确数量,只能根据IC生产企业提供的IC产品数量进行预估核算,在后面的封装和测环节,依然无法准确获得IC产品的准确数量。在IC产品完全封装测试返回设计企业后,才能在专业的设备下进行IC产品数量的最终确定,然而项目核算需要核算每一个环节的成本。因此,核算人员需要根据IC产品的特点或者前期的IC产品进行数量的估算进行核算,待项目完成后再进行差异调整。在成本费用的分类和核算上,如果有国家拨款的项目,需要对项目所使用的固定资产进行固定资产的专项辅助核算,在专项核算中需要列明购买固定资产的名称、型号、数量、生产厂商、合同号、发票号、凭证号等,登记好项目所用的固定资产台账,以便在项目完工后,项目验收能如期顺利通过。

项目成本分析和项目成本考核是属于项目管理完工阶段需要做的工作,根据整个项目进展中发生的成本费用明细单,与成本计划进行分类比对和分析,更好地对整个项目进行价值评定,找出差异所在,确定发生波动的原因,以便对项目的投资收益进行准确的判断,确定项目和项目组人员的最终成果。

五、总结

项目成本管理是集成电路设计企业非常重要的一项经济效益指标;而集成电路设计行业是一个技术发展、技术更新非常迅速的行业,IC设计企业要在这个竞争非常激烈的行业站住脚跟或者有更好的发展,就必须紧密把握市场变化趋势,不断地进行技术创新、改进技术或工艺,及时调整市场需求的产品设计方向,持续不断地通过科学合理的成本控制方法,从技术上和成本上建立竞争优势;同时,充分利用国家对于集成电路产业的优惠政策,特别是对集成电路设计企业的优惠政策,加大对重大项目和新兴产业IC芯片应用的研发和投资力度;合理利用中国高等院校、科研院所在集成电路、电子信息领域的研究资源和技术,实现产学研相结合的发展思路,缩短项目的研发周期;通过各种途径加强企业的项目成本控制,来提高中国IC设计企业整体竞争实力,缩短与国际厂商的差距。

主要参考文献:

[1]中国半导体行业协会.cn.

第10篇

2010年12月22日,工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)在2010中国集成电路产业促进大会上举行了第五届“中国芯”及“十年中国芯”颁奖典礼。来自全国的56家企业、7家产业园区获此殊荣。

在今年的评选中,国民技术股份有限公司的USBKEY系列安全芯片、上海华虹集成电路有限责任公司的世博门票芯片Inlay、北京兆易创新科技有限公司的SPI Flash存储器GD25Q80SCP、深圳比亚迪微电子有限公司的30万像素的 CMOS图像传感器、深圳国微技术有限公司的CAM卡专用芯片共五款芯片凭借优异的销售业绩荣获第五届“中国芯”最佳市场表现奖。

福州瑞芯微电子有限公司的个人移动信息终端主控芯片RK2818、硅谷数模半导体(北京)有限公司的超低功耗HDMI1.3发送芯片ANX7150、北京君正集成电路有限公司的应用处理器JZ4760、盛科网络(苏州)有限公司的高端以太网交换芯片CTC6048-Humber、北京华大信安科技有限公司基于ECC的客户端安全芯片IS32U256A、北京中电华大电子设计有限责任公司的802.11n全集成射频芯片HED09W06RN、美新半导体(无锡)有限公司的新型磁传感器MMC214 MMC3140、华芯半导体有限公司的2Gb大容量动态存储器芯片、天津市晶奇微电子有限公司的视频监控用大动态范围低照度CMOS图像传感器BGI0365、北京东方联星科技有限公司的多系统兼容卫星导航芯片OTrack-32共十款芯片因在产品和应用上的创新,以及出色的性能而荣获第五届“中国芯”最具潜质奖。

2010年是国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(即18号文)颁布十周年。为了总结中国集成电路产业十年来所取得的成就,CSIP在全国范围内组织开展“十年‘中国芯’评选活动”。评选得到集成电路设计企业、制造和封装测试企业、产业园区和集成电路产业化基地、行业协会等相关机构的热烈响应和大力支持。经过专家组的综合评审,深圳市海思半导体有限公司、大唐微电子技术有限公司、北京中星微电子有限公司、无锡华润矽科微电子有限公司、上海华虹集成电路有限责任公司、北京中电华大电子设计有限责任公司、展讯通信(上海)有限公司、晶门科技有限公司、福州瑞芯微电子有限公司、杭州国芯科技股份有限公司、北京君正集成电路股份有限公司等11家企业荣获“十年中国芯”领军设计企业奖。

埃派克森微电子(上海)有限公司、安凯(广州)微电子技术有限公司、昂宝电子(上海)有限公司、北京创毅视讯科技有限公司、北京华虹集成电路设计有限责任公司、北京同方微电子有限公司、重庆西南集成电路设计有限责任公司、格科微电子(上海)有限公司、国民技术股份有限公司、杭州士兰微电子股份有限公司、华润矽威科技(上海)有限公司、炬力集成电路设计有限公司、澜起科技(上海)有限公司、美新半导体(无锡)有限公司、深圳市芯海科技有限公司、深圳市中兴微电子技术有限公司、深圳芯邦科技股份有限公司、无锡硅动力微电子股份有限公司、无锡市晶源微电子有限公司等19家企业荣获“十年中国芯”优秀设计企业奖。

中芯国际集成电路制造有限公司(SMIC)、上海华虹NEC电子有限公司、华润上华科技有限公司、新思科技(Synopsys)、北京华大九天软件有限公司、安谋咨询(上海)有限公司(ARM)、苏州国芯科技有限公司、杭州中天微系统有限公司、四川和芯微电子股份有限公司、无锡中微腾芯电子有限公司、上海华岭集成电路股份有限公司等11家企业荣获“十年中国芯”最佳支撑服务企业奖。

北京集成电路设计园、国家集成电路设计深圳产业化基地、上海张江高科技园区、国家集成电路设计上海产业化基地、无锡(国家)工业设计园、无锡国家集成电路设计园、天津滨海高新技术产业开发区软件园荣获“十年中国芯”最佳产业园区奖。

经过多年推广和实践,“中国芯”这个荣誉已经被产业界所广泛接受,成为表征中国集成电路产业锐意进取、创新不止的品牌和符号,不仅极大地提升了企业的知名度和影响力,为企业带来了良好的经济和社会效益,也演变成促进产业链上下游有效沟通与合作的桥梁。“十年中国芯”则是表彰十年来始终致力于促进和发展我国集成电路产业的先进企业和园区,具有体现产业发展成就、展示企业成长轨迹、反映政策环境和区域格局变迁的丰富内涵,是对过去十年我国集成电路产业发展历史的高度概括和总结。两个品牌的共同点是均聚焦于体现自主创新、勇于开拓的“芯”字上,具有产业风向标和创新应用的鲜明特色,在促进产业链上下游联动和塑造有利的产业环境方面发挥了积极作用。

关于CSIP

工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)是工业和信息化部的直属事业单位,负责国家软件与集成电路公共服务平台的建设,为我国软件与集成电路产业和企业发展提供公共、中立、开放的服务。CSIP当前拥有丰富的设备和先进的软硬件环境,与国际国内知名企业围绕Linux系统、开放/开源技术、嵌入式软件、高性能计算、IP/SoC集成设计验证、知识产权服务、企业信息化服务、国产平台软硬件兼容性和可用性测试与模拟部署体验、远程教育平台等方面先后共建起十一个国家级实验室、六个技术支持中心、五大资源库,开展共性技术研究与服务,推动产业自主创新。CSIP积极推进国家Linux标准体系和IP核标准体系的建设;主导建设了Linux参考平台和国家IP核库;牵头成立了四个以企业为主体的产业联盟,团结和吸引了国内一批优秀软件和集成电路企业,开展广泛的技术交流与协作,努力营造促进产业发展的和谐环境。

第11篇

随着深圳IC设计产业进入快速发展期,未来目标集中在两方面,一方面是鼓励企业做大做强,打造一批上市企业和销售额超过10亿元的强势企业;另一方面,以IC设计为核心,推动IC设计和系统整机联动,做大几个优势产业链,充分发挥IC设计产业对整个产业链的拉动和辐射作用。

根据目前深圳IC设计产业发展态势,未来3-5年的发展目标是实现总销售收入达到200亿元人民币(2009年为81亿元),其中销售收入超过1亿元的IC设计企业15家以上(2009年10家),销售收入超过10亿元的IC设计企业5家以上(2009年1家),争取出现销售收入100亿元以上的企业。

产业联动方面,在通信设备、手机、移动互联网终端、数字电视、信息家电、绿色能源、计算机外设和存储控制等领域逐步形成配套齐全的系列化的IC,通过IC设计和整机联动,做大12个深圳具有一定优势的产业链,带动2,000亿元以上的IT增量产值。

园区建设方面,以国家集成电路设计深圳产业化基地为依托,建成有80-100家设计企业聚集的面积达12万平方米场地的“深圳集成电路设计产业园”,形成产业服务功能完善、配套齐全、技术支撑强大、产业发展氛围良好的“国家集成电路设计深圳产业基地”。

人才培养方面,新吸引和培养IC专业人才5,000人,人均产值达到100万元人民币以上。

2发展思路

2.1 产业集群:集成电路设计产业园建设

我国台湾在集成电路产业上的发展经验表明,在产业发展上不能搞大而全,应该集中力量发展若干优势产业,利用产业集群效应来做大做强,以保持我市支柱产业的长期竞争力。深圳作为土地和自然资源匮乏的地区,应该把有限的资源集中配置在若干有发展潜力的产业上,例如集成电路产业、平板显示产业、互联网产业、新能源产业、生物产业、现代服务业等。新竹科学园和台湾半导体产业的经验证明,建设产业园对产业聚集和发展有着巨大的推动作用。

在深圳电子产业发展历程中,产业集群一直发挥重要作用。无论是MP3/MP4,还是手机和上网本,以科技园-车公庙-华强北为核心的设计-集成-销售链发挥着强大的作用。在IC产业方面,目前深圳已经初步形成以龙岗宝龙为核心的IC制造和封装产业集群,但在IC设计产业集群方面,一直受限于场地。深圳IC基地对深圳IC设计产业的发展提供了很好的孵化和支撑作用。在深圳IC基地的孵化作用下,艾科创新、芯邦、安凯、芯微等一大批企业经过多年大浪淘沙,脱颖而出,形成了一定规模和实力。由于业务发展,很多企业已出现了场地的紧张。很多企业销售额早已超过深圳IC基地孵化标准,但由于对IC基地服务平台的依赖,周边场地都已不好找,目前大都仍集中在深圳IC基地内。目前还有40多家国内外设计企业等待入驻。

按照目前IC设计产业的需求和SMIC建厂带来的设计企业落户高峰,以及IC设计企业的共性、聚集性和特殊性要求,当前如何安排这些送上门的IC设计企业成为IC基地的当务之急。建议尽快制定产业集群规划,启动建设深圳集成电路设计产业园,建设10万平米以上的IC设计产业聚集基地,安排现有IC设计企业和吸引外来企业落户深圳。以国家集成电路设计深圳产业化基地为依托,争取使该产业园成为“国家集成电路设计产业基地”,并成为承载国家对深圳IC设计产业支持的载体,为地区技术创新和经济建设贡献力量。

2.2 进一步优化投融资环境

对于集成电路设计这类高风险、高回报的高新科技行业而言,及时争取早期资金注入,避免因资金链过早断裂而夭折非常重要。已经出现过很多很好的项目,由于未能渡过企业瓶颈期而失败的案例。因此,集成电路设计企业非常需要及时了解投融资信息,掌握投融资渠道。深圳和香港都是金融服务业十分发达的地区,具有良好的高新技术企业创业条件。因此应当充分发挥政府、风险投资、金融证券行业的作用,通过搭建IC设计企业与投资企业的良好沟通平台,促进技术企业与金融企业的合作,为深圳IC设计行业注入强心剂,加速行业快速进步。

2.3 依托整机应用优势,打造创新应用产业链

深圳在通信、计算机、信息家电、消费电子等领域在全国占有重要地位,相关的重要整机厂商云集,这些厂商在相关行业标准的制定中拥有很强的话语权。这些厂商中有的是深圳本土成长起来的企业(如中兴通讯、华为、比亚迪、康佳、创维等),有些则是著名企业在深圳地区的分部(如TCL、联想等)。这些整机厂商既是集成电路的消费者,又是系统需求的定义者,对于集成电路设计行业影响巨大。随着行业应用的进步,对高端通用芯片和SoC会不断提出新的需求,为集成电路设计行业带来新的商机。

通过积极鼓励整机企业与IC设计企业的联动,打造创新应用产业链,可以实现整机企业和IC设计企业的双赢,系统厂商可以获得国内集成电路的核心技术,集成电路企业又可以获得市场份额,从而使深圳地区在电子行业取得整体优势。因此应以整机厂商需求为牵引,积极发展适用于新一代整机系统的高端芯片产品,提升深圳IC设计水平,增强深圳整机厂商的核心竞争力。在HDTV、WiMax、3G/4G通信设备和终端、CMMB、卫星电视、上网本等产品领域,深圳都具有取得领先的很大机会。

2.4 积极参与国家集成电路产业创新支撑平台建设

目前产业面临的突出问题,就是国产整机企业对国产芯片企业的认可率低,对国内的设计企业知之甚少。如何树立国产优秀芯片企业的民族品牌,将国产芯片、应用方案尽快推向整机企业,实现产业化应用,是关系到整个IC产业特别是IC设计产业发展的关键。

深圳IC基地根据深圳地区优势和产业特点,积极参加国家集成电路产业创新平台的“应用推广服务中心”建设。整合各地和各方面IC推广应用相关资源,面向重点应用领域,开发和推广基于国产芯片的整机应用方案,“以用兴业”,协助企业将芯片产品推向市场;建设代表优秀国产芯片的“中国芯”品牌,建立“中国芯”产业联盟,逐步提高国产芯片的市场认可度,以推广应用突破我国IC产业发展面临的制约瓶颈。预期目标是建成覆盖全国重点地区的国产芯片推广应用服务体系。通过政府引导地方、资源整合共享、优势互惠互补等方式向设计企业和整机企业提供服务,降低国产芯片的销售和应用成本,提高整机企业对国产芯片的认可程度,提高国产芯片在IT产品中的占有率,从芯片设计和整机应用两方面促进企业的自主创新和产品研发,促进IC产业并带动IT产业跨越式持续快速发展。

为了满足新形势下的产业需求,深圳IC基地积极探索服务重点的调整,在最大限度的提高公共技术服务效益上下功夫,做到四个转变。即:将提供EDA工具服务为主转变为与产业化相关的IP应用开发技术支持为重,建立以核心IP复用为主的完善的SoC开发平台;将支持单个企业创业转变到以建立核心产业链和企业的核心竞争力为引导(重点如:数字电视、手机、显示驱动和消费类关键芯片等);将通过资金扶持企业转为到通过提供关键技术服务和市场资源为主要手段的新型综合服务;将工具推广技术培训转变为系统的职业技能和序列的资格培训,大量培养基础扎实动手能力强的实用技术型的设计专业人才;以现有技术服务平台为依托,将平台资源和技术服务向芯片应用、系统方案、整机开发等方面扩展,并加强深层次服务。

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借助深圳市高新技术产业发展的政策、环境和机制优势,探索产业化基地建设和创新创业的新模式,引导企业与基地共同实现集成电路设计产业的专业化、市场化、国际化。专业化是集成电路设计领域实现产业化的基础之本;市场化是集成电路设计领域实现产业化的动力之源;国际化是集成电路设计领域实现产业化的必由之路。

2.5、继续完善集成电路产业链

针对深圳地区集成电路产业链中设计环节突出,制造和封测等环节薄弱的特点,应分层次对集成电路产业链进行发展和完善。

(1)优先重点发展IC设计产业

利用现有优势,以国家集成电路设计深圳产业化基地为依托,继续加大力度发展集成电路设计产业,并以此带动IT产业的升级和相关芯片制造项目的落户。

(2)积极引进发展芯片制造业

完整健全的产业链对IC产业的发展无疑是有利的,深圳在芯片制造方面的缺失已经影响到了设计产业的发展,深圳IC设计产业的快速发展已经引起了众多Foundry厂商的关注,加上深圳巨大的IC消费市场,对芯片厂商有很大的吸引力。中芯国际在武汉、成都的建厂都是用政府的全部资金,但是在深圳的建厂只是取得政府厂房的支持,从中可见深圳市场的优势。但是我们政府也要从产业长远发展的角度,积极鼓励在深圳建设晶圆厂。

(3)鼓励和扶持测试封装业

IC设计、制造和封装测试的同等重要性已经体现在三者的协同设计上,这将成为未来关键技术发展的挑战之一。芯片设计、加工和封装测试三者互动,已经成为提高产品水平和降低成本的最有力途径。

针对深圳地区集成电路产业链中制造和封测等薄弱环节,需要努力从两个方面弥补和完善。其一,外引内联,积极引进和扶持集成电路制造企业在深落户并在深发展,且要求国外在深圳建设的企业,要为深圳IC 设计产业服务。其二继续加强制造、测试、封装相关的第三方咨询和中介服务,加强与国内外相关企业的联系,做好服务工作,弥补本地相关服务的不足。

3发展重点:依托公共服务平台

推动IC设计和整机互动

由于集成电路无处不在,是所有重大和新兴产业的核心,例如LED照明和新能源、云计算和移动互联网、医疗电子和生物医药等,因此要发展集成电路产业,要发挥集成电路在各个应用领域的中坚作用,绝对不是只做集成电路设计,而是要组织关键技术、核心领域、重大项目的集团作战,要处理好作为核心的集成电路技术和下游应用产业的关系,大企业和中小企业创新的关系,大企业、大项目和区域产业技术创新体系的关系。在这个过程中,需要充分发挥深圳IC基地和各级联盟等公共服务平台的作用,构建以深圳IC基地为组织核心,通过国家、省、市、区各级联盟的合力,打造从IC设计到系统整机的创新体系。具体包括几下几点:

1、围绕优势产业,构建IC和整机厂商产业联盟

深圳在数字电视、平板显示、通信、移动数字媒体、智能手机等领域已形成了具有很强竞争力的产业链,已带动IC设计企业的联动发展。目前,在数字电视领域,国微技术、清华力合、国科电子、艾科创新等IC设计企业在业界已有相当地位;平板显示领域,晶门科技、敦泰科技、天利半导体等企业已有相当规模;在通信领域,海思半导体、中兴微电子居国内翘楚;移动数字媒体领域,安凯、爱国者、长运通、比亚迪、艾科创新等企业已有相当影响;智能手机领域,海思、安凯、艾科创新等企业已占据一定市场。

为了加强IC设计和系统整机厂商的创新互动,建议围绕深圳这些重点领域,构建相关产业联盟,共同发展壮大。

2、围绕关键技术、重点领域,组织产业链联合攻关。

深圳在消费电子、通信和计算机互联网方面都有很强的基础,已经形成了大企业和大产业,但正在发生的3C融合、三网融合使得产业链所涉及的环节更长,更加复杂,单个企业很难应对。比如深圳企业在手机方面全球瞩目,但在平板电脑、上网本和电子书上面都遇到了阻碍,原因就是未来的3C融合产品涉及内容、运营等很多复杂的产业链环节。

因此深圳有必要选择三网融合这类关键技术和重大领域,选定一个或者几个目标方向,围绕目标方向的核心技术产品进行分析,分拆展开它的产业链,然后围绕实现这样一个核心产品的每一个环节,组织重大项目的攻关。

目前国内的项目支持方式大体上有两种,一种是满天撒胡椒,谁都给一点,但最后很难出大成绩;另一种做法就是选定一家核心企业,重点支持,但劣势是有可能选错企业,或者企业的成果最后没有办法被产业共享。而联合攻关结合了两者的优势,当目标确定以后,可以对不同环节采取不同的方式。比方说委托重点企业、重点课题组实行重点项目的核心攻关和整合,对于中间的一些关键技术可以采取招标的方式,吸引海外团队、成熟的中小企业,把他们的技术力量围绕这个来开展项目合作,也可以通过引进技术、消化和创新的方式来完成这样一个过程。同时,由于涉及产品或者应用的全产业链环节,最后产业化变得非常容易。

3、围绕大企业需求,组织产学研合作和中小企业技术转移

大企业、大项目对区域经济和科技创新的带动作用明显,为了支持大企业做大做强,国家和地方政府往往给予大企业很多研发资助,也取得了一些效果,但常常存在这些问题:一是资金可能并不一定会用于核心技术研发,甚至有可能用来补充产品成本甚至价格战,难以监管资金的使用;二是技术转移和外包的时候,不一定优先考虑本地中小科技企业;三是技术成果只会为单个企业所有,公共效益有限。

为了充分发挥大企业的带头作用和辐射效应,扶持做大大企业,可以围绕几个选定的大企业所需要的核心技术,组织产学研合作,组织中小企业技术转移,组织新产品开发。在这种模式下,政府并不是直接向大企业发放资助,而是由政府出一部分资金、企业出一部分资金在企业组建技术平台,大企业列出其所需要的关键技术,由技术平台向本地中小企业和科研院所产学研合作项目和技术转移需求。技术平台由政府委托深圳IC基地和深圳市半导体行业协会这样的产业促进组织监管,所选定的企业有优先支配权,并不是在排他的,可以在一定的竞争原则下对社会同类企业开放。

这种模式的优点是充分发挥了大企业的整合和带头效应,让本地中小企业零碎的科技成果能够很好协同产业化,同时对区域相关产业有很好的辐射效应,使得公共研发资助投入效益最大化。

4、做强几个新兴产业,IC设计带动整机发展

目前深圳的优势产业为通信和消费电子,除了继续巩固在这些领域的优势外,汽车电子、医疗电子和数字装备是未来新的增长点。这些领域目前国内外都有很好的市场需求,但关键是核心技术缺失造成国内产业发展不起来,例如汽车电子领域对MOSFET和IGBT有大量的需求,而医疗电子也要求高精度的ADC,这些都是本土企业一直难以突破的。因此可以围绕汽车电子、医疗电子和数字装备对核心技术的需求,组织产学研合作和攻关,既能满足行业领先企业的需求,又能够带动中小企业的发展。

5、围绕低碳经济开发新产品,组织新技术攻关

环保压力使得低碳经济成为全球各地关心的热点和支持发展的重点,低碳经济的范畴很广,包括新能源(太阳能/风能/水能等)、智能电网、节能减排应用(楼宇自动化/LED照明)等,涉及的集成电路包括电源管理/LED芯片、电能计量芯片和电力线载波通信芯片等。而在这些领域,深圳有很好的产业基础,相关企业例如LED驱动和电源管理领域的比亚迪微电子、明微、长运通、华润半导体、泉芯、辉芒、联德合微电子、天微、擎茂微电子、方禾集成、博驰信电子等,相关产品有力合微电子的电力线载波通信专用芯片,芯海、锐能微科技、天微电子、联德合微电子等公司的电能计量芯片。

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这些领域的新技术都还存在一定的瓶颈,例如LED照明领域的效率问题,如果能够组织企业在这些新兴技术领域攻关并实现率先突破,有利于在产业发展初期即占领有利位置。例如LED驱动芯片的生产工艺问题是中国LED照明领域亟待解决的核心问题,只有解决芯片制造所需的600-700V高压工艺问题,才能让LED 安全地进入到照明领域。

6、鼓励垂直整合,打造“虚拟IDM”

由于历史原因,欧美半导体产业最初以垂直整合(IDM)模式为主,业务覆盖整机研发、IC设计和IC制造,后来逐渐独立发展,如西门子分拆出英飞凌,摩托罗拉分拆出飞思卡尔等,目前只有日本一些电子企业仍然是垂直一体化。而中国台湾和大陆一开始是三者分离,即整机+IC设计(Fabless)+IC制造(foundry)。

根据我们的调研,欧美企业放弃垂直整合的主要原因是,欧美是高成本区域。传统垂直整合源于垄断地位,每个环节都有高利润,可以承担高成本。但随着某些环节被日韩甚至中国企业突破,高利润消失,欧美企业不得不开始放弃垂直整合。一个典型的例子就是,诺基亚开始放弃手机芯片设计,外包给意法半导体。

垂直整合的好处是可以带动整机和IC设计联动,IC设计与制造联动,对目前仍处于发展初期的中国IC设计产业仍然关键,例如电(UMC)对台湾地区IC设计企业的推动作用。而且目前中国是低成本区域,具备发展垂直整合的优势。

事实上,正是因为缺少IDM的发展历史,国内IC设计产业与上下游厂商间的联动机制依然薄弱,特别是IC设计企业与整机厂商间的互动。一方面,由于依赖国外IC,国内整机企业随着成本优势的弱化、利润空间不断缩小,许多整机企业只能处于附加值最低的加工组装环节。另一方面,特别是随着SoC时代的到来,国内IC设计企业进入主要整机产品价值链的难度更大。电子信息产业价值链在上下游之间出现比较严重的断裂。相比IC设计企业与整机厂商的联动机制,国内IC设计企业与国内Foundry代工厂商间的联动则较多些,然而局面没有得到根本改变。目前,国内IC设计企业提供给国内Foundry的订单只占Foundry生产线产能的20%,国内Foundry生产线大部分产能依靠国外订单来填充。金融危机袭来,导致Foundry生产线产能大量闲置。

事实上,与整机结合紧密的IC设计企业近几年得到快速发展。IC设计产业与整机企业共创产品价值链的能力有所增强,突出的例子就是海思、中兴微和比亚迪。因此,为了促进国内IC企业做大做强,除了支持IC设计和IC制造同行间的并购和整合外,更需要鼓励和推动IC设计与上下游厂商间更紧密的合作,打造实体或者虚拟的IDM。

莱迪思MachXO2 PLD系列为低成本低功耗设计树立了新的标准

莱迪思半导体公司宣布推出其新的MachXO2TM PLD系列,为低密度PLD的设计人员提供了在单个器件中前所未有的低成本,低功耗和高系统集成。嵌入式闪存技术采用了低功耗65纳米工艺,与MachXOTM PLD系列相比,MachXO2系列提供了3倍的逻辑密度、10倍的嵌入式存储器、降低了100倍以上的静态功耗并减少了高达30%的成本。此外,在低密度可编程器件应用中的一些常用的功能,如用户闪存(UFM)、I2C、SPI和定时器/计数器已固化到MachXO2器件中,为设计人员提供了一个适用于大批量、成本敏感设计的"全功能的PLD"。

第12篇

[STHZ]1[STBZ]专用集成电路设计重点实验室的实验教学改革实践 江苏省专用集成电路设计重点实验室(后简称“实验室”)有专职教师20人,承担南通大学杏林学院集成电路与集成系统专业实验课程12门,实验室近三年承担各级各类科研项目75项,79篇,其中SCI、EI论文43篇,有着良好的科研基础和科研成果。实验室老师在实验教学过程中,注重结合自身的科研方向向学生介绍集成电路相关新技术和新方法,并将计算机建模和仿真的新技术贯穿于专业实验教学中。比如,在“模拟电路”实验教学中引入Spice仿真软件,在“数字电路”实验教学中引入Quartus软件等。在设置的探索性实验课程中,只给学生引出若干思路,学生利用相关软件可在课堂内外自主练习,在互联网上查找相关技术资料,设计实验方案和实验步骤。通过这种引导,该专业学生对新技术掌握较快,在探索过程中遇到不懂的环节能相互进行探讨,主动向教师请教,逐步培养了自主式、合作式的学习习惯。

集成电路设计与集成系统专业培养掌握集成电路基本理论、集成电路设计基本技能,掌握集成电路设计的EDA工具,熟悉电路、计算机、信号处理、通信等相关系统知识,从事集成电路研究、设计、开发及应用,具有一定创新能力的应用型高级集成电路和电子系统集成技术人才。围绕该培养目标,实验教学内容上进行了与时俱进的改革。比如将LQFP64封装建模与仿真分析这一科研案例应用于实验教学中。实际科研案例的使用使得理论知识变得生动形象,加深了学生对基本理论知识的理解,学生学习兴趣和学习动力有了显著提高,能独立完成封装建模、仿真到最后优化的整个流程,为后续专业学习和就业打下牢固的基础,适应了我校独立学院“厚基础,强应用”的人才培养目标[2]。此外,教师紧密结合教学和科研实例编写教材,根据电路设计相关工作编写的《电路PSpice仿真实训教程》被列为教育部高等学校电子电气基础教学指导分委员会推荐教材。

从2009年承担集成电路与集成系统专业课程起,实验室鼓励高级职称人员承担实验课程,指导学生开展创新性实验项目。实验室教师指导本科生积极参加省级、校级大学生实践创新训练计划、校大学生课外学术科技作品等科技活动,获批“江苏省高校大学生实践创新训练计划”2项、南通大学“大学生实践创新训练计划”3项。所指导的集成电路设计与集成系统专业学生的参赛作品入围第三届 “华大九天杯”大学生集成电路设计大赛,荣获三等奖。“华大九天杯”大学生集成电路设计大赛是针对微电子及相关专业在校生的一次专业实践性赛事,是对我国集成电路设计领域人才培养的一次交流和检阅。

实验室成立于2002年,拥有集成电路工艺和器件仿真、集成电路电路仿真与版图设计、集成电路封装设计等先进的EDA软件工具,以及高性能工作站、网络分析仪、矢量信号发生器、微电材料与器件的光电测试系统、数模混合集成电路测试仪等硬件设备,仪器设备总值达1 000多万。这些仪器设备均属于科研仪器设备,由于场地紧、管理人员少,这些科研仪器设备目前还未对本科学生全面开放,主要为教师及研究生使用,仅有少量学生在参与教师的科研项目过程中能接触使用到部分科研仪器设备,重点实验室的仪器设备资源优势在本科实验教学改革中的作用发挥远远不够。

实验室围绕科研发展方向,三年多来先后邀请了中国科学院、北京大学、复旦大学、南京邮电大学、澳大利亚国立格里夫斯大学、美国密西根大学、新加坡南洋理工大学、日本富山县立大学等国内外知名科研学府的20多位专家学者来校进行讲学和交流,实验室教师也积极准备为学生举办专题讲座,此外还邀请了企业技术专家来校与师生进行面对面的交流。

2进一步加强科研与实验教学融合的探索

“授之以鱼不如授之以渔”,这要求教师与时俱进的将科研与实验教学紧密结合,使实验教学内容更贴近现代科研水平,让学生掌握有应用价值的知识和方法,培养符合社会实际应用需求的人才。

2.1加强科研新方法新技术在实验教学中的引入

以培养学生实践能力、科研能力和自主创新能力为目的进行的实验教学改革,必须与科研紧密结合,减少验证性实验项目,增加综合性实验项目,增设创新实验课程。将科研用到的新方法、新技术逐步引入到实验教学中,更新实验教学方法与手段,设置探索性实验项目来模拟科研全过程。引导学生自己去思考并寻找合理解释,鼓励学生查阅相关的参考资料,探索问题产生的真正原因,训练他们主动分析和独立解决问题的能力,实现实验教学与科研新技术、新方法训练的有机结合。

2.2加强科研内容与实验教学内容的结合

在实验教学内容中,除了加强科研新方法、新技术的引入,还需要精选科研中的实际案例,让学生能真正地体验科研。依托科研项目来设置综合性实验,将成熟的科研成果及时转化为创新实验项目,使得实验内容兼具新颖性和探索性,有利于学生开阔视野,扩展知识面,激发专业热情。增加科研实例在实验教学内容中的灵活运用,提高综合性、设计性、创新实验的比重,让学生现在所学所练真正成为日后实际工作中的基础,学有所得,学有所用。

2.3加强对学生科研创新活动的引导

科技活动作为一种探索性的实践过程,具有科技性、实践性和探索性的特点,是培养学生创新素质的最佳切入点。吸收对科研感兴趣的学生参与到教师的科研活动中,承担一部分力所能及的科研课题,通过科研实践氛围的熏陶,激发学生的科学研究兴趣,引导学生积极探索[3]。鼓励学生积极申报大学生创新性实验计划项目,并为学生进行创新性实验研究提供条件,如设立“大学生创新基金”。组织学生参加竞赛,将本科学生科研创新实验与竞赛结合起来,培养学生的科学精神和创新能力。

2.4加强科研仪器设备在实验教学中的应用

为了挖 掘科研仪器设备利用的潜力,实现科研与教学资源共享,科研实验室需要在时间、空间、设备和实验课题等多方面进行开放。制定相关的规章制度,对本科学生的准入条件、经费支持和科研管理等多个方面加以规范,使得科研仪器设备在教学中也能发挥其优势,充分拓展现有科研仪器设备的使用范围,提高仪器设备利用率,同时为学生提供开展科研创新实验的环境,高质量、高效率地为科研与教学服务。通过优化资源配置,建立资源共享机制,为创新人才的培养提供良好的教学平台[4]。

2.5加强科研学术讲座在本科学生中的普及推广

学术讲座是进行学术交流,提高教学和科研水平的有效手段;是一场师生共赢的集会,有利于营造良好的的学术氛围。学术讲座向师生展示新观点、新知识和学科最新研究成果,有利于互通有无,开阔学术视野,提升学术层次,传达团队协作、学科间联合创新的重要性,对师生未来的学习工作都有一定的激励作用,也为学生的职业规划指引方向。本科学生即使暂时无法理解讲座中的高深内涵,但专家学者们思想的潜移默化以及通过后期的学习和钻研,对个人综合能力的发展影响深远。

3结束语

教学和科研是互促的,只有多角度加强双方的融合,构建教学与科研良性互动的实验教学模式,才能从根本上实现双方的可持续性发展,顺应高素质创新性人才培养的要求。

参考文献: