时间：2023-11-02 10:20:49
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篇集成电路的特点，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】集成电路 可测试性 测试 设计
1 前言
随着经济社会的不断发展，集成电路的应用越来越广泛，在经济生活中的地位也越来越重要。集成电路从出现至今，也才不过几十年的历史，但是已经深入到国民经济的方方面面，也与我们的生活密不可分。一般而言，集成电路主要包括设计、生产、封装和测试四个方面，其中集成电路测试贯穿在集成电路应用的全过程，是实现集成电路产品高质量的重要保证。因此，测试在集成电路生产过程中占有十分重要的位置。集成电路的测试不同于常规的电路检测，测试过程要复杂得多，而且对测试效率的要求也更高，尤其是可测试性，更是一个崭新的问题。因此，需要深入研究集成电路的可测试性。
2 集成电路测试的作用和特点
由于集成电路的特殊性，其测试具有的作用是不言而喻的，因此，任何集成电路生产出来后都要进行测试。
2.1 集成电路测试的作用主要包括以下方面
2.1.1 验证设计的正确性
由于集成电路的规模日益庞大，设计也越来越复杂，因此只有经过相应的测试才能检验集成电路设计的正确与否，这也是测试的首要作用。
2.1.2 检验产品的可靠性
由于集成电路的复杂性，其每一个环节都可能出现错误，并由此导致产品的不合格。因此，集成电路产品只有经过严格的测试后才能出厂。
2.1.3 降低运行维护的成本
由于集成电路在运行过程中不可避免的会出现故障，为了尽快查找故障，也需要进行相应的测试。这样的测试可以定期或者不定期的进行，结合测试的结果进行相应的维护，这样就可以降低运行维护的成本。
2.2 由于集成电路不同于普通的电路，因此集成电路的测试也具有其自身的特点，主要包括这样两个方面
2.2.1 集成电路测试的可控性
对一个完整的集成电路而言，只要给定一个完备的输入信号，一般都会有一个完备的输出信号相对应。也就是说，集成电路的输入和输出信号之间存在着某种映射关系，因此，可以根据信号的对应关系得到相应的逻辑。也就是说，这样的测试是可控的。
2.2.2 集成电路测试的可测试性
集成电路的设计，是要实现一定的逻辑行为功能。如果一个集成电路在设计上属于优秀，从理论上可以实现对应的逻辑行为功能，但却无法用实验结果加以证明，那么这个设计是失败的。因此，可测试性对于集成电路来说是十分重要的。可测试性就是指集成电路的逻辑行为能否被观察到，也就是说，测试结果必须与集成电路的逻辑结构相对应。
3 集成电路可测试性的设计方法
可测试性设计是一项十分重要的工作，它是指集成电路在设计出来之后要便于测试，这样可以降低测试的难度和成本。由于集成电路在封装完成后，内部的节点不能被外部接触，因此节点上的故障不容易检测，所以要提高集成电路的可测试性。在这个过程中，主要通过结构设计来完成集成电路的功能设计，以此来提高集成电路内部节点的可观测性和可控制性，从而实现可测试性设计。一般来讲，有三种方法，即功能点测试、扫描测试和内建自测试。
3.1 功能点测试
功能点测试是针对已经生产出来的集成电路而提出来的，他主要用于某些单元的测试。功能点测试也有很多种方法，可以采用条块化分割、功能块分布以及网状结构等，每种方法都有各自的优缺点。条块化分割虽然简单方便，但是不利于系统的集成，费用也会增加。功能块分布虽然可以增加测试点，但是会增加输入输出端口，而且还要设计各种模块，一般只能提高集成电路的可控制性。网状结构基本上综合了上述两种方法的优点，可以比较方便的进行测试，但是它的缺点在于布局过于复杂，效率不高。
3.2 扫描测试
扫描测试是指通过建立一个寄存器链来测试集成电路的方法。在建立寄存器链的过程中，需要将集成电路中的寄存器全部串联起来，并将时序元件和组合元件分隔开来，这样在测试的时候，就可以将外部输入端通过移位寄存链扫描进集成电路内部，增加了集成电路的可控制性。另一方面，所产生的响应也可以通过移位寄存链扫描输出，增加了集成电路的可观测性。根据扫描的方式，扫描测试大致可分为三种，即全扫描测试、部分扫描测试和边界扫描测试，每种方式都各有优缺点。全扫描测试的优点是可以全面地测试集成电路，缺点是效率不高。部分扫描测试的优点是可以降低测试的费用，缺点是有可能会漏掉部分故障。边界扫描测试基本上综合了前面的优点，在全面测试集成电路的基础上也提高了效率，缺点是设计比较复杂。
3.3 内建自测试
相对于前面两种测试方法，内建自测试的主要工作是想办法在集成电路内部进行测试，即整个测试工作在集成电路内部完成。在建立内建自测试的过程中，需要将集成电路划分成很多个小块，测试工作针对每个小块进行。这样做的最大优点就是不需要从集成电路外部进行测试，并且随时可以进行在线测试，还可以通过一定的软件进行控制，十分方便。
4 集成电路可测试性的实现过程
从集成电路可测试性的设计方法可以看出，要实现集成电路的测试，可以有多种途径，但是每种方法都有其适用性，因此需要根据具体情况来进行相应的设计和选择。另外，随着科技的不断发展，也有不少公司开始推出多种实用的测试工具，比如Mentor公司的Fast scan可以用于全扫描测试；Flex test则可以用于部分扫描测试；BSD Architect可以用来进行边界扫描测试。只要综合运用好这些相应的工具，就可以实现集成电路的可测试性。
5 结束语
集成电路可测试性是一项十分重要而又复杂的工作，需要进行精心的设计，也需要通过一定的工具来实现。另外，随着集成电路规模与功能复杂性的不断提高，使得可测试性设计面临更大的挑战，这就需要我们进行更加深入的研究。
参考文献
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[4]Alfred L.Crouch.数字集成电路与嵌入式内核系统可测试性设计[M].北京：中国电力出版社，2004.
【关键词】 雷达 微电子技术 分析
在现代化的军用雷达与电子设备之中军用微电子技术属于非常重要的技术之一，是现代军事信息作战的基础。在军用微电子工业当中，集成电路属于最具活跃的产品。在美国非常重视开发与应用军用集成电路。美国相关的国防部门早在十几年前曾提出^超高速集成电路与微波单片集成电路的发展规划。只要真正的实现这两者的发展计划对于军用雷达与武器装备未来的发展有着巨大的影响，对打赢未来信息战争发挥举足轻重作用。
一、超高速集成电路与微波单片集成电路的特点
1、超高速集成电路的特点。在未来的信息作战当中，电磁信号的环境十分汇集而且复杂，军用雷达与电子情报系统需要面对一百至二百万脉冲美妙的信号方面的强度，处理信号的系统极有可能需要执行几十亿条指令。面对极其复杂的信息作战环境，然而目前一般的集成电路处理信号系统的效率很难满足相关的需求。要想真正的处理好这方面的问题，美军便加大力度促进超高速集成电路发展。
2、微波单片集成电路的特点。微波单片集成电路将超大规模集成电路、超高速集成电路以及超高性能集成电路使用至数字电路中的微波电路，它属于集成电路处于微波电路中主要的发展。微波单片集成电路将诸多晶体管、电阻、电容等管线集中至一个芯片上，制成许多功率放大器、低噪声放大器、移相器等。仅有很少的微波单片集成电路芯片组合起来就能组成一个收发构件，用来代替很多元件。
二、超高速集成电路与微波单片集成电路的发展现状
1、超高速集成电路的发展现状。美国国防部门早在很多年前年对超高速集成电路的发展就已经开展实施以硅为主要材料发展计划，之后又转化成将硅和砷化稼作为主要材料并举的超高速集成电路发展计划，为了促使军用电子系统发展的快速进程。此计划主要是为了促进民用半导体商家的发展所难以解决的军用信号需要的元器件工艺，就是为了满足军用信号处理、抗辐射、故障容限等能力的有关需求所提出的。这个计划的的总提目标就是为了研制出功能先进、价格合理、高质量的超高速集成电路芯片，确保处理信号速率、功耗减少、可靠性、维护性合理提高的终点目标，并且使目前具备处理数据的速度必须提升一级。其实际的目标是为了使芯片的微加工线宽达到标准的规格，各项功能要比同样种类民用的产品高出百倍，将其的可靠性提升十倍。按照制定的范围超高速集成电路应当于1990年完成计划，共投资量达到十亿美元，通过集中开发了来实现亚微米特有的尺寸要求的技术。
2、60年代中期才得到逐渐的发展，70年代，砷化镓材料制造工艺的逐步成熟，对于微波单片集成电路的发展形成了很大影响。因为砷化镓材料的电子迁移率比硅高出7倍，且半绝缘砷化镓的电阻率的高度达到108，因此砷化镓属于最合理的微波传输介质材料，非常适合用在单片微波单片集成电路的衬底。正是因为砷化镓技术的普遍推广，促进了工业界集团朝向微波单片集成电路的方向发展。
三、超高速集成电路与微波单片集成电路在信息作战领域的应用
1、超高速集成电路在雷达和军用电子设备中的应用。超高速集成电路应用至军事雷达与电子装备系统中有效的提高了的在战场上获取情报、侦查情报、分析目标、处理数据等方面的能力；在很大幅度上，有效的提高了雷达、电子设备、武器系统在复杂的环境当中，以最快的速率反应能力与应变能力，实现了信息作战武器系统的高速、高效和精准性。
2、微波单片集成电路在军用雷达中的应用。与普通使用的陆基雷达相比较之下，微波单片集成电路器件与之同样的雷达在相同条件下所耗费的性能提高十倍。相控阵雷达的真正优势在于产生的微波功率的与传输效率较高，发射机的功能消耗等于使用功率管的三分之一，同时接收机的灵活度也提高了2倍。另一方面的优势在于可靠性较强，在此过程中，就算其中有百分之五的构件失灵。雷达系统依然能保证供应更好更多功能工作性能。微波单片集成电路 T/R组件极具紧凑、可靠性高、重量轻、成本低等结构方面的优势。
结束语：综上所述，超高速集成电路能够有效的提高处理信号与处理数据的能力，还能增强信号方面的接收、传输、发射能力的微波单片集成电路电路能实现构建出新一代全新的军用微电子系统，这种系统在军事信息作战领域特别是雷达和电子设备中拥有良好的应用前景。在下一代中的军用雷达关键特征在于它器件方面的模块化与集成化，而超高速集成电路与微波单片集成电路属于提高军用雷达器件集成化、模块化过程中最重要手段之一。
参 考 文 献
[1]严伟. 微电子组装技术在现代雷达中的应用[J]. 微电子学，1994，01：59-63.
在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。
2非微电子专业集成电路设计课程实践
根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容
1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。
2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。
3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。
4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。丰富的实践操作内容
1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。
2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。
3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制
1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。
2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。
3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。
3结语
在我们使用智能手机，使用VR、AR等智能硬件时，其基础产业――集成电路，正随着智能技术和产品的发展而突飞猛进。一方面是技术的飞速发展，产品不断创新；另一方面则是产业巨头并购重组，行业企业更新换代。对中国而言，这又涉及到芯片自主化等关键性问题。
智能化“基石”
“我们做的东西一般人是很难注意到，因为我们属于芯片产品供应商，而最终产品的生产商加上自己的外壳和品牌后，才为消费者所接触。但是目前的各种智能设备、智慧生活、智慧城市等都离不开芯片产业这一基础。”这是上海一家芯片制造企业市场部人士的观点。在这家企业的客户名单中，华为、小米等手机制造商，以及北汽集团、上汽集团等整车企业，均榜上有名。
事实上，集成电路产业绝对是智能化社会的基础支撑。研究指出，从主题投资的角度看，集成电路板块具有技术创新驱动产业变革（物联网与人工智能创新浪潮对IC设计提出新要求）等的特点。近年来的智能化浪潮正在不断推动集成电路产业向前发展。
此外，对国内集成电路产业来讲，还有市场空间大（集成电路自给率27%，替代空间大）、政策与资金持续推动的特点。据赛迪数据显示，2015年全球半导体市场同比下滑0.2%。但就中国市场来看，2015年中国集成电路市场规模仍创纪录地达到11024亿元，同比增长6.1%，成为全球为数不多的仍能保持增长的区域市场。但是，增长中的中国市场，面临着产品需要大量进口的情况，我国集成电路自给率偏低的情况仍然没有得到明显改观。
技术和产品齐飞
集成电路产业并非是一个全新a业，但是在智能化浪潮下，产业正发生巨变，其中产业的并购整合是一大趋势。资料显示，在新技术趋势下集成电路产业巨头频频出手，近期集成电路产业链并购愈演愈烈。例如英特尔在一年内先后收购Altera和NervanaSystems，并再度出手收购计算机视觉处理芯片公司Movidius，加强在机器视觉方面的技术储备。日本软银宣布完成对ARM的收购，交易总价达到243亿美元。IC制造和封测产业并购同样火热，2016年6月，中芯国际出资4900万欧元收购LFoundry70%股权，这是中国内地IC晶圆代工业首次成功布局跨国生产基地。长电科技宣布成功收购新加坡封测厂商星科金朋，交易金额7.8亿美元，通富微电已完成对AMD苏州及AMD槟城的收购工作。
产业并购整合的同时，集成电路产业的新技术和新产品正在涌现。仅就国内而言，11月9日，华虹集团举行了“909”工程二次升级――华力二期12英寸高工艺等级新生产线项目建设启动活动。华力微电子二期12英寸新生产线项目被列入国家《“十三五”集成电路产业重大生产力布局规划》，是国家“910工程”的子项目之一，也是“十三五”期间上海市重大产业项目和2016年度上海市重大工程。项目将在上海浦东新区建设一条月产能4万片，工艺为28-20-14纳米的12英寸集成电路芯片生产线，主要从事逻辑芯片生产，重点服务国内设计企业先进芯片的制造需求。此前，投资675亿元人民币的中芯国际集成电路制造有限公司“新建12英寸集成电路先进工艺生产线”项目以及配套建设等项目在上海启动。
【关键词】集成电路版图；CD4011B；CMOS工艺
1.引言
集成电路产业是最能体现知识经济特征的高技术产业[1]。以集成电路为主要技术的微电子产业的高度发展促进了现代社会的电子化、信息化、自动化，并引起了人们社会生活的巨大变革。集成电路布图设计（以下简称版图设计）在集成电路设计中占有十分重要的作用。版图设计是指集成电路中至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路的三维配置，或者为制造集成电路而准备的上述三维配置[2]。集成电路芯片流片成本高，必须保证较高的成品率，版图设计人员应具有扎实理论基础和丰富的实践经验。典型芯片是经过实践检验性能优越，所以，通过研究已有的典型芯片版图是提高设计能力的有效途径。
版图设计是在一定的工艺条件基础上根据芯片的功能要求而设计的。目前，集成电路的主要工艺有三种，分别是双极工艺、CMOS工艺和BICMOS工艺[3][4]。其中CMOS工艺芯片由于功耗低、集成度高等特点而应用最广泛，所以，研究CMOS工艺芯片版图具有更重要的意义。
本文对CD4011B芯片进行了逆向解析，通过研究掌握了该芯片的设计思想和单元器件结构，对于提高CMOS集成电路设计水平是十分有益的。
2.芯片分层拍照
3.单元结构
4.电路图和仿真
5.结论
本文采用化学方法对CD4011B芯片进行了分层拍照，提取了电路图，仿真验证正确。从芯片的版图分析，该芯片采用NMOS场效应晶体管、PMOS场效应晶体管、PN结二极管和基区电阻等器件单元，四个与非门版图一致且对称布局。该芯片采用典型的CMOS工艺，为了节省面积采用叉指场效应晶体管，输入和输出端采用防静电保护结构。电路为典型的CMOS与非门电路。该芯片的版图布局体现了设计的合理性和科学性。
参考文献
[1]雷瑾亮，张剑，马晓辉.集成电路产业形态的演变和发展机遇[J].中国科技论坛，2013，7：34-39.
[2]汪娣娣，丁辉文.浅析我国集成电路布图设计的知识产权保护——我国集成电路企业应注意的相关问题[J].半导体技术，2003，28：14-17.
[3]朱正涌，张海洋，等.半导体集成电路[M].北京：清华大学出版社，2009.
[4]曾庆贵.集成电路版图设计[M].北京：机械工业出版社，2008.
[5]王健，樊立萍.CD4002B芯片解析在版图教学中的应用[J].中国电力教育，2012，31：50-51.
[6]Hastings，A.模拟电路版图的艺术[M].北京：电子工业出版社，2008.
作者简介：
王健（1965—），男，辽宁沈阳人，硕士，沈阳化工大学信息工程学院副教授，研究方向：微机电系统设计。
关键词：集成电路工艺；立体化教学；探索与实践
微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，是伴随着集成电路（IC）发展起来的高新技术，对国民经济和国家安全有着举足轻重的战略作用。集成电路工艺作为电子科学与技术相关专业的专业课程，其任务是使学生掌握集成电路的主要工艺技术及相关原理，培养其自主解决工艺问题的能力。课程具有实践性强、理论与实践密切结合的特点，目前的教学存在强调理论、忽视实践的问题，学生害怕硬件，缺乏动手能力，不能扎实系统地掌握课程知识。本文对集成电路工艺的教学方法和教学内容进行了探讨，搭建了“理论―模拟―实践”的立体化教学平台，为大学教学改革提供参考。
一、目前课程存在的问题
1.教学模式的限制
在课程教学中，教学模式主要以理论授课为主，但是高等院校对微电子及集成电路专业的人才培养方式越来越强调对学生实践能力的培养，传统板书和多媒体PPT演示的教学方法已经无法满足与实验教学有机的结合。
2.教学资源的缺乏
要培养学生具备较好的动手能力及基本的科研素质，在集成电路工艺实验教学中，必须使用各种工艺设备，如扩散炉、退火炉、光刻机、刻蚀机等，这些设备仪器价格昂贵，购置和维护这些设备的费用远远超出了学校的承受能力，导致其中部分实验无法开设，降低了教学效果。
3.课程设置僵化
目前集成电路工艺的课程设置一般是采用理论教学和实验教学结合、理论教学和计算机模拟结合的形式，或者单独进行相关的课程设计，整个知识面不够系统，并且考核形式比较单一，不利于学生集成电路工艺设计和分析能力的提高。
二、立体化教学在课程中的实践
1.理论教学设计
集成电路工艺的基础知识所涉及的面较广，理论性较强，要求学生能够扎实掌握半导体原理和器件的相关知识，能够从前期的课程基础上解释工艺中出现的问题，如外延层构造及缺陷与器件性能间的联系、扩散参数与掺杂离子分布的联系等。所以，在教学内容的选择上突出交叉课程的相关性，将半导体原理和器件的内容融入工艺的教学内容中，有利于电子科学与技术专业学生对课程体系的整体掌握。
2.模拟仿真设计
TCAD（Technology CAD） 即工艺计算机辅助设计已经在集成电路工艺中有着举足轻重的作用，广泛运用于工艺优化、控制以及设计优化中，不但可以通过模拟芯片制备的整个工艺流程节省实验成本，在实验前后以及进行过程中，可以随时观察各项数据，对实验过程和结果进行直观分析，从而使学生得到及时全面的认知，改善教学效果。对理论教学中的案例进行验证性和探究性模拟实验设计，可以进一步加强学生对知识的掌握程度。基于南通大学的SILVACO―TCAD的教学软件，同样以热扩散工艺为例，如下图所示，扩散深度随着扩散时间的增加而增加，可见在模拟实验中可以便捷地修改各项参数，灵活设计教学内容。
3.实验教学设计
实验作为教学的重要组成部分必须与理论教学相辅相成， 必须能有效地促进学生对理论的理解，又要能在实验中应用相关理论，为学生获得新的理论知识打下良好的基础。目前集成电路工艺课程存在实验仪器贵重、精密、量少与实验人数多、实验时间短的供需矛盾，因此对于现有的设备一定要对实验参数进行正交设计，从全面实验中挑选出部分有代表性的点进行实验，注重高效率、快速、经济。
综上所述，在集成电路工艺课程中，建立理论授课―TCAD工艺模拟―工艺实验密切结合的立体化实验平台，不但能丰富课程的教学内容，而且能激发学生的学习兴趣，也能使学生更为扎实地掌握集成电路制备的整个流程和设计方式，增强动手能力，提升教学效果。
参考文献：
[关键词]555时基集成电路；水塔水箱自动抽水控制系统
中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0050-01
引言
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。本文应用555时基集成电路芯片设计水塔水箱自动抽水控制系统，工作性能可靠、电路简单、经济实用，操作方便。
一、 电路的组成
由555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统的电路图如图2，它主要由555时基集成电路芯片，抽水系统，继电器组成。在本文设计的水塔水池自动抽水控制系统中555时基集成电路芯片构成施密特触发器电路，水箱中的a、c、b，分别是低、中、高的水位电极。继电器J控制水泵工作的开关。
二、工作原理
1、555定时器的内部结构及引脚功能：
555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555。
图1
1脚：地，2脚：触发输入端，3脚：输出端，4脚：复位端，5脚：电压控制端，6脚：阀值输入端，7脚：放电端，8脚：电源。
555的真值如表1：
2、电路工作原理
555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统的电路图如图2，通常在水箱中均使用上下限水位控制，即当水位升到上限时，停止抽水；当水箱中水位降至下限水位时，
开始抽水。
（1）、抽水过程
当水箱中水位低于c’ 时，触发端被R1接地，其电平为“0”， 555输出端③为“1”，继电器驱动。此时接到常开触点上的红色发光二极管亮，则表示启动水泵抽水。当水箱水位浸没c’后，高电平经水体电阻接到c’，使其电位高于1/3Vcc ，但这仍使R-S触发器保持，水泵继续抽水。
（2）、水满情况，水泵停止抽水
当水箱中水位上升到b’时，阈值电平端⑥通过水体电阻接到a’， 使其电位高于2/3Vcc，555输出端③输出为“0”，继电器释放，常开触点断开，常闭触点闭合，此时接到常闭触点上的绿色发光二极管亮，表示水泵停止抽水。
（3）、水箱正常供水，水泵不工作
当水位重新下降脱离b’时，尽管阈值电平端被R2置为“0”，但②脚电平仍高于1/3Vcc，所以R-S触发器不变，水泵不抽水。只有当水位降至c’以下后，才会重新启动水泵抽水。
三、结束语
由555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统具有工作性能可靠、电路简单、经济实用，同时本供水系统自动控制，不用人工操作，使用方便等特点。
参考文献
【关键词】集成电路;发展状况;发展基本要领
引言
随着技术的发展，厚膜混合集成电路使用范围日益扩大，主要应用于航天电子设备、卫星通信设备、电子计算机、通讯系统、汽车工业、音响设备、微波设备以及家用电器等。由此可见，厚膜混合集成电路业已渗透到许多工业部门。
1.厚膜材料
厚膜是指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。制造这种膜层的材料，称为厚膜材料。厚膜材料是一类涂料或浆料，由一种或几种固体微粒（0.2～10微米）均匀悬浮于载体中而形成。为了便于印刷成形，浆料必须具有合适的粘度和触变性（粘度随外力而改变的性质）。固体微粒是厚膜的组成部分，决定膜的性质和用途。载体在烧结过程中分解逸出。载体至少含有三种成分，树脂或聚合物粘合剂、溶剂和表面活化剂。粘合剂给浆料提供基本的流变特性;溶剂稀释树脂，随后挥发掉，以使印刷图样干涸;活化剂使固体微粒被载体浸润并适当分散于载体中。
按厚膜的性质和用途，所用的浆料有五类：导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。导体浆料用来制造厚膜导体，在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线，有时还用来焊接上金属盖，以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异，尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求，所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、铂-银和钯-铜-银。在厚膜导体浆料中，除了粒度合适的金属粉或金属有机化合物外，还有粒度和形状都适宜的玻璃粉或金属氧化物，以及悬浮固体微粒的有机载体。玻璃可把金属粉牢固地粘结在基片上，形成厚膜导体。常用无碱玻璃，如硼硅铅玻璃。厚膜电阻是厚膜集成电路中发展最早、制造水平最高的一种厚膜元件，可以制造各种电阻。对厚膜电阻的主要要求是电阻率大、阻值温度系数小、稳定性好。与导体浆料相同，电阻浆料也有三种成分：导体、玻璃和载体。但是，它的导体通常不是金属元素，而是金属元素的化合物，或者是金属元素与其氧化物的复合物。常用的浆料有铂基、钌基和钯基电阻浆料。厚膜介质用来制造微型厚膜电容器。对它的基本要求是介电常数大、损耗角正切值小、绝缘电阻大、耐压高、稳定可靠。介质浆料是由低熔玻璃和陶瓷粉粒均匀地悬浮于有机载体中而制成的。常用的陶瓷是钡、锶、钙的钛酸盐陶瓷。改变玻璃和陶瓷的相对含量或者陶瓷的成分，可以得到具有各种性能的介质厚膜，以满足制造各种厚膜电容器的需要。厚膜绝缘用作多层布线和交叉线的绝缘层。对它的要求是绝缘电阻高、介电常数小，并且线膨胀系数能与其他膜层相匹配。在绝缘浆料中常用的固体粉粒是无碱玻璃和陶瓷粉粒。
2.厚膜混合集成电路的应用
随着技术的发展，厚膜混合集成电路使用范围日益扩大，主要应用于航天电子设备。卫星通信设备。电子计算机。通讯系统。汽车工业。音响设备。微波设备以及家用电器等。由此可见，厚膜混合集成电路业已渗透到许多工业部门。在欧洲，厚膜混合集成电路在计算机中的应用占主要地位，然后才是远程通信。通讯。军工与航空等部门。而在日本，消费类电子产品大量采用厚膜混合集成电路。美国则主要用于宇航。通讯和计算机，其中以通讯所占的比例最高。
在彩电行业，厚膜电路一般用作功率电路和高压电路，包括开关稳压电源电路。视放电路。帧输出电路。电压设定电路。高压限制电路。伴音电路和梳状滤波器电路等。
在航空和宇航行业，厚膜混合集成电路由于其结构和设计的灵活性。小型化。轻量化。高可靠性。耐冲击和振动。抗辐射等特点，在机载通信。雷达。火力控制系统。导弹制导系统以及卫星和各类宇宙飞行器的通信。电视。雷达。遥感和遥测系统中获得大量应用。
在军工行业，厚膜电路一般用作高稳定度。高精度。小体积的模块电源，传感器电路，前置放大电路，功率放大电路等。
在汽车行业，厚膜电路一般用作发电机电压调节器。电子点火器和燃油喷射系统。
在计算机工业，厚膜电路一般用于集成存储器。数字处理单元。数据转换器。电源电路。打印装置中的热印字头等。
在通讯设备中，厚膜混合集成压控振荡器。模块电源。精密网络。有源滤波器。衰减器。线路均衡器。旁音抑制器。话音放大器。高频和中频放大器。接口阻抗变换器。用户接口电路。中继接口电路。二/四线转换器。自动增益控制器。光信号收发器。激光发生器。微波放大器。微波功率分配器。微波滤波器。宽带微波检波器等。
在仪器仪表及机床数控行业，厚膜混合集成电路一般用于各种传感器接口电路。电荷放大器。小信号放大器。信号发生器。信号变换器。滤波器。IGBT等功率驱动器。功率放大器。电源变换器等。
在其它领域，厚膜多层步线技术已成功用于数码显示管的译码。驱动电路，透明厚膜还用于冷阴极放电型。液晶型数码显示管的电极。
此外，厚膜技术在许多新兴的与电子技术交叉的边缘学科中也具有持续发展的潜力，有关门类有：磁学与超导膜式器件。声表面波器件。膜式敏感器件（热敏。光敏。压敏。气敏。力敏）。膜式太阳能电池。集成光路等。
3.厚膜混合集成电路的发展
目前，厚膜混合集成电路也受到巨大竞争威胁。印刷线路板的不断改进追逐着厚膜混合集成电路的发展。在变化迅速和竞争激烈的情况下，必须进一步探索厚膜混合集成电路存在的问题与对应采取的措施：
开发价廉质优的各种新型基板材料、浆料与包封材料，如SIC基板、瓷釉基板、G-10环氧树脂板等，贱金属系浆料、树脂浆料等，高温稳定性良好的包装材料与玻璃低温包封材料等;采用各种新型片式元器件，如微型封装结构器件（SOT），功率微型模压管，大功率晶体管，各种半导体集成电路芯片，各种片式电阻器、电容器、电感器与各种片式可调器件、R网络、C网络、RC网络、二极管网络、三极管网络等;开发应用多层布线、高密度组装和三维电路，向具有单元系统功能的大规模厚膜混合集成电路发展;充分发挥厚膜混合集成电路的特长，继续向多功能、大功率方向发展，并不断改进材料和工艺，进一步提高产品的稳定性和可靠性，降低生产成本，以增强厚膜混合集成电路的生命力和在电子产品市场的竞争能力;在利用厚膜集成技术的基础上，综合运用表面组装技术、薄膜集成技术、半导体微细加工技术和各种特殊加工技术，制备多品种、多功能、高性能、低成本的微型电路，如厚膜微片电路、厚薄膜混合集成电路、厚膜传感器及其它各种新型电路等。
4.结束语
厚膜混合集成电路就以其元件参数范围广、精度和稳定度高、电路设计灵活性大、研制生产周期短、适合于多种小批量生产等特点，与半导体集成电路相互补充、相互渗透，业已成为集成电路的一个重要组成部分，广泛应用于电控设备系统中，对电子设备的微型化起到了重要的推动作用。各种高新科技的发展和智能产品的出现会进一步刺激知识的进步，技术的突破，而这些的根本，也正是集成电路技术的进步。
参考文献
摘要：在集成电路的设计中，电阻器不是主要的器件，却是必不可少的。如果设计不当，会对整个电路有很大的影响，并且会使芯片的面积很大，从而增加成本。电阻在集成电路中有极其重要的作用。他直接关系到芯片的性能与面积及其成本。讨论了集成电路设计中多晶硅条电阻、mos管电阻和电容电阻等3种电阻器的实现方法。
关键词：集成电路 电阻 开关电容 cmos
目前，在设计中使用的主要有3种电阻器：多晶硅、mos管以及电容电阻。在设计中，要根据需要灵活运用这3种电阻，使芯片的设计达到最优。
1 cmos集成电路的性能及特点
1.1 功耗低 cmos集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。实际上，由于存在漏电流，cmos电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功耗典型值仅为20mw，动态功耗（在1mhz工作频率时）也仅为几mw。
1.2 工作电压范围宽 cmos集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。国产cc4000系列的集成电路，可在3~18v电压下正常工作。
1.3 逻辑摆幅大 cmos集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位vdd及电影低电位vss。当vdd=15v，vss=0v时，输出逻辑摆幅近似15v。因此，cmos集成电路的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。
1.4 抗干扰能力强 cmos集成电路的电压噪声容限的典型值为电源电压的45%，保证值为电源电压的30%。随着电源电压的增加，噪声容限电压的绝对值将成比例增加。对于vdd=15v的供电电压（当vss=0v时），电路将有7v左右的噪声容限。
1.5 输入阻抗高 cmos集成电路的输入端一般都是由保护二极管和串联电阻构成的保护 网络 ，故比一般场效应管的输入电阻稍小，但在正常工作电压范围内，这些保护二极管均处于反向偏置状态，直流输入阻抗取决于这些二极管的泄露电流，通常情况下，等效输入阻抗高达103~1011ω，因此cmos集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。
1.6 温度稳定性能好 由于cmos集成电路的功耗很低，内部发热量少，而且，cmos电路线路结构和电气参数都具有对称性，在温度环境发生变化时，某些参数能起到自动补偿作用，因而cmos集成电路的温度特性非常好。一般陶瓷金属封装的电路，工作温度为-55 ~ +125℃；塑料封装的电路工作温度范围为-45 ~ +85℃。
1.7 扇出能力强 扇出能力是用电路输出端所能带动的输入端数来表示的。由于cmos集成电路的输入阻抗极高，因此电路的输出能力受输入电容的限制，但是，当cmos集成电路用来驱动同类型，如不考虑速度，一般可以驱动50个以上的输入端。
2 cmos集成电路电阻的应用
2.1 多晶硅电阻
集成电路中的单片电阻器距离理想电阻都比较远，在标准的mos工艺中，最理想的无源电阻器是多晶硅条。
式中：ρ为电阻率；t为薄板厚度；r=(ρ/t)为薄层电阻率，单位为ω/；l/w为长宽比。由于常用的薄层电阻很小，通常多晶硅最大的电阻率为100 ω/，而设计规则又确定了多晶硅条宽度的最小值，因此高值的电阻需要很大的尺寸，由于芯片面积的限制，实际上是很难实现的。当然也可以用扩散条来做薄层电阻，但是由于工艺的不稳定性，通常很容易受温度和电压的影响，很难精确控制其绝对数值。寄生效果也十分明显。无论多晶硅还是扩散层，他们的电阻的变化范围都很大，与注入材料中的杂质浓度有关。不 容易 计算 准确值。由于上述原因，在集成电路中经常使用有源电阻器。
2 mos管电阻
mos管为三端器件，适当连接这三个端，mos管就变成两端的有源电阻。这种电阻器主要原理 是利用晶体管在一定偏置下的等效电阻。可以代替多晶硅或扩散电阻，以提供直流电压降，或在小范围内呈线性的小信号交流电阻。在大多数的情况下，获得小信号电阻所需要的面积比直线性重要得多。一个mos器件就是一个模拟电阻，与等价的多晶硅或跨三电阻相比，其尺寸要小得多。简单地把n沟道或p沟道增强性mos管的栅极接到漏极上就得到了类似mos晶体管的有源电阻。对于n沟道器件，应该尽可能地把源极接到最负的电源电压上，这样可以消除衬底的影响。同样p沟道器件源极应该接到最正的电源电压上。此时，vgs=vds，如图1（a)，(b)所示。图1（a)的mos晶体管偏置在线性区工作，图2所示为有源电阻跨导曲线id-vg s的大信号特性。这一曲线对n沟道、p沟道增强型器件都适用。可以看出，电阻为非线性的。但是在实际中，由于信号摆动的幅度很小，所以实际上这种电阻可以很好地工作。其中：k′=μ0c0x。可以看出，如果vds<(vgs-vt)，则id与vds之间关系为直线性（假定vgs与vds无关，由此产生一个等效电阻r=kl/w，k=1/［μ0c0x（vgs-vt）］，μ0为载流子的表面迁移率，c0x为栅沟电容密度；k值通常在1000～3000ω/。实验证明，在vds<0.5（vgs-vt）时，近似情况是十分良好的。图1（c)，(d)虽然可以改进电阻率的线性，但是牺牲了面积增加了复杂度。
在设计中有时要用到交流电阻，这时其直流电流应为零。图1所示的有源电阻不能满足此条 件，因为这时要求其阻值为无穷大。显然这是不可能的。这时可以利用mos管的开关特性来实现。
3 电容电阻
交流电阻还可以采用开关和电容器来实现。经验表明，如果时钟频率足够高，开关和电容的组合就可以当作电阻来使用。其阻值取决于时钟频率和电容值。
在特定的条件下，按照采样系统理论，在周期内的变化可忽略不计。
其中，fc=1/t是信号φ1和φ2的频率。
Abstract： IC technology is the main courses of Electronic Science and Technology major in Shenyang University of Chemical Technology, course contents, which content is extensive, range of knowledge is wide, application is wide, and content updates fast. This paper, combining with the current requirements of undergraduate teaching, explored the teaching method and course content and so on and achieved good results.
关键词： 电子科学与技术专业；集成电路工艺学课程；教学改革
Key words： electronic science and technology major; IC technology courses; teaching reform
中图分类号：G42文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0223-01
1 信息时代需要优秀的电子科学与技术专业的人才
电子科学与技术专业具有多学科渗透、应用性强、主要服务于IC行业等鲜明特点。能够从事电子科学与技术领域的研究、设计、开发、应用和管理的高级人才。目前国内开设电子科学与技术专业的学校有：天津大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学等几十所学校。通过本课程的学习应使学生对集成电路工艺学中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。主要研究氧化、扩散和离子注入等相关技术。使学生掌握光刻、刻蚀和蒸发溅射等的基本概念及基本技术，对集成电路工艺学有比较全面、系统的认识和了解。
2 我校电子科学与技术专业本科人才的培养目标
该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①掌握信息科学、电子学和计算机科学学科的基本理论、基本知识；②微电子技术系统及其决策支持与安全防护系统的分析与设计方法和研制技术；③具有使用计算机和仪器设备解决工程问题的能力；④具有创新意识和独立获取新知识的能力。
3 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革探讨
3.1 集成电路工艺学的内涵 集成电路工艺学是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术，在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件，并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形，使元件按需要互连成完整电路，制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路，平面工艺技术也随之得到发展。例如，扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺；紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术，如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等；外延生长又采用超高真空分子束外延技术；采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜；互连细线除采用铝或金以外，还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜，以及多层互连结构等工艺。
3.2 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革措施
3.2.1 教学内容 ①授课体系和重点；课程根据电子科学与技术专业方向的学生培养要求，着重从硅工艺的角度出发，理论方面力求清楚易懂，阐述微电子学基础、半导体物理基础、光电现象和光电效应，重点介绍常用工艺原理、特性和参数。为了更好的运用硅基器件，对各类器件的电路也作了详细的分析，同时给出实际应用系统举例。②所讲授的知识要紧跟科学发展前沿；集成电路工艺学教科书对于迅猛发展的集成电路工艺学来说，既是基本的，又是滞后的，教师授课时如果按教材讲解，往往会带来知识陈旧、讲课形式单一、内容枯燥乏味的后果，造成学生学习积极性下降。因此在教学过程中删掉一些陈旧过时的内容，及时补充和更新教学内容，增添一些现代集成电路工艺学的前沿知识，特别是体现本学科专业特色的一些前沿知识，从而紧跟集成电路工艺学的前沿，给学生提供充分的科学探索和求真的空间。③注重课程与专业应用领域间的联系；专业课可理解为某一学科的基础课程，是通向学科广阔领域的桥梁。它的基本功能是引导学生明确学科专业发展方向，使其在日后的学习工作中能自如的在该学科专业的深度和广度上钻研、拓展。因此在讲授课程各部分内容时，电子科学专业的应用领域紧密相连。例如针对硅片生产应用领域，在课程讲授过程中可适当加入集成电路制造技术的应用热点以及在IC行业中的应用等方面的内容，使该专业的学生了解所学课程内容在该领域的应用、研究热点及发展前景。
3.2.2 教学方法 ①利用现代教育技术的各种多媒体技术和网络技术进行教学，例如投影、幻灯、录像等多媒体资料，充分发挥其信息容量大、方便快捷、形象直观、教学效率高的优势。这样使用这些教学工具，既使教师能方便清楚地讲授专业课中的各种图片资料内容，又省去了教师课堂现场作图的时间，在有限的时间内能讲授更多的内容，提高了讲课的信息量。因此教师要积极制作教学课件、开发利用网络上丰富的信息资源，下载适合学生阅读的科研论文，并推荐给学生参考。这是开拓学生视野，培养学生自学意识和科研意识的有效方法。②采用讲座与讲授相结合的教学方法。在进行基础理论教学的适当时机，安排集成电路方面科技知识的专题讲座，穿插现代集成电路科技知识，使学生既强化基础理论训练，又熟悉了解较多的现代集成电路科技知识，激发学习兴趣，培养学生的科研意识。
3.2.3 教学目标 在集成电路课程改革中，把教学目标从以科学知识教育为主转变为实现科学教育和人文教育的融合，培养敢于创新、善于思索、具有团队协作精神的21世纪新型人才。长期以来，我国大学文、理、工分校，存在着科学教育与人文教育的脱离，造成理工科生的人文文化知识和文科生的科学常识知之甚少。针对电子科学与技术的工科学生，应在进行科学知识教育的同时注重培养其人文精神，例如在讲解集成电路课程中的科学概念、原理、方法时可提到发现科学规律的动机，提到科学家如何通过艰苦的努力甚至牺牲生命取得创新，以及这些成果的应用对社会可能造成的影响等，从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。
参考文献：
一、中国集成电路设计产业IP核技术的现状
知识经济时代，社会经济的发展越来越依赖于科学技术的进步，电子信息产业作为高新技术行业，又以集成电路（IntegratedCircuit，IC）的设计为前沿。作为21世纪的朝阳产业，IC设计能力反映了一个国家信息产业的硬实力，深刻地影响着人们生产、生活的方法面面，对于一国的经济社会发展起着举足轻重的作用。随着集成电路的规模依据摩尔定律不断呈指数级别地飞速增长，已经实现可以将整个系统集成到一块单硅芯片上，片上系统（SystemonChip，SoC）的概念应运而生。然而对于大规模的SoC开发，无论从设计的费用、周期还是可靠性方面考虑，传统的方法均已不能满足需求。加之集成电路产业分工的日益细化,外包模式被更多企业采用，出于对商业风险、市场机会和材料成本的考虑，集成电路产业越来越多地使用知识产权核(IntellectualPropertyCore，IPCore)2复用的设计方法。“集成电路设计业已步入IP模块的年代，IP开发、搜索、集成与服务是当前设计业发展的瓶颈,知识产权在集成电路设计业发展中的地位至关重要。”3据中国电子信息产业发展研究院（简称CCID）统计，2007年全球SoC市场已达750亿美元，占国际IC市场的29%，其中全球SoC产品设计85%都采用IP核为主的预定制模块，IP核的销售额达到40亿美元以上4。2012年，国家工信部软件与集成电路促进中心(以下简称CSIP)调研报告显示，移动互联网时代的到来使得全球半导体产业发生着深刻的变化，而且必将会从量变转入质变，其中一个重要的方面就是智能手机和平板电脑产业引发的SoC“核”竞赛。国家集成电路人才培养基地专家预计，到2015年，中国芯片市场规模将超过1万亿元，SoC“IP核”价值将更为可观。5随着我国集成电路产业自主研发产品种类的不断增加，中国IC企业也越来越多地涉足SoC设计，对IP核的需求持续快速增长。CSIP调研显示，截止2011年12月，100%的中国IC企业都使用了第三方提供的IP核，其中34.2%的企业IP核采购支出占预算比例达20%～40%，18.4%的企业IP核采购支出甚至占到了40%以上，整体技术依存度畸高。关于影响国内IP核产业发展的主要因素调查表明，54%的企业认为首要问题是知识产权保护，许多企业不愿意推广自己的IP核，原因几乎一致，主要还是担心知识产权保护不力，辛辛苦苦研发出来的技术被别人盗用或滥用。6由于对如何依靠我国现行知识产权法律保护IP核缺乏了解，除个别IC企业掌握少量自主知识产权的IP核外，绝大多数国内IC企业仍处于技术需求方的弱势地位。不仅如此，“掌握核心技术的很多国外IP核供应商对国内知识产权的保护也表示怀疑，拒绝将该IP核在中国交易”7使得中国IC企业难以获得高质量的IP核，并且动辄被怀疑存在抄袭等侵权行为8，更毋宁说进行技术交流与学习创新。
二、中国集成电路IP核发展的战略措施分析
集成电路设计产业是电子信息产业发展的制高点，集成电路IP核作为集成电路设计的关键性技术成果对于产业的发展意义重大。我国集成电路设计产业遇到的困难主要是缺乏自主知识产权的集成电路IP核，导致IP核对外技术依存度畸高。为此，需要推动我国集成电路设计产业知识产权战略，提升集成电路IP核的开发、获取和保护能力，以促进我国集成电路产业的健康、快速发展。本文认为可以考虑从以下三方面着手：
（一）加强IP核知识产权法律协调保护力度集成电路IP核的知识产权保护方法，国际IP核标准化组织VSIA（虚拟插槽接口联盟）的《IP核保护白皮书》9中归纳了三种保护途径，第一种是依靠知识产权法律的“威慑”作用防止IP核被非法传播与使用，否则将借助司法程序予以制裁。第二种是借助合同、契约等方式，如通过许可证协议等方式阻止IP核被非授权性使用，以达到“防卫”的效果。第三种则是通过水印和指纹等技术手段，对IP核的合法性进行“检测”和追踪。我国借鉴了VSIA的相关方案，相继制定了《集成电路IP核保护大纲》等11项行业标准，但如上述国家机构的一系列调研报告表明的情况实施效果不甚理想。究其原因，主要是《集成电路布图设计保护条例》（以下简称《IC条例》）制订后保护思路的单一与保护力度的松懈。2001年《IC条例》的颁布让业界普遍认为依靠《IC条例》就足以解决集成电路设计保护方面的所有问题。实则不然，鉴于集成电路IP核技术的复杂性与侵权的隐蔽性，集成电路IP核的知识产权保护通常较为困难。技术上，IP核已经发展到系统级别，依据设计流程上的区别可细分为多个类别。按照《IC条例》的规定只能对其中部分形式的IP核进行保护，却容易忽视其它类别的IP核可以纳入《著作权法》《专利法》《反不正当竞争法》等的保护范围10，造成我国大量IP核创新成果的知识产权保护缺失。结合产业和技术发展，加强IP核知识产权法律间的协调保护力度，提升企业等创新主体的IP核知识产权保护意识和保护能力，无疑将有助于促进我国自主知识产权IP核数量的增加和设计质量的提高。另外，有担心加强IP核知识产权法律保护力度可能会更有利于跨国公司而不利于我国本土企业IP核知识产权获取，实际大可不必。集成电路IP核等信息产业知识产权领域的一个显著特点就是容易出现相互制约的知识产权。只要我国企业能够凭借后发优势获得一定数量的IP核知识产权，特别是如果能够掌握或者突破部分IP核通用或核心技术的知识产权，则能够拥有与跨国公司交叉许可的谈判资本，至少可以大幅要求降低许可使用费用，同时形成良性循环并逐步实现全方位的赶超。值得注意的则是我国《反垄断法》关于知识产权反垄断的配合还需完善，以防止某些跨国公司凭借市场支配地位，通过搭售非必要专利、打包许可过期专利、限制竞争的技术回授等方式，滥用知识产权限制竞争，2015年初我国发生的高通公司垄断案等已经敲响了警钟。从这个意义上讲，加强集成电路设计业的知识产权法律间协调保护力度，不仅要加强对权利人正当利益的保护，还应该加强对于权利人滥用知识产权权利的惩处力度。
（二）加快IP核知识产权海外技术收购步伐全球化时代的知识产权战略不能隅于一国之内，随着我国整体经济实力的增强，中国企业也开始越来越多的迈出国门，参股投资、兼并收购国外的公司企业。中国的集成电路产业也应该部署自己的海外战略，其中尤其应当重视对于所收购企业创新能力的考察，特别是知识产权价值的评估。审时度势地加快IP核知识产权海外技术收购步伐能够帮助我国集成电路设计企业在较短时间内获得自己作为权利人的IP核知识产权。进行IP核跨国收购应对国际上与集成电路设计IP核业务有关的公司情况进行分析判断。目前国际上，与集成电路设计IP核业务有关的公司主要有四大类11:一是以IP核授权或出售为主要赢利途径的专业IP核公司，如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司，如TI、Samsung、Freescale等，由于长期的技术积累，拥有大量供内部重复使用的IP核；三是电子设计自动化（EDA）软件公司，如Synopsys、Cadence、Mentor等，为推广EDA软件，这些公司大都开发了许多可供用户使用的IP核，配合EDA工具一起销售；四是晶圆代工（Foundry）厂，如TSMC、UMC、Charter等，为吸引更多的客户到本公司加工流片，大都提供了包括标准单元库在内的FoundryIP核供客户免费使用。我国集成电路IP核海外收购的主要对象应该是正处于创业期的小型专业IP核公司。大型的集成器件制造企业和电子设计自动化软件公司除非经营遇到极大困难或为调整发展方向欲转售相关业务的，如IBM公司将笔记本业务与相关知识产权转让中国联想，否则一般很难切入收购相关IP核等知识产权。而晶圆代工厂的IP核由于多属于非核心技术且通常免费提供，收购意义也不大。容易忽略的是各国创新孵化器、高技术园区乃至高等院校内的IP核创新成果或知识产权。国外公司对此一直十分重视，据报道，有世界知名的跨国公司就通过其在中国设立的子科技公司，逐个与上海高校科研处签订收购高校发明成果的合作框架协议或合同，而类似的情况还不在少数12。收购相关创新成果一则可以掌握最新技术，二则可以通过知识产权占领被申请国市场，如果是通过PCT申请渠道还可能在多国享有合法的垄断权利，更为重要的是有助于整合国外人才促进本国具有自主知识产权的相关技术研发。中国的IP核海外收购可以学习、借鉴跨国公司的经验和案例，本着互惠互利的原则，以公平合理的价格收购有潜力的国外专业IP核公司。当然在收购中最好聘请优秀的律师事务所、专利事务所和会计师事务所等中介机构进行充分的知识产权风险、价值分析与评估，避免产生不必要地法律纠纷乃至遭遇知识产权的陷阱。
（三）加大IP核知识产权研发保护资金投入集成电路设计是个高投入高风险的行业，属于技术和资本密集型产业。集成电路设计研发费用一般要占到销售额的近15%，而后获取知识产权保护还需要投入一定的经费，更毋宁说进行海外并购等。“我国集成电路产业十年以来科技投入1000多亿元，但相比国际大企业，国内全行业投入只是英特尔公司的1/6。”13加大IP核知识产权研发保护资金投入，对于目前技术积累薄弱、自主知识产权缺乏、融资成本高昂的国内集成电路设计企业而言无异于注入强劲的动力源泉。资本在促进集成电路产业发展的重要性和必要性已经获得认可，通过政府财政引导加股权投资基金协同运作的方式被认为是有效的手段。事实上，美国半导体业融资的主要渠道就是依靠风险投资基金支持。中国台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地就与其六年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系。我国也可以考虑：政府通过一定的政策，配合财政、税收、信贷等措施，引导社会资金投入国内集成电路IP核设计等相关产业，而公司股权、所获得集成电路IP核的知识产权许可使用收益等均可以作为投资回报；或者采用设立投资基金的方式，以基金投资公司为平台，扶持国内集成电路IP核设计企业克服资金短缺的困难、进行技术创新和知识产权保护等工作。2014年6月，由工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部等部门编制，国务院批准的《国家集成电路产业发展推进纲要》正式实施，提出要着力发展集成电路设计业，强化企业创新能力，加强集成电路知识产权的运用和保护。与此同时，继北京之后，上海、武汉、深圳、合肥、沈阳等多地都加速打造地方版IC产业股权投资基金，据悉国家也将投入巨资以促进IC产业发展。相信包括集成电路IP核在内的我国IC业必将产生一大批创新性的技术成果，同时，也为企业加强对相关技术的知识产权保护、完善管理奠定了良好的基础。当然，还可以考虑进一步细化基金支持项目，如果在可能的情况下，有必要建立一个或多个专门针对集成电路IP核等核心技术和知识产权的收购基金，以支持我国集成电路产业的海外技术并购。
三、结语
中国是一个IC制造和使用大国，但不是一个IC设计大国，更谈不上IC设计强国。建设创新型国家与小康社会的中国，经济发展离不开高新技术的支撑，我国的IC设计应该加快步伐迎头赶上，因此中国需要在其中关键性技术——集成电路IP核的创造、保护与应用方面具有自己的话语权。目前，我国集成电路产业发展面临着很大的机遇与挑战，正处于十分关键的战略机遇期。加强IP核知识产权法律协调保护力度、加快IP核知识产权海外技术收购步伐和加大IP核知识产权研发保护资金投入，无疑对于推动我国集成电路设计产业知识产权战略，实现产业升级与转型，促进经济的可持续发展具有重要的意义。
作者：王鑫 单位：西南科技大学法学院
【关键词】激光微加工 集成电路 制造业
激光能够非常好的适应空间，并且具有良好的空间适应性以及时间适应性。尤其是能够针对不同的材质、形状尺寸等加工适应度非常高，非常适合自动化加工体验。激光微加工技术能够将加工手段与计算机数控进行完美的结合，并且进一步成为现代化制造业优质、高效、低成本、适应性强的关键技术。一般情况下，激光微加工技术主要适用于电子产品，因为电子产品对于加工技术的要求比较严格，利用激光微加工技术进行各种高科技的应用，能够进一步提高电子产品的质量。
1 激光微加工技术的主要特点
1.1 激光微加工速度快
由于激光的能量束密度非常高，所以热影响区域小，这样一来加工的速度也就会进一步提高，从而实现对于微电子产业中各种高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。
1.2 无需机械接触
激光束不需要针对加工材料进行传统的机械挤压或者机械应力，这样对于加工材料的损害就会相应减少，也不至于损坏被加工的物体。由于这样的特性，也不会由于加工而引起有毒气体、废液、废料的产生，对于环境也不会造成影响，代表着未来电子制造业的最先进的加工工艺。
1.3 激光直写
激光直写技术能够突破传统的模板限制，并且根据加成法和减成法的制造方式都能够统一完成，可以说激光微加工技术的工艺集成度非常的高，也尤为符合集成电路制造的小批量、快速试制的要求。
1.4 激光技术与计算机集成系统相结合
通过激光微加工技术与计算机集成制造系统相结合的方式，能够保证计算加工的内容和方式变得更为精确，也能够保证激光微加工技术易于导向、聚焦，从而针对经常变换不同加工模式的用户非常的方便。
2 激光微加工技术的应用
2.1 激光微调
所谓的激光微调，就是利用激光束聚焦点的光斑来达到要求的能量密度，并且尽可能的选择汽化一部分材料，进一步保证电子元器件的精密调解。通过激光未加工技术来针对电阻、电容、石英晶体、集成电路等进行调解，能够保证以集中的能量来进行加工材料，并且对于附近的元器件影响非常小，也不会产生一定的污染，与其他加工方式相比，激光微调具有速度快、成本低、效率高的有点，并且能够精确到每秒中调解200个电阻。从目前激光微调技术发展的方向来看，激光微调技术融合了激光、光学、精密机械、电子学、计算机等一系列高科技项目，而且激光微调技术未来的发展方式也在朝向多功能、高速高自动化的发展方向。
2.2 激光打孔
目前我们使用的各种银行卡中IC芯片封装都是利用激光打孔技术嵌入的，目前最常用的多层电路板过孔加工的方法主要包括了光辅助化学刻蚀、等离子体蚀孔、机械打孔、激光打孔等方式，但是由于其他方法的使用成本太高、设备前期投资巨大，工艺要求无法满足，所以激光打孔已经逐渐发展成为主要的打孔方式，而且激光打孔更加的便宜、高柔性、低成本、适应材料丰富。
2.3 激光清洗
从目前来看，激光清洗的机理主要包括两种方式。一种是激光的能量被周围的微粒和清洗剂吸收，这样造成清洗剂快速升温，并且出现爆炸性汽化，这样就能够直接将材料表面的微粒冲出，从而达到清洗的目的。另一种方式并不需要清洗剂，而只需要激光照射在材料的表面，通过激光吸收的能量产生热能量，将微粒冲出表面，这样的方式需要激光的精度够高，被称为干式激光清洗法。
而且，随着集成电路的密封等级不断提高，制造过程中如果被微粒等污染，会导致材料出现严重不足，传统的化学清洗法、机械清洗法、超声波清洗法等对于材料表面的微粒处理非常的困难，但是激光清洗法能够通过无研磨、非接触、无热效应的方式针对各种材料进行清洗，从而有效的去除材料表面的微小颗粒，而且又不会使得模板出现碎裂或者其他污染，所以说激光清洗法师目前最有效、最安全的方法。
2.4 激光柔性布线
激光柔性布线技术是最近兴起的电路板布线技术，通过激光束的扫描光、热的作用来直接在集成路表面进行预涂层、溶液或者气体等，从而发生物理化学法宁，进一步形成金属导线的柔性不限技术。利用激光柔性不限技术能够针对集成电路板中封装结构的导线布线或者及时修复。激光柔性布线技术具有多样化的生产方式，适用于小批量生产。
2.5 激光微焊
激光微焊技术能够在集成电路中进行封装处理，对于引线和印刷电路板的焊接、引线和硅板之间的焊接、细导线和薄膜的焊接、集成电路的焊接等用途。激光微焊与其他的焊接技术相比较来说具有很明显的特点，比如激光强度更高、对周围加工产生热影响较小，而且激光可以达到其他方式无法进入的区域，从而保证激光与不同材料之间进行相同组合，这样也能够增强激光焊点的高精度。
3 结论
对于激光微加工技术来说，激光微加工技术的好与坏直接影响到产品的质量，所以激光是整个激光微加工技术过程中的重要环节。但是在目前的技术条件和水平之下，对于激光微加工技术无法实现全面的检验，对焊缝的无损检测技术也无法保证激光微加工技术。所以要对于激光环节的各个步骤进行严格的控制与管理，强化激光微加工技术过程中的激光微加工技术。本文通过对于激光微加工技术过程激光微加工技术保证的重要意义进行全面的分析，并且结合笔者在从事集成电路制造的多年经验进行深入的分析，从激光微加工技术不足入手，并且针对性的提出解决办法，促进集成电路制造的质量得到提升。
参考文献
[1]蔡志祥，曾晓雁.激光微熔覆技术的发展及应用[J].中国光学与应用光学，2010（05）：405-414.
[2]曹宇，李祥友，蔡志祥，曾晓雁.激光微加工技术在集成电路制造中的应用[J].光学与光电技术，2006（04）：25-28.
