時間：2022-07-13 08:23:23
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大規模集成電路，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
集成電路(IC)產業是戰略性、基礎性和產業之間關聯度很高的產業。它是電子信息產業和現代工業的基礎,也是改造提升傳統產業的核心技術,已成為衡量一個國家經濟和信息產業發展水平的重要標志之一,是各國搶占經濟科技制高點、提升綜合國力的重點領域。
集成電路產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業,它不僅要求有很強的經濟實力,還要求具有很深的文化底蘊。集成電路產業由集成電路設計、掩模、集成電路制造、封裝、測試、支撐等環節組成。隨著集成電路技術的提升、市場規模的擴大以及資金投入的大幅提高,專業化分工的優點日益體現出來,集成電路產業從最初的一體化IDM,逐漸發展成既有IDM,又有無集成電路制造線的集成電路設計(Fabless)、集成電路代工制造(Foundry)、封裝測試、設備與材料支撐等專業公司。
國家始終把集成電路作為信息產業發展的核心。2000年國家18號文件(《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》)出臺后,為我國集成電路產業的發展創造了良好的政策環境。2005年國家制定的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006-2020年)》安排了16個國家重大專項,其中兩個涉及到集成電路行業,一個是“核心電子器件、高端通用集成電路及基礎軟件產品”,另外一個則是“集成電路成套工藝、重大設備與配套材料”,分列第一、二位。2008年國家出臺的《電子信息產業調整與振興規劃》明確提出:加大鼓勵集成電路產業發展政策實施力度,立足自主創新,突破關鍵技術,要加大投入,集中力量實施集成電路升級,著重建立自主可控的集成電路產業體系。
無錫是中國集成電路產業重鎮,曾作為國家南方微電子工業基地,先后承擔國家“六五”、“七五”和“九0八”工程。經過近20年的不斷發展,無錫不僅積累了雄厚的集成電路產業基礎,而且培育和引進了一批骨干企業,有力地推動了我國集成電路產業的發展。2000年,無錫成為國家科技部批準的7個國家集成電路設計產業化基地之一。2008年,無錫成為繼上海之后第二個由國家發改委認定的國家微電子高新技術產業基地,進一步確立了無錫在中國集成電路產業中的優勢地位,2009年8月7日,溫總理訪問無錫并確立無錫為中國物聯網產業發展的核心城市,微電子工業作為物聯網產業發展的基礎電子支撐,又引來了新一輪的發展機遇。
發展集成電路產業是實現無錫新區產業結構調整、支撐經濟可持續發展、引領經濟騰飛、提升創新型城市地位、提高城市綜合實力和競爭力的關鍵。無錫新區應當抓住從世界金融危機中回暖和建設“感知中國中心”的發展機遇,以優先發展集成電路設計業、重視和引進晶圓制造業、優化發展封測配套業、積極扶持支撐業為方向,加大對產業發展的引導和扶持,加快新區超大規模集成電路產業園的建設,加強高端人才的集聚和培育,實現無錫市委市政府提出的“把無錫打造成為中國真正的集成電路集聚區、世界集成電路的高地、打造‘中國IC設計第一區’和‘東方硅谷’品牌的愿景”,實現新區集成電路產業的跨越式發展。
2新區超大規模集成電路園
(2010年-2012年)行動計劃
2.1 指導思想
全面貫徹落實科學發展觀,堅持走新型工業化道路,緊跟信息產業發展的世界潮流,以積極扶持、引導現有存量企業為基礎,以引進和孵化為手段,以重點項目為抓手,大力集聚高科技人才,加大政府推進力度,提高市場化運行程度,強攻設計業,壯大制造業,構建集成電路設計、制造、封裝測試、系統應用、產業支撐于一體的完整IC產業鏈,建成“東方硅谷”。
2.2 發展目標
從2010年到2012年,無錫新區集成電路產業年均引進企業數15家以上,期內累計新增規范IC企業40家,期末產業鏈企業總數120家以上,產業規模年均增長25%以上,2012年目標400億元,到2015年,全區集成電路產業規模達到800億元,占全國比重達20%以上。年均引進和培養中、高級IC人才600名,期內累計新增2000名,期末專業技術高端人才存量達3000名。
2.3 主要任務
2.3.1 重點發展領域
按照“優先發展集成電路設計業,重點引進晶圓制造業,優化提升封裝測試業,積極扶植支撐業”的基本思路,繼續完善和落實產業政策,加強公共服務,提升自主創新能力,推進相關資源整合重組,促進產業鏈各環節的協調發展,形成無錫市集成電路產業最集中區域。
2.3.2 產業發展空間布局
集成電路產業是無錫新區區域優勢產業,產業規模占據全市70%以上,按照“區域集中、產業集聚、發展集約”的原則,高標準規劃和建設新區超大規模集成電路產業園,引導有實力的企業進入產業園區,由園區的骨干企業作龍頭,帶動和盤活區域產業,增強園區產業鏈上下游企業間的互動配合,不斷補充、豐富、完善和加強產業鏈建設,形成具有競爭實力的產業集群,成為無錫新區集成電路產業發展的主體工程。
無錫新區超大規模集成電路產業園位于無錫新區,距離無錫碩放機場15公里,距無錫新區管委會約3公里。
超大規模集成電路產業園區總規劃面積3平方公里,規劃區域北起泰山路、西至錫仕路,東臨312國道和滬寧高速公路,南至新二路。園區規劃主體功能區包括制造業區設計孵化區、設計產業化總部經濟區、設計產業化配套服務區等,占地共700畝,規劃基礎配套區包括建設園內干道網和開放式對外交通網絡,同步配套與發展IC設計產業相關聯的寬帶網絡中心、國際衛星中心、國際培訓中心等,按照園內企業人群特點,規劃高端生活商務區。
園區目前已有國內最大工藝最先進的集成電路制造企業海力士恒億半導體,南側有KEC等集成電路和元器件制造、封測企業。園區的目標是建成集科研教育區、企業技術產品貿易區、企業孵化區、規模企業獨立研發區和生活服務區于一體的高標準、國際化的集成電路專業科技園區,作為承接以IC設計業為主體、封測、制造、系統方案及支撐業為配套的企業創新創業的主要載體。支持跨國企業全球研發中心、技術支持中心、產品系統方案及應用、上下游企業交流互動、規模企業獨立研發配套設施、物流、倉儲、產品營銷網點、國際企業代表處等的建設,組建“類IDM”的一站式解決方案平臺。
2.3.3 主要發展方向與任務
(1)集成電路設計業
集成電路設計是集成電路產業發展的龍頭,是整個產業鏈中最具引領和帶動作用的環節,處于集成電路價值鏈的頂端。國家對IC產業、特別是IC設計業發展的政策扶持為集成電路發展IC設計產業提供了良好的宏觀政策環境。“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”與“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”列在16個重大專項的第一、二位,說明政府對集成電路產業的高度重視。這兩個重大專項實施方案的通過,為IC設計企業提升研發創新能力、突破核心技術提供了發展機遇。新區集成電路產業的發展需要密切結合已有產業優勢,順應產業發展潮流,進一步促進集成電路產業的技術水平和整體規模,實現集成電路設計產業新一輪超常規的發展。
1)、結合現有優勢,做大做強以消費類為主的模擬芯片產業。
無錫集成電路產業發展起步早,基礎好,實力強。目前,無錫新區積聚了60余家集成電路設計企業,包括國有企業、研究機構、民營企業以及近幾年引進的海歸人士創業企業。代表性企業包括有:華潤矽科、友達、力芯、芯朋、美新、海威、無錫中星微、硅動力、紫芯、圓芯、愛芯科、博創、華芯美等公司。產品以消費類電子為主,包括:DC/DC、ADC/DAC、LED驅動、射頻芯片、智能電網芯片等,形成了以模擬電路為主的產品門類集聚,模擬IC產品的研發和生產,成為無錫地區IC設計領域的特色和優勢,推動以模擬電路產品開發為基礎的現有企業實現規模化發展,是新區集成電路產業做大做強的堅實基礎。
2)結合高端調整戰略,持續引進、培育系統設計企業。
無錫“530”計劃吸引眾多海外高端集成電路人才到無錫創業,已經成為無錫城市的一張“名片”,并在全球范圍內造就了關注高科技、發展高科技的影響力。以海歸人員為代表的創業企業相繼研發成功通信、MEMS、多媒體SOC等一批高端產品,為無錫高端集成電路設計的戰略調整,提供了堅實的人才基礎和技術基礎。隨著海峽兩岸關系的平緩與改善,中國臺灣正在考慮放寬集成電路設計企業到大陸投資政策,新區要緊緊抓住這一機遇,加大對中國臺灣集成電路設計企業的引進力度。新區擁有相對完善的基礎配套設施、宜居的人文環境、濃厚的產業氛圍、完備的公共技術平臺和服務體系,將成高端集成電路人才創業的首選。
3)結合電子器件國產化戰略,發展大功率、高電壓半導體功率器件。
高效節能已經成為未來電子產品發展的一個重要方向,電源能耗標準已經在全球逐步實施,將來,很多國家將分別實施綠色電源標準,世界各國已對家電與消費電子產品的待機功耗與效率開始實施越來越嚴格的省電要求,高效節能保護環境已成為當今共識。提高效率與減小待機功耗已成為消費電子與家電產品電源的兩個非常關鍵的指標。中國目前已經開始針對某些產品提出能效要求,此外,歐美發達國家對某些電子產品有直接的能效要求,如果中國想要出口,就必須滿足其能效要求,這些提高能效的要求將會為功率器件市場提供更大的市場動力。功率器件包括功率IC 和功率分立器件,功率分立器件則主要包括功率MOSFET、大功率晶體管和IGBT 等半導體器件,功率器件幾乎用于所有的電子制造業,除了保證設備的正常運行以外,功率器件還能起到有效的節能作用。由于制造工藝等因素的限制,形成相對較高的技術門檻,同時,新區企業擁有的深厚的模擬電路技術功底以及工藝開發制造能力,作為一種產業化周期相對較短的項目,現在越來越清晰的看到,模擬和功率器件是新區集成電路設計業的重點發展方向。
4)結合傳感網示范基地建設,發展射頻電子、無線通信、衛星電子、汽車電子、娛樂電子及未來數字家居電子產業。
“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮。專家預測10年內物聯網就可能大規模普及,應用物聯網技術的高科技市場將達到上萬億元的規模,遍及智能交通、環境保護、公共安全、工業監測、物流、醫療等各個領域。目前,物聯網對于全世界而言都剛起步,各個國家都基本處于同一起跑線。溫總理訪問無錫并確立無錫為未來中國傳感網產業發展的核心城市,將成為難得的戰略機遇,新區集成電路產業應該緊緊圍繞物聯網產業發展的歷史機遇,大力發展射頻電子、MEMS傳感技術、數字家居等,為傳感網示范基地建設和物聯網產業的發展,提供有效的基礎電子支撐。
(2)集成電路制造業
重大項目,特別是高端芯片生產線項目建設是擴大產業規模、形成產業集群、帶動就業、帶動產業發展的重要手段。是新區集成電路產業壯大規模的主要支撐,新區要確保集成電路制造業在全國的領先地位,必須扶持和推進現有重點項目,積極引進高端技術和特色配套工藝生產線。
1)積極推進現有大型晶園制造業項目
制造業投資規模大,技術門檻高,整體帶動性強,處于產業鏈的中游位置,是完善產業鏈的關鍵。新區集成電路制造業以我國的最大的晶圓制造企業無錫海力士-恒億半導體為核心,推動12英寸生產線產能擴張,鼓勵企業不斷通過技術改造,提升技術水平,支持企業周邊專業配套,完善其產業鏈。鼓勵KEC等向集成器件制造(IDM)模式的企業發展,促進設計業、制造業的協調互動發展。積極推進落實中國電子科技集團公司第58所的8英寸工藝線建設,進一步重點引進晶圓制造業,確保集成電路制造業在國內的領先地位。
2)重視引進高端技術與特色工藝生產線
國際IC大廠紛紛剝離芯片制造線,甩掉運轉晶圓制造線所帶來的巨大成本壓力,向更專注于IC設計的方向發展。特別是受國際金融危機引發的經濟危機影響以來,這一趨勢更為明顯,紛紛向海外轉移晶圓制造線,產業園將緊緊抓住機遇,加大招商引資力度。在重點發展12英寸、90納米及以下技術生產線,兼顧8英寸芯片生產線的建設的同時,重視引進基于MEMS工藝、射頻電路加工的特色工藝生產線,協助開發模擬、數模混合、SOI、GeSi等特色工藝產品,實現多層次、全方位的晶圓制造能力。
(3)集成電路輔助產業
1)優化提升封裝測試業
無錫新區IC封裝測試業以對外開放服務的經營模式為主,海力士封裝項目、華潤安盛、英飛凌、東芝半導體、強茂科技等封測企業增強了無錫新區封測環節的整體實力。近年來封測企業通過強化技術創新,在芯片級封裝、層疊封裝和微型化封裝等方面取得突破,縮短了與國際先進水平的差距,成為國內集成電路封裝測試的重要板塊。
隨著3G手機、數字電視、信息家電和通訊領域、交通領域、醫療保健領域的迅速發展,集成電路市場對高端集成電路產品的需求量不斷增加,對QFP(LQFP、TQFP)和QFN等高腳數產品及FBP、MCM(MCP)、BGA、CSP、3D、SIP等中高檔封裝產品需求已呈較大的增長態勢。無錫新區將根據IC產品產業化對高端封測的需求趨勢,積極調整產品、產業結構,重點發展系統級封裝(SIP)、芯片倒裝焊(Flipchip)、球柵陣列封裝(BGA)、芯片級封裝(CSP)、多芯片組件(MCM)等先進封裝測試技術水平和能力,提升產品技術檔次,促進封測產業結構的調整和優化。
2)積極扶持支撐業
支撐與配套產業主要集中在小尺寸單晶硅棒、引線框架、塑封材料、工夾具、特種氣體、超純試劑等。我國在集成電路支撐業方面基礎還相當薄弱。新區將根據企業需求,積極引進相關配套支撐企業,實現12英寸硅拋光片和8~12英寸硅外延片、鍺硅外延片、SOI材料、寬禁帶化合物半導體材料、光刻膠、化學試劑、特種氣體、引線框架等關鍵材料的配套。以部分關鍵設備、材料為突破口,重視基礎技術研究,加快產業化進程,提高支撐配套能力,形成上下游配套完善的集成電路產業鏈。
3保障措施
國家持續執行宏觀調控政策、集成電路產業升溫回暖以及國內IC需求市場持續擴大、國際IC產業持續轉移和周期性發展是無錫新區集成電路產業發展未來面臨的主要外部環境,要全面實現“規劃”目標,就必須在落實保障措施上很下功夫。2010-2012年,新區集成電路產業將重點圍繞載體保障、人才保障、政策保障,興起新一輪環境建設和招商引智,實現產業的轉型升級和產業總量新的擴張,為實現中國“IC設計第一區”打下堅實的基礎。
3.1 快速啟動超大規模集成電路產業園載體建設
按照相關部門的部署和要求,各部門協調分工負責,前后聯動,高起點規劃,高標準建設。盡快確定園區規劃、建設規劃、資金籌措計劃等。2010年首先啟動10萬平方米集成電路研發區載體建設,2011年,進一步加大開發力度,基本形成園區形象。
3.2 強力推進核“芯”戰略專業招商引智工程
以國家集成電路設計園現有專業招商隊伍為基礎,進一步補充和完善具備語言、專業技術、國際商務、投融資顧問、科技管理等全方位能力的專門化招商隊伍;區域重點突破硅谷、中國臺灣、北京、上海、深圳等地專業產業招商,聚焦集成電路設計業、集成電路先進制造業、集成電路支撐(配套)業三個板塊,引導以消費類為主導的芯片向高端系統級芯片轉變,以創建中國“集成電路產業第一園區”的氣魄,調動各方資源,強力推進產業招商工作。
3.3 與時俱進,不斷更新和升級公共技術服務平臺
進一步仔細研究現有企業對公共服務需求情況,在無錫IC基地原有EDA設計服務平臺、FPGA創新驗證平臺、測試及可靠性檢測服務平臺、IP信息服務平臺以及相關科技信息中介服務平臺的基礎上,拓展系統芯片設計支撐服務能力,搭建適用于系統應用解決方案開發的系統設計、PCB制作、IP模塊驗證、系統驗證服務平臺。為重點培育和發展的六大新興產業之一的“物聯網”產業的發展提供必要的有效的服務延伸。支持以專用芯片設計為主向系統級芯片和系統方案開發方向延伸,完善、調整和優化整體產業結構。支持集成電路芯片設計與MEMS傳感器的集成技術,使傳感器更加堅固耐用、壽命長、成本更加合理,最終使傳感器件實現智能化。
3.4 內培外引,建設專業人才第一高地
加大人才引進力度。針對無錫新區集成電路產業發展實際需求,豐富中高級人才信息積累,每年高級人才信息積累達到500名以上。大力推進高校集成電路人才引導網絡建設,與東南大學、西安電子科技大學、成都電子科技大學等國內相關院校開展合作,每年引進相關專業應屆畢業生500人以上,其中研究生100人以上。及時研究了解國內集成電路產業發達地區IC人才結構、人才流動情況,實現信息共享,每年引進IC中高級人才200人以上。積極開展各類國際人才招聘活動,拓寬留學歸國人員引進渠道,力爭引進國際IC專家、留學歸國人員100人以上。到2012年,無錫新區IC設計高級專業技術人才總數達到3000人。
建立健全教育培訓體系。以東南大學的集成電路學院在無錫新區建立的高層次人才培養基地為重點,到2012年碩士及以上學歷培養能力每年達到500人。支持江南大學、東南大學無錫分校擴大本科教育規模,加強無錫科技職業學院集成電路相關學科的辦學實力,建立區內實踐、實習基地,保障行業對各類專業技術人才的需求。與國際著名教育機構聯合建立高層次的商學院和公共管理學院,面向企業中高層管理人員,加強商務人才和公共管理人才的培養。
3.5 加強制度創新,突出政策導向
近幾年,新區管委會多次調整完善對IC設計創新創業的扶持力度(從科技18條到55條),對IC設計產業的發展起了很大的作用,根據世界IC產業發展新態勢、新動向,結合新區IC產業現狀及未來發展計劃,在2009年新區科技55條及其它成功踐行政策策略基礎上,建議增加如下舉措:
1、在投融資方面,成立新區以IC設計為主的專業投資公司,參考硅谷等地成熟理念和方法,通過引進和培養打造一支專業團隊,管理新區已投資的IC設計公司,成立每年不少于5000萬元的重組基金,在國家IC設計基地等配合下,通過資本手段,移接硅谷、新竹、筑波等世界最前沿IC設計產業化項目,推進新區IC設計公司改造升級,進軍中國乃至世界前列。
2、政策扶持范圍方面,從IC設計擴大到IC全產業鏈(掩模、制造、封裝、測試等),包括設備或材料、配件供應商的辦事處或技術服務中心等。
3、在提升產業鏈相關度方面,對IC設計企業在新區內配套企業加工(掩模、制造、封裝、測試)的,其繳納的增值稅新區留成部分進行補貼。
4、在高級人才引進方面,將2009年55條科技政策中關于補貼企業高級技術和管理人才獵頭費用條款擴大到IC企業。
【關鍵詞】 集成電路 超低功耗 技術研究
集成電路在不斷的發展過程中，其所具備的信息處理能力越來越高，然而集成電路板的功耗也在不斷增大，這就使得電子設備設計者在性能和功耗的選擇過程中往往只能進行折中選擇，這些都制約了電子元件的納米化發展，制約了集成電路的超大規模發展。這種憤怒格式的超低功耗技術只是通過對技術的制約來實現低功耗，因此超低功耗技術成為了一種制約集成電路發展的技術難題。
一、現有的集成電路的超低功耗可測性技術
在集成電路的發展進程中，超低功耗集成電路的實現是一項綜合工程，需要在材料、電路構造及系統的功耗之間進行選擇。可測性技術所測試出的數據影響制約著集成電路的發展。但隨著集成電路在不斷發展過程中趨于形成超大規模集成電路結構，這就導致在現有的測試技術中，超大規模的集成電路板容易過熱而導致電路板損壞。現有的超低功耗可測性技術并不能滿足對現有芯片的測試，并不能有效地通過對日益復雜的集成電路進行測試，因此在對超低功耗集成電路技術進行研究的同時，還要把握現有的集成電路的超低功耗的可測性技術不斷革新，以擺脫現有測試技術對集成電路板發展的制約。
二、超低功耗集成電路研究發展方向
2.1 現有的超低功耗集成電路技術
在實際的操作過程，超低功耗集成電路是一項難以實現的綜合性較強的工程，需要考慮到集成電路的材料耗能與散熱，還要考慮到系統之間的耗能，卻是往往在性能和功耗之間進行折中的選擇。現有的超低功耗集成電路大多是基于CMOS硅基芯片技術，為了實現集成電路的耗能減少，CMOS技術是通過在在整體系統的實現設計，對結構分布進行優化設計、通過對程序管理減少不必要的功耗，通過簡化合理地電路結構對CMOS器材、結構空間、工藝技術間進行立體的綜合優化折中。在實際的應用工程中，通過多核技術等結構的應用，達到降低電路集成的耗能，但是睡著電子原件的不斷更新換代，使得現有的技術并不能達到性價比最優的創收。
2.2 高新技術在超低功耗集成電路中的應用
隨著電子元件的不斷向納米尺度發展，集成電路板的性能得到了質的飛躍，但是集成電路芯片的耗能也變得日益夸張，因此在集成電路板的底層的邏輯存儲器件及相關專利技術、芯片內部的局域之間的相互聯通和芯片間整體聯匯。通過有效的超低功耗的設計方法學理論，進行合理的熱分布模型模擬預測，計算所收集的數據信息，這種操作流程成為超低耗解決方案中的不可或缺的部分。
現在的主要的超低功耗技術有，在集成電路的工作期間采用盡可能低的工作電壓，其中芯片的核電壓為0.85V，緩存電壓0.9V。通過電壓的有效控制能夠減少電路集成技術所運行期間所造成的熱量散發，從而導致芯片過熱。對非工作核的實行休眠的柵控功耗技術，減少芯片的運作所需要承受的功。通過動態供電及頻率技術對集成電路芯片進行有效的控制節能。為了實現超低功耗集成電路，需要從器材的合理結構、對電路元件材料的選擇、空間上的合理分配等多個層次進行努力。通過有效地手段減少芯片在運作過程中所存在的電力損耗，從而降電能功耗在電路總功耗中所占的比例，這樣能夠將集成電路板的耗能有效地控制。利用高新材料形成有效的多閥值CMOS/功率門控制技術，對動態閥值進行數據監控，可以有效地減少無用的做功，有效地減少器件泄漏電流。通過對多門學科知識的應用實踐及高新材料的實際應用，能夠有效地進行減少集成電路的功耗。
1計算機技術發展簡述
第一代（1946～1957年）是電子計算機，它的基本電子元件是電子管，內存儲器采用水銀延遲線，外存儲器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當時電子技術的限制，運算速度只是每秒幾千次～幾萬次基本運算，內存容量僅幾千個字。
第二代（1958～1970年）是晶體管計算機。1948年，美國貝爾實驗室發明了晶體管，10年后晶體管取代了計算機中的電子管，誕生了晶體管計算機。晶體管計算機的基本電子元件是晶體管，內存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。
第三代（1963～1970年）是集成電路計算機。隨著半導體技術的發展，1958年夏，美國德克薩斯公司制成了第一個半導體集成電路。集成電路是在幾平方毫米的基片，集中了幾十個或上百個電子元件組成的邏輯電路。第三代集成電路計算機的基本電子元件是小規模集成電路和中規模集成電路，磁芯存儲器進一步發展，并開始采用性能更好的半導體存儲器，運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算。
第四代（1971年～日前）是大規模集成電路計算機。隨著集成了上千甚至上萬個電子元件的大規模集成電路和超大規模集成電路的出現，電子計算機發展進入了第四代。第四代計算機的基本元件是大規模集成電路，甚至超大規模集成電路，集成度很高的半導體存儲器替代了磁芯存儲器，運算速度可達每秒幾百萬次，甚至上億次基本運算。
2計算機應用技術在信息管理中的特點和優勢
計算機應用技術的顯著特點就是具有便利性和快捷性，把計算機技術與信息管理進行整合可以有效提升工作效率和工作質量，信息管理的工作具有復雜性和繁瑣性，借助機計算機的幫助可以讓工作有序而穩定的開展，避免信息的管理工作出現混亂。總的來說，計算機的優勢主要體現在兩個方面，一方面計算機技術的應用使信息管理者的工作更加有序和方便；另一方面，信息管理工作中應用計算機技術可以讓信息管理方面的工作質量得到提高，提高信息的服務質量。目前很多行業中計算應用技術與信息管理都進行了整合，有關資料顯示，計算機應用技術的科學應用對各項工作都產生了重要影響，并得到了社會的認可。例如，在高校圖書館中使用計算機技術，圖書管理員可以通過計算機很方便地對圖書資源進行管理，學生和教師也可以很方便地通俗計算機來查閱大量的資料。
3提高計算機應用技術與信息管理整合質量的措施
3.1充分提升信息管理意識
隨著時代的發展，信息管理也要打破傳統的模式，傳統的信息管理思想和管理意識也要得到改變。管理人員要充分意識到計算機技術應用到信息管理中的重要性，這也是實現計算機應用技術與信息管理相結合的關鍵。信息管理相關部門領導要重點關注信息管理和計算機技術方面的工作，深入理解信息管理和計算機技術融合的重要意義，強化自身對信息管理的認同和理解，根據實際情況在信息管理方面投入足夠的資金，讓計算機技術能夠有效應用于信息管理工作。同時也要加強信息管理人員的培訓與學習，提高信息管理團隊的意識。
3.2建立完善的信息管理體系
完善的信息管理體系是實現計算機應用技術和信息管理整合的基礎，完善的信息管理體系可以信息管理提供可靠的依據。計算機在信息管理中的應用需要計算機的技術的支持要求管理人員要掌握計算機技術，充分利用計算機來進行信息管理，熟悉計算機的應用才能保證信息管理系統的安全穩定運行。科學化的信息管理系統包含網絡技術、數據庫以及多媒體等部分，管理人員需要熟悉計算機的操作以及各種設備的使用，有效提高信息管理的效率。另外，信息管理者還需要檢查信息庫中的信息，及時發現缺失和不完整的信息，并進行補充；并把信息進行分類，為以后的信息查詢和檢索工作提供便利。因此，完善信息管理體系對計算機在信息管理中有著非常重要的意義，
3.3提升信息質量
信息管理中應用了計算機技術以后，經常會有信息重復的情況出現，不僅為管理工作帶來了困難，同時也為信息的查閱個檢索帶來了不便。因此，需要對信息進行管理和優化，對信息庫中重復的信息進行有效的處理，精簡信息，及時去除重復的信息，保留有價值的信息，節省儲存空間，為信息的管理和用戶的查閱提供方便。在高校的信息管理方面，信息管理者想要使計算機技術全面應用到管理工作中，對于不同類型的信息，要制定預期相應的標準，管理人員要嚴格按照標準來處理信息。同時，信息管理者也要不斷學習計算機技術和管理方面的知識，提升使自身的綜合素質，以便更好的適應信息管理工作需要。
3.4豐富庫存信息
如今社會發展迅速的情況下，各種信息的變化都很大，信息的更新速度也很快，保證信息更加的完整和具有時效性，要及時對信息進行更新和增加新的信息，豐富庫存信息。豐富的庫存信息能夠為用戶提供豐富的資源，給用戶更多的選擇，信息還要緊跟時代的發展，避免出現庫存缺乏足夠的信息，無法滿足用戶對信息的需求的情況出現。豐富信息庫存的方法有很多種，主要有歸檔、交換以及購買等。可以進行收集的信息的內容也很廣泛，廣泛的內容可以使信息更加多元化。例如企業的信息管理方面，可以收集企業工作中的內部信息資料，也可以收集企業外部與本企業或者行業相關的信息等。信息的收集形式也可以是多樣化的，如電子形式的資料以及紙質資料等。信息管理者只有采取有效的方式，并合理選擇具有價值的資料才能得到豐富信息的目的，滿足用戶對信息的需求。計算機的使用為信息的收集提供了極大的便利，管理者要充分利用計算機來進行信息庫存的收集和整理工作。從各種渠道收集的信息中，不可避免的會存在虛假或者錯誤的信息，需要對大量的信息進行甄別，使用計算機可以快速、有效對信息進行處理，為工作人員節省大量的時間，同時確保了信息的真實可靠。
4結束語
關鍵詞：集成電路EDA 教學方法 拓展 培養
所謂“集成電路EDA”是通過設計、建模、仿真等手段搭建集成電路框架，優化集成電路性能的一門技術，也是一名優秀的集成電路工程師除了掌握扎實的集成電路理論基礎外，所必須掌握的集成電路設計方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術，具備豐富的集成電路EDA設計實踐經歷，才能設計出性能優越、良品率高的集成電路芯片。可以說，集成電路EDA是纖維物理學、微電子學等專業的一門非常重要的專業課程。然而，目前集成電路EDA課程的教學效果并不理想，究其根本原因在于該課程存在內容陳舊、知識點離散、概念抽象、目標不明確等不足。因此，通過課程建設和教學改革，在理論教學的模式下，理論聯系實踐、提高教學質量，改善集成電路EDA課程的教學效果是必要的。
為了提高集成電路EDA課程的教學質量，改善教學環境，為國家培養具備高質量的超大規模集成電路EDA技術的人才，筆者從本校的實際情況出發，結合眾多兄弟院校的改革經驗，針對教學過程中存在的問題，進行了課程建設目標與內容的研究。
課程建設目標的改革
拓展學科領域，激發學生自主學習興趣 本校集成電路EDA課程開設于纖維物理學專業，但是其內容包括物理、化學、電子等多個學科，教師可根據教學內容，講述多個學科領域的專業知識，尤其是不同學科領域的創新和應用，引導學生走出本專業領域，拓展學生視野，提高科技創新意識。與學生經常進行互動，啟發式和引導式地提出一些問題，讓學生課后通過資料的查找和收集，在下一次課堂中參與討論。激發學生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內聯系課外、師生全面互動、尊重自我評價的新型教學方法可以培養學生創新精神，激勵自主學習，由被動式學習轉為主動式學習，拓寬學生的知識面。
完善平臺建設，培養學生創新實踐能力 在已有的實驗設備基礎上，打造軟件、硬件、網絡等多位一體的集成電路EDA平臺，完善集成電路EDA實驗。通過集成電路EDA平臺的實踐環節，既培養了學生的仿真設計能力，加深了對集成電路EDA知識的掌握，又使學生掌握了科學的分析問題和解決問題的方法。引導學生參加項目研發，鼓勵學生參與大學生創新創業和挑戰杯活動，以本課程的考核方式激勵學生寫出創新性論文，通過軟件仿真、實驗建模等方式設計出自己的創新性產品，利用集成電路EDA平臺驗證自己的設計，然后以項目的形式聯系企業，將產品轉化為生產力，將“產學研”一體化的理念進行實踐，培養學生創新實踐能力。
課程教學內容的改革
精選原版教材 教材是教學的主要依據，教材選取的好壞直接影響著教學質量。傳統集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主，內容陳舊，即使是外文翻譯版教材，也由于翻譯質量及時間的原因，仍然無法跟得上集成電路的革新。因此，在教材選取時應當以一本英文原版教材為主，多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實踐經驗和教學體會為基礎，結合集成電路EDA的相關理論來進行編寫，既有豐富的理論知識，又包含了大量的設計實例，使學生更容易地掌握集成電路EDA技術。但是只選擇外文教材，由于語言的差異，學生對外文的理解和接受仍然存在一定的問題，為了幫助學生更好地學習，需要輔助中文教材，引導學生更好地理解外文教材的真諦。
更新教學內容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18個月至24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產業飛速的發展，集成電路EDA課程是學生掌握集成電路設計的重點課程，因此必須緊跟時展，不斷更新教學內容。現有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術的內容很少，大部分都以闡述基本原理為主，致使學生無法接觸到最新的內容，影響學生在研究生面試、找工作等眾多環節的發揮。在走入工作崗位后，學生感覺工作內容與學校所學的知識嚴重脫節，需要較長的時間補充新知識，來適應新工作。為了改善這種狀況，需要以紙質教材為主，輔助電子PPT內容來進行教學。紙質教材主要提供理論知識，電子PPT緊跟集成電路的發展，隨時更新和補充教學內容，及時將目前主流的EDA技術融入課程教學中。還可以進行校企結合，把企業的專家引進來，把學校的學生推薦到企業，將課程教學和企業實際相結合，才能激發學生的學習興趣和積極性，提高教學效果。
參考文獻
[1]馬穎，李華.仿真軟件在集成電路教學中的應用探討[J].中國科教創新導刊，2009.
[2]楊媛，余寧梅，高勇.半導體集成電路課程改革的探索與思考[J].中國科教創新導刊，2008（3）：78-79.
[3]李東生，尹學忠.改革傳統課程教學強化EDA和集成電路設計[J].實驗技術與管理，2005，4（22）.
[4]徐太龍，孟堅.集成電路設計EDA實驗課程的教學優化[J].電子技術教育，2012（7）：87-89.
[5]衛銘斐，王民，楊放.集成電路設計類EDA技術教學改革的探討[J].電腦知識與技術，2012，18（19）：4671-4672.
關鍵詞:節能;減排;功率半導體
Foundational Technology of Energy-Saving & Emission Reduction ――Power Semiconductor Devices and IC’s
ZHANG Bo
(State key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,
University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054,China)
Abstract: Power semiconductor devices and IC’s, an important branch of semiconductor technology, are a key and basic technology for energy-saving and emission reduction with the wide spread use of electronics in the consumer, industrial and military sectors. The development,challengeand market of power semiconductor devices are discussed in this paper. The future perspectives and key development areas of power semiconductor devices and IC’s in China are also described.
Keywords: Energy-saving; Emission reduction; Power semiconductor device
1引言
功率半導體芯片包括功率二極管、功率開關器件與功率集成電路。近年來,隨著功率MOS技術的迅速發展,功率半導體的應用范圍已從傳統的工業控制擴展到4C產業(計算機、通信、消費類電子產品和汽車電子),滲透到國民經濟與國防建設的各個領域。
功率半導體器件是進行電能處理的半導體產品。在可預見的將來,電能將一直是人類消耗的最大能源,從手機、電視、洗衣機、到高速列車,均離不開電能。無論是水電、核電、火電還是風電,甚至各種電池提供的化學電能,大部分均無法直接使用,75%以上的電能應用需由功率半導體進行變換以后才能供設備使用。每個電子產品均離不開功率半導體器件。使用功率半導體的目的是使用電能更高效、更節能、更環保并給使用者提供更多的方便。如通過變頻來調速,使變頻空調在節能70%的同時,更安靜、讓人更舒適。手機的功能越來越多,同時更加輕巧,很大程度上得益于超大規模集成電路的發展和功率半導體的進步。同時,人們希望一次充電后有更長的使用時間,在電池沒有革命性進步以前,需要更高性能的功率半導體器件進行高效的電源管理。正是由于功率半導體能將 ‘粗電’變為‘精電’,因此它是節能減排的基礎技術和核心技術。
隨著綠色環保在國際上的確立與推進,功率半導體的發展應用前景更加廣闊。據國際權威機構預測,2011年功率半導體在中國市場的銷售量將占全球的50%,接近200億美元。與微處理器、存儲器等數字集成半導體相比,功率半導體不追求特征尺寸的快速縮小,它的產品壽命周期可為幾年甚至十幾年。同時,功率半導體也不要求最先進的生產工藝,其生產線成本遠低于Moore定律制約下的超大規模集成電路。因此,功率半導體非常適合我國的產業現狀以及我國能源緊張和構建和諧社會的國情。
目前,國內功率半導體高端產品與國際大公司相比還存在很大差距,高端器件的進口替代才剛剛開始。因此國內半導體企業在提升工藝水平的同時,應不斷提高國內功率半導體技術的創新力度和產品性能,以滿足高端市場的需求,促進功率半導體市場的健康發展以及國內電子信息產業的技術進步與產業升級。
2需求分析
消費電子、工業控制、照明等傳統領域市場需求的穩定增長,以及汽車電子產品逐漸增加,通信和電子玩具市場的火爆,都使功率半導體市場繼續保持穩步的增長速度。同時,高效節能、保護環境已成為當今全世界的共識,提高效率與減小待機功耗已成為消費電子與家電產品的兩個非常關鍵的指標。中國目前已經開始針對某些產品提出能效要求,對冰箱、空調、洗衣機等產品進行了能效標識,這些提高能效的要求又成為功率半導體迅速發展的另一個重要驅動力。
根據CCID的統計,從2004年到2008年,中國功率器件市場復合增長率達到17.0%,2008年中國功率器件市場規模達到828億元,在嚴重的金融危機下仍然同比增長7.8%,預計未來幾年的增長將保持在10%左右。隨著整機產品更加重視節能、高效,電源管理IC、功率驅動IC、MOSFET和IGBT仍是未來功率半導體市場中的發展亮點。
在政策方面,國家中長期重大發展規劃、重大科技專項、國家863計劃、973計劃、國家自然科學基金等都明確提出要加快集成電路、軟件、關鍵元器件等重點產業的發展,在國家剛剛出臺的“電子信息產業調整和振興規劃”中,強調著重從集成電路和新型元器件技術的基礎研究方面開展系統深入的研究,為我國信息產業的跨越式發展奠定堅實的理論和技術基礎。在國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)中明確提出,功率器件及模塊技術、半導體功率器件技術、電力電子技術是未來5～15年15個重點領域發展的重點技術。在目前國家重大科技專項的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”和“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”兩個專項中,也將大屏幕PDP驅動集成電路產業化、數字輔助功率集成技術研究、0.13微米SOI通用CMOS與高壓工藝開發與產業化等功率半導體相關課題列入支持計劃。在國家973計劃和國家自然科學基金重點和重大項目中,屬于功率半導體領域的寬禁帶半導體材料與器件的基礎研究一直是受到大力支持的研究方向。
總體而言,從功率半導體的市場需求和國家政策分析來看,我國功率半導體的發展呈現以下三個方面的趨勢:① 硅基功率器件以實現高端產品的產業化為發展目標;② 高壓集成工藝和功率IC以應用研究為主導方向;③ 第三代寬禁帶半導體功率器件、系統功率集成芯片PSoC以基礎研究為重點。
3功率半導體技術發展趨勢
四十多年來,半導體技術沿著“摩爾定律”的路線不斷縮小芯片特征尺寸。然而目前國際半導體技術已經發展到一個瓶頸:隨著線寬的越來越小,制造成本成指數上升;而且隨著線寬接近納米尺度,量子效應越來越明顯,同時芯片的泄漏電流也越來越大。因此半導體技術的發展必須考慮“后摩爾時代”問題,2005年國際半導體技術發展路線圖(The International Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)就提出了另外一條半導體技術發展路線,即“More than Moore-超摩爾定律”, 如圖1所示。
從路線圖可以清楚看到,未來半導體技術主要沿著“More Moore”與“More Than Moore”兩個維度的方向不斷發展,同時又交叉融合,最終以3D集成的形式得到價值優先的多功能集成系統。“More Moore”是指繼續遵循Moore定律,芯片特征尺寸不斷縮小(Scaling down),以滿足處理器和內存對增加性能/容量和降低價格的要求。這種縮小除了包括在晶圓水平和垂直方向上的幾何特征尺寸的繼續縮小,還包括與此關聯的三維結構改善等非幾何學工藝技術和新材料的運用等。而“More Than Moore”強調功能多樣化,更注重所做器件除了運算和存儲之外的新功能,如各種傳感功能、通訊功能、高壓功能等,以給最終用戶提供更多的附加價值。以價值優先和功能多樣化為目的的“More Than Moore”不強調縮小特征尺寸,但注重系統集成,在增加功能的同時,將系統組件級向更小型、更可靠的封裝級(SiP)或芯片級(SoC)轉移。日本Rohm公司提出的“Si+α”集成技術即是“More Than Moore”思想的一種實現方式,它是以硅材料為基礎的,跨領域(包括電子、光學、力學、熱學、生物、醫藥等等)的復合型集成技術,其核心理念是電性能(“Si”)與光、力、熱、磁、生化(“α”)性能的組合,包括:顯示器/發光體(LCD、EL、LD、LED)+LSI的組合感光體、(PD、CCD、CMOS傳感器)+LSI的形式、MEMS/生化(傳感器、傳動器)+LSI等的結合。
在功能多樣化的“More Than Moore”領域,功率半導體是其重要組成部分。雖然在不同應用領域,對功率半導體技術的要求有所不同,但從其發展趨勢來看,功率半導體技術的目標始終是提高功率集成密度,減少功率損耗。因此功率半導體技術研發的重點是圍繞提高效率、增加功能、減小體積,不斷發展新的器件理論和結構,促進各種新型器件的發明和應用。下面我們對功率半導體技術的功率半導體器件、功率集成電路和功率系統集成三個方面的發展趨勢進行梳理和分析。
1) 功率半導體(分立)器件
功率半導體(分立)器件國內也稱為電力電子器件,包括:功率二極管、功率MOSFET以及IGBT等。為了使現有功率半導體(分立)器件能適應市場需求的快速變化,需要大量融合超大規模集成電路制造工藝,不斷改進材料性能或開發新的應用材料、繼續優化完善結構設計、制造工藝和封裝技術等,提高器件功率集成密度,減少功率損耗。目前,國際上在功率半導體(分立)器件領域的熱點研究方向主要為器件新結構和器件新材料。
在器件新結構方面,超結(Super-Junction)概念的提出,打破了傳統功率MOS器件理論極限,即擊穿電壓與比導通電阻2.5次方關系,被國際上譽為“功率MOS器件領域里程碑”。超結結構已經成為半導體功率器件發展的一個重要方向,目前國際上多家半導體廠商,如Infineon、IR、Toshiba等都在采用該技術生產低功耗MOS器件。對于IGBT器件,其功率損耗和結構發展如圖2所示。從圖中可以看到,基于薄片加工工藝的場阻(Field Stop)結構是高壓IGBT的主流工藝;相比于平面結結構(Planar),槽柵結構(Trench)IGBT能夠獲得更好的器件優值,同時通過IGBT的版圖和柵極優化,還可以進一步提高器件的抗雪崩能力、減小終端電容和抑制EMI特性。
功率半導體(分立)器件發展的另外一個重要方向是新材料技術,如以SiC和GaN為代表的第三代寬禁帶半導體材料。寬禁帶半導體材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度高、抗輻射能力強等特點,是高壓、高溫、高頻、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。寬禁帶半導體SiC和GaN功率器件技術是一項戰略性的高新技術,具有極其重要的軍用和民用價值,因此得到國內外眾多半導體公司和研究結構的廣泛關注和深入研究,成為國際上新材料、微電子和光電子領域的研究熱點。
2) 功率集成電路(PIC)
功率集成電路是指將高壓功率器件與信號處理系統及接口電路、保護電路、檢測診斷電路等集成在同一芯片的集成電路,又稱為智能功率集成電路(SPIC)。智能功率集成作為現代功率電子技術的核心技術之一,隨著微電子技術的發展,一方面向高壓高功率集成(包括基于單晶材料、外延材料和SOI材料的高壓集成技術)發展,同時也向集成更多的控制(包括時序邏輯、DSP及其固化算法等)和保護電路的高密度功率集成發展,以實現功能更強的智能控制能力。
3)功率系統集成
功率系統集成技術在向低功耗高密度功率集成技術發展的同時,也逐漸進入傳統SoC和CPU、DSP等領域。目前,SoC的低功耗問題已經成為制約其發展的瓶頸,研發新的功率集成技術是解決系統低功耗的重要途徑,同時,隨著線寬的進一步縮小,內核電壓降低,對電源系統提出了更高要求。為了在標準CMOS工藝下實現包括功率管理的低功耗SoC,功率管理單元需要借助數字輔助的手段,即數字輔助功率集成技術(Digitally Assisted Power Integration,DAPI)。DAPI技術是近幾年數字輔助模擬設計在功率集成方面的深化與應用,即采用更多數字的手段,輔助常規的模擬范疇的集成電路在更小線寬的先進工藝線上得到更好性能的電路。
4我國功率半導體發展現狀、
問題及發展建議
在中國半導體行業中,功率半導體器件的作用長期以來都沒有引起人們足夠的重視,發展速度滯后于大規模集成電路。國內功率半導體器件廠商的主要產品還是以硅基二極管、三極管和晶閘管為主,目前國際功率半導體器件的主流產品功率MOS器件只是近年才有所涉及,且最先進的超結低功耗功率MOS尚無法生產,另一主流產品IGBT尚處于研發階段。寬禁帶半導體器件主要以微波功率器件(SiC MESFET和GaN HEMT)為主,尚未有針對市場應用的寬禁帶半導體功率器件(電力電子器件)的產品研發。目前市場熱點的高壓BCD集成技術雖然引起了從功率半導體器件IDM廠家到集成電路代工廠的高度關注,但目前尚未有成熟穩定的高壓BCD工藝平臺可供高性能智能功率集成電路的批量生產。
由于高性能功率半導體器件技術含量高,制造難度大,目前國內生產技術與國外先進水平存在較大差距,很多中高端功率半導體器件必須依賴進口。技術差距主要表現在:(1)產品落后。國外以功率MOS為代表的新型功率半導體器件已經占據主要市場,而國內功率器件生產還以傳統雙極器件為主,功率MOS以平面工藝的VDMOS為主,缺乏高元胞密度、低功耗、高器件優值的功率MOS器件產品,國際上熱門的以超結(Super junction)為基礎的低功耗MOS器件國內尚處于研發階段;IGBT只能研發基于穿通型PT工藝的600V產品或者NPT型1200V低端產品,遠遠落后于國際水平。(2)工藝技術水平較低。功率半導體分立器件的生產,國內大部分廠商仍采用IDM方式,采用自身微米級工藝線,主流技術水平和國際水平相差至少2代以上,產品以中低端為主。但近年來隨著集成電路的迅速發展,國內半導體工藝條件已大大改善,已擁有進行一些高端產品如槽柵功率MOS、IGBT甚至超結器件的生產能力。(3)高端人才資源匱乏,尤其是高端設計人才和工藝開發人才非常缺乏。現有研發人員的設計水平有待提高,特別是具有國際化視野的高端設計人才非常缺乏。(4)國內市場前十大廠商中無一本土廠商,半導體功率器件產業仍處在國際產業鏈分工的中低端,對于附加值高的產品如IGBT、AC-DC功率集成電路,現階段國內僅有封裝能力,不但附加值極低,還形成了持續的技術依賴。
筆者認為,功率半導體是最適合中國發展的半導體產業,相對于超大規模集成電路而言,其資金投入較低,產品周期較長,市場關聯度更高,且還沒有形成如英特爾和三星那樣的壟斷企業。但中國功率半導體的發展必須改變目前封裝強于芯片、芯片強于設計的局面,應大力發展設計技術,以市場帶動設計、以設計促進芯片,以芯片壯大產業。
功率半導體芯片不同于以數字集成電路為基礎的超大規模集成電路,功率半導體芯片屬于模擬器件的范疇。功率器件和功率集成電路的設計與工藝制造密切相關,因此國際上著名的功率器件和功率集成電路提供商均屬于IDM企業。但隨著代工線的迅速發展,國內如華虹NEC、成芯8英寸線、無錫華潤上華6英寸線均提供功率半導體器件的代工服務,并正積極開發高壓功率集成電路制造平臺。功率半導體生產企業也應借鑒集成電路設計公司的成功經驗,成立獨立的功率半導體器件設計公司,充分利用代工線先進的制造手段,依托自身的銷售網絡,生產高附加值的高端功率半導體器件產品。
設計弱于芯片的局面起源于設計力量的薄弱。雖然國內一些功率半導體生產企業新近建設了6英寸功率半導體器件生產線,但生產能力還遠未達到設計要求。筆者認為其中的關鍵是技術人員特別是具有國際視野和豐富生產經驗的高級人才的不足。企業應加強技術人才的培養與引進,積極開展產學研協作,以雄厚的技術實力支撐企業的發展。
我國功率半導體行業的發展最終還應依靠功率半導體IDM企業,在目前自身生產條件落后于國際先進水平的狀況下,IDM企業不能局限于自身產品線的生產能力,應充分依托國內功率半導體器件龐大的市場空間,用技術去開拓市場,逐漸從替代產品向產品創新、牽引整機發展轉變;大力發展設計能力,一方面依靠自身工藝線進行生產,加強技術改造和具有自身工藝特色的產品創新,另一方面借用先進代工線的生產能力,壯大自身產品線,加速企業發展。
5結束語
總之,功率半導體技術自新型功率MOS器件問世以來得到長足進展,已深入到工業生產與人民生活的各個方面。與國外相比,我國在功率半導體技術方面的研究存在著一定差距,但同時日益走向成熟。總體而言,功率半導體的趨勢正朝著提高效率、多功能、集成化以及智能化、系統化方向發展;伴隨制造技術已進入深亞微米時代,新結構、新工藝硅基功率器件正不斷出現并逼近硅材料的理論極限,以SiC和GaN為代表的寬禁帶半導體器件也正不斷走向成熟。
我國擁有國際上最大的功率半導體市場,擁有迅速發展的半導體代工線,擁有國際上最大規模的人才培養能力,但中國功率半導體的發展必須改變目前封裝強于芯片、芯片強于設計的局面。功率半導體行業應加強技術力量的引進和培養,大力發展設計技術,以市場帶動設計、以設計促進芯片,以芯片壯大產業。
1、《三國演義》是明初羅貫中作的歷史演義小說，它取材于東漢末年和魏、蜀、吳三國鼎立的一段歷史，為那個群雄逐鹿的動蕩時代提供了全景式的歷史圖卷，創造了數以百計的栩栩如生的人物畫廊。
最能準確復述這段話主要意思的是：（B）
A、《三國演義》是一部歷史演義小說
B、歷史演義小說《三國演義》的背景及主要內容
C、《三國演義》的作者是明初羅貫中
D、《三國演義》塑造了很多人物
2、寫作要有題目，就是要有中心思想，要有內容。目的性要明確，例如這篇文章是記載一件事情，或提出一個問題，解決一個問題，或發表自己的主張、見解等等。總之，要有所為而作。無?quot;為"的文章，盡管文理通順，語氣連貫，但是內容空洞，只能歸入廢話一欄，以不寫為好。
這段話主要支持了這樣一個論點，即：（B）
A、寫作要有題目
B、寫作之前一定要有一個明確的目的，這樣才能言之有物
C、文章有很多種類，要根據不同的種類確定不同的寫作內容
D、不要寫廢話
組選：
3、主題:
原始地球形成后的八億年，其內部逐漸變熱使局部熔融并超過鐵的熔點，原始地球中的金屬鐵、鎳及硫化鐵熔化，并因密度大而流向地球的中心部位，從而形成液態鐵質地核。同時，地球的平均溫度進一步上升（可達約2014℃），引起地球內部大部分物質溶融，比母質輕的熔融物質向上浮動，把熱帶到地表，經冷卻后又向下沉沒。這種對流作用控制下的物質移動，使原始地球產生全球性的分異，演化成分層的地球，即中心為鐵質地核，表層為低熔點的較輕物質組成的最原始的陸核，陸核進一步增生，擴大形成地殼。地核與地殼之間為地幔。分異作用是時球內部最重要的作用，它導致了地殼及大陸的形成，并導致大氣和海洋的形成。所以說，我們的地球是原始地球再生的，這個再生過程大約發生在40億年前（或說37億年前至45億年前之間），即我們已經發現的最古老巖石的形成時期之前。氫和氧合成的水，原先潛藏于一些礦物中。當原始地球變熱并部分熔融時，水釋放出來并隨熔巖運移到地表，大部分以蒸氣狀態逸散，其余部分在漫長的地質歷史進程中逐漸充滿大洋。在原始地球變熱而產生異作用的過程中，從地球內部釋放出來的氣體形成了大氣圈。早期地球的大氣圈萬分與現代不同，正是由于紫外線輻射的能量促使原始大氣萬分之間發生反應，從無機物質生成有機小分子，然后發展成有機高分子物質組成的多分子體系，再演變成細胞，生命得以開始和進化。
（1）不屬于"分異作用"的一項是：（）
A、金屬鐵、鎳及硫化鐵熔化，并因密度大流向地球中心部位
B、比母質輕的熔融物質向上浮動
C、無機物質生成有機小分子
D、陸核進一步增生，擴大形成地殼
（2）按產生先后次序正確排列的一項是：（）
A、地核、地幔、地殼、水
B、地核、地殼、地幔、大氣
C、地核、地殼、有機小分子、細胞
D、地核、地幔、地殼、大氣、細胞
（3）原始地球再生過程發生在：（）
A、原始地球形成后的幾億年
B、地球平均溫度達2014℃時
C、液態鐵質地核開始形成的時期
D、大氣和海洋開始形成的時期
（4）分析有誤的一項是：（）
A、地球一直處于發展變化過程中，至今依然如此
B、地球形成的歷史不超過50億年
C、生命產生于大氣成分之間的反應
D、氫和氧結合成的水最終大部分匯集成了海洋
4、主題:
多少年來，人們一直在幻想研制一種航空航天運輸工具，它既能從機場跑道起飛，又能以高超音速穿越大氣層進入宇宙空間，完成航天任務后再入大氣層，在機場水平著陸，而經過簡單維修后，短期內又能重上藍天，重復使用幾十幾百次，這類既具有高超音速運輸功能又具有天地往返運輸系統功能的重復使用有翼飛行器，被稱之為航空航天飛機，簡稱空天飛機。這是一種新型運輸工具，具有一般飛機和航天器所沒有的優越性。首先，與普通運輸客機相比，它能夠以更高速度在大氣層上層（或近宇宙空間）機動飛行，從而大大縮短遠距離運輸的時間，如德國桑格爾空天飛機（第一級改進型）由法蘭克福經洛杉磯飛至東京僅需3小時15分鐘，美國"東方快車"由華盛頓飛至東京僅需2小時，而由歐洲飛至澳大利亞僅需1小時。再者，與以往的一次性使用飛船和多次部分重復使用航天飛機相比，它在重復使用性、機場水平起降能力，利用大氣層能源、靈活機動性、發射操作費用、可維修性和復飛間隔時間等方面均有大幅度改進。如其重復使用次數可增至50至數百次，發射（運輸）費用僅相當于運載火箭發射費用的三分之一（甚至十分之一或二十分之一），大型航天飛機發射費用的五分之一，比起用火箭發射小型航天飛機的費用也要降低10-30%。再如復飛間隔時間，空天飛機一般在著陸后數小時或略長時間內即可重新起飛。這是航天飛機所無法做到的。因此，空天飛機有著十分廣闊的發展與應用前景，不僅可以進行全球性的高超音速運輸，而且可以完成各項成本較低、效益較高的航天運輸使命，為空間站往返運輸人員和貨物，執行各種航天軍事任務，展望21世紀，它必然會成為遨游于大氣層中與宇宙空間的驕子。
（1）空天飛機是指：（）
A、兼具飛機與火箭功能的運輸工具
B、能從機場起飛，穿越大氣層進入宇宙空間的運輸工具
C、具有高超音速運輸機功能，又具有天地往返運輸系統功能的重復使用有翼飛行器
D、是航天飛機的一種、使用費用較低
（2）空天飛機的優越性表現在：（）
A、機場水平起降能力超過飛機
B、靈活機動性超過飛機
C、大大縮短遠距離運輸的時間
D、能夠在大氣層上層機動飛行
（3）空天飛機發射操作費用有誤的一項是：（）
A、運載火箭發射費用的三分之一
B、是大型航天飛機費用的五分之一
C、是火箭發射小型航天飛機的費用的10-30%
D、完成任務各項成本較低，效益較高
（4）分析有誤的一項是：（）
A、普通飛機從華盛頓到東京將會超過2小時
B、空天飛機主要以載人運輸為主
C、航天飛機也能完成天地往返，但完成下一次航行，要進行大量部件更換
D、空天飛機的成本及用途，決定了它在下個世紀的美好前景
5、主題:
微電子技術的研究重點是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片，采用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面可基片之上的微小型化電路和系統。微小型化電路簡稱微電路，是一種結構上比最緊湊的分立元件的電路小幾個數量級、重量輕幾個數量極的微結構電路。標志集成電路水平的指標之一是集成度。所謂集成度就是指在一定尺寸的芯片上（這個芯片的尺寸比小拇指的指甲還小）能做出多少個晶體管。也有的用在一定尺寸的芯片上能做出多少個門電路（一個標準的門電路是由一個或幾個晶體管組成的）來衡量集成度。集成電路發展的初期僅能在這個小面積上制造十幾個或幾十個晶體管，因而其電路的功能也是有限的。一般將集成100個晶體管以下的集成電路稱為小規模集成電路。到60年代中期，集成度水平已經提高到幾百甚至上千個元器件。我們把集成100-1000個晶體管的集成電路稱為中規模集成電路。70年代是集成電路飛速發展的時期，集成電路已經進入1000個以上元器件的大規模集成時代，這期間已出現了集成20多萬個元器件的芯片。大規模集成電路不僅僅是元器件集成數量的增加，集成的對象也起了根本變化，它可能是一個復雜的功能部件，也可能是一臺整機（如單片計算機）。80年代可以看作是超大規模集成電路的時代，芯片上集成的元件數已達10萬以上，而且已經突破了百萬大關。生產集成電路的原料是硅、鋁、水、某些化合物和一些普通氣體，這些材料都不昂貴，但是，制造集成電路的過程卻相當復雜，對所有的設備要求很高，所以建立集成電路產業的投資是相當巨大的。而芯片價格的下降，只有依靠現代化的大批量生產才能達到。在硅片上制造微電路是成批地制造，在微小的面積上制出晶體管、電阻、電容而且按要求連成電路已屬不易，而在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片就更加困難。集成電路的生產，大多是從硅片制備開始的，硅片的制造需要專門的設備和嚴格的生產條件。集體成路的制作過程很復雜，為了保證工藝質量需使用大量昂貴的設備。而且，對生產廠房的溫度、濕度、空氣的清潔度都有很高的要求，集成電路的生產一般都要在超凈車間中進行，這種廠房的基本建設投資也大大地高于一般生產廠房。
（1）對集成電路表述有誤的一項是：（）
A、一種微小型化的電路或系統
B、包括微電路，結構上比最緊湊的分立元件電路小幾個數量級、重量輕幾個數量級
C、以集成度作為水平指標
D、由基片、晶體管、元器件、互連線組成
（2）分析有誤的一項是：（）
A、集成度越高，晶體管也就越多
B、集成度同晶體管的尺寸成反比
C、集成20多萬個元器件屬大規模集成電路
D、集成對象是元器件，也可能是一個復雜的功能部件或單片計算機
（3）選擇正確的一項：（）
A、芯片的原料是硅、鋁、水，某些化合物、或普通氣體
B、集成電路產業投資巨大，產品價格昂貴
C、集成電路元器件存在于半導體晶體材料內部
D、集成電路制作精細，材料昂貴
（4）芯片價格下降，只有依靠現代化的大批量生產，下列敘述中不是其原因的是：（）
A、制造集成電路的過程相當復雜
B、在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片非常困難
C、建立集成電路產業投資巨大
D、生產集成電路設備要求高，材料價格昂貴
答案：
1、B2、B
3、（1）C（2）C（3）A（4）D
關鍵詞：電子科學與技術；課程建設；實踐創新能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）25-0103-02
電子科學與技術作為信息技術發展的基石，伴隨著計算機技術、數字技術、移動通信技術、多媒體技術和W絡技術的出現得到了迅猛的發展，從初期的小規模集成電路（SSI）發展到今天的巨大規模集成電路（GSI），成為使人類社會進入了信息化時代的先導技術。電子科學與技術專業是國家重點扶植的學科，本專業作為信息領域的核心學科，培養國家急需的電子科學與技術專業高級人才。
在新的歷史條件下，開展電子科學與技術專業課程建設的改革與實踐研究是非常必要的，這對于培養出具有知識、能力、素質協調發展的微電子技術應用型創新創業人才具有重要的指導意義和戰略意義。本文依據電子科學與技術專業本科生課程建設的實際情況，詳細分析了本專業在課程建設過程中存在的問題，提出了關于電子科學與技術專業課程建設的幾點改革方案，并進行了一定的探索性實踐。
一、目前課程建設中存在的一些問題
1.在課程設置方面，與行業發展結合不緊密，缺乏專業特色和課程群的建設，課程之間缺少有效地銜接，難以滿足當前人才培養的需求。本專業的課程設置應當以培養具有扎實的微電子技術領域理論基礎和工程實踐能力，能從事超大規模集成電路設計、半導體器件和集成電路工藝制造以及相關電子信息技術應用工作的高級工程技術人才和創新創業人才為培養目標來進行課程建設。
2.在創新實踐教學方面，存在重理論教學和課堂教學，缺乏必要的實踐環節，尤其是創新實踐環節的教學，相關實踐和實驗教學手段和教學方法過于單一，僅在教師課堂教學講授范例和實驗過程的基礎上，指導學生進行課程實驗，學生按照課程實驗手冊上的具體步驟逐一進行操作，完成課程所要求的實驗。單一的實驗和實踐教學方式難以提升學生的創新實踐和動手能力，更難以實現對所學知識的實踐和靈活運用，難以滿足當前強調以實踐為主，培養實踐型創新人才的要求。
二、課程建設改革的目的與任務
結合集成電路行業未來的發展趨勢以及電子科學與技術專業總體就業前景和對人才的需求結構。根據我國電子科學與技術產業的現狀和發展需求，通過對電子科學與技術專業的課程建設進行改革，重點強調工程實訓與創新實踐，在課程教學中體現“激發興趣、夯實基礎、引導創新、全面培養”的教學方針。重新規劃專業培養方案和課程設置，以集成電路工藝與設計為重點，設置課程群，構建新的科學的課程體系，突出特色，強化能力培養。
三、課程建設改革的具體內容
人才培養目標以厚基礎、寬口徑、重實踐、偏工程為宗旨，培養具有扎實的微電子技術領域理論基礎和工程實踐能力，能從事超大規模集成電路設計、半導體器件和集成電路工藝制造以及相關電子信息技術應用工作的高級工程技術人才和創新創業人才。以大規模集成電路設計、制造和工藝、電子器件和半導體材料、光電子技術應用等方面為專業特色進行課程建設改革，具體的改革內容如下。
1.課程設置。首先，根據本專業人才培養目標要求按需設課，明確設課目的，并注意專業通識課、專業基礎課、專業限選課和專業任選課之間的銜接與學時比例，加強集成電路設計與集成電路工藝方面的課程設置，突出微電子技術方向的特色，明確專業的發展目標和方向，將相關課程設置為課程群，通過相關課程的有效銜接，突出能力培養。其次，隨著電子科學與技術的不斷發展，注重本專業課程設置的不斷更新和調整。
2.教學方式。首先，加強對青年教師的培養和訓練，注重講課、實驗、考試及課下各個環節的相互結合，即課堂與課下相結合，講課與實驗相結合，平時與考試相結合。其次，講課中注重講解和啟發相結合，板書和多媒體相結合；實驗中注重方法和原理相結合，知識和能力相結合；考試中注重面上與重點相結合，概念與計算相結合，開卷與閉卷相結合，重點開展課程的網絡化建設，將相關實驗課程的教學錄像上網，通過網絡教學加強學生的實驗實踐能力培養和提高。第三，注重雙語課程的開設與優秀經典教材的使用相結合，雙語課程與國際該課程接軌。
四、結語
科學與技術專業課程建設應當圍繞電子科學與技術專業應用型人才的培養和專業特色，通過制訂適用集成電路人才培養目標的培養方案、課程設置、實驗體系和教學計劃，突出集成電路工藝與設計實踐環節，進而有效地提高實驗和實踐教學質量，為培養具有實踐創新能力的科技創新型人才奠定了基礎。
參考文獻：
[1]劉一婷，李新，關艷霞，等.突出專業特色的電子科學與技術專業人才培養方案構建[J].高教學刊，2016，（7）：74-75.
[2]李新，劉一婷，揣榮巖，等.集成電路產業人才培養的課程體系建設[J].教育教學論壇，2016，（1）：63-64.
[3]潘宇恒.電子科學與技術專業的課程優化[J].科研，2016，（3）：00209.
[4]韓益鋒，姚文卿，董良威.電子科學與技術專業課程體系建設與實踐[J].考試周刊，2014，（45）：148-149.
[5]陶建平.電子科學與技術專業本科教育質量探索與實踐[J].公安海警學院學報，2014，（2）：34-37.
[6]謝海情，唐立軍，唐俊龍，等.集成電路設計專業課程體系改革與實踐[J].教育教學論壇，2015，（34）：76-77.
[7]全國高等學校教學研究中心.電子科學與技術專業發展戰略研究報告[EB/OL].http：///link？rl=fsRthBj31TQQh1FCB740v-yPMYbTKEDaxrKs_caajUeYpVorqPMpcpzfV9wyz-vx3Vd7-hKL37B5rClIwE37dIk5CqZU2M-quD7BTAE_tSMwq，2007-06-18.
[8]劉繼春，毛劍波，楊明武.“電子科學與技術專業”學科建設的探索與實踐[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2008，（06）：138-141.
[9]王敏杰，朱連軒，袁超.電子信息科學與技術本科人才培養探索[J].科技信息，2009，（30）：20.
[10]李俊杰.淺談電子信息科學技術發展[J].魅力中國，2010，（10）：237.
[11]陳力穎.《大規模可編程邏輯器件設計》課程實驗考試改革的探索[J].教育教學論壇，2013，（52）：255-257.
[12]何偉明.高等學校電子科學與技術本科專業發展戰略研究報告2006-2010年教育部高等W校電子科學與技術專業教學指導分委員會[J].電氣電子教學學報，2009，（S1）：1-13.
Reform and Exploration of Course Construction of Electronic Science and Technology
CHEN Li-ying
（School of Electronics and Information Engineering，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China）
關鍵詞：低壓或超低壓反滲透復合膜 TOC 細菌內毒素 兆位電路
半導體材料和器件的制備，需要高質量的高純水，要求低TOC(＜5ppb)、低細菌內毒素(＜0.03EU/ml)，目前電子行業已廣泛采用反滲透技術，下面就如何選用更合理的反滲透膜，簡述于下：
眾所周知，反滲透（RO）是一種在壓力驅動下，借助于半透膜的選擇截流作用將溶液中的溶質與溶劑分開，無論低壓復合膜[1-2]或超低壓復合膜[3-5]，都是以水的透過速率大小、脫鹽率高低來衡量膜的好壞，而水的透過速率即水通量的大小與驅動壓力成正比，如能達到一定的水通量時，所需的驅動壓力越低，則不僅降低能耗，同時也降低泵、壓力容器及管材等設備投資。
本文介紹了ESPA超低壓膜主要特點。同時還列舉了超低壓ESPA膜和低壓CPA2或NTR-759膜與醋酸纖維CA膜在操作壓力、透過水量、脫鹽率方面的比較，研究了各種方法和各種反滲透膜對TOC和細菌內毒素的去除效果比較，并成功的應用在空間材料制備用水、高純化學試劑生產用水、機車電瓶用水及建材制板用水上，取得了很好的效果。
一、 TOC、細菌、細菌內毒素、顆粒對大規模集成電路的影響
隨著電子工業的發展對高純水提出了越來越高的要求。例如[6]，制作16K位DRAM允許水中TOC（總有機碳）為500ppb、金屬離子為1ppb、≥0.2μm的顆粒為100個/毫升；而制作16M位DRAM時，則要求TOC＜5ppb、金屬離子＜0.2ppb、水中≥0.1μm顆粒數為0.6個/升。
1.1 TOC，細菌及細菌內毒素對大規模集成電路的影響。
1.2 DRAM對顆粒和TOC的要求
天然水、自來水等各種水源中都存在著熱原。目前比較一致的認識是熱原是指多糖類物質[7]，也就是細菌內毒素。細菌內毒素是革蘭氏陰性菌的細胞壁外壁層上的特有結構——脂多糖，所以，哪里有細菌，哪里就有細菌內毒素。其結構為單個粒子，其分子量在10000~20000之間范圍內，體積為1~50μm，細菌內毒素在水中可以形成比較大的成團密集體，造成顆粒性污染。細菌內毒素含磷多糖體75%，磷脂12~15%及有機磷酸鹽6~7%，造成TOC污染，由于含很高的磷，在硅中是N型雜質，貢獻導電電子，形成不可控制的污染，嚴重的影響器件的性能和成品率[8]。
由于細菌及細菌內毒素都會產生顆粒性污染及TOC的污染，由圖1、圖2明顯看出顆粒性污染及TOC的污染對大規模集成電路的影響，因此在兆位電路用水中對TOC、細菌及細菌內毒素的含量要嚴格控制。
二、超低壓卷式復合膜的主要特點
2.1 與CA膜和低壓復合膜相比，ESPA、ES10、ES20膜達到同樣產水量時所需的操作壓力大為降低，換句話說在相同的操作壓力下其產水量高出其它膜，見圖3。
由圖1看出在壓力一定時ESPA，ES20膜的產水量是CPA2或NTR-759HR，BW30膜產水量的一倍，而CPA2或NTR-759HR，BW30膜的產水量是CA膜的5倍，換句話說若同樣的產水量，則所需的操作壓力要求低很多。
2.2 低壓和超低壓膜，如CPA2，NTR-759膜和ESPA膜，脫除水中二氧化硅能力，均在98%以上，標準條件下二氧化硅的脫除率見圖4。
2.3 化學穩定性，以ESPA膜，CPA2或NTR-759膜的耐氯性為例，如圖5所示。
由于ESPA膜沒有改變復合膜材料的化學成分，因而保持了復合膜的所有優點。其化學穩定性和脫鹽率均與低壓復合膜相同。
三、用一級反滲透RO、雙級RO、蒸餾法、紫外法、活性碳吸附法、離子交換法、超聲法等除去水中的TOC和細菌內毒素的比較
關鍵詞：權重 分層 布局算法
中圖分類號：TP393.02 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0010-01
超大規模集成電路的單元布局問題是一個在給定單元信息的基礎上對單元集合進行布局的問題。它即使在最簡單的情況下也是一個NP難的問題。因此，隨著集成電路規模的增大，對超大規模的布局算法是一個挑戰。布局階段要求把模塊分配到芯片上的合適位置，算法分為兩種：一種是線長驅動的布局算法，一種是性能驅動的布局算法。其中線長驅動以線長最短為目標，在保證單元之間沒有重疊擺放的前提下優化線長，線長越短，算法效果越好。[1～3]
因此，在保證算法質量的情況下，本文提出了一種基于單元的物理位置的連接關系分層算法。連接關系是指在給定NetList中包含線網的信息，在布局優化的趨勢來看，在同一個線網中的單元被分布到相近的區域有助于總線長的減少，因此在初始階段，提出以下兩點方法：
（1）根據單元的連接關系對單元進行分層。
（2）根據分層后單元的分布情況，對權重進行調整。
1 布局問題描述
本文利用一次線長模型進行線長估計，分為三個部分：初始布局、總體布局、詳細布局。[4]其中初始布局部分的流程如圖1所示。
2 連接關系算法介紹
布局區域版面有I/O等固定點，如圖2所示。
初始布局后多數單元在版面中心處堆疊，根據單元與固定點的連接關系，對單元進行分層處理，將這些堆疊的單元散開。如圖2所示，最外層邊框上有I/O點，首先將與I/O直接相連的單元移動到最外層；第二步，將與第一層的單元直接相連的單元移動至次外層；第三步，將與第二層的單元直接相連的單元移動至第三層圓角矩形的邊緣，依此進行迭代重復。最終使單元被均勻分布到設計版面上。
本算法描述如下：
（1）找到文件中的固定單元，形成一個單元集合i（i=0），此時設置一個level標記變量，置為0。（2）根據單元集合i（i=0）找到與它們直接相連的可移動的單元的集合i（i=1），level自加1。（3）修改矩陣中的值，將集合i中的可移動單元與固定單元的連接權重增加，計算求出結果，將坐標結果記錄，并將i中單元的移動狀態置為fixed。（4）level+1，根據集合i找到與之直接相連的可移動單元的集合，i+1，重復（3）。直到單元都為固定狀態時，結束。
3 算法結果分析
本文用C++進行算法實現，并在Intel Xeon3.0Hz CPU，6G內存的服務器上運行。分層之后的布局結果表明，迭代求解次數減少，在保證求解質量的前提下，提高了算法的效率。
4 結語
在這篇文章中，提出一種基于連接關系的總體布局算法，并通過大量實驗探索研究影響該算法結果的各個因子。通過大量實驗發現了該算法的有效性和合理性。
參考文獻
[1] 徐寧，洪先龍.超大規模集成電路物理設計理論與算法[M].北京：清華大學出版社，2009.
[2] C.Sechen and K.W.Lee， “An Improved Simulated Annealing Algorithm for Row-Based Placement”， In proceeding of International Desing Automation Conference[M].IEEE/ACM，1988：180-183.
【關鍵詞】無線電液控制；盾構管片拼裝機；無線通信技術
無線電液控制技術，結合了電液控制技術和無線通信技術的優點，可以廣泛應用于工程機械等領域，不但提高工程機械的自動化程度和可操作性，還改善了操作人員的工作環境，降低了由于視覺受限制所帶來的誤操作事故。在工程機械如建筑業、采礦業等行業得到了廣泛應用，加快了國家工業化的進程。[1]
一、無線電液控制技術基本原理
無線電液控制技術的基本工作原理：首先，無線電液控制系統將操作者或機器的控制指令進行數字化處理（包括對信號的濾波，A/D轉化等處理），變為易于處理的數字信號；其次，對數字指令信號進行編碼處理；再次，指令信號在經發射系統進行數字調制后，通過發射天線以無線電波的方式傳遞給遠處的接收系統。最后，接收系統通過接收天線把帶控制指令的無線電波接收下來，經過解調和解碼，轉換為控制指令，實現對各種類型閥的進行控制。
由于無線電液控制技術在工程機械領域占有重要地位，它也越來越受到各國的重視，都投入了很多的技術力量和資金進行研究開發。雖然紅外遙控也可以實現電液控制技術的遠程遙控，但是由于紅外遙控存在對工作背景要求高、能耗高、傳輸距離短（一般不會超過10米），且必需在同一直線上，中間不能有任何障礙物以及易受工業熱輻射影響等缺點，使得無線電液控制技術成為當前研究的主要方向。
二、無線電液控制技術的研究現狀及趨勢
（一）無線電液控制技術的研究現狀
最初，遙控電液控制系統都是采用有線遙控方式進行的。早在60年代初期，人們就能利用拖纜遙控裝置來控制液壓機械上的手動、電液多路閥，操作時通過拖纜遙控裝置上的雙向單軸搖桿輸出線性比例信號來控制電液比例多路閥，線控盒搖桿的信號完全能模擬液壓多路閥上手動拉桿的動作。雖然這種方式也可以使操作人員在作業區外對機械設備進行操作控制，但是由于控制信號在電纜線中的衰減，使得遙控的距離有限，同時由于電纜線的存在，影響了操作的靈活性，而且數米長的電纜經常是生產事故中的主要根源。[2]
隨著無線電技術的成熟，把無線電技術引入電液控制系統成為了可能。由于無線電液控制技術是通過無線電波來傳遞控制指令，完全消除了拖纜式遙控裝置所帶來的故障隱患。但是一開始的無線電液控制系統都只能發射簡單的指令，如：打開/關閉等指令。進入70年代后，隨著大規模集成電路及專用微處理器的出現，開發出了可靠性更高的手持式無線遙控系統。后來，隨著數字處理技術的快速發展，無線數字通信技術的日趨成熟，利用數字通信技術的抗干擾能力強、易于對數字信號進行各種處理等等的優點，使得遙控系統的抗干擾性能逐步提高，安全性能大大改善；與此同時，模擬集成電路設計的迅速發展，各種高精度的模擬/數字轉換器（A/D）和數字/模擬轉換器（D/A）的研制成功，并把他們應用到無線電液控制系統中，使得無線電液控制系統不但能夠傳輸開關信號，也能夠傳輸模擬控制量并且對控制指令有較高分辨能力，也就是說，無線電液控制系統不但能夠控制普通的電磁開關閥，而且能夠控制比例閥。
由于無線電液控制技術既有電液控制技術的優點，又有無線技術的優點，因此它有著很廣泛的應用，特別是在工程機械領域中。無線電液控制系統的典型應用場合如工業行車、汽車吊、隨車吊、混凝土泵(臂架)車、盾構掘進機的管片拼裝機等。
80年代初，美國KraftTeleRobtics和約翰·迪爾等公司，相繼開發出無線遙控系統，并應用于挖掘機中，成功推出遙控挖掘機。其中，比較典型的是約翰·迪爾公司的690CR型遙控挖掘機。
1983年，日本小松制作所研究開發了各種工作裝置的微動控制和復合動作的無線電操縱，并成功改裝PC200－2型液壓挖掘機。
1987年，德國HBC公司研制成功應用于工程機械領域的工業無線電遙控裝置。這種遙控裝置采用了先進的數字化通信技術，傳輸的比例控制信號安全、可靠和實用，并對發射的指令有很高的分辨率；在接收端使用模擬技術可以使執行機構的加速、減速動作與無線電遙控裝置發射器上的動作完全成比例，從而實現對執行機構的無級控制。利用它，結合電液比例伺服驅動機構、液壓比例多路閥和電液比例減壓閥及普通電磁控制開關閥，就可以實現工程機械的無線遙控。德國HBC無線電遙控系統采用的比例輸出信號（0－5V/10V、4－20mA、PWM0－2A）可與多個廠家電液多路閥信號匹配，可模擬手動操作方式達到與液壓控制系統互相間的協調。
與國外對無線電液控制技術的研究應用相比較，國內則相對比較晚，技術相對也落后一些。上海寶山鋼鐵公司于1997年引入HBC無線遙控系統、意大利FABERCOM的比例液壓伺服模塊，對黃河工程機械廠生產的ZY65型履帶式裝載機進行了遙控改造，使其成為一臺遙控裝載機。
（二）無線電液控制技術研究趨勢
隨著數字通信技術和超大規模集成電路的高速發展，把數字通信技術和高性能、高集成度的集成電路應用到無線電液控制技術中，使得無線電液控制器的性能更加完善，可靠性更加高。它們都推動著無線電液控制技術的發展，具體表現在以下幾個方面：（1）超大規模集成電路的飛速發展使無線電液控制器硬件電路的可靠性提高，同時為實現更強大的（下轉第152頁）（上接第193頁）功能提供了可能性；（2）數字通信技術提高了無線電液控制器的性能；（3）糾錯編碼技術提高了無線電液控制器的抗干擾能力。
三、無線電液控制技術在盾構管片拼裝機中的應用
盾構管片拼裝機是一六自由度機械手，由電液比例多路閥控制各個方向執行器動作，實現管片的拼裝。利用無線遙控系統控制電液比例多路閥的先導級就可以控制進入多路閥的流量。采用電液比例技術能提高管片機的拼裝速度，有效地降低工程造價。
四、結語
由于無線電液比例技術具有多方面的優點，在工程機械領域得到了廣泛的應用。將無線遙控技術應用于盾構管片拼裝機系統，將具有重要的工程應用意義。
【參考文獻】
[1]鄭貴源.無線遙控裝置在工業控制中的應用[J].機械與電子，1997，(2).
異丙醇作用：
1、作為有機原料和溶劑有著廣泛用途。作為化工原料，可生產丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙醇醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。在精細化工方面，可用于生產硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、三異丙醇鋁以及醫藥和農藥等。作為溶劑，可用于生產涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。還可用作防凍劑、清潔劑、調和汽油的添加劑、顏料生產的分散劑、印染工業的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等。用作膠黏劑的稀釋劑，還用于防凍劑、脫水劑等。
2、測定鋇、鈣、銅、鎂、鎳、鉀、鈉、鍶、亞硝酸、鈷等的試劑。色譜分析標準物。作為化工原料，可生產丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙醇醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。在精細化工方面，可用于生產硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、三異丙醇鋁以及醫藥和農藥等。作為溶劑，可用于生產涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。還可用作防凍劑、清潔劑、調和汽油的添加劑、顏料生產的分散劑、印染工業的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等。
3、用作油井水基壓裂液的消泡劑，空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。
4、異丙醇作為清洗去油劑，MOS級主要用于分立器件及中、大規模集成電路，BV-Ⅲ級主要用于超大規模集成電路工藝。
5、用于電子工業，可用作清洗去油劑。
6、用作膠黏劑的稀釋劑，棉籽油的萃取劑，硝基纖維素、橡膠、涂料、蟲膠、生物堿、油脂等的溶劑。還用于防凍劑、脫水劑、防腐劑、防霧劑、醫藥、農藥、香料、化妝品及有機合成等。
7、是工業上比較便宜的溶劑，用途廣，能和水自由混合，對親油性物質的溶解力比乙醇強。
（來源：文章屋網 ）
自從20世紀50代世界上第一臺數控機床問世至今已經歷50余年。數控機床經過了2個階段和6代的發展歷程。
第1階段是硬件數控(NC):第1代1952年的電子管;第2代1959年晶體管(分離元件);第3代1965年小規模集成電路;
第2階段是軟件數控(CNC):第4代1970年的小型計算機,中小規模集成電路;第5代1974年的微處理器,大規模集成電路。
2、數控(NC)階段(1952~1970年)
早期計算機的運算速度低,雖然對當時的科學計算和數據處理影響還不大,但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數字邏輯電路"搭"成一臺機床專用計算機作為數控系統,被稱為硬件連接數控(HARD-WIRED NC),簡稱為數控(NC)。隨著元器件的發展,這個階段歷經了三代,即1952年的第一代--電子管;1959年的第二代--晶體管;1965年的第三代--小規模集成電路。
常見的電子管是真空式電子管:不管是二極,三極還是更多電極的真空式電子管,它們都具有一個共同結構就是由抽成接近真空的玻璃(或金屬,陶瓷)外殼及封裝在殼里的燈絲,陰極和陽極組成。直熱式電子管的燈絲就是陰極,三極以上的多極管還有各種柵極。以電子管收音機為例,這種收音機普遍使用五六個電子管,輸出功率只有1瓦左右,而耗電卻要四五十瓦,功能也很有限。打開電源開關,要等1分多鐘才會慢慢地響起來。如果用于數控機床可想而知其耗電量、控制速度。
晶體管是用來控制電路中的電流的重要元件。1956年,晶體管是由貝爾實驗室發明的,榮獲諾貝爾物理學獎,創造了企業研發機構有史以來因技術發明而獲諾貝爾獎的先例,晶體管的發明對今后的技術革命和創新具有重要的啟示意義。晶體管的發明,終于使由玻璃封裝的、易碎的真空管有了替代物。同真空管相同的是,晶體管能放大微弱的電子信號;不同的是,它廉價、耐久、耗能小,并且幾乎能夠被制成無限小。
晶體管是現代科技史上最重要的發明之一,究其原因有三個方面。第一,它取代了電子管,成為電子技術的最基本元件,原因是性能好、體積小、可靠性大和壽命長。第二,它是微電子技術革命的發動者,而信息時代至今的發展就是由微電子技術、光子技術和網絡技術三次技術革命組成的,所以它的出現成為報曉信息時代的使者。第三,晶體管是集成電路和芯片的組成單元,也是光電器件和集成光路的基本組成單元,更是網絡技術的基礎,只不過光電子晶體管是微電子晶體管的演變或發展罷了。由于這三方面的原因,晶體管的發明在信息科技的迅速發展中起了決定性的重要作用,它的意義遠遠超出了一種元器件的發明范圍,而成為揭開現代技術新領域和變革幾乎各種技術基礎的關鍵。所以晶體管發明過程中的突出特點,對于其他科技的產生和發展有重要的參考和啟示意義。
小規模集成電路:晶體管誕生后,首先在電話設備和助聽器中使用.逐漸地,它在任何有插座或電池的東西中都能發揮作用了。將微型晶體管蝕刻在硅片上制成的集成電路,在20世紀50年展起來后,以芯片為主的電腦很快就進入了人們的辦公室和家庭。
3、計算機數控(CNC)階段(1970年~現在)
到1970年,通用小型計算機業已出現并成批生產。于是將它移植過來作為數控系統的核心部件,從此進入了計算機數控(CNC)階段(把計算機前面應有的"通用"兩個字省略了)。
到1971年,美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件--運算器和控制器,采用大規模集成電路技術集成在一塊芯片上,稱之為微處理器(MICROPROCESSOR),又可稱為中央處理單元(簡稱CPU)。
到1974年微處理器被應用于數控系統。這是因為小型計算機功能太強,控制一臺機床能力有富裕(故當時曾用于控制多臺機床,稱之為群控),不如采用微處理器經濟合理。而且當時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高,但可以通過多處理器結構來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件,故仍稱為計算機數控。
到了1990年,PC機(個人計算機,國內習慣稱微機)的性能已發展到很高的階段,可以滿足作為數控系統核心部件的要求。數控系統從此進入了基于PC的階段。最常用的形式:CNC嵌入PC型,在PC內部插入專用的CNC控制卡。
將計算機用于數控機床是數控機床史上的一個重要里程碑,因為它綜合了現代計算機技術、自動控制技術、傳感器技術及測量技術、機械制造技術等領域的最新成就,使機械加工技術達到了一個嶄新的水平。(隨著科技的發展晶體管的體積越來越小,已達到納米級。(1納米為1米的10億分之一),納米晶體管的出現將導致未來可以制造出更強勁的計算機芯片。把20納米的晶體管放進一片普通集成電路,形同一根頭發放在足球場的中央。現代微處理器包含上億的晶體管。
CNC與NC相比有許多優點,最重要的是:CNC的許多功能是由軟件實現的,可以通過軟件的變化來滿足被控機械設備的不同要求,從而實現數控功能的更改或擴展,為機床制造廠和數控用戶帶來了極大的方便。
