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(1)擴展和接口問題交通機電工程的外接設備非常多，需要很多的接口，當當前的系統(tǒng)需要拓展新的功能需求時(多個usb接口，網絡接口，串口和打印機接口)，很顯然，設備本身的接口滿足不了外接設備的需求，這時就必須要占用有限的設備插口，需要增加新的接口進行擴展，這樣就會增加設備成本，而且還會增加設備的耗電量。

(2)能耗及體積問題眾所周知，工業(yè)控制計算機設備耗電量比較大，對于電源的功率和穩(wěn)定性都要求非常的高。在全社會都在提倡環(huán)保節(jié)能的情況下，這種耗能大的設備顯然是不合適的。特別是當供電系統(tǒng)發(fā)生故障，電力供應中斷時，這時工業(yè)控制計算機設備耗能特別大的缺點就暴露無遺了。很難找到相應的高質量大功率的穩(wěn)定電源來供電，所以會導致公路交通機電系統(tǒng)的暫時癱瘓，這樣就影響到了整個高速公路的交通控制與管理，對整個高速公路上的交通秩序造成了很大的影響。再一個就是收費站崗亭的空間有限，當放上這么一個體積龐大的機器之后，里面的空間就更加的狹小，占用了放置其他重要物資的空間。

(3)使用壽命和環(huán)境問題工業(yè)控制計算機的受用壽命比較長，壽命長并不意味著機器能夠一直穩(wěn)定的工作。在工業(yè)控制計算機使用后期，機器的穩(wěn)定性和可靠性會大幅度降低，時常會出一些故障。工控機設備能夠適應各種各樣的環(huán)境，但是噪音比較嚴重，對環(huán)境會造成很大的噪聲污染，在環(huán)保越來越重要的今天，這是一個必須要考慮到的問題。

(4)建設及運營問題工業(yè)控制計算機是公路交通機電系統(tǒng)的核心，需要耗費大量的人力和時間進行安裝，勞動強度非常大，需要的投資比較大，而且建成后運營花費也比較高。

(5)后期維護問題經過對機器使用過程中使用規(guī)律的統(tǒng)計，隨著機器使用時間的延長，其維護費用也逐年的升高，而且維護費用增長速度越來越快，到了后期，維護費用就是一筆很大的支出。而且等到設備報廢之后需要巨大的投資來進行設備的更換。從以上幾點的分析可以看出，以工程控制計算機為核心的公路交通機電系統(tǒng)存在一些的問題，有一些明顯的缺點。上面所敘述的情況在一定程度上成為了交通控制與管理發(fā)展的瓶頸。在交通公路機電逐步走向信息化的今天，這些問題必須要進行解決。在設備更新換代時必須考慮到以上問題。迫切需要一些新的交通機電技術應用到公路交通控制與管理之中。以確保公路交通機電的發(fā)展與公路交通的發(fā)展相適應，提高道路的服務水平。

二.工控機在高速公路機電工程中的展望

因為以工程控制計算機為核心的道路機電系統(tǒng)存在的缺點，所以想要提高道路的服務水平，必須要應用新的技術進行道路機電工程的革新。嵌入式技術走進了公路交通工程技術人員的視線。嵌入式系統(tǒng)以應用為中心，技術基礎是現代計算機技術。與普通的工程控制計算機系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)具有以下特點：

(1)嵌入式系統(tǒng)的功耗比較低，體積要比工控機系統(tǒng)小很多，而且集成度很高，將原來的卡板功能集中在芯片之中，所以嵌入式系統(tǒng)體系非常小。而且功耗都比較低，而且便于移動，能夠聯網。

(2)嵌入式系統(tǒng)是將半導體技術、先進的計算機技術和電子技術與其他行業(yè)相結合制造出來的系統(tǒng)，是具有技術密集性、分散度比較高的集成系統(tǒng)。

(3)嵌入式系統(tǒng)深度結合了具體的應用，具有較強的應用性與市場競爭力，使用周期也比較長。

(4)嵌入式系統(tǒng)的軟件都是儲存在芯片之中的，不需要再從硬盤之中周轉，這樣就大大提高了系統(tǒng)的運行速度和系統(tǒng)的可靠性。

(5)嵌入式系統(tǒng)對于實時任務具有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應時間，從而使內部代碼和實時內核的執(zhí)行時間減少到最低限度。

(6)嵌入式微處理器的低功耗特點，尤其是用于便攜式的無線及移動通信設備中，在電池供電的嵌入式系統(tǒng)中，更顯示出它無與倫比的特色。綜上所述，嵌入式系統(tǒng)正以其穩(wěn)定、安全、可靠、體積小的特點，勢將在道路交通機電設備中得到廣泛應用。

三.總結

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【關鍵詞】PBL;紀錄片創(chuàng)作;課程教學;應用

“基于項目的學習”即Project-based Learning,簡稱PBL。PBL最早是在西方盛行的一種探究性學習模式。它的理論基礎可以追溯到建構主義學習理論、布魯納的發(fā)現學習理論和杜威的實用主義教育理論。PBL強調學習是探究,而不是填鴨式的說教。與傳統(tǒng)的接受性學習相比,PBL更注重培養(yǎng)學生的問題意識、批判性思維的習慣、獨立學習的能力以及團隊合作的品質。[1]近些年來,隨著我國基礎教育新課程改革的不斷深入,PBL在基礎教育中的應用越來越廣泛,但在當前的高等教育特別是研究生課程教學中,PBL的模式應用還較少,探索也比較少。本文作者將PBL學習模式嘗試性地應用到了我院研究生課程――“電視紀錄片創(chuàng)作”的課程教學中,最終取得了令人比較滿意的教學效果。

一 PBL引入研究生課程教學的意義

將PBL引入研究生的課程教學的意義,可以歸納為以下三個方面:

1有利于培養(yǎng)研究生“研究”的興趣?，F階段全社會都關注人才培養(yǎng),教育部相關文件將“創(chuàng)新型”和“個性化發(fā)展”作為高校人才培養(yǎng)的重要取向。研究生學習不僅僅涉及已有的和整理過的知識,更需要獨立地去從事“研究”。教學工作的目標則在于誘發(fā)學生“研究”的興趣。與傳統(tǒng)的接受性學習相比,PBL更注重培養(yǎng)學生的問題意識、批判性思維的習慣、獨立學習的能力以及團隊合作的品質,有利于培養(yǎng)研究生“研究”的興趣,培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

2有利于改革當前研究生課程教學。目前研究生課程,尤其是一些必修課程,基本上有兩類授課形式:一是仍然沿用傳統(tǒng)的教師為主的傳授教學,二是專題式研討。填鴨式教學的弊端不容分說,而在專題式研討的課堂上也很難見到嚴格意義上的研討,有時甚至看不到課程指導教師,唯一顯著的變化是由教師講變?yōu)閷W生講,但研討的效果令人質疑。PBL強調學習是探究,而不是填鴨式的說教。作為一種新的教學模式,可為研究生課程的教學改革提供良好的操作指導。

3 有利于培養(yǎng)研究生的多種素質和能力。把PBL運用于教學可以鍛煉學生的多種能力,如:①培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。做項目的過程就是在廣泛搜集前人經驗的基礎上構建自己的知識體系,而這一構建過程必定會帶有個人獨特的經驗體驗。②培養(yǎng)學生應用知識的能力。在項目實施過程中,學生會發(fā)現自己理解與運用知識之間的差距。這種感受將會刺激他們重溫概念資料,從而加強對知識的領會。③發(fā)展促進合作的能力。當今社會要處理的事務越來越復雜,與人合作的能力是我們必不可少的能力之一。④培養(yǎng)情感的能力。在多人參加的一個項目中,為使項目順利完成,并充分發(fā)揮每個人的作用,情感起著非常重要的作用。⑤發(fā)展自我學習的能力。由于知識的不斷更新,種種問題的不斷變化,我們需要不斷學習一系列技能以不被時代所淘汰。[2]

二 PBL在《電視紀錄片創(chuàng)作》課程教學中的實施步驟

基于項目的學習是一種新型教學模式,是一種革新傳統(tǒng)教學的新理念,這種模式強調的是以學生為中心,強調小組合作學習,要求學生對現實生活中的真實性問題進行探究。通常其流程或曰實施步驟分為選定項目、制定計劃、活動實施、成果交流和活動評價5個基本步驟(見圖1)。

圖1 PBL的實施步驟[3]

1 選定項目

項目的選擇很重要。這里的項目主要是指針對課程教學內容而設計的能由學生獨立完成,同時可收到良好教學效果的任務。研究生課程的項目應具有研究性、綜合性、實踐性等特征。因此,在確立項目時需要充分考慮以下兩個方面:一是項目選題本身應具有一定的研究意義及價值,能夠培養(yǎng)學生的研究能力;二是項目內容及成果應具有綜合性、實踐性等特征,能夠把教學內容的理論知識與實踐技能結合在一起。

表1 學習項目

“電視紀錄片創(chuàng)作”課程的核心任務是紀錄片作品創(chuàng)作,但決不能盲目地進行創(chuàng)作,在創(chuàng)作之前務必要在前人那里獲得足夠多的智慧、經驗甚至是靈感,而研讀經典理論、解讀經典作品是獲得這些智慧、經驗和靈感的最佳途徑。在“電視紀錄片創(chuàng)作”課程教學過程中,首先根據課程目標將課程內容劃分為經典紀錄片理論研讀、經典紀錄片作品解讀以及紀錄片作品創(chuàng)作三個模塊,每個模塊里均有若干個具體項目(見上表)供學生選擇。

2 制定計劃

計劃包括指導教師根據具體項目提出的指導性計劃和學生按照教師指導性計劃制定的個人或小組計劃。計劃的內容有學習、設計與制作時間的詳細安排以及項目活動形式及成果形式。我們在制定該課程上述項目的計劃時,將2007級影視藝術學方向的研究生同學分成了4個學習小組,前兩個項目模塊要求每個小組只選取一個具體項目且各小組不能重復選擇,第三個項目模塊的三個具體項目要求每個小組都要選。學生選定項目之后,教師根據課程學習的基本進度制定出指導性計劃(見表2)。

小組計劃都是在組長的組織下,按照教師指導性計劃,在小組成員共同分析項目需求的基礎上,討論協商確定的。計劃的內容主要包括由誰、在何時、做何工作等內容。

3 活動實施

活動實施階段是基于項目學習的主體,學生大部分知識內容的獲得和技能、技巧的掌握都是在此過程中完成。[4]我們在經典紀錄片理論研讀和經典紀錄片作品解讀兩個模塊中安排的系列學習活動,一方面要求各小組的同學利用書刊、網絡查找相關資料,獨立開展研究性學習,培養(yǎng)同學們的學術研究能力;另一方面教師要利用課堂教學環(huán)節(jié),講解一些基本的理論知識點,并與同學們一起觀摩和解讀一些片子。在課堂之外,同組同學之間、組與組之間需要廣泛地進行交流,開展協作學習,培養(yǎng)同學們的協作精神和協作能力,并對學習的結果按計劃進度在課堂上向老師進行匯報。通過前面兩個項目模塊的學習,學生可以形成有關電視紀錄片創(chuàng)作的基本理論和基本經驗,從而為第三個項目模塊順利開展奠定堅實的理論基礎。第三個項目模塊是整個課程的核心模塊,是學生在學習前兩個模塊的基礎上開展的創(chuàng)造性實踐活動。在紀錄片作品創(chuàng)作這一項目模塊的實施過程中,從選題到拍攝到剪輯,各小組幾乎都是在獨立開展活動,但在每一個具體的任務行將結束的時候,我們都會組織一次大型的學習和交流活動。比如在選題階段,各學習小組確立選題和創(chuàng)作方案之后,我們特別邀請了影視藝術學方向的研究生導師以及日照市廣播電視局科教頻道的幾位知名的紀錄片編導與學生一起,就選題的意義及價值、是否具有可拍性等問題開展了深入地交流和討論,最后確立了《老人•九連環(huán)》、《歸途》、《舞動的天使》、《騎行者》四個紀錄片選題。在拍攝階段,要求每組同學提交一份拍攝計劃表和人員分工安排表,由學院為他們統(tǒng)一提供拍攝用的器材和設備。在剪輯階段,學生利用非線性網絡編輯系統(tǒng)完成了四部紀錄片素材的采集、剪輯及音畫合成與作品輸出。

4 成果交流

項目完成以后,我們對不同的項目成果采取了不同的交流方式。對于項目模塊1和項目模塊2的學習成果,只通過教室進行課堂交流。對于項目模塊3的學習成果,將交流的空間從課堂內延伸到了課堂外。一方面,我們組織了曲阜師范大學首屆紀錄片展播活動,邀請日照市廣播電視局的專業(yè)人士及學院影視藝術學方向的導師及部分相關專業(yè)的大學生出席展播活動,并參與交流和討論;另一方面,將四部紀錄片作品郵寄給了“科訊杯”全國師范院校學生高清暨DV作品大賽組委會,通過網絡展播平臺以期取得更大范圍的學習和交流。

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5 活動評價

基于項目的學習與傳統(tǒng)教學模式的一個重要區(qū)別還在于學習評價。在這種教學模式中,評價要求由專家、老師、同伴以及學習者自己共同來完成。它不但要求對結果的評價,同時也強調對學習過程的評價,真正做到了定量評價和定性評價、形成性評價和終結性評價、對個人的評價和對小組的評價、自我評價和他人評價之間的良好結合。[5]通過評價,學生可以認識到自己的進步和不足,從而明確今后努力的方向。

令我們感到高興和欣慰的是,我們的四部紀錄片作品獲得了校內外收到廣泛認可和高度評價(見表3),尤其得到了“科訊杯”全國師范院校學生高清暨DV作品大賽組委會的青睞,四部作品全部獲獎,其中《老人•九連環(huán)》獲得一等獎,《歸途》和《舞動的天使》同獲二等獎,《騎行者》獲三等獎,紀錄片作品的獲獎率達到百分之百,這在歷屆參加“科訊杯”全國師范院校學生高清暨DV作品大賽的所有高校中是絕無僅有的。同樣,作品也得到了日照市廣播電視局科教頻道的認可和青睞,四部作品破例在科教頻道日照紀事欄目循環(huán)播出,在校內外的反響異常強烈。

三PBL在《電視紀錄片創(chuàng)作》課程教學中的實施效果

PBL模式應用在《電視紀錄片創(chuàng)作》課程教學中的效果得到了研究生同學的普遍認可,具體可歸納為以下四個方面:

1 PBL模式切實激發(fā)了研究生學習的興趣,提升了學習的質量。利用PBL模式開展教學,課堂氣氛明顯比傳統(tǒng)填鴨式的教學模式活躍,通常一堂課在不知不覺中度過,學生的學習興趣濃厚,自主學習積極性明顯提高,并且深化和延伸了課堂教學,大大提升了研究生學習的質量。

2 PBL模式符合研究生學習的特點和需求。研究生學習不同與本科階段的學習,研究生學習有其鮮明的特點,比如:學生的自由度較高,學術研討的氛圍較濃,強調學生的綜合能力和創(chuàng)新能力等。前文提到,PBL模式具有研究性、綜合性、實踐性等特征,因此非常符合研究生學習的特點和需求。實踐證明,將PBL模式應用在《電視紀錄片創(chuàng)作》課程教學中之后,極大地培養(yǎng)了研究生同學的自學能力、科研能力、分析問題和解決問題的能力以及與他人合作的能力。

3 PBL模式提高了研究生同學的綜合素質。將PBL模式應用于《電視紀錄片創(chuàng)作》課程教學中之后,培養(yǎng)了研究生自主學習的能力,思索、發(fā)現、創(chuàng)新的能力,他們真正學會了思考,有創(chuàng)新意識,能更好地解決工作中所遇到的問題,更重要的是,能更積極主動地學習新知識,跟上信息社會快速發(fā)展的步伐,真正做到終身學習。

4 PBL模式密切了師生關系以及生生關系。前文提到,基于項目的學習與傳統(tǒng)教學模式的一個重要區(qū)別還在于學習評價。在這種教學模式中,評價要求由專家、學者、老師、同伴以及學習者自己共同來完成。評價的過程實際上也是師生之間、生生之間交流的過程,學生可以在交流中得到新知或得到某些啟示,同時也密切了師生和生生間的關系。

四結語

綜上,基于項目的學習模式首次在影視藝術學方向的研究生課程――“電視紀錄片創(chuàng)作”教學中進行了應用并取得了可喜的成果。通過基于項目的學習,一方面學生獲得了大量學習資料和學習成果,另一方面培養(yǎng)了學生的研究能力、合作意識與能力以及獨立地、創(chuàng)造性地解決實際問題的能力。雖然項目學習耗時較長,特別是在作品拍攝和剪輯階段,指導教師和學生犧牲了很多課余時間,但這種學習過程本身對學生長遠發(fā)展的促進作用無疑是巨大而深遠的。

參考文獻

[1][2][3]郭莉,李興德,邵國平.基于項目的學習模式在研究生課堂教學中的應用研究[J].教育技術導刊,2007,(2):9-11.

[4][5]劉景福鐘志賢.基于項目的學習(PBL)模式研究[J].外國教育研究,2002,29(11):18-22.

The PBL Model’s Application in Course Teaching of TV Documentary Creation

ZHANG Wei-gang

(College of Information Technology and Communication, Qufu Normal University, Rizhao 276826, China)

Abstract: The PBL model’s application is paid more attention and becomes popular gradually in elementary education and vocational and technical education. It has been applied first in graduate student’s course teaching of TV documentary’s creation. Students must suggest scheme and realize it by themselves. They must grasp knowledge and technical ability in personal experience by reading classic document, understanding and explaining classic TV documentary films and creating TV documentary films.

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【關鍵詞】集成電路 現狀 發(fā)展趨勢

目前，隨著信息技術水平的逐漸提高，集成電路產業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，集成電路是信息產業(yè)發(fā)展的基本保證，在市場經濟愈加激烈的環(huán)境中，集成電路對國家、社會、企業(yè)都有著巨大的影響。文中將分析集成電路的現狀及其發(fā)展趨勢，旨在促進集成電路的進一步發(fā)展。

1 集成電路的現狀

集成電路發(fā)展起步較早，發(fā)展時間較長，通過不斷的研發(fā)、引進與創(chuàng)新，其發(fā)展速度不僅逐步加快，其生產規(guī)模也在不斷擴大。通過對集成電路的持續(xù)研究，實現了對其的全面了解與掌握，隨著信息技術的提高，集成電路各種工藝技術在整機中得到了廣泛的運用，而這主要得益于其具備批量大、成本低、可靠性強等特點。集成電路保證著信息產業(yè)的發(fā)展，其中對電子信息產業(yè)發(fā)展起到的積極影響最為突出。同時，集成電路受到市場與技術的影響，其產業(yè)結構在逐漸調整，但是其調整需要根據整機和系統(tǒng)應用的現狀及發(fā)展需求來進行，只有這樣，才能獲得廣闊的市場，進而實現其價值。

集成電路中單片系統(tǒng)集成芯片的特征尺寸在不斷縮小、芯片的集成度在逐漸提升，工作電壓在逐漸降低，集成電路的優(yōu)勢更加顯著，主要表現在高集成度、低耗、高頻等方面；同時，集成電路的工藝技術也在發(fā)展，其中超微細圖形曝光技術得到了廣泛的應用，促使IC制造設備及其加工系統(tǒng)實現了自動化與智能化。集成電路在設計過程中，最為重視的便是其系統(tǒng)設計、軟硬件協同設計、先進的設計語言、設計流程，設計的低耗、可靠性等。為了促使集成電路形成完整的系統(tǒng)，實現了對各種技術的兼容，包括對數字電路與存儲器的兼容、高低壓的兼容以及高低頻的兼容等。

集成電路的發(fā)展有著深遠的影響，能夠促進經濟的持續(xù)發(fā)展。而電子產品的快速發(fā)展，使人們對電子產品的需求得到了滿足；并且集成電路促進了通信的發(fā)展，進而給人們的生活帶來了巨大的改變，人們的工作與學習都因此發(fā)生了較為明顯的變化，具體表現在工作效率得以提高、學習方式得以豐富上；在信息技術的帶動下，集成電路得以發(fā)展，滿足了企業(yè)的需求，促進了企業(yè)綜合競爭力的提高，使企業(yè)能夠在激烈的市場競爭環(huán)境中有所發(fā)展，并在全球化、一體化的世界經濟環(huán)境中，不斷進步。集成電路的發(fā)展與應用影響著全球的經濟，促進了區(qū)域經濟的發(fā)展，推動了中國經濟的快速增長。

2 集成電路的發(fā)展趨勢

在信息技術高速發(fā)展的時代，集成電路也在不斷發(fā)展，不僅其各種技術逐漸發(fā)展成熟，其各個領域的應用也在不斷擴展，集成電路發(fā)展的目標是為了實現高頻、高速、高集成和多功能、低消耗，其發(fā)展趨勢呈現出愈加小型化、兼容化的特征。下文將闡述集成電路的發(fā)展趨勢，主要表現在以下幾方面：

2.1 器件的特征尺寸繼續(xù)縮小

集成電路的特征尺寸一直按照摩爾定律在發(fā)展，集成電路的更新時間普遍為兩年左右，隨著集成電路的發(fā)展，依照此定律，集成電路的器件將逐漸進入納米時代。相信，隨著科學技術水平的逐漸提高，集成電路在新技術的帶動下，其芯片的集成度將逐漸提升，其特征尺寸也將持續(xù)縮小。

在激烈的市場競爭環(huán)境中，要不斷提高集成電路產品的性價比，才能獲得綜合的競爭優(yōu)勢，集成電路的高度集成與縮小的特征尺寸，提高了其性價比，促進了集成電路的持續(xù)發(fā)展。集成電路的特征尺寸已經接近其物理極限，但隨著加工技術不斷提升，市場競爭壓力不斷增加，集成電路的技術將有所發(fā)展，在其微細化方向有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。同時，隨著IC技術及其設計水平的提升，集成電路的發(fā)展規(guī)模也在不斷擴大，并且集成技術愈加復雜，而這則使得集成電路的存儲量不斷增加，并且其反應與傳輸速率都在提升。

2.2 結合其他學科，促進新技術、新產業(yè)的形成

集成電路積極與其它學科進行結合，進而形成新的技術、產業(yè)、專業(yè)，改變著傳統(tǒng)的格局，使其逐漸融合，促使集成電路的片上系統(tǒng)愈加復雜。片上系統(tǒng)在不斷發(fā)展，并得到了廣泛的關注，對其研究也在逐漸深入，從而促進了其快速的發(fā)展與運用。片上系統(tǒng)技術的應用，對移動通信、電視及網絡有著深遠的影響，其發(fā)展前景十分廣闊。

2.3 集成電路的材料、結構與器件等快速更新

集成電路在發(fā)展過程中，其材料、結構與器件等在不斷更新，其中新材料絕緣體上硅具有眾多的優(yōu)點，如：高度、低耗以及抗輻射等，在不同的領域均可以應用，發(fā)展空間十分廣闊；其中Si異質結構器件也具有高速的優(yōu)點，同時由于其具有較高的性價比，其應用較為廣泛。集成電路的其他新材料、新結構與新器件等都普遍具有高速、低耗、抗輻射、耐溫等特點，我們可以預見，集成電路的應用前景將越來越好。

2.4 集成電路的系統(tǒng)集成芯片

集成電路的技術在不斷發(fā)展，其可以通過將電子系統(tǒng)集成在一個微小芯片上，進而實現對信息的加工和處理。片上系統(tǒng)屬于系統(tǒng)集成電路，而將集成電路的數字電路、存儲器等集成在一個芯片上，將形成更加完整的系統(tǒng)。

3 總結

綜上所述，隨著信息技術的持續(xù)發(fā)展，集成電路因其自身的優(yōu)勢得到了廣泛的研究與運用，其發(fā)展速度是驚人的，目前，集成電路受到諸多因素的影響，其發(fā)展受到制約，但隨著其整體尺寸的逐漸縮小及其材料、結構與器件等的快速更新，集成電路將得到進一步的發(fā)展，并進一步促進各個領域的自動化與智能化。

參考文獻

[1]閔昊.中國集成電路的現狀和發(fā)展趨勢初析[J].電子技術，2011，12（01）：5-6.

[2]王永剛.集成電路的發(fā)展趨勢和關鍵技術[J].電子元器件應用，2009，1（01）：70-72.

[3]張巍，徐武明.國內集成電路產業(yè)特點、問題、趨勢及建議[N].江承德民族師專學報，2011，5（02）：9-10.

作者簡介

鐘文瀚（1986-），男，湖南省冷水江市人。2012年畢業(yè)于廣西大學控制理論與控制工程專業(yè)，碩士學位?，F為國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心實習研究員。研究方向為自動控制。

篇4

一、集成電路布圖設計的概念

集成電路的布圖設計是指一種體現了集成電路中各種電子元件的配置方式的圖形。集成  電路的設計過程通常分為兩個部分：版圖設計和工藝。所謂版圖設計是將電子線路中的各個  元器件及其相互連線轉化為一層或多層的平面圖形，將這些多層圖形按一定的順序逐次排列  構成三維圖形結構；這種圖形結構即為布圖設計。制造集成電路就是把這種圖形結構通過特  定的工藝方法，“固化”在硅片之中，使之實現一定的電子功能。所以，集成電路是根據要實現的功能而設計的。不同的功能對應不同的布圖設計。從這個意義上說，對布圖設計的保護也就實現了對集成電路的保護。

集成電路作為一種工業(yè)產品，應當受到專利法的保護。但是，人們在實踐中發(fā)現，由于集成電路本身的特性，大部分集成電路產品不能達到專利法所要求的創(chuàng)造性高度，所以得不到專利法的保護。于是，在一九七九年，美國眾議院議員愛德華（Edward）首次提出了以著作權法來保護集成電路的議案。但由于依照著們法將禁止以任何方式復制他人作品，這樣實施  反向工程也將成為非法，因此，這一議案在當時被議會否決。盡管如此，它對后來集成電路保護的立法仍然有著重要意義，因為它提出了以保護布圖設計的方式來保護集成電路的思想；在這基礎上，美國于1984年頒布了《半導體芯。片保護法》；世界知識產權組織曾多次召集專家會議和政府間外交會議研究集成電路保護問題，逐漸形成了以保護布圖設計方式實現對集成電路保護的一致觀點，終于在一九八九年締結了《關于保護集成電路知識產權條約》。在此期間，其他一些國家頒布的集成電路保護法都采用了這一方式。

雖然世界各國的立法均通過保護布圖設計來保護集成電路，但關于布圖設計的名稱卻各不相同。美國在它的《半導體芯片保護法，）中稱之為“掩模作品”（maskwork）；在日本的《半導體集成電路布局法》中稱之為“線路布局”（cir— cuitlayout）；而歐共體及其成員國在其立法中稱布圖設計為“形貌結構”（topography）；世界知識產權組織在《關于集成電路知識產權條約》中將其定名為布圖設計。筆者以為，在這所有的名稱中以“布圖設計”一詞為最佳?！把谀Ｗ髌贰币辉~取意于集成電路生產中的掩模。“掩模作品”一詞已有過時落后之嫌，而“線路布局”一詞又難免與電子線路中印刷線路版的布線、設計混淆?！靶蚊步Y構”一詞原意為地貌、地形，并非電子學術語。相比之下，還是世界知識產權組織采用的“布圖設計”一詞較為妥當。它不僅避免了其他名詞的缺陷，同時這一名詞本身已在產業(yè)界及有關學術界廣泛使用?！吨袊蟀倏迫珪分幸嘤小安紙D設計”的專門詞條‘

二、布圖設計的特征

布圖設計有著與其他客體相同的共性，同時也存在著自己所特有的個性。下面將分別加以論述。

1.集成電路布圖設計具有無形性

無形性是各種知識產權客體的基本特性，，因此也是布圖設計作為知識產權客體的必要條件。布圖設計是集成電路中所有元器件的配置方式，這種“配置方式”本身是抽象的、無形的，它沒有具體的形體，是以一種信息狀態(tài)存在于世的，不象其他有形物體占據一定空間。

布圖設計本身是無形的，但是當它附著在一定的載體上時，就可以為人所感知。前面提到布圖設計在集成電路芯片中表現為一定的圖形，這種圖形是可見的。同樣，在掩模版上布圖設計也是以圖形方式存在的。計算機輔助設計技術的發(fā)展，使得布圖設計可以數據代碼的方式存儲在磁盤或磁帶中。在計算機控制的離子注入機或者電子束曝光裝置中，布圖設計也是以一系列的代碼方式存在。人們可通過一定方式感知這些代碼信息。布圖設計是無形的，但是其載體，如掩模版、磁帶或磁盤等等卻可以是有形的。

2.布圖設計具有可復制性

通常，我們說著作權客體具有可復制性，布圖設計同樣也具有著作權客體的這一特征。當載體為掩模版時，布圖設計以圖形方式存在。這時，只需對全套掩模版加以翻拍，即可復制出全部的布圖設計。當布圖設計以磁盤或磁帶為載體時，同樣可以用通常的磁帶或磁盤拷貝方法復制布圖設計。當布圖設計被“固化”到已制成的集成電路產品之中時，復制過程相對復雜一些。復制者首先需要去除集成電路的外封裝；再去掉芯片表面的鈍化層；然后采用不同的腐蝕液逐層剝蝕芯片，并隨時拍下各層圖形的照片，經過一定處理后便可獲得這種集成電路的全部布圖設計。這種從集成電路成品著手，利用特殊技術手段了解集成電路功能、設計特點，獲得其布圖設計的方法被稱為“反向工程”。

在集成電路產業(yè)中，這種反向工程被世界各國的廠商廣泛采用。集成電路作為現代信息工業(yè)的基礎產品，已滲透到電子工業(yè)的各個領域，其通用性或兼容性對技術的發(fā)展有著非常重要的意義。因此，而反向工程為生產廠商了解其他廠商的產品狀況提供了可能。如果實施反向工程不是單純地為復制他人布圖設計以便仿制他人產品，而是通過反向工程方法了解他人品功能、參數等特性，以便設計出與之兼容的其他電路產品，或者在別人設計的基礎上加以改進，制造出更先進的集成電路，都應當認為是合理的。著作權法中有合理使用的規(guī)定，但這種反向工程的特許還不完全等同于合理使用。比如，合理使用一般只限于復制原作的一部分，而這里的反向工程則可能復制全套布圖設計。改編權是著作權的權能之一，他人未經著作權人同意而擅自修改其作品的行為是侵權行為，但這里對原布圖設計的改進則不應視為侵權。

綜之，無論何種載體，布圖設計是具有可復制性的。

3.布圖設計的表觀形式具有非任意性著作權客體的表現形式一般是沒有限制的。同一思想，作者可隨意采取各種形式來表達，因此著作權法對其表現形式的保護并不會導致對思想的壟斷。布圖設計雖然在集成電路芯片中或掩模版上以圖形的方式存在，具備著作權客體的外在特性，但是其表現形式因受諸多客觀因素的限制，卻是有限的或者非任意的。

首先，布圖設計圖形的形狀及其大小受著集成電路參數要求的限制。如果要求集成電路  具有較高的擊穿電壓，設計人在完成布圖設計時就必須將晶體管的基區(qū)圖形設計為圓形，以  克服結面曲率半徑較小處電場過于集中的影響。對于用于功率放大的集成電路，其功放管圖  形的面積必須較大，使之得以承受大電流的沖擊。

其次，布圖設計還受著生產工藝水平的限制。為了提高集成電路的集成度或者追求高頻 特性，常常需將集成電路中各元件的面積減小。這樣，布圖設計的線條寬度也相對較細。目前國。外已達到亞微米的數量級。但如果將線條設計得太細，以致工藝難度太大將會大大地降低集成電路成品率和可靠性，這是極不經濟的；同樣地，如果一味，地追求功率參數，將芯片面積增大，也會降低集成電路的成品率。

此外，布圖設計還受著一些物理定律以及材料類及其特性等多種因素的限制。比如，晶體管可能因為基區(qū)自偏壓效應而導致發(fā)射極間的電位不等。為克服基區(qū)自偏壓效應，則需在加上均壓圖形。

雖然從理論上講，突破這些限制條件的圖形也可以受到著作權的保護，但由于布圖設計的價值僅僅體現在工業(yè)生產中，所以對那些完全沒有實用價值的、由設計人自由揮灑出來的所謂“布圖設計”實施保護是沒有任何意義的。這些圖形不是真正意義上的布圖設計，稱其為一種“抽象作品”或許更為恰當。布圖設計在表現形式的有限性方面，與工業(yè)產權客體相似。

三、布圖設計權的特性

從上面的分析可知，集成電路布圖設計有其自身的特征，并同時兼?zhèn)渲鳈嗫腕w和工業(yè)產權客體的特性。在立法保護布圖設計、規(guī)定創(chuàng)作人的布圖設計權時，應當考慮這一特點。

首先，布圖設計權應具備知識產權的共同特性，即專有性；時間性和地域性。布圖設計具有無形性，同一布圖設計可能同時為多數人占有或使用。為保障布圖設計創(chuàng)作人的利益，布圖設計權應當是一項專有權利。另一方面，布圖設計的價值畢竟是通過其工業(yè)應用才得以實現。僅就一特定的布圖設計而言，使用它的人越多，為社會創(chuàng)造的價值就越大。如果布圖設計權在時間上是無限的，則不利于充分發(fā)揮其對社會的作用，也不利于集成電路技術的發(fā)展。所以布圖設計權應有一定時間期限。當然，對時間期限的具體規(guī)定應當既考慮公共利益，又照顧到創(chuàng)作人的個人權益。只有找到二者的平衡點，才是利益分配的最佳狀態(tài)。地域性作為知識產權的共性之一，同樣為布圖設計權所具備，在世界知識產權組織的《關于集成電路的知識產權條約》第三條；第四條和第五條的內容都涉地域問題，這實際上肯定了布圖設計權的地域性。

其次，布圖設計權還具有其獨特的個性。下面將其分別與著作權和工業(yè)產權相對照，從而分析其特點。

1.布圖設計權的產生方式與著作權不同，只有在履行一定的法律程序后才能產生。集成電路作為一種工業(yè)產品，一旦投放市場將被應用于各個領域，性能優(yōu)良的集成電路可能會因其商業(yè)價值引來一些不法廠商的仿冒。另一方面，由于集成電路布圖設計受到諸多因素的限  制，其表現形式是有限的，這就可能存在不同人完全獨立地設計出具有相同實質性特點的布圖設計的情況。這就是說，布圖設計具有一定的客觀自然屬性，其人身性遠不及普通著作權客體那樣強。所以法律在規(guī)定布圖設計權的產生時，必須對權利產生方式作出專門規(guī)定，否則便無法確認布圖設計在原創(chuàng)人和仿冒人之間，以及不同的獨立原創(chuàng)人之間的權利歸屬。

2.布圖設計權中的復制權，與著作權中的復制權相比，受到更多的限制。翻開各國集成電路技術的發(fā)展史，反向工程在技術的發(fā)展中有著不可取代的作用。如果照搬著作權法中關于復制權地規(guī)定，實施反向工程將被認為是侵權行為。為了電子工業(yè)和集成電路技術的發(fā)展，應當對復制權加以一定的限制，允許在一定條件下或合理范圍內實施反向工程，美國《半導體芯片保護法》第906條第一款中規(guī)定，“僅為了教學、分析或評價掩模作品中的概念或技術，或掩模作品中所采用的電路、邏輯流和圖及元件的布局而復制該掩模作品者”；或進行上述的“分析或評價，以便將這些工作的結果用于為銷售而制造的具有原創(chuàng)性的掩模作品之中者”均不構成侵犯掩模作品專有權。與此相反，單純地為復制布圖設計而實施反向工程仍為侵權。反向工程是對復制權的一種限制。

3.與工業(yè)產權相比，布圖設計權產生的實質性條件也有所不同。專利法中“創(chuàng)造性”條件要求申請專利的技術方案具備“實質性特點”，而大多數集成電路達不到這一要求。比如，在設計專用集成電路時，常將一些已為人所熟知的單元電路加以組合，這種拼揍而成的集成電路大多難以滿足專利法的創(chuàng)造性要求，這使得大量集成電路得不到專利法的保護，這正是傳統(tǒng)專利制度與集成電路這一新型客體之間不協調的一面。所以集成電路保護法在創(chuàng)造性方面的要求不應象專利法要要求那么嚴，但也不能象著作權法完全不要求任何創(chuàng)造高度要求，因為布圖設計的價值畢竟體現在工業(yè)應用上。

篇5

關鍵詞：集成電路專業(yè)；實踐技能；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼： A 文章編號：1002-0845（2012）09-0102-02

集成電路產業(yè)是關系到國家經濟建設、社會發(fā)展和國家安全的新戰(zhàn)略性產業(yè)，是國家核心競爭力的重要體現?！秶窠洕蜕鐣l(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術產業(yè)的重點發(fā)展方向之一。

信息技術產業(yè)的特點決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應該具有很高的工程素質和實踐能力。然而，目前很多應屆畢業(yè)生實踐技能較弱，走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設計的能力。其主要原因是一些高校對集成電路專業(yè)實踐教學的重視程度不夠，技能培養(yǎng)目標和內容不明確，導致培養(yǎng)學生實踐技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加強集成電路專業(yè)對學生實踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現實意義。

一、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的目標

集成電路專業(yè)是一門多學科交叉、高技術密集的學科，工程性和實踐性非常強。其人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數字電路、信號處理和計算機等相關基礎知識，以及集成電路制造的整個工藝流程，掌握集成電路設計基本理論和基本設計方法，掌握常用集成電路設計軟件工具，具有集成電路設計、驗證、測試及電子系統(tǒng)開發(fā)能力，能夠從事相關領域前沿技術工作的應用型高級技術人才。

根據集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，我們明確了集成電路專業(yè)的核心專業(yè)能力為：模擬集成電路設計、數字集成電路設計、射頻集成電路設計以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)四個方面。圍繞這四個方面的核心能力，集成電路專業(yè)人才實踐技能培養(yǎng)的主要目標應確定為：掌握常用集成電路設計軟件工具，具備模擬集成電路設計能力、數字集成電路設計能力、射頻集成電路設計能力、集成電路版圖設計能力以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。

二、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的內容

1.電子線路應用模塊。主要培養(yǎng)學生具有模擬電路、數字電路和信號處理等方面的應用能力。其課程主要包含模擬電路、數字電路、電路分析、模擬電路實驗、數字電路實驗以及電路分析實驗等。

2.嵌入式系統(tǒng)設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應用領域的前沿知識，具備能夠從事面向應用的嵌入式系統(tǒng)設計能力。其課程主要有C語言程序設計、單片機原理、單片機實訓、傳感器原理、傳感器接口電路設計、FPGA原理與應用及SOPC系統(tǒng)設計等。

3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學生熟悉半導體集成電路制造工藝流程，掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法，具備一定的集成電路版圖設計能力。其課程主要包含半導體物理、半導體材料、集成電路專業(yè)實驗、集成電路工藝實驗和集成電路版圖設計等。

4.模擬集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握CMOS模擬集成電路設計原理與設計方法，熟悉模擬集成電路設計流程，熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設計的能力。其課程主要包含模擬電路、半導體物理、CMOS模擬集成電路設計、集成電路CAD設計、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設計方法和混合集成電路設計等。此外，還包括Synopsis認證培訓相關課程。

5.數字集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握數字集成電路設計原理與設計方法，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事數字集成電路設計的能力。其課程主要包含數字電路、數字集成電路設計、硬件描述語言、VLSI測試技術、ASIC設計綜合和時序分析等。

6.射頻集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握射頻集成電路設計原理與設計方法，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設計的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設計、電磁場技術、電磁場與

天線和通訊原理等。

在實踐教學內容的設置、安排上要符合認識規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學生的理論知識基礎與基本技能的訓練，既要有利于啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維與意識，有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新進取的科學精神，有利于激發(fā)學生的學習興趣，又要保證基礎，注重發(fā)揮學生主觀能動性，強化綜合和創(chuàng)新。因此，在集成電路專業(yè)的實驗教學安排上，應減少緊隨理論課開設的驗證性實驗內容比例，增加綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗的內容，使學有余力的學生能發(fā)揮潛能，有利于因材施教。

三、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的策略

1.改善實驗教學條件，提高實驗教學效果。學校應抓住教育部本科教學水平評估的機會，加大對實驗室建設的經費投入，加大實驗室軟、硬件建設力度。同時加強實驗室制度建設，制訂修改實驗教學文件，修訂完善實驗教學大綱，加強對實驗教學的管理和指導。

2.改進實驗教學方法，豐富實驗教學手段。應以學生為主體，以教師為主導，積極改進實驗教學方法，科學安排課程實驗，合理設計實驗內容，給學生充分的自由空間，引導學生獨立思考應該怎樣做，使實驗成為可以激發(fā)學生理論聯系實際的結合點，為學生創(chuàng)新提供條件。應注重利用多媒體技術來豐富和優(yōu)化實驗教學手段，如借助實驗輔助教學平臺，利用仿真技術，加強新技術在實驗中的應用，使學生增加對實驗的興趣。

3.加強師資隊伍建設，確保實驗教學質量。高水平的實驗師資隊伍，是確保實驗教學質量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關鍵。應制定完善的有利于實驗師資隊伍建設的制度，對實驗師資隊伍的人員數量編制、年齡結構、學歷結構和職稱結構進行規(guī)劃，從職稱、待遇等方面對實驗師資隊伍予以傾斜，保證實驗師資隊伍的穩(wěn)定和發(fā)展。

4.保障實習基地建設，增加就業(yè)競爭能力。開展校內外實習是提高學生實踐技能的重要手段。

實習基地是學生獲取科學知識、提高實踐技能的重要場所，對集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學校應積極聯系那些具有一定實力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè)，給能夠提供實習場所并愿意支持學校完成實習任務的單位掛實習基地牌匾。另外，可以把企業(yè)請進來，聯合構建集成電路專業(yè)校內實踐基地，把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來，實現在校教育與產業(yè)需求的無縫聯接。

5.重視畢業(yè)設計，全面提升學生的綜合應用能力。畢業(yè)設計是集成電路專業(yè)教學中最重要的一個綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設計工作一般都被安排在最后一個學期，此時學生面臨找工作和準備考研復試的問題，畢業(yè)設計的時間和質量有時很難保證。為了進一步加強實踐環(huán)節(jié)的教學，應讓學生從大學四年級上半學期就開始畢業(yè)設計，因為那時學生已經完成基礎課程和專業(yè)基礎課程的學習，部分完成專業(yè)課程的學習，而專業(yè)課教師往往就是學生畢業(yè)設計的指導教師，在此時進行畢業(yè)設計，一方面可以和專業(yè)課學習緊密結合起來，另一方面便于指導教師加強對學生的教育和督促。

選題是畢業(yè)設計中非常關鍵的環(huán)節(jié)，通過選題來確定畢業(yè)設計的方向和主要內容，是做好畢業(yè)設計的基礎，決定著畢業(yè)設計的效果。因此教師對畢業(yè)設計的指導應從幫助學生選好設計題目開始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設計的選題要符合本學科研究和發(fā)展的方向，在選題過程中要注重培養(yǎng)學生綜合分析和解決問題的能力。在畢業(yè)設計的過程中，可以讓學生們適當地參與教師的科研活動，以激發(fā)其專業(yè)課學習的熱情，在科研實踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識，提高實踐能力。

6.全面考核評價，科學檢驗技能培養(yǎng)的效果。實踐技能考核是檢驗實踐培訓效果的重要手段。相比理論教學的考核，實踐教學的考核標準不易把握，操作困難，因此各高校普遍缺乏對實踐教學的考核，影響了實踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學生的實踐技能培養(yǎng)貫穿于大學四年，每個培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應進行科學的考核，既要加強實驗教學的考核，也要加強畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)的考核。

對實驗教學考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實驗教學進行過程中進行的質量監(jiān)控，教師要對學生在實驗過程中的操作表現、學術態(tài)度以及參與程度等進行評價；事后考核是指實驗結束后要對學生提交的實驗報告進行評價。這兩部分構成實驗課考核成績，并于期末計入課程總成績。這樣做使得學生對實驗課的重視程度大大提高，能夠有效地提高實驗課效果。此外，還可將學生結合教師的科研開展實驗的情況計入實驗考核。

7.借助學科競賽，培養(yǎng)團隊協作意識和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實際問題的能力設計的、以學生為參賽主體的比賽。學科競賽能夠在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上，以競賽的方式培養(yǎng)學生的綜合能力，引導學生通過完成競賽任務來發(fā)現問題、解決問題，并增強學生的學習興趣及研究的主動性，培養(yǎng)學生的團隊協作意識和創(chuàng)新精神。

在參加競賽的整個過程中，學生不僅需要對學習過的若干門專業(yè)課程進行回顧，靈活運用，還要查閱資料、搜集信息，自主提出設計思想和解決問題的辦法，既檢驗了學生的專業(yè)知識，又促使學生主動地學習，最終使學生的動手能力、自學能力、科學思維能力和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學生在參賽過程中運用所學知識的能力，認真總結參賽經驗，分析由此暴露出的相關教學環(huán)節(jié)的問題和不足，能夠相應地改進教學方法與內容，有利于提高技能教學的有效性。

此外，還應鼓勵學生積極申報校內的創(chuàng)新實驗室項目和實驗室開放基金項目，通過這些項目的研究可以極大地提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]袁穎，等.依托專業(yè)特色，培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J]. 電子世界，2012（1）.

[2]袁穎，等.集成電路設計實踐教學課程體系的研究[J]. 實驗技術與管理，2009（6）.

[3]李山，等.以新理念完善工程應用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式[J]. 高教研究與實踐，2011（1）.

[4]劉勝輝，等.集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實踐[J]. 計算機教育，2008（22）.

篇6

關鍵詞：集成電路設計；版圖；CMOS

作者簡介：毛劍波（1970-），男，江蘇句容人，合肥工業(yè)大學電子科學與應用物理學院，副教授；汪濤（1981-），男，河南商城人，合肥工業(yè)大學電子科學與應用物理學院，講師。（安徽?合肥?230009）

基金項目：本文系安徽省高校教研項目（項目編號：20100115）、省級特色專業(yè)項目（項目編號：20100062）的研究成果。

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0052-02

集成電路（Integrated Circuit）產業(yè)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(yè)，是關系國民經濟和社會發(fā)展全局的基礎性、先導性和戰(zhàn)略性產業(yè)，是新一代信息技術產業(yè)發(fā)展的核心和關鍵，對其他產業(yè)的發(fā)展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發(fā)展，我國集成電路產業(yè)已初步形成了設計、芯片制造和封測三業(yè)并舉的發(fā)展格局，產業(yè)鏈基本形成。但與國際先進水平相比，我國集成電路產業(yè)還存在發(fā)展基礎較為薄弱、企業(yè)科技創(chuàng)新和自我發(fā)展能力不強、應用開發(fā)水平急待提高、產業(yè)鏈有待完善等問題。在集成電路產業(yè)中，集成電路設計是整個產業(yè)的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業(yè)的發(fā)展遠滯后于計算機與通信產業(yè)，集成電路設計人才嚴重匱乏，已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，培養(yǎng)大量高水平的集成電路設計人才，是當前集成電路產業(yè)發(fā)展中一個亟待解決的問題，也是高校微電子等相關專業(yè)改革和發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。[1-4]

一、集成電路版圖設計軟件平臺

為了滿足新形勢下集成電路人才培養(yǎng)和科學研究的需要，合肥工業(yè)大學（以下簡稱“我?！保?005年起借助于大學計劃，和美國Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、華大電子等公司合作建立了EDA實驗室，配備了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni設計系統(tǒng)等EDA軟件。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程，如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規(guī)模集成電路設計、ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂，注意相關課程之間相互銜接，關鍵內容不遺漏，突出集成電路設計能力的培養(yǎng)，通過對課程內容的精選、重組和充實，結合實驗教學環(huán)節(jié)的開展，構成了系統(tǒng)的集成電路設計教學過程。[5，6]

集成電路設計從實現方法上可以分為三種：全定制（full custom）、半定制（Semi-custom）和基于FPGA/CPLD可編程器件設計。全定制集成電路設計，特別是其后端的版圖設計，涵蓋了微電子學、電路理論、計算機圖形學等諸多學科的基礎理論，這是微電子學專業(yè)的辦學重要特色和人才培養(yǎng)重點方向，目的是給本科專業(yè)學生打下堅實的設計理論基礎。

在集成電路版圖設計的教學中，采用的是中電華大電子設計公司設計開發(fā)的九天EDA軟件系統(tǒng)（Zeni EDA System），這是中國唯一的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統(tǒng)兼容，支持百萬門級的集成電路設計規(guī)模，可進行國際通用的標準數據格式轉換，它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優(yōu)，已經在商業(yè)化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用，特別是在模擬和高速集成電路的設計中發(fā)揮了強大的功能，并成功開發(fā)出了許多實用的集成電路芯片。

九天EDA軟件系統(tǒng)包括ZeniDM（Design Management）設計管理器，ZeniSE（Schematic Editor）原理圖編輯器，ZeniPDT（physical design tool）版圖編輯工具，ZeniVERI（Physical Design Verification Tools）版圖驗證工具，ZeniHDRC（Hierarchical Design Rules Check）層次版圖設計規(guī)則檢查工具，ZeniPE（Parasitic Parameter Extraction）寄生參數提取工具，ZeniSI（Signal Integrity）信號完整性分析工具等幾個主要模塊，實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。

二、集成電路版圖設計的教學目標

根據培養(yǎng)目標結合九天EDA軟件的功能特點，在本科生三年級下半學期開設了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設計課程。

篇7

    關鍵詞：知識產權 集成電路 布圖設計權

    中國政府為了滿足Trips協議的要求，于2001年頒布了《集成電路布圖設計保護條例》，該條例已于同年開始實施[2].從該條例的文字規(guī)定看，中國的集成電路布圖設計的保護水平已經完全滿足了Trips協議的要求。

    事實上，中國政府早在1991年就開始起草《集成電路布圖設計保護條例》。這一動議肇始于《集成電路知識產權條約》（以下簡稱《集成電路條約》）的制訂。早在1986年，就召開了多次外交會議和專家會議，研究、起草《集成電路條約》，中國政府積極參與了該條約起草的全過程。1990年5月，在華盛頓召開外交會議，通過了集成電路條約，包括中國在內的多數國家投票贊成。此后，中國政府立即組織專門小組開始研究和起草《集成電路布圖設計保護條例》。在起草工作初期，的《集成電路條約》是中國立法的主要參考文件。1993年，在GATT烏拉圭回合談判中，Trips協議草案的鄧克爾文本提出后，考慮到中國當時正試圖恢復其GATT締約國的地位，Trips協議成為中國起草《集成電路布圖設計保護條例》所參考的最為重要的文獻

    由于WIPO的《集成電路條約》一直未能生效；加之中國加入WTO的進程又是一波三折，中國的《集成電路布圖設計保護條例》一直沒有一個適當的出臺時機。直到2001 年，中國在加入WTO方面出現了轉機，為配合國內外各方面的工作，中國政府頒布了《集成電路布圖設計保護條例》。就在這一年，中國加入了WTO.

    本文擬就中國《集成電路布圖設計保護條例》的規(guī)定，同Trips協議和WIPO的《集成電路條約》以及有關國家的法律，分別從權利的保護對象、范圍、內容和效力等方面，從知識產權法律理論的角度進行分析、評論和比較。

    一、保護對象

    中國的《集成電路布圖設計保護條例》開宗明義在標題上直接采用布圖設計作為中心詞，這就將其保護范圍限定于半導體集成電路，因為只有半導體集成電路在制造過程中對布圖設計有著必然的依賴。該條例第二條在界定集成電路概念時專門指明，條例中所稱集成電路為半導體集成電路。[3]

    將保護范圍限定在半導體集成電路范圍是國際上的通例。美國是世界上第一個頒布集成電路保護法律的國家，從美國1978年首次提出集成電路保護的問題，到1984 年頒布專門立法的過程可以看出，布圖設計（美國法稱掩模作品）一直被作為這類法律保護的直接對象[4].應當說，這一法律的最基本的目的就是為了防止未經許可隨意復制他人的布圖設計。此后，日本、瑞典等國的保護集成電路的國內法均采用了這種“美國模式”。

    1986年在美、日等國的提議下，WIPO開始制訂保護集成電路的條約。盡管該條約在總體設計上采用了前述美國模式，但在其起草過程中，也曾經就是否明確將保護對象限定在半導體集成電路之內發(fā)生過爭論。在1988年11月的草案中，對于是否在集成電路之前加上“半導體”這一文字限定，依舊是兩種方案。

    事實上，通過保護布圖設計的手段來達到保護集成電路目的的美國模式本身，已經將保護對象限定在半導體集成電路的范圍之內了。因為在目前的技術發(fā)展水平上，布圖設計本身就是針對半導體集成電路的，每一種半導體集成電路都必然與一套特定的布圖設計相對應。而半導體集成電路之外的混合集成電路（Hybrid IC），如薄膜或者厚膜集成電路均不直接涉及布圖設計的問題。美國人甚至在其國內法的標題上或正文中就直接采用了半導體芯片或者半導體產品的提法。[5]

    中國的集成電路保護條例從起草到頒布的整個過程，都一直使用半導體集成電路的提法。這種做法不僅同國際社會保持一致，而且也符合知識產權制度本身的功能分配。對于半導體集成電路之外的其他集成電路，如前述混合集成電路中并不存在像布圖設計這樣復雜的設計，充其量也就存在一些如同印刷電路、相對簡單的金屬化互聯引線。嚴格說來，混合電路只是一種由若干分立器件（Devices）或半導體集成電路組合而成的功能性組件，完全不同于半導體集成電路將全部器件集成于單片的硅或化合物半導體材料之中。因此，對于半導體集成電路之外的其他相關產品完全可以適用專利法加以保護。不致出現如半導體集成電路所面臨的與專利法之間的不和諧[6].

    盡管世界各國在其立法模式上普遍采用了保護布圖設計的美國模式，但對布圖設計的稱謂卻各不相同。世界上最早立法保護集成電路的三個國家中就分別采用了三種不同的叫法：美國人稱其為掩模作品（Mask work）；日本人則使用了線路布局（Circuit Layout）的提法；瑞典人使用的是布圖設計（Layout Design）。但這并不算結束，隨后跟進的歐共體指令[7]卻又使用了形貌結構（Topography，也有譯作拓樸圖或者構型的）。在這多個術語中，中國與WIPO的《集成電路條約》保持一致，采用了布圖設計的稱謂。

    美國法所使用的“掩模作品”，雖然在產業(yè)界十分流行，但在技術層面上顯然已經落后。如今，相對先進的制造商已經完全可以不再使用傳統(tǒng)的掩模板來制造集成電路。所有掩模圖形均可以存儲于計算機中，通過控制電子束掃描進行表面曝光，或者通過低能加速器進行離子注入等技術均可將掩模圖形集成于半導體材料之中。而日本人所使用的線路布局一詞則很容易同印刷電路 （Printed Circuit）混淆，在產業(yè)界也少有人這樣稱呼布圖設計。相比之下，布圖設計和形貌結構則是較為通行的用法，其中形貌結構（Topography）原本為地理學中術語，指起伏不平的地貌，后微電子產業(yè)借用了這一術語，用以指代布圖設計。但在漢語環(huán)境中，布圖設計的用法更為普遍，故中國的相關規(guī)定采用了布圖設計一詞[8].

    從上面分析可知，中國的國內法在保護對象方面采取了與國際上相關國際條約或者有關國家的國內法完全相同的模式，即通過直接賦予布圖設計以專有權的方式，來實現保護采用該布圖設計的集成電路的目的。

    二、權利內容的設定

    各國在集成電路保護問題上都采用了設權方式，即在傳統(tǒng)的知識產權體系中新設立一種既不同于專利權，也不同于著作權等傳統(tǒng)知識產權形式的新型權利—布圖設計權 [9].就中國而言，考慮到中國立法的直接目的，自然不可能另外閉門自造一套與眾不同的制度。根據中國《集成電路布圖設計保護條例》，布圖設計權人享有 （l）對受保護的布圖設計的全部或者其中任何具有獨創(chuàng)性的部分進行復制的專有權，和（2）將受保護的布圖設計、含有該布圖設計的集成電路或者含有該集成電路的物品投入商業(yè)利用的專有權。[10]這一規(guī)定同wTO的Trips協議相比，僅僅在文字表述方式上存在差異，其權利內容是完全相同的。[11]

    從前述規(guī)定中可以發(fā)現，所謂布圖設計權在內容上包含兩個方面，即復制權和商業(yè)實施權。而這兩項內容在原有的知識產權種類中，分別屬于著作權和專利權中的權能。布圖設計權則兼采二者內容于一身，這反映出集成電路保護法在原有的知識產權體系中介于專利權和著作權之間的特殊地位，這一特性同樣在布圖設計受保護的條件上得到突出反映。受著作權法保護的作品必須具備獨創(chuàng)性，被授予專利權的發(fā)明則必須具備創(chuàng)造性，即只有相對比現有技術水平有較大提高的發(fā)明才能獲得專利權，這是各國專利法的通行做法。而從目前國際社會對于獨創(chuàng)性的解釋可知，作品只需具備最低限度的創(chuàng)造性即被認為具備了獨創(chuàng)性。由此可以推知，專利法中的創(chuàng)造性在創(chuàng)造高度方面的要求顯然高于著作權法中的獨創(chuàng)性。而各國的集成電路保護法及相關國際條約在保護條件方面的規(guī)定，一方面借用了著作權法中關于獨創(chuàng)性（originality）的概念，另一方面又要求受保護的布圖設計不能是平庸或者司空見慣的。[12]可見在法律上對受保護布圖設計在創(chuàng)造性方面所提出的要求正好介于著作權法和專利法之間。

    布圖設計權之所以在內容上兼采著作權和專利權中的內容，根本原因還是布圖設計本身同時具有著作權法和專利法保護對象的雙重屬性。布圖設計在外在形式上，表現為一系列的圖形。如歐共體集成電路保護指令中就直接將布圖設計定義為一系列的圖形，[13]當這些平面圖形按照一定的規(guī)則被固化在硅片表面下不同深度中后，便可形成三維的立體結構，實現特定的電子功能，也就是說這種外在表現為圖形的布圖設計有其內在的實用功能，其最終的價值是通過特定的電子功能得以實現的，正是因為布圖設計的這種屬性導致了布圖設計權在內容上的設計也具備了類似著作權和專利權的屬性。

    三、權利效力和限制

    在各類知識產權中，受法律保護的條件存在高下之分。這必然導致權利效力也存在強弱不同。著作權的效力僅限于作品的表達（expression），而專利權所能延及的層面則比著作權法中的表達更為抽象。專利權的效力不僅延及于某一技術方案的某種具體實現方式，而且可以延及該技術方案本身。從前述布圖設計權的內容的介紹中可以看出，中國法規(guī)中所規(guī)定的布圖設計權，在效力上同專利權的設計并無差異。然而，回顧WIPO起草《集成電路條約》的過程可知，參與起草的各國曾就布圖設計權的效力發(fā)生過極大的爭議，發(fā)展中國家希望將布圖設計權的效力限定在復制布圖設計和利用布圖設計制造集成電路這兩個層面上；而以美、日為代表的集成電路技術強國則并不滿足這兩個層面，還打算將布圖設計權的效力延伸至安裝有受保護的布圖設計集成電路的物品上。美、日兩國的主張即是將布圖設計權的效力延伸到第三個層次上，這在效力上就完全等同于專利權。由于發(fā)展中國家的強烈反對，致使WIPO的條約在布圖設計權的效力上采取了模棱兩可的做法，即在該條約的第3條（1）（h） 和第6條（1）（a）（ii）中分別采用了不同的表述方式。

    然而，在1994年WTO的Trips協議通過之后，由于Trips 協議就布圖設計權的效力作了專門規(guī)定，[14]致使WIPO條約中遺留的問題在Trips協議中不復存在，Trips協議完全采取了美、日等國的立場，將權利效力延伸到了第三層次。中國為了能加入WTO，自然只能采用跟進的態(tài)度，在中國的《集成電路布圖設計保護條例》第7條中，有關布圖設計權的效力與 Trips協議在實質上完全一致。

    應該說，在Trips協議通過之后布圖設計權的效力問題在立法上已經解決，但是Trips協議的這種做法在知識產權法律理論上是存在問題的，知識產權的效力從來都同該權利產生的條件高低相關。通常，權利產生的條件越苛刻，權利效力也就越強，這在前述著作權和專利權的效力差異上已經表現得尤為明顯，不僅如此，對于同類知識產權也是這樣，比如商標必須具備顯著性才能受到法律保護，因此顯著性即為商標權產生的條件。如果一個商標的顯著性強，則依附于該商標上的商標權的效力也相應較強，而布圖設計權在創(chuàng)造性要求方面顯然低于專利法的要求，因此其權利效力理所當然地應當低于專利法，而不應當與專利權相同，即不應當延伸到第三層次上。當然，布圖設計權的創(chuàng)造性要求比起著作權又遠高于獨創(chuàng)性要求，因此布圖設計權的效力應當強于著作權。具體地講，著作權效力只能及于對作品的復制；而布圖設計權的效力則不僅可及于對布圖設計的復制，還可以延伸到對布圖設計本身的商業(yè)利用，即第二層次。所以，當年發(fā)展中國家在WIPO《集成電路條約》談判中的主張在理論上應當是成立的。中國雖然一直都不贊同美、日等國的主張，但為了同 WTO的相關規(guī)定保持一致，只得將布圖設計權的效力強化到用集成電路組裝的物品的商業(yè)利用，即第三層次。

    無論是著作權，還是專利權在法律上都受到一定的限制，布圖設計權也不例外。中國的相關法律對于布圖設計權的限制同國際上其他國家的規(guī)定并無大異。為個人目的或者單純?yōu)樵u價、分析、研究、教學等目的而復制受保護的布圖設計，比如為前述目的實施反向工程的行為；或者在前述反向工程的基礎上，創(chuàng)作出具有獨創(chuàng)性的布圖設計的行為；以及對自己獨立創(chuàng)作的與他人相同的布圖設計進行復制或者將其投入商業(yè)利用的行為等均不屬于侵犯布圖設計權的行為等。[15]這類行為等同于著作權法中合理使用行為。此外，中國《集成電路布圖設計保護條例》還就權利用盡等知識產權法中通行的權利限制類型作出了規(guī)定。[16]

    在中國《集成電路布圖設計保護條例》中還明確規(guī)定了非自愿許可的相關條件和性質[17].即不僅將實施非自愿許可限定在國家處于緊急狀態(tài)或者作為不正當競爭行為的救濟措施的條件上，而且將這種許可方式界定為非獨占的、有償的。并且，當實施非自愿許可的條件一旦消失，該許可就應當被終止。這些規(guī)定同Trips協議以及《巴黎公約》中關于強制許可的規(guī)定基本一致[18].

    四、實施效果的評價

    中國的《集成電路布圖設計保護條例》從起草到頒布大約經歷了10年的歷程，應該說在立法方面基本遵循了國際上的通行做法，但在該條例實施的頭15個月里，國家知識產權局總共接到的布圖設計權申請數量為245件[19]，平均每月不足17件。到目前為止，中國尚未見有依照該條例判決的案件。這種情況同專利法、著作權法等其他知識產權相關法律門庭若市的狀態(tài)相比顯然呈門可羅雀之狀。但如果從世界范圍著眼，這一現象并非中國特色。美國作為集成電路的制造大國，在其《半導體芯片保護法》頒布20年后的今天，訴至法院的案件也屈指可數。德國作為歐洲的技術大國，每年在其專利商標局登記的布圖設計數量較之專利、商標的申請量也可謂小巫見大巫。所以中國的現狀完全是正常狀態(tài)。

    這種狀態(tài)從反面提出了一個問題，即我們是否應當對現行知識產權立法的合理性進行反思？近20年來，國際知識產權立法可謂突飛猛進。第一個十年，完成了知識產權立法的總體框架；第二個十年，完全在立法上達到發(fā)達國家的立法水平。如此發(fā)展速度固然有國內經濟技術進步在宏觀上帶來的動力，但在微觀上這些年的立法似乎過分地強調一時一事的需求，而忽略了知識產權法內在的邏輯聯系和產業(yè)發(fā)展的長遠需求。比如，近10余年中發(fā)生在著作權法中的一系列事件，如計算機程序、技術措施、MP3、P2P等無不反映出這種傾向。如今，在集成電路新產品遍布于世的信息時代，集成電路布圖設計的立法似乎只具有一種象征意義，人們并沒有踴躍地選擇這種保護模式。這并非因為大家不看重集成電路本身，相反產業(yè)界對于集成電路的重視程度與計算機程序完全相當。因為集成電路是計算機硬件的核心，人們不可能對集成電路技術漠不關心。人們冷落集成電路布圖設計保護法的原因還在于現實的需求和已有的法律框架間存在差距。

    進入20世紀80年代后期，由于集成電路產品更新速度大大地加快，這從計算機CPU芯片的更新上得到充分地反映。面對如此更新速度，即使是簡單地復制這類超大規(guī)模芯片的布圖設計也難以跟上技術的更新速度。隨著計算機輔助設計技術的普及，設計工作不再單純采用人工設計，大量的設計工作通過工具軟件直接生成。換言之，單純復制布圖設計未必能立即給復制者帶來豐厚的利益。此外，集成電路產品的設計不再僅僅取決于布圖設計圖形，相關工藝設計在產品制造中也發(fā)揮著越來越重要的作用。這些技術因素的變化致使原有的法律保護模式有隔靴搔癢之感。這必然導致集成電路布圖設計保護法被打入冷宮。當然，事物的發(fā)展是呈螺旋狀態(tài)的，當技術發(fā)展到一定程度后還會呈現新的瓶頸。這時技術更新的速度會大大放慢。到這時復制布圖設計在諸多因素中或許又會重新回到主導地位，到那時這種以前述“美國模式”為基礎的法律的作用或許又會重新顯現出來。

    五、結論

    中國的集成電路保護法在現階段只具有象征意義，因為在中國現在的土壤中保護集成電路布圖設計的需求尚不十分強烈。這一方面是因為中國的集成電路產業(yè)尚不夠發(fā)達，另一方面也是因為目前的保護模式并不完全適應產業(yè)界的需求。但中國作為國際社會的一員，為了保持與國際社會的一致性仍然頒布了這一法規(guī)。這一事實本身也說明了中國希望融入國際社會的愿望和決心。另一方面，國際社會在創(chuàng)設知識產權制度中的新規(guī)則時，應當從過去的實踐中總結經驗教訓，更全面、更客觀地根據長遠需求，而不是眼前利益決定制度的發(fā)展和進步……

    注釋

    [1]本文根據2004年10月10日在中德知識產權研討會上發(fā)言稿修改而成。

    [2]見中華人民共和國國務院令第300號。

    [3]中國《集成電路布圖設計保護條例》第二條第一項規(guī)定：“集成電路，是指半導體集成電路，即以半導體材料為基片，將至少有一個是有源元件的兩個以上元件和部分或者全部互連線路集成在基片之中或者基片之上，以執(zhí)行某種電子功能的中間產品或者最終產品”。

    [4] 見Morton David Goldberg，Computer software and Chips（protection and Marketing） 1985一Volume one，Practising Law Institute，page 203；又見Alfred P.Meijboom International Semiconductor Chip Protection，International Computer Law Adviser  Dec.1988；以及美國法典第17編第9章第901、902條。

    [5]見美國法典第17編第9章。

    [6]見郭禾，《半導體集成電路知識產權保護》載《中國人民大學學報》2004年第1期，總103期。

    [7]見歐共體《關于半導體產品形貌結構法律保護的指令》（87/54）。

    [8]早在約20年前編寫的《中國大百科全書??電子學與計算機》就以布圖設計作為主詞條。見《中國大百科全書??電子學與計算機》第55頁。

    [9]見郭禾，《集成電路布圖設計權—一種新型的知識產權》，載《知識產權》雜志，1992年第6期。

    [10]見中國《集成電路布圖設計保護條例》第7條。

    [11]見TriPs第35、36條。見wIPO集成電路條約第3條第2項（a）、（b），美國《半導體芯片產品保護法》第902條（b）款。

    [12]見wIPO集成電路條約第3條第2項（a）、（b），美國《半導體芯片產品保護法》第902條（b）款。見歐共體《關于半導體產品形貌結構法律保護的指令》（87/54）。

    [13]見歐共體《關于半導體產品形貌結構法律保護的指令》（87/54）。

    [14]見TriPs協議第36條。

    [15]見中國《集成電路布圖設計保護條例》第23條。

    [16]見中國《集成電路布圖設計保護條例》第24條。

    [17]見中國《集成電路布圖設計保護條例》第25一29條。

    [18]見Trips協議第37條第2款、第31條，巴黎公約第5條。

篇8

大家上午好。首先我代表中國半導體行業(yè)協會對各位領導、國內外嘉賓、各位同仁參加在西安舉辦的“2011中國半導體行業(yè)協會集成電路設計分會年會暨中國集成電路設計產業(yè)十年成就展”，表示熱烈的歡迎；對陜西省、西安市有關部門，陜西省半導體行業(yè)協會等有關單位給于會議的支持，對業(yè)界積極參與會議的各項活動表示誠摯的感謝。對新一屆理事會的產生與新一屆理事會的工作表示熱烈的祝賀和一如既往的支持。

集成電路設計業(yè)是集成電路產業(yè)發(fā)展的引擎，在此盛會開幕之時，希望設計業(yè)同仁持之以恒地做好以下兩件工作：

一、不斷努力，發(fā)揮好產業(yè)的引領與推動作用

2000―2010年十年間，我國集成電路產量從59億塊提高到653億塊，提高了11倍，年均增速27.2％。銷售收入從186億元提高到1440億元，翻了三番，年均增速22.7％。其中集成電路設計業(yè)年均增速43.5％。芯片制造業(yè)年均增速25％，封裝測試業(yè)，年均增速17.2％。這是否說明，推動中國集成電路產業(yè)的發(fā)展，一定要維持設計業(yè)的高位增長，或者說，只有設計業(yè)的快速增長，才能維持整個產業(yè)的發(fā)展，在目前中國的集成電路產業(yè)生態(tài)環(huán)境下，這是否有什么規(guī)律性?非常值得研究。

長三角地區(qū)，三家代工企業(yè)近三年以來，國內的加工收入逐年增長的情況，也是一個非常好的例證。一家企業(yè)國內加工量從2009年22％；增長到2010年的29％，再到2011年1-9月份的32％；一家企業(yè)從40％增長到46％，再增長到57％；另一家從2009年的15.4％，增長到2011年1-9月份的22％。封裝企業(yè)情況也是如此，一家封裝企業(yè)從2009年的50％左右增長到2011年70％(預期值)以上；另一家從2009年的30％，增長到2010年40％，預計2011年將達到50％。

在產業(yè)發(fā)展過程中，類似的例子還可以舉出很多。目的就是要說明設計業(yè)的龍頭與牽引的作用，希望大家“十二五”期間以及今后一個較長的發(fā)展時期，繼續(xù)努力。

二、加強創(chuàng)新與整合，做大做強企業(yè)

未來集成電路產業(yè)的發(fā)展，將繼續(xù)朝向人才集中，資金集中、技術密集三大趨勢前進。

據有關資料，現在僅設計一顆簡單的Ic可能就需要幾百人的通力合作，復雜一點的Ic甚至需要動用幾千人才能完成；現在興建一座月產能三萬片的十二寸廠，約需要50億美元；技術密集方面，未來集成電路的發(fā)展除了繼續(xù)邁向摩爾定律的先進制程發(fā)展，亦可投入超越摩爾定律的研發(fā)領域，持續(xù)開發(fā)各式多樣化的集成電路應用。

目前我們設計業(yè)的發(fā)展現狀，僅舉幾組數據，看看我們的差距：

2010年，工信部認定與年審通過的332家企業(yè)中，總人數在500人以上的14家，1000人以上只有5家。2010年銷售額全球排名第一的為70.98億美元，我們第一的為44.2億人民幣；全球第十名為12億美元，我們第10名只有6.2億元人民幣。根據“中國集成電路產業(yè)知識產權年度報告(2011版)”，截至到2010年12月31日，國內幾種主要集成電路產品的專利擁有數量，只有專用Ic類，國內企業(yè)及大學的專利擁有情況較好，而在處理器、存儲器、通訊等幾類專利擁有者大多數是外資企業(yè)。

下面所引用的數據，是來說明日本高科技公司與全球領先的高科技公司1999年-2009年平均年-收入的增長情況的：日本7家高科技公司，綜合數據的結果，市場份額收益2.9％，產品增長4.2％，并購0.7％，總增長2％；全球領先的7家高科技公司，市場份額收益4.7％，產品增長8％，并購4.3％，總增長17％。在年收入中，產品與并購占有很大的比重。通-過產品創(chuàng)新與并購，做大做強企業(yè)，是國外大企業(yè)成功之路。值得我們集成電路設計業(yè)，以及整個的半導體產業(yè)借鑒與學習。

中國未來集成電路的市場空間巨大，戰(zhàn)略性新興產業(yè)規(guī)劃的啟動與“十二五”規(guī)劃的實施，為我國集成電路產業(yè)的發(fā)展提供新的發(fā)展機遇，智能手機、平板電腦、智能電網、物聯網、云計算、新能源汽車等21世紀新興應用的興起，急待我們開發(fā)大量的系統(tǒng)級集成電路產品。但同時我們又面臨一系列挑戰(zhàn)：在全球經濟一體化的產業(yè)大環(huán)境下，我們的技術水平和企業(yè)規(guī)模與跨國公司相比，還有很大差距；我們占有的資源和資源整合能力，還有很大差距；我們的產業(yè)在產品定位，應用上取得領先方面，還有很大差距；唯有創(chuàng)新與加大整合，才是推動我們設計業(yè)的發(fā)展的關鍵。

篇9

【關鍵詞】引線框架材料;集成電路;研究

0.前言

在集成電路中，就是依靠進線框架連接外部元件與芯片，其作用至關重要。主要起到支撐及固定芯片，保護內部元件，把IC組裝成為一個整體；同時將芯片和外部電路連接起來傳遞信號，有效進行導電導熱。因此，集成電路與各個組裝程序必然依據框架才能成為一種整體。鑒于引線框架材料在集成電路中的重要，許多相關人士將研究集成電路用引線框架材料成為了熱點話題。在這種形勢下，本文對集成電路用引線框架材料研究具有實際價值。

1.集成電路用引線框架概述

隨著電力技術快速發(fā)展，信息產品正朝著輕量化、高速化、薄型化、小型化以及智能化等方向發(fā)展，而作為封裝材料也得到長足發(fā)展，尤其是半導體的集成電路封裝更是突飛猛進。

如今，引線框架的封裝密度及引線密度是越來越高，同時封裝引線的腳數也快速增多，讓引線的節(jié)距逐年降低，如今已近達到了0.1mm，同時超薄型成為了熱門，從過去的0.25mm降至到0.05-0.08mm,而引線的框架也朝著輕、短、薄、多引線、高精細度以及小節(jié)距方向發(fā)展。

集成電路用引線框架的性能:

①具備較高強度與硬度；因為引線框架逐步小型，但是其內部容納的電路依然是那么多，而且容納的東西應該是越來越多，這就為其材料提出了較高強度及硬度要求。

②良好的導熱性；隨著集成電路逐漸變小，功能足部增大，隨著工作效率提高必然產生熱量越多，必然要具備加好導熱性。

③較好的導電性；要消除電感及電容造成的影響，材料就必然要求較好導電性，才能降低框架上的阻抗，也有效散熱。

除了具備如上一些功能特性之外，引線框架還要具備良好的冷熱加工性能，較好的微細加工和刻蝕性能及較好的釬焊性能等。一般而言，較為理想引線框架材料的強度不能夠低于600MPa，其硬度HV不能小于130，而其電導率不能小于80%。

2.研究引線框架材料進展

隨著集成電路朝著小型化及高集成化以及安裝方式變化等等方向上發(fā)展，為引線框架材料特性及質量要求是逐漸增強，必然要投入更多人力物力來開發(fā)與研究新材料。自從上世紀60年代集成電路研發(fā)成功以來，相關人士就在不斷的開發(fā)優(yōu)質集成材料，電子封裝材料及各類引線框架也不斷產生，針對引線框架材料較多的是高銅合金及鐵鎳合金開發(fā)比較成功，本文就是以這兩種材料作為例子進行闡述。

2.1鐵鎳合金

鐵鎳合金中主要代表物質是KOVAR合金以及42合金兩種。而KOVAR合金在傳統(tǒng)使用上屬于較為優(yōu)良的引線框架材料，集成電路剛剛出現之時是引線框架中使用較多的材料。該合金的優(yōu)點就是具有高強度、高抗拉強度，其中抗拉強度能夠達到530MPa，能夠確保電路的可靠性，但是有一個較大缺點就是導電導熱的性能不大好，當時按照當時集成電路需求來看還是能夠滿足。到了1987年世界上出現了能源危機，導致鈷價猛漲，自然也就加快了KOVAR合金的價格增長，這樣就大大降低了使用量，價值一些高性能新型材料研發(fā)成功，KOVAR合金慢慢退出了。

隨著KOVAR合金退出相繼出現了一大批新型材料，其中有位突出的是Fe-Ni42合金。這種合金的機械強度及熱膨脹系數與KOVAR合金較為相近，相比之下就是導熱導電的性能略差，但是因不含有Co元素導致其價格相對較低，因此這種材料一出世就快速發(fā)展起來，其使用普及度突飛猛進，到了上世紀80年代就占據引線框架材料的40%以上，一直到更為新型材料的出現才開始降低。這種材料是鐵磁性恒彈性的合金，其優(yōu)點是強度較高、可靠性好，不足之處是導熱導彈、價格上相比較差。

2.2銅基材料

銅合金材料一問世，就以較高導電導熱以及價格低廉等諸多特點成為了引線框架中使用比較普遍材料。伴隨著集成電路逐漸退出陶瓷封裝，塑性封裝成為了主流，而與塑性封裝較為匹配之銅基合金作為引線框架使用更是突飛猛進。銅基引線按照材料的性能劃分，大致可以劃分為高導電型、高強度型、高強中導型及中強中導型等；如果按照合金成分可以分為銅鐵系列、銅鉻系列等，相比之下使用較為廣泛為銅鐵磷系列，其典型的材料為C194合金與KFC合金。但是銅導電率及導熱率稍低于銀，在生產之中怎樣才能滿足需要性能就尤為關鍵了。當時在使用中主要有Cu-Fe(P)系列、Cu-Ni-Si系列、Cu-Cr系列等，從使用中發(fā)現較高時效溫度計過程使用時間都易導致Cr與Cu3Zr的粒子聚集長大，產生出過時效，對合金的高溫性能與焊接性能有嚴重損害，因此相關研究者就在努力探索新型材料出現。

3.引線框架新材料的開發(fā)

在引線框架中使用銅及合金成為了人們的共識，但是相對而言還存在一些問題，引發(fā)人們朝著新成分體系及新制備工藝上發(fā)展。在這種形勢下，研發(fā)出了一些新型材料。

3.1銅合金中加入稀土元素

為了改善銅合金之綜合性能，就在其中加入了微量的稀土元素，改善了銅合金的耐腐蝕性能、熱塑性能及導電性能等，加入稀土元素還能夠凈化銅合金里的雜質，細化銅合金里的晶粒。但是在加入稀土元素時要控制用量范圍及最佳值，因為一旦超過了臨界值，稀土元素作用就變化了，就會影響到銅合金各種性能。目前，加入了稀土元素的銅合金使用較為廣泛。

3.2新型制備工藝

事實上，不同制備工藝能夠得到不同性能合金，比如合金的時效、強化方式之前有沒有做變形處理，時間、時效溫度等選定都直接關系著合金最終的性能。因此制作時就依據制備合金工藝基礎上，根據需要的性能做具體要求，就能夠滿足不同的需求。同時，加入了不同的成分比微量元素，對合金的性能影響較大。例如：在合金中加入Zn元素就能夠加大提升釬焊性，加入了Mg元素能夠改善材料抗疲勞及高溫性能等。因此，這一系列使用極大的改善了引線框架材料的需求。

4.結論

如今，集成電路是各個國家科學技術發(fā)展之重要代表，能夠體現出國家信息科技水平與能力。而且隨著集成電路的用途擴大，對引線框架材料需求日漸增大。從發(fā)展現狀可看出來，銅合金因具備良好導熱導電等綜合性能，成為了目前的主打材料。但是研發(fā)集成電路用引線框架材料，必將備受相關研究者重視。

【參考文獻】

［1］向文永.集成電路用引線框架材料的研究現狀與趨勢[J].材料導報，2006（3）：3-6.

［2］陸磊.高強高導電銅合金耐腐性研究[J].材料工程，2010（4）：98-102.

篇10

集成電路作為關系國民經濟和社會發(fā)展全局的基礎性和先導性產業(yè)，是現代電子信息科技的核心技術，是國家綜合實力的重要標志。鑒于我國集成電路市場持續(xù)快速的增長，對集成電路設計領域的人員需求也日益增加。集成電路是知識密集型的高技術產業(yè)，但人才缺失的問題是影響集成電路產業(yè)發(fā)展的主要問題之一。據統(tǒng)計，2012年我國對集成電路設計人才的需求是30萬人 [1-2]。為加大集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，更好地滿足集成電路產業(yè)的人才需求，2003年教育部實施了“國家集成電路人才培養(yǎng)基地”計劃，同時增設了“集成電路設計和集成系統(tǒng)”的本科專業(yè)，很多高校都相繼開設了相關專業(yè)，大力培養(yǎng)集成電路領域高水平的骨干專業(yè)技術人才[3]。

黑龍江大學的集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)自2005年成立以來，從本科教學體系的建立、本科教學內容的制定與實施、師資力量的培養(yǎng)與發(fā)展等方面進行不斷的探索與完善。本文將結合多年集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的本科教學實踐經驗，以及對相關院校集成電路設計專業(yè)本科教學的多方面調研，針對黑龍江大學該專業(yè)的本科教學現狀進行分析和研究探索，以期提高本科教學水平，切實做好本科專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。

一、完善課程設置

合理設置課程體系和課程內容，是提高人才培養(yǎng)水平的關鍵。2009年，黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經過這幾年教學工作的開展與施行，發(fā)現仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。

首先，在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排，不同課程中內容重疊的章節(jié)或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如：在原來的課程設置中，“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎，所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握，會影響學生的學習熱情及教學效果；而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識，與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中，先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授，令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中，對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手，達到較好的教學效果，同時也避免了內容重復講授的問題。此外，這樣的課程設置安排，將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭，避免因學期課程的設置問題，導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程，從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調整課程安排后，本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗，具有較充足的參賽準備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學校、學院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經驗。

其次，適當降低理論課難度，將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上，而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣，讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。

第三，在選擇優(yōu)秀國內外教材進行教學的同時，從科研前沿、新興產品及技術、行業(yè)需求等方面提取教學內容，激發(fā)學生的學習興趣，實時了解前沿動態(tài)，使學生能夠積極主動地學習。

二、變革教學理念與模式

CDIO（構思、設計、實施、運行）理念，是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結合課程教學模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突[4]。

在實際教學過程中，結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數模混合集成電路設計”課程，基于“逐次逼近型模數轉換器（SAR ADC）”的課題項目開展教學內容，將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯，使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內，以學生為主體、教師為引導的教學模式，令學生“做中學”，讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中，完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程，使學生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內或組間的相互交流與學習中，相互促進提高，培養(yǎng)學生善于思考、發(fā)現問題及解決問題的能力，鍛煉學生團隊工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數據報告，鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力，為接下來學期中的畢業(yè)設計打下一定的基礎。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質?？赏ㄟ^參加研討會、專業(yè)講座、企業(yè)實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗，同時還應定期邀請校外專家或專業(yè)工程師進行集成電路方面的專業(yè)座談、學術交流、技術培訓等，進行教學及實踐的指導。

三、加強EDA實踐教學

首先，根據企業(yè)的技術需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學生在就業(yè)前就可以熟練掌握應用，將工程實際和實驗教學緊密聯系，積累經驗的同時增加學生就業(yè)及繼續(xù)深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎。2009―2015年，黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建，實現遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要[5]。

其次，根據企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容，適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析，令學生掌握數字、模擬、數?；旌霞呻娐返脑O計方法及流程，在了解企業(yè)對于數字、模擬、數?；旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上，有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉，使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通，為今后就業(yè)做好充足的準備。

第三，根據集成電路設計本科理論課程的教學內容，以各應用軟件為基礎，結合多媒體的教學方法，選取結合于理論課程內容的實例，制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件；通過網絡平臺，使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。

四、搭建校企合作平臺