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【關(guān)鍵詞】一級(jí)公路;城市主干路;設(shè)計(jì)要點(diǎn);探究
一、前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,各地的道路網(wǎng)也在不斷地建設(shè)發(fā)展。昔日的山林村莊,都變成今日的新城中心。在城市發(fā)展中,由于周邊的地塊未得到相應(yīng)的開發(fā),周邊環(huán)境仍處于欠發(fā)達(dá)地區(qū),居民出行量少,過(guò)境車輛多,同時(shí)可能受到政府部門對(duì)市政道路投資的限制,就會(huì)出現(xiàn)以公路為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)兼城市道路的功能的道路。
一級(jí)公路兼城市主干路的設(shè)計(jì),主要是依據(jù)一級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),但又考慮到未來(lái)發(fā)展的需要,結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐恋乩靡?guī)劃及城市的發(fā)展需要,提高道路綠化面積,設(shè)置人行道及非機(jī)動(dòng)車道方便周邊居民出行,橫斷面結(jié)合公路與市政道路特點(diǎn),路基排水糅合公路與市政道路排水綜合考慮。
二、一級(jí)公路兼城市主干路功能的特點(diǎn)
一級(jí)公路兼城市主干路,要求道路既滿足一級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)符合城市主干路的使用需要。設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)為公路設(shè)計(jì)規(guī)范,但在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還應(yīng)充分考慮城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范的個(gè)別要求,綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1. 設(shè)計(jì)車速
這種特殊的一級(jí)公路,需要兼顧城市主干路的功能,其設(shè)計(jì)速度只有一種。因?yàn)楦鶕?jù)公路路線規(guī)范,一級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度為100km/h、80km/h、60km/h三種;而根據(jù)城市道路規(guī)范,城市主干路的設(shè)計(jì)速度為60km/h、50km/h、40km/h三種。因此一般情況下,一級(jí)公路兼城市道路功能,設(shè)計(jì)速度一般采用60 km/h。
2. 選線
這種特殊的公路,所在的位置一般位于城中心之外,可能在山村山林,又或者周圍區(qū)域并沒(méi)有相應(yīng)開發(fā)。因此很可能面臨是沒(méi)有公路規(guī)劃,或者公路規(guī)劃不完善,需要進(jìn)一步考慮選線的問(wèn)題。
3. 橫斷面設(shè)計(jì)
一級(jí)公路橫斷面一般分為中央分隔帶,行車道,路肩;但城市道路由于功能作用較多,一般分為中央分隔帶,行車道,側(cè)綠化帶,人行道及非機(jī)動(dòng)車道等。因此在一級(jí)公路兼城市主干路功能的設(shè)計(jì)中,一般以城市主干路的橫斷面劃分進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣可以在后續(xù)城市建設(shè)中節(jié)省道路改造的成本,當(dāng)然也可能人行道與非機(jī)動(dòng)車道分期實(shí)施。
4. 平面設(shè)計(jì)
平面設(shè)計(jì)需要結(jié)合規(guī)劃及選線情況綜合考慮。同時(shí)需要注意的是,建議在道路彎道不設(shè)超高,因此曲線半徑選擇需大于不設(shè)超高的曲線半徑1500m。
5. 縱斷面設(shè)計(jì)
縱斷面設(shè)計(jì)的標(biāo)高,一般需要結(jié)合區(qū)域的豎向規(guī)劃進(jìn)行考慮。正確處理好規(guī)劃路口與現(xiàn)狀路口是設(shè)置。新建道路一般采用縱坡坡度大于0.3%。只有在改建道路條件限制時(shí),無(wú)法滿足最小縱坡坡度,則需要設(shè)置鋸齒形邊溝或其他排水設(shè)施。
6. 路基設(shè)計(jì)
項(xiàng)目的區(qū)域所以一般仍未開發(fā),多為郊區(qū),因此受土地使用限制較少。部分通過(guò)山區(qū)的路段,路基可采用一般放坡即可。遇到居民密集區(qū)域,或者部分特殊建筑(如廟宇)時(shí),則無(wú)法正常放坡。此時(shí)建議使用擋墻設(shè)計(jì)或者選線時(shí)盡量繞開此類區(qū)域,避免對(duì)路基設(shè)計(jì)增加難度。
7. 交叉口設(shè)計(jì)
在公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范中,對(duì)公路的平面交叉口設(shè)計(jì)范圍采取了限制條件。以集散功能的一級(jí)公路為例,設(shè)置的最小間距為500m。但是一般此類項(xiàng)目中,可以結(jié)合城市公路路網(wǎng)規(guī)劃,對(duì)應(yīng)的道路進(jìn)行交叉口設(shè)置即可。部分路口為規(guī)劃路,可以僅預(yù)留管道,方便以后規(guī)劃路建設(shè)時(shí)設(shè)立信號(hào)燈即可。同時(shí)如果在路網(wǎng)規(guī)劃中沒(méi)有的現(xiàn)狀路口,也需要進(jìn)行接順。
8. 路基排水設(shè)計(jì)
本公路仍按照一級(jí)公路路基路面排水設(shè)計(jì),通過(guò)路面結(jié)構(gòu)下暗渠同向公路邊坡,從而利用排水溝進(jìn)行排水。但由于橫斷面形式采用城市主干路的形式,行車道外側(cè)為人行道及非機(jī)動(dòng)車道時(shí),路面水無(wú)法直接排向邊坡,人行道水向內(nèi)排向行車道。因此需要設(shè)置雨水口收集雨水,再通過(guò)暗渠,最后排向道路邊坡外的排水溝。
三、設(shè)計(jì)中需要注意的地方
1. 需要同時(shí)參考城市道路規(guī)范
項(xiàng)目是一級(jí)公路需兼城市主干路功能,因此明確以公路規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。如相應(yīng)的公路等級(jí),設(shè)計(jì)速度,通行能力等。
兼顧城市道路的功能則更多的體現(xiàn)在道路功能劃分上,為兼顧遠(yuǎn)期的居民出行,降低城市道路改造成本,美化城市道路環(huán)境的角度考慮,增加人行道,非機(jī)動(dòng)車道以及綠化帶等斷面形式。那么在橫斷面設(shè)計(jì)中,就既參考公路規(guī)范又要考慮道路規(guī)范了。
2. 在不同設(shè)計(jì)規(guī)范中找共通點(diǎn)
雖然在設(shè)計(jì)的開始階段,先確定了規(guī)范是公路規(guī)范。但是由于這種道路的有城市道路的服務(wù)功能,仍然也考慮道路規(guī)范中的要求。如果兩種規(guī)范中存在差異,則需要尋找出兩者的共通點(diǎn)。
為了保證將來(lái)道路市政管道建設(shè)全線更加統(tǒng)一,如全線雙側(cè)布管,那么更好的方式是彎道處不設(shè)置超高。如果在彎道設(shè)置了超高,雙側(cè)布管變成了單側(cè)布管,管徑還需要增大,這樣不利于施工。而且一般的項(xiàng)目實(shí)施位置為郊區(qū),土地使用限制較少,可以選取更大的曲線半徑。因此一般采用不設(shè)超高的曲線半徑。
3.對(duì)排水的設(shè)計(jì)要求
公路與城市道路的最大區(qū)別,就在于公路只有路基、路面排水,而城市道路由于所處位置區(qū)域繁多,一般會(huì)有市政管網(wǎng)工程作為配套工程,道路排水將接入市政管網(wǎng)。
由于道路橫斷面設(shè)計(jì)需要兼顧一級(jí)公路以及城市主干路功能,因此在設(shè)計(jì)橫斷面時(shí),采用了中央綠化帶+行車道+側(cè)綠化帶+非機(jī)動(dòng)車道+人行道的設(shè)計(jì),兩側(cè)對(duì)稱布置。這樣設(shè)計(jì),可以滿足公路行車需要,也能滿足居民出行的需要。但是道路外側(cè)設(shè)置了人行道,抬高的人行道,將會(huì)妨礙路面雨水排向邊坡外排水溝。同時(shí)為了滿足以后路側(cè)地塊的建設(shè),人行道的坡度也需要反坡指向行車道。而工程采用公路設(shè)計(jì),又暫不實(shí)施市政管網(wǎng)。因此隨之而來(lái)的將是既不能采用一般的公路排水方式,也不能采用一般的道路排水方式。排水系統(tǒng)仍統(tǒng)一為路堤排水溝以及路塹邊溝。因此需要想辦法將路面的雨水排向排水溝及邊溝。綜合考慮了以后市政管網(wǎng)建設(shè)的需要,以及現(xiàn)有排水的需要。考慮采取以下排水設(shè)計(jì):
1、單側(cè)行車道路面采取坡度為2%的路拱設(shè)計(jì),方向向外,排向路緣帶每隔30m一個(gè)的雨水口。
2、雨水口底設(shè)置橫向PVC,埋置于人行道之下,坡度為2%,通向路塹邊溝,或者通向路堤邊坡處的急流槽,急流槽排向排水溝。
3、人行道及非機(jī)動(dòng)車道設(shè)置單向排水路拱,坡度為2%,方向向內(nèi),這是為了方便以后接入市政管道,以及顧及城市道路外側(cè)地塊的排水需要。
4、中央分隔帶及側(cè)綠化帶下方,埋設(shè)縱向軟式透水管,橫向用PVC管連通向邊溝或邊坡急流槽。可采用與雨水口橫向管相同間距,橫向共管可節(jié)省造價(jià)。
采用的PVC管材單價(jià)較為便宜,公路采用了城市道路橫斷面,在不設(shè)計(jì)市政管網(wǎng)工程的情況下仍能滿足路面的排水要求。
四、結(jié)論
在建設(shè)項(xiàng)目周邊地區(qū)未充分發(fā)展,道路長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下,不建設(shè)市政管網(wǎng)工程,采取一級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)兼城市主干路功能,既能滿足現(xiàn)狀交通需要,又能大大地降低造價(jià)。在同時(shí)考慮公路規(guī)范以及道路規(guī)范的情況下,如何更優(yōu)地進(jìn)行設(shè)計(jì),兼顧公路與市政道路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),需要更多的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討。關(guān)鍵在于找準(zhǔn)公路與市政道路在設(shè)計(jì)中的共通點(diǎn),充分考慮它們的差異處,通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證,找出一條能夠?qū)崿F(xiàn)功能轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)道路。
參考文獻(xiàn):
[1]JTG D20-2006 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范.
[2]JTGD30-2004 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范.
[3]JTG D50-2006 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.
一、前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,作為國(guó)家現(xiàn)代化水平標(biāo)志之一的高速公路建設(shè),近年來(lái)發(fā)展極為迅速?;诟咚俟沸熊嚱煌刂迫忾]的特點(diǎn),各種上跨、下穿立交橋在高速公路建設(shè)中被大量采用,此類橋載重不大(一般為H-10、H-15),橋面不寬,但其數(shù)量較多,特別是處于丘陵區(qū)的湖南,各類上跨機(jī)耕道、鄉(xiāng)道及人行天橋數(shù)量較多。僅長(zhǎng)益路71.51公里地段此種上跨天橋就有43座,為能使天橋與地勢(shì)巧妙的結(jié)合,美觀得體、造價(jià)低、方便施工,業(yè)主與設(shè)計(jì)單位密切配合,針對(duì)每座橋所處位置進(jìn)行多種方案的研究探討,最終選定最佳方案。本文就天橋方案的選取及其工程特點(diǎn)作一簡(jiǎn)介。
二、天橋方案選取原則
根據(jù)高速公路上跨天橋的特點(diǎn),并結(jié)合長(zhǎng)常高速公路長(zhǎng)益段的應(yīng)用情況,可歸納出上跨天橋方案的選取主要應(yīng)考慮的幾項(xiàng)原則如下:
1. 因地制宜充分考慮地形。
長(zhǎng)益公路地處丘陵區(qū),天橋絕大部分設(shè)在切方地段。天橋的建筑高度選取除保證必要的橋下凈空外,還需結(jié)合地形以減少橋頭接線切方或填方量,最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。如橋兩端地勢(shì)較低,主要采用梁式橋;略高則主要采用中承式拱肋橋;更高則宜采用斜腿剛構(gòu)、雙向坡拱、拱等型式。
2. 合理選取橋跨后續(xù)施工配合
目前,高速公路路面施工多采用大型攤鋪機(jī),而路面施工一般后于天橋施工,以往為減小跨徑、降低截面高度采用加中墩的橋梁,使攤鋪機(jī)的通行受阻,直接影響路面施工進(jìn)度。也對(duì)通車運(yùn)營(yíng)階段安全行車伏有隱患。故在方案選取時(shí),盡量少用設(shè)中墩橋梁,即使設(shè)置,其中墩尺寸也宜取較小值。
3. 在結(jié)構(gòu)合理、施工方便的前提下,盡量使橋型美觀大方,橋型多樣化,體現(xiàn)時(shí)代氣息,并在主體工程驗(yàn)收后進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡b飾。
高速公路因線型較好、路面寬闊平順,而致行車單調(diào)乏味,司乘人員易于疲勞。而司機(jī)視野內(nèi)的空間感覺(jué)對(duì)行車安全、舒適起很大作用。為能創(chuàng)造較舒適的行車環(huán)境,除適量的綠化點(diǎn)綴外,各種天橋的美觀得體、橋型的差異、色彩的變換,與環(huán)境的協(xié)調(diào)搭配更能對(duì)高速行車中的司乘人員以美的享受。因此,在結(jié)構(gòu)合理,施工方便的前提下,應(yīng)盡量使橋型美觀大方,多樣化,以體現(xiàn)時(shí)代氣息,并在主體工程驗(yàn)收后進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡b飾,可大大提高行車安全及舒適感以提高高速公路的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4. 實(shí)用經(jīng)濟(jì)、造價(jià)合理
在橋型的選擇時(shí),一方面從“輕型”著手,以減少圬工體積;一方面不攀高用料。因此,長(zhǎng)益路上跨天橋主要采用鋼筋砼結(jié)構(gòu),全線43座天橋中僅在兩個(gè)服務(wù)區(qū)中行人天橋的上部結(jié)構(gòu)采用了鋼結(jié)構(gòu)。
三、上跨天橋的應(yīng)用
根據(jù)以上選用方案的基本原則,我們?cè)谌€43座上跨天橋的設(shè)計(jì)中采用了8種以上的拱梁式鋼筋砼上部結(jié)構(gòu)及兩種鋼結(jié)構(gòu)上部構(gòu)造型式,其設(shè)計(jì)特點(diǎn)與建成后的整體效果分別概述如下:
1. 鋼筋砼斜腿剛構(gòu)橋
上部構(gòu)造整體受力,多次超靜定結(jié)構(gòu),整體現(xiàn)澆施工。上部全長(zhǎng)48m,中跨25.8m,兩斜腿支承點(diǎn),間距33.8m,主梁呈變高Ⅱ形,橋面至橋下路面頂高差6.89m.構(gòu)件的簡(jiǎn)單,斷面的變化及與地形的充分結(jié)合,使人感到整體的美觀和諧,同時(shí),該橋開口斷面施工方便,模板支撐容易,可重復(fù)使用,且造價(jià)也較其它橋型低,因此該橋型采用的座數(shù)為上跨天橋之冠。但由于開口斷面,下緣承拉較弱,為使受力更加合理及橋型更加輕巧美觀,今后的設(shè)計(jì)中在充分考慮施工難易程度的前提下,可考慮采用整體箱型截面。
2. 帶拱上板式立柱、拱上實(shí)心連續(xù)板及主拱為實(shí)心板式的鋼筋砼拱橋。
本橋?yàn)閭鹘y(tǒng)式拱橋類型,但由于拱上采用薄壁板式結(jié)構(gòu),且主拱川增加側(cè)向懸臂線條,使之外形輕巧、美觀,大方、得體。又因其建筑較高(橋下路面以至橋面高7.98m),故高切方處設(shè)置此種橋型較易。但拱式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是兩個(gè)橋臺(tái)體積較大,造價(jià)較高,因此在日后的設(shè)計(jì)中,如地基情況允許,設(shè)置分離式基礎(chǔ),可適當(dāng)降低造價(jià)。本橋型施工方面較易,模板簡(jiǎn)單,操作容易。
該橋型也是采用較多的一種橋型,全線共有8座。
3. 普通鋼筋砼板拱橋帶拱上預(yù)應(yīng)力空心板橋
本橋型拱上全長(zhǎng)47.76m,主拱凈跨38.00m,建筑高度7.88m,拱度1/8,為使橋型輕巧,減少主拱川寬度,采用了使拱上側(cè)懸臂增加正面線條,同時(shí)拱上16.41m長(zhǎng)度內(nèi)不設(shè)拱上立柱,而設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的方案,但又為避免在空心板中施加的預(yù)應(yīng)力對(duì)主拱川產(chǎn)生附加應(yīng)力,故將空習(xí)板與主拱圈接頭處斷開,使空心板部份成為簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)支梁式結(jié)構(gòu)。由于減少了拱上立柱,使人視野更加開闊,從而更利于行車安全。但此種橋型與其他橋型相比,造價(jià)較高,且施工工藝要求略高,故全線僅設(shè)一座。
4. 普通鋼筋砼板拱帶拱上空心板坡拱橋
此橋?qū)俚谌N橋型的改進(jìn),為結(jié)合路側(cè)地形,避免接線填方,特將兩側(cè)拱上建筑設(shè)計(jì)呈坡形,跨中建筑高度為7.53m,而主橋臺(tái)部份可減小至5.67m,從而減少了第三種橋型拱上預(yù)應(yīng)力,簡(jiǎn)化了施工,降低了造價(jià),也使拱上空腹部份空心板長(zhǎng)度減至11.135m,且橋型同樣輕巧,更能突出與地形的充分結(jié)合,造價(jià)也較第三種橋型節(jié)省約29%,故本路段此橋型共設(shè)置8座,屬采用較多的一種。
5. 普通鋼筋混凝土T型剛構(gòu)橋
本橋型上部全長(zhǎng)48m,跨中設(shè)置薄壁中墩,為節(jié)省造價(jià),主梁為空心變截面。建筑高度為各橋型最低(路面至橋面為7.07m),適合較少切方地段。墩臺(tái)圬工體積小,因之造價(jià)較低,但空心梁的內(nèi)部模板難以回收利用。此橋型外觀輕盈,是一種較理想的橋型,所以本路上使用也較多(共5座),其造價(jià)與第一種橋型相當(dāng)。
6. 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼三跨連續(xù)梁橋
三跨預(yù)應(yīng)力鋼筋砼梁橋在路線共設(shè)置了二座,主梁呈箱型斷面,梁高1.48m,橋面寬7.00m,設(shè)計(jì)荷截H-10,橋面距上跨路面高差6.7m,橋總長(zhǎng)58.00m,中間跨320m,由于兩端接線較低,采用此種橋型為宜。中墩直徑1.20m,均位于所跨主線邊溝外測(cè)。為避免跨中產(chǎn)生較大彎矩,則邊跨較長(zhǎng)。此橋箱梁斷面較高,顯得笨重,但箱內(nèi)約有1.20m高空間,故施工較容易,模板可重復(fù)使用。
7. 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼兩跨連續(xù)梁
本橋用于互通匝道上,橋總寬19m,橋臺(tái)不分離,橋墩及上部分離,分別寬7.75m、11.25m,上部構(gòu)造梁長(zhǎng)2×28.10m,中墩采用薄壁鋼筋混凝土中墩。為便于橋下路面施工攤鋪機(jī)行走,墩厚僅0.70m.橋面至所跨路面高差7.07m,梁取用了較低的斷面,從而減少了匝道的土方量,降低了造價(jià)。橋型布置合理,總體美觀協(xié)調(diào)。
8. 普通鋼筋混凝土三跨連續(xù)梁橋
此橋地處互通立交中,上跨主線及匝道,橋長(zhǎng)27.0+24.0+27.0=78.0m,寬3.0m橋跨的布置一方面考慮中國(guó)古建筑特色中的均衡對(duì)稱,一方面又考慮了對(duì)所跨主行車道及不對(duì)稱的加減行車道無(wú)影響,進(jìn)行了多個(gè)不同方案比較,最終選取中跨跨小而兩邊跨對(duì)稱加大的方案,從效果看是合適的。
此橋的第二個(gè)特點(diǎn)是斷面型式的取用:基于本橋較窄(全寬3.0m),如采用箱型截面施工難度大,故采用T型截面,同時(shí)采用變高,使全橋立面線條較多,顯得活潑、輕盈、雖然其中一個(gè)邊跨有加長(zhǎng),但此橋正處互通始端,使視野更為遼闊,整個(gè)互通盡收眼底。
此種橋型全線有兩座,另一座系設(shè)在進(jìn)入收費(fèi)站之后的匝道上,跨徑略小,中跨大,兩個(gè)邊跨主要跨切方邊坡,并起平衡作用。
關(guān)鍵詞:公路工程;建設(shè)項(xiàng)目;檔案管理
Abstract: This paper analyzes the highway engineering archives management problems, on how to improve the highway construction project archives management to put forward several proposals.
Key words: Highway Engineering; construction project; file management
中圖分類號(hào):F540.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2012)
公路工程檔案是公路規(guī)劃、建設(shè)、管理活動(dòng)中形成的具有保存價(jià)值的文字材料、圖紙照片、聲像制品等檔案資料,它是公路建設(shè)等各項(xiàng)管理活動(dòng)中直接產(chǎn)生和形成的原始記錄,同時(shí)又是真實(shí)記錄公路建設(shè)發(fā)展過(guò)程的第一手資料,它即維護(hù)著公路歷史發(fā)展歷程的真實(shí)性,又對(duì)公路的規(guī)劃建設(shè),對(duì)工程質(zhì)量起著重要的指導(dǎo) 、監(jiān)督、保證作用,而且還是今后道路規(guī)劃、維修及改擴(kuò)建等不可缺少的科學(xué)依據(jù)。做好公路工程檔案管理工作是公路管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容,我們必須千方百計(jì)采取各種積極措施,使工程檔案的管理納入法制化、規(guī)范化的管理軌道,使公路工程檔案管理形成一套完整、準(zhǔn)確、便于使用的檔案系統(tǒng),才能更好的為社會(huì)為大眾服務(wù)。
公路工程檔案管理中存在的問(wèn)題
公路工程檔案管理意識(shí)薄弱
有些建設(shè)項(xiàng)目單位雖然有專門的檔案管理人員,但針對(duì)性不強(qiáng),不能提出合理的指導(dǎo)意見(jiàn)。項(xiàng)目檔案類別很多且相互之間沒(méi)有統(tǒng)一的格式導(dǎo)致出現(xiàn)各部門按照各自的想法組卷的混亂現(xiàn)象。
長(zhǎng)期以來(lái),許多參加公路建設(shè)的建設(shè)單位和管理單位對(duì)工程檔案工作都缺乏應(yīng)有的重視,首先是建設(shè)單位在施工階段,由于施工任務(wù)重,項(xiàng)目多,同時(shí)還有許多具體的工作需要協(xié)調(diào)解決,因而忽視了檔案工作,等到工程完工要辦理竣工驗(yàn)收時(shí),施工單位才不得不投入大量的人力、物力突擊補(bǔ)充檔案資料,以應(yīng)付工程竣工驗(yàn)收之用,致使工程竣工檔案資料質(zhì)量較差。而有些公路建設(shè)管理單位又沒(méi)有很好地實(shí)行集中統(tǒng)一管理,造成了不少檔案散失嚴(yán)重,即使保存下來(lái)的也不完整,或因保管不當(dāng),致使現(xiàn)有的圖紙不清,紙張變質(zhì)。這些都將嚴(yán)重地影響到公路工程將來(lái)的改、擴(kuò)建和正常的養(yǎng)護(hù)維修工作。從而影響到公路檔案資源,使之無(wú)法為公路建設(shè)和管理提供有效服務(wù),為國(guó)家?guī)?lái)?yè)p失。
公路工程檔案管理中常出現(xiàn)的技術(shù)性問(wèn)題
在公路工程檔案的管理中常出現(xiàn)一些技術(shù)性問(wèn)題,一是檔案的收集不齊全。收集齊全是做好檔案工作的基礎(chǔ)。但由于公路工程建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)、參建單位多,各方的集訓(xùn)不一,常致使一些檔案得不到妥善保管,收集也有不齊全現(xiàn)象;二是有些檔案資料缺乏真實(shí)性。檔案資料是公路工程施工全過(guò)程的真實(shí)記錄。但有些少數(shù)施工企業(yè)對(duì)工程項(xiàng)目檔案資料的記錄和收集缺乏責(zé)任心,只重施工,不重檔案,形成的檔案不是在具體工作中隨時(shí)隨地的記錄,而是過(guò)后隨意編造,欲求蒙混過(guò)關(guān);三是書寫材料不規(guī)范。公路工程檔案內(nèi)容豐富,形成主體復(fù)雜,編制人員素質(zhì)參差不同,因此檔案的編制質(zhì)量也就高低有別,有些檔案中文字用圓珠筆、鉛筆、復(fù)寫紙書寫,也用的用傳真紙復(fù)印存檔 等,這些不符合規(guī)定的現(xiàn)象發(fā)生,必將為以后的保管和利用帶來(lái)隱患。
公路工程檔案管理人員素質(zhì)亟待提高
目前檔案管理施工單位為降低成本,有的兼職檔案管理,有的找個(gè)未從事過(guò)施工的人員代替,這些人員根本未對(duì)檔案組卷要求和工程相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí),檔案管理就無(wú)從談起。公路工程檔案工作是一項(xiàng)綜合性的管理工作,在工程建設(shè)過(guò)程中,隨時(shí)都涉及到施工技術(shù)表格的填寫、施工材料的保存、竣工圖紙的整理及資料的專業(yè)分類組卷、往來(lái)文件的歸檔等它需要從事公路工程檔案工作的人員,既要懂工程建設(shè)專業(yè)技術(shù)知識(shí),又要懂檔案專業(yè)技術(shù)知識(shí),還應(yīng)熟知各級(jí)主管部門制定的各項(xiàng)公路工程檔案法規(guī),而許多檔案管理人員有些有公路建設(shè)方面的專業(yè)特長(zhǎng),卻缺少檔案技術(shù)知識(shí),有些有檔案技術(shù)知識(shí),又缺少公路建設(shè)方面的知識(shí),無(wú)法滿足公路工程檔案管理工作的需要。
二、提高公路建設(shè)項(xiàng)目檔案的管理的建議
強(qiáng)化管理
為了確保公路建設(shè)工程竣工檔案的系統(tǒng)與完整,保證重點(diǎn)公路建設(shè)工程專業(yè)檔案質(zhì)量,檔案行政管理部門和重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目主管部門,日益把項(xiàng)目檔案管理工作放在突出位置上。但是,由于建設(shè)周期長(zhǎng)、參建單位多、各方的認(rèn)識(shí)不一,致使一些建設(shè)檔案得不到妥善保管,檔案的質(zhì)量得不到保障,時(shí)間一長(zhǎng),也容易散失,另外,檔案管理水平較差,沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、制度化、規(guī)范化管理。從筆者參與的重點(diǎn)公路工程項(xiàng)目的驗(yàn)收情況來(lái)看,許多單位檔案管理體制不健全,檔案規(guī)章制度形同虛設(shè),沒(méi)有形成有效的管理和監(jiān)督機(jī)制。因此應(yīng)進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí),無(wú)論是制度的制定者還是執(zhí)行者,無(wú)論是單位領(lǐng)導(dǎo)還是具體技術(shù)人員.都應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到檔案管理的重要性.從項(xiàng)目的開始階段就把建設(shè)檔案工作統(tǒng)一起來(lái),嚴(yán)格依法治檔。檔案的行政管理部門,應(yīng)主動(dòng)介入.加強(qiáng)與項(xiàng)目相關(guān)單位的溝通,統(tǒng)一行業(yè)項(xiàng)目檔案管理規(guī)范,爭(zhēng)取與項(xiàng)目主管部門達(dá)到共識(shí),建立一個(gè)切實(shí)可行的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目檔案工作監(jiān)督體系,明確項(xiàng)目參與各方的職責(zé),齊抓共管,搞好重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的檔案工作。
堅(jiān)持跟蹤技術(shù)咨詢服務(wù),深入監(jiān)督檢查指導(dǎo)
眾所周知,在諸多建設(shè)工程中,高速公路工程建設(shè)規(guī)模大、周期長(zhǎng)、參建單位多,建設(shè)、監(jiān)理、施工、安裝等單位的檔案管理人員,有工程建設(shè)方面的專業(yè)特長(zhǎng),卻缺少檔案技術(shù)知識(shí),有的具有檔案技術(shù)知識(shí),卻缺少建設(shè)方面的專業(yè)知識(shí)。同時(shí),建設(shè)過(guò)程中資料形成了不一定就是檔案,還要按照國(guó)家法律和省檔案局下發(fā)的《歸檔文件整理規(guī)劃》及相關(guān)要求,認(rèn)真做好分類、歸檔、裝訂、編號(hào)、編目等各個(gè)環(huán)節(jié)的工作。這就需要檔案主管部門加強(qiáng)檔案業(yè)務(wù)跟蹤技術(shù)咨詢服務(wù),建立深入監(jiān)督指導(dǎo)服務(wù)的機(jī)制,把監(jiān)督檢查指導(dǎo)工作貫穿于建設(shè)工程的全過(guò)程,才能有效提高建檔歸檔質(zhì)量。
3、提高公路工程檔案管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)
加大檔案人才的培養(yǎng),努力提高公路建設(shè)檔案人員的素質(zhì)。面對(duì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,檔案人員的素質(zhì)必須提高,以業(yè)務(wù)素質(zhì)提高為重點(diǎn),對(duì)檔案專業(yè)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí),對(duì)現(xiàn)有的檔案人員,可以通過(guò)委培、進(jìn)修、培訓(xùn),不斷拓寬知識(shí)面,加強(qiáng)與公路建設(shè)相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí),掌握管理項(xiàng)目檔案所需要的相關(guān)知識(shí)和計(jì)算機(jī)管理檔案的技能及一定外語(yǔ)水平,使檔案工作者能更好地為重點(diǎn)公路建設(shè)項(xiàng)目服務(wù)。
4、檔案管理部門經(jīng)常性深入監(jiān)督檢查指導(dǎo)
公路工程檔案管理中常出現(xiàn)的一些問(wèn)題,除了增強(qiáng)公路工程檔案管理意識(shí)和提高公路工程檔案管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)之外,還需要檔案管理部門組織力量深入到建單位和施工工地進(jìn)行監(jiān)督檢查指導(dǎo)服務(wù),把監(jiān)督檢查指導(dǎo)工作貫穿于建設(shè)工程的全過(guò)程,及時(shí)糾正檔案資料收集不齊全,書寫材料不規(guī)范等現(xiàn)象的發(fā)生,把好檔案管理質(zhì)量關(guān),才能有效的提高建檔歸檔質(zhì)量。
5、加快檔案管理現(xiàn)代化步伐
時(shí)代在快速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)飛速進(jìn)步,按《檔案法》規(guī)定,“采用先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)檔案管理的現(xiàn)代化”。計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和普及給檔案管理工作帶來(lái)了深刻的影響,傳統(tǒng)的檔案保存及管理技術(shù)正面臨著挑戰(zhàn)。各級(jí)檔案部門聯(lián)合科技部門積極開展了檔案管理現(xiàn)代化的試驗(yàn)工作。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、檔案縮微、電視錄像等都有待公路工程檔案工作者在實(shí)踐中進(jìn)一步探索。
6、重視檔案的開發(fā)利用
工程檔案管理的最終目的在于檔案的開發(fā)利用。要做好檔案利用工作,發(fā)揮檔案的利用效果,就需要編制好檢索工具,完整、簡(jiǎn)便的檔案檢索工具是檔案開發(fā)利用的基礎(chǔ)。只有做好檔案的開發(fā)利用工作,才能很好滿足日常檔案管理和提供利用的需要。
關(guān)鍵詞:集成電路工藝 教學(xué)探索
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2015)09-0001.01
隨著經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)已經(jīng)滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。信息技術(shù)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù),集成電路作為微電子技術(shù)的核心,是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)和信息社會(huì)最根本的技術(shù)基礎(chǔ),也是一個(gè)國(guó)家參與國(guó)際化政治、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。同時(shí)我國(guó)集成電路發(fā)展水平離歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距,尤其是在自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成電路產(chǎn)品方面。要扭轉(zhuǎn)這一局面,高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才是關(guān)鍵,要改變這種狀況,應(yīng)從本科教育做起?!都呻娐饭に嚒肥俏㈦娮訉W(xué)專業(yè)重要的必修專業(yè)課,授課教師必須在充分熟悉半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體集成電路等課程的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實(shí)際中存在的問(wèn)題,優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)手段,探索教學(xué)改革措施,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高《集成電路工藝》課程的教學(xué)質(zhì)量。
一、教學(xué)內(nèi)容
微電子科技是高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)推動(dòng)型學(xué)科,微電子產(chǎn)品制造技術(shù)更是日新月異,隨著工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,《集成電路工藝》課程的教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新。微電子專業(yè)前期開設(shè)了半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件物理、電路分析基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路等電路課程,因而在《集成電路工藝》課程內(nèi)容設(shè)置時(shí)將著重培養(yǎng)學(xué)生的制造工藝能力,減少器件設(shè)計(jì)和原理內(nèi)容的比重,著重講解制造工藝的內(nèi)容。
根據(jù)教學(xué)大綱,《集成電路工藝》課程的教學(xué)內(nèi)容可分五個(gè)部分:第一部分介紹硅襯底,主要單晶硅錠的拉制及硅片的制造工藝及相關(guān)理論;第二部分氧化與摻雜,介紹熱氧化生長(zhǎng)二氧化硅工藝,以及通過(guò)熱擴(kuò)散和離子注入與退火相結(jié)合的在硅片特定區(qū)域的定量摻雜工藝;第三部分薄膜制備,介紹化學(xué)氣相淀積和物理氣相淀積兩類薄膜制備方法及工藝流程;第四部分介紹光刻工藝,現(xiàn)代光刻技術(shù)和刻蝕工藝;第五部分介紹工藝集成與封裝測(cè)試工藝。課程共設(shè)置48學(xué)時(shí),選用王蔚等人主編,電子工業(yè)出版社出版《集成電路制造技術(shù)――工藝與原理》(修訂版)一書作為教學(xué)教材。在授課過(guò)程中,根據(jù)重慶郵電大學(xué)微電子專業(yè)實(shí)際情況酌情刪減及增加相關(guān)知識(shí),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硅芯片制造基本單項(xiàng)工藝的實(shí)際動(dòng)手能力,激發(fā)學(xué)生對(duì)集成電路工藝的興趣。
二、教學(xué)方法和教學(xué)手段
《集成電路工藝》這門課程本身強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備,而實(shí)驗(yàn)流程不夠直觀,一味采取灌輸式教學(xué),學(xué)生勢(shì)必感到枯燥,甚至厭煩。長(zhǎng)期以往,學(xué)習(xí)積極性必然受挫,學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。采用有效的教學(xué)方法并結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)手段,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能動(dòng)性,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)變,突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性,從而取得好的教學(xué)成果?;凇都呻娐饭に嚒氛n程的特點(diǎn),在教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主,傳統(tǒng)黑板板書為輔,同時(shí)在課堂上以動(dòng)畫、視頻的形式展現(xiàn)半導(dǎo)體集成基本單項(xiàng)工藝和器件工藝制作過(guò)程,從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、考核方式的改革
1CDIO工程教育理念
CDIO工程教育模式,是由美國(guó)麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果,CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)、運(yùn)作(Operate)4個(gè)英文單詞的縮寫,以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、與課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)掌握知識(shí)&-4。迄今已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO國(guó)際組織,這些學(xué)校采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱開展教學(xué)實(shí)踐,取得了良好的效果。
2存在的問(wèn)題與課程建設(shè)思想
微電子技術(shù)研究的中心問(wèn)題是集成電路的設(shè)計(jì)與制造,將數(shù)以億計(jì)的晶體管集成在一個(gè)芯片上。微電子技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和支柱,是21世紀(jì)發(fā)展最活躍和技術(shù)增長(zhǎng)最快的高新科技,其產(chǎn)業(yè)已超過(guò)汽車工業(yè),成為全球第一大產(chǎn)業(yè)。微電子工藝課程主要介紹微電子器件和集成電路制造的工藝流程,平面工藝中各種工藝技術(shù)的基本原理、方法和主要特點(diǎn)。其課程建設(shè)思想是使學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路制造工藝及原理有一個(gè)較為完整和系統(tǒng)的概念,掌握當(dāng)前微電子芯片制作的工藝流程、主要設(shè)備、檢測(cè)方法及其發(fā)展趨勢(shì)^7]。
但目前該課程教學(xué)中存在較多問(wèn)題,教學(xué)效果不佳,主要有如下幾點(diǎn):(1)教材陳舊,沒(méi)有較適合的雙語(yǔ)教材,難以適應(yīng)跨國(guó)際的微電子制造工藝新技術(shù)的快速發(fā)展;(2)教學(xué)內(nèi)容信息量大,在教學(xué)時(shí)間短、內(nèi)容多的情況下,教師難以合理安排教學(xué)進(jìn)度;(3)在課程設(shè)置上重理論輕實(shí)踐,技術(shù)性和實(shí)踐性的內(nèi)容較少,與迅速發(fā)展的工業(yè)實(shí)際脫節(jié);(4)教學(xué)方法單一,理論聯(lián)系實(shí)際不緊密,不利于學(xué)生課堂積極性的提高與創(chuàng)造性的發(fā)揮“5)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境較差,由于微電子工藝設(shè)備十分昂貴,有待加強(qiáng)高校精密貴重儀器設(shè)備和優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享平臺(tái)和運(yùn)行機(jī)制的建設(shè);(6)教評(píng)形式單一,忽略了實(shí)踐教學(xué)與考核,致使大多數(shù)學(xué)生只是死記硬背書本知識(shí)的學(xué)習(xí)方式來(lái)應(yīng)付考試。
3微電子工藝的課程建設(shè)
3.1教材選取及教學(xué)內(nèi)容改革
本課程教材選用經(jīng)歷了《芯片制造一半導(dǎo)體工藝制程實(shí)用教程》、《現(xiàn)代集成電路制造工藝原理》到目前的首選教材:國(guó)外電子與通信教材系列中,美國(guó)MichaelQiurk和JulianSerda著《半導(dǎo)體制造技術(shù)》韓鄭生的中文翻譯本。該書不僅詳細(xì)介紹芯片制造中的每一關(guān)鍵工藝,而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備以及每一道工藝的質(zhì)量檢測(cè)和故障排除;并吸收了當(dāng)今最新技術(shù)資料,如用于亞0.25pm工藝的最新技術(shù):化學(xué)機(jī)械拋光、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝;內(nèi)容豐富、全面、深入淺出、直觀形象、思考習(xí)題量大,并附有大量的結(jié)構(gòu)示意圖、設(shè)備圖和SEM圖片,學(xué)生很容易理解,最主要的相對(duì)前兩本教材,它更加突出實(shí)際工藝,弱化了較抽象的原理。
教學(xué)內(nèi)容上采取調(diào)整部分章節(jié),突出教學(xué)重點(diǎn),并適當(dāng)增減部分教學(xué)內(nèi)容。本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理,并具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力,課程僅32學(xué)時(shí),而教材分20章,600頁(yè),所以教師需要精選課堂授課內(nèi)容。從襯底制備、薄膜淀積、摻雜技術(shù)到圖形加工光刻技術(shù)以及布線與組裝,所涉及的概念比較多,要突出重點(diǎn):薄膜淀積(氧化、蒸發(fā)、濺射、MOCVD和外延等),光刻與刻蝕技術(shù)、摻雜技術(shù),需章節(jié)調(diào)整系統(tǒng)整合;對(duì)非關(guān)鍵工藝的5~8章(介紹半導(dǎo)體制造中的化學(xué)藥品、污染及缺陷等內(nèi)容)只作為學(xué)生課后自學(xué)閱讀。第2章的半導(dǎo)體材料特性已在“固體物理”課程中詳細(xì)介紹,第3章的器件技術(shù)已在‘‘半導(dǎo)體物理“晶體管原理”課程中介紹,第20章裝配與封裝會(huì)在“集成電路封裝與測(cè)試”課程中介紹,故無(wú)需重復(fù)講解。將第9章集成電路制造工藝概況放在后面串通整過(guò)工藝講解,即通過(guò)聯(lián)系單項(xiàng)工藝流程,具體分析講解典型的CMOS芯片制造工藝流程,如由n-MOS和p-MOS兩個(gè)晶體管構(gòu)成的CMOS反相器,這樣能夠加深對(duì)離子注入、化學(xué)氣相淀積、光刻關(guān)鍵技術(shù)、集成電路的隔離技術(shù)以及VLSI的接觸與互連技術(shù)等內(nèi)容的理解。
另一方面,指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料,對(duì)教材內(nèi)容作必要的補(bǔ)充,微電子工藝技術(shù)的發(fā)展迅速,因此需要隨時(shí)跟蹤微電子工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)。特征尺寸為45nm的集成電路已批量生產(chǎn),高K介質(zhì)/金屬柵層疊結(jié)構(gòu)、應(yīng)變硅技術(shù)已采用。而現(xiàn)有的集成電路工藝教材很少能涉及到這些新技術(shù),為了防止知識(shí)陳舊,應(yīng)多關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展,尤其是已經(jīng)投入批量生產(chǎn)的工藝技術(shù),及時(shí)將目前主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中。
3.2教學(xué)方法的改革
(1)開發(fā)多媒體工藝教學(xué)軟件,利用多媒體技術(shù),將動(dòng)畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進(jìn)行合理的處理,利用大量二維和三維的多媒體圖片、視頻來(lái)展示和講解復(fù)雜的工藝構(gòu)造過(guò)程。開發(fā)圖文聲像并茂的微電子工藝多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件,給學(xué)生以直觀、清楚的認(rèn)識(shí),有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
(2)微電子工藝綜合共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè),集成電路的制造設(shè)備價(jià)格昂貴,環(huán)境條件要求苛刻,運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)費(fèi)用很大,國(guó)內(nèi)僅部分高校擁有集成電路工藝試驗(yàn)線或部分實(shí)驗(yàn)分析設(shè)備。按照有償服務(wù)或互惠互利原則共享設(shè)備儀器資源,創(chuàng)建各院校之間和與企業(yè)之間的“微電子工藝綜合共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”可極大的提高集成電路工藝及其實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果,即解決了一些院校資金短缺問(wèn)題,同時(shí)也部分補(bǔ)償了大型設(shè)備的日常使用和維護(hù)費(fèi)用問(wèn)題。其綜合共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括金屬有機(jī)化合物MOCVD沉積技術(shù)、分子束外延、RF射頻磁控濺射、XPS、XRD及AFM分析測(cè)試、光刻、離子注入等涉及投資巨大的儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
(3)拓展實(shí)踐能力的校企合作,讓學(xué)生帶著理論知識(shí)走進(jìn)企業(yè)的真實(shí)工程環(huán)境,探索利用企業(yè)先進(jìn)的工藝線資源進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)與參觀實(shí)習(xí)6-9]。參觀實(shí)習(xí)能夠使學(xué)生對(duì)集成電路的生產(chǎn)場(chǎng)地,超凈環(huán)境要求具有深刻的感性認(rèn)識(shí),對(duì)單晶硅制造流程、芯片制造工藝過(guò)程以及芯片的測(cè)試和封裝的了解也更加系統(tǒng)和全面。同時(shí)利用假期安排學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí),讓學(xué)生參與企業(yè)的部分生產(chǎn)環(huán)節(jié),親身感受實(shí)際工藝生產(chǎn)過(guò)程,增加學(xué)生對(duì)企業(yè)的了解,也利于企業(yè)選拔優(yōu)秀學(xué)生。
(4)工藝視頻與工藝實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué),由于微電子工藝內(nèi)容與生產(chǎn)密切結(jié)合,不能單靠抽象的書本知識(shí)教學(xué),對(duì)于學(xué)生無(wú)法了解到的一些工藝實(shí)驗(yàn)與設(shè)備,可通過(guò)錄像教學(xué)來(lái)補(bǔ)充。本學(xué)院購(gòu)置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝設(shè)備錄像與多媒體教學(xué)系統(tǒng),結(jié)合國(guó)外英文原版的工藝流程視頻,通過(guò)工藝視頻把實(shí)際工藝流程、設(shè)備和設(shè)備操作等形象地展示在課堂。多媒體教學(xué)系統(tǒng)提供了氧化、擴(kuò)散和離子注入三項(xiàng)工藝設(shè)備操作模擬,可使學(xué)生身臨其境地對(duì)所學(xué)的基本工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬。同時(shí)結(jié)合課堂教學(xué)開設(shè)半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn),主要包括以:氧化、光刻、擴(kuò)散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結(jié)、封裝。實(shí)驗(yàn)以教師講解與學(xué)生動(dòng)手相結(jié)合,既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又使學(xué)生掌握了科學(xué)分析問(wèn)題的方法,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。
3.3多元化的考核評(píng)價(jià)體系
對(duì)學(xué)生的考核是對(duì)其具體學(xué)習(xí)成果的度量,也是檢驗(yàn)教學(xué)改革成效的重要手段,為了更科學(xué)合理的考核學(xué)生,我們建立了多元化的更加注重過(guò)程參與的考試評(píng)價(jià)體系,降低了期末考試在總成績(jī)中所占比例,最大限度避免學(xué)生靠死記硬背來(lái)應(yīng)付考試和學(xué)生創(chuàng)新思維被抑制、高分低能現(xiàn)象產(chǎn)生。這種多元化、過(guò)程性的成績(jī)?cè)u(píng)定方法,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的積累與構(gòu)建過(guò)程,消除了學(xué)生重理論輕實(shí)踐,考前死記硬背應(yīng)付考試的弊病??傇u(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分構(gòu)成。但加大平時(shí)成績(jī)的權(quán)重,平時(shí)成績(jī)即包括了作業(yè)與考勤,還包括綜合性實(shí)驗(yàn)成績(jī)、設(shè)計(jì)仿真、國(guó)外工藝視頻翻譯、專題小論文和專題PPT論壇團(tuán)隊(duì)成績(jī)等。同時(shí)在期末考題中增加openanswerquestion型、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)型題目110-11。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:集成電路專業(yè);實(shí)踐技能;人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):1002-0845(2012)09-0102-02
集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全的新戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有很高的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。然而,目前很多應(yīng)屆畢業(yè)生實(shí)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(shè)計(jì)的能力。其主要原因是一些高校對(duì)集成電路專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠,技能培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容不明確,導(dǎo)致培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加強(qiáng)集成電路專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的目標(biāo)
集成電路專業(yè)是一門多學(xué)科交叉、高技術(shù)密集的學(xué)科,工程性和實(shí)踐性非常強(qiáng)。其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數(shù)字電路、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),以及集成電路制造的整個(gè)工藝流程,掌握集成電路設(shè)計(jì)基本理論和基本設(shè)計(jì)方法,掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具,具有集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試及電子系統(tǒng)開發(fā)能力,能夠從事相關(guān)領(lǐng)域前沿技術(shù)工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。
根據(jù)集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),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(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、射頻集成電路設(shè)計(jì)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)四個(gè)方面。圍繞這四個(gè)方面的核心能力,集成電路專業(yè)人才實(shí)踐技能培養(yǎng)的主要目標(biāo)應(yīng)確定為:掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具,具備模擬集成電路設(shè)計(jì)能力、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力、射頻集成電路設(shè)計(jì)能力、集成電路版圖設(shè)計(jì)能力以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。
二、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的內(nèi)容
1.電子線路應(yīng)用模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生具有模擬電路、數(shù)字電路和信號(hào)處理等方面的應(yīng)用能力。其課程主要包含模擬電路、數(shù)字電路、電路分析、模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以及電路分析實(shí)驗(yàn)等。
2.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識(shí),具備能夠從事面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。其課程主要有C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)、傳感器原理、傳感器接口電路設(shè)計(jì)、FPGA原理與應(yīng)用及SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。
3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生熟悉半導(dǎo)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(shè)計(jì)能力。其課程主要包含半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體材料、集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)和集成電路版圖設(shè)計(jì)等。
4.模擬集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法,熟悉模擬集成電路設(shè)計(jì)流程,熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含模擬電路、半導(dǎo)體物理、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路CAD設(shè)計(jì)、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設(shè)計(jì)方法和混合集成電路設(shè)計(jì)等。此外,還包括Synopsis認(rèn)證培訓(xùn)相關(guān)課程。
5.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法,具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含數(shù)字電路、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、硬件描述語(yǔ)言、VLSI測(cè)試技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)綜合和時(shí)序分析等。
6.射頻集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握射頻集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法,具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)技術(shù)、電磁場(chǎng)與
天線和通訊原理等。
在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、安排上要符合認(rèn)識(shí)規(guī)律,由易到難,由淺入深,充分考慮學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)與基本技能的訓(xùn)練,既要有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與意識(shí),有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)取的科學(xué)精神,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又要保證基礎(chǔ),注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性,強(qiáng)化綜合和創(chuàng)新。因此,在集成電路專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上,應(yīng)減少緊隨理論課開設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例,增加綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,使學(xué)有余力的學(xué)生能發(fā)揮潛能,有利于因材施教。
三、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的策略
1.改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。學(xué)校應(yīng)抓住教育部本科教學(xué)水平評(píng)估的機(jī)會(huì),加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入,加大實(shí)驗(yàn)室軟、硬件建設(shè)力度。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè),制訂修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件,修訂完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和指導(dǎo)。
2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。應(yīng)以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo),積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,科學(xué)安排課程實(shí)驗(yàn),合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,給學(xué)生充分的自由空間,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考應(yīng)該怎樣做,使實(shí)驗(yàn)成為可以激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的結(jié)合點(diǎn),為學(xué)生創(chuàng)新提供條件。應(yīng)注重利用多媒體技術(shù)來(lái)豐富和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,如借助實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái),利用仿真技術(shù),加強(qiáng)新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,使學(xué)生增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。高水平的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍,是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。應(yīng)制定完善的有利于實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)的制度,對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的人員數(shù)量編制、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,從職稱、待遇等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍予以傾斜,保證實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的穩(wěn)定和發(fā)展。
4.保障實(shí)習(xí)基地建設(shè),增加就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。開展校內(nèi)外實(shí)習(xí)是提高學(xué)生實(shí)踐技能的重要手段。
實(shí)習(xí)基地是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)、提高實(shí)踐技能的重要場(chǎng)所,對(duì)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學(xué)校應(yīng)積極聯(lián)系那些具有一定實(shí)力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè),給能夠提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所并愿意支持學(xué)校完成實(shí)習(xí)任務(wù)的單位掛實(shí)習(xí)基地牌匾。另外,可以把企業(yè)請(qǐng)進(jìn)來(lái),聯(lián)合構(gòu)建集成電路專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地,把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來(lái),實(shí)現(xiàn)在校教育與產(chǎn)業(yè)需求的無(wú)縫聯(lián)接。
5.重視畢業(yè)設(shè)計(jì),全面提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是集成電路專業(yè)教學(xué)中最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)工作一般都被安排在最后一個(gè)學(xué)期,此時(shí)學(xué)生面臨找工作和準(zhǔn)備考研復(fù)試的問(wèn)題,畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和質(zhì)量有時(shí)很難保證。為了進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué),應(yīng)讓學(xué)生從大學(xué)四年級(jí)上半學(xué)期就開始畢業(yè)設(shè)計(jì),因?yàn)槟菚r(shí)學(xué)生已經(jīng)完成基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),部分完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí),而專業(yè)課教師往往就是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師,在此時(shí)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),一方面可以和專業(yè)課學(xué)習(xí)緊密結(jié)合起來(lái),另一方面便于指導(dǎo)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育和督促。
選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),通過(guò)選題來(lái)確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和主要內(nèi)容,是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),決定著畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。因此教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)應(yīng)從幫助學(xué)生選好設(shè)計(jì)題目開始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要符合本學(xué)科研究和發(fā)展的方向,在選題過(guò)程中要注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可以讓學(xué)生們適當(dāng)?shù)貐⑴c教師的科研活動(dòng),以激發(fā)其專業(yè)課學(xué)習(xí)的熱情,在科研實(shí)踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識(shí),提高實(shí)踐能力。
6.全面考核評(píng)價(jià),科學(xué)檢驗(yàn)技能培養(yǎng)的效果。實(shí)踐技能考核是檢驗(yàn)實(shí)踐培訓(xùn)效果的重要手段。相比理論教學(xué)的考核,實(shí)踐教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)不易把握,操作困難,因此各高校普遍缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)的考核,影響了實(shí)踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐技能培養(yǎng)貫穿于大學(xué)四年,每個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的考核,既要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核,也要加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的考核。
對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行過(guò)程中進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控,教師要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作表現(xiàn)、學(xué)術(shù)態(tài)度以及參與程度等進(jìn)行評(píng)價(jià);事后考核是指實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩部分構(gòu)成實(shí)驗(yàn)課考核成績(jī),并于期末計(jì)入課程總成績(jī)。這樣做使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度大大提高,能夠有效地提高實(shí)驗(yàn)課效果。此外,還可將學(xué)生結(jié)合教師的科研開展實(shí)驗(yàn)的情況計(jì)入實(shí)驗(yàn)考核。
7.借助學(xué)科競(jìng)賽,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽是通過(guò)針對(duì)基本理論知識(shí)以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力設(shè)計(jì)的、以學(xué)生為參賽主體的比賽。學(xué)科競(jìng)賽能夠在緊密結(jié)合課堂教學(xué)或新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,以競(jìng)賽的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)完成競(jìng)賽任務(wù)來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,并增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及研究的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神。
在參加競(jìng)賽的整個(gè)過(guò)程中,學(xué)生不僅需要對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的若干門專業(yè)課程進(jìn)行回顧,靈活運(yùn)用,還要查閱資料、搜集信息,自主提出設(shè)計(jì)思想和解決問(wèn)題的辦法,既檢驗(yàn)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí),又促使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí),最終使學(xué)生的動(dòng)手能力、自學(xué)能力、科學(xué)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(guò)考察學(xué)生在參賽過(guò)程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,認(rèn)真總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn),分析由此暴露出的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的問(wèn)題和不足,能夠相應(yīng)地改進(jìn)教學(xué)方法與內(nèi)容,有利于提高技能教學(xué)的有效性。
此外,還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)校內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目,通過(guò)這些項(xiàng)目的研究可以極大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn):
[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(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)課程體系的研究[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009(6).
[3]李山,等.以新理念完善工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式[J]. 高教研究與實(shí)踐,2011(1).
[4]劉勝輝,等.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2008(22).
【關(guān)鍵詞】集成電路;設(shè)計(jì)方法;IP技術(shù)
基于CMOS工藝發(fā)展背景下,CMOS集成電路得到了廣泛應(yīng)用,即到目前為止,仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術(shù),但基于64kb動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的發(fā)展,集成電路微小化設(shè)計(jì)逐漸引起了人們關(guān)注。因而在此基礎(chǔ)上,為了迎合集成電路時(shí)代的發(fā)展,應(yīng)注重在當(dāng)前集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中從微電路、芯片等角度入手,對(duì)集成電路進(jìn)行改善與優(yōu)化,且突出小型化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。以下就是對(duì)集成電路設(shè)計(jì)與IP設(shè)計(jì)技術(shù)的詳細(xì)闡述,望其能為當(dāng)前集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。
1當(dāng)前集成電路設(shè)計(jì)方法
1.1全定制設(shè)計(jì)方法
集成電路,即通過(guò)光刻、擴(kuò)散、氧化等作業(yè)方法,將半導(dǎo)體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片,置入管殼內(nèi),應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)等領(lǐng)域中。而在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了營(yíng)造良好的電路設(shè)計(jì)空間,應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)全定制設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,即在集成電路實(shí)踐設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開展過(guò)程中通過(guò)版圖編輯工具,對(duì)半導(dǎo)體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控,最終通過(guò)版圖布局、布線等,達(dá)到元器件組合、優(yōu)化目的。同時(shí),在元器件電路參數(shù)優(yōu)化過(guò)程中,為了滿足小型化集成電路應(yīng)用需求,應(yīng)遵從“自由格式”版圖設(shè)計(jì)原則,且以緊湊的設(shè)計(jì)方法,對(duì)每個(gè)元器件所連導(dǎo)線進(jìn)行布局,就此將芯片尺寸控制到最小狀態(tài)下。例如,隨機(jī)邏輯網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度,即采取全定制集成電路設(shè)計(jì)方法,滿足了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)運(yùn)行需求。但由于全定制設(shè)計(jì)方法在實(shí)施過(guò)程中,設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng),為此,應(yīng)注重對(duì)其的合理化應(yīng)用。
1.2半定制設(shè)計(jì)方法
半定制設(shè)計(jì)方法在應(yīng)用過(guò)程中需借助原有的單元電路,同時(shí)注重在集成電路優(yōu)化過(guò)程中,從單元庫(kù)內(nèi)選取適宜的電壓或壓焊塊,以自動(dòng)化方式對(duì)集成電路進(jìn)行布局、布線,且獲取掩膜版圖。例如,專用集成電路ASIC在設(shè)計(jì)過(guò)程中為了減少成本投入量,即采用了半定制設(shè)計(jì)方法,同時(shí)注重在半定制設(shè)計(jì)方式應(yīng)用過(guò)程中融入門陣列設(shè)計(jì)理念,即將若干個(gè)器件進(jìn)行排序,且排列為門陣列形式,繼而通過(guò)導(dǎo)線連接形式形成統(tǒng)一的電路單元,并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,亦可采取標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)方式,即要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)運(yùn)用版圖編輯工具對(duì)集成電路進(jìn)行操控,同時(shí)結(jié)合電路單元版圖,連接、布局集成電路運(yùn)作環(huán)境,達(dá)到布通率100%的集成電路設(shè)計(jì)狀態(tài)。從以上的分析中即可看出,在小型化集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,強(qiáng)調(diào)對(duì)半定制設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,有助于縮短設(shè)計(jì)周期,為此,應(yīng)提高對(duì)其的重視程度。
1.3基于IP的設(shè)計(jì)方法
基于0.35μmCMOS工藝的推動(dòng)下,傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)方式已經(jīng)無(wú)法滿足計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域集成電路應(yīng)用需求,因而在此基礎(chǔ)上,為了推動(dòng)各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)注重融入IP設(shè)計(jì)方法,即在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中將“設(shè)計(jì)復(fù)用與軟硬件協(xié)同”作為導(dǎo)向,開發(fā)單一模塊,并集成、復(fù)用IP,就此將集成電路工作量控制到原有1/10,而工作效益提升10倍。但基于IP視角下,在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,要求相關(guān)工作人員應(yīng)注重通過(guò)專業(yè)IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核,且基于IP核支撐資源獲取的基礎(chǔ)上,完善檢索系統(tǒng)、開發(fā)庫(kù)管理系統(tǒng)、IP核庫(kù)等,最終對(duì)1700多個(gè)IP核資源進(jìn)行系統(tǒng)化整理,并通過(guò)VSIA標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方式,對(duì)IP核集成電路運(yùn)行環(huán)境的安全性、動(dòng)態(tài)性進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)、評(píng)估,規(guī)避集成電路故障問(wèn)題的凸顯,且達(dá)到最佳的集成電路設(shè)計(jì)狀態(tài)。另外,在IP集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,亦應(yīng)注重增設(shè)HDL代碼等檢測(cè)功能,從而滿足集成電路設(shè)計(jì)要求,達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)狀態(tài),且更好的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域中。
2集成電路設(shè)計(jì)中IP設(shè)計(jì)技術(shù)分析
基于IP的設(shè)計(jì)技術(shù),主要分為軟核、硬核、固核三種設(shè)計(jì)方式,同時(shí)在IP系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程中,需完善32位處理器,同時(shí)融入微處理器、DSP等,繼而應(yīng)用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運(yùn)作環(huán)境下。而IP設(shè)計(jì)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)測(cè)試平臺(tái)支撐條件提出了更高的要求,因而在IP設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開展過(guò)程中,應(yīng)注重選用適宜的接口,寄存I/O,且以獨(dú)立性IP模塊設(shè)計(jì)方式,對(duì)芯片布局布線進(jìn)行操控,簡(jiǎn)化集成電路整體設(shè)計(jì)過(guò)程。此外,在IP設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,必須突出全面性特點(diǎn),即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手,推進(jìn)IP文件化,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)信息的全方位反饋。另外,就當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看,IP設(shè)計(jì)技術(shù)涵蓋了ASIC測(cè)試、系統(tǒng)仿真、ASIC模擬、IP繼承等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),且制定了IP戰(zhàn)略,因而有助于減少IP集成電路開發(fā)風(fēng)險(xiǎn),為此,在當(dāng)前集成電路設(shè)計(jì)工作開展過(guò)程中應(yīng)融入IP設(shè)計(jì)技術(shù),并建構(gòu)AMBA總線等,打造良好的集成電路運(yùn)行環(huán)境,強(qiáng)化整體電路集成度,達(dá)到最佳的電路布局、規(guī)劃狀態(tài)。
3結(jié)論
綜上可知,集成電路被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域,推進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步。為此,為了降低集成電路設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),減少開發(fā)經(jīng)費(fèi),縮短開發(fā)時(shí)間,要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計(jì)工作開展過(guò)程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)基于IP的設(shè)計(jì)方法、半定制設(shè)計(jì)方法、全定制設(shè)計(jì)方法等的應(yīng)用,同時(shí)注重引入IP設(shè)計(jì)技術(shù)理念,完善ASIC模擬、系統(tǒng)測(cè)試等集成電路設(shè)計(jì)功能,最終就此規(guī)避電路開發(fā)中故障問(wèn)題的凸顯,達(dá)到最佳的集成電路開發(fā)、設(shè)計(jì)狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)
[1]肖春花.集成電路設(shè)計(jì)方法及IP重用設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,12(06):190-191.
[2]李群,樊麗春.基于IP技術(shù)的模擬集成電路設(shè)計(jì)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013,12(08):56-57.
關(guān)鍵詞:特色專業(yè)建設(shè);復(fù)旦大學(xué);微電子學(xué);創(chuàng)新人才培養(yǎng)
復(fù)旦大學(xué)“微電子學(xué)與固體電子學(xué)”學(xué)科有半個(gè)多世紀(jì)的深厚積累。20世紀(jì)50年代,謝希德教授領(lǐng)導(dǎo)組建了全國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體學(xué)科,培養(yǎng)了我國(guó)首批微電子行業(yè)的中堅(jiān)力量。60年代研制成功我國(guó)第一個(gè)鍺集成電路。1984年,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立微電子與固體電子學(xué)學(xué)科博士點(diǎn),1988年、2001年、2006年被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。所在一級(jí)學(xué)科于1998年獲首批一級(jí)博士學(xué)位授予權(quán),設(shè)有獨(dú)立設(shè)置的博士后流動(dòng)站和長(zhǎng)江特聘教授崗位,建有“專用集成電路與系統(tǒng)”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,1998年和2003年被列入“211”工程建設(shè)學(xué)科,2000年被定為“復(fù)旦三年行動(dòng)計(jì)劃”重中之重學(xué)科得到學(xué)校重點(diǎn)支持,2005年獲“985工程”二期支持,建設(shè)“微納電子科技創(chuàng)新平臺(tái)”。
長(zhǎng)期以來(lái)復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)教學(xué)形成了“基礎(chǔ)與專業(yè)結(jié)合,研究與應(yīng)用并重,創(chuàng)新人才培養(yǎng)國(guó)際化”特色。近年來(lái),在教育部第二批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)中,我們根據(jù)國(guó)家和工業(yè)界對(duì)集成電路人才的要求,貫徹“國(guó)際接軌、應(yīng)用牽引、注重質(zhì)量”的教學(xué)理念,制定了復(fù)旦大學(xué)“微電子教學(xué)工作三年計(jì)劃大綱”并加以實(shí)施,在高端創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面對(duì)專業(yè)教學(xué)的特色開展了深層的挖掘和拓展。
一、課程體系的完善和課程建設(shè)
微電子技術(shù)的高速發(fā)展要求微電子專業(yè)課程體系在相對(duì)固定的框架下不斷加以更新和完善。
我們?cè)O(shè)計(jì)了“復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)本科課程設(shè)置調(diào)查表”,根據(jù)對(duì)于目前工作在企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士的調(diào)查結(jié)果,制定了新的微電子學(xué)本科培養(yǎng)方案。主要修改包括:
(1)加強(qiáng)物理基礎(chǔ)、電路理論和通信系統(tǒng)課程。微電子學(xué)科,特別是系統(tǒng)芯片集成技術(shù),是融合物理、數(shù)學(xué)、電路理論和信息系統(tǒng)的綜合性應(yīng)用學(xué)科。因此,在原有課程基礎(chǔ)上,增加了有關(guān)近代物理、信號(hào)與通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等課程,使微電子學(xué)生的知識(shí)覆蓋面更寬。
(2)面向研究、應(yīng)用和學(xué)科交叉的需要,增加專業(yè)選修課程。如增加了電子材料薄膜測(cè)試表征方法、射頻微電子學(xué)、鐵電材料與器件、Perl語(yǔ)言、計(jì)算微電子學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析等課程,為本科生將來(lái)進(jìn)一步從事研究和應(yīng)用開發(fā)打下基礎(chǔ)。
(3)強(qiáng)調(diào)能力和素質(zhì)訓(xùn)練,高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。開設(shè)了集成電路工藝實(shí)驗(yàn)、集成電路器件測(cè)試實(shí)驗(yàn)、集成電路可測(cè)性設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)及專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等從專業(yè)基礎(chǔ)到專業(yè)的多門實(shí)驗(yàn)課。
在課程體系調(diào)整完善的同時(shí),還對(duì)于微電子專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)必修課開展了新一輪的課程建設(shè)。包括:
(1)精品課程的建設(shè)。幾年來(lái),半導(dǎo)體物理、集成電路工藝原理、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)建設(shè)已經(jīng)獲得復(fù)旦大學(xué)校級(jí)精品課程。其中半導(dǎo)體物理和集成電路工藝原理課程獲得學(xué)校的重點(diǎn)資助,正在建設(shè)上海市精品課程。另有半導(dǎo)體器件原理和模擬集成電路設(shè)計(jì)正在復(fù)旦大學(xué)校級(jí)精品課程建設(shè)之中,有望明年獲得稱號(hào)。
(2)增加全英語(yǔ)教學(xué)和雙語(yǔ)教學(xué)課程。為了滿足微電子技術(shù)的高速發(fā)展和學(xué)生盡快吸收、學(xué)習(xí)最新知識(shí)的需求,貫徹落實(shí)教育部“為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn),本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)”的要求,在本科生專業(yè)課的教學(xué)中新增全英語(yǔ)教學(xué)課程3門,雙語(yǔ)教學(xué)課程4門。該類專業(yè)課程的開設(shè)也為微電子專業(yè)的國(guó)際交流學(xué)生提供了選課機(jī)會(huì)。
(3)教材建設(shè)。為了配合課程體系的完善和補(bǔ)充更新專業(yè)知識(shí),除了選用一些國(guó)際頂級(jí)高校的教材之外,還依據(jù)我們的課程體系組織編寫了一系列專業(yè)教材和論著。有已經(jīng)出版的《深亞微米FPGA結(jié)構(gòu)與CAD設(shè)計(jì)》、《Modern Thermodynamics》、《現(xiàn)代熱力學(xué)-基于擴(kuò)展卡諾定理》,列入出版計(jì)劃的《半導(dǎo)體器件原理》、《超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)》和《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》。另外根據(jù)課程體系的要求對(duì)實(shí)驗(yàn)用書也進(jìn)行了更新。
為了傳承復(fù)旦微電子學(xué)的豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和保證教學(xué)質(zhì)量,建立了完備的教學(xué)輔導(dǎo)制度,如課前試講、課中聽(tīng)課及聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的退休老教師與青年教師結(jié)對(duì)子輔導(dǎo)等。每學(xué)期聽(tīng)課總量和被聽(tīng)課教師分別均超過(guò)所授課程和任課教師人數(shù)的50%以上。對(duì)所有聽(tīng)課結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析,并反饋給任課教師,為教師改進(jìn)教學(xué)提供了有益的幫助。在保證教學(xué)內(nèi)容的情況下,鼓勵(lì)教師嘗試新的教學(xué)手段,實(shí)現(xiàn)所有必修課程的電子化,建立主要必修課程的網(wǎng)頁(yè),完全公開提供所有課件信息,部分課件獲得超過(guò)15000次的下載量。青年教師還獨(dú)創(chuàng)了“移動(dòng)課堂”的授課新方法,該方法能夠完整復(fù)制課堂教學(xué),既能高清晰展示教學(xué)課件的內(nèi)容,又能把教師課上講解的聲音、動(dòng)作及臨時(shí)板書全部包含在內(nèi),能夠使用大眾化的多媒體終端進(jìn)行播放,隨時(shí)隨地完美重現(xiàn)課堂講解全過(guò)程。
通過(guò)國(guó)際合作的研究生項(xiàng)目及教師出國(guó)交流,復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)教師的教學(xué)水平得到進(jìn)一步提升。在研究生的聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目(如復(fù)旦-TU Delft碩士生項(xiàng)目、復(fù)旦-KTH碩士生/博士生項(xiàng)目等)中海外高校教師來(lái)到復(fù)旦全程教授所有課程,復(fù)旦配備青年教師跟班聽(tīng)課和擔(dān)任課程輔導(dǎo)。這使得青年教師的授課理念、授課方式及授課水平都有大幅提高。同時(shí),由于聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目及其他合作項(xiàng)目,復(fù)旦的青年教師也被邀請(qǐng)參與海外高校的教學(xué),擔(dān)任對(duì)方課程的主講,青年教師利用交流的機(jī)會(huì),引進(jìn)海外高校的一些課程用于補(bǔ)充復(fù)旦微電子的培養(yǎng)方案。這些都為集成電路專業(yè)特色的挖掘和拓展起到重要的作用。
經(jīng)過(guò)幾年的努力,微電子專業(yè)的教學(xué)水平普遍得到提升,在教學(xué)評(píng)估中得到各個(gè)方面的好評(píng)。
二、培養(yǎng)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新
培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的微電子專業(yè)創(chuàng)新人才也需要在培養(yǎng)方法上加以改進(jìn)和創(chuàng)新。
針對(duì)微電子工程的特點(diǎn),在堅(jiān)持扎實(shí)的理論的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,開展實(shí)踐能力訓(xùn)練。在學(xué)校的支持下,教學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境得到及時(shí)更新,幾個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在國(guó)內(nèi)形成特色。
(1)本科的集成電路工藝實(shí)驗(yàn)可以在學(xué)校自己的工藝線上完成芯片的清洗、氧化、擴(kuò)散、光刻、蒸發(fā)、腐蝕等基本工藝制作步驟,為學(xué)生完整掌握集成電路制造的基本能力提供了很好的實(shí)際訓(xùn)練。
(2)在集成電路測(cè)試方面,結(jié)合自動(dòng)化測(cè)試機(jī)臺(tái)(安捷倫SoC93000ATE),開設(shè)了可測(cè)性設(shè)計(jì)課程,附帶實(shí)驗(yàn)。
(3)集成電路設(shè)計(jì)課程都附帶課程項(xiàng)目實(shí)踐,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力和素質(zhì),取得很好效果。
通過(guò)課程教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維和分析問(wèn)題的能力。嘗試開設(shè)了部分本科生和研究生同時(shí)共同選修的研討型課程。在課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中,本科生不僅可以得到研究生的指導(dǎo),在課堂上就某些課程內(nèi)容進(jìn)行探究,還可以在開展課程設(shè)計(jì)時(shí)在小組內(nèi)和研究生同學(xué)共同開展小型項(xiàng)目研究,對(duì)于提高本科生進(jìn)一步學(xué)習(xí)微電子專業(yè)的興趣和培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力有很大的幫助。
參加科研無(wú)疑是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)最為有效的途徑。配合復(fù)旦大學(xué)的要求,微電子學(xué)專業(yè)在本科階段,持續(xù)設(shè)置多種科研計(jì)劃,給予本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開展科研以支持。
(1)大一的“啟航”學(xué)術(shù)體驗(yàn)計(jì)劃。計(jì)劃鼓勵(lì)大一學(xué)生在感興趣的領(lǐng)域進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)和實(shí)踐,為學(xué)生打造一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),鍛煉學(xué)術(shù)能力的資源平臺(tái)?!皢⒑健睂W(xué)術(shù)體驗(yàn)計(jì)劃的所有學(xué)術(shù)實(shí)踐項(xiàng)目均來(lái)自各個(gè)微電子專業(yè)的導(dǎo)師,學(xué)生通過(guò)對(duì)感興趣的項(xiàng)目進(jìn)行申報(bào)與自薦的形式申請(qǐng)加入各學(xué)術(shù)實(shí)踐小組。引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略學(xué)科前沿,體驗(yàn)研究樂(lè)趣。
(2)二、三年級(jí)曦源項(xiàng)目。項(xiàng)目建立在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思想的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)志同道合的同學(xué)組成研究團(tuán)隊(duì),獨(dú)立提出研究方向,尋找合適的指導(dǎo)教師。加入自己感興趣的研究方向的團(tuán)隊(duì)。在開放課題列表中尋找合適的課題方向,并向該課題指導(dǎo)教師進(jìn)行申請(qǐng)。還有更多的學(xué)生在大三甚至更早就進(jìn)入各個(gè)研究小組,參與教授領(lǐng)導(dǎo)的各類國(guó)家級(jí)、省部級(jí)項(xiàng)目及來(lái)自企業(yè)、海外等的合作項(xiàng)目的研究。在完成的計(jì)劃和項(xiàng)目成果之外,學(xué)生們還在收集文獻(xiàn)資料、獲取信息的能力,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立思考的能力,運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,設(shè)計(jì)和推導(dǎo)論證、分析與綜合的能力,科學(xué)實(shí)驗(yàn)、發(fā)明創(chuàng)造的能力,寫作和表說(shuō)的能力等方面,都有不同的收獲。
通過(guò)學(xué)生參加國(guó)際交流活動(dòng)及外籍教師講授課程給學(xué)生提供國(guó)際化的培養(yǎng),提供層次更高、路徑多元的培養(yǎng)方案,培養(yǎng)了學(xué)生的國(guó)際化眼光,開拓了學(xué)生的培養(yǎng)渠道。
幾年來(lái),微電子學(xué)專業(yè)學(xué)生的出國(guó)交流人數(shù)逐年增長(zhǎng),從2008年起,共有20位本科生赴國(guó)外多個(gè)高校交流學(xué)習(xí)。交流的項(xiàng)目包括雙學(xué)位、長(zhǎng)學(xué)期和暑期項(xiàng)目等,交流時(shí)間從3個(gè)月到2年不等,交流學(xué)校包括美國(guó)(耶魯、UCLA等)、歐洲(伯明翰、赫爾辛基等)、日本(早稻田、慶應(yīng)等)及我國(guó)港臺(tái)高校。大多數(shù)同學(xué)在交流期間的學(xué)習(xí)成績(jī)達(dá)到交流學(xué)校的優(yōu)秀等級(jí),同時(shí)積極參加交流學(xué)校教授小組的科研工作,得到了很好的評(píng)價(jià)。個(gè)別同學(xué)由于表現(xiàn)優(yōu)異在交流結(jié)束回國(guó)后被對(duì)方教授邀請(qǐng)?jiān)俅吻叭ネ瓿僧厴I(yè)論文;也有同學(xué)交流期間)參加國(guó)際級(jí)大師的科研小組工作,獲益匪淺,直研后表現(xiàn)出強(qiáng)于一般研究生的科研能力。可以看到,國(guó)際交流不僅為同學(xué)們提供了專業(yè)知識(shí)和研究能力的不同培養(yǎng)模式,也為他們提供了更加廣闊的視野和體驗(yàn)多種文化的機(jī)會(huì),為他們今后的發(fā)展和進(jìn)步打下了很好的基礎(chǔ)。自特色專業(yè)建設(shè)以來(lái),每學(xué)期均新開設(shè)“前沿講座”課程,課程內(nèi)容不固定,授課人為聘請(qǐng)的海外教師,有的來(lái)自海外高校,有的來(lái)自海外企業(yè),課程均為全英語(yǔ)課程或雙語(yǔ)教學(xué)課程。這類課程直接引進(jìn)了海外高校的課程和教學(xué)方式,不僅學(xué)生受益,同時(shí)也培養(yǎng)了復(fù)旦微電子專業(yè)的青年教師。企業(yè)還提供與課程內(nèi)容直接相關(guān)的軟件,在改善教學(xué)環(huán)境的同時(shí),還為學(xué)生參加科研提供了培訓(xùn)。
經(jīng)過(guò)2年多特色專業(yè)項(xiàng)目的建設(shè),復(fù)旦微電子學(xué)專業(yè)在鞏固已有教學(xué)特色基礎(chǔ)上,在高端創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了深層的挖掘和拓展,取得了一系列的成果。
【關(guān)鍵詞】集成電路 加速試驗(yàn) 壽命試驗(yàn) 可靠性試驗(yàn)
1 集成電路加速試驗(yàn)概述
隨著集成電路等電子市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境日趨激烈,在滿足用戶預(yù)期需求的前提下,在盡可能短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品投入市場(chǎng)是電子開發(fā)商搶占市場(chǎng)的重要舉措。這無(wú)疑促使與激發(fā)了加速試驗(yàn)的產(chǎn)生與發(fā)展。
美國(guó)波音公司最早提出了可靠性加速試驗(yàn)的概念,最初提出的原因是為了降低產(chǎn)品的研發(fā)費(fèi)用,提高產(chǎn)品的可靠性。由于加速試驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境要苛刻于現(xiàn)實(shí)環(huán)境,因此通過(guò)加速試驗(yàn),可以獲得比正常條件下更多的信息。加速試驗(yàn)需要更高的應(yīng)力,通常在加速試驗(yàn)中引入在正常使用中不可能發(fā)生故障模式的因素:高頻率、高振動(dòng)、高溫、高濕度等。通過(guò)加速試驗(yàn)得到產(chǎn)品加速試驗(yàn)?zāi)P?,分析產(chǎn)品的性能,找出導(dǎo)致產(chǎn)品失效的原因,為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù),提高產(chǎn)品可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。目前,加速試驗(yàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),如電子、通訊、能源、工業(yè)、汽車等,更優(yōu)很多知名公司例如惠普、福特等,注重加速試驗(yàn)的開發(fā)與研究,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,提高產(chǎn)品性能,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2 集成電路加速壽命試驗(yàn)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高集成電路的可靠性的要求也是越來(lái)越高,使用壽命甚至大30年以上??煽啃詨勖呛饬考呻娐房煽啃院托阅苜|(zhì)量的指標(biāo)之一,所以需要準(zhǔn)確、快速的壽命試驗(yàn)方法。傳統(tǒng)壽命試驗(yàn)方法試驗(yàn)周期長(zhǎng),費(fèi)用昂貴,在很大程度上影響了高可靠集成電路的研發(fā)周期。傳統(tǒng)的壽命試驗(yàn),是基于現(xiàn)實(shí)環(huán)境模擬的試驗(yàn)方法,通過(guò)大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)估測(cè)集成電路的壽命,方法繁瑣,操作麻煩,而且試驗(yàn)周期長(zhǎng),人為因素多。目前,加速試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā)新的基于模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的試驗(yàn)方法,大大縮短的試驗(yàn)周期,對(duì)于推動(dòng)加速試驗(yàn)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用具有巨大作用,對(duì)可靠性工程的發(fā)展有重要意義。本文介紹一下三種加速試驗(yàn)方法:HALT法(失效物理的高加速壽命試驗(yàn))、RET法(可靠性強(qiáng)化試驗(yàn))以及EDA法(基于參數(shù)退化的加速壽命試驗(yàn))。
2.1 HALT法―高加速壽命試驗(yàn)
對(duì)集成電路的材料、元器件和工藝方法進(jìn)行加速試驗(yàn),確定材料、元器件和生產(chǎn)工藝的壽命。此種方法可以在產(chǎn)品使用壽命末期識(shí)別以及量化產(chǎn)品失效的機(jī)理。此種試驗(yàn)方法會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的壽命來(lái)確定試驗(yàn)的時(shí)間,以給出產(chǎn)品的壽命期。此種方法并沒(méi)有暴露產(chǎn)品的缺陷。
加速壽命試驗(yàn)的假設(shè):試驗(yàn)產(chǎn)品在高應(yīng)力作、短時(shí)間的應(yīng)力作用下表現(xiàn)出與低應(yīng)力、長(zhǎng)時(shí)間的作用下的產(chǎn)品特征的一致性。為了縮短試驗(yàn)周期,試驗(yàn)中采用加速應(yīng)力,即HALT(高加速壽命試驗(yàn))。由于越來(lái)越多的使用者對(duì)于產(chǎn)品的使用壽命提出更高的要求,而加速壽命試驗(yàn)分析了產(chǎn)品產(chǎn)品失效機(jī)理的主要原因,提供了產(chǎn)品預(yù)期磨損機(jī)理的有效數(shù)據(jù),因此在當(dāng)今的市場(chǎng)上是很重要的。此試驗(yàn)可以給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者提供有效的技術(shù)指導(dǎo),全面了解產(chǎn)品,對(duì)于集成電路的材料、元器件和加工工藝進(jìn)行改進(jìn)和控制,提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
2.2 RET法―集成電路可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)
RET法不同于HALF法的區(qū)別在于:RET法的目的是在HALF的基礎(chǔ)上,逐漸增大環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力,來(lái)激發(fā)電路失效故障和暴露電路設(shè)計(jì)的缺點(diǎn),評(píng)估產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性。RET方法的實(shí)施就應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和發(fā)展的最初階段,以便于改進(jìn)和控制。
2.3 EDA法―基于參數(shù)退化的加速壽命試驗(yàn)方法
該方法在長(zhǎng)壽命試驗(yàn)理論和算法上采用統(tǒng)計(jì)和動(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)敏感參數(shù)的選取和測(cè)試方法優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)壽命的快速評(píng)價(jià)。與傳統(tǒng)加速壽命試驗(yàn)方法相比,該技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)間短、可外推壽命、具有普適性,不需要預(yù)先建立分布模型,是一種通過(guò)數(shù)據(jù)本身的圖形揭示其最佳擬合模型的分析方法,而非事先假設(shè)模型強(qiáng)加模型后再進(jìn)行分析。
基于參數(shù)退化的加速壽命試驗(yàn)方法結(jié)合集成電路結(jié)構(gòu)、材料、工藝及性能特點(diǎn),針對(duì)影響集成電路壽命的應(yīng)力及適用于加速試驗(yàn)的應(yīng)力水平分析,研究集成電路長(zhǎng)壽命加速試驗(yàn)敏感參數(shù)的選取方法,進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)外推建模,實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)壽命失效的預(yù)估。該方法關(guān)鍵技術(shù)包括:長(zhǎng)壽命加速試驗(yàn)敏感參數(shù)選取和采集技術(shù);長(zhǎng)壽命加速試驗(yàn)的數(shù)據(jù)模型處理與外推壽命。通過(guò)研究影響器件長(zhǎng)壽命應(yīng)力因子、加速因子、響應(yīng)敏感參數(shù),有利于快速確定有效的長(zhǎng)壽命評(píng)價(jià)方案。
3 加速試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題
由于加速試驗(yàn)的環(huán)境一般都要高于現(xiàn)場(chǎng)使用所預(yù)期的水平應(yīng)力,可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際使用中不可能出現(xiàn)的失效機(jī)理,產(chǎn)生試驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤。加速試驗(yàn)?zāi)P褪钱a(chǎn)品在正常壓力水平下,施加一個(gè)或者多個(gè)加速應(yīng)力水平的關(guān)鍵因素,導(dǎo)出的結(jié)果,產(chǎn)品要承受更強(qiáng)大的應(yīng)力。因此,在測(cè)試產(chǎn)品性能時(shí),要根據(jù)產(chǎn)品的承受范圍(溫度、濕度、壓強(qiáng)的),在合理的條件下改變關(guān)鍵因素參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,查出失效機(jī)理的原因。根據(jù)失效機(jī)理消除產(chǎn)生失效的因素才是最主要的。
參考文獻(xiàn)
[1]張秋菊,劉承禹.電子設(shè)備可靠性的加速試驗(yàn)[J].光電技術(shù)應(yīng)用,2011.8,26(4):81-85.
[2]范志鋒,齊杏林,雷彬.加速可靠性試驗(yàn)綜述[J].裝備環(huán)境工程,2008,5(2):37-40.
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