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另外,全球最大的半導體設備制造商美國應用材料公司于3月21日宣布,將投資8300萬美元在西安建立第一個產(chǎn)品開發(fā)中心。應用材料公司CEO Michael Splinter表示:“我們在中國正由簡單的銷售和服務向技術開發(fā)和外包轉型。在建設開發(fā)中心的第一階段,公司將投入3300萬美元,隨后的第二階段,即未來的兩到五年內(nèi),公司將再投入5000萬美元。
不管如何,這一切都表明中國的產(chǎn)業(yè)環(huán)境正處在一個極好的發(fā)展時期,對于下一步中國半導體業(yè)的發(fā)展有積極的示范作用。
英特爾項目具有示范作用
全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈轉移是一個總趨勢。但是,之前向中國轉移的主要集中在芯片的后序封裝測試段,全球10大芯片制造商中幾乎都已在中國設有封裝基地。如英特爾在上海及成都分別就有三個封裝廠,總投資已達13億美元。至于芯片制造部分,美國一直控制以0.18微米為限,如今除了臺灣地區(qū)的臺積電及和艦在中國設廠之外,只有韓國的海力士與歐洲的意法在無錫合資新建一個存儲器芯片制造廠。
根據(jù)西方國家對于半導體技術的對華出口限制(瓦圣納條約),英特爾在華可以采用小于0.18微米線寬的半導體工藝。這成為英特爾在華建廠的最大障礙,也是整個事件異常低調(diào)的原因。
英特爾的主流處理器已經(jīng)全部轉移到65納米生產(chǎn)工藝,今年下半年將進入45納米量產(chǎn)階段。此次英特爾承諾在大連生產(chǎn)的是芯片組,是聯(lián)系計算機處理器與內(nèi)存芯片和輸入設備等的“紐帶”,采用的是上一代的90納米生產(chǎn)工藝。英特爾芯片組在2006年時營收為80億美元,英特爾在芯片組市場的主要競爭對手包括Nvidia和ATI,后者已經(jīng)成為其主要競爭對手AMD的旗下部門。
根據(jù)英特爾最近向美國證券交易委員會提交的文件,該公司2006年來自中國內(nèi)地和臺灣的營收超過121億美元,占其總營收354億美元中的34%。由于戴爾、Gateway、惠普及蘋果等廠商的大多數(shù)PC,90%以上的筆記本都由中國內(nèi)地和臺灣公司代工,因此在大連興建芯片制造工廠,在產(chǎn)業(yè)鏈配套方面具有十分重要的意義。
根據(jù)瓦圣納條約的原則,控制兩代以上的技術向中國出口似乎也能自圓其說。因為大連項目要執(zhí)行22個月,那時已進入2009年,根據(jù)英特爾的技術路線圖,那時已進入32納米時期。90納米完全可解釋為兩代以上的技術。
無論英特爾,還是海力士都是在中國興建獨資公司,其間并不存在任何技術轉讓問題,因此美國也不用擔心。加上中國在保護IP問題的認識上也逐年提高,所以瓦圣納條約的精髓,在貿(mào)易和控制之間平衡也能得到妥善解決??梢灶A期,英特爾、應用材料等世界頂級公司在中國的投資活動,將有示范及引導作用。尤其對于臺積電松江廠仍緊守O.18微米為限,可能喪失競爭能力。另外,隨著第5條12英寸芯片生產(chǎn)線在中國落戶,中國12英寸專業(yè)人才的競爭將更加激烈。
一切轉移都遵循著價值規(guī)律,即當芯片制造業(yè)開始轉移中國時,表明其利潤點已不可能再維持很高,而轉移者將進入產(chǎn)業(yè)鏈中附加值更高的部分。如IBM,摩托羅拉,NXP,安捷倫等都是如此。IBM是全球掌握IP最多的公司,然而它并不都自己使用,而進行IP貿(mào)易,年營收已可達數(shù)億美元。
面對如此良好的契機,中國無疑應積極吸收,以提升自身的競爭能力。歸根結底,產(chǎn)業(yè)鏈的轉移將永遠繼續(xù)下去,今天到中國,明天很可能又轉到印度或者越南。
發(fā)展本土半導體工業(yè)才是根本
發(fā)展工業(yè)離不開兩條路徑,首先積極開放,通過技術引進站在高起點上。但這還不能獲得真正的先進技術,需要通過消化,吸收才能使自身實力提高。此外,就是通過自行研發(fā),可能慢一點,困難大點,但這才是中國工業(yè)發(fā)展的根本路徑。
因此,中國半導體工業(yè)的發(fā)展不可陶醉于英特爾,或者日月光等在中國設多少廠,尤其是獨資廠。除了看似中國半導體工業(yè)產(chǎn)值能提高,解決部分就業(yè),頂多培養(yǎng)了一批中下級人才。它們都把核心技術牢牢地掌握在自己手中,實質(zhì)上對于中國半導體業(yè)本土化進步,并無多少實質(zhì)性的幫助,可以比喻為僅交換了一個戰(zhàn)場的地點。
英特爾在中國興建的12英寸,90納米制程生產(chǎn)線,要到2010年才投產(chǎn),中間的變數(shù)還可能很多。非常有可能是由8英寸升級改造至12英寸的二手設備芯片生產(chǎn)線。雖然英特爾中國區(qū)公共事務部總監(jiān)陸郝安博士對此持否定態(tài)度,再三表示“這完全是誤解,我們是在新的廠址,建新的工廠?!?/p>
最根本的還是“要創(chuàng)新,創(chuàng)新,再創(chuàng)新”。積極培育與壯大本土的半導體制造大廠,如中芯國際,華虹,宏力,華潤,先進等。只有中國的芯片制造廠強大,有實力,才能更有效地支持國內(nèi)設計,封裝以及設備,材料,包括配套支持產(chǎn)業(yè)均衡地發(fā)展。
中國的芯片制造廠不能僅停留在實現(xiàn)盈利這一階段,而是要創(chuàng)立國際的品牌,有幾個在國際上能站得穩(wěn)的大廠。否則,在日益競爭的環(huán)境中,很易被對手擠出市場。當然,企業(yè)要盈利是首位,但是中國半導體業(yè)必須差異化,也需要有部分企業(yè)一定要有抱負,立足于行業(yè)的前列。所以中國半導體工業(yè)的發(fā)展,從策略上要培育多個如中芯國際式的企業(yè),唯此中國半導體業(yè)才有真正的希望。最近連臺灣地區(qū)的廠商也坦陳中國要發(fā)展本土化的半導體封裝大廠。
1產(chǎn)品簡介
為了使半導體芯片功能以方便的形式提供給用戶,必須將芯片進行封裝。塑料樹脂封裝形式是目前適合大規(guī)模批量生產(chǎn)最通用的方式。引線框架是半導體器件塑料樹脂封裝所需的支撐元件,其作用一是固定芯片,二是將芯片的功能通過外引線傳遞出去。
2007年公司自主研制開發(fā)了TO-220防水塑封引線框架,他是半導體功率器件塑料封裝所必需的重要組件,2007年下半年開始小批量生產(chǎn)并逐步提供用戶應用,經(jīng)國內(nèi)華潤華晶、深圳深愛、吉林華微、寧波明昕等主要客戶使用,得到了一致好評。與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比,大大提高了半導體器件封裝強度,改善了半導體器件的密封性能,提高了用戶產(chǎn)品的測試良品率,取得了用戶的認可,完全可以推廣擴產(chǎn)。
TO-220防水塑封引線框架產(chǎn)業(yè)化項目已列入“2008~2009年國家火炬計劃項目”。
2創(chuàng)新性和先進性
本產(chǎn)品屬于結構創(chuàng)新。
TO-220防水塑封引線框架的結構設計采取在產(chǎn)品的基片與散熱片相連的頸部設一燕尾狀擋水槽,擋水槽延伸至兩端后折彎,并延伸至基片背面;同時在基片正面近燕尾側面的部位,基片背面與燕尾側面相交的邊角部設擋水凹槽。
該項技術在半導體塑封引線框架生產(chǎn)中的應用在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。國外同類產(chǎn)品,根據(jù)我們的了解,一般也只是使用在局部。就是在產(chǎn)品的基片與散熱片相連的頸部設一燕尾狀擋水槽,或者是在燕尾側面相交的邊角部設擋水凹槽。二者同時采用的還沒有,其效果沒有我們產(chǎn)品的明顯。
由于產(chǎn)品在結構上作了改進,在半導體器件生產(chǎn)過程的塑料封裝工序中,熱熔的塑料材料分別填入前述的頸部、正面和背面邊角部的三處擋水凹槽,封裝后使水汽接觸芯片的路徑延長了20%,有效阻擋了水汽從所述塑封件與基片的微小間隙進入芯片區(qū)域,從而使半導體器件的合格率、穩(wěn)定性和使用壽命大大提高。同時,又由于所述塑封料填入了所述基片的頸部燕尾狀擋水槽和背面邊角部擋水凹槽,也大大增強了所述塑封件與所述基片的結合強度,有利于提高半導體器件的抗震性和使用壽命。
該產(chǎn)品核心技術屬于企業(yè)自主創(chuàng)新,2008年2月6日取得國家知識產(chǎn)權局授予的實用新型專利。
公司目前準備將該項技術逐步擴大到整個半導體分立器件塑封引線框架的生產(chǎn)過程中,爭取在行業(yè)內(nèi)有所突破,逐步將延伸并且擴展到集成電路塑封引線框架的生產(chǎn)過程中。
公司高精度塑封引線框架工程(技術)中心重點是研發(fā)大規(guī)模集成電路(SOP/SSOP/ZIP/LQFP等)系列、功率模塊等系列、表面貼裝(SOT/SOD等系列用塑封引線框架的設計與生產(chǎn)技術,為半導體封裝市場提供高精度塑封引線框架。2008年公司申報市級新產(chǎn)品計劃10項,專利申請7項。
3應用和市場
全球著名的半導體公司,紛紛看好中國市場,竟相將封裝測試基地轉移到中國,如:飛思卡爾、英特爾、英飛凌、瑞薩、意法半導體、飛利浦半導體、中芯國際等。中國臺灣的一些著名專業(yè)封裝企業(yè)也在向內(nèi)地加速轉移。
中國內(nèi)地的封裝企業(yè)如南通富士通、江蘇長電、吉林華微、深圳深愛、深圳賽意法、無錫華潤安盛等,生產(chǎn)規(guī)模大,并進入量產(chǎn)化,不斷開發(fā)生產(chǎn)國內(nèi)外半導體封裝企業(yè)所需的配套產(chǎn)品,這些給我們引線框架生產(chǎn)廠家的發(fā)展帶來了前所未有的機遇與挑戰(zhàn),市場前景廣闊。
本次FTF China繼續(xù)以飛思卡爾引以自豪的嵌入式處理技術為核心,進一步推進RF、模擬、傳感和軟件技術的開發(fā)。在技術領域,除了飛思卡爾的優(yōu)勢產(chǎn)品通訊基站和汽車電子市場以外,智能本(smartbook)、LTE方案和電子書閱讀器(eReader)等產(chǎn)品和應用方案十分引人注目:而在市場方面則凸顯對亞洲市場的重視。
亞洲市場:注重創(chuàng)新 潛力巨大
飛思卡爾半導體董事會主席兼首席執(zhí)行官Rich Beyer在主題演講中指出,自上次FTF以后,我們的產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了近年來最嚴峻的考驗??涨暗娜蛐越?jīng)濟衰退使全世界所有國家和地區(qū)都未能幸免。中國等以出口為導向國家的經(jīng)濟狀況受到了嚴重沖擊。根據(jù)中國商務部的報告,家電、消費電子產(chǎn)品和汽車零部件的出口出現(xiàn)了一定下滑。如今,經(jīng)濟已經(jīng)開始逐步從衰退中恢復,中國也已經(jīng)獲得在復蘇的過程中的優(yōu)勢位置。世界貿(mào)易組織(WTO)認為,中國有望在今年年底替代德國,成為全球最大的商品出口國。許多國家都在制定刺激經(jīng)濟復蘇的措施、而中國的刺激方案是最有效的:從信貸數(shù)字即可看出,今年第一季度中國銀行的貸款已經(jīng)和2008年全年的總量相當。在中國,汽車產(chǎn)業(yè)正在飛速增長,75%的消費者是首次購車者,而其中幾乎95%都由自己承擔車款。因此,種種跡象表明了中國經(jīng)濟的巨大潛力,飛思卡爾十分看好中國的經(jīng)濟。
飛思卡爾副總裁兼亞太區(qū)總經(jīng)理汪凱博士認為,亞洲的發(fā)展十分迅猛、中國市場尤其強勁。中國在短短20年間,從一個發(fā)展中國家一躍成為全球經(jīng)濟的動力之一,與全球的強國一起抗擊經(jīng)濟危機。今年,雖然金融危機對中國出口造成了負面影響,但中國的促進計劃中,網(wǎng)絡和無線通信受益不小。因此,對于在相關領域有著很強實力的飛思卡爾而言,今年的業(yè)務不但沒有受到影響,反而實現(xiàn)了不錯的增長。再看亞洲其他各國的情況。印度TATA公司生產(chǎn)的微型轎車受到大家的歡迎,這輛汽車上個月才交付生產(chǎn)、但到現(xiàn)在已經(jīng)有超過20萬人下了訂單。在臺灣地區(qū)、COMPUTEX已成為行業(yè)最重要的盛會之一。許多報紙的標題都這樣評價:臺灣正在引領PC和高智能玩具的創(chuàng)新潮流。紐約時報的評論是:臺灣的公司在市場上的壟斷地位不在資產(chǎn)方面,而在創(chuàng)新領域,他們能夠創(chuàng)造很多高質(zhì)量、低價格的產(chǎn)品。再來看一下全球排名前三位的手機品牌,有兩個來自韓國:同時有意思的是,韓國還擁有全球最高的互聯(lián)網(wǎng)接人比例,有95%的家庭用戶都已接入了高速互聯(lián)網(wǎng)。而且,中國和印度農(nóng)村地區(qū)的移動用戶數(shù)量正在增加,有數(shù)字指出,將來全球39%的移動基站都會在亞太區(qū)。以上這些信息十分清晰和明確:弧洲已成為世界半導體一個非,常重要的組成部分。這不止在消費領域,在制造領域,在創(chuàng)新領域,也是同樣的情況。
領先方案續(xù)寫通信市場傳奇
飛思卡爾是無線技術射頻領域的頭號供應商。全球70%的手機的通話都由飛思卡爾的基站技術完成的。飛思卡爾在通信處理器方面也排名第一,目前的產(chǎn)品出貨量超過1.85億。飛思卡爾CEO Rich Beyer指出,飛思卡爾的核心技術是MCu、MPu和DSP;我們在垂直應用發(fā)展方向是網(wǎng)絡、工業(yè)、消費和汽車四大領域。在網(wǎng)絡領域,飛思卡爾會大力發(fā)展多核處理器。
飛思卡爾去年的8156 DSP以出色的處理能力和功耗性能受到業(yè)界廣泛好評,并創(chuàng)造了極高的市場接受度。2009年,飛思卡爾基于StarCore技術的低功耗版4核8154 DSP處理器則為客戶增加了更多選擇。
飛思卡爾高級副總裁及網(wǎng)絡與多媒體部門總經(jīng)理Lisa su女士表示、在去年的大會上,飛思卡爾了業(yè)界首顆45nm工藝的6核DSP處理器8156,其面向3G/4G網(wǎng)絡應用,在市場上創(chuàng)造了空前的接受度,并獲得《中國電子報》業(yè)界最佳LTE器件獎,以及《Electronique Magazine》頒發(fā)的Electron D’or年度最佳處理器獎。今天在FTF中國,飛思卡爾最新的8154 DSP處理器將繼續(xù)飛思卡爾在該領域的成功。4核心低功耗的8154處理器基于StarCore技術,定位于為客戶提供更多種價位、功耗,和部署方案的支持。目前,8154已被應用于世界最領先網(wǎng)絡的測試,并預計將于本年底量產(chǎn)。
飛思卡爾在FTF還同時了基于QorIQ技術的8核心P4080處理器。P4080多核處理器是飛思卡爾新QorIQ產(chǎn)品線的“標志性成員”,其內(nèi)置8個增強型Power架構e500mc內(nèi)核、單個內(nèi)核主頻高達1.5GHz,且都擁有其自己的專用128KB L2后端緩存,并能接入2MB共享前端L3緩存。三級緩存分層、創(chuàng)新的CoreNet片上結構和數(shù)據(jù)路徑加速,可在最大30W的功率電路內(nèi)提供卓越性能。
完全的處理器獨立性(包括啟動和重置各單個e500mc內(nèi)核的能力)是該器件最顯著的特征。內(nèi)核可以作為8個對稱多處理(SMP)內(nèi)核、8個完全不對稱多處理(AMP)內(nèi)核,或者SMP和AMP以不同程度獨立性運行的組合。此外,內(nèi)核還兼容不同操作系統(tǒng)(OS)或在無OS情況下運行,為用戶提供了在控制、數(shù)據(jù)路徑和應用處理間進行分區(qū)的極大靈活性。
Lisa su女士介紹說,基于45nm工藝技術的QorIQ P4080能夠并行處理控制平面、數(shù)據(jù)平面和應用層的處理任務,非常適合于聯(lián)網(wǎng)、電信、工業(yè)、軍事和航天領域的一些應用,如交換機、企業(yè)和服務提供商路由器、接入和媒體網(wǎng)關、基站控制器、無線網(wǎng)絡控制器(RNC)和通用嵌入式計算系統(tǒng)。
此外,為了加快應用開發(fā),實現(xiàn)多核器件的新可視性水平,飛思卡爾與模擬軟件公司Virtutech結成戰(zhàn)略伙伴,創(chuàng)造出世界上第一個混合模擬環(huán)境。該環(huán)境把Virtutech的Simics模擬器的快速功能模式和QorIQ P4080處理器平臺的詳細性能模式結合起來。在該模擬環(huán)境中,排除了現(xiàn)實開發(fā)中的硬件限制,開發(fā)人員可以對內(nèi)核和代碼進行分區(qū)、執(zhí)行“what if”場景。該環(huán)境還允許軟件工程師對他們的驅(qū)動器、中間件和應用代碼進行性能調(diào)整,或者部署和運行操作系統(tǒng),開發(fā)、調(diào)試和測試軟件。
FTF:協(xié)作、創(chuàng)新,和靈感的舞臺
隨著技術的發(fā)展,人類創(chuàng)造和接受新事物的速度正以幾何級數(shù)遞增。固定電話從發(fā)明到廣泛應用經(jīng)歷了半個世紀的時間;而手機的廣泛應用只用了8年。在醫(yī)療領域,科學家經(jīng)過15年的時間才把艾滋病病毒排序,然而在2003年,SAPS病毒的排序只用了不到一個月。
在促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,政府采購作為宏觀調(diào)控工具之一,可以在以下兩方面發(fā)揮作用。
(一)通過政府采購擴大高技術產(chǎn)品的需求
政府采購作為政府需求管理政策,可以通過需求的拉動作用,促進全社會對高技術產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入,同時引導高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和方向。具體來說,主要包括以下幾個方面:
第一,政府作為高技術產(chǎn)品的主要用戶,為高技術產(chǎn)品提供穩(wěn)定市場。高技術產(chǎn)品的研發(fā)具有很大風險,研發(fā)費用高,市場預期也不明確。而政府可以通過明確的采購合同為企業(yè)提供一個穩(wěn)定、可預期的市場,從而降低研發(fā)的風險。同時,政府可以與高技術企業(yè)共同承擔研發(fā)的風險,與企業(yè)進行更加深入的交流溝通,使企業(yè)更加明確政府的需求,從而進一步降低研發(fā)風險。而且,由于政府的強大購買力,高技術產(chǎn)品的生產(chǎn)很容易達到規(guī)模經(jīng)濟,可以降低生產(chǎn)成本,增加企業(yè)利潤。
第二,政府作為高技術產(chǎn)品的先行用戶,可以反饋使用信息,促進高技術產(chǎn)品成熟。政府作為先行用戶,為高技術產(chǎn)品創(chuàng)造試驗性的市場,在高技術產(chǎn)品的生命周期早期就開始使用該產(chǎn)品,通過在使用過程中對產(chǎn)品使用情況的反饋,使企業(yè)在“生產(chǎn)中學習”,不斷完善自己的產(chǎn)品,從而達到市場化的要求。為此,政府可以作為高技術產(chǎn)品的首先購買者,通過政府首購,促進私人市場對高技術產(chǎn)品的需求。
第三,政府可以在高技術產(chǎn)品采購過程中,制定產(chǎn)品標準,引導企業(yè)自主創(chuàng)新的方向和速度。與企業(yè)相比,政府可以利用更多的社會資源,特別是與高技術相關的專家資源。因此,不論作為主要用戶,還是作為先行用戶,政府都可以利用專業(yè)知識,發(fā)揮前瞻性,在高技術產(chǎn)品生產(chǎn)的初期,就為其制定詳細的產(chǎn)品標準,從而使產(chǎn)品的研發(fā)過程能夠按照一定的方向和速度進行,最終研制出滿足市場需求的產(chǎn)品。
第四,政府和私人開展“合作采購”。政府和私人共同出資購買,政府可以選擇高技術產(chǎn)品的采購范圍,而私人最終決定高技術產(chǎn)品的購買。這種“合作購買”的形式,比單純的政府對購買高技術產(chǎn)品的補貼更有針對性。政府作為購買者,不僅可以利用財政資金撬動私人市場對高技術產(chǎn)品的需求,而且可以決定高技術產(chǎn)品的采購范圍,并且通過采購合同,決定高技術產(chǎn)品的標準、質(zhì)量、價格等因素,使其更符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。
(二)通過增加采購的附加條件,擴大高技術產(chǎn)品的供給
在政府采購過程中,增加一些附加條件,以此來促進高技術產(chǎn)品的供給。通常有以下幾種做法:限制購買國外高技術產(chǎn)品,比如購買的高技術產(chǎn)品中,國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品必須達到一定的比例以上;限制購買國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品,比如在購買國內(nèi)產(chǎn)品時,高技術產(chǎn)品應該達到一定比例以上;對高技術產(chǎn)品實行價格優(yōu)惠政策,允許國內(nèi)高技術產(chǎn)品與國外高技術產(chǎn)品或國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的價格有一定的差異,這個差額是政府為了支持高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展額外支付的資金;通過購買合同的附加條款,間接促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展,比如要求國外中標的高技術企業(yè)必須在國內(nèi)建立生產(chǎn)線,通過技術外溢,促進國內(nèi)相關技術的發(fā)展。這樣既能保護國內(nèi)高技術產(chǎn)業(yè)的市場份額,也能提高高技術企業(yè)自身的競爭力,有利于高技術企業(yè)通過參與激烈市場競爭不斷增強自身實力,實現(xiàn)優(yōu)勝劣汰,從而從整體上提升我國高技術產(chǎn)業(yè)的競爭力。
以上幾種做法是相互聯(lián)系、相互補充的。在實踐中,政府采購政策往往會同時包含幾種政策功能。而且,政府采購在實現(xiàn)充分就業(yè)、環(huán)境保護等政策目標的同時,也可能會間接促進高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以應該充分發(fā)揮政府采購的政策功能,促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
二、國外政府利用政府采購促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實踐
(一)美國的政府采購政策實踐
美國是最早運用政府采購促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家。早在1761年,美國就出臺世界上第一部政府采購法《聯(lián)邦采購法》,其中,專門提出對技術創(chuàng)新成果采購的內(nèi)容。1933年美國通過《購買美國產(chǎn)品法》,該法規(guī)定聯(lián)邦各政府機構除了幾種特殊情況,比如聯(lián)邦機構負責人認為此合同僅采購本國產(chǎn)品不符合公眾利益、本國無法以合理價格充足地供應該產(chǎn)品之外,必須購買本國產(chǎn)品,工程和服務必須由國內(nèi)供應商提供。同時規(guī)定,在政府采購項目的國外報價中,只要本國供應商的報價不超過外國供應商報價的6%,則優(yōu)先交由本國供應商采購。1953年美國通過了《小企業(yè)法》,要求行政機構將一定比例的政府采購合同給予小型企業(yè)和社會弱勢群體擁有的企業(yè)?!顿徺I美國產(chǎn)品法》雖然適用于所有企業(yè),但是對高技術產(chǎn)業(yè)的保護作用更加明顯。而且由于很大一部分高技術企業(yè)都是隨新技術的出現(xiàn)而成立的新興企業(yè),自身規(guī)模比較小,所以他們又都是《小企業(yè)法》的直接受益者。此外,美國還通過“提高技術標準”、“增加檢驗項目”和“技術法規(guī)變化”等技術壁壘,提高外國高技術產(chǎn)品的進入門檻,保護國內(nèi)高技術產(chǎn)品市場。
在美國高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中,政府采購特別是用于軍事目的的國防采購,起了決定性作用,而最具代表性的就是半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。美國國防部和美國航天局的政府采購包括采購研發(fā)服務和產(chǎn)品。在采購研發(fā)服務時,政府與研發(fā)企業(yè)共同承擔風險,企業(yè)即使研發(fā)失敗,也能得到一定的補償,從而大大降低了研發(fā)的風險。由于半導體技術的復雜性,涵蓋化學、機械、冶金等許多領域,導致半導體技術的發(fā)展路徑不唯一,且有很大不確定性,沒有一個公司能夠研究半導體技術所涵蓋的所有領域,所以,政府在與企業(yè)簽訂研發(fā)合同時,都要求企業(yè)必須將研發(fā)成果共享,這簡化了研發(fā)過程,提高研發(fā)的成功率。同時,由于不同政府機構對于半導體產(chǎn)品的需求不同,比如國防部要求半導體產(chǎn)品的高穩(wěn)定性,而航天局要求半導體產(chǎn)品體積小,集成度高,所以使半導體技術能夠向多維度發(fā)展,而這些技術又相互影響,相互促進,最終推動了半導體行業(yè)整體的發(fā)展。
在采購產(chǎn)品時,政府一方面作為先行用戶,為半導體產(chǎn)品提供試驗市場,使半導體產(chǎn)品制造企業(yè)能夠在“生產(chǎn)中學習”,逐漸降低其制造成本。另一方面,國防部和航天局采取購買小企業(yè)或者新企業(yè)產(chǎn)品的辦法,保持半導體行業(yè)的競爭性,避免了大型企業(yè)由于壟斷市場而產(chǎn)生惰性,從而影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的情況。20世紀50年代,像GE、 Western Electric等大型公司在半導體產(chǎn)品市場的份額只有三分之一。除了半導體產(chǎn)業(yè),美國電腦產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和航空航天產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期也遵循了和半導體產(chǎn)業(yè)同樣的發(fā)展路徑。即通過任務導向的國防采購促進相關領域的技術進步,通過國防采購的穩(wěn)定市場完善產(chǎn)品性能和降低產(chǎn)品價格,最終實現(xiàn)從軍用到民用的轉變。很多著名的高技術公司在其發(fā)展過程中都受益于政府采購。
(二)歐盟的創(chuàng)新性采購
在實踐中,歐盟既承認“技術推動”的作用,也承認“需求拉動”的作用,并且把公共需求作為刺激創(chuàng)新的主要政策,提出“創(chuàng)新性政府采購”的概念。具體到政府采購過程中有以下創(chuàng)新方式:
1、產(chǎn)品的全過程采購
以德國漢堡采購節(jié)能燈為例,采購機構將產(chǎn)品從購買到維護整個周期的成本進行考慮,將節(jié)約的能源作為收益,從而避開了節(jié)能產(chǎn)品初始費用高的問題。政府通過購買節(jié)能燈,產(chǎn)生了很好的示范效應,促進了私人對節(jié)能產(chǎn)品的購買。同時,由于有為政府提供節(jié)能燈的成功經(jīng)驗,該企業(yè)獲得了在歐盟范圍內(nèi)參與競標的資格,從而大大提高了該企業(yè)的競爭力。
2、政府作為先行用戶進行采購
德國政府希望將傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡和新的IP電話網(wǎng)絡整合。雖然這項技術還沒有在實踐中使用過,但政府愿意作為先行用戶,而企業(yè)也希望通過這個項目展示技術實力,在該領域取得突破。最終該項目的成功提高了企業(yè)整合復雜電話網(wǎng)絡的能力,企業(yè)通過該項目獲得的技術經(jīng)驗幫助企業(yè)在其他項目中獲得成功。
3、擇優(yōu)采購企業(yè)技術后采購產(chǎn)品
在英國采購高速公路電子顯示屏系統(tǒng)的例子中,政府并沒有對顯示屏的標準提出明確的要求,而是從企業(yè)的各種設計中擇優(yōu)。這樣保證了設計的多樣性,也保證政府能夠獲得最好的產(chǎn)品。并且政府給所有參與投標的企業(yè)一定的資金補償,降低了設計成本。最終中標企業(yè)將其技術不斷發(fā)展,使英國高速公路電子顯示屏技術處于世界領先地位。
三、對我國的啟示與借鑒
(一)政府采購規(guī)模是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)調(diào)控功能的基礎
國際上政府采購支出一般占年度GDP的10%以上,歐盟2004年的政府采購支出就達到GDP的16%,而我國2009年政府采購規(guī)模僅占當年GDP的2%。在這些政府采購資金中,大部分資金是用于一般性政府采購,難以實現(xiàn)政策調(diào)控功能。從具體的采購內(nèi)容看,雖然《政府采購法》實施以來,政府采購的范圍已由原來單純的貨物類采購擴大到工程和服務類采購,并且工程采購的比重呈現(xiàn)上升趨勢。但貨物類和服務類采購所占比重都比較小,對政府采購政策功能的發(fā)揮也是一個較大的制約。
借鑒國際經(jīng)驗,我國可通過以下途徑擴大政府采購規(guī)模。一是擴大政府采購范圍。一方面,應該在《政府采購法》的基礎上,制定《政府采購實施細則》,進一步明確政府采購的適用范圍,對《政府采購法》中所規(guī)定的貨物、服務、工程采購的內(nèi)涵進一步細化,對采購范圍做具體的界定。另一方面,應該將滿足公共需要的政府支出都納入政府采購的范圍??梢詫⑿姓C關、事業(yè)單位和社會團體的日常辦公采購納入采購范圍;將教育、衛(wèi)生、醫(yī)療、科研系統(tǒng)中的技術含量高、專業(yè)性強的重大項目納入政府采購范圍;將大型國有企業(yè)的重大項目納入采購范圍;將具有公共產(chǎn)品性質(zhì)的工程、基礎設施通過政府采購手段購買和實施;將公共企業(yè)的采購納入政府采購范圍。二是擴大政府采購政策支出的規(guī)模,如要求各部委從支持高技術研發(fā)資金中按照一定比例直接撥給政府采購負責部門,以保證各部委制定的政府采購支持高技術產(chǎn)業(yè)的政策能夠得到有效的落實。
(二)法律的保障和強有力的執(zhí)行是履行政策性政府采購的關鍵
歐美發(fā)達國家的政府采購行為都是以法律為保障的,而為了保障法律的執(zhí)行,又制定了諸多的實施細則法規(guī),而且也有相應的監(jiān)督機制。2002年我國正式頒布《政府采購法》,其中第九條明確指出,“政府采購應當有助于實現(xiàn)國家的經(jīng)濟和社會發(fā)展政策目標,包括保護環(huán)境,扶持不發(fā)達地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū),促進中小企業(yè)發(fā)展等?!钡?,這只是一個宏觀的、方向性的要求,沒有具體的實施細則加以配套。此外,很多國務院及相關部委的文件中也都提到了政府采購促進高技術及相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)容。但是,它們只是以文件形式體現(xiàn),缺乏法律效力,強制功能弱,制約了政府采購政策功能的發(fā)揮。雖然各級財政部門根據(jù)《政府采購法》和其他法律法規(guī)制定了各自的《政府采購實施細則》,但是國家還沒有正式出臺統(tǒng)一的實施細則,因此,在實際操作過程中,還會遇到一些制度和法律不明晰導致的法律執(zhí)行力弱等問題。而且,我國政府采購缺乏有力的監(jiān)督。政府采購工作中缺乏監(jiān)督、檢查、懲處辦法,缺乏監(jiān)督主體、監(jiān)督內(nèi)容等政策依據(jù),這些問題直接制約了我國政府采購政策功能的實現(xiàn)。因此,一方面應該加快《政府采購實施條例》等一系列與《政府采購法》配套的全國性法律法規(guī)的出臺,使政府采購過程有法可依,有章可循。國務院及各部委也應該根據(jù)《政府采購實施條例》,出臺針對不同產(chǎn)業(yè)的政府采購方案,使各種產(chǎn)業(yè)政策既能做到有針對性,也能夠保持統(tǒng)一性。另一方面,還應該加強政府采購的監(jiān)管工作,強化監(jiān)督約束機制。明確政府采購監(jiān)督管理部門的職責并認真履行,真正做到有法可依,有法必依,違法必究。
(三)政府采購要與明確的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標相結合
在發(fā)達國家利用政府采購促進高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實踐中,很重要的一點就是有明確的政府采購扶植目標。一是要明確支持哪些高技術行業(yè)。雖然從國際范圍看,很多產(chǎn)業(yè)都屬于高技術產(chǎn)業(yè),但是具體到一個國家來說,還是要站在實現(xiàn)國家最高利益的角度,明確具體支持的重點行業(yè)和領域。二是要明確在該行業(yè)中,優(yōu)先扶植哪些企業(yè)。同一個行業(yè)中高技術企業(yè)很多,但是它們自身的經(jīng)濟實力、科研能力、生產(chǎn)能力不同,也就是說,能夠真正實現(xiàn)高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力不同,因此應該在政策上區(qū)別對待。而我國目前的情況是多頭管理,在國家制定的高技術產(chǎn)業(yè)中,各部委均按照各自職權范圍確定重點扶植的產(chǎn)業(yè)。而在具體實施中,各級地方政府又按照各自的標準選擇需要扶持的企業(yè)。結果造成財政資金對高技術產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的扶植缺乏重點,效果不明顯。
建議由國務院聯(lián)合各相關職能部門,結合我國實情,對于最有發(fā)展?jié)摿?,最能夠提高我國科技競爭力的高技術產(chǎn)業(yè)重點支持,為其制定專門的支持政策,使政府采購能夠與該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點相結合,充分發(fā)揮政府采購的作用。同時在重點行業(yè)內(nèi)部,應該明確重點扶植項目,確保從事該項目的企業(yè)能夠得到穩(wěn)定、持續(xù)的政府支持,促進企業(yè)自身對項目的投入,同時也提高項目成功的概率。這樣可以確保財政資金形成集中力量,避免由于資金的分散造成財政資金使用效益低。
(四)在政府采購過程中引入風險補償機制
我國目前的政府采購政策中,還沒有引入風險補償機制,高技術企業(yè)如果研發(fā)失敗,不能從政府得到一定補償,降低了風險的承受力。借鑒國際經(jīng)驗,可以設立風險補償基金。在政府采購的各項經(jīng)費中按采購的性質(zhì)和金額大小,按一定比例撥出資金存入風險補償基金賬戶。當高技術企業(yè)研發(fā)失敗時,按照采購合同約定,通過風險補償基金彌補企業(yè)的損失。這樣可以降低企業(yè)的研發(fā)風險,從而使企業(yè)愿意承擔規(guī)模更大、難度更高的研發(fā)項目,有利于高技術產(chǎn)業(yè)技術水平的提高。
(五)逐步開放國內(nèi)市場,積極促進國內(nèi)高技術產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競爭
Introductionto Quantum Mechanics
Schrodinger Equation and Path Integral,
2nd Edition
2012,950 p
Hardcover
ISBN9789814397735
Harald J W MüllerKirsten著
薛定諤在1926年建立了以他的名字命名的方程,開創(chuàng)了量子力學進入嚴格的和近似定量計算的新局面,促進量子力學迅速擴展了應用能力和范圍。20年之后費曼提出了量子力學的路徑積分形式,并證明了與薛定諤方程的等價性。它不僅能夠解決量子力學中的一般的定量計算問題,而且在隨后幾十年的量子場論和規(guī)范場論的發(fā)展過程中起了不可替代的重要作用。這兩種定量處理方法各有優(yōu)劣,薛定諤方程對于量子力學問題的處理無疑具有極大的優(yōu)點,其圖像清晰而且在數(shù)學上有許多為物理學家熟悉的成熟處理方法,受到物理學家的普遍歡迎。相比之下,路徑積分方法的使用要麻煩得多。但近年來,人們越來越發(fā)現(xiàn)路徑積分方法在很多應用中有著獨特的優(yōu)越性。對于這兩種方法,已經(jīng)有許多優(yōu)秀的量子力學教科書以及專著分別給出了非常詳細的討論。但是將兩種方法對同一問題的解決辦法進行相互對照與比較,從而對于各自的優(yōu)點和特定的應用范疇有更深刻的理解的著作還十分罕見,本書填補了這一空白。
這是一部量子力學的教科書,它涵蓋了作為導論性課程所有的主要內(nèi)容,不但詳述了各種位勢下薛定諤方程的微擾解,介紹并算出了對應的路徑積分的解,而且還詳細地考慮了微擾展開的高階行為,這在其他類似的書籍中很少見到。本書的另一特點是沒有提供習題,而是結合課文的內(nèi)容選用了大量例題,給出了非常詳細的計算細節(jié),對于讀者的學習十分有利。
本書的第1版出版于2006年。第2版中,添加了許多重要的應用和很多實例。特別是關于Coulomb勢的一章被擴充到包含了化學鍵的介紹,而周期勢的一章補充了關于金屬和半導體能帶論的一節(jié),而在高階行為的一章添加了關于漸進展開中成功地計算收斂因子的例證。
全書共分成29章:1.導言;2.哈密頓量子力學; 3.量子力學的數(shù)學基礎;4.狄拉克的右矢和左矢形式體系; 5.Schrdinger方程和Liouville定理;6.諧振子的量子力學; 7.Green函數(shù);8.時間無關微擾論; 9.密度矩陣和極化現(xiàn)象; 10.量子理論:一般形式體系; 11.Coulomb 相互作用; 12.量子力學穿透;13.線性勢; 14.經(jīng)典極限和WKB法; 15.冪次勢; 16.屏蔽Coulomb勢; 17.周期勢; 18.非簡諧振子勢; 19.奇異勢;20.微擾展開的高階行為;21.路徑積分形式; 22.經(jīng)典場組態(tài); 23.路徑積分和瞬子; 24.路徑積分與沿一條線上的彈跳; 25.周期性的經(jīng)典組態(tài); 26.路徑積分和周期性的經(jīng)典組態(tài);27.約束系統(tǒng)量子化;28.量子-經(jīng)典跨接作為相變;29.結束語。
本書對物理系的大學生和研究生以及數(shù)學和粒子物理的研究人員非常適用。對希望擴大自己量子力學技巧的理論物理學家和想要更進一步鉆研量子力學的其他專業(yè)的研究生以及所有對微擾方法、路徑積分及其在經(jīng)典場倫中的應用感興趣的讀者都具參考價值。
丁亦兵,教授
(中國科學院大學)
【關鍵詞】集成電路 設計方法 IP技術
基于CMOS工藝發(fā)展背景下,CMOS集成電路得到了廣泛應用,即到目前為止,仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術,但基于64kb動態(tài)存儲器的發(fā)展,集成電路微小化設計逐漸引起了人們關注。因而在此基礎上,為了迎合集成電路時代的發(fā)展,應注重在當前集成電路設計過程中從微電路、芯片等角度入手,對集成電路進行改善與優(yōu)化,且突出小型化設計優(yōu)勢。以下就是對集成電路設計與IP設計技術的詳細闡述,望其能為當前集成電路設計領域的發(fā)展提供參考。
1 當前集成電路設計方法
1.1 全定制設計方法
集成電路,即通過光刻、擴散、氧化等作業(yè)方法,將半導體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片,置入管殼內(nèi),應用于網(wǎng)絡通信、計算機、電子技術等領域中。而在集成電路設計過程中,為了營造良好的電路設計空間,應注重強調(diào)對全定制設計方法的應用,即在集成電路實踐設計環(huán)節(jié)開展過程中通過版圖編輯工具,對半導體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設計環(huán)節(jié)進行把控,最終通過版圖布局、布線等,達到元器件組合、優(yōu)化目的。同時,在元器件電路參數(shù)優(yōu)化過程中,為了滿足小型化集成電路應用需求,應遵從“自由格式”版圖設計原則,且以緊湊的設計方法,對每個元器件所連導線進行布局,就此將芯片尺寸控制到最小狀態(tài)下。例如,隨機邏輯網(wǎng)絡在設計過程中,為了提高網(wǎng)絡運行速度,即采取全定制集成電路設計方法,滿足了網(wǎng)絡平臺運行需求。但由于全定制設計方法在實施過程中,設計周期較長,為此,應注重對其的合理化應用。
1.2 半定制設計方法
半定制設計方法在應用過程中需借助原有的單元電路,同時注重在集成電路優(yōu)化過程中,從單元庫內(nèi)選取適宜的電壓或壓焊塊,以自動化方式對集成電路進行布局、布線,且獲取掩膜版圖。例如,專用集成電路ASIC在設計過程中為了減少成本投入量,即采用了半定制設計方法,同時注重在半定制設計方式應用過程中融入門陣列設計理念,即將若干個器件進行排序,且排列為門陣列形式,繼而通過導線連接形式形成統(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計過程中,亦可采取標準單元設計方式,即要求相關技術人員在集成電路設計過程中應運用版圖編輯工具對集成電路進行操控,同時結合電路單元版圖,連接、布局集成電路運作環(huán)境,達到布通率100%的集成電路設計狀態(tài)。從以上的分析中即可看出,在小型化集成電路設計過程中,強調(diào)對半定制設計方法的應用,有助于縮短設計周期,為此,應提高對其的重視程度。
1.3 基于IP的設計方法
基于0.35μmCMOS工藝的推動下,傳統(tǒng)的集成電路設計方式已經(jīng)無法滿足計算機、網(wǎng)絡通訊等領域集成電路應用需求,因而在此基礎上,為了推動各領域產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展,應注重融入IP設計方法,即在集成電路設計過程中將“設計復用與軟硬件協(xié)同”作為導向,開發(fā)單一模塊,并集成、復用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,在集成電路設計過程中,要求相關工作人員應注重通過專業(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上,完善檢索系統(tǒng)、開發(fā)庫管理系統(tǒng)、IP核庫等,最終對1700多個IP核資源進行系統(tǒng)化整理,并通過VSIA標準評估方式,對IP核集成電路運行環(huán)境的安全性、動態(tài)性進行質(zhì)量檢測、評估,規(guī)避集成電路故障問題的凸顯,且達到最佳的集成電路設計狀態(tài)。另外,在IP集成電路設計過程中,亦應注重增設HDL代碼等檢測功能,從而滿足集成電路設計要求,達到最佳的設計狀態(tài),且更好的應用于計算機、網(wǎng)絡通訊等領域中。
2 集成電路設計中IP設計技術分析
基于IP的設計技術,主要分為軟核、硬核、固核三種設計方式,同時在IP系統(tǒng)規(guī)劃過程中,需完善32位處理器,同時融入微處理器、DSP等,繼而應用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環(huán)境下。而IP設計技術在應用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求,因而在IP設計環(huán)節(jié)開展過程中,應注重選用適宜的接口,寄存I/O,且以獨立性IP模塊設計方式,對芯片布局布線進行操控,簡化集成電路整體設計過程。此外,在IP設計技術應用過程中,必須突出全面性特點,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IP文件化,最終實現(xiàn)對集成電路設計信息的全方位反饋。另外,就當前的現(xiàn)狀來看,IP設計技術涵蓋了ASIC測試、系統(tǒng)仿真、ASIC模擬、IP繼承等設計環(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)風險,為此,在當前集成電路設計工作開展過程中應融入IP設計技術,并建構AMBA總線等,打造良好的集成電路運行環(huán)境,強化整體電路集成度,達到最佳的電路布局、規(guī)劃狀態(tài)。
3 結論
綜上可知,集成電路被廣泛應用于計算機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展領域,推進了社會的進步。為此,為了降低集成電路設計風險,減少開發(fā)經(jīng)費,縮短開發(fā)時間,要求相關技術人員在集成電路設計工作開展過程中應注重強調(diào)對基于IP的設計方法、半定制設計方法、全定制設計方法等的應用,同時注重引入IP設計技術理念,完善ASIC模擬、系統(tǒng)測試等集成電路設計功能,最終就此規(guī)避電路開發(fā)中故障問題的凸顯,達到最佳的集成電路開發(fā)、設計狀態(tài)。
參考文獻
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趨勢一:軟件定義的儀器系統(tǒng)成為主流
現(xiàn)在的電子產(chǎn)品(像iPhone和Wii等)已越來越依重于軟件去定義產(chǎn)品的功能。同樣,在產(chǎn)品設計和客戶需求日益復雜的今天,用于測試測量的儀器系統(tǒng)也朝著以軟件為核心的模塊化方向發(fā)展,通過整合通用的模塊化硬件和自定義的軟件處理,使得用戶能夠更快更靈活地配置測試系統(tǒng),并滿足不斷改變的測試需求。
通過軟件定義模塊化硬件的功能,用戶可以快速實現(xiàn)不同的測試功能,并應用定制數(shù)據(jù)分析算法和創(chuàng)建自定義的用戶界面。相比于傳統(tǒng)儀器固定的功能限制和只是“測試結果”的呈現(xiàn),以軟件為核心的模塊化儀器系統(tǒng)能夠賦予用戶更多的主動權,甚至將自主的知識產(chǎn)權(IP)應用到測試系統(tǒng)中。
在業(yè)界,被認為是最保守的客戶之一的美國國防部在2002年向國會提交的報告中指出下一代測試系統(tǒng)(NxTest)必須是基于現(xiàn)成可用商業(yè)技術(COTS)的模塊化的硬件,并同時強調(diào)了軟件的能動作用。最新的合成儀器(Synthetic Instrumentation)的概念也無非是經(jīng)過重新包裝的虛擬儀器技術,將軟件的開放性和硬件的模塊化重新結合在了一起。
如今,數(shù)以千計的公司正采用以軟件為核心的模塊化的系統(tǒng)架構為標準(見圖1)構建儀器系統(tǒng)。根據(jù)PXI系統(tǒng)聯(lián)盟(PXISA)的統(tǒng)計,到2009年末,將有超過100000臺PXI系統(tǒng)應用于各大項目;預計到2014年,PXI在測量與自動化領域的贏利將有望保持每年17.6%的復合增長率(CAGR)。
趨勢二:多核/并行測試帶來機遇和挑戰(zhàn)
多核時代的來臨已成為不可避免的發(fā)展趨勢,雙核乃至八核的商用PC現(xiàn)在已隨處可見。得益于軟件定義的儀器系統(tǒng),用戶可以在第一時間享受到多核處理器為自動化測試應用帶來的巨大性能提升。
要充分發(fā)揮多核的性能優(yōu)勢,就必須創(chuàng)建多線程的應用程序,例如,我們可以將自動化測試程序的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)記錄乃至用戶界面部分創(chuàng)建不同的線程,從而分配到不同的核上并行的運行。不過,這樣并行的開發(fā)理念使得習慣于傳統(tǒng)串行開發(fā)方式的工程師難以適應,尤其是當核的數(shù)目越來越多時。
挑戰(zhàn)和機遇往往是并存的,作為圖形化語言的代表,LabVIEW在設計當初就考慮到了并行處理的需求,從LabVIEW 5.0開始支持多線程到現(xiàn)在已有10多年的歷史??梢院敛豢鋸埖卣f,天生并行的LabVIEW就是這樣一種馳騁多核技術時代的編程語言,通過自動的程序多線程化,開發(fā)人員無須考慮底層的實現(xiàn)機制,就可以高效地享用多核技術所帶來的益處。
無論是歐南天文臺極大望遠鏡高達2700萬次乘加運算的鏡面控制,到Tokamak核聚變裝置的實時處理運算,還是NASA的飛機安全性測試和TORC汽車控制快速原型設計,LabVIEW多核技術都為這些應用帶來了巨大的性能和吞吐量的提升,隨著多核技術的進一步發(fā)展,提升的幅度將更為可觀。
趨勢三:基于FPGA的自定義儀器將更為流行
隨著設計和測試的融合越來越緊密,人們對于測試的確定性、實時性和靈活性的要求也越來越高,F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)技術正逐漸被引入到最新的模塊化儀器系統(tǒng)中,這也就是我們所說的基于FPGA的自定義儀器。
FPGA的高性能和可重復配置特性一直是硬件設計工程師們的最愛,而對于測試工程師而言,又何嘗不想擁有硬件級的確定性和并行性呢。像諸如實時系統(tǒng)仿真、高速內(nèi)存測試等應用都需要用到FPGA來確保響應的實時性和高速的數(shù)據(jù)流入和流出,F(xiàn)PGA的IP核更是可以為工程師植入自主知識產(chǎn)權的算法提供契機。然而,苦于對硬件設計知識的缺乏和對VHDL或Verilog語言編程的恐懼,許多測試工程師對于FPGA技術望而卻步。
現(xiàn)在,NI提供的R系列數(shù)據(jù)采集卡和FlexRIO產(chǎn)品家族將高性能的FPGA集成到現(xiàn)成可用的I/O板卡上,供用戶根據(jù)應用進行定制和重復配置,同時配合LabVIEW FPGA直觀方便的圖形化編程,用戶能夠在無須編寫底層VHDL代碼的情況下,快速地配置和編程FPGA的功能,用于自動化測試和控制應用。
前不久,歐洲核子研究中心(CERN)為世界最強大的粒子加速度器――大型強子對撞機(LHC)配備了超過120套帶有可重復配置I/O模塊的NI PXI系統(tǒng),用于控制準直儀的運動軌跡和監(jiān)測其實時位置,從而確保粒子在既定的路徑中運作。為了保證極高的可靠性和精確性,F(xiàn)PGA成為其必備的測試和控制技術。
趨勢四:無線標準測試的爆炸性增長
近年來無線通信標準的發(fā)展可謂是日新月異,從2000年前只有四五種無線標準到現(xiàn)在眾多新標準如雨后春筍般涌現(xiàn)。越來越多的消費電子產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品都或多或少地集成了無線通信的功能,像蘋果公司最新的3G版iPhone手機,更是同時集成了UMTS、HSDPA、GSM、EDGE、Wi-Fi、GPS和藍牙等多種最新的無線標準。這些都給無線技術的開發(fā)和測試帶來了巨大的挑戰(zhàn),測試技術如何跟上無線技術的發(fā)展成為工程師面臨的最大難題。通常傳統(tǒng)射頻儀器的購買周期是5~7年,而新標準和新技術的推出周期卻是每兩年一輪,購買的射頻測試設備由于其固件和功能的限定通常難以跟上新標準的發(fā)展速度。
面對這樣的挑戰(zhàn),一種以軟件為核心的無線測試方案正嶄露頭角。信號的上下變頻和數(shù)字化由模塊化的射頻硬件完成,而編解碼和調(diào)制解調(diào)的過程全部通過軟件實現(xiàn)。這樣,在統(tǒng)一的模塊化硬件平臺上,只需修改軟件就可以滿足不同無線標準的測試需求,使得工程師有能力在第一時間測試最新的標準,加快產(chǎn)品的上市時間。
NI LabVIEW和PXI RF平臺就是這樣一個軟件無線電的測試平臺,多年來已經(jīng)成為工程師和科學家們開發(fā)無線標準和測試無線應用的必備工具。德州大學奧斯汀分校的師生基于NI的軟件無線電平臺,在短短6周時間內(nèi)開發(fā)出MIMO-OFDM 4G的系統(tǒng)原型;成都華日通信公司(國內(nèi)無線電頻譜管理設備主要供應商)利用NI PXI矢量信號分析儀和LabVIEW開發(fā)了帶有自主產(chǎn)權的HR-100寬帶無線電接收機和監(jiān)測系統(tǒng),已廣泛應用于國內(nèi)的頻譜監(jiān)測和信號定向領域。聚星儀器(NI大陸地區(qū)系統(tǒng)聯(lián)盟商)也開發(fā)出了全球首個支持CIG2 RFID標準全部指令的測試設備,并實現(xiàn)了與RFID標簽微秒級的實時通信。
趨勢五:協(xié)議感知(Protoool-Aware)ATE將影響半導體的測試
如今的半導體器件變得愈加的復雜,高級的片上系統(tǒng)(SoC)和系統(tǒng)級封裝(SiP)相比典型的基于矢量的器件測試而言,需要更為復雜的系統(tǒng)級的功能測試。現(xiàn)在器件的功能也不再是通過簡單的并行數(shù)字接口實現(xiàn),而是更多的依賴于高速串行總線和無線協(xié)議進行輸出,這就要求測試設備和器件之間能夠在指定的時鐘周期內(nèi)完成高速的激勵和響應測試。
【關鍵詞】激光;隱身技術;材料隱身技術
0 引言
軍事激光技術在戰(zhàn)場上的廣應用,對戰(zhàn)場目標的生存構成了嚴重威脅。隨著激光技術的發(fā)展,激光探測、制導器材的性能必定會越來越高,這就給激光隱身技術提出了越來越高的要求。激光隱身技術已成為現(xiàn)代隱身技術的重要方面,是軍事目標隱身領域的戰(zhàn)略,戰(zhàn)術與戰(zhàn)斗的迫切需要。
1 激光隱身原理
激光具有高的方向性、單色性和相干性。因此,激光雷達、測距機、制導系統(tǒng)和指示器常用向目標發(fā)射一定波長的激光,通過接受其反射回波來探知目標的距離。激光器探測方程為[1]:
PT是發(fā)射的激光功率;PR是接收的激光回波功率;ΩT是發(fā)射波束的立體角;Ωr是目標散射波束立體角;Ar是目標面積;Ac是接收機有效孔徑面積;ρ是目標反射率;τ是單向傳輸路徑透過率;R是激光雷達作用距離。
由(1)式知實現(xiàn)激光隱身主要措施是最大限度的降低目標對激光的反射率ρ,減小目標面積Ar,增大目標散射波束立體角Ωr,以有效地降低激光雷達、激光測距機、激光制導武器的作用距離。激光隱身的主要途徑就是采用外形技術和材料技術。
2 材料隱身技術
2.1 光學干涉隱身[2]
利用光學干涉原理來設計和研究光譜吸收涂料也是一種重要手段。若在折射率為no的入射介質(zhì)(若為空氣no=1)和折射率為n1的基底介質(zhì)之間涂上一層厚度為d,折射率為n的薄層材料,當光垂直入射且薄層的光學厚度為nd=(2k+1) (k=0,1,2…) (no
因此只要適當選擇具有合適折射率的隱身涂料,并嚴格控制薄層的厚度,就可以制備在某一特定波長反射率很小的涂料,達到特定波長激光隱身的目的。但在實際涂敷時,用于涂層的厚度不易精確掌握,而且吸收波段窄,因此,該方法的實際應用具有一定的技術難度。
2.2 摻雜半導體材料隱身[3-4]
根據(jù)半導體連續(xù)光譜理論,可見紅外波段光波在半導體中的傳播特性與所謂等離子ωρ密切相關[5]。等離子頻率及相應的等離子波長由下式表示:
其中的m為電子的有效質(zhì)量,ε0為真空介電常數(shù),N為載流子濃渡,e 為電子電荷,c為真空光速。當入射光的頻率ω>ωρ時,半導體具有電介質(zhì)的特性,有很高的透過率,很低的反射率和吸收率,當入射光的頻率ω
2.3 光致變色材料隱身
光致變色技術是利用某些介質(zhì)的物理或化學特征,使入射激光波穿透或反射后變成另一種波的光波。
以無機化合物為例。研究表明[6],很多摻稀土和過渡金屬離子的晶體,能使入射激光穿透或反射后變成另一波長的光波。其光致變色的物理機制是利用物質(zhì)受激發(fā)射斯托克斯熒光來實現(xiàn)的,物質(zhì)的熒光是較高能級對較低能級的自發(fā)躍遷輻射,發(fā)射熒光的波長大于激發(fā)光的波長。它有兩種情況[7]:一種是原子吸收光子被激發(fā)后,從激發(fā)態(tài)通過發(fā)射熒光返回到比基態(tài)稍高的某個能級上,如圖1所示。激發(fā)態(tài)是單高能級3,而低能級為1、2,如果激發(fā)光使電子發(fā)生13躍遷,而熒光躍遷發(fā)生在32能級之間,依據(jù)愛因斯坦原子吸收與輻射理論,介質(zhì)原子吸收激發(fā)光子的頻率為: ,介質(zhì)原子自發(fā)躍遷發(fā)射熒光光子的頻率為:
另一種情況是所謂碰撞輔助發(fā)射,碰撞輔助是指兩個很靠近的能級存在有效的碰撞混合,通過碰撞,被激發(fā)到高能級后的原子過渡到比激發(fā)態(tài)稍低的某個能級上,再從這個能級向下躍遷發(fā)射熒光,如圖2所示。高能級是3、4,低級是1、2,如果激發(fā)光頻率為 的光子被介質(zhì)電子吸收從低能級1躍 遷到高能級4后,電子經(jīng)過碰撞無輻躍遷到能級3,然后由能級3躍遷到低能級2,并發(fā)射熒光光子,光子頻率為。
圖1 斯托克斯熒光三能級圖 圖2 斯托克斯熒光四能級圖
由此可見,為要實現(xiàn)光致變色隱身所選擇的材料必須具有如圖1、圖2所示的兩種能級結構,并且對其入射激光具有強的選擇吸收。某些晶體材料由于強弱振子介電耦合原因能夠在某一波長,如1.06μm處有強吸收性能[8]。
因此,用合適的光致變色材料制成隱身涂料,就有可能實現(xiàn)激光隱身。
2.4 強吸收材料隱身[9]
采用低反射高吸收的物質(zhì)對目標進行激光隱身。這類材料的吸收可以分為線性吸收、非線性吸收以及選擇性吸收等。線性吸收型主要有金屬氧化物、金屬有機配合物。比如有些稀土氧化物由于能級豐富在1.06μm波長附近出現(xiàn)了特征吸收峰。有些金屬配合物在近紅外和中遠紅外出現(xiàn)吸收帶。
非線性吸收的物質(zhì),比如具有反飽和吸收和雙光子吸收的物質(zhì),如C60、酞菁染料等,Kμmar.G.A等[10]人研究LaPc、Nd Pc、Eu Pc時發(fā)現(xiàn)他們具有反飽和吸收特性。由于反飽和和雙光子非線性吸收物質(zhì)的激光能量閾值比較大,限制了其在激光隱身材料方面的應用。最近有人報道鐵的超細粉具有強烈的紅外吸收性能,可以見這類物質(zhì)將在激光隱身材料中具有重要的價值。當波長的能量大于半導體禁帶寬度時,對應的激光將被強烈的吸收,由于目前大量裝備的激光制導武器都采用1.06μm的激光波長,所以采用合適能帶寬度的半導體能有效實現(xiàn)激光隱身。
2.5 漫反射涂層
如果材料是有高大角度激光反射率,就有可能降低目標的激光可視性,實現(xiàn)對激光探測方式的隱身。研究表明[11],當表面具有一定的粗糙度時,表面無序引起的散射關系發(fā)生了變化,入射電磁波和表面電磁模式的耦合成為可能。而且,入射電磁波轉換成表面電磁模式以后在沿表面?zhèn)鞑ミ^程中,由于表面粗糙無序性形成的隨機散射勢,使表面電磁模式形成所謂Arderson局域而被表面吸收,比輻射率、鏡反射率和漫反射率都很低,從而以實現(xiàn)激光隱身。
2.6 采用高透和導光材料隱身
由于探測用的激光能量比較小,對于一般的設備不產(chǎn)生大的傷害,可以采用對激光波長具有高透射性能的材料,把激光能量導入到介質(zhì)中然后通過改變激光的出射途徑或者在目標內(nèi)部把激光吸收掉,比如可以把保護層設計成夾層狀,夾層里充入對激光吸收能力很強的物質(zhì)以實現(xiàn)激光隱身。
3 結束語
激光隱身的實現(xiàn)與理論的突破密切相關。目前,激光隱身還存在著大量的理論與技術難題,這方面的工作有待進一步深入。同時,隨著多波段探測和制導技術的不斷發(fā)展,多波段復合隱身技術是隱身技術的發(fā)展方向。因此,探索新技術、新方法、積極開展新的隱身機理和新型多功能隱身材料的研究,特別是新型涂敷型多功能,多頻譜兼容的隱身材料是新的研究熱點和難點。
【參考文獻】
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[關鍵詞]集成電路布圖設計,法律保護,知識產(chǎn)權
一、引言:保護的意義
集成電路,按照《簡明大不列顛百科全書》的解釋,是指利用不同的加工工藝,在一塊連續(xù)不斷的襯底材料上同時做出大量的晶體管、電阻和二極管等電路元件,并將它們進行互聯(lián)。[1]1958年,世界上第一塊集成電路誕生,引發(fā)出一場新的工業(yè)革命。集成電路的發(fā)明和發(fā)展,導致了現(xiàn)代電子信息技術的興起。在當代世界新科技革命發(fā)展進程中,以集成電路為基礎、以計算機和通訊技術為主體的電子信息是最活躍的先導技術,同時又是一種嶄新的具有巨大潛力的生產(chǎn)力。而從生產(chǎn)的規(guī)模和市場的效應來看,2000年世界上集成電路的銷售額約為2000億美元,目前世界集成電路的人均消費量大約為20-30塊。[2]中國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于60年代,雖然在發(fā)展速度上滯后于發(fā)達國家,但也已經(jīng)初具規(guī)模并在不斷壯大之中。有人認為,“集成電路工業(yè)不僅是現(xiàn)代國際技術經(jīng)濟競爭的制高點,而且是影響各國未來‘球籍’的基本因素。如果把石油比作近現(xiàn)代工業(yè)的血液的話,那么完全可以把小小的芯片(集成電路)比作先導和超現(xiàn)代工業(yè)和生活的某種‘母體’,它是一個國家高附加值收益的富源,也是其綜合國力的基石?!盵3]因此,從國家的產(chǎn)業(yè)政策導向來看,我們需要為集成電路工業(yè)的發(fā)展提供制度上的激勵,而最根本的促進措施就是在集成電路的最初開發(fā)完成(形成布圖設計)的時候賦予開發(fā)者一定的權利,使相關保護可以延及于其后的生產(chǎn)過程。
而從動態(tài)的市場交易層面來考察,我們也可以發(fā)現(xiàn)對集成電路布圖設計進行保護的意義。依照科斯定理,技術發(fā)展與創(chuàng)新的背后是巨大而復雜的創(chuàng)造性勞動投入與資本投入,這需要仰仗市場來收回成本與獲取收益,而一個重要的前提是解決市場交易雙方的產(chǎn)權問題。[4]這一點不僅對含有集成電路的最終產(chǎn)品是重要的,對作為中間產(chǎn)品的集成電路布圖設計同樣重要。因為在社會化大生產(chǎn)的條件下,專業(yè)的分工越來越細致,交易不只是在產(chǎn)品最終完成之后才發(fā)生,而是與生產(chǎn)的過程相交織。例如一個手機的生產(chǎn)廠商可能只進行各個部件的組裝,而核心的芯片以及其他的外殼等可能都是由別的開發(fā)商完成的。因此在這里明確集成電路布圖設計的知識產(chǎn)權就是非常重要的,實際上這也是任何涉及基礎性技術的生產(chǎn)領域必然要首先解決的問題。
對集成電路布圖設計進行保護的另一個基本考慮是維護投資者的利益。這也是當代知識產(chǎn)權立法的一個漸變的趨勢,在數(shù)據(jù)庫保護和藥品專利授予等方面也有所體現(xiàn)。集成電路布圖設計的創(chuàng)造是一個以大量資金為依托、以相當?shù)闹橇ν度霝橹鲗?、以豐富的相關技術來支撐,并仍然有失敗風險的研發(fā)過程。[5]而新產(chǎn)品一旦上市,不法廠商利用先進的設備和技術,對該芯片進行解剖、顯微拍照、逐層腐蝕和分析,或者利用激光技術逐層掃描、拍照,將芯片的布圖設計復制出來,很快就能仿制出該芯片并大量生產(chǎn),并以較低的價格占領原開發(fā)者的市場。[6]在這種情況下,知識產(chǎn)權法應當為付出大量投資和智力勞動并最早生產(chǎn)出有益的集成電路產(chǎn)品的主體提供恰當?shù)谋Wo。
對集成電路布圖設計進行法律保護的意義還在于通過國際貿(mào)易學習和研究國外先進的集成電路技術,減少我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成本。如何在落后的高新技術領域?qū)崿F(xiàn)突破,真正利用好后發(fā)優(yōu)勢,是每一個發(fā)展中國家都必須審慎考慮的問題。筆者個人以為,在集成電路技術領域我們可以采用“欲擒故縱”的策略。首先明確我們保護集成電路布圖設計知識產(chǎn)權的立場,然后利用“反向工程”進行我們自己的創(chuàng)新。當然,這種創(chuàng)新的實行以及其后對創(chuàng)新產(chǎn)品的布圖設計保護還需要我們的企業(yè)加強法律意識投資,與外國廠商合作時簽訂明確的合同,避免不必要的利益糾紛。在這方面,國家專用集成電路系統(tǒng)工程研究中心的實踐已經(jīng)提供了較好的可資借鑒的經(jīng)驗。[7