时间：2023-03-23 15:10:17
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[关键词]示范性微电子学院；集成电路；人才培养；产学协同
[中图分类号]G64[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2020）07-0001-04
回顾整个中国特色社会主义建设历程，作为高等教育中至关重要的一部分，工程教育在国家现代化进程中发挥着不可替代的作用。在国家经济改革和世界范围产业变革的过程中，我国的工程教育也在不断改革创新。从工程教育专业认证制度的建立，到PBL和CDIO理念的引入，实施卓越工程师计划和建立国家示范性软件学院、微电子学院，再到加入《华盛顿协议》和新工科的提出，中国的工程教育一直在实践中发展。在中国工程教育改革中，2001年开始的国家示范性软件学院建设作为教育改革的“示范区”，发挥着重要的作用。本文在借鉴示范性软件学院十多年建设经验的基础上，结合现阶段示范性微电子学院的建设情况，对2015年开始实施的国家示范性微电子学院建设进行思考与总结。
一、示范性微电子学院成立背景
21世纪初，信息化在世界范围内开始普及，软件产业在世界社会发展中的地位和重要性开始显现。软件产业作为当时的新兴产业，呈现出向发展中国家大规模转移的趋势，国内外巨大的软件市场导致对软件从业人员需求量的剧增。国家从当时国内外行业背景及国家发展战略出发，于2001年由教育部正式设立国家示范性软件学院，首批试点35所（后增加至37所），均由国家重点高校负责建设；2004年教育部针对高职类学校又设立了36所高职示范性软件学院。其后，各省、市结合自身地方产业成立了省级示范性软件学院50多所，对软件人才进行储备。从2001年至今，示范性软件学院经历了十多年的建设与发展，在人才培养和产业促进上都取得令人瞩目的成就。在此期间，我国的软件产业获得了长足的发展，其中尤以华为、阿里巴巴、百度、腾讯等互联网企业为代表。
经过十多年的积累和追赶后，我国不但解决了软件产业发展初期规模弱小、产业单一、人才技术短缺等诸多问题，而且在部分领域超过了发达国家，并形成了中国特色的“互联网+”新型经济模式。接下来，国家开始效仿软件产业发展模式，对信息领域更基础、更关键但更薄弱的“卡脖子”短板——集成电路产业发起冲锋。特别是近年来，在国际贸易保护主义抬头和美国对华贸易战的背景下，从晋华、中兴到华为、大疆，以集成电路为代表的高科技产业形势尤为严峻，发展变得刻不容缓。
2014年国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》（以下简称《纲要》），指出“集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业”。现阶段我国集成电路产业主要面临核心技术缺乏、产业链不完善、资金投入不足、创新人才短缺4个核心问题。参考软件产业发展模式，为解决集成电路产业4个核心问题中的人才短缺问题，示范性微电子学院应运而生。
二、示范性微电子学院的成立
《纲要》从组织领导、资金政策、金融税收、人才保障等8个方面采取了保障措施，指出“加大人才培养和引进力度，建立健全集成电路人才培养体系，支持微电子学科发展，通过高校与集成电路企业联合培养人才等方式，加快建设和发展示范性微电子学院和微电子职业培训机构”。这是继2011年国务院《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》后，国家再次对高校示范性微电子学院建设提出的明确要求。
2014年教育部《关于试办示范性微电子学院的预通知》。2015年六部委《关于支持有关高校支持建设示范性微电子学院的通知》（以下简称《通知》），明确支持清华、北大、浙江大学等9所高校建设示范性微电子学院，支持北京航空航天大学、南京大学等17所高校筹备建设示范性微电子学院，示范性微电子学院建设序幕自此开启。
三、示范性微电子学院定位及现状
《通知》指出：示范性微电子学院的建设要以人才培养为中心，深入开展产学合作协同育人，加快培养集成电路产业急需的工程型人才。可以看出，“以人才培养为中心”和“产学协同育人”是示范性微电子学院建设的两个核心要求，“工程型”人才是示范性微电子学院培养人才的根本目标。
自2015年第一批示范性微电子学院成立至今，各个示范性微电子学院的建设历程和办学模式各不相同，有的是在原有信息学院或微电子学院的基础上进行建设，有的是新设立微电子学院挂靠其他成熟学院运行，有的是整体新建并单独运行。由于处于建设初期，不同学校都因地制宜、因时制宜地进行摸索，或大刀阔斧，或小步慢跑。目前，各个学校的微电子学院都在人才培养、师资规模、校企合作等方面都取得了一定的阶段性成果。
与此同时，示范性微电子学院在建设的过程中，也都面临一些共性的难题，如示范性微电子学院与一般学院的定位区别、如何进行“工程型”人才培养、如何扩大招生规模与影响、如何更好地与企业结合，以及如何对示范性微电子学院建设进行评价等，这些都是示范性微电子学院面临或将要面临的问题。
四、对示范性微电子学院建设的几点思考
当然，示范性微电子学院建设也并非无样板可以参考，2001年开始建设的示范性软件学院就是很好的借鉴，特别是在办学模式、人才培养、师资管理等诸多具体、常规问题上。然而，软件行业和集成电路行业相差较大，而且当今的时代背景和2000年也完全不同，如何围绕“人才培养为中心”“产学协同育人”这两个核心来建设微电子学院，需要全体高等教育工作者进行与时俱进地思考和探索。本文从浙江大学（以下简称“浙大”）示范性微电子学院建设的实践出发，分享一些经验与思考。
（一）学科划分与评估体系
学科划分和评价问题是微电子学院建设能否成功的核心问题，关乎微电子学院的建设方向和结果。单独的学科设置及评估体系，不仅能加强微电子学院的独立性办学，也能更有效地促进微电子学院建设的展开。
1.设置微电子一级学科
人才作为第一资源以及集成电路产业的核心，微电子学院成立的根本目的就是为产业培养急需的“工程型”人才。然而受招生名额等条件的限制，现阶段我国高校每年培养的集成电路高级专业型人才不足万人，而且缺口仍在扩大，可见，扩大集成电路招生名额势在必行。以浙江大学为例，2014年以前学校集成电路每年硕士、博士的招生人数在30人左右，即使示范性微电子学院成立以后，新增了微电子本科专业，微电子学院每年本硕博招生也不足200人，以如此培养速度，根本不足以填补产业人才需求的缺口。由于我国大学招生名额是与学科划分挂钩的，这就涉及一级学科设置的问题。
目前，浙大微电子所在的一级学科是电子科学与技术，其下含有电路与系统、微电子学与固体电子学、电磁场与波、物理电子学四个二级学科，其中与微电子学院直接对应的两个二级学科是：电路与系统、微电子学与固体电子学。研究领域分别对应集成电路的软件部分和硬件部分，前者主要包括集成电路设计，后者主要涉及集成电路产业中的制造、封装测试。
此外，微电子一级学科问题，除了与扩大招生名额相关外，也和微电子学院的建设成败有关，因为这涉及微电子学院与高校原有信息学院的定位问题，以及在学校的学科地位问题。其实在建设示范性软件学院时，由于学科划分的问题，就存在着软件学院与原有传统计算机学院的“瑜亮之争”，学科资源配置之争。最终，2011年教育部将软件工程提升为一级学科，这才在一定程度上解决了上述问题。从软件学院的建设经验来看，将微电子学与固定电子学、电路与系统等二级学科重整、提升为一级学科十分必要，且宜早不宜迟。
2.修订学科评估体系
微电子学院建设要求以“人才培养为中心”，而传统学科评估体系以“学科建设为中心”。因为“中心”的不一样，在进行微电子学院建设时，学校在资源配置时就必须考虑效益比问题。如果微电子学院建设的投入无法对学校的学科发展形成促进作用，甚至因为分流限制了已有学科的建设，学校不仅不会支持微电子学院的建设，甚至可能还会限制其发展。因此，在现有学科评估体系下，示范性微电子学院很难做到完全以“教学”为中心，只能“教学科研”兼顾，最终微电子学院在很大概率上将会和传统的信息学院同质化。上述情况在软件学院建设时出现过，且仍未得到有效解决，这也是很多软件学院选择异地发展的原因，其目的是避免与本校原有的计算机学院分流资源。
在现有学科评估体系下，即使能做到以“教学”为中心，也很难满足微电子学院“产学协同”的人才培养要求。因为现有学科评估体系偏向于理科化，重理论而轻实践，无论是“教学”还是“科研”，学生注重“卷面”，教师注重“文章”。而微电子学院的建立要求緊贴产业，注重实践，产学协同，因此培养“工程型”人才在现有体系下很难做到。
其实，2016年教育部提出新工科建设，其本质也是针对现有“理科化”学科评估体系与工科建设要求不相匹配的问题。可以大胆设想对现有学科评估体系进行必要的改革，如对基础性学科依旧使用现有“理科性”评估体系；对应用性学科，如新工科，则在原有的体系上建立新的“工科性”评估体系。这样或许能从根本上改变我国“写论文的太多，做应用的太少”、应用研究和理论研究比例失衡的现状。为体现示范性，上述设想甚至可以率先在示范性微电子学院进行试点，实践可行后再逐步推广到新工科乃至其他工程性学科。
（二）师生考核体系
示范性微电子学院要求“坚持人才培养为中心”，在国家层面需要解决的是学科问题，具体到学校和学院操作时，就要考虑内部的考核与评价问题，其中主要涉及两个方面，一是教师的考核，二是学生的考核。
1.教师考核体系
以人才培养为中心，要求教师的工作重心应该是教学，因此微电子学院教师在考核上应该与传统学院有明显区别，比如加大教学在考核中的比重。微电子学院培养的人才要强调工程性，所以在教学考核中，要突出工程实践的教学内容。另外，在引进师资时，可以效仿软件学院偏向引进有企业经验或者工程项目经验的教师，形成本校专职教师、企业兼职教师、适当比例外教的格局，这一点浙江大学微电子学院在人才引进时就尤为注重教师的行业或工程背景。
为了保证公平性，调动教师的积极性，可以实行聘岗制和聘期制，不同岗位考核不一样、聘期不一样，如在浙江大学，对不同类别的教师设置有：教学科研并重岗、工程教育创新岗、社会服务与技术推广岗等，其中工程教育创新岗就是浙江大学针对工程教育改革新设置的岗位。
2.学生考核体系
微电子学院要培养“工程型”人才，因此针对学生的培养过程、考核过程、评价过程要紧紧围绕“工程”来设置。微电子学院学生与传统学生培养最本质的区别是“工程实践”能力。在此之前，要提前区别一下其与动手能力的差别。“工程实践”能力与传统工科学生在实验室环境下的动手能力不同，是要在工业生产的背景下，通过“做中学”和“基于项目学习”，进而培养学生的“工程师式思维和行为”。这要求学校必须为学生提供企业的工程环境而非简单的高校实验室环境，两者有着本质的区别。
正是因为微电子学院培养的人才需要工业生产背景，这就要求企业参与培养，这从源头上保证了学生培养会紧贴产业。通过设置新的学生评价体系来保证和监督学生“工程实践”能力的获得，这一点至关重要。也只有这样，学生毕业后进入企业才能立即上手，无须企业的再熏陶和培训。
浙江大学微电子学院对于学生“工程实践”能力的培养是根据学生的不同阶段分步进行的。首先，针对低年级的本科生，加大培养方案中实验课程的比例和学分，以此来培养学生的“动手操作”能力。其次，对于高年级的本科生，则是通过到企业实习、参与导师企业课题（学业导师制）、科创实验（SRTP）、参加创新创业竞赛等来初步熏陶学生的“工程实践”能力。最后，到研究生阶段，通过企业、导师联合制定课题，学生选题并到企业培养或参与企业横向课题等方法来完成“工程能力”的塑造。
（三）校企合作
校企合作是微电子学院建设的重点也是难点之一。传统高校教学以学校为主，这在一定程度上导致了高校研究与产业发展脱节、高校培养的学生与企业需求脱节。高等工程教育改革的目的之一就是如何将高校与企业联系紧密，互相促进，“如何引入企业参与到高校的人才培养”，从而达到“产学协同”。
校企合作的目的是互利共赢。中国高校以育人为宗旨，具有一定的公益性，而企业以利益为根本，公益性只是其附带属性，只投入不计回报的企业少之又少。如何让两个不同的主体做到有机结合，使得“企业愿意参与，高校愿意放开”是困难所在。从需求来看，高校育人，企业用人，高校和企业合作的纽带在人——学生，解决好“如何以学生为纽带将企业和高校紧密联系在一起”是校企合作的关键所在。
从软件学院的经验看，多是通过校企理事会、共建实验室和实践基地、共建师资队伍、共设课程等方式来开展校企合作。无论是以何种合作方式，想要长久有效就必须做到互惠互利，纯粹的一方投入不可持续。从浙江大学专业学位研究生的培养经验来看，比较有效的手段之一是：通过导师与企业的横向合作为依托，以项目的形式将学生的培养参与其中。这是一种“基于项目的培养模式”，企业提出技术需求和课题资金，学校再给予学生名额、教学工作量等支持。通过一个个的具体项目，将学校、学生、企业串联起来，形成规模效应后再以创建联合实验室、研发中心、实践基地等方式进行深化。浙江大学成立工程师学院就是希望从学校层面来推进和引导校企合作。此外，不同地区的微电子学院在专业设置上也应针对当地企业需求开设专业，面向企业培养人，甚至可以对重点企业进行定向培养，吸引企业深度参与学院建设。
校企合作不仅仅是学校和企业的问题，政府的作用也尤为重要，因为政府掌握着核心的生产资料和分配政策。比如政府在审批、税收减免、经济补助、教育资金、就业引导等各方面都能非常有效调动企业和高校的积极性，促进双方的结合。日本20世纪70年代半导体产业的兴起，就是通过高校（实验室）、企业、政府三方的共同发力，成立“VLSI技术研究组合”，从而打破美国的垄断。20世纪80年代韩国三星的崛起也与韩国政府的大力扶持密不可分，所以在这一点上值得我们国家借鉴和学习。
（四）硬件建设及平台共享
集成电路产业人才培养对硬件设施要求极高，这是其与软件产业最大的不同之一。如小型工艺操作、流片、实训等都需要高昂硬件和财力的支撑，因此微电子学院建设要格外重视大型共享平台建设，并以共享平台建设为契机将校企合作、校地合作、学生实践培养进行有机连接。然而一般平台投资都十分巨大，很难靠一己之力来进行建设，如浙江大学微纳加工中心一期投入6000万、工程师学院微电子实训平台投入近3500万，绍兴微电子研究中心投资近1亿。微电子学院建设更应注重开放式办学，尝试通过国家出资、政府出地、企业出技術、学校出人等多重模式，把握本地发展机遇以产业园、孵化器、共享平台的形式来共赢发展。
（五）国家和学校支持
从软件学院的建设经验来看，建设成功与否与国家和学校的支持息息相关。因为软件学院建设经费自筹，所以从建立之初，就面临着资金的压力。从十多年后的评估结果来看，发展得好的软件学院与学校的长期支持密不可分；纯粹依靠企业、学费等来进行市场化运作则很难实现。以浙江大学软件学院为例，软件学院之所以能在宁波办学，首先与宁波市政府给予启动资金、场地、师资、经费等全面的支持分不开，此外，与浙大持续的师资、运营等投入也密不可分，可以说宁波市政府和浙大的支持二者缺一，浙大软件学院就不会有今天的规模。从产业性质来看，因为集成电路行业对硬件的要求要比软件行业高很多，这就决定了微电子学院的硬件投入要比软件学院投入要大得多，所以微电子学院势必更需要从国家、从学校争取更多可持续的资金，如专项经费、低息贷款等，这样才有可能实现跨越式的发展。
英文名称：Acta Electronica Sinica
主管单位：中国科协
主办单位：中国电子学会
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：0732-2112
国内刊号：11-2087/TN
邮发代号：2-891
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1962
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
SCI 科学引文索引(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
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第三届(2005)国家期刊提名奖期刊
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期刊简介
《电子学报》（月刊）创刊于1962年，是中国电子学会主办的高级学术刊物, 刊登电子与信息科学及相邻领域的原始（original）科研成果。 本刊的办刊宗旨是反映中国电子与信息科学领域内的新理论、新思想、新技术，具有国内外先进水平的最新研究成果和技术进展，为促进国内外学术交流，促进中国电子与信息科学技术的快速发展服务。
本刊的办刊宗旨是反映中国电子与信息科学领域内的新理论、新思想、新技术，具有国内外先进水平的最新研究成果和技术进展，为促进国内外学术交流，促进中国电子与信息科学技术的快速发展服务。
本刊设有：学术论文，科研通信，综述评论等栏目。凡以电子与信息科学为主体（交叉学科论文必须侧重电子与信息领域），在理论与应用实践上具有创新的，代表我国研究水平的学术论文，有科学依据和可靠数据的技术报告，阶段性成果报告，以及属于前沿学科，并对学科发展有指导意义的展望评论性文稿，均可向本刊投稿。
由于本刊覆盖的学科专业较广，出版时有意识地将相关学科和专业集中：第1、4、7、10期主要是通信与信号处理；第2、5、8、11期主要是微电子学、计算机科学及相邻学科；第3、6、9、 12期主要是电子物理、真空电子学、微波与电磁场及相邻学科。
【关键词】微电子 学科建设
1 引言
微电子学是在物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多种学科和超净、超纯、超精细加工技术基础上发展起来的一门新兴学科，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。微电子技术是电子工程和信息科学技术的基础及核心，是世界高科技竞争的热点，是国家基础性战略性的产业[1][2]。其中超大规模通信专用集成电路是现代通信设备的心脏，它的设计开发能力和大生产升级技术的掌握与提高，对于我国通信新产品的研发与创新起着决定性的作用。作为电子通信类高校，南京邮电大学建校近50年来，正朝着信息科技类大学进军。我们不仅需要继续培养大量工程实用型人才，而且当前特别需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的高素质人才，在江苏省这样一个将信息产业作为重点发展的大省，微电子技术必须大力发展[3-5]。
学科建设是高等学校的根本任务，是不断提高学校办学能力、提高教学质量和科学研究水平的基础，并决定着学校的办学水平和特色。加强学科建设，可以形成高校自己的优势和特色，提高学校的影响力、教育质量、科研工作水平、效益等，使高校具有更强的竞争力和生命力。如果学校的学科水平不高，就会制约教学、科研和学校整体发展，进而影响人才培养的质量[6]。
2 加强微电子专业的学科建设措施探讨
每一所高校都有自身的办学特色，每一个学科都有自身的历史传统。只有实事求是地综合分析学校已有的学科基础、特色、优势和不足，才能明确学科发展的科学定位，才能走出有自身特色的学科建设之路[6]。
微电子专业在我校还是一个新专业，如何把这个新专业做大做强，搞好学科建设工作，真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色，是一个值得探讨的问题。根据我们学校长期为IT行业培养人才和我们系的基础和优势，设置以通信集成电路设计为主要方向，并对专业方向的发展作了规划，同时兼顾工艺设计与器件设计。与此同时，确立我校微电子专业的建设目标为:根据学校的办学指导思想，树立“理科本科教育以培养应用基础和理工融合型人才为主，在坚持人才培养质量统一要求的基础上，鼓励学生个性化、多样化发展，强化学生的创新精神和实践能力培养”的教学工作指导思想。
加强本专业的学科建设，主要包涵以下几个方面的建设:
2.1 对学科进行科学的规划
要想做好学科的规划工作就要先明确自己的定位，也就是要先明确本校是主要培养什么方向的人才，要求他们必须要具备什么样的知识结构和创新能力，从而体现特色、明确的专业方向。这就需要我们认真分析本校的办学历史及现状，了解国内外其他高校的相应学科的发展水平和经验，结合本校的实际情况和特色，构建自己的学科体系，进行科学的规划，制定一系列切实可行的有效措施。
在微电子专业正式招生之前，我们组织教师到国内不少高校进行调研，并与多所学校的教师进行了交流。在广泛调研的基础上，我们了解了国内外、省内外的同类专业的发展状况和我校微电子专业的实力、优势及所处的地位，我校微电子专业起源于半导体专业，后又同电路与系统专业相互融合和交叉，形成了一个独具特色的专业。其特点是专业涵盖面宽，包括集成电路理论与技术、半导体器件理论与技术和半导体工艺理论与技术三大主要方向，如何体现专业特色，是本项研究的内容之一。为此我们提出通讯集成电路和新型微电子器件作为我们的专业方向和特色，并在教学和科研中体现出来。针对江苏省和南京市的集成电路发展特色，以及南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况，适当加强通讯集成电路、新型微电子器件和光电集成的课程，体现专业特色。注重更新教学内容，优化课程体系，打破学科课程间的壁垒，加强课程与课程体系间在逻辑和结构上的联系与综合，精选经典教学内容，不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果，注意把体现当代学科发展特征的、多学科间的知识交叉与渗透反映到教学内容中来。此外还拟通过建立微电子专业实验室，开设微电子和半导体测试实验课，在培养学生理论知识的同时，加强实践能力的培养，培养既有较深理论基础，又有一定动手能力的全面发展的学生。
围绕着如何培养和造就适应微电子技术飞速发展、微电子产业突飞猛进、集成电路向系统芯片(SOC)发展、器件尺寸不断缩小和设计思想不断更新的需要，具有创新精神和实践能力的高素质人才这一根本任务，积极探索，形成了“加强基础、注重素质、拓宽知识、增强适应性”的教学工作思路，将“微电子学”专业建成国内同类专业色鲜明、人才质量高、广受社会欢迎的专业，“十一五”期间，形成1个强势学科和研究方向;在培养优秀的本科生基础上，积极建设微电子学科硕士点。在省内具有一定影响。在8年内成为校品牌专业，再经过5年的建设成为江苏省特色专业。
因此，只有明确了学科的现状、清楚自己的位置和优缺点，这样才能作出有效科学的学科建设规划。
2.2 学科队伍及师资队伍的建设
学科队伍是学科建设中的极为重要的部分，没有高水平的学科队伍，学科建设也只能是纸上谈兵。而且高校的主要任务就是能培养具有良好的学习、工作和创新的高级专门人才，因此从这个方面来讲，没有年龄结构、学历结构、职称结构合理的高水平师资队伍，也是不能完成高校所承担的任务的。
为了实现师资队伍建设目标和人才培养目标，必须建立一支素质好、质量高、勤奋工作、忠诚于党的教育事业的师资队伍。师资队伍建设的总体目标:全面提高教师的政治、业务素质，逐步建设一支适应现代化建设需要和办学规模发展需要，素质优良、结构优化、高效精干、充满活力、忠诚于党的教育事业的师资队伍。
(1)积极培养学科带头人
学科建设必须以人为本，要注重培养高精尖的师资队伍，培育创新型人才就要统筹考虑学科直接承担的教学、科研、服务三大职能的关系，加速建设首席教授、学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。以中青年学科(术)带头人的培养为重点，并加大向青年骨干教师和一线教师倾斜的力度，创造一个公开、平等、竞争、择优的用人环境，营造一个和谐、宽松、温馨的工作氛围，培养和引进，形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队，使其在学科建设中发挥突出作用。
(2)为年轻教师的成长创造条件
目前，我校的微电子技术系拥有教师7名，平均年龄35岁以下，年轻教师占了90%以上。因此学校要为年轻教师的成长创造良好的条件就显得尤为重要。
可以把年轻教师送出去攻读学位，鼓励教师深造的同时，能适当减免正常的教学工作量，同时享受基本的工资福利待遇。目前我系全体教师中四人具有博士学位，三人具有硕士学位。计划在四年内将专业师资力量从7人提高到10人，博士率达到70%。力争八年内将专业师资增加到15人，博士学位人员比例达到90%。也可以把他们送到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，从而了解专业的最新发展、前沿问题，并开阔了眼界。
设立专款建立青年教师培养基金，资助青年教师开展教学科研工作。
(3)改善教师的福利待遇
很多年轻教师工作不久，都承担着工作和家庭的双重压力，学院可以采取一系列的措施来消除教师们工作时的后顾之忧。适当提高教师们的工资福利待遇，设法解决青年教师的住房、交通等生活问题，达到良好的生活水平。这样才能保证教师们能以更饱满的姿态全心全意地投入到工作中去。
2.3 加强科学研究的建设
良好的科研环境是学科建设的主要内容，学科建设的成果主要包括高水平的文章、专利、获奖成果等，这些成果的取得都是基于良好的科研环境来完成。因此也只有通过学科建设才能改善科研环境。
(1)加强开展科研工作的硬件平台的建设
要做好科学研究，就必须要有好的硬件平台。这包括实验中心、专业实验室等的建设。经费适当向这方面的建设倾斜，建立起良好的硬件平台，才有利于各项科研项目的顺利开展，逐步形成浓厚的学术氛围，吸引更多的人才加入到我们的科研团队中来。
(2)加强科学研究
教师只有通过科学研究才能提高自己的教学水平和科研水平，使自己成长为骨干教师甚至是学术带头人。因此必须要承担一定的科研项目。作为学院，可以动员或采取一定的向科研倾斜的措施来鼓励教师积极申报各项纵向科研项目。为此我校设立了专款建立“青蓝”工程，资助青年教师开展教学科研工作，并逐步积累申报省部级、国家级项目的条件。
从事科研能力强的教师申请的项目，反过来又能进一步支撑科研，如此形成良性循环。
(3)发表高档次的文章
高水平的论文是学科建设水平的重要指标。因此鼓励教师多发文章，发好文章是搞好学科建设的一个必经的途径。比如，我校出台了经济奖励、增加业绩点的方式鼓励大家发高档次的文章。文章的数量和质量也直接有利于各项项目的申报。
只要通过以上措施，把师资队伍建设等工作常抓不懈，经过一定的阶段一定会形成包括教授、副教授、讲师、助教的，年龄结构、学历结构、职称结构和学缘结构都较为合理的师资梯队，同时取得在国内具有一定影响力的科研和教学成果。
3 小结
总的来说，新专业的学科建设中存在很多机遇和挑战，存在很多问题需要探讨和尝试。重要的是，如何根据我们学院长期为IT行业培养人才和我们学院自身的基础和优势，对专业方向的发展作出合理的规划，制定切实可行的学科建设规划，采取各项有效的教学改革措施，把微电子这个新专业做大做强，真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色，是我们目前必须常抓不懈的工作。
参考文献
[1] 杨宏，王鹤.微电子机械技术的发展与现状.微电子学，2001，31(6):392-394.
[2] 严兆辉.微电子的过去、现在和未来.武汉工程职业技术学院学报，2003，15(2):30-34.
[3] 李斌，黄明文.微电子技术专业创新教育探索.中山大学学报论丛，2002，22(1):108-109.
[4] 刘瑞，伍登学，邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践.实验室研究与探索，2004，23(5):6-8，23.
关键词：校企合作；合作机制；实践；思路
中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0206-03
一、背景
职业教育不同于普通学历教育的根本特征在于培养学生的职业能力[1]，而职业能力的培养仅仅靠职业学校本身无法独立完成。教育部2002年以来提出：“以服务为宗旨、以就业为导向”的办学指导方针和“校企合作、工学结合”的人才培养模式。2005年《国务院大力发展职业教育的决定》将其提升到国务院决定的高度，明确提出：大力推行工学结合、校企合作的培养模式。校企合作、工学结合被普遍认为是实现高技能人才培养目标的根本途径。新世纪以来，我国高职院校的校企合作实践探索取得了较大的成就，尤其是在国家示范性高职院校建设项目实施以来，在政府推动下，我国在校企合作保障机制建设方面取得了一定的突破。如，组建职教集团，成立理事会、董事会，建立职教联盟等[2]。但总体看来，我国校企合作保障机制尚未真正建立，校企合作仍然处于探索与实践的阶段。因此，国家骨干高职院校建设项目对高职院校的校企合作提出了更高的要求。建立长久的，有效的，互利多赢的校企合作保障机制，成为高职院校特别是骨干建设院校的重要课题。南京信息职业技术学院微电子学院提出了“校中厂，厂中校”的校企合作思路，并以国家骨干专业建设为契机，成立了平板显示行业协会牵头的，校企共建的熊猫光电学院，为高职院校的校企合作开辟了新的道路。
二、校企合作的模式
随着校企合作机制的研究和实践的积累，目前已经发展出了多种合作模式[2，3]。文献[3]将众多模式归纳为以下9种。
1.“学年分段”，即学生前两年在校学习与实训，后一年到企业顶岗实习和毕业实践并与就业紧密相关，这是校企合作中最普遍的形式。
2.“阶梯分段”，3年中企业实习的比例，分别为1/3、1/2和2/3，学校学习和企业实习紧密结合，逐渐加大企业实习比例。
3.“半工半读”，即校与企共同制订培养方案，工学交替（每一学期或一学年，也有几天轮换一次）。
4.“弹性安排”，根据合作企业生产经营的季节性特征和周期性特点，比较灵活地安排工学的交替。
5.“订单培养”，企业根据自身发展的需要以特殊“定制”的规格，一定的数量，提前预订毕业生，往往伴随着共同的课程开发、共同的培养和教学管理。
6.“教学工厂”，学校自办生产、服务企业或者企业把与学校对口的车间搬进学校，实现生产车间与实习车间合一、教师与师傅合一、学习与生产合一及作品与产品合一。
7.“厂内基地”，企业除安排职业院校学生顶岗实习的车间、工位和兼职指导师傅外，还单独设立了为学生实训和实习服务的车间，具有教学、培训和实习功能，有固定管理人员和专职企业指导师傅者可称为厂内工学基地。
8.“行业主导”，中小企业居多的行业，单个企业不具备单独与学校合作的条件时，行业部门或行业组织出面牵头搭建校企合作平台，并组织企业群，联合为学校提供实习岗位、实训设备和兼职教师，联合下培养订单。
9.“职教集团”，这是一种以名校为主导，相同区域、相同行业院校、企业联合，资源共享、优势互补、共同发展的职业教育组织。不管哪种模式，在工学结合的人才培养过程中，由政府主导，出台一系列扶持政策；职业院校处于主体地位，积极推行各种模式的校企合作，而行业和企业则处于从属地位，处于相对被动的配合地位。如果在校企合作中企业无法获得长远的利益保障，企业参与合作的积极性就不高，缺乏内在动力，因此，校企合作当中，提高企业的主体性是校企合作成功并走向深化的保障[4]。
三、校企合作机制的基础
任何形式的合作必须有合作基础，即有共同的目标和利益。如果共同的目标与利益是长久的、稳定的、多赢的，则这种合作就存在牢固的基础。同时合作方也有各自的目标和利益，这些目标和利益可能不一致，甚至是矛盾的，能否平衡各方利益则是合作能否稳定发展的根本[4]。校企合作，工学结合牵涉参与方包括政府、行业协会、企业、学校、学生等。各方共同目标是“资源共享，培养适应企业需求的高技能符合型人才”；这样目标的达成，对于政府而言，实现职业教育基本目标，推动了职业教育的发展；对于企业和行业协会，能够得到急需的人才；对于学校，达到了实用人才培养的目的，提高了学校的声望；对于学生，能使其掌握实用的技术和技能，找到理想的工作。同时各个主体又有不同的利益。政府希望各参与主体以发展教育和培养学生为核心，实现各自的教育和培训功能。行业和企业则希望自己负担的培训和教育的功能越少越好，学生对生产发挥的作用越大越好。学校则希望，政府给学校更多的优惠政策和支持，企业能够承担培训和教育学生的职责。而学生则希望学校代表自己的利益，能在企业学到东西，而不是简单的重复劳动。因此，在校企合作、工学结合的实践中，最重要的是寻求共同利益。政府应该出台鼓励“校企合作，工学结合”的政策[5，6]；这种政策必须基于各个主体的共同目标和利益，真正地让各参与方，尤其是企业感受到自己的主体地位，积极参与对企业发展有利。学校是校企合作的主要推动者，需要充分利用国家鼓励政策推进校企合作。在设计时，必须仔细考虑合作的行业和企业，寻求那些有长久的共同利益合作伙伴，并能逐步形成实际可行的合作模式，建立利益平衡机制。学生的主体性也不能被忽略；学生不能是被动的参与者，应有充分的知情权和选择权，必须保证学生在校企合作、工学结合中的地位与权益。
四.校企合作工学结合的实践与思考
南京信息职业技术学院曾做过大量校企合作工学结合的实践和与尝试。但很多校企合作的层次比较浅，主要模式包括“学年分段”、“半工半读”、“订单培养”等。这些合作关系比较单一，最终学校提供学生，企业接纳学生实习。学校和企业缺乏其他交集，对于学生的培养没有统一的认识和目标。学生从学校到企业没有过渡，从角色转换上有明显的割裂感，对学校和企业没有认同感和归属感。企业也不适应管理培训学生，对学生的表现评价普遍不高。而学校又缺乏协调的组织和机制，不能有效地沟通和协调，各方面的想法和利益不能及时充分地交流和协调。因此这样简单的合作很难稳定和持久，很多合作难以为继，最后不了了之。为了建设国家骨干高职院校，推进校企合作工学结合进一步走向深入，南京信息职业技术学院微电子学院，研究了校企合作实践和理论机制，吸取以前校企合作的成功的经验和失败的教训，最终探索了一条行之有效的新路。具体包括如下几项。
（一）寻求政府的支持
国家已明确了高职教育的发展方向，即校企合作、工学结合，尤其是国家示范院校和国家骨干院校在推进校企合作工学结合能够获得很多政府的资金和政策支持；因此，在2012年南京信息职业技术学院微电子学院在骨干建设方案中明确提出建立“厂中校，校中厂”校企合作工学结合的模式，建设方案得到了教育部的肯定和支持。这为校企合作的开展提供了方向和动力。
（二）寻求合作企业
微电子学院在寻求企业合作伙伴时需要考虑的因素包括如下方面。
1.学校专业与产业密切相关，这是校企合作的专业基础。
2.具有一定的规模，在行业中有影响力。只有具备一定规模和影响力才具备丰富的资源，才能将校企合作看成一种资源，并能加以整合和利用，实现企业自身利益。这样的企业在校企合作中才会有积极性和主动性，才能体现企业主体性地位，而不仅仅是简单的被动配合。
3.在地理上很近。学校和企业距离近，可以有效地降低校企合作的成本，增加校企合作的内容、范围，提高合作的层次。实现企业和学校资源共享和优势互补。
4.处于发展期。校企合作的双方有类似的发展要求，处于发展期的企业更有活力，更愿意合作。
基于以上考虑，我们选择南京熊猫液晶显示科技有限公司，该公司满足以上的所有条件。
（三）建立校企合作的实体
一般的校企合作，工学结合具有偶然性、短期性，合作层次浅，缺乏系统性的特点。没有专门的部门和机构负责与管理。为了实现长效的、稳定的、系统的校企合作，微电子学院与南京熊猫液晶显示科技有限公司共建熊猫光电学院，作为校企合作的实体，其作用包括如下几点。
1.协调校企合作的各个参与方，凸显各个主体的主体性，整合各种资源，使校企合作能够形成合力，积极推动校企合作的发展。为了实现上述目标，熊猫光电学院订立熊猫光电学院章程，成立了熊猫光电学院理事会。理事会的成员来自校企合作的各个主体，包括教育主管部门、企业、行业协会和学校。理事会的成立为以上目标的实现提供了保障。同时也能协调平衡各个利益主体的利益诉求，实现共同利益的最大化。
2.组织和开展校企合作的各项事务和活动。事务和活动包括工学结合，企业员工培训，行业协会的活动，行业技能竞赛等。以工学结合为例，我们定期举办中电熊猫校企合作班，已经完成了两届学生的培训；培训由学校老师和企业工程师组成的混编师资团队共同完成。培训让学生将学校所学知识与企业知识相融合，提升了知识的实用性，同时，学生完成了从学生到员工的顺利过渡，为今后学生到企业实习和工作奠定了基础。实践证明，熊猫班的学生能够快速适应企业的工作和生活，迅速地掌握生产技术和技能。
3.促进职业教育教学的发展。熊猫光电学院是校企合作的产物，对学校而言不仅能促进学校与企业的联系，同时也对职业学校的教育教学产生了很大的推动作用。学校与企业的联系不仅仅是实习学生，而是扩展到了学校、政府、企业及行业协会的领导。更重要的是学校的老师与企业的技术人员具备了更多的交流机会。校企合作，已经不仅仅是学生层面的培养，同时也是师资的培训、领导的培训。通过工学结合培养了学生，通过混编师资团队建设，培养了教师，通过理事会的运作培训了领导。使得企业元素渗透到学校教育的各个方面，高职教育培养人才的目标就更容易实现。
在熊猫光电学院的框架下，实现了资源优势互补和共享，这样的机构是所有参与方都需要的。在这样的机构下可以放大和扩充自己的资源，所有主体均能在这个框架下找到自己所需要的资源和利益，在此基础上校企合作才能进一步深化和发展。
五、校企合作的思路
校企合作是高等职业教育发展的方向和必由之路[7]。然而校企合作并不是抽象的、空洞的，必须理论联系实际。
1.校企合作本身是一种资源积聚和整合的过程。这种过程并不是凭空发生的，而是具有其内在逻辑和机制的。因此，搞清楚校企合作的发生、发展的一般规律是实现校企合作的前提条件。
2.根据校企合作的理论和实际，寻求最合适的合作方，并理清各个参与主体的共同利益和相对利益。寻求共同的目标和利益，建立利益平衡的机制是校企合作存在并发展的保障。
3.校企合作必须建立实体，这样的实体可以实现校企之间多方面、多层次的合作。是各方实现资源整合和共享的平台。
4.校企合作不能仅仅局限于培养学生，必须走向深入，必须提高校企合作的层次、功能和作用。校企合作既要成为教育发展不可或缺的一环，也要成为行业和产业发展必不可少的一环，最终成为校企资源以及其他资源整合关键纽带，校企合作才真正有生命力。
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关键词：三网融合 空间地理信息 增值服务
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02
人类的日常生活行为80％以上与空间位置相关，对空间位置信息的获取有着与生俱来的需要[1]。对于普通大众来说，日常生活中的吃（餐饮）、住（住宿）、行（交通、出行）、游（旅游）、购（购物）、娱（娱乐）等无不与空间位置相关；对于企业来说，让客户准确地找到自己的位置是进行市场推广的第一要素，同时企业也需要在一定的空间范围内寻找合适的产品、服务以及基于空间位置进行商业规划和市场分析等；对于政府来说，所关心的社会、经济数据80%以上属于空间信息或者是与空间位置相关，政府的决策需要准确、丰富的空间数据的支撑[2]。因此，空间地理信息服务已逐步成为大众、企业和政府所不可或缺的信息服务内容。
1 系统分析
1.1 空间地理信息服务的基础
空间地理信息服务的基础是覆盖全国的海量空间地理信息综合资源库，该数据库整合了全国范围内的基础空间数据、专业导航数据、POI（兴趣点）数据以及面向位置服务的生活资讯（吃、住、行、游、购、娱等）与商业资讯（企事业单位）数据。
1.2 空间地理信息服务所需的关键技术
导航规划技术、互联网地图服务技术、海量数据搜索技术以及Telematics应用所涉及的其他方面的技术，共同构成了空间地理信息增值服务所需的关键技术。基于上述关键技术，可以构建系列基础服务，包括：搜索服务、地图服务、导航服务、公共交通服务、内容管理服务、SNS驱动服务、综合定位服务、数据转换服务等。
1.3 面向三网融合的服务接口体系
通过面向综合应用的数据和服务统一接口体系建设，综合服务系统可以广泛面向系统开发/集成商、内容/服务提供商、以及平台运营商等提供全面的位置信息、生活及商业资讯接口服务。通过跨平台标准化的接口体系建设，为三网用户（互联网、电信网、广电网）提供统一的全面的空间地理信息服务，实现数据共享和应用融合。
1.4 空间地理信息增值服务及应用支持
包括面向互联网用户和企业用户的位置服务（LBS）网站、面向移动用户的手机移动位置服务及应用、面向车载移动用户的Telematics服务及应用、面向数字电视用户的数字电视位置服务及应用、面向企业用户的车辆导航监控应用、面向政府的基于空间地理信息的电子政务应用等。
2 系统总体架构设计
系统的整体架构如下图所示，系统采用多层体系架构，多层结构在本系统中具体体现分为五个层次，即数据库层、数据访问层、核心引擎层、接口逻辑层、封装层和用户层。它们的主要功能和作用如下：
（1）数据库层。数据库层是通过文件系统、数据库管理系统或自主研发的数据格式及索引方式，而实现的各种地理信息数据、应用数据和配置数据的载体层。
（2）数据访问层。数据访问层规范了对各种数据格式和数据内容的访问权限及统一的访问方法，从而有效控制访问的安全性与访问性能。
（3）核心引擎层。核心引擎层由多个的服务引擎组成，包括搜索引擎、地图引擎、公交引擎、自驾引擎、内容管理服务引擎、SNS驱动服务引擎、综合定位服务引擎、数据转换服务引擎等[3-4]。
（4）接口逻辑层。接口逻辑层首先将核心引擎层的引擎功能进行封装，从而更简便易用地提供给接口用户。另外接口逻辑层还封装了一些常用的数据接口方法，如查询POI详情、线路详情、站点详情等业务逻辑功能，从而形成一套能支撑绝大部分应用需求的完备的接口集合。
（5）封装层。封装层是对接口逻辑层在接口形态层面上的封装。接口的形式共有4种方式，即WebService、JSON、HTTP+XML、SOCKET，分别满足不同设备、语言、应用场合下的接口需求。
（6）用户层。用户层代表各种应用方用户所开发的基于B/S、C/S或嵌入式的应用程序，用户层可能是服务提供商、企业用户、个人用户或是政府用户等所有有意使用服务平台接口的客户。
3 系统硬件架构设计
系统的硬件架构有：
（1）搜索服务器集群：部署搜索引擎，负责接收用户的搜索请求，并返回结果。
（2）地图服务器集群：部署栅格地图服务引擎，负责接收用户的各种地图操作请求，并返回相应的地图结果。
（3）数据库服务器集群：存储所有的基础数据、各类应用数据和系统配置数据，在其上部署数据库服务器。
（4）自驾服务器集群：部署自驾规划引擎，接收用户自驾规划请求。
（5）公交服务器集群：部署公交换乘引擎，接收用户公交查询请求。
（6）定位/SNS/内容管理服务器集群：混合部署定位、SNS和内容管理（CMS）服务引擎，接收用户对这些服务的请求。
（7）身份验证服务器集群：所有的个人用户、企业用户、政府用户、服务供应商（SP）在接入综合服务系统，并提交数据服务请求时，必须进行身份验证。
（8）接口服务器集群：在该服务器上部署统一的接口服务程序，该程序处理用户的各种服务请求，并根据服务请求的类型，将请求转发给相应的专业服务引擎。
（9）防火墙：为了保护整个服务器系统，设置防火墙，以屏蔽来自INTERNET的黑客攻击。
4 系统软件架构设计
系统的软件架构如图2。
（1）操作系统：Windows Server 2003、Linux。（2）平台支撑软件：.NET 2.0、Oracle 10g、IIS、Apache。（3）核心引擎：搜索引擎、导航引擎、地图引擎、公交引擎、SNS驱动引擎、混合定位引擎、内容管理（CMS）引擎、地理编码引擎等。
5 系统所提供的主要服务内容
平台通过三网（电信网、互联网和广电网）可以对各类客户终端提供丰富的空间地理信息服务。这些服务内容如图3所示。
6 结语
总体说来，无论在公众服务、企业服务，还是政府服务，国外发达国家在空间地理信息服务方面有着广泛的应用，新技术新方法层出不穷，商业服务规模大且商业模式成熟，是一个目前和未来快速成长的朝阳产业。
面向三网融合的空间地理信息服务平台的实施和推广，可以有效地提高现代服务业的服务水平，为公众、企业和政府提供便捷和有效的空间地理信息服务，为构建“和谐社会”提供有效的支撑。
参考文献
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关键词：CORDIC；数控振荡器；频率
中图分类号：TN752 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-02
频率合成技术是指将一个高密度和高精度的标准频率经过加，减，乘，除的四则运算，产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术。根据其原理组成的设备或者仪器成为频率合成器。数控振荡器（NCO）是一种全新的频率发生器的核心部分。NCO的目标是产生一个频率可变的正弦波或者是余弦波样本。
一、数控振荡器（NCO）原理
NCO的基本结构是一个相位累加器和一个相/幅转换器。NCO的相位地址累加器根据参考时钟Fclk对M位频率字进行累加，将累加的结果作为相/幅转换器中的输入，相/幅转换器的输出即为正弦值或余弦值。每来一个时钟脉冲Fclk，N位累加器将M位频率控制数据与相位寄存器输出的累加相位数据相加，相加后的结果送至相位寄存器的输入端。
相位寄存器一方面将在上一时钟周期作用后所产生的新的相位数据反馈到累加器的输入端，以使累加器在下一时钟的作用下继续与频率控制数据M相加；另一方面将这个值作为相/幅转换器的控制信号，进行加减和移位运算，输出相应的波形数据。累加器在基准时钟的作用下进行线性相位累加，相位累加器加满时产生一次溢出，完成一个周期，这个周期也就是NCO信号的频率周期。只要改变频率控制字Fcw，字长N，和时钟频率Fclk，就可以改变输出频率和频率分辨率。
二、NCO的硬件实现电路
NCO划分为3个大模块，分别是相位累加器，象限转换器和相/幅转换器。相位累加器由加法器，寄存器和映射单元级联构成，组合来实现相位输入的累加功能。在每一个输入时钟Fcw的边沿处，输入的频率控制字Fcw输入到加法器相加，将相加的结果送入寄存器，在通过映射将相加的部分映射到。寄存器将加法器在上一个时钟所产生的相位数据反馈到加法器，已使加法器在下一个时钟作用下继续与频率控制字相加。这样相位累加器在时钟作用下实现了相位累加。相位累加器的输入为Fcw，它代表了频率信息。Fcw数值越大，即累加的步长越长，输出信号的频率也就越大；反之，Fcw的数值越小，累加的步长越小，输出的信号频率也就越小。相位累加器的运算速度关键在于加法器的速度，为了提高加法器的速度，前面提高了采用流水线设计的40位加法器。在此基础上面，将加法器的结构进行改进，得到累加器的设计。
为了使CORDIC算法满足高速度要求，将循环迭代结构完全展开，形成平行展开结构。在平行展开结构中，只要在每一级的计算过程中插入流水线寄存器，就可形成高全流水线结构，这种结构采用N个相同的单步迭代结构在一个时钟周期内并行工作于这些单步迭代结构同时工作，平均完成一次计算结果只需要一个时钟周期，可以不断地输出计算结果，这种结构的一个主要优点就是计算速度快，相比上节提到的循环代结构在速度上提高了N倍，但是由于将单步迭代结构复制了N倍，也使得硬件开变成循环迭代结构的N倍，这是一个以增加硬件开销来换取速度提高的一个典型。在此中间插入寄存器的，就可以构成相应的流水线CORDIC运算单元。根据改性的CORDIC算法，将最后9到23级的迭代运算，按照一级进位存储加法运算，大大的减少面积。
三、NCO的验证
将此NCO的电路对进行布局布线以后的信息重新进行Primetime检验，得到关键路径的延时大概在5.98ns.关键路径为3.6ns.这样得到的信息可以完全的满足时钟频率是50Mhz的要求。对进行版图以后仿真得到的数据最高不失真输出频率是20Mhz。
参考文献：
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（1.江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122；2. 江阴苏阳电子股份有限公司，江苏江阴214421）
摘要：为了满足功率器件不同封装形式可靠性和稳定性的需求，对功率器件封装的塑封系统进行研究。设计塑封压机集成接口和PLC温度控制电路，实现功率器件塑封压机温度控制；研发光电传感器、接近传感器以及螺旋测试头集合形成的塑封模具定位传感结构，结合PLC定位电路设计，实现了功率器件塑封模具定位。对关键的PLC和触摸屏组合控制系统进行了探索，系统已投入实际应用，效果良好。
关键词 ：功率器件；封装；温度控制；定位
中图分类号：TN305.94?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）14?0116?04
收稿日期：2015?01?25
随着以计算机、网络通信、消费类电子产品和汽车电子为代表的4C 市场和电源驱动领域朝着小外型、大功率的方向发展，作为关键的核心电子元器件，现代功率器件也朝着大功率、小型化、高频化的趋势快速发展[1?2] ，这对功率器件的封装提出了更高的要求。
目前主流功率器件封装形式有：TO，SOP，DIP，PDFN，QFN[3]，为了确保这些器件的稳定性和可靠性，封装过程中的控温和定位显得尤为重要。通过塑封系统自动控温定位结构的设计，实现不同封装形式功率器件可靠性和稳定性的提升[4] 。本文成果已应用于江阴苏阳电子股份有限公司多类产品实际封装。
1 系统组成
本系统采用的PLC 控制系统由CP1H?XA40DT?DPLC和TPC1062KS触摸屏组成，配合塑封压机集成接口设计、PLC 控温设计、PLC 定位设计、光电传感系统嵌入，在触摸屏上实时显示塑封压机温度并实现温差预警反馈和定位不准预警反馈[5?6]。原理框图如图1所示。
2 半导体塑料封装压机自动温度切换系统
2.1 塑封压机集成接口系统设计
作为功率器件封装关键的塑封工序，塑封系统的稳定性和精度直接影响了功率器件的性能。半导体塑料封装压机需要安装精密塑封模具以进行手动塑料封装，一副模具一般需要16~20个加热棒，压机有32个加热通道，可以方便更换。传统塑封压机中模具加热棒与压机加热棒接口一一对接，压机加热棒通道与热电偶通道一一对应，该对接方式直接造成压机内部连线过多，引起安全隐患。
为了解决上述问题，设计了一种包括上模、下模、压机加热棒集成接口以及压机热电偶集成接口的塑封压机系统。上模及下模的单独加热棒接口集合成一个整体加热棒接口，上模及下模的单独热电偶接口集合成一个整体热电偶接口，整体加热棒接口与加热棒接口通过加热棒连接线连接，整体热电偶接口与热电偶接口通过热电偶连接线连接。由于系统将传统的多条单线连接改成整体接口连接，使得半导体塑料封装压系统连线简单、不容易造成连线接头脱落，更换塑封模具便捷。
2.2 PLC温度控制设计
设计的塑封压机系统除了将压机的多个单通道结合在一起，还在PLC智能反馈系统中增加自动变换通道程序，若某个通道低于设定温度一定时间，PLC 自动切换下一个闲置通道。通过触摸屏输入、PLC 反馈、模块集成的方法实现温度的切换控制。
PLC温度控制系统通过触摸屏设定加热温度、加热脉冲、高低温度报警值和计时时间等相关参数，实现对压机的温度控制。在实际应用中，塑封压机加热开启2 h后切换通道系统开启，若某个通道出现异常（≠175 ℃，温差＞3 ℃），PLC立即开始200 s计时，在计时期内该通道温度如仍未达设定值，该通道将被关闭，同时开启下一个闲置通道，重新加温。最终塑封压机温度维持在报警值3 ℃以内，从而保证塑封过程中的恒定高温。该系统可应用于不同封装形式，图2为本系统PLC温度控制原理图，图3为实际塑封压机触摸屏温度及PID显示界面图。
3 半导体塑料封装压机智能定位系统
本系统设有光电传感器、接近传感器以及螺旋测试头，可利用螺旋测试头高精度的测量尺寸来调节接近传感器与工作台的配合。上、下工作平台之间连接有4根导柱，将电子光缆感应尺设置于导柱的外侧，接近传感器设置在导柱内侧，螺旋测试头位于接近传感器的底部。当下工作台上升时，4个导柱上的接近传感器可感应下工作台是否到达设定位置，电子光缆感应尺读取下模到导柱的距离，如未达设定值，光电传感器将输出电平信号，经电路转换后，一路信号直接触发PLC安全控制点，有效阻止模具的开合；另一路信号输出至LED指示灯，提示此时工作台未能到达设定位置，图4为塑封模具定位原理图。该系统具有智能定位的功能，触摸屏可实时显示4个导柱是否在设定位置，如有报警，可迅速反映定位异常的传感器方位，便于及时处理，可以有效避免模具损坏或者报废。图5为本系统触摸屏定位显示界面。
4 软PLC 系统研究
为了实现塑封系统控温定位的智能反馈，需要设计一种实时监控的现场控制系统，可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller，PLC）以微处理器为基础，采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程[7?8]；所以在功率器件塑封系统设计中，采用PLC与触摸屏组成的控制系统实现自动控温和定位功能。
4.1 控制现场结构
本文采用CP1H?XA40DT?D PLC 和TPC1062KS 触摸屏组成系统控制现场的电动阀、电磁阀、电动机、温度控制器和定位控制器等执行机构。以温度控制为例，CP1H?XA40DT?D通过模拟量输入模块和温度传感器采集现场的温度信号，信号通过PLC 上的A/D 转换、数值变换传送到触摸屏上，触摸屏显示实时的温度值和PID值；且PID 参数可以通过触摸屏进行设置，触摸屏给PLC 发送指令，以控制现场的执行机构[9]。控制现场温控结构如图6所示。
4.2 控制系统电路设计
为了实现PLC对塑封压机温度和模具定位的控制，必须设计相应的控制电路。PLC 控制系统的控制电路主要由输入电路、PLC、输出电路3个部分组成。输入电路主要有按钮、开关、模拟量、人机界面等；输出电路主要有电磁阀、指示灯、接触器等。PLC 控制系统根据输入电路得到的信号，执行PLC程序，从而控制输出电路的电器元件驱动设备的机械结构，最终满足控制塑封压机温度和模具定位的要求，完成系统控制。以温度控制为例，通过触摸屏设定标准塑封压机温度（175 ℃），通过PLC程序判断压机温度是否在容差范围内（3 ℃），若超出容差，则发出信号反馈至触摸屏，同时调整加热通道，令塑封压机温差小于设定容差。图7为功率器件塑封系统PLC温度控制电路图。
4.3 控制系统软件设计
常见的PLC控制系统软件设计方法有图解法编程（包括梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法）、经验法编程、计算机辅助设计编程等[10]。设计的自动控温定位塑封系统选用的是梯形图法，这种最方便的编程方法是一种用梯形图语言，模仿继电器控制系统的编程方式。其图形及元件名称均与继电器控制电路十分相近。这种方法的优点在于可以把原继电器控制电路转化成PLC梯形图语言。
为了提高系统可靠性，在软件设计上采用了数字滤波和软件容错。在采样周期内，用采样值计算加权平均值作为滤波值，滤波现场的模拟量信号经A/D转换后变为数字量信号，存入PLC中，根据滤波值滤去噪声信号获得所需的有用信号，进行系统控制。在程序执行过程中，一旦发现现场故障或错误，系统即通过程序判断造成错误的原因是主要故障还是次要故障，并分别做出停机和相应子程序处理。系统还可对重要的开关量输入信号或易形成抖动的检测或控制回路采用软件延时，对同一信号多次读取，结果一致，才确认有效，消除偶发干扰的影响。
5 结语
目前市场中功率器件应用极为广泛，为了适应现代便携式电子产品等应用领域不断小型化的发展趋势，现代功率器件封装技术不断改进，新型封装形式不断涌现。为了提高各种封装形式的可靠性和稳定性，设计了一种可应用于各种封装形式的功率器件自动控温定位塑封系统，该系统可实现关键塑封工艺设备温度的均匀和稳定，提高塑封模具压合精度，从而提高良品率，降低设备损耗，具有极其重要的应用价值。基于PLC控制系统的自动控温定位塑封系统的研究和实现对提升功率器件封装的效率有着重要意义。
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作者简介：余骏华（1990—），男，硕士。研究方向为软件理论及其应用。实用新型专利：半导体塑料封装压机智能温度切换系统（ZL 201320226664.0）发明人。
孙力（1966—），男，教授，博士，硕士生导师。研究方向为计算机技术。
全庆霄（1963—），男，高级工程师，硕士。研究方向为半导体封装技术。
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对信息未来和决策未来的探索，可以从不同的角度进行。这里，我们着重探讨信息这样两个问题：资源开发利用的发展前景，信息的未来和决策的关系。
信息资源开发利用的前景
尽管信息的奥秘迟至本世纪才由控制论、信息论等现代科学所揭示，但人类却一直生活在信息的海洋中。最近，笔者根据资料，把人在利用信息方面的几个重要历史时期整理成如下表格。
表格说明，人类长期以来，一直在致力于发展收集、处理和传输信息的能力，以便快速、有效地利用信息资源。
信息资源的发展状况是不同寻常的，专家学者们把它的迅速增长，称为“爆炸性增长”。他们指出，信息资源和传统的资源、能源不同，不是越使用越少，而是越使用越多，越消费越增长。日新月异的科学发现和层出不穷的技术发明。是新知识、新信息不断增加和出现爆炸性增长的主要原因。自1750年以来，科学知识约50年增加10倍，为世界人口增长速度的2.5倍。有人作过如下统计：到七十年代初为止，世界每年出版的科技图书达50万种，科技杂志4万多种，科技论文多达300万篇，此外还有大量的文集、研究报告、专刊文献等其他信息。在出现新技术革命以后的三十年中，新增加的知识和信息、占人类全部知识信息的90%。
在利用信息资源方面，人类已经通过科学技术的发展、尤其是现代科学中的信息论、控制论、系统论等学科的诞生，使人类认识到信息是自然界的第三大资源，懂得了信息的巨大功能和价值。信息作为生产力、竞争力和经济成就的关键，也已日益为经济和社会的发展所证实。在这种情况下，人类迅速提高了利用信息资源的自觉性。这种自觉性，正是人类发展信息技术、提高利用信息资源能力的强大动力。在新的技术革命中，计算机、微电子、现代通信等信息处理和传递技术正在突飞猛进，信息革命已成为新技术革命的主要标志。从七十年代开始的第一次信息革命和八十年代开始的第二次信息革命，都是人类为提高利用信息资源的能力而作的努力。经过这两次信息革命，信息化已经由点发展到面，出现计算机和现代通信相结合的网络信息化和系统信息化。这样，就使信息资源可以更迅速、更有效、更准确地为人类所利用。
根据上面的分析，我们可以对信息资源利用的诱人前景，作出如下预测性的描述：
首先，在未来的技术革命和世界新的产业革命中，可以开发利用的信息资源将急剧增加，继续呈现爆炸性的增长，信息资源将在未来的科学技术和经济社会的发展中扮演更为重要的角色。
其次，随着第二次信息革命继续向纵深发展，利用信息资源的处理和传递技术，将对经济社会的发展产生重大影响，如果一个国家信息技术落后，那么它必将在技术经济方面拉开和发达国家的差距。
第三，由于开发利用信息资源的需要，信息科学技术必将得到迅速的发展。以信息为中心的新研究群和新知识群正在崛起。新的研究群和知识群将由信息科学、微电子学、信息处理、信息通信、系统论、决策论、信息经济学、信息通讯未来研究、信息技术评价、知识社会学、信息法学、信息管理等知识门类组成。
第四，由于信息资源的重要性日益增强和信息化社会的形成，社会将有更多的人去研究信息资源开发利用问题和从事信息资源开发利用的实际工作。
未来的决策和信息决策学
信息资源利用的发展前景，在决策方面为我们提供了那些启示呢？
可以说，没有信息的决策实际上是不存在的。在未来研究专家们看来，任何决策除了必须以有关决策对象的过去和现状的资料为依据外，还必须更多地依靠有关决策对象发展趋势的未来信息。这样做的理由很简单，因为任何决策都是面向未来的，都是筹划未来的行动目标和行动的方案的。从这个意义上说，信息资源开发利用的前景给我们的启示，主要有以下四个方面：
一、制订有关信息资源开发利用的决策时，必须把这种前景作为决策的未来信息。
二、我们必须尽快地作出有利于发展信息技术的各种决策，使信息技术得到更快地发展。
三、与人才的培养有关，随着信息资源开发和利用范围的不断扩大，我国在这方面的人才必然奇缺。这就要求我们尽早地作出培养和训练信息人才满足未来需要的决策。这个问题，应当作为科研、教育等方面体制改革的重点来抓。
Abstract: The simulation of plant morphology has been the focus of computer graphics. Virtual forest environment is virtual reality technology combined with cartoon industry of new research field, the construction of complex forest object, expression and analysis of complex forest growth rule for animation industry research provides a new platform. This paper based on vegetation growth rule, and realize the platform for cartoon game model of virtual forest. And biological evolution by natural selection mechanism of plant species, from the start, using genetic algorithm simulation virtual forest competition between individual plants, reflect the relationship between natural selection rules, to a certain extent in the past, reproduce virtual forest inversion of reality, the prediction of the future.
关键词: 虚拟森林;环境模拟;遗传算法;L系统;二叉树
Key words: virtual trees;environmental simulation;genetic algorithm;L system;binary tree
中图分类号:TP34文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)28-0155-02
1概述
虚拟森林环境(Virtual Forest Environments, VFE)是虚拟现实技术在林业科学上的应用实践,它以林业空间数据为依托,以虚拟现实技术为特征,构建森林对象,表达及分析复杂的森林现象,这种不同与以往二维图形的表达方式诱发了三维可视化的新方法,新思想,新发展。虚拟森林环境是一个可进行森林实验的虚拟工作室或人与人交流研讨、协同工作的媒介平台,在虚拟森林环境中可以做定性与定量的综合分析,解决复杂森林管理规划问题、科学地协同决策。虚拟森林环境可用于对现实世界的森林数据进行模拟、分析、解释、预测等,帮助理解复杂的森林生长现象,支持林业规划、决策和调控。因此,面向林业的虚拟森林环境的研究,是一个十分复杂而迫切需要解决的问题,它将为林业建设提供一个广泛而形象化的信息处理环境及支撑工具,为专家提供林业决策的新平台,有效推动森林资源的合理保护和营林生产等林业各个环节的信息化进程,进而提高林业管理的现代化水平,促进资源、环境、社会、经济的可持续发展问题的讨论,具有重要的理论和现实意义。
地球表面上只要有植物生活所必须的环境条件就会有植物聚集生长并形成种群。植物种群的基本特征是植物与植物,植物与环境之间的相互关系。植物种群是植物群落的基本单元,具有以下三个基本特征:①空间特征:种群具有一定的分布区域、分布形式和空间等级结构;②数量特征:种群在单位面积上(空间内)有一定的个体数量,并将随时间而发生变化;③遗传特征:种群有特定的基因构成,种群内的所有个体具有一个共同的基因库,基因频率具有空间分布型,并随时间而进化。
虚拟森林环境中的研究重点是对植物种群的研究,最终是要说明植物种群的动态分化与适应过程。然而,虚拟自然景物技术发展到今天,构造虚拟植物的模型已经很多,但多数都侧重于图形学方面,主要研究对象在某一时刻的具体形态。本文受达尔文生物进化论思想启发,借鉴生物界自然选择和进化机制,从植物种群着手,利用遗传算法构造了虚拟植物模拟器,为实现虚拟森林中植物个体间优胜劣汰的竞争关系提供实现手段,在一定程度上实现虚拟森林反演过去,再现现实,预测未来的动态功能。
2模拟与实现
在为虚拟植物建模时,本文使用了基于二叉树的L系统,该方法的特点是在L系统文法生成初期就已经体现了节点之间的上下文关系,并且在内部生长因子和外部环境因子的共同作用下,将枝干的粗度、偏转角度、长度、出芽点个数等信息存储在相关结点中。二叉树的建立是从顶向下递增完成的,需要遍历生长状态对应的字符串。该算法的创新在于各个状态节点之间的逻辑关系在L系统建立时就已经存在,结点与其相邻的结点间存在着上下文的关系,这种新型的基于二叉树的L系统结构在描述环境敏感型虚拟植物方便有效。枝条弯曲的模拟对于形象地模拟植物的形态很重要。弯曲模拟一般用参数曲线拟合的方法来模拟枝条的弯曲。该方法虽然能模拟各种枝条的弯曲,但需要对枝条弯曲形状做大量测量,通过统计数据得出曲线控制参数。这种方法不适合模拟植物生长的过程。本文通过分析枝干的受力情况,确定分枝偏转的角度。分枝的空间位置体现了枝条受重力作用表现出的屈地性以及受光照影响表现出的向光性。使得不同生长长度和不同生长位置的枝条弯曲的程度不相同。因此建立了基于环境敏感型植物的虚拟森林模型。该模型包括了虚拟植物模型、虚拟植物模拟器、环境模拟器、环境模型和环境因子(阳光、温度等)。该模型从宏观和微观两个方面来实现虚拟植物与环境之间的交互。宏观方面,虚拟植物和环境之间存在交互,环境因子作用于虚拟植物的生长模拟,当环境变化后,植物个体需要改变其形态来适应环境的变化;微观方面是从植物生态属性出发,利用遗传算法通过改变植物的基因片段体现虚拟森林环境下种群中植物个体之间的竞争关系,模拟自然界中的优胜劣汰的选择规律。该模型的提出使得环境敏感型植物的模拟更加真实自然,有效地反映出植物之间的竞争关系,在一定程度上实现了虚拟森林环境反演过去、再现现实、预测未来的功能。
3总结与展望
植物是自然场景的重要组成部分,在虚拟现实/环境、计算机动画与仿真中,植物模型的精细程度和外观效果直接影响室外场景的真实感。因此,植物的建模表示与真实感绘制一直是计算机图形学领域研究的热点和难点之一。随着计算机硬件和软件系统的飞速发展,特别是可编程图形卡及相应编程语言的功能日益完善和强大,人们开始考虑动态自然场景的真实感绘制问题;另一方面,数字娱乐与媒体如影视特效、视频游戏等也迫切希望图形学提供有效、快捷的算法来处理动态变化的室外场景,并在获得更为逼真的动态效果的同时加快制作工序并节省成本。注意到植物形态各异、结构复杂,其生长和运动蕴含着错综复杂的物理和生物学规律与机理。因此,在保证一定的形态真实感的前提下,构造合适的物理模型和生物学模型,加速模拟计算,以便最大限度获得运动或变化真实感显得颇为重要。本文基于物理和生物学原理,从植物的表达模型出发,研究植物的动力学模拟与生长模拟,力求在形态真实感、运动真实感以及效率之间取得较好的平衡,以满足相关应用的需求。
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