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集成电路研究分析

时间:2023-10-09 16:14:39

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集成电路研究分析

第1篇

关键词:输电线路 雷电监测 分析研究

1、研制背景

雷电是自然界频繁发生的一种电磁现象。由于雷电活动频繁、产生的电磁脉冲强、影响区域广泛。因此,减少雷电产生的自然灾害始终是人类长期奋斗的一个目标。电力系统是一个具有广域分布特征的超大规模系统,其最大的几何尺度可以达到数千公里,容易遭受雷电的冲击。长期以来,由于雷击引起输电线路跳闸的事件频繁发生,对电网的安全稳定运行造成了极大的威胁。我国非常重视电力系统的防雷保护,在不同电压等级的输电线路采取了大量的防雷保护措施,以减少电力系统雷害故障。尽管如此,每年由于雷电造成的输电线路绝缘闪络和破坏等导致的电力能量传输中断、破坏电力系统正常运行的故障仍频繁发生。据统计,由于雷击引起的高压线路跳闸占线路总跳闸次数的70%左右。

雷电流参数一直是架空输电线路和大型电力设备防雷设计的基础参数,而我国雷电流基础参数匮乏,导致我国电网防雷设计及施工缺乏基础性依据,只能借鉴国外相关数据或历史运行经验进行我国电网防雷设计及施工,而雷电流参数分布具有很强的地域性特征,所以仅靠借鉴国外相关数据或历史运行经验,在一定程度上容易造成电网防雷装置设计盲目性,导致输电线路雷击跳闸率居高不下。因此,加强电网雷电基础参数的监测与积累,并提出针对性的防护措施,可为减少电力系统雷害事故,保证供电安全,以及建设坚强电网提供必要的前提和有力保障。

信阳所处区域属于多雷丘陵,电网雷害日趋严重。目前信阳供电公司直属220kV输电线路20条,687.29KM,110kV输电线路37条,490.439KM,35kV输电线路26条,343.61KM。虽然目前安装了多种防雷装置,如避雷器和避雷针,但是从2008年至今还是发生雷击跳闸12次,雷害情况仍然较为严重。这主要是由于测量手段比较落后等原因造成信阳地区的雷电参数比较匮乏,难以有效地针对信阳电网的雷害情况进行防雷设计。

2、研制思路

1、通过查阅国内外相关资料,深入了解国内外雷电流测量工作开展的现状以及测量装置研制的情况,从而确定了本系统研制开发的方向。

2、对信阳地区雷电流的频谱特性进行分析,同时对雷击架空输电线路特点及杆塔雷电流分流情况进行仿真研究,从而得出相关规律,为输电线路雷电监测系统的开发提供理论依据。

3、开发输电线路雷电监测系统,同时进行试运行,进一步验证所开发系统的有效性和可靠性。

3、系统总体构架及设计思想

3.1 系统构架

图1 雷电参数监测系统构架

雷电监测系统构架如图1所示,每套系统主要由2路数据采集终端、ISM/GSM、手持终端以及后台监测系统构成。

3.2 设计思想

雷电参数监测系统在设计过程中遵循如下设计思想:

可靠性和稳定性:具有足够的抗干扰能力和自恢复能力,保证测试系统及通讯网络稳定可靠的运行;

可扩展性:双通道雷电流测量装置系统通过无线网络通信,不受电网规模的影响,可以根据需要在不同的地点安装双通道雷电流测量装置,可以很方便地对监测系统进行扩展。

简单易用性:专家系统界面友好易懂,操作简便,管理人员在办公室就可及时、准确地了解到雷电流特征参数。

可维护性:通过系统提供的系统维和状态自检功能,可以远程监控系统的运行状态,便于系统的维护。

实时性:无线网络通过GSM网络,覆盖范围广,信号质量有保证,可以确保远程通讯的实时性,设备状态信息和雷电流波形参数能够实时准确的在软件系统中反映出来。

要实现上述设计思想与设计目标,重点在于软件结构设计、系统硬件设计、系统防护设计等方面。

4、实施方案

图2 系统工作原理图

雷电流测量系统由两个雷电流传感器、测量主机组成,能同时监测两路雷电流信号,如图2所示。当雷击塔顶引流针时,雷电流传感器获取雷电流信号,通过电缆传送到测量主机,由测量主机测量雷电流信号的幅值和极性,同时记录下雷击时间,并将测量结果存储。为了便于测量数据的获取,设计了两种通讯方式,一种是在现场用便携式笔记本通过ISM通讯方式接收数据(通信距离500米以内),另一种是通过短信告知用户。

巡线工人在巡线的时候,在塔下可以用便携式笔记本通过ISM无线方式来读取雷电流测量仪中的记录,如果有雷电流数据记录在其中,通过简单的操作,将测量数据保存在便携式笔记本中,巡线工人还可以随时读取雷电流测量仪中的时钟,如果发现读取的时钟和实际时间的相差比较大,可以进行校准。此外,另外一种发送短信方式通讯方式,可以每天定时发送一条装置的状态信息短息,在测到数据时候,可以实时将此次数据以短信的方式发送给用户。

5、现场实施

在信阳供电公司所属输电线路中选取了3条落雷频繁的110kV线路,分别在其中3基杆塔上安装了3套雷电监测系统,具体为:110kV信宝线3#、110kV信李线133#、110kV沙宝线25#分别装设LCM-Ⅲ型雷电流全波形测量仪一台。

6、前景预测

1、雷电监测系统可直接、准确的获取所在线路杆塔的雷电流幅值、波形、极性以及雷击时间等雷电流特征参数,在信阳电网推广应用后,为输电线路雷击事故分析、差异化防雷设计等提供基础数据,可有效的减少雷击事故的发生,保证供电可靠性。

第2篇

【关键词】微电子学 集成电路 半导体

微电子学与集成电路是现代信息技术的基础,各类高新行业在具体发展中,均会对微电子学和集成电路进行应用。其中,集成电路选择半导体镜片作为基片,并结合相关工艺,将电阻、电容等元件与基片连接,最终形成一个具备完整电路功能的系统或是电路。较比集成电路微电子学是在集成电路的基础上,研究半导体和集成电路的相关物理现象,并有效的对其进行应用,满足各类电子器件需求的效果。基于此,本文对当前微电子学与集成电路展开分析,具体内容如下。

1 微电子学与集成电路解读

微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。

集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。

2 微电子发展状态与趋势分析

2.1 发展与现状

从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发以组件为基础的混合元件(锗集成电路)半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。

现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下:

(1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。

(2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。

(3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。

2.2 发展趋势

微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多新型电子器件,为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合,可以极大的拉动产业的发展,推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律,其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。

在未来一段时间内,微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比,如下为当前微电子的发展方向。

2.2.1 硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)

CMOS电路将成为微电子的主流工艺,主要是借助MOS技术,完成对沟道程度的缩小,达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路,改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性,再改善电路生产成本,从而使得整个系统得到提升,具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象,且不断对CMOS电路进行缩小和优化,满足更多设备的需求。

2.2.2 集成电路是当前微电子技术的发展重点

微电子芯片是建立在的集成电路的基础上,所以微电子学的研究中,要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势,对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素,需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。

2.2.3 微电子技术与其他技术结合

借助微电子技术与其他技术结合,可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多,积极为社会经济发展奠定基础。例如:微光机电系统和DNA生物芯片,微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合,可以发挥三者的综合性能,可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合,能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术,能够更为有效推动相关产业的发展,为经济发展奠定基础。

3 微电子技术的应用解读

微电子学与集成电路的研究不断深入,微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中,对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。

在实际的微电子技术应用中,借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建,在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上,还可以自主或是被动的执行相关操作,具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中,效果显著,对改善人类生活具有积极的作用和意义。

4 结束语

微电子学与集成电路均为信息技术的基础,其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中,需要对集成电路和微电子技术展开综合解读,分析微电子技术的现状和发展趋势,再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读,为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考,进而推动微电子技术的发展,创造更大的产值,实现国家的持续健康发展。

参考文献

[1]张明文.当前微电子学与集成电路分析[J].无线互联科技,2016(17):15-16.

[2]方圆,徐小田.集成电路技术和产业发展现状与趋势[J].微电子学,2014(01):81-84.

[3]柏正香.集成电路测试数据的处理[J].微电子学,2010,40(01):149-152.

[4]可卿.微电子学和集成电路打交道[J].大学指南,2010(07):42-45.

作者简介

胥亦实(1994-),男,陕西省榆林市人。大学本科学历。现供职于吉林大学。主要研究方向为集成电路工程。

第3篇

【关键词】集成电路 设计方法 IP技术

基于CMOS工艺发展背景下,CMOS集成电路得到了广泛应用,即到目前为止,仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术,但基于64kb动态存储器的发展,集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上,为了迎合集成电路时代的发展,应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手,对集成电路进行改善与优化,且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述,望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1 当前集成电路设计方法

1.1 全定制设计方法

集成电路,即通过光刻、扩散、氧化等作业方法,将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片,置入管壳内,应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中,为了营造良好的电路设计空间,应注重强调对全定制设计方法的应用,即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具,对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控,最终通过版图布局、布线等,达到元器件组合、优化目的。同时,在元器件电路参数优化过程中,为了满足小型化集成电路应用需求,应遵从“自由格式”版图设计原则,且以紧凑的设计方法,对每个元器件所连导线进行布局,就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如,随机逻辑网络在设计过程中,为了提高网络运行速度,即采取全定制集成电路设计方法,满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中,设计周期较长,为此,应注重对其的合理化应用。

1.2 半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路,同时注重在集成电路优化过程中,从单元库内选取适宜的电压或压焊块,以自动化方式对集成电路进行布局、布线,且获取掩膜版图。例如,专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量,即采用了半定制设计方法,同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念,即将若干个器件进行排序,且排列为门阵列形式,继而通过导线连接形式形成统一的电路单元,并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中,亦可采取标准单元设计方式,即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控,同时结合电路单元版图,连接、布局集成电路运作环境,达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出,在小型化集成电路设计过程中,强调对半定制设计方法的应用,有助于缩短设计周期,为此,应提高对其的重视程度。

1.3 基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下,传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求,因而在此基础上,为了推动各领域产业的进一步发展,应注重融入IP设计方法,即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向,开发单一模块,并集成、复用IP,就此将集成电路工作量控制到原有1/10,而工作效益提升10倍。但基于IP视角下,在集成电路设计过程中,要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核,且基于IP核支撑资源获取的基础上,完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等,最终对1700多个IP核资源进行系统化整理,并通过VSIA标准评估方式,对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估,规避集成电路故障问题的凸显,且达到最佳的集成电路设计状态。另外,在IP集成电路设计过程中,亦应注重增设HDL代码等检测功能,从而满足集成电路设计要求,达到最佳的设计状态,且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2 集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术,主要分为软核、硬核、固核三种设计方式,同时在IP系统规划过程中,需完善32位处理器,同时融入微处理器、DSP等,继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求,因而在IP设计环节开展过程中,应注重选用适宜的接口,寄存I/O,且以独立性IP模块设计方式,对芯片布局布线进行操控,简化集成电路整体设计过程。此外,在IP设计技术应用过程中,必须突出全面性特点,即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手,推进IP文件化,最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外,就当前的现状来看,IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节,且制定了IP战略,因而有助于减少IP集成电路开发风险,为此,在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术,并建构AMBA总线等,打造良好的集成电路运行环境,强化整体电路集成度,达到最佳的电路布局、规划状态。

3 结论

综上可知,集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域,推进了社会的进步。为此,为了降低集成电路设计风险,减少开发经费,缩短开发时间,要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用,同时注重引入IP设计技术理念,完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能,最终就此规避电路开发中故障问题的凸显,达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群,樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.

[3]中国半导体行业协会关于举办“中国集成电路设计业2014年会暨中国内地与香港集成电路产业协作发展高峰论坛”的通知[J].中国集成电路,2014,20(10):90-92.

第4篇

【关键词】数字 FPGA集成 电路验证

对于数字集成电路而言,其涉及到的工作都是比较复杂的,自身的功能也比较多样,为了在验证方面获得较高的提升,必须在验证指标、验证手段上进行优化。对于数字集成电路FPGA验证而言,其本身就是重要的组成部分,而在参数的验证和功能的分析方面,都表现出了一定的复杂特点,传统的模式无法满足现阶段的需求。所以,我们要针对数字集成电路FPGA验证的特点、目的、要求,完成各项工作的不断提升。在此,本文主要对数字集成电路FPGA验证展开讨论。

1 FPGA概述

在数字集成电路当中,FPGA所发挥的作用是非常积极的,现如今已经成为了不可或缺的重要组成部分。从应用的角度来分析,FPGA是一种现场编程门阵列,它主要是在可编程器基础上,进一步发展的产物。可编程器主要包括PAL、GAL、CPLD等等。FPGA在具体的应用过程中,具有较强的针对性,其主要是作为专用集成电路领域的服务,并且自身所代表的是一种半制定的电路。从客观的角度来分析,FPGA的出现和应用,不仅在很多方面解决了定制电路所表现出的不足,同时又在很大程度上克服了原有的问题,主要是克服了编程器件门电路数有限的缺点。由此可见,数字集成电路在应用FPGA以后,本身所获得的进步是非常突出的,并且在客观上和主观上,均创造了较大的效益,是非常值得肯定的。

2 FPGA器件介绍

随着数字集成电路的不断发展,FPGA的应用效果也越来越突出。目前,关于数字集成电路FPGA验证,业界内展开了大量的讨论。对于FPGA验证而言,需从客观实际出发。FPGA器件,是验证数字集成电路的主要工具,因此首先要在该方面做出足够的努力。在芯片流片之前,对数字集成电路的整体设计,开展有效的FPGA验证,能够针对数字集成电路的实际工作情况,进行深入的了解和分析;针对遇到的问题,可以采取有效的方案来解决,避免造成较大的损失。

相对而言,采用FPGA进行验证的过程中,硬件环境的标准是比较高的。首先,我们在验证工作之前,必须设计出相应的PCB板,完成相关系统的验证和构建。其次,在验证的过程中,必须充分考虑到成本的问题,与芯片的流片费用相比较,FPGA的验证成本较低,是主流的选择。第三,数字集成电路FPGA验证过程中,多数情况是由两个部分组成的,分别是FPGA和器件。器件主要包括开关、存储器、LED、转接头等等。

数字集成电路FPGA验证时,需针对不同的电路实施有效的验证。例如,在实际工作当中,如果是要验证EPA类型的芯片,必须对成本因素进行充分的考量。建议选择Spartan3 XC3S1500 FPGA进行验证处理。选择该类型的FPGA,原因在于,其芯片为150万门级,能够满足EPA的客观需求。同时,在FPGA的利用率方面,超过了90%,各方面均取得较好成果。

3 基于FPGA的验证环境

数字集成电路在目前的发展中,获得了社会上广泛的重视,并且在很多方面都表现出了较强的高端性。为了在FPGA验证方面取得更多的进展,必须针对验证环境进行深入的分析。本文认为,一个比较完整的验证方案,其在执行过程中,必须充分的考虑到芯片的实际工作环境,考虑到理想的验证环境,考虑到二者的具体差别。尤其是在网络的工作环境方面,其包含很多复杂的数据包,将会对最终的验证造成不利的影响。例如,我们在开展EPA芯片的验证工作中,可尝试使用OVM库类验证芯片的基本通信系统、功能,再利用FPGA的辅助验证,与时钟进行同步处理,从而选择合理的验证方式,针对数字集成电路完成比较全方位的验证,实现客观工作的较大进步。

4 关于数字集成电路FPGA验证的讨论

数字集成电路FPGA的验证工作,在很多方面都表现出了较高的复杂性和较强的技术性,现阶段的部分工作虽然得到了较大的进步,但也有一些问题,还没有进行充分的解决,这对将来的发展,会产生一定的威胁和不良影响。例如,FPGA基于查找表结构,有固定的设计约束和要求,以及定义明确的标准功能,而ASIC基于标准单元和宏单元,按照一般IC设计流程进行设计,并采用标准的工艺线进行流片,在设计时存在的选项以及需要考虑的问题往往比FPGA多很多,所以在将FPGA设计转化为ASIC设计时,需要考虑如何转化并了解这些转化可能带来的相关风险。

5 总结

本文对数字集成电路FPGA验证展开讨论,从目前的工作来看,FPGA在验证过程中,表现出的积极效果还是非常值得肯定的,各项工作均未出现恶性循环。今后,应在数字集成电路以及FPGA验证两方面,开展深入的研究,健全工作体系的同时,加强操作的简洁性。

参考文献

[1]陈玉洁,张春.基于EDA平台的数字集成电路快速成型系统的设计[J].实验技术与管理,2012,09:101-102+107.

[2]张娓娓,张月平,吕俊霞.常用数字集成电路的使用常识[J].河北能源职业技术学院学报,2012,03:65-68.

[3]吕晓春.数字集成电路设计理论研究[J]. 就业与保障,2012,12:32-33.

[4]伍思硕,唐贤健.数字集成电路的应用研究[J].电脑知识与技术,2014,19:4476-4477.

[5]闫露露,王容石子,尹继武.基于AT89C51的数字集成电路测试仪的设计[J].电子质量,2010,08:7-9.

作者简介

于维佳 (1982-),男,广西壮族自治区柳州市人。硕士学位。现为柳州铁道职业技术学院讲师。研究方向为智能检测与控制技术。

作者单位

1.柳州铁道职业技术学院 广西壮族自治区柳州市 545616

第5篇

关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索

中图分类号:TN79 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2015)19-0006-02

1958年,美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路,随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展,集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点,广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子,其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。

自2006年以来,我国集成电路的产值为126亿美元,占全球产业总产值的5.1%,2013年我国集成电路的产值为405亿美元,占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%,远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。

近年来,半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速,因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要,国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程,并且取得了较好的效果,使人才缺口减小,但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养,本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题,并且根据教学的现状,探索出集成电路设计的教学改革。

一、数字集成电路设计原理教学中的现状

集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言,偏向于系统级的大规模集成电路设计,因此,微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成,避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法,能够进行一些小规模的集成电路设计,但是设计出来的产品不能用,不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。

二、数字集成电路设计原理教学改善的方法

(1)针对上述的问题,在多年教学的基础上,在教学方法上进行改进,改变传统的以教师为中心,以课堂讲授为主的教学方式,采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系,提高学生的学习兴趣,通过将一个项目拆分成几个小项目,使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解,并且将课程的主要内容相互衔接与融合,形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组,通过小组的方式加强了学生的相互合作能力,让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计,能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。

(2)通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中,通过跟踪课内外学生设计中反应的问题,对项目难易度的进行调整,提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域,对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法,使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。

(3)开展校企合作的方式,进一步提高教学质量和学生的综合素质,促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补,资源共享,培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才,也能够让学校和企业形成无缝对接。

三、小结

随着大规模集成电路设计的发展,更多的设计工具和设计方法出现,因此,使用最新的设计工具,合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容,可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索,改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式,充分发挥了学生的能动性和协作能力,使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。

参考文献:

[1]殷树娟,齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育,2012,(4):64-65.

[2]王铭斐,王民,杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术, 2012,8(9):4671-4672.

第6篇

一、集成电路布图设计的概念

集成电路的布图设计是指一种体现了集成电路中各种电子元件的配置方式的图形。集成  电路的设计过程通常分为两个部分:版图设计和工艺。所谓版图设计是将电子线路中的各个  元器件及其相互连线转化为一层或多层的平面图形,将这些多层图形按一定的顺序逐次排列  构成三维图形结构;这种图形结构即为布图设计。制造集成电路就是把这种图形结构通过特  定的工艺方法,“固化”在硅片之中,使之实现一定的电子功能。所以,集成电路是根据要实现的功能而设计的。不同的功能对应不同的布图设计。从这个意义上说,对布图设计的保护也就实现了对集成电路的保护。

集成电路作为一种工业产品,应当受到专利法的保护。但是,人们在实践中发现,由于集成电路本身的特性,大部分集成电路产品不能达到专利法所要求的创造性高度,所以得不到专利法的保护。于是,在一九七九年,美国众议院议员爱德华(Edward)首次提出了以著作权法来保护集成电路的议案。但由于依照著们法将禁止以任何方式复制他人作品,这样实施  反向工程也将成为非法,因此,这一议案在当时被议会否决。尽管如此,它对后来集成电路保护的立法仍然有着重要意义,因为它提出了以保护布图设计的方式来保护集成电路的思想;在这基础上,美国于1984年颁布了《半导体芯。片保护法》;世界知识产权组织曾多次召集专家会议和政府间外交会议研究集成电路保护问题,逐渐形成了以保护布图设计方式实现对集成电路保护的一致观点,终于在一九八九年缔结了《关于保护集成电路知识产权条约》。在此期间,其他一些国家颁布的集成电路保护法都采用了这一方式。

虽然世界各国的立法均通过保护布图设计来保护集成电路,但关于布图设计的名称却各不相同。美国在它的《半导体芯片保护法,)中称之为“掩模作品”(maskwork);在日本的《半导体集成电路布局法》中称之为“线路布局”(cir— cuitlayout);而欧共体及其成员国在其立法中称布图设计为“形貌结构”(topography);世界知识产权组织在《关于集成电路知识产权条约》中将其定名为布图设计。笔者以为,在这所有的名称中以“布图设计”一词为最佳。“掩模作品”一词取意于集成电路生产中的掩模。“掩模作品”一词已有过时落后之嫌,而“线路布局”一词又难免与电子线路中印刷线路版的布线、设计混淆。“形貌结构”一词原意为地貌、地形,并非电子学术语。相比之下,还是世界知识产权组织采用的“布图设计”一词较为妥当。它不仅避免了其他名词的缺陷,同时这一名词本身已在产业界及有关学术界广泛使用。《中国大百科全书》中亦有“布图设计”的专门词条‘

二、布图设计的特征

布图设计有着与其他客体相同的共性,同时也存在着自己所特有的个性。下面将分别加以论述。

1.集成电路布图设计具有无形性

无形性是各种知识产权客体的基本特性,,因此也是布图设计作为知识产权客体的必要条件。布图设计是集成电路中所有元器件的配置方式,这种“配置方式”本身是抽象的、无形的,它没有具体的形体,是以一种信息状态存在于世的,不象其他有形物体占据一定空间。

布图设计本身是无形的,但是当它附着在一定的载体上时,就可以为人所感知。前面提到布图设计在集成电路芯片中表现为一定的图形,这种图形是可见的。同样,在掩模版上布图设计也是以图形方式存在的。计算机辅助设计技术的发展,使得布图设计可以数据代码的方式存储在磁盘或磁带中。在计算机控制的离子注入机或者电子束曝光装置中,布图设计也是以一系列的代码方式存在。人们可通过一定方式感知这些代码信息。布图设计是无形的,但是其载体,如掩模版、磁带或磁盘等等却可以是有形的。

2.布图设计具有可复制性

通常,我们说著作权客体具有可复制性,布图设计同样也具有著作权客体的这一特征。当载体为掩模版时,布图设计以图形方式存在。这时,只需对全套掩模版加以翻拍,即可复制出全部的布图设计。当布图设计以磁盘或磁带为载体时,同样可以用通常的磁带或磁盘拷贝方法复制布图设计。当布图设计被“固化”到已制成的集成电路产品之中时,复制过程相对复杂一些。复制者首先需要去除集成电路的外封装;再去掉芯片表面的钝化层;然后采用不同的腐蚀液逐层剥蚀芯片,并随时拍下各层图形的照片,经过一定处理后便可获得这种集成电路的全部布图设计。这种从集成电路成品着手,利用特殊技术手段了解集成电路功能、设计特点,获得其布图设计的方法被称为“反向工程”。

在集成电路产业中,这种反向工程被世界各国的厂商广泛采用。集成电路作为现代信息工业的基础产品,已渗透到电子工业的各个领域,其通用性或兼容性对技术的发展有着非常重要的意义。因此,而反向工程为生产厂商了解其他厂商的产品状况提供了可能。如果实施反向工程不是单纯地为复制他人布图设计以便仿制他人产品,而是通过反向工程方法了解他人品功能、参数等特性,以便设计出与之兼容的其他电路产品,或者在别人设计的基础上加以改进,制造出更先进的集成电路,都应当认为是合理的。著作权法中有合理使用的规定,但这种反向工程的特许还不完全等同于合理使用。比如,合理使用一般只限于复制原作的一部分,而这里的反向工程则可能复制全套布图设计。改编权是著作权的权能之一,他人未经著作权人同意而擅自修改其作品的行为是侵权行为,但这里对原布图设计的改进则不应视为侵权。

综之,无论何种载体,布图设计是具有可复制性的。

3.布图设计的表观形式具有非任意性著作权客体的表现形式一般是没有限制的。同一思想,作者可随意采取各种形式来表达,因此著作权法对其表现形式的保护并不会导致对思想的垄断。布图设计虽然在集成电路芯片中或掩模版上以图形的方式存在,具备著作权客体的外在特性,但是其表现形式因受诸多客观因素的限制,却是有限的或者非任意的。

首先,布图设计图形的形状及其大小受着集成电路参数要求的限制。如果要求集成电路  具有较高的击穿电压,设计人在完成布图设计时就必须将晶体管的基区图形设计为圆形,以  克服结面曲率半径较小处电场过于集中的影响。对于用于功率放大的集成电路,其功放管图  形的面积必须较大,使之得以承受大电流的冲击。

其次,布图设计还受着生产工艺水平的限制。为了提高集成电路的集成度或者追求高频 特性,常常需将集成电路中各元件的面积减小。这样,布图设计的线条宽度也相对较细。目前国。外已达到亚微米的数量级。但如果将线条设计得太细,以致工艺难度太大将会大大地降低集成电路成品率和可靠性,这是极不经济的;同样地,如果一味,地追求功率参数,将芯片面积增大,也会降低集成电路的成品率。

此外,布图设计还受着一些物理定律以及材料类及其特性等多种因素的限制。比如,晶体管可能因为基区自偏压效应而导致发射极间的电位不等。为克服基区自偏压效应,则需在加上均压图形。

虽然从理论上讲,突破这些限制条件的图形也可以受到著作权的保护,但由于布图设计的价值仅仅体现在工业生产中,所以对那些完全没有实用价值的、由设计人自由挥洒出来的所谓“布图设计”实施保护是没有任何意义的。这些图形不是真正意义上的布图设计,称其为一种“抽象作品”或许更为恰当。布图设计在表现形式的有限性方面,与工业产权客体相似。

三、布图设计权的特性

从上面的分析可知,集成电路布图设计有其自身的特征,并同时兼备著作权客体和工业产权客体的特性。在立法保护布图设计、规定创作人的布图设计权时,应当考虑这一特点。

首先,布图设计权应具备知识产权的共同特性,即专有性;时间性和地域性。布图设计具有无形性,同一布图设计可能同时为多数人占有或使用。为保障布图设计创作人的利益,布图设计权应当是一项专有权利。另一方面,布图设计的价值毕竟是通过其工业应用才得以实现。仅就一特定的布图设计而言,使用它的人越多,为社会创造的价值就越大。如果布图设计权在时间上是无限的,则不利于充分发挥其对社会的作用,也不利于集成电路技术的发展。所以布图设计权应有一定时间期限。当然,对时间期限的具体规定应当既考虑公共利益,又照顾到创作人的个人权益。只有找到二者的平衡点,才是利益分配的最佳状态。地域性作为知识产权的共性之一,同样为布图设计权所具备,在世界知识产权组织的《关于集成电路的知识产权条约》第三条;第四条和第五条的内容都涉地域问题,这实际上肯定了布图设计权的地域性。

其次,布图设计权还具有其独特的个性。下面将其分别与著作权和工业产权相对照,从而分析其特点。

1.布图设计权的产生方式与著作权不同,只有在履行一定的法律程序后才能产生。集成电路作为一种工业产品,一旦投放市场将被应用于各个领域,性能优良的集成电路可能会因其商业价值引来一些不法厂商的仿冒。另一方面,由于集成电路布图设计受到诸多因素的限  制,其表现形式是有限的,这就可能存在不同人完全独立地设计出具有相同实质性特点的布图设计的情况。这就是说,布图设计具有一定的客观自然属性,其人身性远不及普通著作权客体那样强。所以法律在规定布图设计权的产生时,必须对权利产生方式作出专门规定,否则便无法确认布图设计在原创人和仿冒人之间,以及不同的独立原创人之间的权利归属。

2.布图设计权中的复制权,与著作权中的复制权相比,受到更多的限制。翻开各国集成电路技术的发展史,反向工程在技术的发展中有着不可取代的作用。如果照搬著作权法中关于复制权地规定,实施反向工程将被认为是侵权行为。为了电子工业和集成电路技术的发展,应当对复制权加以一定的限制,允许在一定条件下或合理范围内实施反向工程,美国《半导体芯片保护法》第906条第一款中规定,“仅为了教学、分析或评价掩模作品中的概念或技术,或掩模作品中所采用的电路、逻辑流和图及元件的布局而复制该掩模作品者”;或进行上述的“分析或评价,以便将这些工作的结果用于为销售而制造的具有原创性的掩模作品之中者”均不构成侵犯掩模作品专有权。与此相反,单纯地为复制布图设计而实施反向工程仍为侵权。反向工程是对复制权的一种限制。

3.与工业产权相比,布图设计权产生的实质性条件也有所不同。专利法中“创造性”条件要求申请专利的技术方案具备“实质性特点”,而大多数集成电路达不到这一要求。比如,在设计专用集成电路时,常将一些已为人所熟知的单元电路加以组合,这种拼揍而成的集成电路大多难以满足专利法的创造性要求,这使得大量集成电路得不到专利法的保护,这正是传统专利制度与集成电路这一新型客体之间不协调的一面。所以集成电路保护法在创造性方面的要求不应象专利法要要求那么严,但也不能象著作权法完全不要求任何创造高度要求,因为布图设计的价值毕竟体现在工业应用上。

第7篇

本文以微电子专业人才培养为例,针对我校微电子专业教学资源库的建设,从微电子的需要来说明其重要性,通过与企业联合分析职业岗位的工作内容、工作岗位、工作职业技能来合理开设学校的相关课程,来培养专业性技术人才的学生[1]。

现状与背景分析

国家的需求。微电子技术都是高科技、高风险、高投入、高利润的行业,而且是一个国家、地区科技、经济实力的反映,美国就是以集成电路设计、制造为核心的地区,让美国拥有了世界上一流的计算机和IT核心技术,为此,中国于1998年下发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,大力支持、鼓励我国微电子产业发展。

企业的需求。从2005年8月的西永微电子园的建立,北大方正FPC等十大项目的建设,200亿资金的投入。到2015年4月8号,东方重庆8.5代新型半导体显示器件及系统项目,在重庆两江新区水土工业开发区举行产品投产暨客户交付活动。该项目总投资328亿,为重庆近年来最大投资项目。如此浩大的产业发展,必将大量需求各阶层微电子技术人才[2]。

高职学院自身的需求。近几年,高职教育在改革和发展中取得许多可喜的成果。但是专业不对口,学生兴趣缺乏,企业抱怨人才不足,应届毕业生的实践技能不够等相关问题也成为我们教学的薄弱环节。基于职业岗位来分析,才能真正让学生毕业更快的适应工作环境,解决专业不对口问题。

高职学生的需求。高职学生都期望通过学校专业课程学习,找到一份合适的工作。学生也在思考如何将专业知识转化成专业能力,如何消化书本内容。学生期望能学习在以后的工作岗位更实用的课程内容。因此基于职业岗位分析构建微电子专业课程,能更好的教学,让学生明确的学习提升自己的能力,同时帮助学生就业,解决专业不对口等问题。

研究内容、目标、要解决的教学问题

研究内容和目标。通过往届毕业学生的就业情况分析对应的岗位,找出专业不对口,或者就业工作不影响的主要问题。通过修改课程教学模式,提高学生兴趣,激发主观能动性。通过调研会邀请重庆44所,24所,西南集成设计有限公司等从事微电子行业的公司,分析高职学生通过学生什么课程能快速适应岗位,达到合理构建微电子课程来使高职学生具有对应的岗位能力,从而有效地培养微电子人才[3]。

要解决的教学问题。激发学生对课程的兴趣,提升主观能动性;学生不仅掌握对应岗位的理论知识,也要有熟练对应岗位的实际动手能力;调研企业岗位,分析微电子集成电路设计课程的建设;调研全国高职微电子课程开设,合理调整集成电路设计课程。

采取的分析方法

文献研究法:利用网络、报刊等媒介,搜集与课堂教学模式相关的专著、论文等文献资料,掌握课堂教学模式研究,掌握相关理论知识和国内外对课堂教学模式研究现状。

企业调研法:派成员组去江苏,上海,成都等微电子发达区域了解微电子产业发展对应的岗位需求。在我校组织的微电子行业专家职业分析研讨会,邀请重庆24所、44所、西南集成有限公司、鹰谷光电等行业专家从微电子高职学生岗位需要来分析,构建微电子专业课程建设[4]。

实验教学法:用微课进行微电子专业课程的建设,利用我校作为西南地区唯一的仿生产工艺线,以及封装测试线,配套生动形象来表达上课内容。“校企合作,工学结合”,让学生直接企业顶岗实习,验证微电子专业课程建设对应岗位的合理性,优化调整。通过微电子相关的职业技能大赛嵌入式比赛等等提升学生兴趣,对应的课程建设学习。

微电子专业课程建设

本校通过与微电子多个企业联合分析,将微电子专业课程分成集成电路制造、集成电路设计、集成电路封装、集成电路测试、半导体行业设备维护、半导体安全生产管理等相关方向,然后转为为A、B、C三类课程,由最基础的理论知识,如计算机使用,英语阅读,电路分析,工具使用到专业性技能的操作和综合职业技能的培养。

A类课程转换分析表提供的职业需求信息为基础,并依据课程的需要可补充相关理论知识信息,使课程具有理论知识的相对系统性和完整性。如分半导体器件物理,半导体集成电路,工程制图,电子材料,SMT工艺等基础课程。

B类课程的目的是培养基本技能。可以通过集成电路版图设计实训,集成电路生产工艺实训,集成电路封装工艺实训,集成电路测试实训,自动化生产线安装与调试实训等课程培养学生的基本技能。

C类课程的目的是培养综合职业能力,也称为综合职业能力课程。通过学习集成电路制造工艺,半导体工厂设计与管理,集成电路封装工艺,半导体工艺设备,集成电路的可靠性等相关课程来培养学生的综合职业能力,从工艺到测试,电路到自动化的职业系统化培养。

第8篇

论文关键词:集成电路,特点,问题,趋势,建议

引言

集成电路是工业化国家的重要基础工业之一,是当代信息技术产业的核心部件,它是工业现代化装备水平和航空航天技术的重要制约因素,由于它的价格高低直接影响了电子工业产成品的价格,是电子工业是否具有竞争力关键因素之一。高端核心器件是国家安全和科学研究水平的基础,日美欧等国均把集成电路业定义为战略产业。据台湾的“科学委员会”称未来十年是芯片技术发展的关键时期。韩国政府也表示拟投资600亿韩元于2015年时打造韩国的集成电路产业。

集成电路主要应用在计算机、通信、汽车电子、消费电子等与国民日常消费相关领域因此集成电路与全球GDP增长联系紧密,全球集成电路消费在2009年受金融危机的影响下跌9%的情况下2010由于经济形势乐观后根据半导体行业协会预计今年集成电路销售额将同比增长33%。

一、我国集成电路业发展情况和特点

有数据统计2009年中国集成电路市场规模为5676亿元占全球市场44%,集成电路消费除2008、2009年受金融危机影响外逐年递增,中国已成为世界上第一大集成电路消费国,但国内集成电路产量仅1040亿元,绝大部分为产业链低端的消费类芯片,技术落后发达国家2到3代左右,大量高端芯片和技术被美日韩以及欧洲国家垄断。

我国集成电路产业占GDP的比例逐年加大从2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增长远远超过国际上任何一个其他国家,是全球集成电路业的推动者,属于一个快速发展的行业。从2000年到2007年我国集成电路产业销售收入年均增长超过18%毕业论文提纲,增长率随着经济形势有波动,由于金融危机的影响2008年同比2007年下降了0.4%,2009年又同比下降11%,其中集成电路设计业增速放缓实现销售收入269.92亿元同比上升14.8%,由于受金融危机影响,芯片制造业实现销售收入341.05亿元同比下降13.2%、封装测试业实现销售收入498.16亿元同比下降19.5%。我国集成电路总体上企业总体规模小,有人统计过,所有设计企业总产值不如美国高通公司的1/2、所有待工企业产值不如台积电、所有封测企业产值不如日月光。

在芯片设计方面,我国主流芯片设计采用130nm和180nm技术,65nm技术在我国逐渐开展起来,虽然国际上一些厂商已经开始应用40nm技术设计产品了,但由于65nm技术成熟,优良率高,将是未来几年赢利的主流技术.设计公司数量不断增长但规模都较小,属于初始发展时期。芯片制造方面,2010国外许多厂商开始制造32nm的CPU但大规模采用的是65nm技术,而中国国产芯片中的龙芯还在采用130nm技术,中芯国际的65nm技术才开始量产,国产的自主知识产权还没达到250技术。在封装测试技术方面,这是我国集成电路企业的主要业务,也是我国的主要出口品,有数据显示我国集成电路产业的50%以上的产值都由封装产业创造,随着技术的成熟,部分高端技术在国内逐步开始开展,但有已经开始下降的趋势杂志网。在电子信息材料业方面,下一代晶圆标准是450mm,有资料显示将于2012年试制,现在国际主流晶圆尺寸是300mm,而我国正在由200mm到300mm过渡。在GaAs单晶、InP单晶、光电子材料、磁性材料,压电晶体材料、电子陶瓷材料等领域无论是在研发还是在生产均较大落后于国外,总体来说我国新型元件材料基本靠进口。在半导体设备制造业方面毕业论文提纲,有数据统计我国95%的设备是外国设备,而且二手设备占较大比例,重要的半导体设备几乎都是国外设备,从全球范围来讲美日一直垄断其生产和研发,台湾最近也有有了较大发展,而我国半导体设备制造业发展较为缓慢。

我国规划和建成了7个集成电路产业基地,产业集聚效应初步显现出来,其中长江三角洲、京津的上海、杭州、无锡和北京等地区,是我国集成电路的主要积聚地,这些地区集中了我国近半数的集成电路企业和销售额,其次是中南地区约占整个产业企业数和销售额的三分之一,其中深圳基地的IC设计业居全国首位,制造企业也在近一部壮大,由于劳动力价格相对廉价,我国集成电路产业正向成都、西安的产业带转移。

二、我国集成电路业发展存在的问题剖析

首先,我国集成电路产业链还很薄弱,科研与生产还没有很好的结合起来,应用十分有限,虽然新闻上时常宣传中科院以及大专院校有一些成果,但尚未经过市场的运作和考验。另外集成电路产品的缺乏应用途径这就使得研究成果的产业化难以推广和积累成长。

其次,我国集成电路产业尚处于幼年期,企业规模小,集中度低,资金缺乏,人才缺乏,市场占有率低,不能实现规模经济效应,相比国外同类企业在各项资源的占有上差距较大。由于集成电路行业的风险大,换代快,这就造成了企业的融资困难,使得我国企业发展缓慢,有数据显示我国集成电路产业有80%的投资都来自海外毕业论文提纲,企业的主要负责人大都是从台湾引进的。

再次,我国集成电路产业相关配套工业落后,产业基础薄弱。集成电路产业的上游集成电路设备制造的高端设备只有美日等几家公司有能力制造,这就大大制约了我国集成电路工艺的发展速度,使我国的发展受制于人。

还有,我国集成电路产成品处于产品价值链的中、低端,难以提出自己的标准和架构,研发能力不足,缺少核心技术,处于低附加值、廉价产品的向国外技术模仿学习阶段。有数据显示我国集成电路使用中有80%都是从国外进口或设计的,国产20%仅为一些低端芯片,而由于产品相对廉价这当中的百分之七八十又用于出口。

三、我国集成电路发展趋势

有数据显示PC机市场是我国集成电路应用最大的市场,汽车电子、通信类设备、网络多媒体终端将是我国集成电路未来增长最快应用领域. Memory、CPU、ASIC和计算机外围器件将是最主要的几大产品。国际集成电路产业的发展逐步走向成熟阶段,集成电路制造正在向我国大规模转移,造成我国集成电路产量上升,如Intel在2004年和2005年在成都投资4.5亿元后,2007年又投资25亿美元在大连投资建厂预计2010年投产。

另外我国代工产业增速逐渐放缓,增速从当初的20%降低到现在的6%-8%,低附加值产业逐渐减小。集成电路设计业占集成点设计业的比重不断加大,2008、2009两年在受到金融危机的影响下在其他专业大幅下降的情况下任然保持一个较高的增长率,而且最近几年集成电路设计业都是增长最快的领域,说明我国的集成电路产业链日趋完善和合理,设计、制造、封装测试三行业开始向“3:4:4”的国际通行比例不断靠近。从发达国家的经验来看都是以集成电路设计公司比重不断加大,制造公司向不发达地区转移作为集成电路产业走向成熟的标志。

我国集成电路产业逐渐向优势企业集中,产业链不断联合重组,集中资源和扩大规模,增强竞争优势和抗风险能力,主要核心企业销售额所占全行业比重从2004年得32%到2008年的49%,体现我国集成电路企业不断向优势企业集中,行业越来越成熟,从美国集成电路厂商来看当行业走向成熟时只有较大的核心企业和专注某一领域的企业能最后存活下来。

我国集成电路进口量增速逐年下降从2004年的52.6%下降为2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于进口量增速。预计2010年以后我国集成电路进口增速将小于出口增速,我国正在由集成电路消费大国向制造大国迈进。

四、关于我国集成电路发展的几点建议

第一、不断探索和完善有利于集成电路业发展的产业模式和运作机制。中国高校和中科院研究所中有相对宽松的环境使得其适合酝酿研发毕业论文提纲,但中国的高端集成电路研究还局限在高校和中科院的实验室里,没有一个循序渐进的产业运作和可持续发展机制,这就使得国产高端芯片在社会上认可度很低,得不到应用和升级。在产业化成果推广的解决方面。可以借鉴美国的国家采购计划,以政府出资在武器和航空航天领域进行国家采购以保证研发产品的产业化应用得以实现杂志网。只有依靠公共研发机构的环境、人才和技术优势结合企业的市场运作优势,走基于公共研发机构的产业化道路才是问题的正确路径。

第二、集成电路的研发是个高投入高风险的行业是技术和资本密集型产业,有数据显示集成电路研发费用要占销售额的15%,固定资产投资占销售额的20%,销售额如果达不到100亿美元将无力承担新一代产品的研发,在这种情况下由于民族集成电路产业在资金上积累有限,几乎没有抗风险能力,技术上缺乏积累,经不起和国际集成电路巨头的竞争,再加上我国是一个劳动力密集型产业国,根据国际贸易规律,资本密集型的研发产业倾向于向发达国家集中,要想是我国在未来的高技术的集成电路研发有一席之地只有国家给予一定的积极的产业政策,使其形成规模经济的优势地位,才能使集成电路业进入良性发展的轨道.对整个产业链,特别是产业链的低端更要予以一定的政策支持。由政府出资风险投资,通过风险投资公司作为企业与政府的隔离,在成功投资后政府收回投资回报退出公司经营,不失为一种良策。资料显示美国半导体业融资的主要渠道就是靠风险基金。台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地台就与其6年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系,最近湾当局的“科学委员会”就在最近提出了拟扶植集成电路产业使其达到世界第二的目标。

第三、产业的发展可以走先官办和引进外资再民营化道路,在产业初期由于资金技术壁垒大人才也较为匮乏民营资本难于介入,这样只有利用政府力量和外资力量,但到一定时期后只有民营资本的介入才能使集成电路产业走向良性化发展的轨道。技术竞争有利于技术的创新和发展,集成电路业的技术快速更新的性质使得民营企业的竞争性的优势得以体现,集成电路每个子领域技术的专用化特别高分工特别细,每个子领域有相当的技术难度,不适合求小而且全的模式。集成电路产业各个子模块经营将朝着分散化毕业论文提纲,专业化的方向发展,每个企业专注于各自领域,在以形成的设计、封装、测试、新材料、设备制、造自动化平台设计、IP设计等几大领域内分化出有各自擅长的专业领域深入发展并相互补充,这正好适应民营经济的经营使其能更加专注,以有限的资本规模经营能力能够达到自主研发高投入,适应市场高度分工的要求,所以民间资本的投入会使市场更加有效率。

第四、技术引进吸收再创新将是我国集成电路技术创新发展的可以采用的重要方式。美国国家工程院院士马佐平曾今说过:中国半导体产业有着良好的基础,如果要赶超世界先进水平,必须要找准方向、加强合作。只有站在别人的基础上,吸取国外研发的经验教训,并充分合作才是我国集成电路业发展快速发展有限途径,我国资金有限,技术底子薄,要想快速发展只有借鉴别人的技术在此基础上朝正确方向发展,而不是从头再来另立门户。国际集成电路产业链分工与国家集成电路工业发展阶段有很大关系,随着产业的不断成熟和不断向我国转移使得我国可以走先生产,在有一定的技术和资金积累后再研发的途径。技术引进再创新的一条有效路径就是吸引海外人才到我国集成电路企业,美国等发达国家的经济不景气正好加速了人才向我国企业的流动,对我国是十分有利的。

【参考文献】

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[9]尹小平崔岩.日美半导体产业竞争中的国家干预——以战略性贸易政策为视角的分析[J].现代日本经济,2010,(1):8-12.

第9篇

1、集成电路产业是信息产业的核心,是国家基础战略性产业。

集成电路(IC)是集多种高技术于一体的高科技产品,是所有整机设备的心脏。随着技术的发展,集成电路正在发展成为集成系统(SOC),而集成系统本身就是一部高技术的整机,它几乎存在于所有工业部门,是衡量一个国家装备水平和竞争实力的重要标志。

2、集成电路产业是技术资金密集、技术进步快和投资风险高的产业。

80年代建一条6英寸的生产线投资约2亿美元,90年代一条8英寸的生产线投资需10亿美元,现在建一条12英寸的生产线要20亿-30亿美元,有人估计到2010年建一条18英寸的生产线,需要上百亿美元的投资。

集成电路产业的技术进步日新月异,从70年代以来,它一直遵循着摩尔定律:芯片集成元件数每18个月增加一倍。即每18个月芯片集成度大体增长一倍。这种把技术指标及其到达时限准确地摆在竞争者面前的规律,为企业提出了一个“永难喘息”,否则就“永远停息”的竞争法则。

据世界半导体贸易统计组织(WSTS)**年春季公布的最新数据,**年世界半导体市场销售额为1664亿美元,比上年增长18.3%。其中,集成电路的销售额为1400亿美元,比上年增长16.1%。

3、集成电路产业专业化分工的形成。

90年代,随着因特网的兴起,IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段,国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。人们认识到,越来越庞大的集成电路产业体系并不有利于整个IC产业发展,分才能精,整合才成优势。

由于生产效率低,成本高,现在世界上的全能型的集成电路企业已经越来越少。“垂直分工”的方式产品开发能力强、客户服务效率高、生产设备利用率高,整体生产成本低,因此是集成电路产业发展的方向。

目前,全世界70%的集成电路是由数万家集成电路设计企业开发和设计的,由近十家芯片集团企业生产芯片,又由数十家的封装测试企业对电路进行封装和测试。即使是英特尔、超微半导体等全能型大企业,他们自己开发和设计的电路也有超过50%是由芯片企业和封装测试企业进行加工生产的。

IC产业结构向高度专业化转化已成为一种趋势,开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面。

二、苏州工业园区的集成电路产业发展现状

根据国家和江苏省的集成电路产业布局规划,苏州市明确将苏州工业园区作为发展集成电路产业的重点基地,通过积极引进、培育一批在国际上具有一定品牌和市场占有率的集成电路企业,使园区尽快成为全省、乃至全国的集成电路产业最重要基地之一。

工业园区管委会着眼于整个高端IC产业链的引进,形成了以“孵化服务设计研发晶圆制造封装测试”为核心,IC设备、原料及服务产业为支撑,由数十家世界知名企业组成的完整的IC产业“垂直分工”链。

目前整个苏州工业园区范围内已经积聚了大批集成电路企业。有集成电路设计企业21户;集成电路芯片制造企业1家,投资总额约10亿美元;封装测试企业11家,投资总额约30亿美元。制造与封装测试企业中,投资总额超过80亿元的企业3家。上述33家集成电路企业中,已开业或投产(包括部分开业或投产)21家。**年,经过中国半导体行业协会集成电路分会的审查,第一批有8户企业通过集成电路生产企业的认定,14项产品通过集成电路生产产品的认定。**年,第二批有1户企业通过集成电路生产企业的认定,102项产品通过集成电路生产产品的认定。21户设计企业中,有3户企业通过中国集成电路行业协会的集成电路设计企业认定(备案)。

1、集成电路设计服务企业。

如中科集成电路。作为政府设立的非营利性集成电路服务机构,为集成电路设计企业提供全方位的信息服务,包括融资沟通、人才培养、行业咨询、先进的设计制造技术、软件平台、流片测试等。力争扮演好园区的集成电路设计“孵化器”的角色。

2、集成电路设计企业。

如世宏科技、瑞晟微电子、忆晶科技、扬智电子、咏传科技、金科集成电路、凌晖科技、代维康科技、三星半导体(中国)研究开发中心等。

3、集成电路芯片制造企业。

和舰科技。已于**年5月正式投产8英寸晶圆,至**年3月第一条生产线月产能已达1.6万片。第二条8英寸生产线已与**年底开始动工,**年第三季度开始装机,预计将于2005年初开始投片。到今年年底,和舰科技总月产能预计提升到3.2万片。和舰目前已成功导入0.25-0.18微米工艺技术。近期和舰将进一步引进0.15-0.13微米及纳米技术,研发更先进高阶晶圆工艺制造技术。

4、集成电路封装测试企业。

如三星半导体、飞索半导体、瑞萨半导体,矽品科技(纯代工)、京隆科技(纯代工)、快捷半导体、美商国家半导体、英飞凌科技等等。

该类企业目前是园区集成电路产业的主体。通过多年的努力,园区以其优越的基础设施和逐步形成的良好的产业环境,吸引了10多家集成电路封装测试企业。以投资规模、技术水平和销售收入来说,园区的封装测测试业均在国内处于龙头地位,**年整体销售收入占国内相同产业销售收入的近16%,行业地位突出。

园区封装测试企业的主要特点:

①普遍采用国际主流的封装测试工艺,技术层次处于国内领先地位。

②投资额普遍较大:英飞凌科技、飞利浦半导体投资总额均在10亿美元以上。快捷半导体、飞索半导体、瑞萨半导体均在原先投资额的基础进行了大幅增资。

③均成为所属集团后道制程重要的生产基地。英飞凌科技计划产能要达到每年8亿块记忆体(DRAM等)以上,是英飞凌存储事业部最主要的封装测试基地;飞索半导体是AMD和富士通将闪存业务强强结合成立的全球最大的闪存公司在园区设立的全资子公司,园区工厂是其最主要的闪存生产基地之一。

5、配套支持企业

①集成电路生产设备方面。有东和半导体设备、爱得万测试、库力索法、爱发科真空设备等企业。

②材料/特殊气体方面。有英国氧气公司、比欧西联华、德国梅塞尔、南大光电等气体公司。有住友电木等封装材料生产企业。克莱恩等光刻胶生产企业。

③洁净房和净化设备生产和维护方面。有久大、亚翔、天华超净、MICROFORM、专业电镀(TECHNIC)、超净化工作服清洗(雅洁)等等。

**年上半年,园区集成电路企业(全部)的经营情况如下(由园区经发局提供略):

根据市场研究公司iSuppli今年初的**年全球前二十名半导体厂家资料,目前,其中已有七家在园区设厂。分别为三星电子、瑞萨科技、英飞凌科技、飞利浦半导体、松下电器、AMD、富士通。

三、集成电路产业涉及的主要税收政策

1、财税字[2002]70号《关于进一步鼓励软件产业的集成电路产业发展税收政策的通知》明确,自2002年1月1日起至2010年底,对增值税一般纳税人销售其自产的集成电路产品(含单晶硅片),按17%的税率征收增值税后,对其增值税实际税负超过3%的部分实行即征即退政策。

2、财税字[**]25号《关于鼓励软件产业的集成电路产业发展有关税收政策问题的通知》明确,“对我国境内新办软件生产企业经认定后,自开始获利年度起,第一年和第二年免征企业所得税,第三年至第五年减半征收企业所得税”;“集成电路设计企业视同软件企业,享受软件企业的有关税收政策”。

3、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“凡申请享受集成电路产品税收优惠政策的,在国家没有出台相应认定管理办法之前,暂由省辖市国税局商同级信息产业主管部门认定,认定时可以委托相关专业机构进行技术评审和鉴定”。

4、信部联产[**]86号《集成电路设计企业及产品认定管理办法》明确,“集成电路设计企业和产品的认定,由企业向其所在地主管税务机关提出申请,主管税务机关审核后,逐级上报国家税务总局。由国家税务总局和信息产业部共同委托认定机构进行认定”。

5、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“对纳税人受托加工、封装集成电路产品,应视为提供增值税应税劳务,不享受增值税即征即退政策”。

6、财税[1994]51号《关于外商投资企业和外国企业所得税法实施细则第七十二条有关项目解释的通知》规定,“细则第七十二条第九项规定的直接为生产服务的科枝开发、地质普查、产业信息咨询业务是指:开发的科技成果能够直接构成产品的制造技术或直接构成产品生产流程的管理技术,……,以及为这些技术或开发利用资源提供的信息咨询、计算机软件开发,不包括……属于上述限定的技术或开发利用资源以外的计算机软件开发。”

四、当前税收政策执行中存在的问题

1、集成电路设计产品的认定工作,还没有实质性地开展起来。

集成电路设计企业负责产品的开发和电路设计,直接面对集成电路用户;集成电路芯片制造企业为集成电路设计企业将其开发和设计出来的电路加工成芯片;集成电路封装企业对电路芯片进行封装加工;集成电路测试企业为集成电路进行功能测试和检验,将合格的产品交给集成电路设计企业,由设计企业向集成电路用户提供。在这个过程中,集成电路产品的知识产权和品牌的所有者是集成电路设计企业。

因为各种电路产品的功能不同,生产工艺和技术指标的控制也不同,因此无论在芯片生产或封装测试过程中,集成电路设计企业的工程技术人员要提出技术方案和主要工艺线路,并始终参与到各个生产环节中。因此,集成电路设计企业在集成电路生产的“垂直分工”体系中起到了主导的作用。处于整个生产环节的最上游,是龙头。

虽说IC设计企业远不如制造封装企业那么投资巨大,但用于软硬件、人才培养的投入也是动则上千万。如世宏科技目前已积聚了超过百位的来自高校的毕业生和工作经验在丰富的技术管理人才。同时还从美国硅谷网罗了将近20位累计有200年以上IC产品设计经验、拥有先进技术的海归派人士。在人力资源上的投入达450万元∕季度,软硬件上的投入达**多万元。中科集成电路的EDA设计平台一次性就投入2500万元。

园区目前共有三户企业被国家认定为集成电路设计企业。但至关重要的集成电路设计产品的认定一家也未获得。由于集成电路设计企业的主要成本是人力成本、技术成本(技术转让费),基本都无法抵扣。同时,研发投入大、成品风险高、产出后的计税增值部分也高,因此如果相关的增值税优惠政策不能享受,将不利于企业的发展。

所以目前,该类企业的研发主体大都还在国外或台湾,园区的子公司大多数还未进入独立产品的研发阶段。同时,一些真正想独立产品研发的企业都处于观望状态或转而从事提供设计服务,如承接国外总公司的设计分包业务等。并且由于享受优惠政策前景不明,这些境外IC设计公司往往把设在园区的公司设计成集团内部成本中心,即把一部分环节研发转移至园区,而最终产品包括晶圆代工、封装测试和销售仍在境外完成。一些设计公司目前纯粹属于国外总公司在国内的售后服务机构,设立公司主要是为了对国外总公司的产品进行分析,检测、安装等,以利于节省费用或为将来的进入作准备。与原想象的集成电路设计企业的龙头地位不符。因此,有关支持政策的不能落实将严重影响苏州工业园区成为我国集成电路设计产业的重要基地的目标。

2、集成电路设计企业能否作为生产性外商投资企业享受所得税优惠未予明确。

目前,园区共有集成电路设计企业23家,但均为外商投资企业,与境外母公司联系紧密。基本属于集团内部成本中心,离产品研发的本地化上还有一段距离。但个别公司已在本地化方面实现突破,愿承担高额的增值税税负并取得了一定的利润。能否据此确认为生产性外商投资企业享受“二免三减半”等所得税优惠政策,目前税务部门还未给出一个肯定的答复。

关键是所得税法第七十二条“生产性外商投资企业是指…直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业”的表述较为含糊。同时,财税[1994]51号对此的解释也使税务机关难以把握。

由于集成电路设计业是集成电路产业链中风险最大,同时也是利润最大的一块。如果该部分的所得税问题未解决,很难想象外国公司会支持国内设计子公司的独立产品研发,会支持国内子公司的本土化进程。因此,生产性企业的认定问题在一定程度上阻碍了集成电路设计企业的发展壮大。

3、目前的增值税政策不能适应集成电路的垂直分工的要求。

在垂直分工的模式下,集成电路从设计芯片制造封装测试是由不同的公司完成的,每个公司只承担其中的一个环节。按照国际通行的半导体产业链流程,设计公司是整条半导体生产线的龙头,受客户委托,设计有自主品牌的芯片产品,然后下单给制造封装厂,并帮助解决生产中遇到的问题。国际一般做法是:设计公司接受客户的货款,并向制造封装测试厂支付加工费。各个制造公司相互之间的生产关系是加工关系而非贸易关系。在财务上只负责本环节所需的材料采购和生产,并不包括上环节的价值。在税收上,省局明确该类收入目前不认可为自产集成电路产品的销售收入,因此企业无法享受国家税收的优惠政策。

而在我国现行的税收体制下,如果整个生产环节都在境内完成,则每一个加工环节都要征收17%的增值税,只有在最后一个环节完成后,发起方销售时才会退还其超过3%的部分,具体体现在增值税优惠方面,只有该环节能享受优惠。因此,产业链各环节因为享受税收政策的不同而被迫各自依具体情况采取不同的经营方式,因而导致相互合作困难,切断了形式上的完整产业链。

国家有关文件的增值税政策的实质是侧重于全能型集成电路企业,而没有充分考虑到目前集成电路产业的垂直分工的格局。或虽然考虑到该问题但出于担心税收征管的困难而采取了一刀切的方式。

4、出口退税率的调整对集成电路产业的影响巨大。

今年开始,集成电路芯片的出口退税税率由原来的17%降低到了13%,这对于国内的集成电路企业,尤其是出口企业造成了成本上升,严重影响了国内集成电路生产企业的出口竞争力。如和舰科技,**年1-7月,外销收入78322万元,由于出口退税率的调低而进项转出2870万元。三星电子为了降低成本,贸易方式从一般贸易、进料加工改为更低级别的来料加工。

集成电路产业作为国家支持和鼓励发展的基础性战略产业,在本次出口退税机制调整中承受了巨大的压力。而科技含量与集成电路相比是划时代差异的印刷线路板的退税率却保持17%不变,这不符合国家促进科技进步的产业导向。

五、关于促进集成电路产业进一步发展的税收建议

1、在流转税方面。

(1)集成电路产业链的各个生产环节都能享受增值税税收优惠。

社会在发展,专业化分工成为必然。从鼓励整个集成电路行业发展的前提出发,有必要对集成电路产业链内的以加工方式经营的企业也给予同样的税收优惠。

(2)集成电路行业试行消费型增值税。

由于我国的集成电路行业起步低,目前基本上全部的集成电路专用设备都需进口,同时,根据已有的海关优惠政策,基本属于免税进口。调查得知,园区集成电路企业**年度购入固定资产39亿,其中免税购入的固定资产为36亿。因此,对集成电路行业试行消费型增值税,财政压力不大。同时,既体现了国家对集成电路行业的鼓励,又可进一步促进集成电路行业在扩大再生产的过程中更多的采购国产设备,拉动集成电路设备生产业的发展。

2、在所得税方面。

(1)对集成电路设计企业认定为生产性企业。

根据总局文件的定义,“集成电路设计是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程”。同时,集成电路设计的产品均为不同类型的芯片产品或控制电路。都属中间产品,最终的用途都是工业制成品。因此,建议对集成电路设计企业,包括未经认定但实际从事集成电路设计的企业,均可适用外资所得税法实施细则第七十二条之直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业属生产性外商投资企业的规定。

(2)加大间接优惠力度,允许提取风险准备金。

计提风险准备金是间接优惠的一种主要手段,它虽然在一定时期内减少了税收收入,但政府保留了今后对企业所得的征收权力。对企业来说它延迟了应纳税款的时间,保证了研发资金的投入,增强了企业抵御市场风险的能力。

集成电路行业是周期性波动非常明显的行业,充满市场风险。虽然目前的政策体现了加速折旧等部分间接优惠内容,但可能考虑到征管风险而未在最符合实际、支持力度最直接的提取风险准备金方面有所突破。

3、提高集成电路产品的出口退税率。

鉴于发展集成电路行业的重要性,建议争取集成电路芯片的出口退税率恢复到17%,以优化国内集成电路企业的投资和成长环境。

4、关于认定工作。

(1)尽快进行集成电路设计产品认定。

目前的集成电路优惠实际上侧重于对结果的优惠,而对设计创新等过程(实际上)并不给予优惠。科技进步在很大程度上取决于对创新研究的投入,而集成电路设计企业技术创新研究前期投入大、风险高,此过程最需要税收上的扶持。

鉴于集成电路设计企业将有越来越多产品推出,有权税务机关和相关部门应协调配合,尽快开展对具有自主知识产权的集成电路设计产品的认定工作。

(2)认定工作应由专业机构来完成,税务机关不予介入。