美章网 精品范文 微电子技术论文范文

微电子技术论文范文

微电子技术论文

微电子技术论文范文第1篇

关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片

1引言

综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。

50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。

在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。

221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺

微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。

现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。

21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。

目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。

随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。

3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域

在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面:

(1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。

因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。

(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。

量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。

以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。

QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。

4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点

在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。

正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。

系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。

SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。

对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。

(1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。

(2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。

(3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。

微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。

在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。

5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点

微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。

微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。

MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。

MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。

目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。

当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。

微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。

目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。

6结语

在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。

回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌!

参考文献

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术-微电子机械系统。电子科技导报,1999,4:2

[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

微电子技术论文范文第2篇

1微电子工艺清洗技术的理论研究

在微电子元器件的制造过程当中,由于其体积小、制造过程复杂等众多客观原因存在,将会很有可能导致微电子元器件在其步骤繁琐的制造过程当中受到污染。这些污染物质通常会物理吸附或者是化学吸附等多种方式在电子元器件生产过程当中吸附在其表面。比如说,硅胶材质的硅片在其制造过程中污染物质通常会以离子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。这些污染物质还有可能存在于硅片自身的氧化膜当中。产生这一现象的原因并不奇怪,这是由于这些污染物质破坏掉了硅片表面的化学键,从而导致了在其表面形成了自然的力场,让众多污染物质轻松吸附或者直接进入到硅片的氧化膜当中。在产生这种现象之后,要清洗硅片就非常困难了。在清洗过程中,既要保持不能去破坏硅片的结构,又要保持能够对污染物质进行彻底的清洗,以便其对产品结构当中的其他元器件产生污染,这一问题就变得非常棘手,愈发困难了。在当前微电子行业的大多企业或是研究所讲微电子的清洗技术两类:一种叫做湿法清洗;另一种叫做干法清洗。这两种技术都能够保持比较高的清洗度,并且能够在不破坏电子元器件的化学键的基础上祛除电子元器件表面或是氧化膜内存在的污染物和杂质。

2微电子工艺清洗技术的现状研究

由于我国行业的发展更重视对服务业的发展和我国微电子行业的起步和发展较晚,从而致使当前我国微电子工艺的清洗技术比较落后,并且存在诸多的问题。

2.1湿法清洗技术研究

湿法清洗这一技术,是由上个世纪六十年代的一名美国科学家所研究发明出来的。这种方法主要是通过利用化学溶剂同有机溶剂和被清洗的微电子元器件之间发生化学反应,然后再利用多种技术手段,如:超声波技术去污;采用真空去污技术等多种技术手段。最终,利用这些步骤实现对微电子元器件的清洗。

在以上湿法清洗电子元器件的步骤当中还需要用到种类不一的化学试剂。这些化学试剂主要包括氢氧化铵和过氧化氢以及硫酸等物质。氢氧化铵主要是被利用于对污染程度不是非常严重的电子元器件的清洗,或者是作为清洗第一部的化学试剂。其能够在控制的温度下、浓度下以及化学反应所经历的时间下等多种条件下,利用化学反应去腐蚀电子元器件的表面污染物质或者是金属的化合物。但是,由于这种腐蚀程度是需要多种条件来控制的,因此其对人员的技术和企业电子清洗设备的要求也是很高的,如果不能对整个过程实现严密的监控,将会对电子元器件造成损害。过氧化氢在清洗过程当中主要是被利用于对电子元器件的衬底进行清洗,通过清洗衬底上所附着的金属化合物质或者是络合物质。最后一种化学试剂(硫酸)在清洗过程当中扮演着非常重要的角色。在使用硫酸对被清洗电子元器件进行清洗过程中必须采用双氧水这一化学试剂来减少其反应的时间,并且降低硫酸的浓度、反应时候的温度,从而有效的减少了被清洗电子元器件碳化或者是被腐蚀严重的现象发生。以免让硫酸对电子元器件造成损害。湿法清洗技术在众多清洗技术当中是比较有效的一种技术,但是其依靠化学反应的客观因素,让其很有可能造成化学物质残留从而导致电子元器件被腐蚀的现象。

2.2干法清洗技术研究

干洗技术相对于湿洗技术来说其避免了使用化学试剂,从而大大减少了化学物质残留导致电子元器件腐蚀的现象发生。干洗技术主要是采用等离子、气相等清洗技术方式对电子元器件的金属化合物和络合物进行清洗。对于采用等离子技术为主的干洗技术,其具有残留物质少、操作难度低等技术性特点,并且在微电子元器件的清洗行业当中其研究最早、技术较为成熟,从而在当前我国微电子行业的应用最为广泛。但是,等离子技术也存在一定的弱点,就是其无法完全祛除存留于微点电子元器件表面的污染物。而气相技术的应用相对于等离子技术来说是非常少的,主要原因在于其花费时间长、成本高,并且在采用气相技术清洗过程主要是被应用于硅片元器件的清洗,对于其他元器件的适用程度较低。

3对微电子清洗技术的展望

从上文的分析当中可以发现,就我国企业当前的资金、人力等现状来说,我国在微电子清洗工艺当中,应当采用干洗技术当中的等离子技术。这种微电子工艺清洗技术不需要进行二次清洗,就能够达到超过其他技术操作之后的结果。而对于其单次清洗过后残留的金属混合物来说,可以在继续采用其他清洗方式减少其污染物质含量,从而在保证电子元器件质量前提下在较短时间内较低微电子污染物的含量。

微电子技术论文范文第3篇

1微电子机械系统的概念

微电子机械系统所指的就是在大小毫米量级之下,最终形成的可以控制能够运动的微型机电装置是由单元尺寸需要在可控制的微米和纳米之间,是一个整体的系统,把微机构、微传感器,以及微执行器还有信号处理系统等等构成。在不同的国家对于微电子机械系统的称呼有所不同,

2微电子机械系统的发展历程

微机械器件以及微电子机械系统在生产加工的过程中需要对其深加工技术进行研究和重视。在研究中开始逐渐的形成了微电子加工技术和微机械装置加工技术。并随着对技术的细分,开始形成了体微机械技术以及外轮廓表面微机械装置技术,并同时也产生了LIGA机械装置技术以及高标准的LIGA机械装置技术。对其体微机械技术按照实施的目标对象机械能分析,可以得出体硅单晶体为核心构成体并在其物理测量厚度的10到999单位内呈现规则布局分离,为其核心的技术策略单位。并对其技术中存在的腐蚀以及吻合问题进行布局的考虑。对其技术的优势分析得出,其装置的工艺相对不繁琐,但其操控性和调控性数值偏低。在表面微机械装置中,进行相应的IC技术加工,如采用扩散光学和标准尺寸对应光刻以及复膜层叠等技术运用中,其都会对原有的厚度比率进行微调,对其在剥离技术中和进行切割技术的分析[1]。其技术的有点在于对IC技术有相对完整的包容性,但存在的不足点也较为显著,如切割的纵向厚度单位偏低,在电光铸模和缩微成型以及耐温差等方面存在一定的技术局限。LIGA技术在德文X射线进行曝光和电光铸模中有其良好的优越性,其对设备的制取尺寸在1单位内到999单位内。但需要指出LIGA技术处于高成本和高复杂度的技术,并需要采用相对保守的紫外线深度曝光,保障其光刻效果和覆膜效果。而准LIGA技术在对设备加工中可以在最合理控制尺寸中,保障其电路集成后续装置获得合理的配置[2]。因而其技术的优势在微机械技术中可以获得关注度的展现。

2.1自动对焦的三维加工技术

目前自对准的准三维加工技术普遍采用深度的紫外线厚度型进行光度的曝光刻度,并进行胶模的处理,保证其在牺牲层和结构层获得合理的电铸,并利用其两层的金属电铸特带你,获得牺牲层厚度的保障,并进行微结构的自动对准技术保障[3]。

因而CU可以表示为牺牲层,NI为结构层的技术,并在其平面和垂直两方向性获得控制,在其CU和NI中进行电铸处理,使得其种子层和型模层获得两种电铸金属处理,让技术水平在微架构层面获得统一标准化套准对应。在其腐蚀性选择上要对其液体进行考虑,CI属于腐蚀性,NI不属于腐蚀性,并对其微机械机构进行终止惰性反应。其配套技术以及Ic工艺获得最大化的包容,在温度上控制在85摄氏度,获得对结构合理的微机械技术。其深度的单位测定在22,保障其后续的标准对应后其范围空载在49到101内。

准LIGA技术需要在工艺布局考虑中,首先要保障(a)低阻硅片(10-3cm),其热氧化反映在1.5,其厚度在SIO2其需要把定子对衬低的外圆位置进行确定。同时进行首次的光学刻,SIO2腐蚀出进行1.2各坑道处理。形成在转子下部的新支撑点确定。在除去胶缘后,在真空中进行高温处理形成0.3的铜电铸种子层。在第二次光学刻录中,要对尺寸厚光刻胶AZ4620进行转子胶模处理,保障其电光铸在3内进行转子保障。后进行第三次的光刻,在其厚度尺寸中选择光学刻录定子胶模处理,保障其厚度在2.5范围内。形成铜牺牲层的转子和钉子的转化变化,对其空隙中要包容其电铸在1.5钉子范围。在最后一次光刻中,要对其厚胶光学刻录后,对其1.3铜都牺牲层要进行间隙转化的电铸考虑。并用起腐蚀性的液进行HF缓冲液体的处理,通过SIO2合理的释放转化的转子。其微机械技术在应用中可以获得广泛的推崇,静电驱动镍晃动微马达为例,其自对准的准三维加工技术目前在实际应用中哥已经获得镍晃动马达。用电铸Cu作牺牲层,电铸Ni作结构层(定子、转子和轴),得到的转子与定子。各项参数都符合标准。

3结语

微电子技术论文范文第4篇

关键词:课程思政;实践;《微电子技术导论》

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2020)18-0177-03

一、《微電子技术导论》课程思政改革的意义

(一)课程思政改革是贯彻全国思政工作会议精神的体现

进入新时代,党和国家进一步强化课程的育人作用。中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》指出,要强化思想理论教育和价值引领,要加强对课堂教学和各类思想文化阵地的建设管理,充分挖掘和运用各学科蕴含的思想政治教学资源。

在全国高校思想政治工作会议上,指出“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人”,“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”[1]

因此,课程思政改革就是要充分发掘每一门课程的德育元素,发挥思想政治教育作用,实现其育人功能。将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面,实现立德树人润物无声。《微电子技术导论》课程思政改革,围绕立德树人,从育人维度来关照课程价值,树立“知识传授与价值引领相结合”的课程目标,强化显性思政,细化隐性思政。实现思政寓课程,课程融思政,发挥专业大类课程的思想政治教育资源,致力于提高学生的思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养的高校思想政治工作新理念新模式。[2]

(二)课程思政改革是解决当前社会存在问题的需要

目前,我国在微电子领域面临“卡脖子”问题,特别是2018年初的“中兴”事件,引起了国内关于微电子行业到底行不行的讨论,“中国芯”再次被聚焦到公众的眼前,一时间唱衰我国微电子科技与产业实力的声音喧嚣而上。作为肩负着培养我国微电子人才的教师,在讲授知识的同时,必须要比以往更为有效地教育引导学生积极客观地评价我国微电子产业。

同时,推进《微电子技术导论》课程思政改革,打造课程思政精品示范课,促进微电子学院专业教师队伍转变思维观念,对培养出政治合格、品德高尚、能力突出的国家急需的微电子人才具有重要的意义。

(三)课程思政改革有助于课程教学效果的提升

教育部陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话指出:2018年高校师生思想政治状况滚动调查结果显示,对大学生思想言行和成长影响最大的第一因素是专业课教师。[3]《微电子技术导论》课程是微电子学院重要的专业核心课程,开设在大学一年级的下学期,是学生从大类课程学习向专业课程学习过渡的重要环节,课程以深入浅出的知识理论和宏观设计,使得学生能够更好、更有效、更有高度地了解微电子科学的发展脉络和微电子产业的现状与趋势。同时这门导论课程还可以促进学生将大学所学各类课程连成体系,解决他们对于“为什么学、怎么学、学好怎么用”的困惑,在掌握知识的同时,提高大学生今后学习的兴趣、主动性和创造性。

近十年来,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》、《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》和《国家集成电路产业发展推进纲要》等政策引导下,我国微电子科学技术和产业规模快速发展,取得了举世瞩目的成就,但是同美日欧等发达国家相比差距还很明显。国内相关高校在进行微电子专业课程教学上以讲授基础知识为主,在微电子专业方面均未开设《微电子技术导论》课程。同时,从文献调研结果上看,国内其他高校在微电子专业课程思政方面尚属空白。急需在此方面加强课程思政改革,坚定我国微电子专业本科生的理想信念,讲好科学知识和中国故事,引导学生正确认识历史规律,准确把握基本国情,理性认同科学理论,增强四个自信,努力成为爱国、励志、求真和力行的社会主义建设者和接班人。

二、《微电子技术导论》课程思政改革的探索

(一)《微电子技术导论》课程思政改革的切入點

从立德树人的目的出发,通过“课程思政”改革着重挖掘学科内的思政元素,实现将“思政”融入课程,将课程赋予“思政”元素,发挥课堂教学力量,坚定学生理想信念,提高政治意识。因此,针对专业大类课的“课程思政”改革,首先需要构建思政理念,才能在教学过程中注意理念和内容的融入,这是改革的灵魂和关键,最终达到课程教学与育人润物无声的目的。

1.全面梳理课程知识点,深入挖掘教学活动中的育人元素,通过国内外微电子技术的发展历史对比,展示我国微电子产业所取得的成就,提出我国微电子技术需要努力赶超的方向,实现知识传授与价值引领同频共振。

2.提升微电子学院专业教师队伍的德育意识和德育能力,转变思维观念,构建适应“课程思政”的知识体系,掌握科学方法论,以把党的教育事业抗在肩上的思想自觉,发自内心地推进“课程思政”建设,提高学生对微电子专业知识的理解力和掌握度,坚定四个自信,激发爱国报国热情。

3.从思政内容的选取与表达方式、思政环节与教学活动的嵌入方式、思政元素与知识点的融合方式等多方面入手,建立健全学院专业课程思政建设的实施与保障机制,着力提升《微电子技术导论》课程思政课堂教学的政治性、时效性、艺术性,提升专业思政课程在学生中的认同度、接受度和践行度。

(二)《微电子技术导论》课程思政改革的试点

1.开展针对微电子专业的课程思政教学——课程内容创新

高校中偏文科专业课程思政开展的相对较好,而理工科专业课程的思政建设虽已全面推行,但由于理工科课程门类繁多、教学内容固定和教师思政能力有限等因素的影响,导致真正能够成形且具有示范性的专业课程少之又少。为此,《微电子技术导论》课程思政改革,首先构建思政理念,特别是在微电子这一“卡脖子”领域,开展专业课程思政改革更为紧迫,意义和作用也更为重要和突出。其次挖掘课程内容中的思政元素,结合我校红色基因,深入对比国内外微电子技术的发展历史,展示我国微电子产业所取得的最新成就,提出我国微电子技术需要努力赶超的方向和目标,推进我校乃至我国相关高校的微电子专业课程思政建设。

2.思政课教师全程指导的课程思政设计——师资构成创新

课程思政的效果关键看教师。理工科的专业课程往往是由一名主讲教师负责,就开展课程思政教学而言,理工科专业课教师的受教育经历使其思想政治教育意识和能力与思政教师存在明显的差距,导致目前理工科专业课程思政建设面临教学设计简单和教师感召力不足等问题。同时,专业课教师本身也缺乏提高思政能力的渠道。[3]为此,《微电子技术导论》课程思政改革,大力推进思政课程师资队伍建设,组成以思政课教师为核心联合多名专业课教师的教师团。在具有丰富教学经验的思政教师全程指导下,微电子学院专业教师通过观摩、试讲和研讨等形式,解放思想,改革创新,积极探索“课程思政”知识体系的构建和科学方法论的掌握,提高专业课授课教师的思政育人能力和效果。

3.课程思政内容软融合——教学模式创新

目前理工科专业课程思政环节的嵌入比较生硬。通常采取的方式是在当次课开始时利用“几分钟”、“几页PPT”或者“几段话”的形式进行;而思政内容以“最新讲话”、“最新成就”或者“热点事件”的叙述较为常见。师生互动较为简单,思政内容与知识点结合不紧密。为此,《微电子技术导论》课程思政改革中将从思政内容的选取与表达方式、思政环节与教学活动的嵌入方式、思政元素与知识点的融合方式等多方面入手,着力提高《微电子技术导论》课程思政课堂教学的政治性、时效性、艺术性,提升专业思政课程在学生中的认同度、接受度和践行度。

三、《微电子技术导论》课程思政改革的实践

《微电子技术导论》课程思政改革经过前期的研究与实践,初步达成了“以树立理想信念为出发点,建立对历史规律的正确认识、对基本国情的准确把握和对科学理论的理性认同”的共识。具体通过“正面讲、反面驳”等形式,帮助大学生们树立“要爱国、要励志、要求真、要力行”的理想信念。通过讲解知识的起源与发展,讲解中国发展的艰辛,讲解当今中国取得的成就,激发学生们对历史规律的正确认识和对基本国情的准确把握,坚定理想信念。采用谈经验、讲用处、授方法和多鼓励的方式,增强大学生们对具体科学理论的理性认同,力争使之能够成为有理想、有学问、有才干的实干家,在新时代干出一番事业。

(一)更新课程标准,建立思政内容资料库

结合《微电子技术导论》课程的科学知识教育内涵,深入挖掘课程的思想政治教育内涵,研究课程科学知识教育内涵和思想政治教育内涵的相互关系。将教学流程融入思政模式,与课程全程伴随。采取价值观模块组合模式,对原知识体系审视、发掘和加工。采取知识点中融入思政模式,与具体的知识点和能力训练点密切相关,融合度高,以学识点上的特殊事件或学术背景,巧妙进行价值观、思想、情感提炼等。

发掘《微电子技术导论》“隐性”思政教育资源,梳理各章节知识点,系统建立思政内容资料库,如老一辈科学家王淦昌、赵忠尧等早期对微电子技术的发现和贡献等。

(二)完善课程考核方案,增加思政考核模块

筛选适合于关联思政教育的《微电子技术导论》课程知识点,制定适合于所选知识点的思政教学内容,并将课程思政内容纳入《微电子技术导论》课程考核方案。确定将课程专业知识模块的考核比例压缩至80%,将课程思政模块的考核比例提高至20%。

(三)创新教学方法,引领行动自觉

“课程思政”的实施能否做到“入深入细、落小落全、做好做实”,达到润物细无声,关键在教师。为此,积极探讨提升专业课教师思想政治素质的方法,探索教师在课程中的思政教学设计能力的各项措施等,如知识点和思政内容的关联引出方式,思政教育环节在课堂教学中的嵌入方式等。寻求提升教师对课程思政教育主动性和认知程度的途径,提升专业教师队伍的德育意识和德育能力,转变思维观念,掌握科学方法论,构建适应“课程思政”的知识体系,以把党的教育事业抗在肩上的思想自觉,发自内心地推进“课程思政”建设。

四、《微电子技术导论》课程思政改革的效果与改进

(一)专业知识点与思政内容的关联

专业课程思政的设计与规划必须遵循专业课程自身的运行规律,实现课程知识与思想政治教育的有机融合。找准知识点与思政内容“契合点”以无缝对接和有机互融的方式,建立生成性的内在契合关系。为此,在立足《微电子技术导论》课程的学科视野、理论和方法的基础上,创新专业课程思政教育的授课体系,实现专业授课中知识传授与思政引导的有机统一,成为《微电子技术导论》课程思政能够顺利实施的关键问题。

(二)专业教师课程思政能力的提升

就开展课程思政教学而言,专业课教师的思想政治教育意识、能力都还存在着一定差距。同时,专业课教师的思想政治素质、思想政治教育意识与能力也因学科的不同而有所差异。特别是对于微电子学院的专业教师,其基本为理工科教育背景,而提高《微电子技术导论》课程思政教学质量,专业课教师队伍是关键,如何使专业课教师在展思想政治教育的时候胜任、善任、乐教、善教,也成为《微电子技术导论》课程思政改革能够顺利实施的关键问题。

微电子技术论文范文第5篇

关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才

作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北 武汉 430068)

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:

第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献:

[1]刘瑞,伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,(5):6-9.

微电子技术论文范文第6篇

关键词:微电子;微项目;创新能力

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0178-03

一、引言

微电子器件课程是一门以实践教学为主,以半导体基本理论和器件工艺知识为向导,以培养学生的实践创新能力和科学研究能力为目标的课程,是电子工程专业的重要内容[1]。它以微小型电子器件和各种传感器的设计、制作和测试为载体,培养学生的实践工程能力,使学生获得微纳器件制备工艺的基础知识,了解微纳器件的生产过程,并初步具备开发新型微纳米半导体器件的能力[2]。随着微纳米加工和检测技术的不断进步,新材料、新器件层出不穷。然而,由于微纳电子器件和传感器的制造和加工设备价格昂贵,国内拥有供科研和教学用的实验平台极其有限[3]。对于绝大多数的高校而言,传统的教学内容和教学模式与新形势下以培养学生的创新能力和工程实践能力为目标的教学要求之间的矛盾日益突出。本文以苏州科技学院的实际情况出发,发挥地域优势,通过跟中科院苏州纳米所的实践教学合作,探索出了一条具有开发微电子新产品、新技术和新工艺的应用型人才培养模式。

本文以电子科学与技术专业核心课程“微电子器件”教学实践为研究对象,针对本校电子工艺教学中存在的问题就该教学内容、教学方法和考核方式进行了探讨。

二、本校微电子器件教学中存在的问题

微电子技术的发展日新月异,对微电子人才的要求不断提升,2013苏州科技学院院电子信息工程专业被遴选为江苏省“十二五”高等学校重点专业和江苏省卓越工程师培养计划试点专业,自立项以来,学院始终坚持以“重点专业建设”为主线,坚持以创新理念思路为先导,以推进学生优质就业为导向,以提高人才培养质量为目标,加强专业建设。在各个方面有了极大的进步,形成了鲜明的特色,但在实践中仍存在一些问题,主要有如下几方面:

1.教学内容陈旧。授课内容依然局限于半导体基础知识、基本理论、基本方程、PN结、二极管、双极性晶体管与绝缘栅场效应晶体管的基本工作原理,以及二极管和三极管的小信号模型等,而对于真正的微电子工艺介绍则仅限于概念性的介绍,授课内容理论性太强、知识点过于抽象。随着MEMS加工技术的快速发展,超大规模集成电路、新型太阳能电池、陀螺仪、加速度计等新产品发展迅猛,传统的焊接训练、组装收音机、万用表等简单的电子产品越来越跟不上电子元器件和电子工业的飞速发展。以授课为主的传统教学模式已无法充分调动学生的学习兴趣和积极性,更无法锻炼学生的创新能力和实践能力,微电子器件教学应以生为本,以授为辅,向以培养学生的综合应用能力和创新实践能力的综合训练模式过渡。

2.经费的不足,实验设备缺乏。由于微纳器件加工和制造设备价格昂贵,实验环境要求苛刻,加之经费严重短缺,教学设备和实验仪器得不到及时的补充和更新,微电子器件教学只能停留在理论教学阶段,而对于电子工艺教学只能借助企业和科研院所进行短期参观和实习教学,学生没有机会亲自动手,无法深入理解所学的理论知识,严重影响教育和教学质量。

3.考核方式单一。单一的以卷面考试为核心,不能充分体现学生的实践能力、创新意识和综合素质。因此,本课程对学生的考核,以强调理论与实践的有机结合,校内与校外的结合。其中理论考试占学生总成绩的40%,实践考核占60%,理论考试由本校组织,实践考试由中科院苏州纳米所组织。真正做到有理论、有实践,最终考核以实践为主,组成双方参加的教学团队完成教授内容。

三、以生为本的高校微电子器件教学研究

1.优化教学内容。教学内容的设计是决定教学效果和课程建设优劣的先决条件,它决定了培养目标的实现与否。将传统的重理论、轻实践的教学内容和要求调整为重实践和轻理论。将微电子器件工艺课程内容分为理论教学(弱化)和实践教学(强化)两个模块进行施教:(1)了解微电子器件的基本原理,主要包括:半导体器件基础知识、能带理论、PN结以及MOS管的工作原理等内容。这部分内容介绍了集成电路制造的基础知识,阐述了集成电路制造工艺的物理基础和基本原理,铺平了学生探索之路,为实践工作奠定了理论基础。(2)掌握先进的微纳加工技术,主要包括:硅片的加工、掺杂技术、刻蚀技术、镀膜技术以及封装技术。这部分内容属于重点学习和掌握的内容。其中,掺杂技术包括离子注入技术和扩散技术,刻蚀技术包括光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀技术,镀膜技术包括氧化、物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积以及电镀技术,封装技术包括引线焊接技术、倒装焊技术以及TSV技术。而对于各章的单项工艺,如介绍光刻工艺工艺时,应强调光刻工艺的原理、光刻的步骤(八步)、光刻胶的类型(正向光刻胶和负向光刻胶)及特性、光刻的方式(接触式、接近式等)及各种方式的优缺点、影响光刻分辨率和对比度的因素等内容。这部分内容几乎涉及到半导体光电器件制备的所有流程,是培养学生实践能力和综合素质的重要环节。

2.多媒体辅助教学方式。运用多媒体技术辅助教学能使学生看到图文并茂、视听一体的交互式集成信息。笔者从教学实践出发,从多年的器件加工工作中积累了大量的视频资料和各种现场加工图片,在讲述工艺制备过程时,除了用实际生产过程中采集到的多幅图像外,还通过动画详细介绍了设备的内部结构、工作原理以及展示工艺设备的外形,同时利用EntaurusTCAD软件模拟工艺设备的工作过程及工作原理。如图1为甩胶工艺示意图;图2为课件中采用的光刻机工作原理。所用的图片均使CorelDRAW软件手工制作。一些较复杂的工艺采用视频录像的方式来展示,如图3所示为笔者在实验过程中录制的喷胶工艺视频录像,通过视频展现主要操作步骤和设备的关键结构。

3.强化参观-理论-实践相结合的教学模式。教师带领学生参观校外实习基地。中科院苏州纳米所的加工平台拥有电子束曝光机、透射电子显微镜、光刻机、倒装焊机等重大仪器设备,为各研究部项目的实施提供工艺条件和测试服务。同时也是一个公共的服务平台,具有广泛的服务对象,包括其他研究院所、全国各地大学和企业。参观这样的科研机构,能使同学全面了解本行业国内外发展的概况及先进的设备和工艺水平。在操作人员、技术人员和管理人员的讲解和交流中,学到更多的实践知识。

在实际操作教学环节上,对学生进行微电子器件加工综合培训,主要内容有:(1)理论学习:学习纳米加工平台的管理规定、行为规范以及安全知识等;(2)参观学习:通过学习纳米加工平台超净间知识讲解,实地参观介绍超净间的布局、环境,设备仪器的工作原理等;(3)实践考核:将学生划分为小组,每组不超过8人,参与研究所提供的微项目研究,每个微项目都包括一些基本的器件制备工艺,从硅片的清洗、光刻、刻蚀、镀膜、裂片到最后的封装测试。最终通过实验和理论相结合的形式对学生进行考核和测评。

通过微项目的实施,大大提高了学生的实践能力和创新能力[4]。使同学们感悟到,在微电子器件生产过程中,任何一个条件、一个参数甚至一个小小的失误都有可能导致流片过程的失败,从而使同学们树立正确、严谨的科学态度。通过参观学习与讲解指导相结合,动手实践与课堂学习相结合,学习到更多的宝贵经验和实践知识,极大地调动了学生的积极性,激发了学生的创作激情[5]。

4.完善考核办法。完善有效的考核方案,精减理论内容考核,把动手能力和综合分析问题的能力及创新能力作为主要考核内容。强调理论(40%)与实践(60%)的有机结合,校内与校外的结合,组成双方参加的教学团队完成考核内容,此种方法促进了学生对实践技能培养的重视和学习质量的提高。

结束语:

针对本校电子与信息工程学院微电子器件工艺课程的特点和教学中存在的问题,利用多媒体教学手段和中科院苏州纳米所加工平台为教学实习基地,建立了由教学内容的优化、教学方式的改革、参观微纳加工生产线及参与微项目实施相结合的特色教学方式,达到质量良好的整体教学效果。这种微电子器件教学模式的建立,有助于提高学生的工程素质、实践能力和创新意识。

参考文献:

[1]李鸿儒,王天曦,韦思健.在工程训练中注重“电子实习”课程的建设与改革[J].实验技术与管理,2007,24(12):4-7.

[2]韩芝侠,脱慧,饶汉文,杨长安.电子工艺实习教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2007,26,(11):108-111.

[3]梁齐,杨明武,刘声雷,等.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学,2008,(1):41-42.

微电子技术论文范文第7篇

[关键词]纳米电子器件;纳米电子技术;纳米电子器件分类;纳米电子设备加工技术

中图分类号:TN405 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0074-01

引言

根据摩尔定律,当价格恒定时,集成电路上的元器件数目,每经过18到24个月便会增加一倍,性能也会提升一倍。但是在未来的几十年内,在继续提高计算器的运算能力和存储能力等方面将面临严峻的挑战,这其中既有技术性的工艺限制,也有原理性的理论限制。主要有:(1)当电子器件的大小尺寸处于微米级别时,电子主要表现为粒子性,而当大小尺寸为纳米级别时,电子主要表现的却是波动性,此时的电子器件将在完全不同的原理下工作;(2)当器件尺寸减小到纳米级别时,该系统产生的热起伏将会限制电子器件的性能,致使其无法正常运行。

纳米电子技术和电子器件的出现及发展有望打破这种困局,同时也为微电子技术的发展提供了新的思路和转机。本文将阐述纳米电子技术和纳米电子器件的分类及指出在纳米电子领域中所面临的和亟待解决的问题。

1 纳米电子技术与纳米电子器件

纳米电子技术是指在纳米尺寸级别内构建纳米和电子器件,进而完成量子计算机和量子通信系统之间的信息计算及传导与处理的相关技术,纳米电子技术发展的核心是纳米电子器件。纳米电子技术正处于高速发展时期,其最终目标是为了利用最前沿的物理理论和工艺手段,打破原有的大小尺寸及技术极限,依照全新的设计理念制造纳米电子器件,构建电子系统,使得该系统的信息存储和处理能力走上新的台阶,实现革命性的突破。

纳米电子器件指使用纳米级别的加工和制造技术(如光刻工艺、外延、细微加工、自组装生长和分子合成技术等),设计并制备而成的具有纳米级别的尺度和某些特定性能的电子器件。当前人们通过纳米电子材料和纳米光刻技术,已设计出多种纳米电子器件,例如电子共振隧穿器件、金属基、单电子晶体管、半导体、单电子静电计存储器及逻辑电路、金属基单电子晶体管存储器、通过硅纳米晶体制造的存储器、聚合体电子器件、纳米硅微晶薄膜器件和纳米级浮栅存储器等

2 纳米电子器件的分类

国内外对纳米电子器件分类有着不同的看法。根据目前纳米电子技术的发展和对未来发展前景的估测,有一种看法将纳米电子器件从广义分成8类:(1)纳米CMOS混合电路,有纳米CMOS电路及半导体共振隧道效应混合电路,单电子纳米开关电路和纳米CMOS电路,还有碳纳米管电路和纳米CMOS电路,人造原子电路和纳米CMOS电路,DNA电路和纳米CMOS电路;(2)纳米存储器,例如隧道型静态随机存储器、单电子存储器、超高容量纳米存储器和单电子量子存储器等;(3)纳米集成电路,有纳米光电电路及纳米电子集成电路;(4)纳米传感器,例如量子级别的隧道传感器;(5)单分子器件,例如单电子开关、分子线、电化学分子电子器件、单原子点接触器件、量子效应分子电子器件等;(6)单电子器件,例如电容耦合和电阻耦合单电子晶体管、单电子泵、单电子箱、单电子陷阱、单电子泵和单电子结阵列等等;(7)量子效应器件,例如量子点器件、谐振隧道器件和量子干涉器件等等;(8)纳米级别的CMOS器件,例如异质结MOSFET、双极MOSFET、绝缘层上硅MOSFET、和低温MOSFET等等。以上分类中,纳米传感器、存储器、纳米集成电路、纳米级CMOS器件和纳米CMOS混合型电路等均作为一种完全独立的器件类型。但是否应该将这些纳米级别的CMOS器件、传感器或者纳米集成电路纳入纳米器件的范畴,当前还未有定论。

3 纳米结构制备和加工技术

无论是研究纳米电子技术,还是制作纳米电子器件都是非常复杂的。本文仅对纳米电子器件的制备进行简单的探索,提供一些思路和建议。

3.1 光刻技术

电子束光刻、光学光刻与离子束光刻统称为三束光刻技术,机理是通过曝光掩模、刻线等物理化学工艺将设计的器件图形结构传递到介质或单晶表面上,形成功能图形的加工技术。目前,随着光刻技术线宽的不断缩减,电子束光、刻光学光刻与离子束光刻等技术已在纳米CMOS器件、纳米CMOS混合集成电路、纳米集成电路等加工领域去的较好应用效果,并逐渐在纳米电子器件加工方面获得了应用。

3.2 外延技术

原子层外延、分子束外延金属、有机化学汽相淀积与化学束外延技术统称为外延技术,是一种在基体上生长纳米薄膜的纳米制造技术,可用于纳米集成电路上的硅基半导体材料和纳米半导体结构,均用于器件的加工与制备。

3.3 分子自组装合成技术

自组装是依靠分子间非共价键力自发将无序状态结合成稳定的聚集体的过程,可以发生在不同的尺度上。自从80年代有人提出分子器件的概念至今,人们已从当年的LB技术发展到了如今的分子自组装技术,同时从双液态隔膜技术发展到了SBLM技术,现已在加工具有特定功能的分子聚集体、分子组装有序分子薄膜等方面取得了丰硕的成果。目前,国际上已开始研究超分子自组装合成技术。

3.4 SPM技术

自从1982年第一台扫描隧道显微镜(STM)诞生,以及后来各种扫描探针显微镜发明以来,人类对微观纳米世界的认识翻开了新的一页。现今的扫描探针显微镜(SPM)的横向分辨率可达0.1nm,纵向分辨率可达0.01nm,不仅可以进行观测高分辨率的三维成像,还可对材料表面结构的不同性质进行研究。因此,这已不仅是一种简单的微观测量和分析的工具,更是一种非常重要的微观操纵与加工工具。

3.5 特种超微细加工技术

还有另外一些特殊的超微细加工技术,可用于制备和加工纳米电子器件:包括纳米碳管构建FET;通过机械控制裂隙连接电极技术制备Au原子线;以介孔材料、纳米碳管、DNA分子为模板,电火花加工、制备量子线、电化学加工及超精密复合加工、电解射流加工等技术等。

4 展望

纳米技术目前的发展现状是非常可观的,具有一定的社会意义。其作为一项具有应用性、高性能和巨大潜力的科技成果,在一定程度上对人们的生活起到重要的作用。纳米电子技术是以许多现代自然科学技术为基础的科学,研究涉及混沌物理、量子力学、基础化学、分子生物学等现代科学和计算机技术、核分析技术、扫描隧道显微镜技术和微电子等多种现代技术,并与机械学、生物学、认知科学等学科相互融合,这种融合发展必然会引发各行业各领域的科学技术发展,对于人类而言,不仅可以改善生存环境,提高生活水平,并且还将从根本上造福全人类。

参考文献:

[1] 王敏,简述纳米电子器件与纳米电子技术研究分析,中国科技投资,2013(36):P221.

[2] 肖蓉,纳米技术在电子器件上的应用与发展,建筑遗产,2013(7).

微电子技术论文范文第8篇

1微电子学教学存在的问题

1.1教训内容陈旧,课程设置失当

微电子学课程知识有着前沿性的特点,当前微电子学课程教学主要依赖教材,但微电子技术发展迅速,而教材内容更新不及时,存在滞后性问题,使得在教学过程中理论与实践脱节,限制了学生知识应用能力的培养和提升。

1.2教学模式和方式落后

许多学校的微电子学教学仍然沿用以教师为中心的教学模式,以文本教学为主,教学模式落后,方式单一,学生只能被动受教。微电子学课程内容的理论性和实践性较强,这种落后的教学模式和方式制约了学生学习的积极性,不利于学生对知识的内化和吸收[1]。

1.3教学评价不科学

教学评价是教学的重要组成部分,其能够为教学提供重要的指导作用,能够促进教师不断完善教学方法和内容[2]。但就目前来看,当前微电子学课程教学评价还存在问题,过于注重对学生知识掌握程度的评价,注重结果而忽视过程,难以客观、准确地评价学生微电子技术应用能力和相关设备的掌握情况,导致许多学生考前突击课本,并没有对微电子学知识真正地内化吸收。

2微电子学课程教学改革措施探讨

2.1完善教学内容,创新课程设置

在微电子技术领域,新技术和新产品层出不穷,教师可以通过各种渠道来搜集微电子领域的前沿性知识,并结合理论知识,不断拓展和完善教学内容,拓宽学生的知识面,具体分以下几个方面。

2.1.1课题研究拓展完善知识

课题研究过程中涉及到众多综合性的知识,单纯凭借课本上的理论知识很难做好课题研究,教师可以引导学生搜集课题相关知识,广泛阅读资料,促进课题研究,以此来拓展学生的知识面。例如在“模拟集成电路设计”这一课题研究的过程中,涉及到MOS晶体管模型、电路设计、数字单元设计以及版图设计等计算机领域和电学领域的知识。在研究过程中,学生不仅学习了微电子领域的知识,还掌握了计算机设计和电学领域的知识,从而拓展学生的知识面,深化课题研究。

2.1.2在小组合作中拓展知识

目前学科知识之间的交叉性不断凸显出来,学生单靠自己的力量往往难以完成一个课题研究,教师可以采取小组合作的教学方式,让学生在合作的过程中实现知识拓展。

2.2教学模式、方式的更新和拓展

传统的微电子学课程教学模式以教师为中心,采用单一的文本教学方式,学生成为了知识的被动接受者,难以将理论与实践结合,不利于应用型人才的培养。因此,在电子科学与技术专业微电子课程教学中应当积极进行教学模式的创新和教学方式的拓展[4]。

2.2.1兴趣教学法

兴趣是学习的基础,兴趣教学法的应用能够提升学生学习微电子学课程知识的兴趣,为课堂增添活力,从而深化教学效果。

第一,在微电子学课程教学中,教师可以通过实际问题的引入来调动学生的学习兴趣,微电子学领域的研究成果在生活和工作中的各个领域都有重要应用,将实际问题引入教学中,能够促进学生对相关微电子学知识的内化和吸收。

第二,翻转课堂教学模式的应用,能够让学生在课下完成知识掌握,在课堂上进行交流和讨论,教师在课堂为学生答疑解惑,这就提升了学生学习的主动性,真正做到以学生为中心进行教学。教师可以通过微课视频这种学生喜闻乐见的形式展现知识,激发了学生的学习兴趣和学习自主性。

2.2.2實验教学改革

微电子学课程是一门实践性较强的课程,其以实验为基础,在教学的过程中应当积极对实验教学进行改革。

第一,应当创建虚拟实验仿真设计工作站,半导体器件以及集成电路等都可以在工作站中完成,例如可以采用Cadence来进行集成电路模拟房展实验,利用Silcaco进行仿真参数提取等,让学生在虚拟的实验仿真中实现微电子学理论知识的掌握和应用技能的培养。

第二,应当增强课程实验内容的内在逻辑性。微电子学课程有着专业跨度大的特点,其涉及科学众多,教学过程十分复杂,这就要求合理地规划实验内容,以人才核心能力培养为中心,以此来提升实验内容的内在逻辑性,提升微电子学课程实验教学的系统性,从而深化实验教学效果。

第三,加强校企合作。校企合作能够为学生提供真实的实践平台,促进学生理论知识与实践技能的结合,为学生的知识应用提供平台,例如三江学院微电子学课程教学就与江苏东光微电子公司、无锡友达电子公司等十六家单位展开了合作,为学生的实习和实践提供了平台,拓展了实验教学的渠道。

2.3对教学评价的改革

传统的微电子学课程教学评价方式过于注重结果的评价,不利于学生反思能力、思维能力以及创新能力的培养,因此,需要对微电子学课程教学评价进行改革,注重对学生学习过程的评价。

第一,应当注重评价内容的全面性和系统性,综合评价学生课前预习、课堂学习、实验课等的情况,并与实验报告相结合。

第二,应当对考核方式进行改革,采用实验研究和闭卷考试相结合的方式,这样更加全面也更加客观,不仅注重学生学习的结果,同时注重学生学习的过程,从而为教师对教学内容和教学方式的完善提供指导,促进了微电子学课程教学的动态发展,对于提升微电子学课程的教学质量有着重要的意义。

3结语

综上所述,电子科学与技术专业微电子学课程教学改革是一个长期的过程,在改革实践的过程中需要教师不断总结和创新,适应微电子学技术的发展,适应学情。当前微电子学课程教学中还存在着一定的问题,该文结合实例,从教学内容、教学模式和方式以及教学评价等3个方面探讨了微电子学课程教学改革的措施,旨在为相关微电子学课程教学实践提供参考。

参考文献

[1] 刘培生,王金兰,蒋娟娟.“微电子学概论”课程的教学改革探析[J].南通航运职业技术学院学报,2014(1):109-112.

[2] 肖功利,杨宏艳,钟艳如.微电子学专业课程双语教学改革与实践[J].中国电力教育,2012(22):64-65.

[3] 孙肖林.微电子学课程教学改革与大学生能力培养[J].中国科教创新导刊,2010(23):157.

[4] 张效华,辛凤.电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨[J].成功(教育),2013(4):205-206.

微电子技术论文范文第9篇

【关键词】通信电子技术;数学;微分;积分;原理

引言

随着计算机技术的发展,通信电子技术也有了巨大的进步.基于计算机平台的通信平台以及相关电子技术都得到了广泛的应用.通信电子技术,是一门物理与数学理念相结合的内容,其中主要依赖于数学中的微积分理论.在通信技术中,离散傅立叶变换,通信原理中的抽样定理以及数字电子技术中的信源编码理论,其理论实现基础都与数学的微积分原理有着密切的关系.可以认为,通信技术中的诸多原理的理论基础都源于微积分.因此,本文将重点探究在通信电子技术中,数学微分以及积分理念与原理的应用.

一、数学微分与积分原理分析

首先需要明确的是,微分与积分在数学学科中占据非常重要的位置.其中诸多数学模型以及数学类应用,其理论依据都来源于微积分.而微分与积分,又是一对相对立的概念.因此,对于数学微分与积分的原理分析,可以从相对的角度进行对比分析,从而更加深入地了解两者的关系与区别.

1.微分原理分析

微分原理在数学中,是对函数的一种局部变化的线性描述,在进行微分处理的过程中,就是对函数进行一种自变量描述.当自变量的取值足够小的时候,描述函数是如何变化的.一般时候,会将自变量取成无穷小.

2.积分原理分析

积分则是微分的逆过程,或者是逆元算,其原理刚好与微分相反.一般用于求和的过程,利用微分与积分的关系,通常可以进行非常复杂的数学计算,从而计算出非常准确的求和数据.

二、通信电子技术中微分与积分原理的应用

通信电子技术是目前应用最为广泛的技术之一,对于其在多个领域与行业内的发展也是有目共睹.那么,通信电子技术中,哪些定理或者是理论基础与数学的微积分有着非常重要的联系和关联呢?数学的微积分原理又给了通信电子技术哪些理论基础呢?

1.傅立叶变换与微积分原理关系分析

傅立叶变换是通信电子技术中的重要理论基础,信号与系统中,傅立叶变换是重要的数学工具.傅立叶变换存在的意义,是将时间函数与频谱函数之间确立了一定的关系,从而能够实现时间函数与频谱函数之间的变换.那么,在傅立叶变换中,其与微积分原理有着怎样的关系呢?

在对时域函数也就是时间函数f(t)进行微积分性质研究的过程中,由于其本质上就是研究函数对于时间的导数和积分的傅立叶变换.因此,在此种意义上,两者关系非常密切.在傅立叶变换中,时间函数f(t)以及频谱函数F(W),在已知时间函数f(t)=(t)的前提下,那么就可以利用时域微分性质或者是时域积分来求解未知的f(t)对应的频谱函数F(jw).

2.抽样定理的微积分原理应用

研究抽样定理中的微积分原理应用,必须首先明确抽样定理的概念和意义.抽样定理是通信工程技术中,最为重要的定理之一,可以认为其是通信工程技术的根基.从概念上分析,抽样定理认为:一段连续的时间信号,通过一个时间间隔,对连续信号进行样值抽取,那么就完成了抽样.模拟信号的数字化,或者说是离散化,就是通过抽样来完成的.抽样以后的信号的特点是在时间上是等间隔的,而且是离散的.

那么,抽样定理中,对于连续信号的最高频率是有要求的,如果其最高的截止频率为fm,那么如果定量的时间间隔满足T≤1[]2fm,那么,在抽样的过程中,就可以使得连续信号被样值信号进行唯一表示.

关于微积分在抽样定理中的应用阐述就是,连续信号实际上是自然存在的,而抽样信号则是相对存在的.抽样的过程,就是用一个等量的时间间隔,将连续信号进行微分化,即将一个连续的时间段进行微分,通过微分以后,让抽样间隔满足T≤1[]2fm这个标准,那么就同样是满足了微分中的基本微分标准.那么,再利用积分的原理,对抽样以后的样值信号做积分运算,得到后的样值信号就可以在原理上等同于原连续信号.这也就是微积分原理在抽样定理中的理论基础应用,利用这个原理,实现了模拟与数字信号之间的等价转换.

总之,微积分原理与通信技术中的一些主要定理有着非常紧密的联系,甚至对于抽样定理中,微积分原理就是抽样定理的理论基础,充分掌握微积分的原理,对于学习抽样定理以及在通信电子技术中,都有着非常重要的意义.

三、结语

通过对通信电子技术中离散傅立叶变换以及抽样定理等分析,可以明确得出基于数学的微积分原理的技术应用定理非常普遍,可以认为数学中的微积分理念是通信电子技术中主要定理的理论基础.作为理论基础而言,为技术的发展以及原理支持起到了至关重要的作用.因此,数学是自然学科的基础,对于其他学科的发展以及扩展有着强有力的推动作用.对于通信电子技术这类以物理为主要研究内容的技术门类,也极大需要数学理念予以支持.微积分是数学计算中的主流,其原理应用也必然成为重要的工具.

【参考文献】

[1]殷宗泽,许国华.土与结构材料接触面的变形及其数学模拟[J].岩土工程学报,1994(3).

微电子技术论文范文第10篇

关键词:微纳制造;教学方法;虚拟科研;虚拟实验

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)44-0090-02

一、微纳米制造技术课程的背景及特点

微纳米科学与技术已成为一种战略性的、占主导地位的技术,被中国机械工程协会列为影响我国制造业发展的问题之一。微纳米制造技术通过在微纳米尺度范围内对物质的集成与控制,创造并使用新的材料和装置,以实现不同功能的机电或机光电一体化智能系统,涉及电子、机械、光学、物理、化学、材料、制造、生物、信息等多种学科,是制造技术的融合交叉新领域。教育部已经将微机电工程列为机械工程一级学科的五个二级学科之一,相当多的高校陆续开设了相关课程。《微纳米制造技术及理论》作为微机电工程研究的入门课,提高其课堂教学的质量,逐步开展实验教学是非常有必要的。我们在精品化教学内容的基础上,在教学实践中探索了微纳米制造技术及理论课程的虚拟实验与模拟科研教学法,并取得了较好的课堂效果。

二、精品化课程内容

《微纳米制造技术及理论》作为一门导论类课程,内容涵盖了微机械加工、半导体加工、纳米制造和生物制造等种类繁多的微纳米加工方法,且各制造方法的相关性不强,给教学带来了极大的挑战。结合本校特点,我们编排的课程内容从分子操作到纳米加工、从生物制造到仿生制造、从微细机械加工到微细特种加工、从集成电路工艺(IC工艺)到MEMS(微电子机械系统)构成了结构对称的多学科制造技术。在体系编排上从纳尺度制造到微尺度制造、从低维低复杂度制造到高维高复杂度制造、从探索前沿到实用产业构成了循序渐进的知识体系。总体内容涵盖了机械、材料、电子等工程学科知识及物理、化学、生物等基础学科的理论,培养了学科交叉创新的意识。

教学内容组织首先强调“由理及表”,即从原理到应用、从理论到实际,同时强调内容来源的“鲜活性”,即紧密跟踪国际前沿最新科学研究成果,紧跟国家战略需求,最终使学生达到微纳米制造技术基础理论学习和工程应用等综合能力的培养。

三、探索虚拟科研情景教学法

(一)虚拟科研情景教学

技术发展有不以人的意志为转移的内在驱动力,在讲解某项微纳制造技术时,可以通过讲解该技术发明前的客观需求、相关技术和理论发展水平来引领学生的思维,使学生站在研究者的角度去思考如何创造一种“新”的微纳加工方法来解决面临的“历史”问题,从而引出具有内在逻辑必然性的该项微细加工技术。例如在讲解深硅等离子刻蚀技术时,我们首先讲解加速度传感器的历史现状,为提高其灵敏度,亟需高深宽比微纳结构的加工方法,而当时的硅化学刻蚀方法,无法实现高深宽比的微纳加工;等离子加工技术和理论已在集成电路加工中获得应用,如何开展基于等离子刻蚀技术的高深宽比硅加工成为当时的热门研究课题。学生从科学探索的角度和教师一起从化学原理的角度分析基于“SF6+O2”的加工方法,逐渐引出在通用的BOSCH深硅加工工艺。这种基于虚拟科研情景再现的授课方式,不但提高了学生的注意力,还使学生从一个研究者的角度去思考问题,轻松掌握了该微纳米制造技术的用途、原理和特点。

(二)多媒体辅助虚拟实验教学

微纳米制造技术及理论课程知识涵盖面广、信息量大,而教学时间仅有32个学时,如何提高课堂效率成为一个重要问题。除了突出重点,在微纳尺度效应、微机械切削原理、体微硅制造、表面微加工等方面深入讲解外,在装备原理、工艺过程等方面通过多媒体等手段增加形象认识是非常有必要的。例如,光刻过程包含清洗、烘干、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影、显影检查、显影硬烘等多步工艺,我们在研究生课的讲解中采用了传统的讲授方法,由于多数学生对相关工艺过程不了解,既不容易抓住重点,也不容易提起兴趣。而在留学生课的教学中,在给学生讲授了光刻的基本原理的基础上,我们采用了播放光刻过程实景录像,穿插关键点讲解的教学方式,这样既提高了课堂效率,又吸引了学生的兴趣,加深了理解的形象化程度。

(三)虚拟科研的考核方式

在《微纳米制造技术及理论》的课程考核中,过去我们多依赖闭卷考试的方式,闭卷考试能考察学生对基础理论的掌握,督促学生在课后进行重点内容的复习和掌握。而在本轮的改革尝试中,我们增加了要求学生写一个课程总结的考核方式。这份课程总结不是对本课程主要内容的综述,而是针对某一项微纳米制造技术的现状综述,并给出一个利用该种加工工艺制作某种新型微结构或微器件的创新性提案。虽然多数学生的提案可行性不大,但至少达到了使学生站在一个科研工作者的角度去了解并利用微纳米制造技术的教学目的。

(四)微纳米制造课的实验教学

通过虚拟科研实验的教学方式,虽然能在一定程度上增加学生的直观认识,但给人最深刻的认识一般还是从实践中获得的。《微纳米制造技术及理论》作为一门实践性很强的课,实验教学是一项重要的教学环节。但本校尚未设立微机电系统工程专业,也没有相关教学实验中心,因此开展实验教学难度很大。为此,本教学团队克服困难,采取特定时间开放科研环境,与教学并用的方案,安排了三堂精彩的实验课教学。首先为使学生对微纳米制造以直观的认识,我们在实验室展示了基于仿生制造技术的功能表面、基于生物制造技术的功能颗粒、基于微机电系统技术的微传感器等成果,并给学生展示了相关的实验环境、加工设备及原理。为进一步加深学生的认识,我们分组进行了光刻工艺试验和溅射工艺试验,使学生体验并认识到加工过程中的难点和技巧,给学生留下了深刻的印象,加深了对课堂知识的认识。此外,通过与半导体加工条件较好的科研单位合作,以创造更优良的教学参观环境,相信能使学生获得更深刻的认识,促进微纳米制造工程实践能力的培养。

四、结语

微纳米制造技术发展迅速,制造学科高年级本科生或研究生具有掌握微纳米制造的基础知识,了解其最新的发展动态及技术现状的强烈需求。要在有限的课堂时间内把丰富的微纳制造相关内容讲授给知识背景和研究方向各不相同的学生具有极大的挑战性。我们从精品化教学内容以增强内容间的逻辑性、开展虚拟科研实验教学实现教学与科研的融合、改善实验条件加深学生感性认识等三个方面做了初步探索,并取得了一定成效,力争为微纳米制造领域的教学改革和学生培养做出贡献。

参考文献:

[1]中国机械工程学会.中国机械工程技术路线图[M].北京:中国科学技术出版社,2011.

[2]张海霞,赵小林,译.微机电系统设计与加工[M].机械工业出版社,2010.

[3]唐道武.微机电系统课程教学改革的思考[J].产业与科技论坛,2012,(11).

微电子技术论文范文第11篇

Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.

关键词: 应用型人才;微电子专业;素质教育

Key words: applied talents;microelectronics major;quality education

中图分类号:G64 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0234-02

0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。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。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外微电子学人才都十分紧缺,建立微电子学专业,也可为我国的 ASIC设计方面,培养急需的人才[1-6]。在现代科学和技术迅速发展的今天,社会要求大学的培养目标同经济发展的需要相结合,如果培养出来的学生能够适应社会的需求,不仅学生能有用武之地,找到自己的价值和自信,而且学校的知名度也得以提升。因此现今的学校越来越注重某一专门职业的培养,注重培养有能力,有效率的人。因此当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才,也更需要培养大量工程应用型人才。应用型人才培养模式的具体内涵是随着高等教育的发展而不断发展的,“应用型人才培养模式是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标的”。本科应用型是本科层次教育,既有着普通本科教育的共性,又有别于普通本科的自身特点,它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强,是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要,在一定的教育思想指导下,人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式[7]。

1培养应用型人才的措施探讨

培养应用型人才不是单方面的强化和提升,而是涉及到方方面面。比如,学校自身的特点,目标的定位,课程的设置等等,因此,培养应用型的人才可以采取以下措施:

1.1 明确学校和学科的特点和优势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,才能培养出有自身特色的专业人才[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,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。根据我校长期为IT行业培养人才和相关院系的基础和优势,设置了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人才的培养目标为: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。从教育理念上讲,应用型人才培养应强调以知识为基础,以能力为重点,知识能力素质协调发展。强调学生综合素质和专业核心能力的培养。侧重学科、专业知识的学习和专业能力的培养;培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要,在德智体诸方面全面发展,具有较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,在拥有微电子学领域内扎实的理论基础上、还具备实验能力和专业知识,具有较强的创新精神和工程实践能力,能在应用微电子学、半导体技术及相关的电子信息科学领域从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作。

1.2 课程设置课程的设置是否合理对应用型人才的培养起到了至关重要的作用,其结构是否连贯、课程安排是否合理直接影响后续的教学培养工作。

1.2.1 课程的设置考虑到应用型人才的特点,必须根据行业的需求来安排和设置课程,在进行课程设置的时候,必须先进行广泛的调研,考虑到社会的实际需求,社会需要什么样的人才,对今后毕业生的去向有充分的了解,了解用人单位的性质,了解用人单位要求毕业生具备什么知识和能力,更重要的是,培养学生自学的能力、解决问题的能力、判断能力和创新能力。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,了解到国内外微电子学及集成电路设计人才都十分紧缺,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。为此,在课程设置上,我们必须在对已经投入适应的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善,将整个学科的课程结构体系,到具体到每一门课程的知识体系,都应该进行优化设计,以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的知识和能力:①掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识,具有较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外语;掌握微电子学、半导体科学与技术的基本知识、基本理论和基本实验技能;②熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规;了解微电子学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及信息产业发展状况。③具备较好的运用专业知识进行器件设计、集成电路设计的能力,成为工程应用型人才。

1.2.2 理论课程的内容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。以能力培养为基础来设计的。在进行社会行业的调查中,首先考虑学生毕业后从事何种职业,然后对这种工作需要哪些能力和知识,根据工作的要求对教学终的课程进行专项的能力和综合能力。在通识基础课中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。学科基础课中设置了数理方程、概率论、信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业基础课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理,这些课程都是基础理论课程,是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到应用型人才的培养,在集成电路与CAD的课程设置上,不同于专业型人才的培养模式,专门设置了16小时的实验,加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中,专门将模拟和数字分开,设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计,这不同于其他院校的课程设置,应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识,加强了学生的集成电路分析和设计的能力。另外还设置了32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验,这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲,已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学,并筹备建立了微电子专业实验室,拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验;基于以上措施,建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程,涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。

1.2.3 实践课程的内容课程突出职业能力。对于应用型人才来讲,在学习过程中训练学生的职业技能是学生是否成功的关键之一;学习过程重点基于问题的学习,这是培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力的又一关键;学习过程还要培养学生的沟通能力。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。微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。作为高等学校,而非生产厂家,不可能具备从前端到后端整个流程的实践条件,为此,我们拟对其中的主要环节开展实践教学。在实践型环节的课程设置中,通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中,设置了软件设计、微电子课程设计等,设计内容都是与本专业紧密相关,全面运用到所学的专业知识。同时建立校外实习基地,使学生能够初步了解芯片生产过程。通过参加国外IC CAD公司的大学计划、购置器件和工艺设计CAD工具,并通过和IC生产企业建立良好合作关系,建立生产实习基地。注重学生与工业界的直接联系。争取在毕业设计阶段,大部分学生的毕业设计都能在企业完成的,而且不少学生的第一个工作就是在所实习和进行毕业设计的单位里找到的。

1.3 师资队伍的建设没有高水平的师资队伍,培养高素质的人才也只能是纸上谈兵。而且本学院的主要任务就是能培养具有良好的学习、工作和创新的高级应用型人才,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。而且针对应用型人才的培养目标,师资队伍本身也要具备能培养应用型人才的能力和水平。

1.3.1 积极培养学科带头人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。学校要为人才成长创造一流的工作和实验条件,打造一个凝聚人心的事业平台,通过培养和引进,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。

1.3.2 在教师中增加培养应用型人才的意识目前,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。我们学院的老师都是从大学毕业直接来教大学,导致对学生的培养从源头上还是在按照“理论型”或“学术型”的培养模式在进行。因此,建立既具有深厚扎实的理论知识功底,又具有精通实践,有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的“双师型”教师队伍,培养高层次高质量的实用型、应用型教学人才迫在眉睫。今后学院应把如何培养“应用型教师”作为一个重要目标,来加强师资队伍的建设。在教师中增加培养应用型人才的意识。

积极筹措资金,进一步完善微电子设计、测试实验室,开出更多的实验项目,增加实验组数,鼓励教师在课程教学中增加设计、实验类的课时比例,让学生多动手动脑。鼓励教师积极申报应用型或工程类的项目,这样既可以满足一定的科研工作量,也可以让学生参与到项目中来锻炼学生的从事科研和工程技术类的工作,积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作,给学生提供实习、工作的机会和场所,也可以提高就业率。鼓励教师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,资助青年教师开展注重应用类的教学科研工作。在进行教学工作的同时,也与企业界密切合作进行科研工作和技术开发工作,保证自己在理论和技术方面的领先性,在授课时结合自己的研究成果、把新的观念、新的方法、新的理论传授给学生,当自己的研究成果转化为产品后,可以将最新产品和最新技术溶入工业中。

只要通过以上措施,从学科目标、理论课程、实践环节及师资队伍建设等工作常抓不懈,经过一定的阶段,一定会培养出高水平的拥有微电子学领域内扎实的理论基础、较强的创新精神和工程实践能力,从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的应用型人才。

2小结

总的来说,微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。而国内外微电子学人才都十分紧缺,尤其注重某一专门职业的培养。因此我校也更需要培养大量的微电子方面的工程应用型人才。而培养应用型的人才必须采取的措施是:明确我校的特点和优势,以通信集成电路设计为主要方向,同时兼顾工艺设计与器件设计;在课程的设置上,必须根据行业的需求来安排和设置课程,除了基础理论课,也要大大加强实验和上机比例。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;同时在教师中增加培养应用型人才的意识,鼓励教师与公司、研究所合作,积极申报应用型或工程类的项目,让学生参与到项目中积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师给学生提供实习、工作的机会和场所。相信通过各方面的工作的配合,一定会培养出高质量的微电子学领域内的应用型人才,为我国的微电子工业做出贡献。

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.

[5]李文石,钱敏,黄秋萍.施敏院士论微电子学教育.教育家,2003,(3):11-16.

微电子技术论文范文第12篇

所谓微电子学,指的是一个广泛的技术领域,它包括用超小型电子线路构成的电子仪器、电子系统及其应用技术。大规模集成电路技术是支撑这个领域硬件的主要支柱。

运用集成电路技术制造的计算机芯片和存储器使计算机的发展突飞猛进。不仅如此,集成电路(integratedcircuit)还广泛的应用于通信、家用电器、仪器仪表、医疗、金融、工业自动化、公安等几乎涵盖人类生产、生活的各个方面。随着我国科学技术的迅猛发展,对IC产品的需求量越来越大。从不久前召开的第十三届中关村电脑节主题报告会上获悉我国集成电路(IC)产品需求巨大。2010年需求量将占到世界总产量的1/8,市场总额将达到2000亿元人民币。科技部高科技发展及产业化司司长冯记春说,去年我国IC的需求金额已近1000亿元人民币,今年仍将有很大增加。但目前我国微电子产业无论在规模、产值、产量和技术水平等方面都不能适应经济发展的要求。中国IC消费“大国”和生产“弱国”的矛盾非常突出。要实现信息产业的可持续发展就必须大力发展微电子技术和产业。

1、微电子产业发展的外部环境

微电子产业作为尖端技术及高附加价值产业对其他产业的影响极大,是在整个国民经济中具有巨大战略意义的关键性技术产业,因此世界各国政府都将其视为国家的骨干产业。无论是美国、欧洲还是日本、韩国,没有一个国家的政府对微电子技术产业的发展采取放任政策,而是通过一系列政策手段进行扶植。

中国的微电子技术市场需求强劲,市场规模的增速远高于全球平均水平。基于市场需求和产能转移,我们判断微电子技术行业在国内有很大的增长潜力,未来5年的年均复合增长率保持在20%以上,2009年的市场规模接近10000亿元。原因有三个:

一是国家政策支持。中国半导体产业的发展离不开国家政策的支持。2000年6月,为鼓励我国发展软件及半导体产业,国家出台了18号文件,该文件的全称为《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,这项政策曾经使得数家软件及半导体企业获益。2005年4月23日实施的、由财政部、信息产业部和国家发展改革委制定的《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》表明国家设立了集成电路产业研究与开发专项资金,用来扶持产业发展。

就北京而言,为加快微电子产业建设,北京市政府在国家出台鼓励软件和集成电路发展政策基础上制定了北京市鼓励微电子产业发展实施细则,在土地税收、政府跟进投资、贷款贴息等方面给予投资者优惠政策。

在众多政策鼓励下北京市迎来了微电子产业快速发展的黄金时期,北京有色金属研究总院半导体材料股份有限公司与北京林河工业开发区投资20亿人民币建设国内最大的半导体材料基地,据介绍,该基地一期计划投资2亿元人民币,已经建设年产25吨6英寸区熔硅单晶和年产400吨重掺砷硅单晶两条生产线,项目投产后年销售收入2亿元人民币,税后利润6000万元人民币。北京中芯国际位于亦庄经济开发区,它是世界领先的集成电路芯片代工企业之一,也是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业,每年都在招收就有专业知识的技术工人。北京市集成电路生产规模最大、技术最先进的生产基地首钢与日本NEC公司合作建成的首钢日电公司2000年就生产集成电路4974万块,在全国排名第10,该公司兴建北京华夏半导体制造有限公司,2010年已建成6-8条8英寸和2英寸芯片生产线,总投资达100亿美元,年销售可达50亿元人民币,北方微电子产业基地规划已经实施,该基地以集成电路设计为先导,形成设计、生产、封装、测试和研发互动协调发展的产业格局。北京中芯国际、华润上华都已经是国内的龙头企业。

二是市场需求巨大。计算机、通讯、消费类电子产品的需求带动对半导体的需求。例如全球手机的出货量预计将从2004年的6.7亿台增加到2008年的11亿台,增长超过64%。未来增长较快的领域将来自于数字电视、3G、以及高端消费类电子产品。

三是我国微电子技术产业快速发展,产业链逐步完善。我国半导体产业经过长期发展,已经建立起基本的产业架构,近几年的加速发展缩短了与国外先进技术的差距,有了一定的产业规模,但仍相对弱小。技术是半导体行业的立足之本。这个行业内的技术更新速度迅速,比如芯片制造的硅片尺寸已经达到12英寸,工艺达到90nm。芯片制造对资金和技术的要求较高,这个环节也集中了大多数的外来投资。自首钢NEC于1999年建成大陆第一条8英寸芯片生产线以来,2000年至2004年间,北京的芯片制造厂就建成了另外8条8英寸线和1条12英寸线,目前大约有10条在建8英寸线和2条12英寸线。8英寸线的工艺分布在0.35um-0.13um,12英寸线的工艺为90nm。一条采用新设备的8英寸线需要10-15亿美元的投资,而一条采用新设备的12英寸线需要25亿美元左右的投资。

目前我国发展微电子技术产业最缺乏的就是人才,既包括技术人员,也包括半导体企业有经验的中高级主管。决不可忽视对技术人才的培养,为基层作业员、技工、工程师提供较好的专业素质培训,这对一个以生产为导向的微电子技术企业来说也是至关重要的。

2、北京地区职业院校开设微电子技术专业必要性

微电子技术产业在今后十年会有巨大的发展,对不同层次的人才需求量也会增加。那么,职业院校的微电子技术专业在微电子产业的作用如何?我们做如下分析:

首先,我们,来看一下职业院校培养人才的目标

职业院校培养的人才应具有基本的文化素养;掌握本专业的基本理论知识和实践技能;具有综合职业能力,成为本专业的操作人员和技术人员。

其次,从集成电路产品主要的生产流程(图1),看看集成电路生产过程对人才的需求。

IC设计:从中国华大集成电路设计中心了解到,集成电路设计科技含量非常高,它需要工作人员有扎实的文化理论基础;雄厚专业知识和熟练的计算机操作能力以及编程能力。作为职业院校的毕业生在这一领域发展显然能力不足。

半导体材料的生产:半导体材料生产工艺主要包括拉单晶、切片、磨片、抛光等。对有研硅股走访了解到,其现有一线具有一定专业知识和技能的操作人员100人,在林河投资的两条生产线的操作人员在300以上。随着产量的增加,操作人员的数量也需增加。在讨论操作人员应具备什么样的知识条件与技能时,技术人员说:操作人员应具有半导体物理、半导体材料工艺的专业知识,同时生产设备都是进口的,自动化程很高。因此要求操作人员有一定的计算机操作能力和一定的英语基础。这些要求与中等职业学校学生的培养目标相符的。

IC生产:在首钢日电公司的调查中,我们了解了该公司的用人情况。该公司有员工900人,其中技术人员200人,500人为一线生产的操作人员。这些一线生产的操作人员从事着集成电路生产、封装、测试等工作。技术人员在对高中生与职业院校毕业生在生产中的表现进行比较中发现,职业院校毕业除具有一定的文化基础知识以外,还具有专业知识和技能,因此在工作中表现得更自觉、更主动、更灵活。在新投资的生产线上,该公司人事部门更希望招聘微电子技术专业毕业生从事一线的生产操作。

IC封装:IC封装更多的涉及到有机化工材料,微电子技术专业不做讨论。

IC测试:由于职业院校微电子技术专业的毕业生初步掌握集成电路的生产过程、结构以及性能参数,所以在测试的过程中更有责任感,并能及时发现产品的问题。因此职业院校微电子技术专业的毕业生能胜任这一工作。

IC销售:集成电路产品日新月异,性能不断更新,应用范围不断扩大。如何使更多的生产厂了解集成电路产品广阔的功能,这就需要懂得专业知识的推销员。如果职业院校微电子技术专业的学生在学习集成电路知识的基础上,同时学习市场营销的基础知识就能够满足销售集成电路的需要。

3、结论

微电子产业是科技密集型产业,对从业人员的要求较高,而微电子技术专业职业院校毕业生的文化水平和实际操作水平能够满足微电子产业操作人员的需要。从以上分析可知,只要职业院校微电子技术专业学生培养目标符合微电子产业这个大市场的需要,课程设置合理,就能为微电子产业做出较大的贡献。

参考文献

[1]《科学技术部高技术发展及产业化司冯记春司长致辞》科技时代2008年5月

[2]杨树人王宗昌王兢《半导体材料》出版社:科学出版社2009年5月第一版

[3]孟祥忠《微电子技术概论》出版社:机械工业出版社2009年09月第一版

微电子技术论文范文第13篇

关键词:高职;工作过程;微电子技术;课程体系

中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0139-03

近年来,我国高等职业技术教育发展迅猛,规模迅速扩大。另一方面,随着我国社会经济的快速发展,企业对技能型劳动人才的需求大幅增加,对技能型劳动人才的综合能力亦提出了更高的要求。虽然对高等教育大众化和社会经济的发展作出了突出的贡献,但也带来了突出的问题。课程体系是一个专业所设置的课程相互间的分工与配合,课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。高等学校课程体系主要反映在基础课与专业课、理论课与实践课、必修课与选修课之间的比例关系上。课程改革是高职教学改革的核心和难点。由于高职开设微电子技术专业的时间较短、学校较少,形成半导体产业链的区域还比较少,因此对微电子技术专业的人才定位、课程体系等都还不很完善,从而给本专业的人才培养带来不确定因素,不利于专业的发展,也难以满足微电子技术行业企业对人才的需求。本文即针对以上问题展开一些有益的探讨与实践。

一、构建课程体系的总体思路

构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据,以素质培养为基础,以技术应用能力为核心,构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式,将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一,环环相扣,充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想,努力为社会培养优秀高端技能型人才。

1.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础,主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析,整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程,按照人的职业能力的形成规律进行序列化,从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识,并以工作任务为核心,组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系,按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程,形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。

2.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内(“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求,了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出,培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业,建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群),建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引,建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群,形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元,成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝,未来几年IT人才需求在20万以上,而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右,远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明,近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才,学生在校学非所用,用非所学,实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。

3.形成专业定位,确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程:集成电路设计裸芯片精细加工封装测试芯片应用PCB设计制造,充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题,形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位,确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业,满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术,又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务,并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。

二、构建基于工作过程的学习领域课程体系

微电子技术论文范文第14篇

(一)微型企业的特质

2011年6月我国首次制定了微型企业标准。微型企业通常是由企业主主导运营,其发展受资金、技术、人力资源等内、外部因素的制约。Sto-rey总结了小微企业和大企业之间的主要区别:小微企业由于客户资源及产品线的限制常以企业主的意愿为企业的发展导向,企业主自我激励是影响微型企业绩效的最重要因素;倾向于生产和提供创新的产品和服务;通常具有更灵活的企业文化,比大企业更有可能快速发展和变革。Devins等研究发现,企业主是微型企业的日常运营和管理者,是影响企业成长和绩效的主要因素,微型企业不能简单地被看成大企业在规模上的缩小,其采用信息技术受外部支持资源的影响。Fillis等的研究强调了微型企业企业家能力和发展导向的重要性,企业家感知的机会和价值,对风险的态度对企业采用电子商务有重要影响。

(二)信息技术接受模型

用户接受和采用是实现信息技术价值的前提条件,也是信息技术研究重要的研究领域。近年来,用户接受和采用研究涌现了一批有影响力的理论。例如:理理论(TRA),技术接受模型(TAM),扩展的技术接受模型(TAM2),理论计划行为(TBP),以及最新的整合技术接受和采用模型UTAUT。TPB、TAM、UTAUT理论都起源于TRA。Fishbein和Ajzen在社会心理学基础上于1975年提出了TRA。TRA认为个人的行为可以在一定程度上通过行为意向,即个人对做某事的愿望进行预测。行为意向是由个人的态度和主观规范决定,TRA的缺陷是假设用户能完全控制是否采用某种技术,没有考虑用户的能力和外部条件的影响。2003年,Venkatesh等在回顾了先前的8种信息技术接受理论后提出了整合的技术采用理论(UTA-UT),模型构建了影响行为意向的4个核心变量:绩效期望、努力期望、社会影响力和便利条件。绩效期望和努力期望来源于多个理论,其中最重要的是行为决策理论的“成本—收益”范式,认为个体的行为决策主要是对行为可能带来的收益和可能付出的努力进行权衡的结果。绩效期望是指“用户感知采用该技术将帮助提高工作绩效的程度”;努力期望是指“感知采用该技术的容易程度”;社会影响是指“对其重要的人认为是否应该采取某项行动的认知程度”;便利条件是指“感知组织和现有设施能够支持采用技术的程度”。UTAUT被广泛地认为是预测和解释个人或组织接受信息技术的强有力的理论工具,然而,关于该模型和应用的争论一直不曾停息。Venkatesh建议,在针对特殊群体和特定信息技术研究时,模型需要进行修正和测试。Boumediene等认为,小企业接受信息技术的研究还有很大的发展空间,需要进一步的理论和实证研究从而得出更确定的研究成果。Kristian等学者认为微型企业采用电子商务的决策通常由企业主做出,微型企业主接受电子商务的意向与其实际的采用有很强的相关性,传统的技术接受模型不能充分地解释微型企业接受信息技术。国内的学者从社会认知理论、结构化理论、企业资源观理论等视角,对企业电子商务的采纳从决策行为、组织行为进行了研究,但针对微型企业的研究无论从理论上还是实证上都比较缺乏。

(三)假设模型框架

由于原UTAUT模型是在大企业环境下以个体用户为对象进行的研究,主要考察的是采用者的个体行为,而忽略了对企业因素的考察,本研究的假设模型保留了原模型中的努力期望和绩效期望,针对微型企业主既是个体采用者,同时也是企业主的特点进行变量的修正,在绩效期望和努力期望中加入了考察影响企业绩效价值的因素。此外,在针对微型企业进行考察时,原模型的一个较大缺陷是忽略了对企业家特质的考察,本研究在假设模型中构建了对微型企业行为有重大影响的企业家特质核心变量。

(四)研究假设

1.绩效期望。

绩效期望考察用户对工作绩效改善的期望。电子商务给企业带来的收益包括:改善沟通,加快物流,提高竞争优势,节约成本,促进合作,提高信息收集效率,扩大市场和销售。Sterne等的研究认为绩效期望还应包括改善企业形象和客户关系,获取新客户,改善内外部沟通以及长期收益和短期收益。针对微型企业主既是采用者,同时也是企业的主要运营和管理者,更加关注电子商务可能给企业带来的价值的状况,本文在构建绩效期望时采用Sweeney和Soutar提出的四维价值理论框架,从电子商务可能带来的功能价值、感知费用(价格)、情感价值和社会价值4个核心价值设计变量,在结合其他研究结论的基础上,将电子商务可能带来的功能价值归纳为扩大销售,感知费用归纳为降低成本,情感价值归纳为提高沟通效率,社会价值归纳为改善企业形象,并提出假设如下:H1:企业家对提高沟通效率的感知正向影响采用意愿。H2:企业家对扩大销售的感知正向影响采用意愿。H3:企业家对降低成本的感知正向影响采用意愿。H4:企业家对改善企业形象的感知正向影响采用意愿。

2.努力期望。

原模型中努力期望考察用户感知易用性、技术的复杂程度和易用性3个具有一定相似度的变量,本研究将该3个变量归纳为感知易用性一个变量;借鉴Fillis等认为微型企业企业家风险的感知对企业采用电子商务有重要影响的研究结论,本研究在努力期望中构建了风险感知变量;鉴于外部支持资源对微型企业采用信息技术有重要作用,本研究在努力期望中构建了感知支持资源变量,并提出以下假设:H5:企业家对易操作性的感知正向影响采用意愿。H6:企业家对风险的感知负向影响采用意愿。H7:企业家对外部支持资源的感知正向影响采用意愿。

3.企业家特质。

企业家是微型企业日常运营和管理者,企业家个性特质对微型企业采用电子商务行为有重要影响。在个性研究领域,Eysenck维度是最悠久和广泛采用的研究方法之一,Amiel和Sargent应用Eysenck研究维度发现情绪化特质对社交网的采用呈正相关,外向型与之呈负相关。Amichai-Hamburger等学者认为由于互联网从本质上采用的是人机交互,因此在了解和考察互联网相关的用户行为时不能不了解其用户的个性,他们的研究结论认为个性是解释人们在互联网上行为的主导因素。本研究提出如下假设:H8:企业家外向性特质负向影响采用意愿。H9:企业家情绪化特质正向影响采用意愿。H10:企业家神经质特质正向影响采用意愿。此外,许多研究者发现社交影响对采用意愿有显著影响。本研究亦将微型企业家的社交影响作为组成企业家特质的因素,考察微型企业主内部和外部社交对微型企业采用电子商务的影响,提出如下假设:H11:企业家社交影响正向影响采用意愿。

4.采用意愿与采用行为。基于原模型研究结论,采用信息技术的行为由是否接受和采用信息技术的意愿决定,本文提出假设:H12:企业家采用电子商务的意愿正向影响微型企业采用电子商务。

二、研究设计

(一)量表设计

本研究以问卷为主要测量方式,问卷题项是在借鉴国外相关文献基础上结合我国微型企业特质采用Likert五分量表设计,1表示完全同意,5表示完全不同意。

(二)调查方法

由于缺乏微型企业的统计数据,难以获得样本总体数量,调查采用非概率抽样,在成都市中小企业服务中心的帮助下,先对20户微型企业进行预调查,根据企业反馈对部分题项和语言表达进行了修正,然后以邮件和培训现场填写的方式向成都市采用电子商务的600家微型企业发放问卷,并要求问卷由企业负责人填写。

三、实证研究

(一)样本统计描述

调查回收问卷506份,其中有效问卷467份,有效率为92.29%,数据统计显示被调查者以男性为主,占76%;年龄主要集中在30~50岁之间,占57%;被调查者受教育程度不高,主要为高中和专科,占比65%。

(二)实证结果

研究假设检验之前,采用Cronbach''''sα作为检验信度指标,使用SPSS15.0进行信度检验,结果显示各潜变量Cronbach''''sα值都大于0.75,显示出各变量的测量指标具有较可靠的内部一致性。对潜变量的效度分析包括内容效度和建构效度分析:内容效度主要根据相关文献支持;建构效度包含收敛效度和区别效度,收敛效度从潜在变量的组成信度CR(CompositeReliability)和平均变异萃取量AVE(AverageVariancesExtracted)方面进行检验。本研究各潜变量的CR值均大于0.7,表示各变量均具有良好的内部一致;潜在变量的AVE值均大于可接受值0.5,说明测量模型有较好的信度和收敛效度,各变量内部与各变量之间均有充分的区别度。研究进而采用结构方程模型(SEM)对提出的假设进行检验,运用LISREL8.80软件对数据进行处理得出结构模型整体拟合优度指数。结果表明,除Chi-S/df和GFI指数比建议值小之外,其他指标均在可接受范围之内。由于没有任何指标可以单独评估模型的优劣,而且Chi-S/df和GFI指数接近可接受建议值,因此该结构模型是可接受的。结果显示,绩效期望和努力期望以及企业家特质对微型企业采用电子商务都产生影响,采用意愿对采用行为有重大影响。模型对采用行为的解释度为63%(R2=0.63),表明模型对微型企业的电子商务采用行为有较好的解释能力。

(三)分析讨论

在对绩效期望的影响的考察中,实证结果与Sweeney提出的四维价值理论框架以及Ellsworth等的研究结论一致,电子商务可能带来的绩效期望包括扩大销售、提高沟通效率、降低成本和改善企业形象,其对微型企业采用电子商务的意愿都产生正向影响。其中,影响最大的因素是扩大销售,这可能由于微型企业生存压力大,扩大销售、拓展市场是其生存第一要务的特点造成的。同时,提高内外部沟通效率,降低成本对微型企业采用电子商务也产生较大影响,这可能是由于微型企业内外部资源有限,在选择是否采用电子商务时将关注成本和效率改善的原因。此外,改善企业形象对微型企业采用电子商务有一定影响但不是十分显著,这可能是由于微型企业迫于生存的压力,更加关注扩大销售与降低成本,对企业形象及影响的关注有限。进一步的研究可以深入考察微型企业绩效期望的各子维度对微型企业主决策的影响。在对感知易用性的分析中,首先,感知易操作性和支持资源对采用意愿有正向影响,感知风险对采用意愿产生负面影响。其中,影响最大的是支持资源,这符合关于微型企业特质的研究结论:在信息技术和信息系统的操作方面,微型企业主要依赖于外部专家和服务。其次,感知易操作性对微型企业采用电子商务的意愿有较大影响,这反映了微型企业采用电子商务尚处于初级阶段,企业家往往缺乏采用经历,易操作性有助于微型企业采用电子商务。最后,与以往的研究结论一致,风险不确定性对微型企业采用电子商务产生负面影响,这证实了企业家对风险的态度影响电子商务的采用。在对企业家特质的观察中,社交影响和企业家性格特质对微型企业采用电子商务产业影响。其中,与原UTAUT模型研究一致,社交影响是对采用电子商务影响较大的因素,这反映出微型企业主的朋友、员工等对微型企业主较重要人物的意见对微型企业是否采用电子商务的决策产生影响。在微型企业主个性方面,情绪化和神经质对采用电子商务有正面影响,外向型对采用电子商务有负面影响但影响并不显著,这与Amiel和Amichai-Hamburger等的研究结论基本一致。由于Amiel等是以个体使用社交网络为主要研究对象,而本文是以特殊的个体———企业家采用电子商务为研究对象,其行为既是个人行为也是企业行为,在决策时既基于个性特点同时也考虑企业目标,这可能是造成个性对行为的影响并不特别显著的原因,进一步的研究可以深入考察各性格特质对企业家决策的影响机制。

四、结论与政策建议

笔者基于研究结论提出促进微型企业采用电子商务的政策建议:

第一,微型企业采用电子商务在我国尚处于发展初期,社交影响对微型企业有积极促进作用,应加强电子商务的宣传和推广,从而促进微型企业使用电子商务。

第二,微型企业采用电子商务的主要目的是扩大销售和降低成本,因此,应鼓励电子商务服务机构积极开发针对微型企业的并有助于其拓展市场、扩大销售的电子商务产品。

第三,应加大对微型企业的电子商务培训,推广电子商务产品时应辅以演示、广告、技术培训等措施以增强微型企业对电子商务的了解,降低风险不确定性对微型企业采用电子商务的阻碍。

微电子技术论文范文第15篇

 

―、构建课程体系的总体思路

 

构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据,以素质培养为基础,以技术应用能力为核心,构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式,将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一,环环相扣,充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想,努力为社会培养优秀高端技能型人才。

 

1.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求,了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出,培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业,建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群),建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引,建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群,形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元,成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝,未来几年IT人才需求在20万以上,而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右,远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明,近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才,学生在校学非所用,用非所学,实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。

 

2.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础,主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析,整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程,按照人的职业能力的形成规律进行序列化,从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识,并以工作任务为核心,组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系,按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程,形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。

 

3.形成专业定位,确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程:集成电路设计—裸芯片精细加工^封装测试—芯片应用—PCB设计制造,充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题,形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位,确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业,满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术,又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务,并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。

 

二、构建基于工作过程的学习领域课程体系

 

对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务—学校专家归并行动领域—微电子行业专家论证行动领域—学校专家开发学习领域—校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”,实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法,实现典型工作任务到行动领域转换,通过工作过程分析法,实现从行动领域到学习领域转换,通过工作任务还原法,实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”,构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容,获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。

 

1.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质,是以工作过程为参照物,将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合,在陈述性知识总量没有变化的情况下,增加经验以及策略方面的“过程性知识”3]。对典型工作任务进行归纳,确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域,即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。

 

2.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程,它是职业工作中同类工作任务的归类,能表现出职业工作的内容和形式,并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员,与学院的微电子技术专业教师一起,召开课程开发座谈会,进行微电子技术课程体系开发:以“集成电路(版图)设计—晶圆制造—封装测试—表面贴装”工作过程为主线,与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位,得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。

 

3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系,按照以工作过程为导向,进行课程的解构与重构,将6个行动领域转换为9个学习领域,即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求,重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期:电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期:集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。

 

4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计,由教师根据学校教学计划,结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长,由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学,从而促进学生对职业实践的整体性把握4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为:①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境:N/PM0S晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境:集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境:DP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境:SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线运行及工艺优化5个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境:单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境:收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境:编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境““跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境:课程概述、基于QualusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于QuarusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。

 

三、试点实施效果分析

 

在教学实施上,重点是加强教师执教能力:教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生,学生可以根据自己的兴趣爱好,在教师的指导下,充分利用各种资源,相互协作开展对某一问题的学习探讨,从而获得新知识,得到探索的体验及情感,促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践,课程教学效果得到显著提高,学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高,“双证书”提高到100%,专业对口率从原来的48%上升到92%,用人单位满意度达90%以上。

 

高职院校在办学过程中要形成特色鲜明的高职办学模式,课程体系是重要的载体。办学特色正是通过课

 

程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系,跟随产业的发展,调整专业的课程设置,符合职业岗位要求,学生技能显著提升,同时结合我院的办学特色,努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。

 

参考文献:

 

[1]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础〇].职教通讯,2006,(1).

 

[2]余国庆职业教育项目课程的几个关键问题ffl.中国职业技术教育,2007,(4).

 

[3]首珩,周虹基于工作过程的课程体系开发与实施m职教论坛,2008,(9).

 

[4]姜大源,吴全全当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.