微電子學(xué)論文范文第1篇
關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)DNA芯片
1引言
綜觀人類社會(huì)發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學(xué)技術(shù)作為革命的力量，推動(dòng)著人類社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會(huì)的重要資源，但對(duì)它的利用卻僅僅是開始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對(duì)信息的利用，更好地滿足了人們對(duì)信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有微電子技術(shù)的進(jìn)步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。
50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、CPU、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí)，每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開拓出一個(gè)新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場(chǎng)，對(duì)我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所以有人認(rèn)為，1968年以后人類進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代（siliconage）〖1〗。因此可以說社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。
在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期，21世紀(jì)上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點(diǎn)；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，如MEMS，DNAChip等。
221世紀(jì)上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝
微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長(zhǎng)度縮小可以提高集成電路的速度；同時(shí)縮小溝道長(zhǎng)度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。
自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預(yù)言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預(yù)測(cè)這種發(fā)展趨勢(shì)將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實(shí)了Moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。
現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功，研究工作已進(jìn)入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預(yù)計(jì)到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。
21世紀(jì)，起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外，全世界數(shù)以萬(wàn)億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力；同時(shí)，長(zhǎng)期的科研投入已使人們對(duì)硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會(huì)輕易放棄。
目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束，這實(shí)際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長(zhǎng)。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測(cè)，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽(yáng)工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢(shì)，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?span style="display:none">TE6萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對(duì)其中的物理規(guī)律等科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級(jí)的微電子器件，但對(duì)空間尺度為納米量級(jí)、空間尺度為飛秒量級(jí)的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進(jìn)光刻、13nmEUV光刻、超細(xì)線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。
3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來嶄新的領(lǐng)域
在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱之為“scalingdown”，與此同時(shí)我們必須注意“bottomup”?！癰ottomup”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面：
(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫(kù)侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)能量的改變和庫(kù)侖作用，一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢(shì)阱，則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高；由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低；由于相對(duì)小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對(duì)環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時(shí)要求電容極?。é罠），要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。
因此，目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。
(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。
量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成，至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢(shì)是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對(duì)值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。
以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng)，可支持高密度電流，而熱導(dǎo)性能類似于金剛石，能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導(dǎo)體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個(gè)。這些都使碳納米管（CNT）成為當(dāng)前科研熱點(diǎn)，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長(zhǎng)有序的符合設(shè)計(jì)性能的CNT器件，更難以集成。
目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對(duì)于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會(huì)帶來突破性的進(jìn)展。
QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實(shí)際應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)日！但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。
4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)
在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫(kù)（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí)，這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì)，極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板（PCB）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，由于IC設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108－109個(gè)晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3G時(shí)代逐步發(fā)展到3T時(shí)代（即存儲(chǔ)容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。
正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡(jiǎn)稱SOC）概念。
系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計(jì)思想是不同的，它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。
SOC是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，在單個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級(jí)開始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下，能夠相當(dāng)于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用SOC設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。
對(duì)于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。
（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。
（2）IP模塊庫(kù)問題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗(yàn)證過的。其中以硬核使用價(jià)值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值?，F(xiàn)在,美國(guó)硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（Chipless）的公司,專門銷售IP模塊。
（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。
微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。
在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場(chǎng)變革，例如維特比算法、小波變換等均對(duì)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。
5微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)
微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，這方面的典型例子便是MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。
微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào)，把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。
MEMS的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時(shí)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等。現(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。
MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長(zhǎng)速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期，再過若干年將會(huì)迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年，全世界MEMS的市場(chǎng)達(dá)到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場(chǎng)達(dá)到1000億美元。
目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡(jiǎn)單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資，促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度，對(duì)CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng)，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場(chǎng)信息革命。現(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專用性很強(qiáng)，單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對(duì)人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。
當(dāng)前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破，從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：MEMS建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究；MEMS的表征與計(jì)量方法學(xué)；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。
微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn)，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。
采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬(wàn)種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。
DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測(cè)基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類生活的各個(gè)方面，那時(shí)，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。
目前的生物芯片主要是指通過平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測(cè)。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法學(xué)等等。
6結(jié)語(yǔ)
在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。
回顧20世紀(jì)后50年，展望21世紀(jì)前50年，即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對(duì)我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇，也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn)，則有可能使我國(guó)微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀(jì)中葉將要到來的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！
參考文獻(xiàn)
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[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997
技導(dǎo)報(bào)，1999，4：2
微電子學(xué)論文范文第2篇
關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)DNA芯片
1引言
綜觀人類社會(huì)發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學(xué)技術(shù)作為革命的力量，推動(dòng)著人類社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會(huì)的重要資源，但對(duì)它的利用卻僅僅是開始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對(duì)信息的利用，更好地滿足了人們對(duì)信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有微電子技術(shù)的進(jìn)步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。
50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、CPU、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí)，每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開拓出一個(gè)新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場(chǎng)，對(duì)我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所以有人認(rèn)為，1968年以后人類進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代（siliconage）〖1〗。因此可以說社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。
在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期，21世紀(jì)上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點(diǎn)；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，如MEMS，DNAChip等。
221世紀(jì)上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝
微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長(zhǎng)度縮小可以提高集成電路的速度；同時(shí)縮小溝道長(zhǎng)度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。
自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預(yù)言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預(yù)測(cè)這種發(fā)展趨勢(shì)將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實(shí)了Moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。
現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功，研究工作已進(jìn)入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預(yù)計(jì)到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。
21世紀(jì)，起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外，全世界數(shù)以萬(wàn)億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力；同時(shí)，長(zhǎng)期的科研投入已使人們對(duì)硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會(huì)輕易放棄。
目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束，這實(shí)際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長(zhǎng)。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測(cè)，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽(yáng)工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢(shì)，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?span style="display:none">TE6萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對(duì)其中的物理規(guī)律等科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級(jí)的微電子器件，但對(duì)空間尺度為納米量級(jí)、空間尺度為飛秒量級(jí)的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進(jìn)光刻、13nmEUV光刻、超細(xì)線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。
3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來嶄新的領(lǐng)域
在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱之為“scalingdown”，與此同時(shí)我們必須注意“bottomup”?！癰ottomup”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面：
(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫(kù)侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)能量的改變和庫(kù)侖作用，一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢(shì)阱，則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高；由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低；由于相對(duì)小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對(duì)環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時(shí)要求電容極?。é罠），要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。
因此，目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。
(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。
量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成，至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢(shì)是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對(duì)值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。
以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng)，可支持高密度電流，而熱導(dǎo)性能類似于金剛石，能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導(dǎo)體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個(gè)。這些都使碳納米管（CNT）成為當(dāng)前科研熱點(diǎn)，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長(zhǎng)有序的符合設(shè)計(jì)性能的CNT器件，更難以集成。
目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對(duì)于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會(huì)帶來突破性的進(jìn)展。
QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實(shí)際應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)日！但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。
4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)
在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫(kù)（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí)，這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì)，極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板（PCB）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，由于IC設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108－109個(gè)晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3G時(shí)代逐步發(fā)展到3T時(shí)代（即存儲(chǔ)容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。
正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡(jiǎn)稱SOC）概念。
系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計(jì)思想是不同的，它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。
SOC是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，在單個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級(jí)開始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下，能夠相當(dāng)于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用SOC設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。
對(duì)于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。
（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。
（2）IP模塊庫(kù)問題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗(yàn)證過的。其中以硬核使用價(jià)值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值?，F(xiàn)在,美國(guó)硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（Chipless）的公司,專門銷售IP模塊。
（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。
微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。
在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場(chǎng)變革，例如維特比算法、小波變換等均對(duì)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。
5微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)
微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，這方面的典型例子便是MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。
微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào)，把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。
MEMS的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時(shí)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等?，F(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。
MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長(zhǎng)速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期，再過若干年將會(huì)迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年，全世界MEMS的市場(chǎng)達(dá)到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場(chǎng)達(dá)到1000億美元。
目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡(jiǎn)單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資，促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度，對(duì)CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng)，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場(chǎng)信息革命。現(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專用性很強(qiáng)，單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對(duì)人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。
當(dāng)前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破，從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：MEMS建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究；MEMS的表征與計(jì)量方法學(xué)；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。
微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn)，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。
采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬(wàn)種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。
DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測(cè)基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類生活的各個(gè)方面，那時(shí)，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。
目前的生物芯片主要是指通過平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測(cè)。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法學(xué)等等。
6結(jié)語(yǔ)
在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。
回顧20世紀(jì)后50年，展望21世紀(jì)前50年，即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對(duì)我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇，也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn)，則有可能使我國(guó)微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀(jì)中葉將要到來的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！
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技導(dǎo)報(bào)，1999，4：2
微電子學(xué)論文范文第3篇
二、投稿要求如下：1．來稿內(nèi)容應(yīng)有較高學(xué)術(shù)水平，有創(chuàng)新之處，表達(dá)上做到主題突出、觀點(diǎn)明確、論據(jù)充分、結(jié)構(gòu)合理、層次清楚、語(yǔ)言通順、文字簡(jiǎn)練。2．作者投稿需向編輯部提供一份聲明：稿件內(nèi)容屬于作者的科研成果，署名無爭(zhēng)議，且未公開發(fā)表過。3．來稿一般不超過8000字（含圖、表），內(nèi)容包括：中英文題目、中文作者姓名及漢語(yǔ)拼音的作者姓名、作者單位及英文譯名、作者簡(jiǎn)介（性別、出生年份、學(xué)位、職稱及研究方向）、中英文摘要（250字左右）、關(guān)鍵詞（3～8個(gè)）、中圖分類號(hào)、正文、參考文獻(xiàn)。如為基金項(xiàng)目資助論文，請(qǐng)?jiān)谖母迨醉?yè)注明，并列出批準(zhǔn)文號(hào)。4．摘要應(yīng)說明論文的目的、方法、結(jié)果與結(jié)論。英文摘要的內(nèi)容需與中文一致。5．文中的量與單位應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。外文字母必須分清大小寫、正斜體（包括黑正體、黑斜體及白正體、白斜體）；上下角的字母、數(shù)字和符號(hào)，其位置高低應(yīng)區(qū)分明顯。6．圖、表不超過6幅；圖、表須有名稱和編號(hào)，其內(nèi)容要與正文中的編號(hào)和說明一致；插圖和照片必須是清繪圖和原照片，繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最好控制在7．5cm×7．5cm內(nèi)；有坐標(biāo)系的插圖，縱橫坐標(biāo)上均要有適宜的刻度、對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并標(biāo)注出其所代表的物理量和單位；表格盡量采用三線表的形式繪制。7．參考文獻(xiàn)只擇最主要的列入，一般不超過10條，未公開發(fā)表的資料請(qǐng)勿引用。文獻(xiàn)序號(hào)以文中出現(xiàn)的先后順序編排，文后須與正文中的一一對(duì)應(yīng)。文獻(xiàn)作者3名以內(nèi)應(yīng)全部列出，4名以上的只列出前3名，后加“等”字（或etal）；外文作者姓在前，名在后，名可用縮寫，但不加縮寫點(diǎn)。
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微電子學(xué)論文范文第4篇
《微電子學(xué)》（CN：50-1090/TN）是一本有較高學(xué)術(shù)價(jià)值的大型雙月刊，自創(chuàng)刊以來，選題新奇而不失報(bào)道廣度，服務(wù)大眾而不失理論高度。頗受業(yè)界和廣大讀者的關(guān)注和好評(píng)。
《微電子學(xué)》報(bào)道內(nèi)容有關(guān)微電子學(xué)基礎(chǔ)理論，微電子器件與電路,集成電路，半導(dǎo)體工藝和制造技術(shù)，集成電路封裝技術(shù)，多芯片組件技術(shù)，集成電路可靠性技術(shù)，片上系統(tǒng)，集成系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究論文、技術(shù)報(bào)告、綜合評(píng)述、產(chǎn)品應(yīng)用等內(nèi)容。
微電子學(xué)論文范文第5篇
ICICS 2013將為國(guó)內(nèi)外信息安全學(xué)者與專家齊聚一堂，提供探討國(guó)際信息安全前沿技術(shù)的難得機(jī)會(huì)。作為國(guó)際公認(rèn)的第一流國(guó)際會(huì)議，ICICS 2013將進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)我國(guó)信息安全學(xué)科的發(fā)展。本次學(xué)術(shù)會(huì)議將由中國(guó)科學(xué)院軟件研究所、北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院和中國(guó)科學(xué)院信息工程研究所信息安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主辦，并得到國(guó)家自然基金委員會(huì)的大力支持。
會(huì)議論文集均由德國(guó)Springer出版社作為L(zhǎng)NCS系列出版。ICICS2013歡迎來自全世界所有未發(fā)表過和未投遞過的原始論文，內(nèi)容包括訪問控制、計(jì)算機(jī)病毒與蠕蟲對(duì)抗、認(rèn)證與授權(quán)、應(yīng)用密碼學(xué)、生物安全、數(shù)據(jù)與系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全、分布式系統(tǒng)安全、電子商務(wù)安全、欺騙控制、網(wǎng)格安全、信息隱藏與水印、知識(shí)版權(quán)保護(hù)、入侵檢測(cè)、密鑰管理與密鑰恢復(fù)、基于語(yǔ)言的安全性、操作系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與安全認(rèn)證、云安全、無線安全、安全模型、安全協(xié)議、可信計(jì)算、可信賴計(jì)算、智能電話安全、計(jì)算機(jī)取證等，但又不局限于此內(nèi)容。
作者提交的論文，必須是未經(jīng)發(fā)表或未并行地提交給其他學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W報(bào)的原始論文。所有提交的論文都必須是匿名的，沒有作者名字、單位名稱、致謝或其他明顯透露身份的內(nèi)容。論文必須用英文，并以 PDF 或 PS 格式以電子方式提交。排版的字體大小為11pt，并且論文不能超過12頁(yè)（A4紙）。所有提交的論文必須在無附錄的情形下是可理解的，因?yàn)椴灰蟪绦蛭瘑T閱讀論文的附錄。如果提交的論文未遵守上述投稿須知，論文作者將自己承擔(dān)論文未通過形式審查而拒絕接受論文的風(fēng)險(xiǎn)。審稿將由3位程序委員匿名評(píng)審，評(píng)審結(jié)果為：以論文形式接受；以短文形式接受；拒絕接受。
ICICS2013會(huì)議論文集可在會(huì)議其間獲取。凡接受論文的作者中，至少有1位必須參加會(huì)議，并在會(huì)議上報(bào)告論文成果。
投稿截止時(shí)間：2013年6月5日 通知接受時(shí)間：2013年7月24日 發(fā)表稿提交截止時(shí)間：2013年8月14日
會(huì)議主席：林東岱 中國(guó)科學(xué)院信息工程研究所 研究員
程序委員會(huì)主席：卿斯?jié)h 中國(guó)科學(xué)院軟件研究所、北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院 教授
Jianying ZHOU博士 Institute for Infocomm Research，新加坡
程序委員會(huì)：由國(guó)際和國(guó)內(nèi)知名學(xué)者組成（參看網(wǎng)站 http：//icsd.i2r.a-star.edu.sg/icics2013/）
組織委員會(huì)主席：沈晴霓 北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院 副教授
微電子學(xué)論文范文第6篇
本書一共收集了16篇論文，分成三個(gè)部分。第一部分人體監(jiān)測(cè)，包括5篇論文：1.將生物學(xué)與電子線路相連接：量化與性能度測(cè)；2.用于神經(jīng)信號(hào)記錄的全集成系統(tǒng)：技術(shù)前景及低噪聲前端設(shè)計(jì)；3.用于神經(jīng)肌肉模擬的無線神經(jīng)記錄微系統(tǒng)的超大規(guī)模集成電路；4.使用無線電頻率技術(shù)的健康保健裝置；5.用于可植入醫(yī)學(xué)應(yīng)用的低功率數(shù)字集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮。第二部分生物傳感器與電子線路，包括6篇論文：6.基于親和力的生物傳感器：隨機(jī)建模和品質(zhì)因素；7.基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS及微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）工藝的制造實(shí)例；8.用于芯片實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的CMOS電容性生物接口；9.用于定點(diǎn)護(hù)理及遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)應(yīng)用的無透鏡成像細(xì)胞儀及診斷學(xué)；10.用于生物微流體學(xué)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的高級(jí)技術(shù)；11.使用電化學(xué)生物傳感器的干細(xì)胞培養(yǎng)過程的監(jiān)測(cè)。第三部分新興技術(shù)，包括5篇論文：12.建立用于培養(yǎng)細(xì)胞與有機(jī)物的接口：從靠機(jī)械裝置維持生命的甲殼蟲到合成生物學(xué)；13.用于陣列式單細(xì)胞生物學(xué)的技術(shù)；14.微流體學(xué)系統(tǒng)中細(xì)菌鞭毛發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用；15.應(yīng)用基于CMOS技術(shù)的遺傳因子注射和操縱；16.低成本診斷學(xué)：射頻設(shè)計(jì)師的方法。
本書編輯是一位在無線通訊、醫(yī)學(xué)成像、半導(dǎo)體器件和納米電子方面知名的新興技術(shù)國(guó)際專家，他管理著一個(gè)初創(chuàng)公司――Redlen技術(shù)公司的研發(fā)部門，他同時(shí)也是CMOS新興技術(shù)公司的執(zhí)行主任。他曾在國(guó)際性專業(yè)雜志及會(huì)議上發(fā)表過100多篇論文，在各種國(guó)際場(chǎng)合中被邀請(qǐng)作為演講者，他擁有美國(guó)、加拿大、法國(guó)、德國(guó)和日本授予的18項(xiàng)國(guó)際專利。
本書可用作電氣工程、微電子學(xué)、CMOS線路設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)器件專業(yè)研究生課程的補(bǔ)充材料。
胡光華，
退休高工
(原中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)研究所)
Hu Guanghua, Senior Software Engineer
微電子學(xué)論文范文第7篇
關(guān)鍵詞：特色專業(yè)建設(shè)；復(fù)旦大學(xué)；微電子學(xué)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)
復(fù)旦大學(xué)“微電子學(xué)與固體電子學(xué)”學(xué)科有半個(gè)多世紀(jì)的深厚積累。20世紀(jì)50年代，謝希德教授領(lǐng)導(dǎo)組建了全國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體學(xué)科，培養(yǎng)了我國(guó)首批微電子行業(yè)的中堅(jiān)力量。60年代研制成功我國(guó)第一個(gè)鍺集成電路。1984年，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立微電子與固體電子學(xué)學(xué)科博士點(diǎn)，1988年、2001年、2006年被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。所在一級(jí)學(xué)科于1998年獲首批一級(jí)博士學(xué)位授予權(quán)，設(shè)有獨(dú)立設(shè)置的博士后流動(dòng)站和長(zhǎng)江特聘教授崗位，建有“專用集成電路與系統(tǒng)”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1998年和2003年被列入“211”工程建設(shè)學(xué)科，2000年被定為“復(fù)旦三年行動(dòng)計(jì)劃”重中之重學(xué)科得到學(xué)校重點(diǎn)支持，2005年獲“985工程”二期支持，建設(shè)“微納電子科技創(chuàng)新平臺(tái)”。
長(zhǎng)期以來復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)教學(xué)形成了“基礎(chǔ)與專業(yè)結(jié)合，研究與應(yīng)用并重，創(chuàng)新人才培養(yǎng)國(guó)際化”特色。近年來，在教育部第二批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)中，我們根據(jù)國(guó)家和工業(yè)界對(duì)集成電路人才的要求，貫徹“國(guó)際接軌、應(yīng)用牽引、注重質(zhì)量”的教學(xué)理念，制定了復(fù)旦大學(xué)“微電子教學(xué)工作三年計(jì)劃大綱”并加以實(shí)施，在高端創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面對(duì)專業(yè)教學(xué)的特色開展了深層的挖掘和拓展。
一、課程體系的完善和課程建設(shè)
微電子技術(shù)的高速發(fā)展要求微電子專業(yè)課程體系在相對(duì)固定的框架下不斷加以更新和完善。
我們?cè)O(shè)計(jì)了“復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)本科課程設(shè)置調(diào)查表”，根據(jù)對(duì)于目前工作在企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士的調(diào)查結(jié)果，制定了新的微電子學(xué)本科培養(yǎng)方案。主要修改包括：
（1）加強(qiáng)物理基礎(chǔ)、電路理論和通信系統(tǒng)課程。微電子學(xué)科，特別是系統(tǒng)芯片集成技術(shù)，是融合物理、數(shù)學(xué)、電路理論和信息系統(tǒng)的綜合性應(yīng)用學(xué)科。因此，在原有課程基礎(chǔ)上，增加了有關(guān)近代物理、信號(hào)與通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等課程，使微電子學(xué)生的知識(shí)覆蓋面更寬。
（2）面向研究、應(yīng)用和學(xué)科交叉的需要，增加專業(yè)選修課程。如增加了電子材料薄膜測(cè)試表征方法、射頻微電子學(xué)、鐵電材料與器件、Perl語(yǔ)言、計(jì)算微電子學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析等課程，為本科生將來進(jìn)一步從事研究和應(yīng)用開發(fā)打下基礎(chǔ)。
（3）強(qiáng)調(diào)能力和素質(zhì)訓(xùn)練，高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。開設(shè)了集成電路工藝實(shí)驗(yàn)、集成電路器件測(cè)試實(shí)驗(yàn)、集成電路可測(cè)性設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)及專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等從專業(yè)基礎(chǔ)到專業(yè)的多門實(shí)驗(yàn)課。
在課程體系調(diào)整完善的同時(shí)，還對(duì)于微電子專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)必修課開展了新一輪的課程建設(shè)。包括：
（1）精品課程的建設(shè)。幾年來，半導(dǎo)體物理、集成電路工藝原理、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)過建設(shè)已經(jīng)獲得復(fù)旦大學(xué)校級(jí)精品課程。其中半導(dǎo)體物理和集成電路工藝原理課程獲得學(xué)校的重點(diǎn)資助，正在建設(shè)上海市精品課程。另有半導(dǎo)體器件原理和模擬集成電路設(shè)計(jì)正在復(fù)旦大學(xué)校級(jí)精品課程建設(shè)之中，有望明年獲得稱號(hào)。
（2）增加全英語(yǔ)教學(xué)和雙語(yǔ)教學(xué)課程。為了滿足微電子技術(shù)的高速發(fā)展和學(xué)生盡快吸收、學(xué)習(xí)最新知識(shí)的需求，貫徹落實(shí)教育部“為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)”的要求，在本科生專業(yè)課的教學(xué)中新增全英語(yǔ)教學(xué)課程3門，雙語(yǔ)教學(xué)課程4門。該類專業(yè)課程的開設(shè)也為微電子專業(yè)的國(guó)際交流學(xué)生提供了選課機(jī)會(huì)。
（3）教材建設(shè)。為了配合課程體系的完善和補(bǔ)充更新專業(yè)知識(shí)，除了選用一些國(guó)際頂級(jí)高校的教材之外，還依據(jù)我們的課程體系組織編寫了一系列專業(yè)教材和論著。有已經(jīng)出版的《深亞微米FPGA結(jié)構(gòu)與CAD設(shè)計(jì)》、《Modern Thermodynamics》、《現(xiàn)代熱力學(xué)－基于擴(kuò)展卡諾定理》，列入出版計(jì)劃的《半導(dǎo)體器件原理》、《超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)》和《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》。另外根據(jù)課程體系的要求對(duì)實(shí)驗(yàn)用書也進(jìn)行了更新。
為了傳承復(fù)旦微電子學(xué)的豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和保證教學(xué)質(zhì)量，建立了完備的教學(xué)輔導(dǎo)制度，如課前試講、課中聽課及聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的退休老教師與青年教師結(jié)對(duì)子輔導(dǎo)等。每學(xué)期聽課總量和被聽課教師分別均超過所授課程和任課教師人數(shù)的50%以上。對(duì)所有聽課結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，并反饋給任課教師，為教師改進(jìn)教學(xué)提供了有益的幫助。在保證教學(xué)內(nèi)容的情況下，鼓勵(lì)教師嘗試新的教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)所有必修課程的電子化，建立主要必修課程的網(wǎng)頁(yè)，完全公開提供所有課件信息，部分課件獲得超過15000次的下載量。青年教師還獨(dú)創(chuàng)了“移動(dòng)課堂”的授課新方法，該方法能夠完整復(fù)制課堂教學(xué)，既能高清晰展示教學(xué)課件的內(nèi)容，又能把教師課上講解的聲音、動(dòng)作及臨時(shí)板書全部包含在內(nèi)，能夠使用大眾化的多媒體終端進(jìn)行播放，隨時(shí)隨地完美重現(xiàn)課堂講解全過程。
通過國(guó)際合作的研究生項(xiàng)目及教師出國(guó)交流，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)教師的教學(xué)水平得到進(jìn)一步提升。在研究生的聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目（如復(fù)旦-TU Delft碩士生項(xiàng)目、復(fù)旦-KTH碩士生/博士生項(xiàng)目等）中海外高校教師來到復(fù)旦全程教授所有課程，復(fù)旦配備青年教師跟班聽課和擔(dān)任課程輔導(dǎo)。這使得青年教師的授課理念、授課方式及授課水平都有大幅提高。同時(shí)，由于聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目及其他合作項(xiàng)目，復(fù)旦的青年教師也被邀請(qǐng)參與海外高校的教學(xué)，擔(dān)任對(duì)方課程的主講，青年教師利用交流的機(jī)會(huì)，引進(jìn)海外高校的一些課程用于補(bǔ)充復(fù)旦微電子的培養(yǎng)方案。這些都為集成電路專業(yè)特色的挖掘和拓展起到重要的作用。
經(jīng)過幾年的努力，微電子專業(yè)的教學(xué)水平普遍得到提升，在教學(xué)評(píng)估中得到各個(gè)方面的好評(píng)。
二、培養(yǎng)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新
培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的微電子專業(yè)創(chuàng)新人才也需要在培養(yǎng)方法上加以改進(jìn)和創(chuàng)新。
針對(duì)微電子工程的特點(diǎn)，在堅(jiān)持扎實(shí)的理論的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，開展實(shí)踐能力訓(xùn)練。在學(xué)校的支持下，教學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境得到及時(shí)更新，幾個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在國(guó)內(nèi)形成特色。
（1）本科的集成電路工藝實(shí)驗(yàn)可以在學(xué)校自己的工藝線上完成芯片的清洗、氧化、擴(kuò)散、光刻、蒸發(fā)、腐蝕等基本工藝制作步驟，為學(xué)生完整掌握集成電路制造的基本能力提供了很好的實(shí)際訓(xùn)練。
（2）在集成電路測(cè)試方面，結(jié)合自動(dòng)化測(cè)試機(jī)臺(tái)（安捷倫SoC93000ATE），開設(shè)了可測(cè)性設(shè)計(jì)課程，附帶實(shí)驗(yàn)。
（3）集成電路設(shè)計(jì)課程都附帶課程項(xiàng)目實(shí)踐，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力和素質(zhì)，取得很好效果。
通過課程教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維和分析問題的能力。嘗試開設(shè)了部分本科生和研究生同時(shí)共同選修的研討型課程。在課程學(xué)習(xí)的過程中，本科生不僅可以得到研究生的指導(dǎo)，在課堂上就某些課程內(nèi)容進(jìn)行探究，還可以在開展課程設(shè)計(jì)時(shí)在小組內(nèi)和研究生同學(xué)共同開展小型項(xiàng)目研究，對(duì)于提高本科生進(jìn)一步學(xué)習(xí)微電子專業(yè)的興趣和培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力有很大的幫助。
參加科研無疑是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)最為有效的途徑。配合復(fù)旦大學(xué)的要求，微電子學(xué)專業(yè)在本科階段，持續(xù)設(shè)置多種科研計(jì)劃，給予本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開展科研以支持。
（1）大一的“啟航”學(xué)術(shù)體驗(yàn)計(jì)劃。計(jì)劃鼓勵(lì)大一學(xué)生在感興趣的領(lǐng)域進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)和實(shí)踐，為學(xué)生打造一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉學(xué)術(shù)能力的資源平臺(tái)?！皢⒑健睂W(xué)術(shù)體驗(yàn)計(jì)劃的所有學(xué)術(shù)實(shí)踐項(xiàng)目均來自各個(gè)微電子專業(yè)的導(dǎo)師，學(xué)生通過對(duì)感興趣的項(xiàng)目進(jìn)行申報(bào)與自薦的形式申請(qǐng)加入各學(xué)術(shù)實(shí)踐小組。引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略學(xué)科前沿，體驗(yàn)研究樂趣。
（2）二、三年級(jí)曦源項(xiàng)目。項(xiàng)目建立在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思想的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)志同道合的同學(xué)組成研究團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立提出研究方向，尋找合適的指導(dǎo)教師。加入自己感興趣的研究方向的團(tuán)隊(duì)。在開放課題列表中尋找合適的課題方向，并向該課題指導(dǎo)教師進(jìn)行申請(qǐng)。還有更多的學(xué)生在大三甚至更早就進(jìn)入各個(gè)研究小組，參與教授領(lǐng)導(dǎo)的各類國(guó)家級(jí)、省部級(jí)項(xiàng)目及來自企業(yè)、海外等的合作項(xiàng)目的研究。在完成的計(jì)劃和項(xiàng)目成果之外，學(xué)生們還在收集文獻(xiàn)資料、獲取信息的能力，發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立思考的能力，運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，設(shè)計(jì)和推導(dǎo)論證、分析與綜合的能力，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、發(fā)明創(chuàng)造的能力，寫作和表說的能力等方面，都有不同的收獲。
通過學(xué)生參加國(guó)際交流活動(dòng)及外籍教師講授課程給學(xué)生提供國(guó)際化的培養(yǎng)，提供層次更高、路徑多元的培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了學(xué)生的國(guó)際化眼光，開拓了學(xué)生的培養(yǎng)渠道。
幾年來，微電子學(xué)專業(yè)學(xué)生的出國(guó)交流人數(shù)逐年增長(zhǎng)，從2008年起，共有20位本科生赴國(guó)外多個(gè)高校交流學(xué)習(xí)。交流的項(xiàng)目包括雙學(xué)位、長(zhǎng)學(xué)期和暑期項(xiàng)目等，交流時(shí)間從3個(gè)月到2年不等，交流學(xué)校包括美國(guó)（耶魯、UCLA等）、歐洲（伯明翰、赫爾辛基等）、日本（早稻田、慶應(yīng)等）及我國(guó)港臺(tái)高校。大多數(shù)同學(xué)在交流期間的學(xué)習(xí)成績(jī)達(dá)到交流學(xué)校的優(yōu)秀等級(jí)，同時(shí)積極參加交流學(xué)校教授小組的科研工作，得到了很好的評(píng)價(jià)。個(gè)別同學(xué)由于表現(xiàn)優(yōu)異在交流結(jié)束回國(guó)后被對(duì)方教授邀請(qǐng)?jiān)俅吻叭ネ瓿僧厴I(yè)論文；也有同學(xué)交流期間）參加國(guó)際級(jí)大師的科研小組工作，獲益匪淺，直研后表現(xiàn)出強(qiáng)于一般研究生的科研能力?？梢钥吹?，國(guó)際交流不僅為同學(xué)們提供了專業(yè)知識(shí)和研究能力的不同培養(yǎng)模式，也為他們提供了更加廣闊的視野和體驗(yàn)多種文化的機(jī)會(huì)，為他們今后的發(fā)展和進(jìn)步打下了很好的基礎(chǔ)。自特色專業(yè)建設(shè)以來，每學(xué)期均新開設(shè)“前沿講座”課程，課程內(nèi)容不固定，授課人為聘請(qǐng)的海外教師，有的來自海外高校，有的來自海外企業(yè)，課程均為全英語(yǔ)課程或雙語(yǔ)教學(xué)課程。這類課程直接引進(jìn)了海外高校的課程和教學(xué)方式，不僅學(xué)生受益，同時(shí)也培養(yǎng)了復(fù)旦微電子專業(yè)的青年教師。企業(yè)還提供與課程內(nèi)容直接相關(guān)的軟件，在改善教學(xué)環(huán)境的同時(shí)，還為學(xué)生參加科研提供了培訓(xùn)。
經(jīng)過2年多特色專業(yè)項(xiàng)目的建設(shè)，復(fù)旦微電子學(xué)專業(yè)在鞏固已有教學(xué)特色基礎(chǔ)上，在高端創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了深層的挖掘和拓展，取得了一系列的成果。
通過以上各方面的努力，集成電路特色專業(yè)方向的本科生培養(yǎng)體系更加完善，成為培養(yǎng)具備集成電路研發(fā)能力的高端人才與工程師的優(yōu)質(zhì)基地，正在努力實(shí)現(xiàn)為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界培養(yǎng)具有前瞻性、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)和具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高層次集成電路研發(fā)人才與產(chǎn)業(yè)工程師的目標(biāo)。
微電子學(xué)論文范文第8篇
關(guān)鍵詞 模擬集成電路 CAD 教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002—7661（2012）21—0006—01
在當(dāng)今信息時(shí)代，微電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。集成電路（ Integrated Circuit， IC）作為微電子技術(shù)的核心，是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)和信息社會(huì)最根本的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)對(duì)提高技術(shù)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和競(jìng)爭(zhēng)能力具有非常重要的作用，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)和人民文化生活等各方面都發(fā)揮著巨大的作用，也是一個(gè)國(guó)家參與國(guó)際化政治、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。模擬集成電路是現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁，是現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電子信息化，必須發(fā)展模擬IC技術(shù)。為了提高我國(guó)模擬IC電路的水平，不但要在產(chǎn)業(yè)化方面做出巨大的努力，還需培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才。事實(shí)上，模擬集成電路設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的微電子學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向，因而在教學(xué)課程設(shè)置時(shí)不僅要努力加強(qiáng)理論教學(xué)，還需加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力?！赌M集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的核心基礎(chǔ)課程，其教學(xué)的好壞關(guān)系到學(xué)生在模擬集成電路設(shè)計(jì)方面的發(fā)展前景。在此背景下，根據(jù)重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院微電子學(xué)專業(yè)的實(shí)際情況，結(jié)合筆者多年集成電路實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及多年教學(xué)實(shí)踐，擬從以下幾個(gè)方面對(duì)《模擬集成電路CAD》課程的教學(xué)改革進(jìn)行探索。
一、理論教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)
《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的一門核心基礎(chǔ)課，與其他電路基礎(chǔ)課一樣，具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)中學(xué)生普遍反映較難學(xué)習(xí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí)，不僅要夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)和培養(yǎng)學(xué)生的分析與設(shè)計(jì)能力，還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識(shí)重復(fù)的問題。
根據(jù)教學(xué)大綱以及課程內(nèi)容設(shè)置原則，《模擬集成電路CAD》理論教學(xué)定為32學(xué)時(shí)，并將講授內(nèi)容分為以下幾部分：第一部分，MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD；第二部分，單元電路設(shè)計(jì)、仿真及分析；第三部分，偏置電路設(shè)計(jì)、仿真及分析；第四部，跨導(dǎo)放大器設(shè)計(jì)。在授課過程中，以簡(jiǎn)單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主，復(fù)雜CMOS模擬集成電路分析為輔；以分析能力培養(yǎng)為主，設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為輔；激勵(lì)學(xué)生CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)的興趣。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生建立起CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)流程的概念、熟練掌握各個(gè)環(huán)境的工具使用，能解決模擬集成電路設(shè)計(jì)仿真過程出現(xiàn)的問題，促使理論知識(shí)的理解和深化，因而設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)體系具有重要意義。同時(shí)，Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設(shè)計(jì)工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設(shè)計(jì)公司最廣泛使用的工具。為了使學(xué)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)崗位、能盡快進(jìn)入角色，有必要使學(xué)生學(xué)習(xí)使用這類先進(jìn)的EDA工具，從而真正幫助學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。根據(jù)這一原則，《模擬集成電路CAD》實(shí)驗(yàn)教學(xué)定為32學(xué)時(shí)，并開設(shè)如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，IC設(shè)計(jì)工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用；實(shí)驗(yàn)二，CMOS兩級(jí)運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證；實(shí)驗(yàn)三，CMOS帶隙基準(zhǔn)參考的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)過程中，一人為一組，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。
三、改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段
教學(xué)內(nèi)容體系確定后，采用什么樣的教學(xué)方法與教學(xué)手段是非常重要的。采用有效的教學(xué)方法并結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)手段，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能動(dòng)性，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)換，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性，從而獲得好的教學(xué)成果。
針對(duì)CMOS模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)，在（下轉(zhuǎn)第10頁(yè)）（上接第6頁(yè)）教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主，傳統(tǒng)黑板板書為輔，同時(shí)在課堂上以動(dòng)畫的形式展現(xiàn)當(dāng)前CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)趨勢(shì)及其技術(shù)特點(diǎn)，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。
四、考核方式的改革
考核是對(duì)學(xué)習(xí)的結(jié)果做出評(píng)估，是反映教學(xué)效果的手段。而課程開設(shè)能否達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)，課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時(shí)成績(jī)結(jié)合的方式。針對(duì)《模擬CMOS集成電路》課程特點(diǎn)，考核方式作如下嘗試：結(jié)合課程的專業(yè)特點(diǎn)，采用提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合的考核方式。針對(duì)課程的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)幾個(gè)課外小題目，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成電路設(shè)計(jì)并撰寫小論文，從而增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐動(dòng)手能力。在每個(gè)題目完成后，教師要求學(xué)生在提交論文時(shí)做好答辯ppt，并利用專門時(shí)間進(jìn)行5分鐘左右的答辯，并接受教師和同學(xué)的提問。這樣可以引導(dǎo)學(xué)生更加重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)，強(qiáng)化技能水平的提高。
教學(xué)過程是一個(gè)不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實(shí)現(xiàn)《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，筆者將加強(qiáng)與同行交流學(xué)習(xí)，進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及考核方式等，以期改善教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐世六.軍用微電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].微電子學(xué)，2004，34（1）：l—6.
[2]徐世六.模擬集成電路發(fā)展概況[J].微電子學(xué)，2004，34（4）：349—355，365.
微電子學(xué)論文范文第9篇
《中國(guó)無線電電子學(xué)文摘》（CN：11-2635/TN）是一本有較高學(xué)術(shù)價(jià)值的雙月刊，主要報(bào)道我國(guó)(包括港臺(tái)地區(qū))的科技工作者在國(guó)內(nèi)發(fā)表的有關(guān)無線電電子學(xué)方面的論文和專著、電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)、信息科學(xué)與信息論、集成電路與微電子學(xué)、真空電子技術(shù)及電子管、絕緣科學(xué)分支最新動(dòng)向等。自創(chuàng)刊以來，選題新奇而不失報(bào)道廣度，服務(wù)大眾而不失理論高度。頗受業(yè)界和廣大讀者的關(guān)注和好評(píng)。
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