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集成电路的研制十篇

发布时间:2024-04-25 18:07:29

集成电路的研制篇1

关键词:数字电路;量程自动转换;智能化;数字信号;电压表

中图分类号:tn919-34;tp216+.1文献标识码:a

文章编号:1004-373X(2011)20-0184-03

DevelopmentofintelligentDigitalVoltmeterBasedonDigitalintegratedCircuit

LiHuai-fu

(SichuaninformationtechnologyCollege,Guangyuan628017,China)

abstract:inordertosolvetheintelligentizationdifficultiesexistinginordinarydigitalvoltmeter,suchasrangeautomaticconvertion,polarityjudgmentofmeasuredvoltage,amplitudetransformation,overrangedisplayandalarmsignalintelligentization,thedigitalcircuitchipisadiotedtorealizetheintelligentizationofvoltmeterfunctionsaccordingtodigitallogiccontrolrelation.thedesignprincipleofthecircuitiselaborated.thecircuitsystemcomposition,functionandcharacteristicsofeachpartinthecircuit,selectionofcircuitcomponents,andsignalprocessingprocessareintroduced.thedesignfunctionsareverifiedbyanactualproduct.ahomemadeintelligentdigitalvoltmeterwiththedesignfunctionshasbeenputintopractice.

Keywords:digitalcircuit;rangeautomaticconvertion;intelligentization;digitalsignal;voltmeter

0引言

在现在市场上广泛使用的一般数字电量测量电表都没有解决量程自动转换问题,测量操作时仍然靠人工拔动开关转换量程,测量电表的智能化设计是一个难点。在现有的智能电表中,智能化功能大多采用单片机控制电路或双向移位寄存器来实现,其缺点是电路系统、量程控制信号的产生比较复杂,调试与制作难度大,可靠性较差等。实际上,电路系统完全可以用常用数字集成电路组成,通过组合逻辑功能来实现多个量程之间的自动转换等功能。

1电路系统的方框结构

电路系统由被测输入电压极性检测与变换电路、电压幅度变换电路、量程自动控制转换信号产生电路、多路模拟开关切换电路、量程控制放大电路、a/D转换电路和显示电路等组成,如图1所示[1-2]。

图1中各部分电路的功能分别是:

(1)电压极性显示信号产生电路:由电压比较器根据被测电压极性产生“+”或“-”极性显示信号。

(2)电压通道选择与极性转换电路:有2个通道,对于正极性电压由通道1通过,若为负极性电压由通道2通过,再变换为正极性后输出。

(3)量程自动控制信号产生电路:根据被测电压的高低确定各段的测量范围(量程),产生量程自动转换控制信号、超量程显示与报警信号,并控制各量程小数点的位置。

图1数字式智能电压表电路结构方框图

(4)程控放大器与模拟开关切换电路:在量程自动转换控制信号的作用下选择不同的通道,将某个量程的输入电压放大或衰减一定比例后送入a/D转换器。

(5)a/D转换电路:将模拟电压信号转换为数字信号。

(6)译码与显示电路:将数字信号译码后,由数码管显示出测量结果。

2电路原理图简介

根据图1构建的数字式智能电压表电路原理[3-5]如图2所示。图中主要元器件的作用如下:

U1(Lm324)为四运放iC1,U1-1/4与U1-2/4的作用是产生被测电压极性识别信号与控制U2的信号通道。U1-3/4构成程控放大电路,对被测电压进行10,1,1/10,1/100的放大或衰减。U1-4/4为反相放大器,用于调整输出电压幅度以满足a/D转换器正常工作要求;

U2(SGm522)为二通道模拟开关iC,实现正、负极性的被测电压分通道传输,以便对负极性信号实施反相处理;

U3(C4066)为四通道模拟开关iC,在量程自动控制信号的作用下,实现让不同量程的电压分通道传输,以便配合U1-3/4电压进行幅度变换;

U4(Lm339)、U5(74LS05)、U6与U7(74LS21)组成自动量程控制信号产生电路。其中,U4为四比较器iC,用于确定各量程的测量范围,U5为四反相器,对高或低电平实施反相变换,U6、U7均为四输入双与门iC,通过逻辑运算获得自动量程控制信号;

图2数字式智能电压表电路原理图

U8(C14433)为双积分式a/D转换器(又称双斜式a/D转换器),转换输出结果与输入信号的平均值成正比,对叠加在输入信号上的交流干扰有良好的抑制作用,具有零漂补偿的3位半(BCD码)单片双积分式a/D转换功能,转换速率为3~10Hz,转换精度为±1LSB,模拟输入电压范围0~±1.999V或0~±199.9mV,输入阻抗大于100mΩ。mC14433转换结果以BCD码形式,分别按千、百、十、个位由Q0~Q3端输出,相应的位选通信号由DS1~DS4提供;

U9(mC14511B)为译码集成电路,将BCD码译码成十进制信号,控制数码管的位显示;

U10(mC1413)为7路反相缓冲集成电路,用于实现高低电平间的转换,增强对数码显示管的驱动能力。

3电路工作原理

(1)被测电压的Ux极性判断与变换电路工作原理:电路由2个过零电压比较器、一个反相器和双向限幅电路组成[6],当Ux极性为“+”时,U1-1/4输出高电平,在C+的控制下被测电压通过U2的第一通道。U1-2/4输出低电平,C―也为低电平,U2的第二通道不通;当Ux极性为“-”时,U1-2/4输出高电平,在C―的控制下被测电压通过U2的第二通道,并通过U5-1/4完成反相变换。U1-1/4输出低电平,C+使U2的第一通道不通。V1,V2为双向限幅二极管,用于限制加到U1-1/4与U1-2/4输入端的电压幅度。

(2)多路模拟开关和程控放大电路工作原理:电路由C4066,U1-3/4、R4~R7等组成。设R1~R3通道等效电阻为R1~3,其大小可设置为100kΩ,当B1为高电平时,多路模拟开关C4066的i1~o1通道接通,运放U1-3/4的反馈电阻R4取1mΩ,对Ux放大10倍后送入a/D转换器的输入端。若a/D转换的电压满度值为2V,则可测量0~±200mV的电压。同理,当量程转换控制信号B2,B3,B4分别为高电平时,C4066对应的通道接通,当U1-3/4的反馈电阻R5,R6,R7分别取100kΩ、10kΩ、1kΩ时,R5使±200mV~±2V的电压直接通过,R6使±2~±20V的电压衰减10倍后通过,R7使±20~±200V的电压衰减100倍后通过。再将某┮宦肥涑龅缪咕U1-4/4反相放大,使与实际被电压极性一致,并可通过R16调节电压放大倍数(-R16/R15),保证a/D转换电路正常工作所需的输入电压。

(3)量程自动转换控制电路工作原理:量程自动转换电路由四4比较器U4、3个反相器(U5内)、2个四输入双与门U6与U7、分压电阻R10~R14等组成。由于设置R1~3为100kΩ,选择R8(470kΩ可调)与R9(5kΩ)使ux在R9上的分压比为1/100,经分压后加到各比较器的反相输入端。当ux分别为±200mV,±2V,±20V,±200V时,分电压值分别为2mV,20mV,0.2V,2V。同时,由R10~R14(电阻值如图2中所示)对VCC分压获得各比较器的参考电平也分别为2mV,20mV,0.2V,2V,并分别加至各比较器的同相输入端。当被电压Ux达到某量程的满刻度值时,使比较器的输出电平由高变低,通过组合逻辑电路产生量程自动控制与标志信号(高电平有效)。若Ux位于0~±200mV,U6-1/2输出高电平,获得有效量程控制信号B1,其余B2~B3为低电平;同理,当被测电压分别在±2V,±2~±20V,±20~±200V范围时,U6-2/2、U7-1/2、U7-2/2分别输出高电平,获得量程控制信号B2、B3和B4,状态转换表如表1所示。

逻辑表达式分别为:B1=w•X•Y•Z,B2=┆wX•Y•Z,B3=wX•Y•Z,B4=wXYZ。Z=0为超量程标志信号。

(4)被测电压极性、小数点位置与超量程的指示信号:被测电压极性显示控制信号由U1-2/4提供,用输出的高或低电平控制“-”或“+”号的显示;小数点位置控制信号由量程自动转换控制信号实现,B1的高电平用于显示测量范围为0~±200mV的小数点位置,B2的高电平用于显示测量范围为±200mV~±2V的小数点位置,B3的高电平用于显示测量范围为±2~±20V的小数点位置,B4的高电平用于显示测量范围为±20~±200V的小数点位置,当被测量电压范围在±200V以外时,不用小数点;超量程指示信号由B4的低电平实现,当B4为低电平时,表明被测电压超过了±200V的最高上限。

(5)a/D转换、译码、显示电路工作原理:用U1-2/4输出的信号控制数码管最高位“g”段的亮与不亮,实现极性“-”显示。当U4的4个比较器都输出高电平量,便发生了超量程情况,可用它们产生报警与超量显示信号(本系统未考虑)。当程控放大器输出的信号加到U8的3脚,将模拟电压转换为BCD码,并由20、21、22、23脚输出,经U9译码为千、百、十、个四位十进制数,同时,由U8的16、17、18、19脚输出对应的选通信号,共同控制数码管显示测量结果。

4结语

本测量系统运用与门、反相器、比较器、多路模拟开关集成电路(C4066)等数字集成电路巧妙组合获得了被电压极性判断、量程自动转换、信号幅度变换、小数点位置显示控制、超量程显示与报警信号。电路结构设计看似复杂,但分立元件少,成本低。具有设置量程方便、电压测量范围宽、功能相对独立且容易扩展、工作稳定可靠等优点,值得借鉴。

参考文献

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[9]郝云芳,黄天录.数字电子技术[m].北京:人民邮电出版社,2005.

集成电路的研制篇2

miC总线控制器远程模块的前端综合设计

基于astro的miC总线控制器专用集成电路后端设计

miC总线控制器专用集成电路的测试设计

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国内首创低成本纯度99.9999%多晶硅

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oLeD技术及其国内外发展状况

《集成电路通讯》2006年总目次

mCm-C和HiC的元器件安装工艺技术

厚膜电位器膜层质量控制研究

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同步moDem中接收时钟和数据的提取及aDpLL设计

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pDm系统批量数据导入方法

世界上最小的单门逻辑控制器件集成电路

波长可调谐DFB激光器及其进展

三相全桥单芯片变换器集成电路tpD4104K

CCD图像传感器在军用武器装备中的应用

厚膜HiC共晶焊工艺研究

金锡焊料低温焊料焊工艺控制

用硅作系统级封装的衬底基片的进展

LtCC版图数据输出与Cam制作

集成电路(iC)中电阻的设计

一种高精度反激式DC/DC电源的设计

电气测试中地线干扰及接地设计

at89S51的串行编程及其对串行eepRom的读写

正交试验法在LtCC丝网印刷中的应用

电动机适用的驱动集成电路

产品数据管理系统的应用

企业成功实施eRp系统的关键因素

集成电路的研制篇3

关键词:集成电路寿命仿真分析流程竞争失效CaLCe-pwa

中图分类号:V263.5文献标识码:a文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0067-04

由于电子设备对温度、振动最为敏感,且根据对电子产品失效原因的统计,温度因素占43.3%,振动因素占28.7%,由这2种应力作用导致的产品的失效为71%[1]。因此,研究集成电路寿命需主要对温度和振动2种应力进行仿真、评估并预计。据此寿命仿真主体结构中涉及的仿真项目主要有热仿真、振动仿真、故障预计仿真。在诸如印刷电路板的典型电子产品的服役期内,热应力、机械应力是产品所承受的主要环境载荷。文献[2-4]从器件级薄弱环节的失效物理建模出发,通过对整板pCB的振动仿真与实验,计算了元器件的寿命。文献[5-7]研究了集成电路的寿命试验条件,并对pCB电路板组件的温度分布进行了仿真与实验研究。此外,国内外学者针对集成电路的失效类别、失效原因开展了大量研究。但是上述研究较多的依赖物理样机试验,且计算集成电路寿命时未能综合考虑集成电路复杂的失效因素。

该文基于协同仿真技术,采用竞争失效机制,选用电子产品中的一个整板pCB作为研究对象,对集成电路寿命进行预测,可在产品设计阶段对集成电路的可靠性进行评估,并减少物理样机试验成本。

1寿命分析流程

基于竞争失效机制的集成电路寿命预测的仿真分析流程如图1所示。首先基于集成电路封装类型完成模型建立;然后分别从热仿真、振动仿真中导入模型所需应力参数,加载集成电路寿命剖面;最后根据竞争失效机制,获取集成电路寿命。其中,集成电路管脚与电路板基板的互连处模型的建立采用竞争失效法则(即“最小薄弱原理”)。

整个流程中各主要步骤如下所示。

(1)获取集成电路以及电路板组件结构及工艺信息。

(2)根据电路板组件工作环境条件制定寿命周期环境剖面。

(3)基于anSYS软件进行仿真分析,获取热仿真与振动仿真结果,为基于失效物理的故障预计提供数据支撑。

(4)建立热故障预计模型与振动故障预计模型,分别进行寿命仿真分析,可得到故障预计结果,基于竞争失效机制,确定集成电路失效状态,并得到寿命仿真计算结果。

2研究对象

项目选取的某pCB电路板组件有限元模型网格划分图如图2所示,图右显示了集成电路详细模型的网格划分效果。电路板组件模型采用Solidworks软件建立,对目标集成电路进行详细的三维模型建模,对其他元器件采用长宽高与之相同的长方体等效处理。使用anSYS软件进行仿真分析,用内部mpC约束算法建立接触单元来处理各元器件和电路板基板的装配关系。

3寿命周期环境剖面

热仿真分析环境条件根据基本试验中的各种工作环境温度以及产品工作时对应的环控条件制定。因此,参考典型电子装备高温低温试验条件[8],确定仿真温度环境如下:热天地面阶段工作和不工作温度为+70℃,冷天地面阶段工作和不工作温度为-55℃;热天飞行阶段工作温度为+55℃,冷天飞行阶段工作温度为-40℃。

参照典型电子装备环境试验条件,确定电路板随机振动试验的功率谱密度,其最大值w0为0.04g2/Hz。综上,按照电路板实际工作条件,将环境应力简化为温度循环1(冷天工作)、温度循环2(热天工作)和随机振动,见表1。

4有限元仿真分析

4.1热仿真分析

针对工作环境温度为70℃、55℃、-40℃、-55℃的情r进行稳态热分析,表2为环境温度70℃时电路板组件温度云图和集成电路温度云图。

通过对70℃工作环境温度下电路板、集成电路温度数据进行统计,得热分析结果,电路板组件平均温度为80.4℃,温升为10.4℃,集成电路平均温度为82.7℃,温升为12.7℃。

4.2振动分析

(1)模态分析。

振动分析时将电路板两端插入导轨,故约束两端UY、UZ、RotX、RotY、RotZ自由度;同时电路板两侧面被压紧,故约束其UX方向自由度,并将约束载荷置于载荷集Constraints中。获取电路板组件前三阶模态振型如表3所示。

(2)随机振动分析。

在完成模态分析基础上按照振动环境条件开展随机振动分析,可获取位移云图、加速度云图。表4显示了电路板组件位移云图、电路板组件加速度云图。

对随机振动位移与加速度结果进行归纳,可得电路板位移、加速度,集成电路位移,为进行集成电路寿命计算提供数据支撑。

5寿命仿真分析

5.1模型建立

该研究中使用的寿命仿真软件工具是CaLCe-pwa,该软件是用于电子组件设计和分析的一组集成工具,输入热分析与振动分析的结果,利用其故障模型可对印制板器件进行工作剖面下的故障预计。在完成电路板建模、部件建模和元器件建模的基础上形成最终模型。

5.2剖面设置

从热仿真结果中获取集成电路平均壳温和集成电路安装位置的电路板表面平均温度,并按照温度剖面将集成电路的详细温度数据输入CaLCe-pwa软件中;结合随机振动仿真结果设置振动剖面。表5给出温度循环1(冷天工作)、温度循环2(热天工作)和振动剖面示例。

5.3寿命预计

定义并加载集成电路寿命剖面后,即可以对集成电路在各种类型剖面下的失效前循环数/时间进行计算,汇总结果如表6所示。

通过miner定理计算集成电路温度循环、随机振动下的平均首发故障前时间,见表7,集成电路失效状态为热失效,失效循环数为260089。

6结语

针对集成电路故障预计的仿真是利用结构、工艺和应力等性能参数建立产品的数字模型并进行失效分析。该文介绍了基于竞争失效机制的集成电路寿命评估流程,并以某型号集成电路进行仿真分析,确定了该集成电路的失效状态与失效循环次数。基于虚拟样机技术的集成电路寿命分析方法可应用于产品设计各个阶段,并减少物理样机试验成本,为评估集成电路的可靠性提供依据。

参考文献

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集成电路的研制篇4

集成电路是换代节奏快、技术含量高的产品。从当今国际市场格局来看,集成电路企业之间在知识产权主导权上斗争激烈,重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征,集成电路跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。有鉴于此,当前集成电路是中国的“短腿”产业。

(一)产品研究开发至关重要。

集成电路产品研发和换代周期较短。按照摩尔定律,集成芯片上所集成的电路数目,微处理器的性能,每隔一个周期就翻一番;可比单位货币所能购买到的电脑性能,每隔一个周期就翻两番。为什么集成电路产品研发换代周期如此之短?因为芯片制造商要以最短时间,尽其所能,开发新技术,将技术标准更新换代,以实现产品性价比迅速优化,并大规模锁定消费者群体,乃至防止自身技术标准锁定的消费者、使用者群体流失到竞争厂商那儿去。由此,集成电路制造商要生存和发展,必须从销售收入之中,高比率地支出研发预算,建设研发队伍,开展研发行动。研发主要目标在于,形成具有性价比优势的技术标准和产品规格。以全球优势芯片制造商英特尔为例,近几年其研发支出占销售收入的比重一直高达13-15%,而同期相对比,即使是研发强度较高的汽车和航空器产业,其优势跨国公司的研发支出占销售收入的比重也都在5%上下。

(二)知识产权主导权上斗争激烈。

研发投入和行动是为了获取创新成果。集成电路厂商之间,在研发成果的认定、建设、保护方面,常年都是剑张弩拔,斗争异常剧烈。首先,研发成果要及时在产品市场销售地申请登记为专利、商标等知识产权;这种登记行动在步调上要早于国际市场开拓。再以英特尔公司为例,美国专利和商标局的数据显示,近几年来英特尔所获该局授权专利数目一直排在前十位,2007年获得授权数1865项,在授权巨头中排第五。其次是技术标准的认定和推广。一项技术标准的权益的表现就是一个技术专利群体。从全球个人和办公用计算机市场整体格局看,英特尔和微软拥有所谓w英特尔事实标准;为巩固这一标准的垄断地位和保持周边技术标准的优势地位,英特尔可谓不遗余力。英特尔每隔一个季度,要在美国、中国、欧洲等世界主要大市场区,选择商务中心城市,举办所谓英特尔信息技术峰会;峰会的一项重要工作就是推介英特尔的技术标准。近年推出的计算机技术标准涵盖到系统总线、pC架构、多媒体网络、无线通讯、数字家电等方面。三是知识产权的诉讼与反诉讼。作为pC机技术标准主导者,英特尔和微软两家公司几乎每年都发生诉讼与反诉讼事件,诉讼涉及的核心问题是知识产权侵权和市场垄断。近年来,就法院正式立案案件而言,英特尔的诉讼或反诉伙伴涉及美国Broadcom、超微、美国消费者群体、transmeta、intergraph、中国台湾威盛、中国深圳东进等;至于从2005年开始,美国amD公司诉讼英特尔更是表明,amD公司要正面挑战英特尔在pC机CpU芯片供应上占据多年的绝对垄断地位。

(三)重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征。

集成电路厂商要做到大规模锁定消费者群体,除在研发投入和节奏上要占优势和先机之外,还需要尽可能地将产品市场国际化。因为只有以高度国际化的市场为基础,企业才能在产品生产和销售上取得规模经济优势,才能摊薄昂贵的研发成本。全球产品市场规模的扩张和研发强度的加大又是相辅相成的。于是,对集成电路等产业来说,若以全球市场为背景,我们会看到这样一幅图景:一旦某个企业在市场份额上初占优势,它在研究开发经费的投入,在技术标准的推出和拥有,在锁定消费者步伐等方面,都会较长时间处于优势或领先的地位。全球市场份额也会朝向寡头集中,直至另一个后起之秀再凭借某些条件,逐步突破原有优势企业的寡头地位,并推动市场份额重组,乃至再次形成新的销售市场朝向单寡头或少数寡头集中的格局特征。当前集成电路产品全球的销售市场和产业组织格局充分说明这一点。据Gartner公司调查,2007年全球前十大公司占全球商业芯片销售收入的53.1%。需注意,这仅是关于全部各类销售收入的集中度数据。集成电路(芯片)是中间产品;对某一具体最终产品所使用某种具体芯片而言,往往由单个或为数不多的若干芯片制造商处于市场垄断地位。例如,对个人和办公用微型计算机最终产品来说,因所谓winteL事实技术标准对既定消费者群体的锁定,至少在pC机的CpU芯片供应上,很多年来,英特尔公司实际上一直处于单寡头垄断地位。当然,近几年这种单寡头绝对垄断地位也一定程度受到amD公司的冲击。至于其他具体种类芯片,也以单寡头或少数寡头垄断供应居多。

(四)跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。

2007年全球集成电路销售收入最多的十家公司分别是英特尔,三星电子、东芝、德州仪器、意法半导体、英飞凌、现代半导体、瑞萨、恩智浦和日本电气。十大巨头均为跨国公司,均以全球市场为背景,进行制造、销售、研发基地配置,以尽可能地取得行业竞争优势。以英特尔公司为例。英特尔在50个国家开设约300个分支机构,总公司对分支构架的控制主要采取控股、内部化方式,全球化布局战略在销售、制造、研发等方面都得到充分体现。

从销售收入地域格局来看,销售地域格局的多元化和新销售地域增长点的形成是支撑英特尔销售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年间,英特尔公司美洲销售份额从44%0持续下降至20%;欧洲份额从27%持续下降至19%;亚洲份额从19%持续上升至51%。

从制造过程来看,英特尔在全球范围整合生产体系,将高附加值部分(硅片生产与加工)留在美国,将制造设施放在以色列,将劳动密集型业务放在马来西亚、爱尔兰、菲律宾、巴巴多斯、中国和哥斯达黎加等地。随着中国市场重要性上升,英特尔在建设原上海测试和封装工厂的基础上,先后于2004年、2007年再在中国成都、大连建设封装测试和生产制造工厂。

从研局来看,在芯片设计和测试方面,美国、印度、以色列、中国等重要区域市场支点和人力资源丰富区是公司布局重点,其三大模块化通信平台、解决方案中心、研发中心分别布设在美国、中国和比利时。20世纪90年代以来,英特尔的全球架构整合行动一定程度影响和引领着其他芯片商。其中,一些公司对海外机构进行了重组。

(五)集成电路是中国的“短腿”产业。

我国集成电路的设计和制造还处在起步发展阶段,远不具备强势国际分工地位。这在多方面都有所体现。首先,集成电路是中国大额逆差产业。尽管近年我国货物贸易实现巨额贸易顺差,但顺差、逆差产业的分化明显。顺差主要集中在纺织、家电等产业上,而集成电路、矿产、塑料等发生大额逆差。2005年和2006年集成电路是我国头号逆差产品,其贸易逆差总额分别高达856亿美元和676亿美元,相当于当年全部货物贸易顺差的48.2%和66.4%。其次,我国各种专有权连年发生大额贸易逆差。2006年和2007年,通过国际收支反映出来的中国“专有权利使用费和特许费”贸易项逆差分别为64.3亿美元和78.5亿美元,分别相当于当年服务贸易国际收支逆差总额的72.8%和99.4%。如前阐述,集成电路产业要发展,需要以企业拥有强势知识产权所有权为基础,而专有权贸易项大额逆差实际上和集成电路设计产业处在幼稚期密切相关。还有,目前我国集成电路设计和制造企业的实际情况也说明了这一点。2007年中国內地销售收入排名第一的集成电路设计企业——华大集成电路设计集团有限公司销售收入总额大致相当于同年英特尔销售额的5%。在排名前几位的芯片设计制造商中,业务种类主要集中在身份管理、消费结算、通信、mpi、多媒体等低端芯片上面。

二、中国本土企业的借鉴经验

目前,在智能卡,固定和无线网络、消费电子、家电所用芯片,以及pC机芯片等产品领域,我国已经有若干集成电路设计制造企业,自主品牌业务迅速增长。境内自主品牌企业的成长经历初步表明,国内大市场能够为企业成长提供比较优势,知识产权建设是企业可持续成长的推动力,企业应该高度重视知识产权贸易纠纷应对,目前中国集成电路企业“走出去”尚不普遍。

(一)若干中低端集成电路设计企业迅速成长。

根据来自中国半导体行业协会的数据,中国内地集成电路设计产业销售收入从2002年的21.6亿元增长到2006年的186亿元,年均增长71.3%。位居2007年销售额前五位的企业分别是中国华大集成电路、深圳海思半导体、上海展讯通信、大唐微电子、珠海炬力集成电路。我国集成电路的本土“巨头”的业务范围主要集中在智能卡、多媒体、通信卡等低端业务上。同时,这些企业在成长早期的某个三至五年时间段,都发生过业务量迅猛增长。其中,珠海炬力2002-2005年间销售收入年均增长高达950%;上海展讯通信2007年销售收入相比上年增长了233.1%,中国华大集成电路2004-2006年销售收入年均增长62.6%。

(二)境内大市场能够为企业成长提供比较优势。

境内大市场对企业成长的重要作用的典型表现是:“第二代身份证项目”为中国华大、大唐微电子、上海华虹、清华同方微电子等企业成长提供了较大市场机遇。这里再以珠海炬力对市场的主动开发为例。从2001年开始,珠海炬力推出所谓“保姆式服务”。炬力在销售芯片的同时,免费附送一套完整的mp3制造“操作手册”,对芯片手工、规范、标准、制作和质量等做详细说明。同时,只要买了炬力芯片,炬力服务支持人员会告诉你到哪里买合适的pBC板,到哪里买电容、电阻,成本是多少。客户即便是外行,只要找几个会焊接技术、能看懂图纸的技术人员。然后再买模具回来,往上一扣就可以出货。“保姆式服务”吸引了大量中小厂商进入mp3市场,仅2005年,境内出现的mp3品牌就达600多个。由此,珠海炬力在中国本土成功巨量引爆mp3生产和消费能力。这种操作给矩力销售收入带来了井喷式增长。还有,珠海炬力后来深陷与美国芯片商Sigmatel公司的诉讼纠纷,对向美国出口受到限制,这时,正是面向境内和其他国家的销售为珠海炬力提供了市场缓冲和财务支持。在后来与Sigmatel公司的较量中,珠海炬力要求国内司法机关执行“诉前禁令”,而正是因为考虑到可能失去中国境内大市场,成为外方企业考虑和解的重要权衡因素,中国境内大市场成为斗争筹码之一。实际上,我们再从国际经贸理论提供的论证来看,不论是波特的国家比较优势论,还是战略性贸易理论,或者是杨小凯等人新兴古典贸易理论,境内大市场都是构建国际分工比较优势的重要支持因素之一。

(三)知识产权建设是企业可持续成长的推动力。

具备研究开发实力是启动、占领和拓展市场的基础,也是企业可持续成长的动力。所有快速成长的中国集成电路设计企业都表现出了这个特点,有的企业在技术标准建设上也取得了很大成绩。

1中国华大。2006年华大实现了新增知识产权45项,其中申报发明专利29项,软件著作权登记8项,集成电路版图登记8项。该公司自2003年开始进行wLan芯片研发工作,成为无线局域网领域的“宽带无线ip标准工作组”正式成员。此外,作为“wapi产业联盟”发起人单位之一,华大还积极参与到国家wLan标准的制定。

2深圳海思。海思掌握具有一定地位的iC设计与验证技术,拥有先进的eDa设计平台、开发流程和规范,已经成功开发出100多款自主知识产权的芯片,共申请专利500多项。

3上海展讯通信。展讯近百项发明专利获得国内外正式授权,目前已形成一套核心技术的专利群。

4大唐微电子。公司连续开发出一系列具有自主知识产权的技术与产品,目前,公司共向国家知识产权局申报专利90项。

5珠海炬力。2003年以来,珠海炬力不断加大自主知识产权技术的研发投入力度,并积极申请专利、布图设计、软件著作权、商标权等多种形态知识产权,专利申请量和获得授权的数量实现了迅速增长。

(四)知识产权贸易纠纷提供的教训非常深刻。

在深圳海思尚未从华为拆分出来的时候,华为就在集成系统的软硬件方面和国外厂商有过知识产权摩擦。至于从2005年年初至2007年6月,珠海炬力与美国老牌芯片商Sigmatel的知识产权纠纷所引发的摩擦影响之大、企业投入之巨、持续时间之长、社会关注之广,在我国贸易纠纷历史上极为罕见。这一知识产权贸易纠纷提供的教训值得我国集成电路和高新技术企业长期引以为鉴。

1集成电路企业全球市场份额大幅攀升必然引发知识产权贸易摩擦。2003年以前,Sigmatel曾经在全球mp3芯片市场中占据70%以上的份额。但是,正是由于集成电路产品的快速换代性和消费者群体锁定性,随着珠海炬力的崛起,Sigmatel的市场份额不断遭到炬力蚕食。2006年4月,Sigrnatel第一季度收入较上年同期下降67%,正是出于“生死存亡”的考虑,Sigmatel才选择在珠海炬力成长的关键期,不遗余力地通过诉讼和其他途径,试图“阻击”炬力市场领地的蔓延。

2知识产权诉讼过程本身就会给竞争对手造成重大伤害。在诉讼其间,珠海炬力曾经遭遇对美国出口受到禁止、公司股价大跌、前后诉讼支出超过1000万美元等考验,如若公司没能挺住,可能就倒在诉讼途中。

3与诉讼对手和解,是双方博弈的理性选择。在整个诉讼和反诉过程中,珠海炬力经历“遭诉应诉反诉拒绝和解在对方调整条件后和解”的互动角色变化。而对手Sigma7el则经历“一定程度得手遭反诉提出和解遭到拒绝调整条件后和解”的角色变化。双方的和解与英特尔、微软、iBm、华为等公司与纠纷对手和解有类似之处,是实力较量之后的理性博弈和解。

4企业的知识产权管理必须同步于产品国际市场开拓。2005年以前,珠海炬力的知识产权管理是滞后于国际市场开拓的,当然也谈不上事前对可能陷入的诉讼做前瞻性准备。而正是回应诉讼强烈地推动了企业的知识产权管理。

(五)企业主动“走出去”尚不普遍。

目前就企业国际化而言,境内快速成长的企业均在自身设计产品出口方面取得了较大进展。其中,深圳海思、上海展讯、大唐微电子、珠海炬力等企业的海外销售收入都在公司销售总额中占有一定的比例。其中,2006年,深圳海思出口收入占销售收入的69%,上海展讯占32.6%,大唐微电子占1.4%,珠海炬力占89%。不过,在海外分支机构建设方面,仅深圳海思、上海展迅通信初步取得进展。

三、中国集成电路产业继续突围发展的基本要领

集成电路之所以成为中国的短腿产业,有其内在原因。集成电路企业的启动需要有较先进的技术和较强劲的资本实力作为基础;也需要国内居民普遍的收入达到一定水平,以支撑电脑、手机、消费电子、高端家电等购买阀值相对较高的产品形成市场规模。至于某些中高端芯片产品发展,国内企业还处于成长初期,会面临外方强势跨国公司全面垄断市场的压力。全面考虑这些情况,作为“短腿”的中国集成电路产业的发展历程必定是一个不断在技术和市场上构建优势,并突出外方强势企业重围的过程。

(一)积极拓展产品种类,提升产品档次。

我国现有集成电路企业,现有的集成电路关联企业,如计算机、家电、消费电子、工程服务等产业领域厂商,应该在企业原有的技术和财务实力的基础上,通过开发创新技术、建设技术标准和拓展产品市场,逐步拓宽和提升我国能够设计、开发、制造的集成电路产品种类,乃至实现我国设计的自主品牌集成电路产品,逐渐延伸到手机、计算机用CpU等高端芯片产品领域,并逐渐结束我国在高端集成电路领域的空白状态。

(二)企业主动开发境内大市场。

随着我国居民收入水平不断增长,我国消费购买阀值增大,对像集成电路这种高技术产业的突围成长而言,境内大市场的孵化、支持、缓冲等作用将表现得越来越明显。不过,境内大市场的这种作用需要企业主动去发现、开发和利用。因此,在中国内地企业提升集成电路产品档次、培育民族品牌产品、建设自主技术标准体系的过程中,应该借鉴珠海炬力、中国华大等企业的经验,创造性地拿出市场开发方案,通过生产和消费两方面的促进,激发我国的集成电路市场容量潜力,并实现企业快速成长。

(三)加强技术标准建设,占领知识产权制高点。

境内集成电路企业和集成电路产业关联企业,应以某些技术单点的创新成就为基础,加强产品价值链上下游环节技术创新和专利开发,以点带面,逐步形成本国自主知识产权技术标准集群。企业和政府共同努力,将谋求事实国际标准与国际标准认定结合起来,大力推进技术标准国际化。企业应积极建设产业联盟,集中同行技术实力,削弱国际同行竞争性标准影响力,促进自主产权技术标准建设。政府则应完善技术标准国内管理。同时,积极参加技术标准国际组织和论坛,推动技术标准国际合作机制改革。

(四)企业尽快“走出去”,培育形成民族自主品牌跨国公司。

随着我国自主品牌集成电路产品国际市场份额的增大,随着产品品种逐渐延伸到电子产品CpU等核心环节或高端领域,我国企业与外国跨国公司的直面竞争将在所难免。因此,从指导思想上,在集成电路企业的成长过程中,一定要尽快“走出去”,要以本行业世界一流跨国公司为标杆,构建全球性与区域性恰当结合的研发、生产、销售网络。另外,与集成电路关联的计算机制造、电信服务、工程服务企业,也都应该尽快成长为自主品牌跨国公司,并和集成电路跨国公司成长形成呼应、配合和相互促进的关系。

(五)政府和社会将集成电路产业作为战略产业予以扶持和资助。

集成电路产业具有以下特征:研发和资本需求强度较高,厂商静态动态规模经济效应明显,本国厂商和产业成长面临外方强势竞争对手,这些特征非常符合战略性贸易理论所阐述的战略性产业的特征。因此,政府应将该产业作为战略扶持产业。具体地说,政府应该选择集成电路(潜在)优势企业,运用研发资助、财税优惠、优惠性融资、出口补贴、“走出去”资助,外方优惠政策争取等措施,积极推动本国战略产业厂商提高国际市场份额。此外,政府还应和科研机构、其他社会各界一道,面向集成电路产业,加大基础科学研究力度,加强与科技项目、知识产权、人才培养相关的配套公共管理和服务。

(六)政府统筹建设境内外大市场,加强国际经贸合作关系。

首先要加强境内外关联产品消费设施和流通市场的建设。在国内,特别是在广大农村地区宜采取财政支出、优惠信贷等方式;在境外,主要面向发展中经济贸易伙伴,以政府发展援助、企业公益行动、贸易能力援助等方式,支持或帮助有线无线网络、电力等基础设施建设,改善pC、手机、家电等关联产品流通市场,提升贸易伙伴的贸易能力。其次要策略地开展国际经贸关系合作。积极面向在集成电路产业上和我国不存在竞争关系的经济体,通过Fta/Rta和其他经贸协议,形成(准)共同产品市场关系。第三要优化企业对外投资环境。加强国际投资协定合作和双边协商,破除中国企业境外投资进入障碍。

集成电路的研制篇5

【关键词】集成电路关键设备市场分析发展战略

引言:

信息技术的发展,集成电路是一项重要的标志,而信息产业的发展,集成电路在产业化发展的进程中,相关设备成为了集成电路产业发展的重要基础。集成电路关键设备的制造,半导体制造装备发挥着基础性的作用,特别是工艺技术的发展,给集成电路产业赋予了生机和活力。集成电路的关键设备作为电子设备的核心部分,在电子制造也中占有重要的地位,因此,要推进集成电路关键设备的快速发展,就要针对关键设备的现行市场运行状态进行分析,并具有针对性地提出发展战略。

一、集成电路关键设备市场分析

从电子产品的消费市场来看,价位低,集成度高的芯片依然占据着主流市场,而且对半导体产业的发展产生了强大的推动作用。早在2004年,集成电路的芯片销路就非常好,并创造了可观的业绩,甚至突破了所预测的2005年的销售额度。自2008年以来,半导体产业就呈现出强大的增长态势,平均增长率为9.7%。到2008年,集成电路产业的发展,中国和印度成为了生产的和核心和销售的核心,而且此时的半导体生产率以平均10%的速度递增。2010年,世界半导体产业的销售额突破了5000亿美元,对电子设备市场起到了重要的支撑作用。

近年来,集成电路产业链发展,原有的分散管理逐渐向聚集为一个整体产业,其中的一些大型的且资金雄厚企业起到了龙头的作用,将小型的企业兼并后,使得企业规模化快发展。

未来的几十年,集成电路关键设备市场依然呈现出发展的态势,而且随着电子市场的全面开放,集成电路的销售状况更为看好,而且预期平均每年的销售增长率可以达到9%至10%。

二、集成电路关键设备的市场发展战略

2.1将促进集成电路关键设备市场发展的产业政策制定出来

要促进集成电路关键设备市场发展,就要在政策上跟进。从政策的角度出发,给集成电路关键设备的生产提供优惠政策,包括投资、税收以及贷款等方面都基于优厚的待遇,特别要采取有效策略针对目前集成电路产业发展中所存在的融资问题予以解决。针对集成电路专用设备制造业、半导体也都享受部分国家优惠政策和鼓励政策,对集成电路专用设备的进口方面要予以严格管理,特别是进口的二手设备,需要增加额度较高的环境保护税。对于国外出厂时间很长的二手设备,则要通过严格检查而避免类似的设备进入到中国市场。

2.2集成电路关键设备市场发展需要加大技术创新力度

集成电路关键设备市场发展需要加大技术创新力度还能够与国外同行业竞争而获得市场竞争优势。集成电路关键设备市场的技术创新,政府投入力度的增加实施关键环节。有必要将集成电路专用设备的发展基金建立起来,为集成电路起到一定的扶持作用。特别是集成电路产业的技术创新要与生产线结合起来,以促进中国集成电路产业的整体性提升。

2.3集成电路关键设备市场发展需要构建多元的融资渠道

集成电路关键设备市场发展,投资是需要重视的环节。如果没有充裕的资金,就很难获得发展。因此,政府要发挥作用将社会投资和民间融资带动起来,以使集成电路产业在发展的过程中可以多方筹集资金,以确保集成电路的设计制造产业顺利展开。特别要鼓励国外的企业到中国投资集成电路产业,并带来新的技术,以对中国的集成电路产业起到推动作用。

对外开放可以加大中国与国外企业的合作力度不仅可以吸引国外投资,而且还能够引进行业先进技术,并促进中外合作针对集成电路的关键设备进行研发和生产。

2.4集成电路关键设备的生产要以市场为导向

为了在集成电路关键设备的生产上实现突破,就要将国内的技术优势充分地发挥出来,从构造简单、工序简单的设备开始研发,向大型的继承电路过渡,逐渐形成生产链,以在关键设备的研制和生产上有所突破。集成电路关键设备的生产要以市场为导向,不仅仅是国内市场,还包括国外市场的集成电路关键设备发展趋势都要有所关注。基于国内外同行业竞争力,就要推动中国的集成电路产业进入到世界主流市场。

集成电路的研制篇6

集成电路(iC)产业是战略性、基础性和产业之间关联度很高的产业。它是电子信息产业和现代工业的基础,也是改造提升传统产业的核心技术,已成为衡量一个国家经济和信息产业发展水平的重要标志之一,是各国抢占经济科技制高点、提升综合国力的重点领域。

集成电路产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,它不仅要求有很强的经济实力,还要求具有很深的文化底蕴。集成电路产业由集成电路设计、掩模、集成电路制造、封装、测试、支撑等环节组成。随着集成电路技术的提升、市场规模的扩大以及资金投入的大幅提高,专业化分工的优点日益体现出来,集成电路产业从最初的一体化iDm,逐渐发展成既有iDm,又有无集成电路制造线的集成电路设计(Fabless)、集成电路代工制造(Foundry)、封装测试、设备与材料支撑等专业公司。

国家始终把集成电路作为信息产业发展的核心。2000年国家18号文件(《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》)出台后,为我国集成电路产业的发展创造了良好的政策环境。2005年国家制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》安排了16个国家重大专项,其中两个涉及到集成电路行业,一个是“核心电子器件、高端通用集成电路及基础软件产品”,另外一个则是“集成电路成套工艺、重大设备与配套材料”,分列第一、二位。2008年国家出台的《电子信息产业调整与振兴规划》明确提出:加大鼓励集成电路产业发展政策实施力度,立足自主创新,突破关键技术,要加大投入,集中力量实施集成电路升级,着重建立自主可控的集成电路产业体系。

无锡是中国集成电路产业重镇,曾作为国家南方微电子工业基地,先后承担国家“六五”、“七五”和“九0八”工程。经过近20年的不断发展,无锡不仅积累了雄厚的集成电路产业基础,而且培育和引进了一批骨干企业,有力地推动了我国集成电路产业的发展。2000年,无锡成为国家科技部批准的7个国家集成电路设计产业化基地之一。2008年,无锡成为继上海之后第二个由国家发改委认定的国家微电子高新技术产业基地,进一步确立了无锡在中国集成电路产业中的优势地位,2009年8月7日,温总理访问无锡并确立无锡为中国物联网产业发展的核心城市,微电子工业作为物联网产业发展的基础电子支撑,又引来了新一轮的发展机遇。

发展集成电路产业是实现无锡新区产业结构调整、支撑经济可持续发展、引领经济腾飞、提升创新型城市地位、提高城市综合实力和竞争力的关键。无锡新区应当抓住从世界金融危机中回暖和建设“感知中国中心”的发展机遇,以优先发展集成电路设计业、重视和引进晶圆制造业、优化发展封测配套业、积极扶持支撑业为方向,加大对产业发展的引导和扶持,加快新区超大规模集成电路产业园的建设,加强高端人才的集聚和培育,实现无锡市委市政府提出的“把无锡打造成为中国真正的集成电路集聚区、世界集成电路的高地、打造‘中国iC设计第一区’和‘东方硅谷’品牌的愿景”,实现新区集成电路产业的跨越式发展。

2新区超大规模集成电路园

(2010年-2012年)行动计划

2.1指导思想

全面贯彻落实科学发展观,坚持走新型工业化道路,紧跟信息产业发展的世界潮流,以积极扶持、引导现有存量企业为基础,以引进和孵化为手段,以重点项目为抓手,大力集聚高科技人才,加大政府推进力度,提高市场化运行程度,强攻设计业,壮大制造业,构建集成电路设计、制造、封装测试、系统应用、产业支撑于一体的完整iC产业链,建成“东方硅谷”。

2.2发展目标

从2010年到2012年,无锡新区集成电路产业年均引进企业数15家以上,期内累计新增规范iC企业40家,期末产业链企业总数120家以上,产业规模年均增长25%以上,2012年目标400亿元,到2015年,全区集成电路产业规模达到800亿元,占全国比重达20%以上。年均引进和培养中、高级iC人才600名,期内累计新增2000名,期末专业技术高端人才存量达3000名。

2.3主要任务

2.3.1重点发展领域

按照“优先发展集成电路设计业,重点引进晶圆制造业,优化提升封装测试业,积极扶植支撑业”的基本思路,继续完善和落实产业政策,加强公共服务,提升自主创新能力,推进相关资源整合重组,促进产业链各环节的协调发展,形成无锡市集成电路产业最集中区域。

2.3.2产业发展空间布局

集成电路产业是无锡新区区域优势产业,产业规模占据全市70%以上,按照“区域集中、产业集聚、发展集约”的原则,高标准规划和建设新区超大规模集成电路产业园,引导有实力的企业进入产业园区,由园区的骨干企业作龙头,带动和盘活区域产业,增强园区产业链上下游企业间的互动配合,不断补充、丰富、完善和加强产业链建设,形成具有竞争实力的产业集群,成为无锡新区集成电路产业发展的主体工程。

无锡新区超大规模集成电路产业园位于无锡新区,距离无锡硕放机场15公里,距无锡新区管委会约3公里。

超大规模集成电路产业园区总规划面积3平方公里,规划区域北起泰山路、西至锡仕路,东临312国道和沪宁高速公路,南至新二路。园区规划主体功能区包括制造业区设计孵化区、设计产业化总部经济区、设计产业化配套服务区等,占地共700亩,规划基础配套区包括建设园内干道网和开放式对外交通网络,同步配套与发展iC设计产业相关联的宽带网络中心、国际卫星中心、国际培训中心等,按照园内企业人群特点,规划高端生活商务区。

园区目前已有国内最大工艺最先进的集成电路制造企业海力士恒亿半导体,南侧有KeC等集成电路和元器件制造、封测企业。园区的目标是建成集科研教育区、企业技术产品贸易区、企业孵化区、规模企业独立研发区和生活服务区于一体的高标准、国际化的集成电路专业科技园区,作为承接以iC设计业为主体、封测、制造、系统方案及支撑业为配套的企业创新创业的主要载体。支持跨国企业全球研发中心、技术支持中心、产品系统方案及应用、上下游企业交流互动、规模企业独立研发配套设施、物流、仓储、产品营销网点、国际企业代表处等的建设,组建“类iDm”的一站式解决方案平台。

2.3.3主要发展方向与任务

(1)集成电路设计业

集成电路设计是集成电路产业发展的龙头,是整个产业链中最具引领和带动作用的环节,处于集成电路价值链的顶端。国家对iC产业、特别是iC设计业发展的政策扶持为集成电路发展iC设计产业提供了良好的宏观政策环境。“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”与“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”列在16个重大专项的第一、二位,说明政府对集成电路产业的高度重视。这两个重大专项实施方案的通过,为iC设计企业提升研发创新能力、突破核心技术提供了发展机遇。新区集成电路产业的发展需要密切结合已有产业优势,顺应产业发展潮流,进一步促进集成电路产业的技术水平和整体规模,实现集成电路设计产业新一轮超常规的发展。

1)、结合现有优势,做大做强以消费类为主的模拟芯片产业。

无锡集成电路产业发展起步早,基础好,实力强。目前,无锡新区积聚了60余家集成电路设计企业,包括国有企业、研究机构、民营企业以及近几年引进的海归人士创业企业。代表性企业包括有:华润矽科、友达、力芯、芯朋、美新、海威、无锡中星微、硅动力、紫芯、圆芯、爱芯科、博创、华芯美等公司。产品以消费类电子为主,包括:DC/DC、aDC/DaC、LeD驱动、射频芯片、智能电网芯片等,形成了以模拟电路为主的产品门类集聚,模拟iC产品的研发和生产,成为无锡地区iC设计领域的特色和优势,推动以模拟电路产品开发为基础的现有企业实现规模化发展,是新区集成电路产业做大做强的坚实基础。

2)结合高端调整战略,持续引进、培育系统设计企业。

无锡“530”计划吸引众多海外高端集成电路人才到无锡创业,已经成为无锡城市的一张“名片”,并在全球范围内造就了关注高科技、发展高科技的影响力。以海归人员为代表的创业企业相继研发成功通信、memS、多媒体SoC等一批高端产品,为无锡高端集成电路设计的战略调整,提供了坚实的人才基础和技术基础。随着海峡两岸关系的平缓与改善,中国台湾正在考虑放宽集成电路设计企业到大陆投资政策,新区要紧紧抓住这一机遇,加大对中国台湾集成电路设计企业的引进力度。新区拥有相对完善的基础配套设施、宜居的人文环境、浓厚的产业氛围、完备的公共技术平台和服务体系,将成高端集成电路人才创业的首选。

3)结合电子器件国产化战略,发展大功率、高电压半导体功率器件。

高效节能已经成为未来电子产品发展的一个重要方向,电源能耗标准已经在全球逐步实施,将来,很多国家将分别实施绿色电源标准,世界各国已对家电与消费电子产品的待机功耗与效率开始实施越来越严格的省电要求,高效节能保护环境已成为当今共识。提高效率与减小待机功耗已成为消费电子与家电产品电源的两个非常关键的指标。中国目前已经开始针对某些产品提出能效要求,此外,欧美发达国家对某些电子产品有直接的能效要求,如果中国想要出口,就必须满足其能效要求,这些提高能效的要求将会为功率器件市场提供更大的市场动力。功率器件包括功率iC和功率分立器件,功率分立器件则主要包括功率moSFet、大功率晶体管和iGBt等半导体器件,功率器件几乎用于所有的电子制造业,除了保证设备的正常运行以外,功率器件还能起到有效的节能作用。由于制造工艺等因素的限制,形成相对较高的技术门槛,同时,新区企业拥有的深厚的模拟电路技术功底以及工艺开发制造能力,作为一种产业化周期相对较短的项目,现在越来越清晰的看到,模拟和功率器件是新区集成电路设计业的重点发展方向。

4)结合传感网示范基地建设,发展射频电子、无线通信、卫星电子、汽车电子、娱乐电子及未来数字家居电子产业。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。专家预测10年内物联网就可能大规模普及,应用物联网技术的高科技市场将达到上万亿元的规模,遍及智能交通、环境保护、公共安全、工业监测、物流、医疗等各个领域。目前,物联网对于全世界而言都刚起步,各个国家都基本处于同一起跑线。温总理访问无锡并确立无锡为未来中国传感网产业发展的核心城市,将成为难得的战略机遇,新区集成电路产业应该紧紧围绕物联网产业发展的历史机遇,大力发展射频电子、memS传感技术、数字家居等,为传感网示范基地建设和物联网产业的发展,提供有效的基础电子支撑。

(2)集成电路制造业

重大项目,特别是高端芯片生产线项目建设是扩大产业规模、形成产业集群、带动就业、带动产业发展的重要手段。是新区集成电路产业壮大规模的主要支撑,新区要确保集成电路制造业在全国的领先地位,必须扶持和推进现有重点项目,积极引进高端技术和特色配套工艺生产线。

1)积极推进现有大型晶园制造业项目

制造业投资规模大,技术门槛高,整体带动性强,处于产业链的中游位置,是完善产业链的关键。新区集成电路制造业以我国的最大的晶圆制造企业无锡海力士-恒亿半导体为核心,推动12英寸生产线产能扩张,鼓励企业不断通过技术改造,提升技术水平,支持企业周边专业配套,完善其产业链。鼓励KeC等向集成器件制造(iDm)模式的企业发展,促进设计业、制造业的协调互动发展。积极推进落实中国电子科技集团公司第58所的8英寸工艺线建设,进一步重点引进晶圆制造业,确保集成电路制造业在国内的领先地位。

2)重视引进高端技术与特色工艺生产线

国际iC大厂纷纷剥离芯片制造线,甩掉运转晶圆制造线所带来的巨大成本压力,向更专注于iC设计的方向发展。特别是受国际金融危机引发的经济危机影响以来,这一趋势更为明显,纷纷向海外转移晶圆制造线,产业园将紧紧抓住机遇,加大招商引资力度。在重点发展12英寸、90纳米及以下技术生产线,兼顾8英寸芯片生产线的建设的同时,重视引进基于memS工艺、射频电路加工的特色工艺生产线,协助开发模拟、数模混合、Soi、GeSi等特色工艺产品,实现多层次、全方位的晶圆制造能力。

(3)集成电路辅助产业

1)优化提升封装测试业

无锡新区iC封装测试业以对外开放服务的经营模式为主,海力士封装项目、华润安盛、英飞凌、东芝半导体、强茂科技等封测企业增强了无锡新区封测环节的整体实力。近年来封测企业通过强化技术创新,在芯片级封装、层叠封装和微型化封装等方面取得突破,缩短了与国际先进水平的差距,成为国内集成电路封装测试的重要板块。

随着3G手机、数字电视、信息家电和通讯领域、交通领域、医疗保健领域的迅速发展,集成电路市场对高端集成电路产品的需求量不断增加,对QFp(LQFp、tQFp)和QFn等高脚数产品及FBp、mCm(mCp)、BGa、CSp、3D、Sip等中高档封装产品需求已呈较大的增长态势。无锡新区将根据iC产品产业化对高端封测的需求趋势,积极调整产品、产业结构,重点发展系统级封装(Sip)、芯片倒装焊(Flipchip)、球栅阵列封装(BGa)、芯片级封装(CSp)、多芯片组件(mCm)等先进封装测试技术水平和能力,提升产品技术档次,促进封测产业结构的调整和优化。

2)积极扶持支撑业

支撑与配套产业主要集中在小尺寸单晶硅棒、引线框架、塑封材料、工夹具、特种气体、超纯试剂等。我国在集成电路支撑业方面基础还相当薄弱。新区将根据企业需求,积极引进相关配套支撑企业,实现12英寸硅抛光片和8~12英寸硅外延片、锗硅外延片、Soi材料、宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂、特种气体、引线框架等关键材料的配套。以部分关键设备、材料为突破口,重视基础技术研究,加快产业化进程,提高支撑配套能力,形成上下游配套完善的集成电路产业链。

3保障措施

国家持续执行宏观调控政策、集成电路产业升温回暖以及国内iC需求市场持续扩大、国际iC产业持续转移和周期性发展是无锡新区集成电路产业发展未来面临的主要外部环境,要全面实现“规划”目标,就必须在落实保障措施上很下功夫。2010-2012年,新区集成电路产业将重点围绕载体保障、人才保障、政策保障,兴起新一轮环境建设和招商引智高潮,实现产业的转型升级和产业总量新的扩张,为实现中国“iC设计第一区”打下坚实的基础。

3.1快速启动超大规模集成电路产业园载体建设

按照相关部门的部署和要求,各部门协调分工负责,前后联动,高起点规划,高标准建设。尽快确定园区规划、建设规划、资金筹措计划等。2010年首先启动10万平方米集成电路研发区载体建设,2011年,进一步加大开发力度,基本形成园区形象。

3.2强力推进核“芯”战略专业招商引智工程

以国家集成电路设计园现有专业招商队伍为基础,进一步补充和完善具备语言、专业技术、国际商务、投融资顾问、科技管理等全方位能力的专门化招商队伍;区域重点突破硅谷、中国台湾、北京、上海、深圳等地专业产业招商,聚焦集成电路设计业、集成电路先进制造业、集成电路支撑(配套)业三个板块,引导以消费类为主导的芯片向高端系统级芯片转变,以创建中国“集成电路产业第一园区”的气魄,调动各方资源,强力推进产业招商工作。

3.3与时俱进,不断更新和升级公共技术服务平台

进一步仔细研究现有企业对公共服务需求情况,在无锡iC基地原有eDa设计服务平台、FpGa创新验证平台、测试及可靠性检测服务平台、ip信息服务平台以及相关科技信息中介服务平台的基础上,拓展系统芯片设计支撑服务能力,搭建适用于系统应用解决方案开发的系统设计、pCB制作、ip模块验证、系统验证服务平台。为重点培育和发展的六大新兴产业之一的“物联网”产业的发展提供必要的有效的服务延伸。支持以专用芯片设计为主向系统级芯片和系统方案开发方向延伸,完善、调整和优化整体产业结构。支持集成电路芯片设计与memS传感器的集成技术,使传感器更加坚固耐用、寿命长、成本更加合理,最终使传感器件实现智能化。

3.4内培外引,建设专业人才第一高地

加大人才引进力度。针对无锡新区集成电路产业发展实际需求,丰富中高级人才信息积累,每年高级人才信息积累达到500名以上。大力推进高校集成电路人才引导网络建设,与东南大学、西安电子科技大学、成都电子科技大学等国内相关院校开展合作,每年引进相关专业应届毕业生500人以上,其中研究生100人以上。及时研究了解国内集成电路产业发达地区iC人才结构、人才流动情况,实现信息共享,每年引进iC中高级人才200人以上。积极开展各类国际人才招聘活动,拓宽留学归国人员引进渠道,力争引进国际iC专家、留学归国人员100人以上。到2012年,无锡新区iC设计高级专业技术人才总数达到3000人。

建立健全教育培训体系。以东南大学的集成电路学院在无锡新区建立的高层次人才培养基地为重点,到2012年硕士及以上学历培养能力每年达到500人。支持江南大学、东南大学无锡分校扩大本科教育规模,加强无锡科技职业学院集成电路相关学科的办学实力,建立区内实践、实习基地,保障行业对各类专业技术人才的需求。与国际著名教育机构联合建立高层次的商学院和公共管理学院,面向企业中高层管理人员,加强商务人才和公共管理人才的培养。

3.5加强制度创新,突出政策导向

近几年,新区管委会多次调整完善对iC设计创新创业的扶持力度(从科技18条到55条),对iC设计产业的发展起了很大的作用,根据世界iC产业发展新态势、新动向,结合新区iC产业现状及未来发展计划,在2009年新区科技55条及其它成功践行政策策略基础上,建议增加如下举措:

1、在投融资方面,成立新区以iC设计为主的专业投资公司,参考硅谷等地成熟理念和方法,通过引进和培养打造一支专业团队,管理新区已投资的iC设计公司,成立每年不少于5000万元的重组基金,在国家iC设计基地等配合下,通过资本手段,移接硅谷、新竹、筑波等世界最前沿iC设计产业化项目,推进新区iC设计公司改造升级,进军中国乃至世界前列。

2、政策扶持范围方面,从iC设计扩大到iC全产业链(掩模、制造、封装、测试等),包括设备或材料、配件供应商的办事处或技术服务中心等。

3、在提升产业链相关度方面,对iC设计企业在新区内配套企业加工(掩模、制造、封装、测试)的,其缴纳的增值税新区留成部分进行补贴。

4、在高级人才引进方面,将2009年55条科技政策中关于补贴企业高级技术和管理人才猎头费用条款扩大到iC企业。

集成电路的研制篇7

一、发展历史概述我市电子信息产业的发展历史大体可分为三个阶段:

(一)1959~1967年为创始阶段。1959年,省劳改系统的生建八三厂成立了半导体技术研究室,开始仿制半导体分离器件。相继试制成功低频小功率三极管、二极整流管、高频小功率晶体管以及日本制式的7管半导体收音机,分别填补省及国内空白,拉开了XX市电子工业发展的序幕。1965年,中共XX市委第一书记王士超带领市有关工业部门的领导和技术人员到上海考察电子、钢铁等工业的发展情况。返回后,在中共XX市委的倡导下,创建了XX市第一批电子工业企事业单位。1966年前后,淄博无线电元件研究所、淄博稀有金属研究所、博山无线电实验所、张店无线电厂等相继成立。当时生产的主要产品有半导体二极管、三极管、电阻器、玻璃釉电容器、半导体收音机等。

(二)1968~1983为探索发展时期,是我市电子信息产业重要的打基础阶段。从1968年开始,我市一大批电子工业项目上马,厂点曾一度增加到65个。1972年,成立XX市电子工业局,开始对厂点布局、产品结构进行调整。调整后,全市共有电子企业20个,职工2489人,固定资产507万元。产品门类和技术水平明显提高,创造了多个全国第一。淄博无线电五厂研发生产全国第一台海底地貌探测仪、生建八三厂研究所生产全国第一支500瓦低频大功率晶体管和第一支超高频大功率硅晶体管、淄博无线电三厂研制成功国内第一台只读存贮器写入仪、球磨工业测量仪器振动传感器和智能动弹模量测定仪、XX市无线电二厂与航天工业部二院四部联合试制成功wdh1型微机控制多功能呼吸机等。同时,我市生产的整机新产品还有集成电路计算机、毛细管粘度自动分析仪、顺序控制器、光电提花机、双喜牌黑白电视机、微波烘干炉等。淄博无线电研究所、淄博无线电二厂、三厂、四厂、五厂、六厂、七厂和生建八三厂研究所等8个单位,成为淄博电子工业的骨干企业。

(三)1984~2003年,国内消费电子高速发展,我市电子产业出现命系彩电现象,由于彩电企业错失了发展的最佳时机,导致我市电子工业落后于我省部分地市。80年代初期,全国各地争相引进彩电生产线,从而引发了全国性的引进消费类电子产品生产线的热潮。这次热潮的结果是我国成为全球的电子产品加工中心,广东成为全球电子元器件的集散中心。消费类电子产品逐年大幅降价。由于我国企业多数没有掌握核心技术,关键零部件仍需进口,创新能力提高缓慢,盈利水平逐年下降。1984年我市也从日本引进1条年产15万台彩色电视机生产线,由于引进过程中忽视了国内配套问题,我市的彩电生产未能得到国内一流的元器件厂商的支持,产品质量一度成为困扰企业的主要问题,痛失了发展的最佳时机,最终导致被青岛海信兼并。即使如此,当时的淄博电视机厂也是我市电子行业的龙头企业,在近20年的时间里,电视机的销售收入占到我市电子工业的一半,其他多数企业也都围绕电视机配套上项目,80年代中后期和90年代,我市的显像管、电阻、电容、电感、二极管、谐振器等元器件产品在国内有较大影响。90年代末期,元器件企业未能跟上技术革新的步伐,也未能及时更新换代,显像管及阻容感元件企业相继陷入困境。而二极管生产企业异军突起,通过对外合作,不断引进、消化、吸收先进技术,产品在质量和数量上都有大幅度提升,赢得了发展的机会,成为国内领军企业。

由于我市工业基础整体相对雄厚,加上电子工业经过几十年的发展,逐步形成了一批技术娴熟的产业工人队伍及优秀的产业管理人员。在本地工业需求的拉动下,我市电子工业领域逐渐出现了一些仪器仪表企业,但规模相对较小,未能引起足够重视。无线电一厂、二厂、三厂、五厂、无线电研究所、博特通讯、晨鸿电工、银河、科汇电器及信通电器等小微企业在油分析、医疗电子、电力自动化、电力电子、通信检测、通信维护、汽车检测、节能环保等领域研制出一批具有国内领先水平的产品。但是由于企业对于所服务的行业未能进行深入的研究和技术的跟踪,对于仪器产业的发展规律缺少必要的认识,错失了做大做强的机会,部分企业甚至昙花一现,从高盈利到倒闭只用了短短几年时间。这些企业的积极意义在于培养了仪器仪表业的人才,积累了产业经验,为后来我市创建山东省仪器仪表产业园做了铺垫。

(四)20XX~20XX年为调整、壮大阶段,在巩固元器件传统优势的同时,加大了投资类产品的投入,企业盈利能力大幅提升,产业规模随之壮大。20XX年全市信息产业实现销售收入14.7亿元,利税1.07亿元;2005年,实现销售收入27亿元,利税1.3亿元;20XX年,实现销售收入61.26亿元,利税8.92亿元;2007年,实现销售收入110亿元,利税15亿元;08年尽管受到国际金融危机影响,实现销售收入135亿元,利税14.6亿元;2009年实现销售收入215亿元,利税22亿元;20XX年,实现销售收入300亿元,利税39.23亿元。我市的电子信息产业十一五期间增长了10倍,年均复合增长率超过60%,我市的电子信息产业所取得的巨大成绩,主要得益于以下四个方面工作:

1、定位。所谓定位有两个含义,一是认清企业在行业中的水平和地位。在二十一世纪初,国内的信息产业发展水平整体上落后于国际先进水平,我市落后于国内先进水平,因此提出一代引进,二代创新的技术改造工作思路,强调仿制加优化就是创新。二是搞清楚电子信息产业的性质。it就是信息服务,既要找准所要服务的行业的需求和发展趋势,又要熟悉信息技术的发展方向才能提供信息产业的一体化解决方案。只有同时熟悉客户业务、掌握先进的信息技术才能持续发展。

2、调整。长期的低效益阻碍了我市信息产业的发展,因此提出鼓励自主创新,发展效益电子的整体思路,借助于高技术创造的高效益,提升企业持续发展能力,借助于行业投资的高收益率,吸引社会资金投向信息产业。2005年以来,我市信息产业连年高速增长,盈利能力逐年提高,大大提高了信息产业企业的可持续发展能力,同时也吸引了其它行业的投资。依托大企业、大集团、优势产业发展电子信息产业的条件初步显现,山东铝业、山东华泰轴承投资集成电路卡模块、ic载板,新华医疗器械公司投资医疗电子,博山防爆电器厂投资节能电子都是非常鲜活的例子。

3、突破。整体实力相对较弱的我市电子信息企业难以在消费电子产品上与国内的大企业抗衡,只能先从一些较小的领域寻找机会,先做强后做大。因此提出专注特色领域,培植专项冠军的提高竞争力思路。新华医疗、泰光电力、山铝电子、美林电子、科汇电器、信通电器、中惠电器等一批企业成为专项冠军,从而为我市信息产业产品走向国际市场奠定了基础。

4、立足。着眼国际分工、国际市场,寻找我们的立足点。根据新的规划,资助相对较有市场前景的项目,扶持相对较大较强的企业,促进产业聚集、人才聚集,为我市信息产业高速增长蓄积力量,现已建成的电子元器件、仪器仪表、微电机和软件四个省级信息产业园区成为重要的发展基础。

二、现状及发展优势(一)现状

1、产业规模及经济效益实现稳定快速增长。20XX年,全市电子信息产业规模以上企业数为177家;实现主营业务收入300.67亿元,实现利润27.09亿元,实现利税39.23亿元,产业规模居全省第5位。拥有省级电子制造产业基地(园区)3个,软件产业园1个,认证软件企业累计33家,登记软件产品累计118个,软件著作权累计120个。

2、产业发展环境得到较大改善。特别是国际金融危机之后,国家高度重视信息产业的发展,省市委、政府也高度重视信息产业发展,形成了全市上下合力发展信息产业的良好氛围。2007年我市出台了《XX市人民政府关于加快我市信息产业发展的意见》,确立了我市信息产业的发展目标、工作重点及相关措施。2008年设立了XX市信息产业发展专项资金,强化国家产业政策对我市信息产业的引导作用。2009年,市政府印发了XX市电子信息产业调整振兴规划(淄政发〔2009〕61号),出台了《关于支持创新成长型工业企业加快发展的意见》,截至20XX年末,我市共有54家工业企业列入创新成长型企业,其中电子信息行业企业占三分之一。

3、信息产业园区建设取得长足进步。全市拥有仪器仪表产业园、电子元器件产业园、微电机产业园3个省级电子信息产业园和淄博软件园1个省级软件产业园。20XX年,3个省级电子信息产业园共入驻企业超过百家,实现销售收入155亿元,超过全市信息产业销售收入的50%,产业聚集效应初步显现。

4、企业核心竞争力大幅提升。集成电路、电力电子、医疗电子、石化电子、节能电子、电子元器件、微电机和嵌入式软件企业发展迅速,在国内市场有较大影响力,进入国际市场的产品技术水平日益提高。全市信息产业现有部级企业技术中心1个、省级企业工程研发中心7个、省级软件工程技术中心2个、省级rfid工程技术中心1个、博士后科研工作站2个、分站2个。

(二)存在的问题

1、经济总量、企业规模偏小。我市电子信息产业在全省列第五位,与前四位的青岛、烟台、威海、济南相比差距较大。电子信息企业规模普遍偏小,缺少龙头企业。

2、整体人才缺乏,企业急需优秀的管理团队。我市创业企业多,产品涉及面广,发展到一定阶段,因管理团队跟不上导致企业难以上台阶的现象较为普遍。我市it人才流失严重。软件、电子技术、国际商务高端人才大量流向京上广一线城市,整个行业缺少像大连、苏州等先进城市那样形成人才聚集的大动作、大项目。

3、重大外资项目少,经济外向度低。我市电子信息产业引进外资工作起步较早,但是缺乏有示范带动作用的重大项目。多数企业尚未融入全球生产贸易体系,服务外包尚在起步阶段,全市167家规模以上电子信息制造业企业中,有出口贸易的不足20家。

(三)发展优势

我市信息产业有七大比较优势:一是仪器仪表及传感器产品包括医疗电子、电力电子、节能电子、环保电子、分析仪器、监测及检测仪器等在我市有较好的基础,在加强产学研合作基础上不断自主创新,可建成我国重要的应用电子产品生产及进出口基地,为信息化与工业化融合提供信息终端,进而提供整体解决方案,形成产品集散优势,推动产业集群化发展。二是电子元器件企业有较丰富的生产及国际化经验,充分发挥企业和电子元器件产业园的作用,下大力气承接国际元器件产业转移,我市可成为环渤海地区主要的元器件生产基地。三是工业控制微电机是我市的传统优势产品,在国内有较大影响,可拉长产业链,创建技术国际领先、产业配套齐全、产业链竞争优势明显的微电机生产基地。四是集成电路卡(ic卡)模块封装、测试的产能居国内前列,借助于ic卡的优势,发展其上游的晶圆测试、集成电路设计,进而推动集成电路封装企业在我市的聚集,形成高效益、无污染的集成电路产业链。五是电力电子产业链逐步形成。由电力电子芯片设计、电力电子模块封装、电力电子核心元件、器件、整机及应用系统组成的产业链自主创新逐年增强,在国内市场有较强的竞争力。六是绿色能源产业具备了发展基础。各类绿色储能装置及原材料、太阳能电池、太阳能导电膜玻璃、风力发电电机、动态无功补偿发生器、自动控制系统有实质进展,初步具备了规模发展条件。七是行业应用软件在医疗、钢铁、建筑等领域在国内有较强竞争力,嵌入式软件拥有一批全国专项冠军企业。近几年我市集成电路产业高速发展,为嵌入式软件向规模化发展创造了条件。

三、发展思路与目标(一)发展思路

深入贯彻落实科学发展观,优化发展环境,加强规划引导与资金扶持。鼓励自主创新,发展效益电子,引导社会资金投入电子信息产业。培植龙头企业,开拓国际市场,拉动服务外包和对外贸易。广泛开展产学研合作,提高企业持续创新能力。强化园区建设,吸引国际产业转移,促进产业链向高端延伸,形成高质量产业聚集。积极推进信息化与工业化融合,以新的应用拉动产业发展,实现有盈利的高速增长。

(二)发展目标

电子信息产业保持平稳较快增长,重点发展电子仪器仪表一个产业集群,拉长集成电路、电力电子两大产业链。2017年,全行业销售收入达到1000亿元,其中仪器仪表产业集群达到200亿元,集成电路产业链达到200亿元,电力电子产业链达到200亿元,微系统产业基地达到100亿元。推动仪器仪表、集成电路、电力电子产业链向高技术、高附加值方向延伸,形成在国内有较强竞争力的产业集群。建成全国以医疗电子为代表、以传感器为核心的仪器仪表产业基地和微系统(mems)产业基地。进一步完善山东(淄博)仪器仪表产业园、山东(淄博)电子元器件产业园、山东(博山)微电机产业园及淄博软件园。

四、发展重点(一)电子仪器仪表产品

1.医疗电子。支持山东新华医疗器械股份有限公司等骨干医疗电子企业加强与跨国公司的合作,重点突破关键技术,壮大企业规模,带动我市医疗电子企业高起点发展诊断治疗设备、医疗影像设备、重症监护设备和医用信息化终端。鼓励和引导我市传统医疗器械与信息技术融合,研发医疗电子产品,实现医疗器械产业优化升级。重点支持山东新华医疗器械股份有限公司的影像引导放射治疗系统、医用电子直线加速器产业化,淄博科创医疗仪器有限公司的麻醉深度监测仪、全自动仿生助产仪产业化,淄博中保康医疗器具有限公司的医用血浆病毒电子灭活柜技术研发及产业化等项目。

2.能源计量仪表。鼓励企业围绕能源系统、工矿企业、公用设施、智能建筑的水、电、燃气、冷热计量与监控需求,研发数字式多功能网络化能源计量仪表。着力提升产品的可靠性和稳定性,提高用户使用效率。重点支持淄博计保电气有限公司的智能电网用高压电能计量装置,山东卓尔电气有限公司的远程集中智能抄表系统,淄博贝林电子有限公司的新型电子式智能电表、水表等相关产品项目。

3.分析仪器。鼓励山东中惠仪器有限公司、山东三泵科森仪器有限公司等企业积极参与国家分析仪器标准的制定,引导企业加大技术研发投入,扩大服务领域。在光电分析仪器的基础上,发展色谱、光谱、质谱仪器;在油分析仪器的基础上,发展气体分析及称量仪器。加快分析仪器企业由产品提供商向系统集成提供商转变,由单一产品供应商向整体解决方案服务商转变。重点支持山东三泵科森仪器有限公司的常量水分测定仪、红外光谱辛烷值分析系统,山东惠工仪器有限公司的露点测定仪、颗粒计数仪,山东中惠仪器有限公司的军用车载油品分析装置项目。

4.检测、监测仪器仪表。发挥我市仪器仪表研发及产业化优势,进一步加大研发投入,针对汽车检测检修、通信运营维护、高低压测量仪表市场的需要,不断推出新的应用产品,完善产业发展环境,提高配套能力,形成产业聚集。围绕物联网发展和应用需求,推进仪器仪表的智能化、网络化、微型化。重点支持信通电器有限公司的3g网络测试仪表研发项目,山东惠工仪器有限公司的激光飞灰含碳量在线检测系统,淄博思科电子技术开发有限公司的绝缘子故障激光定位侦测器,山东科大微机应用研究所有限公司的汽车整车综合性能测试仪,山东三泵科森仪器有限公司的消防自动泡沫比例调节器及整机系统项目。

5.汽车电子。抓住我市打造山东电动汽车最大生产基地的契机,支持我市有基础的信息产业企业搭建电动汽车信息技术研发平台,对驱动电机、控制微电机、控制总线、各类电池、汽车电子部件进行改造升级,掌握电动汽车开发的关键技术。重点支持科汇电气股份有限公司的电动汽车开关磁阻电机调速系统、山东申普汽车控制技术有限公司的车辆智能化网络控制及故障诊断系统项目、山博电机公司汽车电机驱动系统及淄博国利新电源科技有限公司的电容电池项目。

(二)集成电路产品

1.集成电路设计。支持山东力合美电子科技有限公司、淄博科讯集成电路测试有限公司、山东凯胜电子股份有限公司等有基础的企业开展专用集成电路设计,逐步向ip核、大规模集成电路设计延伸,为不断成长的集成电路产业提供发展的源头动力和方向。重点支持山东凯胜电子股份有限公司的高安全性非接触式ic卡芯片研发,山东力合美电子科技有限公司的模拟集成电路芯片设计,淄博科讯集成电路测试有限公司的集成电路max17075替代产品项目。

2.ic卡模块封装、测试。支持山东凯胜电子股份有限公司、山东山铝电子技术有限公司、齐芯微电子有限公司扩大生产规模、加强软件研发,充分发挥ic卡载板的产业化优势,降低封装成本,抢占全国市场份额,打造集成电路卡载板制造、模块测试、封装等完善的集成电路产业链条。

3.专用集成电路测试、封装。支持淄博科讯集成电路测试有限公司扩大晶圆测试规模,满足我市集成电路封装企业的配套需求;鼓励企业积极开展招商引资,吸引国内外集成电路测试封装企业投资淄博,主动承接台湾等地的集成电路企业转移,壮大无污染、高附加值的集成电路产业规模。重点支持山东力合美电子科技有限公司年产1.5亿只集成电路系列产品项目,淄博科讯集成电路测试有限公司的年测试10亿片12英寸晶圆测试项目。

4.关键封装材料。支持淄博恒汇电子科技有限公司等有实力的企业大力发展集成电路封装关键材料,提高品质,降低成本,为我市集成电路封装产业实现低成本扩张创造条件。重点支持淄博恒汇电子科技有限公司的年产40亿片ic卡载板项目。

5.射频标签封装及应用。支持淄博泰宝防伪技术产品有限公司及山东天利和软件有限公司、淄博万洲软件科技发展有限公司、淄博华邦高创网络科技有限公司等软件公司扩大射频标签封装及应用,培育全省rfid产业联盟的龙头企业。鼓励相关企业创新解决方案,发展系统集成,以新应用带动产业发展。重点支持淄博泰宝防伪技术产品有限公司的防伪物流管理物联网系统平台、rfid电子标签应用及产业化项目,淄博万洲软件科技发展有限公司的rfid汽车后服务管理平台项目。

(三)微纳技术产品

支持清华大学与国外风险投资机构共同投资在我市建设部级微纳技术产品研发及生产基地。重点研发生产各类mems(微机电系统)新型智能化传感器,推动我市传感器产品的更新换代,加快与国际市场接轨。

(四)电力电子产品

1.电力电子芯片设计。将电力电子芯片设计作为我市打造全国重要的电力电子产品研发和生产基地的突破口,支持企业与国内外知名企业合资合作,研发量大面广的、具有自主知识产权的新型电力电子芯片。集中力量,突破制约发展的关键技术,研发具有自主知识产权的高端芯片。支持淄博美林电子有限公司绝缘栅双极性晶体管(igbt)芯片设计项目、金属氧化物半导体场效应管(mosfet)研发及产业化项目及淄博晨启电子有限公司的大功率超快恢复二极管(frd)项目。

2.电力电子元器件。鼓励企业跟踪国际新型电力电子元器件发展方向,通过自主创新和技术引进相结合,推动产品向高技术、高附加值方向发展,形成技术优势,扩大生产规模,巩固提升行业优势地位。围绕国家建设智能电网所需的关键设备及部件开展攻关,做好技术储备。重点发展高压变频器、逆变器、高压电力电容器、高频开关电源、不间断电源。支持山东锦华电力设备有限公司的逆变器、淄博莱宝电力电容器有限公司的高压电力电容器、山东晨鸿电工公司的高压灭弧室、淄博深川电器有限公司的高低压变频器、山东达能科技有限公司的数码消弧式tv装置、淄博凯隆电气有限公司的高频逆变开关电源、淄博一诺电器有限公司的大功率不间断电源等项目。

3.电力电子模块。鼓励企业加大研发投入,围绕各个领域对功率模块的实际需求,提高技术工艺水平,加快采用自主技术芯片和器件的功率模块产业化。重点支持新型电力电子器件大功率模块、智能功率模块(ipm)和用户专用功率模块(aspm)的研发和产业化。支持XX市临淄银河高技术开发有限公司的晶闸管智能控制模块、ipm智能功率模块、集成igbt变频器模块,淄博凯隆电气有限公司的晶闸管智能控制模块、淄博江来电器有限公司的限流软起动模块项目。

4.成套设备及控制系统。围绕电机节能、输变电、新能源汽车、变频家电、机床电子、逆变焊机等工业装备和系统等领域,支持研发采用自主技术芯片、器件和功率模块的电力电子成套设备及控制系统,重点开发智能电网控制系统、开关磁阻电机控制系统、高效逆变焊机、动态无功补偿及谐波治理装置等一批重点产品。支持山东锦华电力设备有限公司的动态无功发生器产业化项目、淄博泰光电力厂的智能电网输电线路安全监控系统、山东科汇电气股份有限公司的电动汽车开关磁阻电机调速系统、淄博山大奥太电气有限公司的igbt逆变焊机、山东思达电气有限公司的磁控电抗器式动态无功补偿及谐波治理成套装置、淄博临淄银河高技术开发有限公司的智能型大功率内置旁路电机软起动器、淄博道格拉斯电气工程有限公司的电抗滤波节电机等项目。鼓励我市有基础的企业研发特高压直流输电、电能质量复合控制技术及装置。

(五)基础元器件产品

1.新型电子元器件。支持淄博美林电子有限公司、淄博宇峰实业有限责任公司等电子元器件企业发展微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、环保节能元器件,支持淄博宇海电子陶瓷有限公司、山东阿莫泰克电子有限公司等发展微波介质器件、高频压电陶瓷器件。引导企业继续开拓国际市场,吸引国际元器件产业向我市转移。重点支持淄博美林电子有限公司的整流桥,淄博晨启电子有限公司的大功率tvs浪涌保护器件,淄博贝斯特光电网络设备有限公司的驻极体麦克风、硅麦克风项目。鼓励有条件的公司适时高起点建设半导体发光二极管项目。

2.绿色能源。支持有条件的企业加强产学研合作,发展绿色储能装置,加大燃料电池、动力电池研发力度。重点支持淄博崇正光电科技有限公司的光伏电池、金晶集团的太阳能导电膜玻璃项目,淄博深川电器、山东奥太公司的太阳能、风能逆变器项目,XX市临淄银河高技术开发有限公司的太阳能电池用陶瓷散热基板项目,淄博蓄电池厂的动力电池生产线技术改造项目。

3.电子材料。发挥我市山东省电子原材料产业基地优势,重点发展钨钼制品、电子陶瓷、压电陶瓷、陶瓷覆铜板、陶瓷开关管壳、电容器金属化膜及磁性材料等产品,不断提升产品技术水平和档次,扩大生产规模,提高市场占有率。重点支持XX市临淄银河高技术开发有限公司的igbt模块用低热阻陶瓷覆铜板、山东晨鸿电气有限公司的真空灭弧室用cucr触头材料、淄博博航电子陶瓷有限责任公司的水基注凝法氧化铝陶瓷基片、山东中瑞电气有限公司的防辐射材料、淄博莱宝电力电容器有限公司的锌铝复合金属化薄膜项目。

(六)微电机产品

1.微电机。支持山东山博电机集团等企业加大研发投入,发展高水平工业控制微电机为主的各类微电机,引导企业积极拓展应用领域,开展国际贸易合作,打造国内有较大影响的微电机生产基地。重点支持山东山博电机集团有限公司的工业控制微电机生产建设项目,山东欧锴空调科技有限公司的外转子永磁直流无刷微电机项目。

2.微电机应用。支持山东祥和集团股份有限公司、山东凤凰健身器材有限分公司等企业利用微电机控制技术和信息技术研发新型健身设备,根据体育医疗技术的发展,设计信息化的健身系统,推动连锁经营模式创新。鼓励企业将信息化电机系统应用到国民经济各个领域,形成以微电机为基础,以信息技术为核心的微电机系统集成产业基地。重点支持山东山博电机集团的电动车驱动电机控制系统项目,山东祥和集团股份有限公司的具有虚拟现实功能的电动跑步机项目。

(七)软件产品

1.片上系统(soc)、智能卡操作系统(cos)。支持山东力合美电子科技有限公司、山东山铝电子技术有限公司、山东凯胜电子股份有限公司等集成电路企业发展片上软件,提高集成电路企业的核心竞争能力,大幅提升产品附加值,为做大做强我市集成电路产业提供技术支撑。重点支持山东山铝电子技术有限公司的基于thc20f17ad芯片的智能卡cos开发项目,山东凯胜电子股份有限公司的通用非接触式cpu卡cos系统开发项目。

2.嵌入式软件。支持山东科汇电气股份有限公司、山东信通电器有限公司、山东中瑞电气有限公司、山东申普汽车控制技术有限公司发展电力、通信、汽车电子等领域嵌入式软件,充分发挥技术领先优势,巩固行业优势地位。鼓励企业拓宽应用领域,加强国际经贸合作,扩大产业规模。

3.行业应用软件。支持山东天利和软件有限公司、山东新华奇林软件技术有限公司、山东长征教育科技有限公司、淄博万洲软件科技发展有限公司、淄博华邦高创网络科技有限公司、淄博利方软件科技有限公司、山东赛安自动化科技有限公司等在医疗、化工、冶金、建筑、教育等领域发展行业应用软件,鼓励自主创新,培育专项冠军。重点支持山东天利和软件有限公司的钢铁企业信息化一体化系统、江河流域水土保持监测系统项目,山东长征教育科技有限公司的儿童动画彩色电子书项目,淄博万洲软件科技发展有限公司的汽车后rfid服务管理平台项目,淄博泰光电力器材厂的绝缘子信息化建设项目。

五、工作措施(一)进一步贯彻落实《XX市人民政府关于加快我市信息产业发展的意见》(淄政发〔2007〕23号),充分发挥国家和省产业政策的引导作用,用足用好各级、各部门产业政策及其配套资金,逐年加大市信息产业发展基金投入力度,集中力量办大事,实现电子信息产业的跨越发展。

(二)强化招商引资工作,吸引国内外信息产业向我市转移。加大对台招商引资力度,制定对台招商引资战略规划,有计划地组织专业队伍赴台招商,推动台湾集成电路、rfid、电力电子关键元器件等高端信息产业落户我市,加快我市信息产业融入全球产业分工步伐。突出抓好园区建设,优化发展环境,制定有吸引力的政策措施,支持企业落地,促进企业向园区聚集;培植专项冠军,拉动服务外包及外来加工业务的开展和出口贸易的增加;发展效益电子,引导社会资金投入信息产业。

(三)健全研发机构,鼓励自主创新。加快高层次创新平台建设,鼓励企业争创部级、省级企业技术中心,软件企业争创省级软件工程技术中心,做好cmm/cmmi及其他认证。引导企业根据国家产业政策和市场需求开发产品,争取各级财政资金更多的投入信息产业自主创新工作。突出抓好仪器仪表产业集群,集成电路、电力电子两大产业链建设,广泛开展产学研联合,打造新型产学研合作创新体系,提高我市信息产业发展的前瞻性和计划性。通过大项目引进、引导社会投入,不断延伸与完善产业链,促进产业集群发展。

集成电路的研制篇8

关键词:集成电路,移相电路元件参数发生变化,扭环形计数器,专用可控硅移相KJ004集成电路,单一移电路,快速同步压控振荡器

 

1.关于新型专用移相器件和触发器件的研发

即使目前有些科研单位及厂家研制出专用移相集成电路,使得三相桥式触发电路更简单,可靠性高大为提高。

如20多年前,西安交通大学自动化教研室曾经使用过的KJ系列专用触发集成电路是陕西航空部一间分公司在出品的,由KJ系列专用触发移相集成电路和六路双脉冲形成电路组成的三相桥式触发电路,使原来由普通公立元件组成的六块触发电路板比较来说已显得简单很多了,这种电路在脉冲输出端加功率扩展可以触发较大功率的可控硅。

这种由KJ004及KJ041组成的触发电路仍需要三块KJ004移相集成电路和三套电压过零采样变压器及其相关电路组成,这样必需存在三套电压过零采样变压器及其相关电路和三套移相电路。移相电路均由RC元件组成,每个移相电路由一个电阻和一个电容器组成RC时间常数电路,存在三个移相电路,即起码有六个RC元件及三块KJ004移相集成块,这样难免由六个RC元件参数变化及多块集成电路参数不一致性而引起三个移相电路存在不同的相位的差异,也同样会造成三相电压波头不平;采用三套电压过零采样变压器及其相关电路组成,其中一套电压过零采样变压器及其相关电路出故障,造成更大的输出电压波头不平,出现上面已讲过的故障原因。

2.国内企业应用经验

在20年前,己有行家想到这一问题,为了避免采用三套电压过零采样变压器及其相关电路和三套移相电路,曾经使用KC05组成的单一套电压过零采样变压器及其相关电路和单一移相电路。

例如以a相作为电压过零采样基准,KC05便得到+a、-a两脉冲,采用以a相作为同步电压作基准,通过延时电路得到其他两相的脉冲,根据相序关系,-C滞后+a60度,+B滞后+a120度,+C滞后-a60度,-B滞后-a120度,则60度相当于3.33ms,而120度相当于6.67ms,通过延时3.33ms及6.67ms得到B相和C相的脉冲,作为移相触发电路,可见此办法可行,但是要存在四套延时电路,这四套延时电路偏偏与B相和C相的移相有关,由于延时元件参数存在物理的差异及使用时间长了所产生的变值,也同样会造成三相电压波头不平,又可见没有真正解决存在问题。

3.本文采用单电压过零采样及单个移相电路的构思与实现

本文主要介绍如何实现及克服前面所述各种电路结构存在的问题,这里一举改变传统的做法,将前面陈述过的使用三组移相电路组成的三相桥式SCR触发电路的传统模式去掉,试图只采用a相作为单电压过零采样作基准、一块专用的可控硅移相KJ004集成电路、一块KJ041六路双脉冲电路及模拟集成电路和数字集成电路组成的三相桥式的一种新型的可控硅触发电路。

3.1电路组成见图1。

图1

电路结构将由一块而不再是三块KJ004移相集成电路和一块KJ041六路双脉冲集成电路及四块数字逻辑电路的CD4013双D触发器、二块CD4023三输入三与非门逻辑电路、一块带缓冲器的六反相CD4069集成电路、一块CD4070二输四异或门电路、一块双运放Lm741线性集成电路、一块CD4029可预置十进制/十六进制可逆计算器和由九个线性电阻所组成的D/a转换电路由一块CD4029可预置十进制/十六进制可逆计算器和线性电阻所组成的D/a转换电路及一块VCo压控振荡等组成新的三相桥式SCR触发电路,这种电路几乎全数字化。各集成电路的详细的工作原理在这里不作介绍。

3.2这种电路的特点及优点

(1)本电路特点是只用单个电压过零采样变压器及其相关元件,并以a相电压过零采样作为基准,B相和C相脉冲通过逻辑电路分配而获得,在电路原理说明中再表述。避免了传统的采用三个电压过零采样变压器及其相关元件所组成的电压过零采样电路,传统的采用三个电压过零采样变压器及其相关元件中一个电压过零采样变压器及其相关元件的参数差异和变化所造成输出电压波头不平的缺点。

(2)本电路又一特点是用一块专用的可控硅移相KJ004集成电路,与由三块KJ004组成的移相电路相比,电路显待简单得多及可靠得多,并解决了传统、典型的三相桥式触发电路由六个RC元件参数变化及多块集成电路参数不一致性而引起三个移相电路存在不同的相位的差异所造成三相电压波头不平;移相电路只采用一块而不再是三块移相集成电路,故影响相位变化的元件只有两个RC元件及只有一块移相集成的变化,当它们发生参数变时,则三相电压波头都同时变化,不会出现波头不平的现象。

(3)用数字集成电路、模拟集成电路等组成a相、B相和C相的可控硅元件的触发脉冲,a相、B相、C相脉冲通过逻辑电路分配而获得,也是这一电路特点之一,其原理在电路原理说明中再表述。

(4)本电路再一特点是用一块KJ041六路双脉冲电路,这种电路做在一块电路板上,由于使用的是集成电路,分立元件少,外接线口十分少,故事故发生率也少,特别与分立元件所组成的触发电路比较来说,电路显得更简单可靠。

由于这里使用的集成电路都是采用插座式连接,更换集成电路很方便,如果集成电路发生故障更换很容易(比较分立元件来说),如果分立元件发生故障,只要将iC全部拔出,那么电路板所集成的分立元件很少,很容易查找问题,一般的电气技工也很容易处理故障等。论文大全。

(5)做多几块整体电路,当故障出现时,整块更换,能使故障停台时间为零。

3.3这种新型的可控硅触发电路的组成及工作原理

(1)只用单个电压过零采样变压器与移相集成电路KJ004内部部分电路组成电压过零采样电路,并以a相作为电压过零采样基准。

(2)同步电路与普通的触发电路相同。

(3)移相电路由专用移相集成电路KJ004组成,KJ004是国内生产的,移相相位起点取决于移相输入电压,实际上是一个压控移相电路。脉冲输出由输出端输出正、负两路方波:输出口oUt1及oUt2,即得到+a、-a两脉冲,但+a、-a两脉冲并不直接控制+a、-a两个可控硅,而是只将+a取出作为KJ041六路双脉冲电路的基准时钟,送到紧接连的内同步电路。

(4)这里设置了一个内同步电路,电路组成见2,其原理简介如下。

图2

该电路的主要作用是使高稳定度的压控振荡器的振荡频率通过扭环形计数器后取出六分之一即a1的作频率及相位反馈,并与外部基准频率Fref作精确地同步。

压控振荡器的振荡频率Cp=3*a1=3x100=300Hz/s,a1=Fref。

电路由可预置可逆计数器CD4029、双D触发器CD4013、四异或门CD4070和运算放大器Lm741等组成为快速同步压控振荡器。其中iC1:CD4013将外部基准频率Fref进行4分频,产生相位差为90度的二个信号分别送入iC3:CD4070的门1和门2,iC2:CD4013也将压控振荡器输出的频率Fout进行4分频后送入iC3:CD4070的门1和门2,门1和门2两个输出端输出信号之间的相位关系取决于压控振荡器的频率高于还是低于外部基准频率Fref,而频率取决于压控振荡器的频率与基准频率之差。

iC4、iC5:Lm741组成施密特触发器为iC6:CD4029提供时钟Cp及控制信号V/D。如果压控振荡器的频率低于外部基准频率,则iC4输出高电平“1”状态,iC6按照与频率差成正比的速率进行加计数,虫iC6和2R-R梯形电阻网络组成的数/模转换器把增加的电压供给压控振荡器,从而提高振荡器的频率。如果压控振荡器的频率高于外部基准频率时其作用恰好相反。论文大全。

该D/a转换电路将由九个电阻及CD4029可预置十进制/十六进制可逆计算器四位输出端组成,由电阻组成的D/a转换电路价格较便宜,即简单的数模转换。该电路可用DaC0808,8位数/模电路代替。进行D/a转换后控制压控振荡器(VCo),由VCo发出脉冲,送给扭环形计数器构成的顺序脉冲发生器。论文大全。压控振荡器(VCo)的振荡频率fout=3fin=3x100=300Hz/s。

(5)扭环形计数器构成的顺序脉冲发生器。

由3个D触发器(实际上由两块二D触发器的CD4013集成电路)和两块三入三与非门的CD4023集成电路及一块带缓冲器的六反相器CD4049集成电路所组成;采用扭环形计数器构成的顺序脉冲发生器是不存在数字脉冲竟争冒险现象。

电路采用了上升沿触发,触发信号是由VCo发出的脉冲串作扭环形计数器的时钟,由于交流电每一个周期采样有两次过零,50个周期共有100次过零采样脉冲,即fin=100Hz/s,所以fout=3fin,fin是已经实施了相位移动的+a相的触发脉冲,并以此作为内快速同步器的基准时钟。

使得VCo每两次同步后就发出六个时钟信号去控制扭环形计数器,使扭环形计数器所发出的六路脉冲间隔相等而发生时间不同的脉冲信号,再送到KJ041C实行双脉冲发生,以触发六个可控硅。

该电路每次发出六个脉冲信号,且每次从a1取出一个脉冲送回内同步电路作比较,所以该电路的脉冲次数每次都相等并以后保证相位同步。

整个电路还未画出是六个脉冲信号与六个可控硅的直流电路隔离部份,直流电路隔离可用光电方式隔离或用脉冲变压器方式电感隔离,该电路还可以扩展使用。

4.结论

1)此电路是基于各种技术知识综合而设计而成的。如模拟电子技术、数字电路技术、可控硅技术、集成电路开发应用等知识所组成。本电路是否完善,请专家们批评指出。本人利用业余时间及用自己出资购买的元件对本电路做了实验。

2)可控硅触发电路还有电路组成更简单的,就是采用单片微机即单片机iC组成。采用单片微机组成的可控硅触发电路可谓简单可靠而且成本低廉,但必须遍写控制程序,其程序也十分简单,但必须依赖计算机程序员,一般技工无法完成,这是使用单片机的缺点。

3)不采用专用移相iC及双脉冲iC,用普通数字iC及运算放大器和定时器等也可以组成与用专用移相iC及双脉冲iC组成的可控硅触发电路有相同的效果。

【参考资料】

[1]阎石主编.数字电子技术基础第五版,清化大学电子教研室编,2006.

[2]童诗白主编.模拟电子技术基础第二版.清华大学教研组编,2006.

[3]童诗白,徐振英编.现代电子学及应用.高等教育出版社,1994.

[4]龙忠琪,贾立新.数字集成电路教程.科学出版社,2003.

集成电路的研制篇9

本书共有4大部分,具体分为23章。第1部分数字电路设计和能源管理系统,含第1-7章:1.在具有能量延迟现象的空间中进行设计;2.亚阈值下的耦合源极逻辑系统;3.智能能量自动化系统中纳米级ComS电路的超低电压设计;4.基于反馈系统的可重置模拟电路设计;5.基于储存器的逻辑系统设计:低能耗设计展望;6.新兴能量管理系统;7.以无线身体网络能量采集系统优化为目标的超低能量管理电路。第2部分模拟电路和射频电路,含第8-13章:8.基于绝缘体硅片的模拟电路设计;9.自校准CmoS振荡器中频率的产生和控制;10.动静态跨导线性电路综合分析;11.微瓦级CmoS模拟电路设计:超低能量控制集成电路;12.amoLeD显示屏用高度电流模式数据控制器;13.无线传输应用的射频接收器。第3部分器件布局和可靠性,含第14-23章:14.基于并联硬件平台的新型通信架构设计;15.基于成比例CmoS技术的集成传输线设计和优化;16.芯片表面网络互联;17.集成磁材料的螺旋形电感;18.纳米级超大规模集成电路的稳定性;19.纳米级CmoS集成电路的温度监测问题。第四大部分讨论了电路测试,包括:20.低能耗大规模集成电路的测试;21.模拟电路在线自测试的检测器;22.可靠CmoS射频和毫米无线电波的设计和测试;23.非接触式测试和调试技术。

本书有着广泛的主题,作者希望读者能够在科学研究和工程领域中继续发展CmoS相关集成电路技术。作者还真诚邀请每一位读者参加在加拿大不列颠哥伦比亚省举行的年度CmoS新技术大会,希望更多有创造力的技术人员聚集在一起,能在轻松的氛围中交流思想。

本书是由业界顶尖的国际专家和学者写作而成,适合的对象以集成电路专业的工程师为主,也可作为研究生的推荐阅读材料和课程补充材料。

集成电路的研制篇10

关键词:电子科学与技术;集成电路;课程体系

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2016)01-0063-02

一、引言

集成电路产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,凝练了推进集成电路产业发展的四项主要任务,包括着力发展集成电路设计业,加速发展集成电路制造业,提升先进封装测试业发展水平和突破集成电路关键装备和材料[1]。为实现集成电路产业跨越式发展,建立健全集成电路人才培养体系,大力支持微电子学科发展,就显得尤为重要[2,3]。

沈阳工业大学电子科学与技术专业始建于1958年,有着五十多年历史,是我校较早成立的专业之一,也是辽宁省乃至国内较早建立的电子科学与技术专业之一。专业具有先进的教学体系、丰富的教学管理经验以及完善的实验室条件。结合学校特点和专业师资优势,建立了“教学与实践相结合”的专业人才培养模式。在多年的教学和科研工作过程中,立足集成电路应用型人才培养,逐步形成了特色鲜明的专业人才培养体系。

二、培养目标

从2004年末起,学校结合制定《沈阳工业大学“十一五”教育事业发展规划和2020年教育事业发展目标》,学校在全校范围内组织开展了关于治校方略问题的广泛讨论。经过两年时间深入细致的工作,回顾历史,总结经验,确定了沈阳工业大学人才培养定位:以培养具有一定创新精神和竞争意识及较强实践能力的高素质应用型人才。

基于学校人才培养定位,专业的培养目标确定为培养德、智、体、美全面发展,通过学校基础理论教学和实践培养,使学生掌握微电子学、微电子器件与集成电路的基本原理、设计方法和生产工艺,具备电子科学与技术领域工程实践能力和一定的科学研究能力,能在相关企业、科研院所和高等院校从事微电子器件和集成电路研究、设计与开发工作的高素质应用型人才。专业素质毕业基本要求包括6个方面:(1)扎实地掌握电子科学与技术专业相关的自然科学基础知识;(2)系统地掌握电子科学与技术专业的基础理论知识;(3)受到微电子器件制造工艺、封装技术和电子设计自动化工具等方面的专业训练;(4)具有较强的电子科学与技术领域的实验能力、计算机辅助设计和工程实践技能,具备从事微电子器件和集成电路研究、设计和开发的能力;(5)具有良好的文献检索与阅读能力,了解电子科学与技术学科前沿知识与发展趋势;(6)具有一定的自学能力与创新意识。

三、课程建设

从人才培养角度来看,一个专业培养的人才不可能同时满足推进纲要中提到的四方面要求[4,5]。我校电子科学与技术专业以突出学生能力培养为核心,侧重于集成电路设计与制造工艺相关课程教学,依据高等学校电子科学与技术专业课程体系要求,深入研究和探讨集成电路应用型人才的培养规格、知识构成以及能力和素质要求,以适应集成电路技术快速发展的需要,对课程体系和教学内容进行了精心设计和整体优化。对课程内容和特点进行了认真对比分析,研究了各课程之间的联系、分工和衔接,合理安排了课程实验,较好地处理了理论课之间、理论课与实验课之间的关系,突出了学生综合能力的培养。专业十分注重课程建设,通过多年不懈努力和建设积累,微电子器件原理课程获批为辽宁省精品资源共享课,充分表明专业课程教学具有较高的质量。

通过校内评价机制和社会评价机制相结合的方法来实现课程体系合理性评价,校内评价机制主要通过评估学生所掌握的理论知识和实践能力,社会评价机制是定期通过就业分析、毕业生座谈、用人单位调研等情况变化,对课程体系的合理性进行评价。通过以上途径,定期对课程体系进行了精心设计和整体优化,以适应电子科学与技术快速发展的需要。借助于企业工程技术人员参与,增设专业实际工程案例分析与设计,加大课程设计学时比例,与合作企业合理协调生产实习内容,加强学生毕业设计内容与工程实践相结合,突出了学生综合能力的培养。

四、实践教学体系建设

为了加强学生工程实践能力的培养,结合日元贷款项目,组建了一条相对完整的微电子平面工艺线,能够很好地满足教学实验、认识实习、课程设计及毕业设计等实践性教学环节的需要。实验内容安排和实验环境的搭建与社会需求相结合,使学生可以学以致用,激发学生的学习积极性。

我校电子科学与技术专业工程人才培养旨在通过校企双方合作,以市场需求为导向,以完善知识结构、强化实践创新能力和提高综合素质为培养核心,通过不断提升学生的实践能力、优化学生知识结构、强化学生素质,进一步加强我校应用型人才的培养能力。学校与企业之间,形成人才共享、设备共享、技术共享、成果共享。在“四共享”校企合作机制下,实现人才培养过程的“五融合”,即教学场所与工艺场所间的融合、学习过程与工作过程的融合、教师与工程人员的融合、学生与徒弟的融合、学生作业与实际产品的融合。建立一整套的制度体系,从制度层面规范和推进校企合作。如《校企合作教育协议》、《校企共建实训基地协议》、《兼职教师聘任考核办法》、《顶岗实习管理办法》等,从不同角度对校企合作行为进行规范,保证合作双方各自目标的实现。实现学生理论学习在学校,专业知识技能培训在学校,生产实践在企业,安排就业在企业,为企业和社会培养高素质的应用型工程技术人才。

专业先后建立了锦州市圣合科技电子有限责任公司、锦州锦利电器有限公司、徐州奥尼可电气有限公司、昆山晨伊半导体器件厂和扬州扬杰电子科技有限公司这5个稳定的实习、培训基地。实习基地的建立能够培养学生融入企业和社会的能力,让学生通过感受企业气氛,将理论知识和实际相结合。从实践中验证、加深和巩固课堂所学的理论知识并吸收新知识与新技能。学生在企业的实习期间,可以充分了解企业文化特点、集成电路制备工艺流程和岗位素质要求信息等,不仅提高了学生的专业技能,也提高了学生的就业竞争力。

从2010年开始,我们在集成电路专业课程设计中,增加了多项目晶圆(mpw)流片内容,使本科生能够体会集成电路设计流程的全部环节。全部设计工作由本科生完成,包括软件的仿真和芯片的测试工作。芯片流片让学生在设计过程中深刻的理解了所学的理论知识,同时提高了学生对实际项目的操作能力。

积极加强与国际企业合作,共同建立联合实验室。我们已经与mentorGraphics公司建立了辽宁省集成电路及电子系统设计联合实验室。建立的实验室对学生完全开放,学生不仅可以在实验室进行必修课的实验项目学习,还可以在课程设计、毕业设计等实践环节中进行集成电路相关项目的设计。专业教师以自己所承担的横向课题为背景,指导学生积极参与课题研究,以工程设计为主线,培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

五、师资培养与建设

专业将高素质、专业化的师资队伍建设始终放在专业办学的首位,树立“专业办学,师资为先”的理念。根据专业建设的需要,以巩固提高现有教师队伍为主,选派青年教师师去国外高校攻读集成电路相关方向的博士学位,了解和掌握集成电路方向或者课程的国际动态和前沿。

为了保证集成电路高级应用型人才的培养质量,我们也一直非常重视教师工程能力的培养,鼓励青年教师积极参加科研项目,并由具有丰富实践经验和工程背景的中老年教师负责青年教师工程能力的培养。据专业教学安排,有计划、分期、分批地向企业选派青年教师,同时学校实行鼓励教师参加生产实践新政策,确保教师队伍稳定。还聘请了集成电路方向具有高级职称的技术人员作兼职教师,以加强学生工程意识和工程能力的培养。

以强化“三个能力”培养为宗旨建设优质实践教学团队。建设一支教师理论教学与实践教学互通,专业实践教师资源共享,校企教学培训资源共享,高水平、高素质、高能力的实践教学团队,保证实践教学质量的稳步提高。

六、结论

专业以国家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,通过实践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,系统掌握半导体集成电路的设计、工艺技术等技能。多年的扎实办学,形成了我校电子科学与技术专业立足集成电路应用型人才培养体系。在学生培养质量提高、学生学习状态提升、社会对毕业生评价等方面取得了显著效果。本专业近四年的就业率超过90%,培养出的很多学生从事集成电路设计、生产和销售工作。通过毕业生质量跟踪调查显示,各用人单位对本专业毕业生的文化素养、创新与实践能力、外语能力、沟通表达能力、团队合作能力等表示非常满意并给予了良好的评价。

参考文献:

[1]国务院.国家集成电路产业发展推进纲要[Z].2014-06-24.

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

[3]刘春娟,王永顺.电子科学与技术专业实验实践教学的探索[J].实验科学与技术,2010,8(4):96-98.