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創(chuàng)建微電子專業(yè)實驗室的探索與實踐論文
0引言
目前，我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景良好，通過該專業(yè)技術與其他學科相互融合，促進了新興學科的誕生，其中主要有生物芯片、微機械以及集成電路等技術。微電子產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過自主創(chuàng)業(yè)、引進以及重點建設的階段后，其規(guī)模與技術水平得到了顯著的提升，同時我國對集成電路設計應用的重視程度較高，并在我國一線城市建立了相關的設計中心，此時高校則以不同形式進行積極的參與。本文主要圍繞微電子專業(yè)實驗室建設及實踐展開了討論。
1創(chuàng)建微電子專業(yè)實驗室的必要性及重要性
社會經(jīng)濟發(fā)展的重要前提就是先進的科學技術水平，而新時代進步的關鍵則是高素質(zhì)的復合型人才，這一觀點是微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心原則。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，集成電路設計行業(yè)對人才的需求量不斷上升，預計在未來的10年中，該行業(yè)對設計人才的需求量可達10萬-25萬，同時芯片制造行業(yè)對工藝技術型人才的需求量可達10萬[1]。我國加強推行素質(zhì)教育，并在對教育改革提出了更新的要求，主要體現(xiàn)在改革教學內(nèi)容、教學機制以及實驗教學等幾個方面，主要目的是提升課程內(nèi)容的實踐性，重點對學生掌握實操能力進行培養(yǎng)。然而，一般高校內(nèi)的微電子專業(yè)主要都是其他專業(yè)轉型而來的，例如，半導體器件物理、半導體器件物理，現(xiàn)實條件未能滿足實驗教學的實際需求。所以，大部分高校內(nèi)普遍存在著微電子專業(yè)實驗室建設較為落后的現(xiàn)象，對微電子技術專業(yè)人才的培養(yǎng)造成了不利因素。目前，微電子專業(yè)教學逐漸引起各校的關注，并采取了針對課程內(nèi)容及實驗形式的改革措施，然而實際的教學內(nèi)容并未滿足技術發(fā)展的要求，其教學的效果相對于社會實際需求而言，還存在著較大的差距。所以，具備創(chuàng)新能力及高素質(zhì)的微電子專業(yè)人才的培養(yǎng)是促進自主知識產(chǎn)權的增強及微電子行業(yè)發(fā)展的重要舉措，而加強實驗教學并促進學生實踐能力的提升，有效的提升了實踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量，同時保證了微電子教學滿足該行業(yè)技術發(fā)展的要求。
2微電子專業(yè)實驗室創(chuàng)建過程、規(guī)劃與目標
目前，隨著微電子行業(yè)的迅速發(fā)展，建設微電子實驗室的項目逐漸被各校重視。NJLG大學對微電子實驗室的建設已設定450萬專項資金，現(xiàn)已完成集成電路設計EDA實驗室的建設，同時微電子器件、材料以及工藝的綜合型實驗室也已建設完成。在開展大型集成電路設計的教學活動中，可通過利用EDA實驗室來完成教學任務，微電子器件、材料設備以及工藝參數(shù)的測試等實驗則利用微電子綜合型實驗室來進行實驗教學。同時對實驗室建設、教學改革方案以及教學目標進行規(guī)劃時，其主要內(nèi)容應符合該行業(yè)發(fā)展的實際需求，設計內(nèi)容應具備前瞻性，同時遵循實事求是的原則。因此，可將創(chuàng)建國內(nèi)先進EDA實驗室及微電子器件相關的綜合型實驗室作為創(chuàng)建實驗室的規(guī)劃內(nèi)容與目標，從而形成完善的實驗教學體系。該體系的不僅要符合微電子專業(yè)教學綱要的實際要求，同時還應滿足微電子專業(yè)技術發(fā)展的要求，為微電子專業(yè)學生提供多功能的實驗基地，加強實踐教學。
3微電子專業(yè)實驗室創(chuàng)建的內(nèi)容
3.1微電子專業(yè)EDA實驗室
EDA工具的種類較多，且價格差距較大。所以，NJLG大學在選擇時遵循高級、中級以及低級合理搭配的原則。EDA實驗的建設主要分為兩個方面，硬件及網(wǎng)絡結構的建設以及軟件的建設。根據(jù)NJLG大學內(nèi)該專業(yè)的學生情況及教學規(guī)模，為滿足實際教學需求實驗室配備了圖形工作站、服務器（浪潮英信）各一臺，機共計110臺，同時還配備了相應的投影機、數(shù)字示波器以及掃描儀等設備。實驗室中，建設計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)主要通過英信的服務器當做服務器來完成，其中軟件服務器以及教師使用的指導教學機器都將通過的工作站來完成，學生則通過110臺的機來進行學習[2]。與兩者間通過建立局域網(wǎng)的方式來實現(xiàn)教學指導，學生用機不僅可單獨的進行軟件的安裝工作，同時終端訪問的也可通過學生用機進行，并對的軟件進行運行操作。當學生進行實驗操作時，可通過將系統(tǒng)在的工作站上進行登錄且不需其他輔助軟件，充分的利用了本地的資源，對資源配置起到了優(yōu)化的作用。針對軟件的建設主要通過九天系統(tǒng)（ZeniEDAsystem）來完成，該系統(tǒng)不僅與實現(xiàn)很好的兼容，同時對大量的標準數(shù)據(jù)格式的轉換工作也非常便捷，模塊的類別主要分為兩種，即前端邏輯設計與后端物理設計，前者主要是包括了行為、功能驗證模塊、負責設計原理圖的；后者主要包括了負責物理版圖設計的和針對版圖進行驗證的以及負責寄生參數(shù)的提取等模塊。同時實驗室還引進了生產(chǎn)的的相關軟件，主要為以及等。
3.2微電子器件材料以及工藝的綜合型實驗室
微電子器件材料以及工藝的綜合型實驗室的建設具有一定的復雜性，其設備的價格較貴，在設備的選擇上可根據(jù)其使用的重要程度選取一些價格適中的設備。微電子綜合型實驗室分別為硬件的建設和軟件的建設。在硬件過程中，針對工藝制備與器件的部分，實驗室配備了用于半導體分析的儀器、探針臺、光刻機以及晶管圖示儀等設備，主要用于研究晶體管的性質(zhì)及其相關的氧化、測試實驗。關于材料制備與參數(shù)測試的部分，實驗室配備了光譜儀、顯微鏡管式爐、測試儀以及電化學薄膜制備的系統(tǒng)等，該設備主要用于方塊電阻、電阻率以及測試以及少子壽命的相關實驗中[3]。實驗室針對軟件的建設主要針對工藝制備配置了模擬軟件，該軟件被器件及工藝模擬領域廣泛使用，在進行半導體工藝流程的模擬與仿真的過程中，該軟件具備準確性高、速度快的優(yōu)勢，同時針對新興或特殊的器件都較為適用。
4實驗項目的管理及其實踐效果分析
4.1實驗項目管理
在微電子專業(yè)實驗教學中，實驗項目的科學管理是其重要的前提條件和依據(jù)。通過對實驗室的特點進行分析，實行了系主任及實驗主任統(tǒng)一協(xié)調(diào)的教師責任制度。同時將實驗的內(nèi)容劃分為兩個實驗板塊，依照實驗內(nèi)容的分布情況組織四個小組分別對材料、器件、EDA以及工藝測試進行管理，各組對其負責的項目進行日常的設備維護及軟件的使用情況。落實責任的分工，在項目成立初期，安裝設備并進行調(diào)試工作，同時針對設備的使用制定詳細的操作明細，并將實驗指導的流程及設備維護保養(yǎng)的相關明細進行整理[4]。
4.2實踐效果分析
微電子實驗室的建立為學生提供了更好的學習環(huán)境，實驗室的利用已經(jīng)深入到各個教學階段以及畢業(yè)設計當中，提升了主動學習的積極性同時激發(fā)了學生學習的興趣，使學生的創(chuàng)新、實踐能力得到了良好的培養(yǎng)，增強了學生對該專業(yè)學習的信心。通過在校期間針對該專業(yè)的實驗操作，學生對集成電路設計及微電子器件的模擬及仿真等相關知識有了基礎的掌握，為學生步入社會、進入企業(yè)能夠更快的適應崗位、熟練掌握操作技巧奠定了基礎，對學生保持競爭優(yōu)勢具有積極作用。
5結語
綜上所述，加強微電子實驗室建設對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力及實踐能力具有積極作用，并在開展微電子教學活動中取得了良好的效果。隨著科學技術的不斷發(fā)展，微電子產(chǎn)業(yè)技術的要求也不斷發(fā)生變化，實驗室建設中仍需要不斷的對經(jīng)驗進行總結，對實驗室項目的不足進行及時改進，才能符合該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。
參考文獻
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[2]李建軍，王姝婭，張國俊，等.微電子教學實驗室建設的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2015，05（06）：239-242.
[3]何佳.微電子封裝專業(yè)實踐教學體系的構建與探索[J].學周刊，2014，12（36）：42-43.
[4]陳偉元，吳清鑫，吳塵，等.高職微電子技術專業(yè)實驗室的構建[J].實驗室研究與探索，2012（07）：227-229.
來源：中小企業(yè)管理與科技·下旬刊 2017年1期
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