創建微電子專業實驗室的探索與實踐論文

　　0引言

目前，我國微電子產業的發展前景良好，通過該專業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。微電子產業在經過自主創業、引進以及重點建設的階段後，其規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，並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實驗室建設及實踐展開了討論。

　　1創建微電子專業實驗室的必要性及重要性

社會經濟發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的複合型人才，這一觀點是微電子產業發展中的核心原則。隨着我國經濟的不斷髮展，集成電路設計行業對人才的需求量不斷上升，預計在未來的10年中，該行業對設計人才的需求量可達10萬-25萬，同時芯片製造行業對工藝技術型人才的需求量可達10萬[1]。我國加強推行素質教育，並在對教育改革提出了更新的要求，主要體現在改革教學內容、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容的實踐性，重點對學生掌握實操能力進行培養。然而，一般高校內的微電子專業主要都是其他專業轉型而來的，例如，半導體器件物理、半導體器件物理，現實條件未能滿足實驗教學的實際需求。所以，大部分高校內普遍存在着微電子專業實驗室建設較爲落後的現象，對微電子技術專業人才的培養造成了不利因素。目前，微電子專業教學逐漸引起各校的關注，並採取了針對課程內容及實驗形式的改革措施，然而實際的教學內容並未滿足技術發展的要求，其教學的效果相對於社會實際需求而言，還存在着較大的差距。所以，具備創新能力及高素質的微電子專業人才的培養是促進自主知識產權的增強及微電子行業發展的重要舉措，而加強實驗教學並促進學生實踐能力的提升，有效的`提升了實踐環節的質量，同時保證了微電子教學滿足該行業技術發展的要求。

　　2微電子專業實驗室創建過程、規劃與目標

目前，隨着微電子行業的迅速發展，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劃時，其主要內容應符合該行業發展的實際需求，設計內容應具備前瞻性，同時遵循實事求是的原則。因此，可將創建國內先進EDA實驗室及微電子器件相關的綜合型實驗室作爲創建實驗室的規劃內容與目標，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教學綱要的實際要求，同時還應滿足微電子專業技術發展的要求，爲微電子專業學生提供多功能的實驗基地，加強實踐教學。

　　3微電子專業實驗室創建的內容

3.1微電子專業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實驗的建設主要分爲兩個方面，硬件及網絡結構的建設以及軟件的建設。根據NJLG大學內該專業的學生情況及教學規模，爲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、數字示波器以及掃描儀等設備。實驗室中，建設計算機網絡系統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的方式來實現教學指導，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，並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化的作用。針對軟件的建設主要通過九天系統（ZeniEDAsystem）來完成，該系統不僅與實現很好的兼容，同時對大量的標準數據格式的轉換工作也非常便捷，模塊的類別主要分爲兩種，即前端邏輯設計與後端物理設計，前者主要是包括了行爲、功能驗證模塊、負責設計原理圖的；後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的提取等模塊。同時實驗室還引進了生產的的相關軟件，主要爲以及等。

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複雜性，其設備的價格較貴，在設備的選擇上可根據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爲硬件的建設和軟件的建設。在硬件過程中，針對工藝製備與器件的部分，實驗室配備了用於半導體分析的儀器、探針臺、光刻機以及晶管圖示儀等設備，主要用於研究晶體管的性質及其相關的氧化、測試實驗。關於材料製備與參數測試的部分，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製備的系統等，該設備主要用於方塊電阻、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製備配置了模擬軟件，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、速度快的優勢，同時針對新興或特殊的器件都較爲適用。

　　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。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一協調的教師責任制度。同時將實驗的內容劃分爲兩個實驗板塊，依照實驗內容的分佈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，安裝設備並進行調試工作，同時針對設備的使用制定詳細的操作明細，並將實驗指導的流程及設備維護保養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爲學生提供了更好的?W習環境，實驗室的利用已經深入到各個教學階段以及畢業設計當中，提升了主動學習的積極性同時激發了學生學習的興趣，使學生的創新、實踐能力得到了良好的培養，增強了學生對該專業學習的信心。通過在校期間針對該專業的實驗操作，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，爲學生步入社會、進入企業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學生創新能力及實踐能力具有積極作用，並在開展微電子教學活動中取得了良好的效果。隨着科學技術的不斷髮展，微電子產業技術的要求也不斷髮生變化，實驗室建設中仍需要不斷的對經驗進行總結，對實驗室項目的不足進行及時改進，才能符合該產業發展的實際需求。

　　參考文獻

[1]李淑萍.微電子技術專業實踐教學體系的構建與實踐[J].西北成人教育學院學報，2014，05（06）：40-44.

[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.微電子封裝專業實踐教學體系的構建與探索[J].學週刊，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：中小企業管理與科技·下旬刊 2017年1期