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中圖分類號:TM13 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 14-0000-01
實驗教學的標準隨著教育的改革不斷提升,學生的創(chuàng)新精神和靈活運用所學知識的能力都是實驗教學涵蓋的內(nèi)容,學生在實驗過程中能夠鍛煉綜合設計、實際應用、創(chuàng)新思維等方面的能力,學會自主思考分析和解決問題。
一、電路CAD課程設計的現(xiàn)狀
電路CAD課程設計是電子信息工程專業(yè)課階段理論知識的綜合應用,教師在教學中,往往將其當作一門理論課來教學,通常會先給出一個具有某種功能的電路設計圖,對設計圖電路的主要部分工作原理和達到這一原理的主要功能進行講解,最后要求學生在PROTEL軟件中繪制電路系統(tǒng)的原理圖和印制板圖。這樣的教學方法不僅制約了學生的自主學習能力,學生處于被動學習狀態(tài),學習能力和對知識的掌握能力下降,這樣的課程設計完全失去了教學的意義。
因此應當對這樣的教學方式進行改革,把教學目標設定為提升學生的動手操作能力,以學生為教學主體自主學習,教師輔以指導,啟迪學生的創(chuàng)造性思維,學會運用不同的方法解決問題。
二、基于PROTEL的電路CAD課程設計
讓學生通過所學的理論知識,設計一個實際應用的單片機測試系統(tǒng),輔以電路設計工具軟件PROTEL,繪制出電路原理圖和PCB圖。
(一)PROTEL軟件的設計流程
PROTEL軟件是一個完整的全方位電路設計系統(tǒng),包含有電路原理圖設計、PCB設計、PCB自動布線、可編程邏輯器件設計、模擬/數(shù)字信號仿真等功能模塊,并具有Client/Server(客戶/服務器)體系結構。其中PCB設計和電路原理圖設計是其最具代表性的功能,提供了完備的電路仿真器,使從原理圖的繪制到最終電路板設計的所有工作都能輕松完成。
該軟件設計流程為是:首先是工作環(huán)境設置和頁面設置,裝入元件庫,然后,將元件、電源符號、接地符號、連接線、網(wǎng)絡標號和說明信息分別依次放置在圖紙上合適的位置,再就是對電路圖進行檢查和調(diào)整,最后保存并輸出。
(二)課程設計的內(nèi)容
對于學生想要設計什么系統(tǒng),教師不應限制,檢測和設計系統(tǒng)時允許學生任意選擇物理量,另外,教師要對設計系統(tǒng)中所包含的內(nèi)容進行規(guī)定,以保證課程設計能達到最終目標。
第一,MCS-51系列單片機必須包含在設計的系統(tǒng)的芯片中;第二,測試的物理量必須要顯示在4位LED中;第三,在檢測量超過設定值后,系統(tǒng)能夠自動發(fā)出警報;第四,要設置能夠讓測試系統(tǒng)根據(jù)實際情況作出相應調(diào)整的按鈕;第五,要配有一路傳感器和相應的調(diào)理電路;第六,要配備AD轉(zhuǎn)換芯片使檢測物理量的模數(shù)能夠轉(zhuǎn)換。
(三)測試系統(tǒng)的要求
為達到啟迪學生創(chuàng)造性思維的教學目的,測試系統(tǒng)的設計有以下幾點要求:
第一,學生必須制定多套測試系統(tǒng)繪制的方案,從中選擇最終方案并闡述理由;第二,測試系統(tǒng)必須達到方案最優(yōu)化和實際的效益最大化的要求;第三,傳感器能夠穩(wěn)定工作,精度要準確,若出現(xiàn)問題,則要給出彌補方案;第四,在繪制PCB之前,學生必須弄清其設計規(guī)則,既要完成任務,又要保證所設計的測試系統(tǒng)原理圖的功能的正確性和布局的美觀性以便實際裝配調(diào)試;第五,為設計提供完整詳細的說明書,例如工作原理、選擇元件的原因、PCB的設計規(guī)則等。
(四)測試系統(tǒng)的仿真分析和驗證
很多學生在以前并沒有接觸過設計,缺乏經(jīng)驗,所以為了讓學生順利完成設計,需要仿真分析和校驗設計的原理圖,可以直接在PROTEL中對模擬電路、數(shù)字電路和數(shù)模混合電路進行仿真校驗。電路仿真的流程一般是首先將仿真電路、電源等繪制出來,然后將仿真分析的參數(shù)進行設置,繼而運行仿真分析,最后對結果進行觀察。以仿真的結果為依據(jù),校驗傳感器調(diào)理正確與否。因而,在原理圖的設計和仿真分析之間需要反復校驗電路放大倍數(shù)的合理性以及能否正常工作,再調(diào)整選擇的參數(shù),繪制出符合要求的原理圖。
三、總結
基于PROTEL的電路CAD課程設計的教學方法是教育革新的具體表現(xiàn),其不僅能讓學生完全掌握理論知識,還鍛煉了學生的實際操作能力,同時也讓學生的創(chuàng)造性思維得到了發(fā)揮,提高了學生的綜合素質(zhì),這一教學方法應該被廣泛推廣應用。
參考文獻:
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[3]邵建昂. PROTEL教學實踐探討[J].實驗室研究與探索,2007(02).
在非微電子專業(yè)如計算機、通信、信號處理、自動化、機械等專業(yè)開設集成電路設計技術相關課程,一方面,這些專業(yè)的學生有電子電路基礎知識,又有自己本專業(yè)的知識,可以從本專業(yè)的系統(tǒng)角度來理解和設計集成電路芯片,非常適合進行各種應用的集成電路芯片設計階段的工作,這些專業(yè)也是目前芯片設計需求最旺盛的領域;另一方面,對于這些專業(yè)學生的應用特點,不宜也不可能開設微電子專業(yè)的所有課程,也不宜將集成電路設計階段的許多技術(如低功耗設計、可測性設計等)開設為單獨課程,而是要將相應課程整合,開設一到二門集成電路設計的綜合課程,使學生既能夠掌握集成電路設計基本技術流程,也能夠了解集成電路設計方面更深層的技術和發(fā)展趨勢。因此,在課程的具體設置上,應該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設計技術是一門實踐性非常強的課程。隨著電子信息技術的飛速發(fā)展,采用EDA工具進行電路輔助設計,已經(jīng)成為集成電路芯片主流的設計方法。因此,在理解電路和芯片設計的基本原理和流程的基礎上,了解和掌握相關設計工具,是掌握集成電路設計技術的重要環(huán)節(jié)。技能培訓與前瞻理論皆有在課程的內(nèi)容設置中,既要有使學生掌握集成電路芯片設計能力和技術的講授和實踐,又有對集成電路芯片設計新技術和更高層技術的介紹。這樣通過本門課程的學習,一方面,學員掌握了一項實實在在有用的技術;另一方面,學員了解了該項技術的更深和更新的知識,有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上,對集成電路芯片設計技術的繼續(xù)研究和學習?;A理論和技術流程隔離由于是針對非微電子專業(yè)開設的課程,因此在課程講授中不涉及電路設計的一些原理性知識,如半導體物理及器件、集成電路的工藝原理等,而是將主要精力放在集成電路芯片的設計與實現(xiàn)技術上,這樣非微電子專業(yè)的學生能夠很容易入門,提高其學習興趣和熱情。
2非微電子專業(yè)集成電路設計課程實踐
根據(jù)以上原則,信息工程大學根據(jù)具體實際,在計算機、通信、信號處理、密碼等相關專業(yè)開設集成電路芯片設計技術課程,根據(jù)近兩年的教學情況來看,取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優(yōu)化的理論授課內(nèi)容
1)集成電路芯片設計概論:介紹IC設計的基本概念、IC設計的關鍵技術、IC技術的發(fā)展和趨勢等內(nèi)容。使學員對IC設計技術有一個大概而全面的了解,了解IC設計技術的發(fā)展歷程及基本情況,理解IC設計技術的基本概念;了解IC設計發(fā)展趨勢和新技術,包括軟硬件協(xié)同設計技術、IC低功耗設計技術、IC可重用設計技術等。
2)IC產(chǎn)業(yè)鏈及設計流程:介紹集成電路產(chǎn)業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”,以及數(shù)字IC設計流程等內(nèi)容。使學員了解集成電路產(chǎn)業(yè)的變革和分工,了解設計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)的一些基本情況,了解數(shù)字IC的整個設計流程,包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優(yōu)化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內(nèi)容。
3)RTL硬件描述語言基礎:主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設計方法等內(nèi)容。使學員能夠初步掌握使用硬件描述語言進行數(shù)字邏輯電路設計的基本語法,了解大型電路芯片的基本設計規(guī)則和設計方法,并通過設計實踐學習和鞏固硬件電路代碼編寫和調(diào)試能力。
4)系統(tǒng)集成設計基礎:主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)(SoC)、片上網(wǎng)絡(NoC)的基本概念和集成設計方法。使學員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級芯片架構設計的基礎方法及主要片內(nèi)嵌入式處理器核。豐富的實踐操作內(nèi)容
1)Verilog代碼設計實踐:學習通過課下編碼、上機調(diào)試等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述語言進行基本數(shù)字邏輯電路設計的能力,并通過給定的IP核或代碼模塊的集成,掌握大型芯片電路的集成設計能力。
2)IC前端設計基礎實踐:依托Synopsys公司數(shù)字集成電路前端設計平臺DesignCompiler,使學員通過上機演練,初步掌握使用DesignCompiler進行集成電路前端設計的流程和方法,主要包括RTL綜合、時序約束、時序優(yōu)化、可測性設計等內(nèi)容。
3)IC后端設計基礎實踐:依托Synopsys公司數(shù)字集成電路后端設計平臺ICCompiler,使學員通過上機演練,初步掌握使用ICCompiler進行集成電路后端設計的流程和方法,主要包括后端設計準備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優(yōu)化等內(nèi)容。靈活的考核評價機制
1)IC設計基本知識筆試:通過閉卷考試的方式,考查學員隊IC設計的一些基本知識,如基本概念、基本設計流程、簡單的代碼編寫等。
2)IC設計上機實踐操作:通過上機操作的形式,給定一個具體并相對簡單的芯片設計代碼,要求學員使用Synopsys公司數(shù)字集成電路設計前后端平臺,完成整個芯片的前后端設計和驗證流程。
3)IC設計相關領域報告:通過撰寫報告的形式,要求學員查閱IC設計領域的相關技術文獻,包括該領域的前沿研究技術、設計流程中相關技術點的深入研究、集成電路設計領域的發(fā)展歷程和趨勢等,撰寫相應的專題報告。
3結語
微電子技術專業(yè)簡介 本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng),掌握微電子學基礎知識,具備集成電路設計、生產(chǎn)、應用開發(fā)及營銷等能力,從事集成電路設計、FPGA 應用與開發(fā)、集成電路生產(chǎn)、電子產(chǎn)品開發(fā)以及 IC 產(chǎn)品營銷和技術支持等工作的高素質(zhì)技術技能人才。
主干課程:電子技術基礎、集成電路工藝原理、集成電路封裝與測試基礎、硬件描述語言(Verilog/VHDL)、數(shù)字系統(tǒng)設計、IC 設計方法、數(shù)字系統(tǒng) CAD、FPGA 應用開發(fā)、集成電路版圖設計等。
本專業(yè)學生畢業(yè)后可在集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事開發(fā)和研究工作。
微電子技術專業(yè)就業(yè)方向有哪些 就業(yè)方向:電子類企事業(yè)單位:半導體集成電路芯片制造、產(chǎn)品檢測、產(chǎn)品封裝、版圖設計、質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理、設備維護及技術研發(fā)。
學生可選擇到中、高等職業(yè)院校從事專業(yè)教學和管理工作,或到集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事研究、開發(fā)及管理等工作,也可選擇微電子科學與工程、固體電子學、通信、計算機科學等學科繼續(xù)深造,攻讀碩士研究生。
微電子技術專業(yè)主要職業(yè)能力 1.具備對新知識、新技能的學習能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;
2.具備熟練使用通用電子儀器、儀表及集團電路相關測試設備的能力;
3.具備電子系統(tǒng)組裝調(diào)試能力;
4.具備從事集成電路應用推廣工作的能力和銷售能力;
5.掌握數(shù)字系統(tǒng) Verilog/VHDL 編程及調(diào)試技能;
6.掌握集成電路前端(邏輯綜合)/后端工具(自動布局布線)的使用方法;
7.掌握集成電路版圖工具的使用方法;
8.掌握 FPGA 設計工具的使用方法;
集成電路是當今信息技術產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的基礎和源動力,已經(jīng)高度滲透與融合到國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的每個領域,其技術水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標志之一[1],美國更將其視為未來20年從根本上改造制造業(yè)的四大技術領域之首。我國擁有全球最大、增長最快的集成電路市場,2013年規(guī)模達9166億元,占全球市場份額的50%左右。近年來,國家大力發(fā)展集成電路,在上海浦東等地建立了集成電路產(chǎn)業(yè)基地,對于集成電路設計、制造、封裝、測試等方面的專門技術人才需求巨大。為了適應產(chǎn)業(yè)需求,推進我國集成電路發(fā)展,許多高校開設了電子科學與技術專業(yè),以培養(yǎng)集成電路方向的專業(yè)人才。集成電路版圖設計是電路設計與集成電路工藝之間必不可少的環(huán)節(jié)。據(jù)相關統(tǒng)計,在從事集成電路設計工作的電子科學與技術專業(yè)的應屆畢業(yè)生中,由于具有更多的電路知識儲備,研究生的從業(yè)比例比本科生高出很多。而以集成電路版圖為代表包括集成電路測試以及工藝等與集成電路設計相關的工作,相對而言對電路設計知識的要求低很多。因而集成電路版圖設計崗位對本科生而言更具競爭力。在版圖設計崗位工作若干年知識和經(jīng)驗的積累也將有利于從事集成電路設計工作。因此,版圖設計工程師的培養(yǎng)也成為了上海電力學院電子科學與技術專業(yè)本科人才培養(yǎng)的重要方向和辦學特色。本文根據(jù)上海電力學院電子科學與技術專業(yè)建設的目標,結合本校人才培養(yǎng)和專業(yè)建設目標,就集成電路版圖設計理論和實驗教學環(huán)節(jié)進行了探索和實踐。
一、優(yōu)化理論教學方法,豐富教學手段,突出課程特點
集成電路版圖作為一門電子科學與技術專業(yè)重要的專業(yè)課程,教學內(nèi)容與電子技術(模擬電路和數(shù)字電路)、半導體器件、集成電路設計基礎等先修課程中的電路理論、器件基礎和工藝原理等理論知識緊密聯(lián)系,同時版圖設計具有很強的實踐特點。因此,必須從本專業(yè)學生的實際特點和整個專業(yè)課程布局出發(fā),注重課程與其他課程承前啟后,有機融合,摸索出一套實用有效的教學方法。在理論授課過程中從集成電路的設計流程入手,在CMOS集成電路和雙極集成電路基本工藝進行概述的基礎上,從版圖基本單元到電路再到芯片循序漸進地講授集成電路版圖結構、設計原理和方法,做到與上游知識點的融會貫通。
集成電路的規(guī)模已發(fā)展到片上系統(tǒng)(SOC)階段,教科書的更新速度遠遠落后于集成電路技術的發(fā)展速度。集成電路工藝線寬達到了納米量級,對于集成電路版圖設計在當前工藝條件下出現(xiàn)的新問題和新規(guī)則,通過查閱最新的文獻資料,向?qū)W生介紹版圖設計前沿技術與發(fā)展趨勢,開拓學生視野,提升學習熱情。在課堂教學中盡量減少冗長的公式和繁復的理論推導,將理論講解和工程實踐相結合,通過工程案例使學生了解版圖設計是科學、技術和經(jīng)驗的有機結合。比如,在有關天線效應的教學過程中針對一款采用中芯國際(SMIC)0.18um 1p6m工藝的雷達信號處理SOC 芯片,結合跳線法和反偏二極管的天線效應消除方法,詳細闡述版圖設計中完全修正天線規(guī)則違例的關鍵步驟,極大地激發(fā)了學生的學習興趣,收到了較好的教學效果。
集成電路版圖起著承接電路設計和芯片實現(xiàn)的重要作用。通過版圖設計,可以將立體的電路轉(zhuǎn)化為二維的平面幾何圖形,再通過工藝加工轉(zhuǎn)化為基于半導體硅材料的立體結構[2]。集成電路版圖設計是集成電路流程中的重要環(huán)節(jié),與集成電路工藝密切相關。為了讓學生獲得直觀、準確和清楚的認識,制作了形象生動、圖文并茂的多媒體教學課件,將集成電路典型的設計流程、雙極和CMOS集成電路工藝流程、芯片內(nèi)部結構、版圖的層次等內(nèi)容以圖片、Flash動畫、視頻等形式進行展示。
版圖包含了集成電路尺寸、各層拓撲定義等器件相關的物理信息數(shù)據(jù)[3]。掩膜上的圖形決定著芯片上器件或連接物理層的尺寸。因此版圖上的幾何圖形尺寸與芯片上物理層的尺寸直接相關。而集成電路制造廠家根據(jù)版圖數(shù)據(jù)來制造掩膜,對于同種工藝各個foundry廠商所提供的版圖設計規(guī)則各不相同[4]。教學實踐中注意將先進的典型芯片版圖設計實例引入課堂,例如舉出臺灣積體電路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工藝的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的芯片版圖實例,讓學生從當今業(yè)界實際制造芯片的角度學習和掌握版圖設計的規(guī)則,同時切實感受到模擬版圖和數(shù)字版圖設計的藝術。
二、利用業(yè)界主流EDA工具,構建基于完整版圖設計流程的實驗體系
集成電路版圖設計實驗采用了Cadence公司的EDA工具進行版圖設計。Cadence的EDA產(chǎn)品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統(tǒng)級設計、功能驗證、集成電路(IC)綜合及布局布線、物理驗證、PCB設計和硬件仿真建模模擬、混合信號及射頻IC設計、全定制IC設計等。全球知名半導體與電子系統(tǒng)公司如AMD、NEC、三星、飛利浦均將Cadence軟件作為其全球設計的標準。將業(yè)界主流的EDA設計軟件引入實驗教學環(huán)節(jié),有利于學生畢業(yè)后很快適應崗位,盡快進入角色。
專業(yè)實驗室配備了多臺高性能Sun服務器、工作站以及60臺供學生實驗用的PC機。服務器中安裝的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、電路圖設計工具Composer、電路模擬工具Analog Artist、版圖設計工具Virtuoso Layout Editing、版圖驗證工具Dracula 和Diva、自動布局布線工具Preview和Silicon Ensemble。
Cadence軟件是按照庫(Library)、單元(Cell)、和視圖(View)的層次實現(xiàn)對文件的管理。庫、單元和視圖三者之間的關系為庫文件是一組單元的集合,包含著各個單元的不同視圖。庫文件包括技術庫和設計庫兩種,設計庫是針對用戶設立,不同的用戶可以有不同的設計庫。而技術庫是針對工藝設立,不同特征尺寸的工藝、不同的芯片制造商的技術庫不同。為了讓學生在掌握主流EDA工具使用的同時對版圖設計流程有準確、深入的理解,安排針對無錫上華公司0.6um兩層多晶硅兩層金屬(Double Poly Double Metal)混合信號CMOS工藝的一系列實驗讓學生掌握包括從電路圖的建立、版圖建立與編輯、電學規(guī)則檢查(ERC),設計規(guī)則檢查(DRC)、到電路圖-版圖一致性檢查(LVS)的完整的版圖設計流程[5]。通過完整的基于設計流程的版圖實驗使學生能較好地掌握電路設計工具Composer、版圖設計工具Virtuoso Layout Editor以及版圖驗證工具Dracula和Diva的使用,同時對版圖設計的關鍵步驟形成清晰的認識。
以下以CMOS與非門為例,介紹基于一個完整的數(shù)字版圖設計流程的教學實例。
在CMOS與非門的版圖設計中,首先要求學生建立設計庫和技術庫,在技術庫中加載CSMC 0.6um的工藝的技術文件,將設計庫與技術庫進行關聯(lián)。然后在設計庫中用Composer中建立相應的電路原理圖(schematic),進行ERC檢查。再根據(jù)電路原理圖用Virtuoso Layout Editor工具繪制對應的版圖(layout)。版圖繪制步驟依次為MOS晶體管的有源區(qū)、多晶硅柵極、MOS管源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔、P+注入、N阱、N阱接觸、N+注入、襯底接觸、金屬連線、電源線、地線、輸入及輸出?;镜陌鎴D繪制完成之后,將輸入、輸出端口以及電源線和地線的名稱標注于版圖的適當位置處,再在Dracula工具中利用幾何設計規(guī)則文件進行DRC驗證。然后利用GDS版圖數(shù)據(jù)與電路圖網(wǎng)表進行版圖與原理圖一致性檢查(LVS),修改其中的錯誤并按最小面積優(yōu)化版圖,最后版圖全部通過檢查,設計完成。圖1和圖2分別給出了CMOS與非門的原理圖和版圖。
一、充分認識加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的重要性
集成電路產(chǎn)業(yè)對于現(xiàn)代經(jīng)濟和社會發(fā)展具有高倍增性和關聯(lián)度。集成電路技術及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以推動消費類電子工業(yè)、計算機工業(yè)、通信工業(yè)以及相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,集成電路芯片作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化改造的核心,對于提升整體工業(yè)水平和推動國民經(jīng)濟與社會信息化發(fā)展意義重大。此外,微電子技術及其相關的微細加工技術與機械學、光學、生物學相結合,還能衍生出新的技術和產(chǎn)業(yè)。集成電路技術及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為一個國家和地區(qū)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、促進產(chǎn)業(yè)升級、轉(zhuǎn)變增長方式、改善資源環(huán)境、增強競爭優(yōu)勢,帶動相關產(chǎn)業(yè)和領域跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
*省資源環(huán)境良好,集成電路設計和原材料生產(chǎn)具有比較優(yōu)勢,具有一批專業(yè)從事集成電路設計和原材料生產(chǎn)的企業(yè)及水平較高的專業(yè)人才隊伍。*省消費類電子工業(yè)、計算機工業(yè)、通信工業(yè)以及利用信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟與社會信息化的發(fā)展為集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了現(xiàn)實需求的空間。各級、各部門要高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有基礎有條件的地區(qū)要充分發(fā)揮地域優(yōu)勢、資源優(yōu)勢,加強規(guī)劃,因勢利導,積極組織和推動集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快招商引資步伐。省政府有關部門要切實落實國家和省扶持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各項政策,積極推動和支持*省集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二、發(fā)展思路和原則
(一)發(fā)展思路。根據(jù)*省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎,當前以發(fā)展集成電路設計和原材料生產(chǎn)為重點,建成國內(nèi)重要的集成電路設計和原材料生產(chǎn)基地。以內(nèi)引外,促進外部資金、技術、人才和芯片加工、封裝、測試項目的進入,建立集成電路生產(chǎn)基地。
1.大力發(fā)展集成電路設計。充分發(fā)揮*省高校、科研單位、企業(yè)集成電路設計的基礎優(yōu)勢,加快集成電路設計企業(yè)法人資格建立和集成電路設計企業(yè)資格認證的步伐,與信息產(chǎn)業(yè)和其他工業(yè)領域及國民經(jīng)濟與社會信息化發(fā)展相結合,促進科研、生產(chǎn)、應用聯(lián)動,建立科研、生產(chǎn)、應用、服務聯(lián)合體,形成有利于集成電路設計企業(yè)成長和為企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展服務的體制和機制,促進一批已具備一定基礎的集成電路設計企業(yè)盡快成長起來。進一步建立和完善有利于集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境,構筑有利于集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐體系和服務體系,加強與海內(nèi)外的合作與交流,加快人才培養(yǎng)和引進,加大對集成電路設計中心、公共技術平臺、服務平臺、人才交流培訓平臺建設的投入,重點培植3—5家集成電路設計中心,使之成為國內(nèi)乃至國際有影響力的企業(yè)。加強人才、技術、資金、企業(yè)的引進,形成一大批集成電路設計企業(yè)和人才隊伍。密切跟蹤國際集成電路發(fā)展的新趨勢,大力發(fā)展和應用SOC技術、IP核技術,不斷提高自主創(chuàng)新能力,在消費類電子、通信、計算機、工業(yè)控制、汽車電子和其他應用電子產(chǎn)品領域形成發(fā)展優(yōu)勢。
2.加快發(fā)展集成電路材料等支撐產(chǎn)業(yè)。以當前*省集成電路材料生產(chǎn)企業(yè)為基礎,通過基礎設施建設、技術改造、引進技術消化吸收再創(chuàng)新、合資合作和引導傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向集成電路材料生產(chǎn)轉(zhuǎn)移,進一步壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模,擴大產(chǎn)品系列,增添新的產(chǎn)品品種,提高產(chǎn)品檔次。通過加快企業(yè)技術中心建設,不斷提高自主創(chuàng)新能力;通過拉長和完善產(chǎn)業(yè)鏈,積極發(fā)展高純水氣制備、封裝材料等上下游產(chǎn)品,提高配套能力;鼓勵半導體和集成電路專用設備儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。培養(yǎng)多個在國內(nèi)市場占有率第一的自主品牌,擴大出口能力,把*省建設成為圍繞以集成電路用金絲、硅鋁絲、電路板用銅箔和覆銅板、柔性鍍銅板、金屬膜基板、電子陶瓷基板、集成電路框架和插座、硅晶體材料的研發(fā)和生產(chǎn)為主的集成電路支撐產(chǎn)業(yè)基地。
3.鼓勵發(fā)展集成電路加工產(chǎn)業(yè)。大力招商引資,通過集成電路設計和原材料生產(chǎn)的發(fā)展,促進省外、海外集成電路芯片制造、封裝和測試業(yè)向*省的轉(zhuǎn)移,推動*省集成電路芯片制造、封裝和測試產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(二)發(fā)展原則。
1.政府推動原則。充分發(fā)揮各級政府在統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀調(diào)控、資源組織、政策扶持、市場環(huán)境建設等方面的作用,充分發(fā)揮社會各方面的力量,推動集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.科研、生產(chǎn)、應用、服務聯(lián)動原則。建立科研、生產(chǎn)、應用、服務一體化體系,促進集成電路設計和最終產(chǎn)品相結合,集成電路設計和設計服務相結合,公共平臺建設和企業(yè)發(fā)展相結合,設計公司之間相結合,人才培訓和設計企業(yè)需求相結合。重點支持共性技術平臺、服務平臺、人才培訓平臺建設和科研、生產(chǎn)、應用一體化項目研發(fā)。
3.企業(yè)主體化原則。深化體制改革,加快集成電路設計中心認證,推動集成電路設計公司(中心)建設,建立符合國家扶持集成電路發(fā)展政策和要求的以企業(yè)為主體、自主經(jīng)營、自負盈虧、自主創(chuàng)新、自*發(fā)展完善的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展體制和機制。
4.引進消化吸收與自主創(chuàng)新相結合原則。加強與海內(nèi)外集成電路行業(yè)企業(yè)、人才的交流合作,創(chuàng)造適合集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境,大力引進資金、技術、人才,加快消化吸收,形成產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力,盡快縮短與發(fā)達國家和先進省市的差距。
5.有所為,有所不為原則。發(fā)揮*省優(yōu)勢,重點發(fā)展集成電路設計、電路板設計制造和原材料生產(chǎn),與生產(chǎn)應用相結合,聚集有限力量,聚焦可行領域,發(fā)揮基礎特長,形成專業(yè)優(yōu)勢。
三、發(fā)展重點和目標
(一)發(fā)展重點。整合資源,集中政府和社會力量,建立公共和開放的集成電路設計技術服務平臺、行業(yè)協(xié)作服務平臺和人才交流培訓平臺。重點扶持建設以海爾、海信、浪潮、*大學、哈工大威海國際微電子中心、濱州芯科等在集成電路設計領域具有基礎和優(yōu)勢的集成電路設計中心,建設青島、濟南集成電路設計基地,加快有關促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套政策、措施的制定,重點在以下領域?qū)崿F(xiàn)突破。
1.集成電路設計業(yè)。以消費類電子、通信、計算機、工業(yè)控制、汽車電子、信息安全和其他應用電子產(chǎn)品領域為重點,以整機和系統(tǒng)應用帶動*省集成電路、電路板設計業(yè)的發(fā)展,培育一批具有自主創(chuàng)新能力的集成電路設計企業(yè),開發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權的高水平的集成電路產(chǎn)品。
(1)重點開展SOC設計方法學理論和設計技術的研究,發(fā)揮其先進的整機設計和產(chǎn)業(yè)化能力,大力發(fā)展稅控收款機等嵌入式終端產(chǎn)品的SOC芯片,努力達到SOC芯片規(guī)?;a(chǎn)能力。開發(fā)采用先進技術的SOC芯片,應用于各類行業(yè)終端產(chǎn)品。
(2)強化IP核開發(fā)標準、評測等技術的研究,積極發(fā)揮IP核復用技術的優(yōu)勢,以市場為導向,重點研發(fā)MCU類、總線類、接口類和低功耗嵌入式存儲器(SRAM)類等市場急需的IP核技術,加速技術向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。
(3)順應數(shù)字音視頻系統(tǒng)的變革,以數(shù)字音視頻解碼芯片和視頻處理芯片為基礎,突破一批音視頻處理技術,提高*國電視整機等消費類電子企業(yè)的技術水平和核心競爭力。
(4)集中力量開展大規(guī)模通信、網(wǎng)絡、信息安全等專用集成電路的研究與設計,力爭取得突破性成果。
(5)重點發(fā)展廣泛應用于白色家電、小家電、黑色家電、水電氣三表、汽車電子等領域的芯片設計,在應用電子產(chǎn)品芯片設計領域形成優(yōu)勢。
(6)發(fā)揮*省在工業(yè)控制領域的綜合技術、人才力量及芯片研發(fā)軟硬件資源等方面的優(yōu)勢,重點發(fā)展部分工業(yè)控制領域的RISC、CISC兩種架構的芯片設計,并根據(jù)市場需求及時研發(fā)多種控制類芯片產(chǎn)品,形成一定優(yōu)勢。
2.集成電路材料等支撐產(chǎn)業(yè)。充分利用*省現(xiàn)有集成電路材料生產(chǎn)企業(yè)的基礎條件,加快發(fā)展集成電路材料產(chǎn)業(yè)。重點發(fā)展集成電路用金絲、硅鋁絲、引線框架、插座等產(chǎn)品,同時注重銅箔、覆銅板、電子陶瓷基片、硅晶體材料及其深加工等產(chǎn)品的發(fā)展,形成國內(nèi)重要的集成電路材料研發(fā)和生產(chǎn)加工出口基地。支持發(fā)展集成電路相關支撐產(chǎn)業(yè),形成上下游配套完善的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈。
(1)集成電路用金絲、硅鋁絲。擴大大規(guī)模集成電路用金絲、硅鋁絲的生產(chǎn)規(guī)模,力爭到2010年占國內(nèi)市場份額80%以上。
(2)硅單晶、硅多晶材料。到2010年,3-6英寸硅單晶片由現(xiàn)在的年產(chǎn)600萬片發(fā)展到1000萬片;單晶棒由目前的年產(chǎn)100噸發(fā)展到200噸。支持發(fā)展高品質(zhì)集成電路用多晶硅材料,填補省內(nèi)空白,至2010年發(fā)展到年產(chǎn)3000噸。
(3)集成電路引線框架。到2010年,集成電路引線框架生產(chǎn)能力由目前的年產(chǎn)20億只提高到年產(chǎn)100億只。
(4)電子陶瓷基板。通過技改和吸引外資等措施,力爭到2010年達到陶瓷覆銅板年產(chǎn)160萬塊、陶瓷基片年產(chǎn)30萬平米的能力。
(5)銅箔、覆銅板。到2010年,覆銅板由目前的年產(chǎn)570萬張發(fā)展到800萬張,銅箔由目前的年產(chǎn)8500噸發(fā)展到10000噸。
(6)相關支撐產(chǎn)業(yè)。通過引進技術和產(chǎn)學研結合等多種形式,積極發(fā)展集成電路專用設備、環(huán)氧樹脂等塑封材料、柔性鍍銅板和金屬膜等基材、高純水氣制備等相關產(chǎn)業(yè)。
3.加快大規(guī)模、大尺寸集成電路芯片加工和有關集成電路封裝、測試企業(yè)的引進。
(二)發(fā)展目標。經(jīng)過“*”期間的發(fā)展,基本建立和完善有利于*省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、支撐體系和服務體系,建成20-30家集成電路設計中心、2個集成電路設計基地,形成一大批集成電路設計企業(yè)、配套企業(yè)、咨詢服務企業(yè),爭取引進3—5家集成電路芯片制造企業(yè)。政府支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力進一步增強,社會融資能力進一步提高,對外吸引和接納人才、技術、資金的能力進一步提高,集成電路設計、制造對促進*省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和提升國民經(jīng)濟與社會信息化水平發(fā)揮更大作用,并成為*省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和綜合競爭力提升的重要支撐。促進*省集成電路材料產(chǎn)業(yè)做大做強,使其成為國內(nèi)重要的產(chǎn)業(yè)基地。
四、主要措施和政策
(一)加強政府的組織和引導。制定*省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期發(fā)展規(guī)劃,實施集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度計劃,《*省支持和鼓勵集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)品指導目錄》,引導產(chǎn)品研發(fā)和資金投向。各地要加強本地集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境建設,結合本地實際制定有利于集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人才、資金、技術進入的政策措施。各有關部門要加強配合,制定相關配套措施,形成促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力。參照財政部、信息產(chǎn)業(yè)部、國家發(fā)改委《集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項資金管理暫行辦法》,結合*省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金的使用,對集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展予以支持。具體辦法由省信息產(chǎn)業(yè)廳會同省財政廳等有關部門制定。
(二)加強集成電路設計公司(中心)認證工作。推動體制改革和產(chǎn)權改革,鼓勵科技人員在企業(yè)兼職和創(chuàng)辦企業(yè),通過政策導向促進集成電路設計公司(中心)獨立法人資格的建立。按照國家《集成電路設計企業(yè)及產(chǎn)品認定暫行管理辦法》的有關規(guī)定,加強對*省集成電路產(chǎn)品及集成電路企業(yè)認定工作。
(三)加強人才引進與培養(yǎng)。加強對集成電路人才的培養(yǎng)和引進工作,鼓勵留學回國人員和外地優(yōu)秀人才到*投資發(fā)展和從事技術創(chuàng)新工作,重點引進在國內(nèi)外集成電路大企業(yè)有工作經(jīng)歷、既掌握整機系統(tǒng)設計又懂集成電路設計技術的高層次專業(yè)人才。對具有普通高校大學本科以上學歷的外省籍集成電路專業(yè)畢業(yè)生來*省就業(yè)的,可實行先落戶后就業(yè)政策,對具有中級以上職稱的集成電路專業(yè)人才來*省工作的,有關部門要優(yōu)先為其辦理相關人事和落戶手續(xù)。要加強集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng),建立多層次的人才培養(yǎng)渠道,加強對企業(yè)現(xiàn)有工程技術人員的再培訓。在政策和待遇上加大對專業(yè)人才的傾斜,鼓勵國內(nèi)外集成電路專業(yè)人才到*發(fā)展,建立起培養(yǎng)并留住人才的新機制。
(四)落實各項優(yōu)惠政策。各級、各部門要切實落實《關于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》及各項優(yōu)惠政策,將集成電路設計、生產(chǎn)制造和原材料生產(chǎn)納入各自的科研、新產(chǎn)品開發(fā)、重點技術攻關計劃及技術中心、重點實驗室建設計劃,并給予優(yōu)先支持和安排。集成電路設計企業(yè)適用軟件企業(yè)的有關政策,集成電路設計產(chǎn)品適用軟件產(chǎn)品的有關優(yōu)惠政策,其知識產(chǎn)權受法律保護。對于批準建設的集成電路項目在建設期間所發(fā)生的貸款,省政府給予貸款利息補貼。按照建設期間實際發(fā)生的貸款利率補貼1.5個百分點,貼息時間不超過3年;在政府引導區(qū)域內(nèi)建設的,貸款利息補貼可提高至2個百分點。