周前能 李紅娟 吳貴能 楊虹

摘要目前中國集成電路人才缺口巨大，僅僅靠高校微電子專業(yè)的畢業(yè)生是遠遠不夠的，若能在相近專業(yè)培養(yǎng)集成電路人才是一個不錯的方案?；诖?，本文對微電子相近專業(yè)的《半導(dǎo)體集成電路》課程教學(xué)進行探索。

關(guān)鍵詞半導(dǎo)集成電路 課程探索

中圖分類號：G64文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1002-7661(2011)06-0021-01

當(dāng)今信息技術(shù)已滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，人們在日常生活中無處不體會到信息技術(shù)帶來的沖擊。信息技術(shù)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，集成電路作為微電子技術(shù)的核心，是整個信息產(chǎn)業(yè)和信息社會最根本的技術(shù)基礎(chǔ)，也是一個國家參與國際化政治、經(jīng)濟競爭的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。同時我國集成電路發(fā)展水平離歐美日等發(fā)達國家有很大的差距，尤其是在自主知識產(chǎn)權(quán)的集成電路產(chǎn)品方面。要扭轉(zhuǎn)這一局面，高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才是關(guān)鍵，目前我國集成電路人才缺口巨大。要改變這種狀況，應(yīng)從本科教育做起。目前靠高校微電子專業(yè)來培養(yǎng)集成電路設(shè)計人才還遠遠不夠，因此有必要發(fā)揮相近專業(yè)的優(yōu)勢，結(jié)合《半導(dǎo)體集成電路》課程的開設(shè)，培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實的集成電路設(shè)計人才。在此背景下，我們開展微電子相近專業(yè)的《半導(dǎo)體集成電路》課程教學(xué)探索。

一、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

半導(dǎo)體集成電路從所選器件類型可分為雙極型集成電路和MOS集成電路，從信號輸入/輸出信號的形式分為數(shù)字集成電路與模擬集成電路等，且《半導(dǎo)體集成電路》課程的內(nèi)容包含了以上集成電路類型的基本制造工藝、結(jié)構(gòu)、物理版圖及其分析方法。另外，我們的教學(xué)對象為微電子相近專業(yè)的學(xué)生，因而在《半導(dǎo)體集成電路》課程內(nèi)容設(shè)置時有必要考慮學(xué)生知識水平及其知識結(jié)構(gòu)等問題。雖然微電子學(xué)相近專業(yè)開設(shè)了電路分析基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路等電路課程，但沒開設(shè)微電子專業(yè)方向所需的前期基礎(chǔ)課程。因此，我們在《半導(dǎo)體集成電路》課程內(nèi)容設(shè)置上，將著重培養(yǎng)學(xué)生的電路分析設(shè)計能力，減少器件內(nèi)部原理和工藝內(nèi)容的比重。同時針對非微電子專業(yè)學(xué)生的知識情況，著重講解數(shù)字集成電路的內(nèi)容。

根據(jù)教學(xué)大綱，《半導(dǎo)體集成電路》課程的教學(xué)內(nèi)容可分為：第一部分，半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)，包括TTL及CMOS工藝基礎(chǔ)；第二部分，集成電路中的基本元器件，包括基本結(jié)構(gòu)、工作原理、物理版圖及其剖面結(jié)構(gòu)分析；第三部分，討論TTL邏輯電路；第四部分，MOS反相電路，包括動態(tài)與靜態(tài)結(jié)構(gòu)；第五部分，MOS基本靜態(tài)邏輯單元電路；第六部分，MOS基本時序電路。課程共32學(xué)時，以清華大學(xué)出版社出版的朱正涌主編的《半導(dǎo)體集成電路》一書為教材，根據(jù)專業(yè)實際情況酌情刪減及增加相關(guān)知識。在授課過程中，重點培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體集成電路的系統(tǒng)分析與設(shè)計的能力，激發(fā)學(xué)生對半導(dǎo)體集成電路設(shè)計的興趣。

二、教學(xué)方法與教學(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)合先進的教學(xué)手段，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能動性，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，實現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)變，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性，從而取得好的教學(xué)成果。

基于《半導(dǎo)體集成電路》課程的特點，在教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主，傳統(tǒng)黑板板書為輔，同時在課堂上以動畫的形式展現(xiàn)半導(dǎo)體集成電路物理版圖及其工藝制作過程，從而達到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評價教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，改革考核方式是十分必要的。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時成績結(jié)合的方式。針對《半導(dǎo)體集成電路》課程特點，對考核方式作如下嘗試：(1) 在授課過程中，針對課程的某些重點知識點，設(shè)計幾個課外小題目，從而增強學(xué)生獨立思考與實踐動手能力；(2) 期末一次綜合大作業(yè)，涉及功能定義、電路設(shè)計、物理版圖實現(xiàn)以及仿真等全過程，從而增強學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。

四、結(jié)束語

課堂教學(xué)過程是一個不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實現(xiàn)《半導(dǎo)體集成電路》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。

基金項目：(1) 重慶市高等教育教學(xué)改革項目(編號：103112)；(2) 重慶郵電大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)提升計劃

參考文獻：

[1]王紅．集成電路技術(shù)發(fā)展動態(tài)[J].微電子學(xué)，2007，37(4)：515-522，542．

[2]段吉海．“半導(dǎo)體集成電路”課程建設(shè)與教學(xué)實踐[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報，2007，29(5)：11-12，15.

[3]朱正涌．半導(dǎo)體集成電路[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2001.