微電子論文

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微電子論文:微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的應(yīng)用

文章摘要：隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在我國(guó)的各行各業(yè)中科技水平也在不斷提高，微電子技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用于工業(yè)等各種領(lǐng)域，我們也可以看到微電子技術(shù)，同樣可以應(yīng)用在航空系統(tǒng)之中，促進(jìn)航空系統(tǒng)的進(jìn)步，從而推動(dòng)其向綜合化、模塊化方向發(fā)展。本文就將以微電子及微電子在航空系統(tǒng)中的發(fā)展的重要內(nèi)涵為著手點(diǎn)，從而提出將微電子技術(shù)更好地應(yīng)用于航空系統(tǒng)中的重要策略。

關(guān)鍵詞：微電子技術(shù)；航空系統(tǒng)；綜合化

微電子技術(shù)的進(jìn)步在很大程度上提升各領(lǐng)域的科學(xué)水平，促進(jìn)了各領(lǐng)域上的發(fā)展，目前在微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的應(yīng)用效果中，我們可以看到微電子技術(shù)的重要作用，不僅僅能夠促進(jìn)航空系統(tǒng)向經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性方向發(fā)展，同時(shí)也能促進(jìn)航空系統(tǒng)整體性的進(jìn)步。所以我們要明確微電子技術(shù)及微電子技術(shù)應(yīng)用于航空系統(tǒng)的重要作用，從而對(duì)如何更好地應(yīng)用微電子技術(shù)進(jìn)行探究，希望可以促進(jìn)微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的發(fā)展。

1微電子技術(shù)的基本概念

微電子技術(shù)是較為復(fù)雜精密的科學(xué)技術(shù)之一，是建立在各種高密度微電子組件的基礎(chǔ)上的高微電子技術(shù)。作為目前國(guó)內(nèi)較為高精尖的基本技術(shù)端電子技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，不僅僅可以使用于航空航天中，也可以使用在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域及商業(yè)領(lǐng)域上，微電子技術(shù)的展現(xiàn)形式通常是以微電子商品或者集合多種電子元器件的綜合系統(tǒng)載體等出現(xiàn)，同時(shí)這也是各種半導(dǎo)體元件的產(chǎn)品的相關(guān)統(tǒng)稱(chēng)，作為集成電路的一個(gè)重要載體，微電子技術(shù)對(duì)于促進(jìn)各領(lǐng)域的發(fā)展是有重要作用的，但是微電子技術(shù)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是微電子技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)，在目前的信息化時(shí)代，我們既要正視微電子技術(shù)的重要性，又要對(duì)微電子技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，從而促進(jìn)國(guó)家科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防等進(jìn)一步發(fā)展。

2微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)發(fā)展中的重要內(nèi)涵

隨著航空系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我們可以看到微電子技術(shù)在航空發(fā)展過(guò)程之中起到相當(dāng)大的推動(dòng)作用，促進(jìn)航空系統(tǒng)向智能化、科學(xué)化、模塊化方向發(fā)展，而且往往這個(gè)時(shí)候航空系統(tǒng)的發(fā)展也呈現(xiàn)出了綜合性這一具體特性，微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的發(fā)展不僅僅是航空水平的具體體現(xiàn)，同時(shí)也是國(guó)家科技水平及相應(yīng)的國(guó)防實(shí)力的重要體現(xiàn)，微電子技術(shù)不僅僅是理論性的技術(shù)工種，當(dāng)微電子技術(shù)應(yīng)用于航空系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中時(shí)，也在證明我國(guó)微電子技術(shù)的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)理論能夠很好地和實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，體現(xiàn)了我國(guó)航空系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r。除了在航空系統(tǒng)中，微電子技術(shù)往往也會(huì)體現(xiàn)在航空微電子技術(shù)產(chǎn)品上，但無(wú)論是系統(tǒng)上還是產(chǎn)品上，微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中仍扮演了重要的推動(dòng)角色。

3如何更好地將微電子技術(shù)應(yīng)用于航空系統(tǒng)之中

3.1將微電子技術(shù)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與航空系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合

我們可以看到目前航空系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)偏向于綜合化、具體化、模塊化方向發(fā)展了，所以電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)該在明確目前航空系統(tǒng)的基本發(fā)展現(xiàn)狀之上，與實(shí)際航空系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，保障航空系統(tǒng)能夠使用圖像及語(yǔ)音信號(hào)實(shí)時(shí)傳送功能，提高航空系統(tǒng)發(fā)展中的經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性，無(wú)論是在控制系統(tǒng)還是傳感器及顯示系統(tǒng)中，都促進(jìn)了航空系統(tǒng)的靈活性和可靠性特性的發(fā)展，解決綜合系統(tǒng)中所存在的相應(yīng)問(wèn)題，提升客觀的顯示技術(shù)及控制技術(shù)，從而推動(dòng)微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的深化與進(jìn)步。

3.2提升相關(guān)人員的微電子技術(shù)水平，引進(jìn)高質(zhì)量的人才

無(wú)論是航空系統(tǒng)方面還是微電子技術(shù)方面其發(fā)展都需要高質(zhì)量、高水平的人才進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用，所以我們必須提高整體隊(duì)伍的綜合素質(zhì)，以促進(jìn)微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用。傳統(tǒng)的固體物理基礎(chǔ)課程、半導(dǎo)體器件與微電子綜合課程設(shè)計(jì)等基本知識(shí)理論課程并不能滿足微電子技術(shù)發(fā)展的具體要求，為了培訓(xùn)相應(yīng)的航空方面的微電子技術(shù)人才，我們必須要革新課程，提高課程難度，在一定程度上加入相應(yīng)的航空理論知識(shí)，增加實(shí)踐課程的相應(yīng)比例，促進(jìn)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員能夠?qū)⑽㈦娮优c航空系統(tǒng)的理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)實(shí)際發(fā)展情況的有機(jī)結(jié)合，也可以加強(qiáng)對(duì)于VLSI設(shè)計(jì)、SOC設(shè)計(jì)方法學(xué)嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)等，但無(wú)論是哪種專(zhuān)業(yè)知識(shí)，都需要相關(guān)人員對(duì)于相應(yīng)的微電子技術(shù)水平及航空系統(tǒng)的相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，只有這樣微電子技術(shù)才能在航空系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程之中得到更好的應(yīng)用。

3.3對(duì)航空系統(tǒng)中的微電子技術(shù)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)

在微電子技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中我們也不應(yīng)該忽視對(duì)于微電子技術(shù)載體即微電子技術(shù)設(shè)備的相應(yīng)保護(hù)，一般這些設(shè)備會(huì)出現(xiàn)靜電損害及電磁干擾等常見(jiàn)損害問(wèn)題，在一定程度上阻礙了航空系統(tǒng)的正常運(yùn)作，我們必須對(duì)微電子技術(shù)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，從而促進(jìn)微電子技術(shù)可以正常應(yīng)用于航空系統(tǒng)之中。我們可以利用帶有防靜電的相應(yīng)裝置，以及防塵罩、導(dǎo)電袋等多種防護(hù)準(zhǔn)備，保證微電子技術(shù)設(shè)備不被靜電損壞，除此之外還可以考慮降低航空系統(tǒng)各部分的摩擦狀況，處理好相應(yīng)的飛機(jī)操作面，安裝靜電故電器等多種方式降低電磁對(duì)于微電子技術(shù)設(shè)備的干擾，同時(shí)對(duì)微電子技術(shù)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。

3.4對(duì)航空系統(tǒng)中所使用的集成電路及電子元件進(jìn)行創(chuàng)新

航空系統(tǒng)中微電子技術(shù)應(yīng)用往往體現(xiàn)在集成電路與元器件的使用過(guò)程中，在這個(gè)航空系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，無(wú)論是對(duì)于信息進(jìn)行存儲(chǔ)或是處理，都需要使用相應(yīng)的通用高端芯片以及集成電路等，但是目前國(guó)內(nèi)的芯片及核心元器件都主要依賴(lài)于進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)的集成電路及電子元件不能夠滿足目前微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中的發(fā)展需求，面對(duì)這一問(wèn)題，我們必須要注重在航空系統(tǒng)中對(duì)于相關(guān)技術(shù)及電子元件的創(chuàng)新，從而促進(jìn)微電子技術(shù)的提高與航空系統(tǒng)的進(jìn)步。

4結(jié)語(yǔ)

在微電子應(yīng)用于航空系統(tǒng)中的這一個(gè)方面，我們還有好長(zhǎng)的路要走，不僅僅需要從理論上獲得突破與提高，同時(shí)也要在微電子技術(shù)及航空系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用上進(jìn)行有機(jī)融合，明確微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)中發(fā)展的重要內(nèi)涵，從而通過(guò)人才引進(jìn)、元件升級(jí)、設(shè)備保護(hù)等多種方式促進(jìn)微電子技術(shù)在航空系統(tǒng)發(fā)展中的具體應(yīng)用。

作者:顧曉清 單位:上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

微電子論文:機(jī)械系統(tǒng)微電子論文

1微電子機(jī)械系統(tǒng)的概述

1.1微電子機(jī)械系統(tǒng)的概念

微電子機(jī)械系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)有微型傳感器、制動(dòng)器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機(jī)械制動(dòng)器結(jié)合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進(jìn)行機(jī)械操作，并且還能夠通過(guò)裝置中的傳感器來(lái)獲取外部的數(shù)據(jù)信息，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理放大，進(jìn)而通過(guò)制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械操作。而微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)是以微電子機(jī)械系統(tǒng)的理論、材料、工藝為研究對(duì)象的技術(shù)。微電子系統(tǒng)并不只是單純的將傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品微型化，其制作材料、工藝、原理、應(yīng)用等各個(gè)方面都突破了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，達(dá)到了一個(gè)微電子、微機(jī)械技術(shù)結(jié)合的全新高度。微電子機(jī)械系統(tǒng)是一種全新的高新科學(xué)技術(shù)，其在航天、軍事、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域都有著重要的作用。

1.2微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1尺寸微型化

傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的最小單位一般是cm，而微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的機(jī)械加工往往最小單位已經(jīng)涉及到了微米甚至納米。這以尺寸的巨大變化使得微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的原件具有微型化的特點(diǎn)，其攜帶方便，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。

1.2.2集成化

微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的原件實(shí)現(xiàn)了微型化為器件集成化提供了有力的基礎(chǔ)。微型化的器件在集成上具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，其能夠隨意組合排列，組成更加復(fù)雜的系統(tǒng)。

1.2.3硅基材料

微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的器件都是使用硅為基加工原料。地面表面有接近30%的硅，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)十分明顯。硅的使用成本低廉這就使得微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的下的器件成本大大縮減。硅的密度、強(qiáng)度等于鐵相近，密度與鋁相近，熱傳導(dǎo)率與鎢相近。

1.2.4綜合學(xué)科英語(yǔ)

微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)幾乎涉及到所有學(xué)科，電子、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)學(xué)科的頂尖科技成果都是微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。眾多學(xué)科的最新成果組合成了全新的系統(tǒng)和器件，創(chuàng)造了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域。

2微電子機(jī)械系統(tǒng)的技術(shù)類(lèi)別

2.1體微機(jī)械加工技術(shù)

體微機(jī)械加工技術(shù)主要將單晶硅基片加工為微機(jī)械機(jī)構(gòu)的工藝，其最大的優(yōu)勢(shì)就是可以制作出尺寸較大的器件，最大的弊端是難以制造出精細(xì)化的靈敏系統(tǒng)。并且使用體微加工工藝難以?xún)?yōu)化器件的平面化布局，制作出來(lái)的器件難以與微電子線路直接兼容。體微機(jī)械加工工藝一般在壓力傳感器和加速度傳感器的制造中普遍應(yīng)用。

2.2表面微機(jī)械加工技術(shù)

表面微機(jī)械加工技術(shù)就是通過(guò)集成電路中的平面化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)微機(jī)械裝置的制造。其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在充分利用了已有的IC工藝，能夠靈活掌握機(jī)械器件的尺寸，因此表面為微機(jī)械加工技術(shù)與IC之間是兼容的。表面微機(jī)械加工技術(shù)與集成電路的良好兼容性使得其在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了快速普及。

2.3復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)

復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)就是體微機(jī)械技工技術(shù)與表面微機(jī)械加工技術(shù)的結(jié)合，其結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，但又同時(shí)避免了相應(yīng)缺點(diǎn)。

3微電子機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用

3.1環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域

微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的微型設(shè)備可以在環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理分析上發(fā)揮巨大的作用。由化學(xué)傳感器、生物傳感器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所集合的測(cè)量與處理設(shè)備。該微型裝置可以用來(lái)監(jiān)測(cè)空氣和液體的成分，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于尺寸微小，便于攜帶。

3.2軍事領(lǐng)域

納米器件所構(gòu)成的裝置先要對(duì)半導(dǎo)體器件運(yùn)行速度高，攜帶方便，信息輸出和處理快捷，在軍事領(lǐng)域其能夠用來(lái)制作各種微型設(shè)備，例如“蚊子導(dǎo)彈”、“麻雀衛(wèi)星”等。

3.3醫(yī)療領(lǐng)域

在臨床化驗(yàn)分析、介入治療領(lǐng)域其也能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的價(jià)值。近幾年獲得發(fā)展的介入治療技術(shù)與傳統(tǒng)治療技術(shù)相比臨床治療效果優(yōu)越，能夠有效緩解患者痛苦。但是當(dāng)前介入治療儀器價(jià)格高，體積巨大，準(zhǔn)確性難以保證，尤其是在治療重要器官時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較大。微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的微型與智能特性可以顯著降低介入治療的風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)束語(yǔ)

微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)將機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)用性、智能化和多樣化發(fā)展到了一個(gè)全新的高度。當(dāng)今微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)對(duì)農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域產(chǎn)生了重大的影響，也影響著人們的生產(chǎn)和生活方式，相信在不久的以后微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)將會(huì)成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要部分，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。

作者:王志宏單位:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春精密機(jī)械與物理研究所

微電子論文:校企合作下的微電子論文

1校企合作的可能性及重要意義

1．1無(wú)錫是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的南方基地，需要大量的微電子專(zhuān)業(yè)人才

無(wú)錫是中國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的搖籃，是我國(guó)第一塊集成電路的誕生地，微電子產(chǎn)業(yè)有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。近年來(lái)，無(wú)錫政府出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策（比如530計(jì)劃），大力吸引微電子高端人才，創(chuàng)辦了一批有競(jìng)爭(zhēng)力的集成電路設(shè)計(jì)公司。2013年無(wú)錫市政府又出臺(tái)了《無(wú)錫市微電子產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2013—2020）》，為無(wú)錫市微電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持和保障。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，無(wú)錫微電子產(chǎn)業(yè)形成了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，管理比較完善的良好局面。2013年無(wú)錫市微電子產(chǎn)業(yè)合計(jì)完成營(yíng)業(yè)收入652．12億元，規(guī)模列全國(guó)第二［7］。SK海力士和華潤(rùn)微電子分別以第二名和第四名入圍2013年度中國(guó)半導(dǎo)體十大制造企業(yè)。江蘇新潮科技集團(tuán)、海太半導(dǎo)體（無(wú)錫）有限公司和英飛凌科技（無(wú)錫）有限公司分別以第一名、第七名和第九名入圍2013年度中國(guó)半導(dǎo)體十大封裝測(cè)試企業(yè)［8］。雖然無(wú)錫市微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了很大的成績(jī)，但也存在一些問(wèn)題，比如：微電子產(chǎn)業(yè)的優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)人才比較匱乏，已經(jīng)成為制約微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。而高校是優(yōu)秀人才的聚集地，江南大學(xué)微電子專(zhuān)業(yè)可以發(fā)揮人才優(yōu)勢(shì)，為無(wú)錫的微電子產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才。

1．2江南大學(xué)注重校企合作

無(wú)錫日?qǐng)?bào)2013年9月21日發(fā)表題為“江南大學(xué)發(fā)揮高校優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展校企合作，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)———做無(wú)錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫(kù)”的文章，文章指出：“江南大學(xué)提出要以項(xiàng)目為平臺(tái)，廣泛開(kāi)展校企合作，為地方科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型添磚加瓦，這是江南大學(xué)推進(jìn)與區(qū)域、產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的方式和途徑。”江南大學(xué)作為無(wú)錫唯一的一所211重點(diǎn)建設(shè)的高校，非常注重與企業(yè)的合作，積極參與國(guó)家、無(wú)錫地區(qū)的科技創(chuàng)新，推進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化，為本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)服務(wù)。比如：與無(wú)錫市政府合作建立的江南大學(xué)國(guó)家大學(xué)科技園，已成為高科技研究項(xiàng)目的重要孵化基地；江南大學(xué)的科研經(jīng)費(fèi)每年以30％的速度在增加，其中60％～70％的科研總經(jīng)費(fèi)來(lái)自于與企業(yè)的合作?？傊洗髮W(xué)一直探索的校企合作模式取得了顯著的成效。這也為我校微電子專(zhuān)業(yè)尋求校企合作提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1．3微電子專(zhuān)業(yè)自身建設(shè)的特點(diǎn)

微電子產(chǎn)業(yè)是近幾十年來(lái)全球發(fā)展最迅猛的產(chǎn)業(yè)之一。目前，以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)超過(guò)了以汽車(chē)、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)成為第一大產(chǎn)業(yè)。集成電路自誕生以來(lái)一直遵循摩爾定律的發(fā)展規(guī)律，即集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍。各種半導(dǎo)體新材料和新器件層出不窮。微電子專(zhuān)業(yè)又是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅要學(xué)好專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還有必要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)和不斷接受新知識(shí)、新技術(shù)，才能跟得上微電子技術(shù)發(fā)展的潮流。這就要求學(xué)生不僅要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，還有必要閱讀一些最新的參考文獻(xiàn)，參加一些前沿科學(xué)的研究，甚至參與企業(yè)的技術(shù)研發(fā)。但是，微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入非常昂貴，一個(gè)小型的微電子工藝實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要幾百萬(wàn)到幾千萬(wàn)人民幣，這還不包括每年實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于一般高校來(lái)說(shuō)，這是很難承受的。其實(shí)，對(duì)于國(guó)內(nèi)微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的比較好的高校，其實(shí)驗(yàn)室也主要面向研究生開(kāi)放。所以，為了更好地提升本科生的教育教學(xué)質(zhì)量，必須尋求校企合作。而微電子作為無(wú)錫最主要的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，也給我校微電子專(zhuān)業(yè)提供了加強(qiáng)校企合作的機(jī)會(huì)。因此，無(wú)論是從學(xué)校周邊地區(qū)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況，以及學(xué)校的政策，還是從本專(zhuān)業(yè)自身建設(shè)的特點(diǎn)來(lái)看，校企合作是提升微電子專(zhuān)業(yè)本科生教育質(zhì)量的主要途徑之一。因此，積極探索提高我校微電子專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量的校企合作模式，具有非常重要的意義。

2校企合作聯(lián)合培養(yǎng)的教學(xué)模式

校企合作的目的是共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雙贏。學(xué)校為企業(yè)提供智力和技術(shù)支持，為企業(yè)解決具體的技術(shù)難題。企業(yè)參與學(xué)校教學(xué)科研環(huán)節(jié)，提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。為了更好地實(shí)現(xiàn)校企合作，我們從三個(gè)方面進(jìn)行了有益的探索。

2．1學(xué)研結(jié)合

我們可以采取多種方式的校企合作，實(shí)現(xiàn)微電子專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)過(guò)程中的理論學(xué)習(xí)和研究相結(jié)合。例如：實(shí)施以項(xiàng)目為導(dǎo)向的校企合作模式，鼓勵(lì)老師承擔(dān)企業(yè)和研究所的橫向課題，讓大三和大四的一些優(yōu)秀學(xué)生參與項(xiàng)目的研發(fā)，這樣既發(fā)揮了學(xué)校的智力優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)解決了技術(shù)難題，也使得學(xué)生積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高了教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了共贏。也可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，參觀一些重點(diǎn)企業(yè)、研究所的生產(chǎn)車(chē)間和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室；并且，讓學(xué)生在參與的過(guò)程中，積極地與企業(yè)、研究所的一線工作人員進(jìn)行交流，讓學(xué)生切實(shí)感受一下微電子工藝和設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程。學(xué)校也積極為大四的學(xué)生聯(lián)系周邊的微電子企業(yè)和研究所，鼓勵(lì)學(xué)生去這些企業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生積極參與企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)，既為企業(yè)提供了優(yōu)秀的人才，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

2．2在職人員互聘

我校微電子專(zhuān)業(yè)80％以上的教師具有博士學(xué)位，而且，有許多教師具有海外留學(xué)的背景。目前的狀況是老師有很扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且對(duì)微電子學(xué)科的前沿比較了解。但是，對(duì)企業(yè)的需求和微電子產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求不是很了解，導(dǎo)致研究與市場(chǎng)需求脫節(jié)。還有一些教師，在多年的研究過(guò)程中，獲取了一些核心技術(shù)，但苦于沒(méi)有資金的投入，沒(méi)法把一些研究成果產(chǎn)業(yè)化。而我國(guó)的一些微電子企業(yè)研發(fā)能力相對(duì)不強(qiáng)，沒(méi)有自己的核心技術(shù)，在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。因此，有必要加強(qiáng)學(xué)校和企業(yè)的聯(lián)系，通過(guò)校企合作，鼓勵(lì)教師積極承擔(dān)企業(yè)和研究所的課題，發(fā)揮自己的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，為企業(yè)技術(shù)攻關(guān)?；蛘?，鼓勵(lì)教師到企業(yè)中掛職，真正深入的生產(chǎn)的第一線，與企業(yè)的研發(fā)人員合作，研發(fā)新產(chǎn)品，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)也鼓勵(lì)企業(yè)和研究所的工程師和專(zhuān)家來(lái)學(xué)校做兼職教授，講授一些微電子專(zhuān)業(yè)的核心課程和實(shí)踐課程，甚至也可以請(qǐng)這些有實(shí)際生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家參與編寫(xiě)本科生的教材。由于這些工程師和專(zhuān)家均來(lái)自生產(chǎn)的第一線，他們有更豐富的生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)微電子產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)尋求更了解，對(duì)提升微電子專(zhuān)業(yè)本科生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力非常重要。

2．3共享實(shí)驗(yàn)室

微電子實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要一筆很大的費(fèi)用，但憑高校自身的力量是無(wú)法完成的，需要微電子企業(yè)的大力支持和幫助。當(dāng)然，高?？梢詾槠髽I(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才和提供智力支持。企業(yè)可以有償開(kāi)放一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備和設(shè)計(jì)軟件讓學(xué)生用于科學(xué)研究、實(shí)踐操作甚至參與企業(yè)的研發(fā)；這樣既有助于企業(yè)能提前了解這些學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，從而能留住一部分優(yōu)秀人才；也有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和更好地了解企業(yè)文化，從而使學(xué)生也愿意留在企業(yè)工作。而高校的微電子實(shí)驗(yàn)室，也可以面向企業(yè)開(kāi)放，從而共享實(shí)驗(yàn)室?？傊?，通過(guò)共享實(shí)驗(yàn)室，提高了實(shí)驗(yàn)室的利用效率，高校和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了共贏。

3結(jié)論

本文分析了我校微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)校企合作的可能性和重要意義。并在此基礎(chǔ)上提出了在三個(gè)方面進(jìn)行校企合作的探索—“學(xué)研結(jié)合”、“在職人員互聘”、“共建實(shí)驗(yàn)室”。這三種教學(xué)模式在一定程度上解決了我校微電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)、實(shí)踐和研究中普遍存在的問(wèn)題。因此，只有加強(qiáng)校企合作，才能提供更好的教學(xué)條件和資源，有效提高學(xué)生的理論知識(shí)水平和實(shí)踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀微電子專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才。

作者：王福學(xué)虞致國(guó)肖少慶閆大為單位：江南大學(xué)電子工程系

微電子論文:微電子控制機(jī)電設(shè)備論文

1微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)確定變頻器的輸出頻率。因?yàn)檫@一參數(shù)的選擇關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的控制效果，應(yīng)根據(jù)水泵流量。揚(yáng)程等參數(shù)和最大用水量和最小用水量確定。系統(tǒng)中用水量的大小由壓力變送器反映到PLC，再由PLC進(jìn)行分配給循環(huán)泵，隨時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，實(shí)現(xiàn)能源合理分配。在此套系統(tǒng)里面，主要的被控變量是管路循環(huán)水的壓力，管路循環(huán)水的壓力隨著使用點(diǎn)的多少而變化，再由壓力變送器反饋到PLC進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2可編程序控制器((PLC)的優(yōu)勢(shì)

可編程序控制器是微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的重要組成部分，英語(yǔ)縮寫(xiě)為PLC。可編程序控制器有很多的功能，比如計(jì)數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理等?？删幊绦蚩刂破鞯玫綇V泛的運(yùn)用，不僅是因?yàn)樗泻芏嗟墓δ?，更是因?yàn)樗泻芏嗟膬?yōu)勢(shì)。接了下來(lái)筆者就簡(jiǎn)單地概述一下可編程控制器的主要優(yōu)勢(shì)：

第一，可編程序控制器所占的空間小，節(jié)能，能夠隨意的進(jìn)行組合。所占的空間小，這樣就能夠節(jié)約廠房的空間資源，可以存放更多的機(jī)器設(shè)備；節(jié)能就是變相的節(jié)約成本，減少對(duì)整個(gè)微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的整體支出；能夠靈活的進(jìn)行組合，這樣既方便存放和管理，又提高了工作的效率。

第二，可連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。利用可編程控制器的這一優(yōu)勢(shì)，可以隨時(shí)掌握工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況，出現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)地解決，避免了很多不必要的損失。

第三，控制程序靈活多變。這一優(yōu)勢(shì)可以減少很多的麻煩，在設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代時(shí)，不用對(duì)可編程控制器的硬件進(jìn)行改變，只要改變控制程序即可，程序的改變并不會(huì)影響其性能的發(fā)揮。這樣就省略了很多的環(huán)節(jié)，減少了麻煩，對(duì)可編程控制器的損害也小。

第四，編程易于掌握。因?yàn)榭删幊炭刂破鞯木幊倘菀渍莆?，所以在具體操作時(shí)就非常容易，方便對(duì)其進(jìn)行安裝和維修。這是因?yàn)榭删幊炭刂破髯陨韼в芯幊唐鳎僮魅藛T只要懂得梯形語(yǔ)言即可，再加之，可編程控制器有自我診斷的功能，發(fā)生故障時(shí)，可以非常迅速的查出原因，所以維修時(shí)特別方便。

第五，安全性能好?？删幊炭刂破鞯陌踩阅芴貏e好，不容易發(fā)生故障，有些控制器甚至5年以上都能保持安全的運(yùn)行，再加之，可編程控制器有很好的環(huán)境適應(yīng)能力，對(duì)廠房并沒(méi)有特別的要求。所以很多企業(yè)都在現(xiàn)場(chǎng)使用可編程控制器。

3變頻調(diào)速器的優(yōu)勢(shì)

變頻調(diào)速器是微電子控制機(jī)電設(shè)備另一組成部分，它的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：

3.1性能優(yōu)越。

隨著科技水平的提高，變頻器的性能有了很大的提高，不再使用以前傳統(tǒng)的正弦波控制技術(shù)，而是采用先進(jìn)的電壓空間矢量控制，最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)敵鲭妷哼M(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，非常適合我國(guó)現(xiàn)行的電網(wǎng)情況，這樣就提高了運(yùn)行的安全性能。

3.2在功能上采用鍵量、鍵量電位器、外部端子、多功能端子等操作方式。

多種模擬信號(hào)輸人方式如電流、電壓、最大值、和、差等組合輸人頻率水平檢側(cè)、頻率等效范圍檢測(cè),S曲線加減速、轉(zhuǎn)速追蹤等增強(qiáng)功能，擺頻運(yùn)行、多段速度、程序運(yùn)行等模式。

3.3在可靠性上它的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，全系列主元件采用SIEMENS產(chǎn)品。

完善的保護(hù)功能，即使短路、過(guò)流或過(guò)壓等均不會(huì)引起本機(jī)故障，先進(jìn)的表面貼裝技術(shù)(SM''''T)。低溫升、長(zhǎng)壽命。PCB精良。絕緣耐壓性能優(yōu)越;嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理。鍵量布局合理、美觀耐用、設(shè)定簡(jiǎn)潔、操作方便。

4電路的調(diào)試

電路調(diào)試的方法主要有兩種，一種是整個(gè)電路安裝完之后，再進(jìn)行調(diào)試，另一種就是邊安裝邊調(diào)試。在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，首先要做的工作就是確定調(diào)試方法。我們現(xiàn)在一般采用的方法就是第二種。它是把復(fù)雜的電路按原理框圖上的功能劃分成單元進(jìn)行安裝和調(diào)試。在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍，然后完成整機(jī)調(diào)試。那么用第二種方法具體應(yīng)該如何調(diào)試呢？接下來(lái)筆者就詳細(xì)地說(shuō)說(shuō)。

第一，看?？吹哪康木褪且娴牧私庖幌码娐返恼w情況，看看電路面板的線是否準(zhǔn)確無(wú)誤的連上，有沒(méi)有看似接上實(shí)際沒(méi)有接上的線，或者容易短路的線，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)兩條或多條線出現(xiàn)混淆的現(xiàn)象。這是看需要完成的工作。

第二，查。在看完之后，就要進(jìn)行檢查。查主要運(yùn)用的工具是萬(wàn)用表。需要注意的是，一定要用萬(wàn)用表的電阻最小量程檔，主要檢查電路面板，看看開(kāi)路的地方和閉路的地方是否都進(jìn)行了正確的開(kāi)路和閉路，地線有沒(méi)有漏接的，電源連線的連接是否都可靠安全，還要測(cè)量一下電源到底有沒(méi)有短路的情況。值得注意的是，在整個(gè)電路安裝完成之后，千萬(wàn)不能通電，首先要依據(jù)電路原理仔細(xì)地查看電路連線有沒(méi)有準(zhǔn)備無(wú)誤的連接上，有沒(méi)有搭錯(cuò)的線，有沒(méi)有少連接的線或者多連接的線，尤其要注意查看有沒(méi)有短路的情況。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最好直接測(cè)量元器件的連接點(diǎn)，這樣就可以在查看上述情況的同時(shí)查看接觸點(diǎn)是否有不良的地方。

第三，電路調(diào)試的過(guò)程最為關(guān)鍵的是硬件電路的調(diào)試。在調(diào)試的過(guò)程中，一定注意細(xì)小的環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照電路功能原理，對(duì)各個(gè)單元電路進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)試，然后再進(jìn)行整體的調(diào)試，最后準(zhǔn)確無(wú)誤地完成整個(gè)電路的整體調(diào)試。

5結(jié)論

由上文可知，微電子控制機(jī)電設(shè)備主要包括可編程序控制器、變頻調(diào)速器等組成，在工業(yè)中起到了很大的作用，因?yàn)楦髯远加胁煌膬?yōu)勢(shì)和功能，所以在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子控制機(jī)電設(shè)備會(huì)得到更大的改進(jìn)，在工業(yè)中會(huì)發(fā)揮更大的作用。本文是根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門(mén)和人士提供有益的參考和借鑒，也希望能夠?yàn)槲覈?guó)的微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

作者：吳笑天單位：遼寧省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)公司

微電子論文:新領(lǐng)域發(fā)展下的微電子論文

1.微電子技術(shù)概述

1.1認(rèn)識(shí)微電子

微電子技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。因此，學(xué)習(xí)微電子，認(rèn)識(shí)微電子，使用微電子，發(fā)展微電子，是信息社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，當(dāng)代大學(xué)生所渴求的一個(gè)重要課程。生活在當(dāng)代的人們，沒(méi)有不使用微電子技術(shù)產(chǎn)品的，如人們每天隨身攜帶的手機(jī)；工作中使用的筆記本電腦，乘坐公交、地鐵的IC卡，孩子玩的智能電子玩具，在電視上欣賞從衛(wèi)星上發(fā)來(lái)的電視節(jié)目等等，這些產(chǎn)品與設(shè)備中都有基本的微電子電路。微電子的本領(lǐng)很大，但你要看到它如何工作卻相當(dāng)難，例如有一個(gè)像我們頭腦中起記憶作用的小硅片—它的名字叫存儲(chǔ)器，是電腦的記憶部分，上面有許許多多小單元，它與神經(jīng)細(xì)胞類(lèi)似，這種小單元工作一次所消耗的能源只有神經(jīng)元的六十分之一，再例如你手中的電話，將你的話音從空中發(fā)射出去并將對(duì)方說(shuō)的話送回來(lái)告訴你，就是靠一種叫“射頻微電子電路”或叫“微波單片集成電路”進(jìn)行工作的。它們會(huì)將你要表達(dá)的信息發(fā)送給對(duì)方，甚至是通過(guò)通信衛(wèi)星發(fā)送到地球上的任何地方。其傳遞的速度達(dá)到300000KM/S，即以光速進(jìn)行傳送，可實(shí)現(xiàn)雙方及時(shí)通信。“微電子”不是“微型的電子”，其完整的名字應(yīng)該是“微型電子電路”，微電子技術(shù)則是微型電子電路技術(shù)。微電子技術(shù)對(duì)我們社會(huì)發(fā)展起著重要作用，是使我們的社會(huì)高速信息化，并將迅速地把人類(lèi)帶入高度社會(huì)化的社會(huì)?！靶畔⒔?jīng)濟(jì)”和“信息社會(huì)”是伴隨著微電子技術(shù)發(fā)展所必然產(chǎn)生的。

1.2微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料——取之不盡的硅

位于元素周期表第14位的硅是微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料，硅的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度高，可達(dá)200攝氏度；二是能在高溫下氧化生成二氧化硅薄膜，這種氧化硅薄膜可以用作為雜質(zhì)擴(kuò)散的掩護(hù)膜，從而能使擴(kuò)散、光刻等工藝結(jié)合起來(lái)制成各種結(jié)構(gòu)的電路，而氧化硅層又是一種很好的絕緣體，在集成電路制造中它可以作為電路互聯(lián)的載體。此外，氧化硅膜還是一種很好的保護(hù)膜，它能防止器件工作時(shí)受周?chē)h(huán)境影響而導(dǎo)致性能退化。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是受主和施主雜質(zhì)有幾乎相同的擴(kuò)散系數(shù)。這就為硅器件和電路工藝的制作提供了更大的自由度。硅材料的這些優(yōu)越性能促成了平面工藝的發(fā)展，簡(jiǎn)化了工藝程序，降低了制造成本，改善了可靠性，并大大提高了集成度，使超大規(guī)模集成電路得到了迅猛的發(fā)展。

1.3集成電路的發(fā)展過(guò)程

20世紀(jì)晶體管的發(fā)明是整個(gè)微電子發(fā)展史上一個(gè)劃時(shí)代的突破。從而使得電子學(xué)家們開(kāi)始考慮晶體管的組合與集成問(wèn)題，制成了固體電路塊—集成電路。從此，集成電路迅速?gòu)男∫?guī)模發(fā)展到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，集成電路的分類(lèi)方法很多，按領(lǐng)域可分為：通用集成電路和專(zhuān)用集成電路；按電路功能可分為：數(shù)字集成電路、模擬集成電路和數(shù)?；旌霞呻娐罚话雌骷Y(jié)構(gòu)可分為：MOS集成電路、雙極型集成電路和BiIMOS集成電路；按集成電路集成度可分為：小規(guī)模集成電路SSI、中規(guī)模集成電路MSI、大規(guī)模集成電路LSI、超導(dǎo)規(guī)模集成電路VLSI、特大規(guī)模集成電路ULSI和巨大規(guī)模集成電路CSI。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了集成電路(IC)，集成電路是微電子學(xué)的研究對(duì)象，其正在向著高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向發(fā)展。

1.4走進(jìn)人們生活的微電子

IC卡，是現(xiàn)代微電子技術(shù)的結(jié)晶，是硬件與軟件技術(shù)的高度結(jié)合。存儲(chǔ)IC卡也稱(chēng)記憶IC卡，它包括有存儲(chǔ)器等微電路芯片而具有數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)功能。在智能IC卡中必須包括微處理器，它實(shí)際上具有微電腦功能，不但具有暫時(shí)或永久存儲(chǔ)、讀取、處理數(shù)據(jù)的能力，而且還具備其他邏輯處理能力，還具有一定的對(duì)外界環(huán)境響應(yīng)、識(shí)別和判斷處理能力。IC卡在人們工作生活中無(wú)處不在，廣泛應(yīng)用于金融、商貿(mào)、保健、安全、通信及管理等多種方面，例如：移動(dòng)電話卡，付費(fèi)電視卡，公交卡，地鐵卡，電子錢(qián)包，識(shí)別卡，健康卡，門(mén)禁控制卡以及購(gòu)物卡等等。IC卡幾乎可以替代所有類(lèi)型的支付工具。隨著IC技術(shù)的成熟，IC卡的芯片已由最初的存儲(chǔ)卡發(fā)展到邏輯加密卡裝有微控制器的各種智能卡。它們的存儲(chǔ)量也愈來(lái)愈大，運(yùn)算功能越來(lái)越強(qiáng)，保密性也愈來(lái)愈高。在一張卡上賦予身份識(shí)別，資料(如電話號(hào)碼、主要數(shù)據(jù)、密碼等)存儲(chǔ)，現(xiàn)金支付等功能已非難事，“手持一卡走遍天下”將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

2.微電子技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域

微電子技術(shù)是電子科學(xué)與技術(shù)的二級(jí)學(xué)科。電子信息科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代最活躍，滲透力最強(qiáng)的高新技術(shù)。由于集成電路對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)烈滲透，使得微電子出現(xiàn)了一些新領(lǐng)域。

2.1微機(jī)電系統(tǒng)

MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微機(jī)電系統(tǒng)主要由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理電路和控制電路、通信接口和電源等部件組成，主要包括微型傳感器、執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路三部分，它融合多種微細(xì)加工技術(shù)，并將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)、微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。是在現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高科技前沿學(xué)科。當(dāng)前，常用的制作MEMS器件的技術(shù)主要由三種：一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機(jī)械加工手段，即利用大機(jī)械制造小機(jī)械，再利用小機(jī)械制造微機(jī)械的方法，可以用于加工一些在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的微機(jī)械裝置，如微型機(jī)器人，微型手術(shù)臺(tái)等。第二種是以美國(guó)為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工，形成硅基MEMS器件，它與傳統(tǒng)IC工藝兼容，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械和微電子的系統(tǒng)集成，而且適合于批量生產(chǎn)，已成為目前MEMS的主流技術(shù)，第三種是以德國(guó)為代表的LIGA(即光刻，電鑄如塑造)技術(shù)，它是利用X射線光刻技術(shù)，通過(guò)電鑄成型和塑造形成深層微結(jié)構(gòu)的方法，人們已利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)和制造出了微齒輪、微馬達(dá)、微加速度計(jì)、微射流計(jì)等。MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在信息技術(shù)，航空航天，科學(xué)儀器和醫(yī)療方面將起到分別采用機(jī)械和電子技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的作用。

2.2生物芯片

生物芯片(Biochip)將微電子技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以生物科學(xué)基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞功能，在固體芯片表面構(gòu)建微分析單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞及其他生物組分的正確、快速的檢測(cè)。目前已有DNA基因檢測(cè)芯片問(wèn)世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余種DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維，不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基本片段。采用施加電場(chǎng)等措施可使一些特殊物質(zhì)反映出某些基因的特性從而達(dá)到檢測(cè)基因的目的。以DNA芯片為代表的生物工程芯片將微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合，采用微電子加工技術(shù)，在指甲大小的硅片上制作包含多達(dá)20萬(wàn)種DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化，對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。生物工程芯片是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)并且具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.3納米電子技術(shù)

在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代電子器件，如：高電子遷移晶體管(HEMT)，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)，低閾值電流量子激光器等。在半導(dǎo)體超薄層中，主要的量子效應(yīng)有尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和干涉效應(yīng)。這三種效應(yīng)，已在研制新器件時(shí)得到不同程度的應(yīng)用。(1)在FET中，采用異質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用電子的量子限定效應(yīng)，可使施主雜質(zhì)與電子空間分離，從而消除了雜質(zhì)散射，獲得高電子遷移率，這種晶體管，在低場(chǎng)下有高跨度，工作頻率，進(jìn)入毫米波，有極好的噪聲特性。(2)利用諧振隧道效應(yīng)制成諧振隧道二極管和晶體管。用于邏輯集成電路，不僅可以減小所需晶體管數(shù)目，還有利于實(shí)現(xiàn)低功耗和高速化。(3)制成新型光探測(cè)器。在量子阱內(nèi)，電子可形成多個(gè)能級(jí)，利用能級(jí)間躍遷，可制成紅外線探測(cè)器。利用量子線、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)作激光器的有源區(qū)，比量子阱激光器更加優(yōu)越。在量子遂道中，當(dāng)電子通過(guò)隧道結(jié)時(shí)，隧道勢(shì)壘兩側(cè)的電位差發(fā)生變化，如果勢(shì)壘的靜電能量的變化比熱能還大，那么就能對(duì)下一個(gè)電子隧道結(jié)起阻礙作用?；谶@一原理，可制作放大器件，振蕩器件或存儲(chǔ)器件。量子微結(jié)構(gòu)大體分為微細(xì)加工和晶體生長(zhǎng)兩大類(lèi)。

3.微電子技術(shù)的主要研究方向

目前微電子技術(shù)正朝著三個(gè)方向發(fā)展。第一，繼續(xù)增大晶圓尺寸并縮小特征尺寸。第二，集成電路向系統(tǒng)芯片(systemonchip,SOC)方向發(fā)展。第三，微電子技術(shù)與其他領(lǐng)域相結(jié)合將產(chǎn)生新產(chǎn)業(yè)和新學(xué)科，如微機(jī)電系統(tǒng)和生物芯片。隨著微電子學(xué)與其他學(xué)科的交叉日趨深入，相關(guān)的新現(xiàn)象，新材料，新器件的探索日益增加，光子集成如光電子集成技術(shù)也不斷發(fā)展，這些研究的不斷深入，彼此間的交叉融合，將是未來(lái)的研究方向。

作者：金撼塵工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)

微電子論文:煤化工微電子論文

1微電子技術(shù)簡(jiǎn)介

微電子技術(shù)，它是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù)，特點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快，微電子技術(shù)對(duì)信息化時(shí)代具有巨大影響。其之所以稱(chēng)為核心虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要是因?yàn)檎麄€(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒(méi)有傳統(tǒng)專(zhuān)網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是架構(gòu)在公用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商所提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，如internet，ATM（異步傳輸模式），F(xiàn)rameRelay（幀中繼）等之上的邏輯網(wǎng)絡(luò)，用戶數(shù)據(jù)在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網(wǎng)絡(luò)或公共網(wǎng)絡(luò)的封裝、加密和身份驗(yàn)證鏈接的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。核心技術(shù)主要采用了隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)。在虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之前，要嚴(yán)格劃分煤炭礦區(qū)資源線路數(shù)據(jù)，并實(shí)施圖層管理，再通過(guò)矢柵劃分的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，這是因?yàn)榇鎯?chǔ)空間數(shù)據(jù)的格式在系統(tǒng)端口緩存中有著至關(guān)重要的作用。計(jì)算機(jī)核心技術(shù)中的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)屬于遠(yuǎn)程訪問(wèn)技術(shù)。在虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，用戶端設(shè)計(jì)通常由11個(gè)功能模塊組成，這11個(gè)功能模塊中都可以2次劃分為多個(gè)子功能，而且各個(gè)系統(tǒng)功能、子功能之間又進(jìn)行再擴(kuò)充，依據(jù)用戶的不同需求實(shí)施調(diào)整維護(hù)。并根據(jù)其不同功能進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。服務(wù)器端擁有通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭運(yùn)輸計(jì)劃信息化的作用，可以為虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)模型提供很多實(shí)用服務(wù)。服務(wù)器的ArcMS與空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接要通過(guò)ArcSDE，它可提供大量專(zhuān)業(yè)GIS服務(wù)。在核心網(wǎng)絡(luò)模型組成部分中服務(wù)器端緩存模塊是相當(dāng)重要的，服務(wù)器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作，緩存管理組件是根據(jù)索引分析所得出的結(jié)果，在緩存中處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)然后向客戶端發(fā)送，或者利用數(shù)據(jù)庫(kù)中已存數(shù)據(jù)，而索引管理組件先索引分析客戶端請(qǐng)求，制作出瓦片空間待處理數(shù)據(jù)列表。

2微電子技術(shù)在煤礦化工產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用準(zhǔn)備

2.1規(guī)范制度，端正思想

人們知道，一個(gè)良好的組織機(jī)構(gòu)，除具備較好的運(yùn)行機(jī)制和管理制度之外，還應(yīng)該具有健全的崗位制度而且能夠?qū)⒅瀼貓?zhí)行。因此，微電子技術(shù)在煤礦機(jī)械的應(yīng)用過(guò)程中，很需要一個(gè)合適的技術(shù)管理結(jié)構(gòu)，以便于明確各個(gè)技術(shù)人員的職權(quán)問(wèn)題，保證個(gè)人任務(wù)到位，避免權(quán)力交叉和責(zé)任推諉的現(xiàn)象發(fā)生，這些問(wèn)題都可以通過(guò)建立健全的崗位責(zé)任制度得以解決。此外，工作人員不但要對(duì)微電子技術(shù)知識(shí)有一定的了解，盡可能全面地掌握綜合煤礦機(jī)械管理的內(nèi)容與方法，還要對(duì)煤礦生產(chǎn)安全制度和相關(guān)法規(guī)有著全面的認(rèn)識(shí)，思想上時(shí)刻保持著“安全第一”的意識(shí)，保證將微電子技術(shù)安全意識(shí)滲透到工作的每一個(gè)層面，最終提升機(jī)械作業(yè)人員的工作責(zé)任心與使命感。

2.2加強(qiáng)微電子技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)備管理

加強(qiáng)設(shè)備巡視管理是建筑工程監(jiān)控的重點(diǎn)，預(yù)防設(shè)備異常的發(fā)生是機(jī)械運(yùn)行管理的主要內(nèi)容。為了保障煤礦機(jī)械施工的安全性與使用性，應(yīng)該建立完善的設(shè)備定檢制度，機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢測(cè)，對(duì)于一些使用頻率高的機(jī)械設(shè)備，更是要依據(jù)規(guī)定檢測(cè)并建立相應(yīng)的維護(hù)記錄以隨時(shí)了解其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證其正常的運(yùn)行和及時(shí)的維護(hù)。

2.3提高微電子技術(shù)機(jī)械監(jiān)控的技術(shù)管理

由于煤礦化工產(chǎn)業(yè)存在很大程度上的特殊性，而作為貫徹于機(jī)械監(jiān)控整個(gè)流程的重要要素，技術(shù)管理在其中的作用不容小覷。因此，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的絕緣監(jiān)督工作，利用聲波檢測(cè)、光譜分析等監(jiān)督手段，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并排除故障無(wú)疑勢(shì)在必行。微電子技術(shù)工作一旦脫離了技術(shù)的支持，就難以稱(chēng)作是有效的監(jiān)控工作。當(dāng)煤礦化工產(chǎn)業(yè)發(fā)生異常情況時(shí)，及時(shí)采取跟蹤測(cè)溫，利用圖譜庫(kù)進(jìn)行分析對(duì)比，并提出檢測(cè)修改的建議，以此來(lái)加強(qiáng)設(shè)備的有效運(yùn)行。

3基于微電子技術(shù)的煤礦化工產(chǎn)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1智能監(jiān)控模式的自動(dòng)化控制和管理

由上述內(nèi)容可知，在統(tǒng)一模式下的信息系統(tǒng)中，微電子技術(shù)對(duì)煤礦井下監(jiān)控子系統(tǒng)的控制管理內(nèi)容，可以通過(guò)4個(gè)步驟來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，即自動(dòng)檢查、自動(dòng)尋的、自動(dòng)求解和自動(dòng)執(zhí)行。其具體自動(dòng)控制管理框架，可用圖1所示來(lái)進(jìn)行加以描述。這當(dāng)中的“被控制管理的電網(wǎng)子系統(tǒng)”既能夠是一個(gè)系統(tǒng)層子系統(tǒng)，也可以是電網(wǎng)元件或廠/站層子系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)層子系統(tǒng)而言，其功能就是通過(guò)利用各級(jí)調(diào)度控制中心的管理權(quán)限，對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行盡可能全面的分析，并對(duì)系統(tǒng)的所有目的狀態(tài)實(shí)施檢查和監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能監(jiān)控子系統(tǒng)所有狀態(tài)的智能化監(jiān)控。圖1中的監(jiān)控子系統(tǒng)表明，如果被監(jiān)測(cè)的煤礦井下?tīng)顟B(tài)與目標(biāo)限定數(shù)值不一致，那么智能監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)的任務(wù)處理，對(duì)限定以外的突發(fā)時(shí)間進(jìn)行控制并做狀態(tài)輸出，同時(shí)作用在該子系統(tǒng)所包含的元件上，進(jìn)而對(duì)該子系統(tǒng)的輸出狀態(tài)實(shí)施調(diào)控，最終將它調(diào)回正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.2監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

作為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容，信息的獲得無(wú)疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是監(jiān)測(cè)技術(shù)。一般而言，通過(guò)煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)有的客觀資料，人們可以初步確定遠(yuǎn)程監(jiān)控的初始方案，進(jìn)而在煤礦工程運(yùn)營(yíng)過(guò)程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)值、經(jīng)驗(yàn)方法等內(nèi)容，開(kāi)展反饋分析等工作，修正初步方案與施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，以保證工程按照最優(yōu)的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行。因此，監(jiān)控工作的重要性也就顯而易見(jiàn)了。針對(duì)我國(guó)煤礦工程質(zhì)量中的一些不安全因素，監(jiān)測(cè)技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用能夠很好地解決此類(lèi)問(wèn)題，它不但可以很好地掌握工程的工作運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)流量方案進(jìn)行整改，并指導(dǎo)開(kāi)采質(zhì)量作業(yè)；還可以預(yù)見(jiàn)事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給建筑的安全管理提供信息，將事故突發(fā)率降至最低，保證了煤礦安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外，太陽(yáng)能是一種取之不盡、用之不竭的環(huán)保能源。通過(guò)太陽(yáng)能光伏技術(shù)，可以很好地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，太陽(yáng)能供電部分監(jiān)控結(jié)合了煤礦開(kāi)采的相關(guān)特點(diǎn)，對(duì)煤礦地點(diǎn)的自然環(huán)境等因素進(jìn)行分析，確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，優(yōu)化了供電系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)煤礦領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控起到了一定的作用。

3.3視頻流管理服務(wù)端口設(shè)計(jì)

視頻流管理服務(wù)器是IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的精神內(nèi)容，具體視頻采集預(yù)覽實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖2所示。服務(wù)器端擁有通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭安全生產(chǎn)信息化的作用，可以為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)提供很多實(shí)用服務(wù)。視頻流管理服務(wù)器與空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，可提供大量查詢(xún)服務(wù)，例如屬性查詢(xún)服務(wù)、矢量和柵格地圖服務(wù)等。在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成部分中視頻流管理緩存服務(wù)器模塊是相當(dāng)重要的，服務(wù)器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作，緩存管理組件是根據(jù)索引分析所得出的結(jié)果，在緩存中處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)然后向客戶端發(fā)送，或者利用數(shù)據(jù)庫(kù)中已存數(shù)據(jù)，而索引管理組件先索引分析客戶端請(qǐng)求，制作出瓦片空間待處理數(shù)據(jù)列表。若能發(fā)展好緩存數(shù)據(jù)的利用，數(shù)據(jù)庫(kù)交互即可免去，同時(shí)數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度也會(huì)大大提高?？偟膩?lái)說(shuō)，視頻流管理服務(wù)端為煤礦的安全生產(chǎn)提供了有效的圖像監(jiān)視選擇和視頻存儲(chǔ)的功能，可以徹底實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理、自動(dòng)報(bào)警與生產(chǎn)安全建議。應(yīng)該說(shuō)明的是，視頻流管理服務(wù)端口設(shè)計(jì)的研制尚在初步階段，要想為煤礦系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供一個(gè)良好的信息傳輸平臺(tái)，尚還任重道遠(yuǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將微電子技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦化工產(chǎn)業(yè)中來(lái)，建立視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)服務(wù)端口，對(duì)煤礦監(jiān)控的各個(gè)階段實(shí)施三維可視化的監(jiān)控，在監(jiān)控前了解各種節(jié)點(diǎn)在實(shí)際環(huán)境中的相對(duì)位置和相互關(guān)系，不但可以大幅降低企業(yè)管理難度，還能很好地控制企業(yè)成本，最終求得安全生產(chǎn)管理的最優(yōu)化解。為此，人們務(wù)須不斷探索新型網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)工作中的應(yīng)用策略，做到事前控制，提前排除，預(yù)先處理，未雨而綢繆，防患于未然。全面加強(qiáng)煤礦化工產(chǎn)業(yè)微電子監(jiān)控管理水平，使煤礦的施工作業(yè)更加安全穩(wěn)定地進(jìn)行，確保實(shí)現(xiàn)煤礦微電子監(jiān)控系統(tǒng)零故障目標(biāo)，以便更好地為社會(huì)主義現(xiàn)代化服務(wù)。

作者：張德迪工作單位：淄博職業(yè)學(xué)院

微電子論文:抗輻射加固微電子論文

1引言

預(yù)計(jì)在未來(lái)10到20年，微電子器件抗輻射加固的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)是：抗輻射加固新技術(shù)和新方法研究；新材料和先進(jìn)器件結(jié)構(gòu)輻射效應(yīng)；多器件相互作用模型和模擬研究；理解和研究復(fù)雜3－D結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)封裝的抗輻射加固；開(kāi)發(fā)能夠降低測(cè)試要求的先進(jìn)模擬技術(shù)；開(kāi)發(fā)應(yīng)用加固設(shè)計(jì)的各種技術(shù)。本文分析研究了微電子器件抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝制造技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理研究

微電子器件中的數(shù)字和模擬集成電路的輻射效應(yīng)一般分為總劑量效應(yīng)（TID）、單粒子效應(yīng)（SEE）和劑量率（DoesRate）效應(yīng)?？倓┝啃?yīng)源于由γ光子、質(zhì)子和中子照射所引發(fā)的氧化層電荷陷阱或位移破壞，包括漏電流增加、MOSFET閾值漂移，以及雙極晶體管的增益衰減。SEE是由輻射環(huán)境中的高能粒子（質(zhì)子、中子、α粒子和其他重離子）轟擊微電子電路的敏感區(qū)引發(fā)的。在p－n結(jié)兩端產(chǎn)生電荷的單粒子效應(yīng)，可引發(fā)軟誤差、電路閉鎖或元件燒毀。SEE中的單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）會(huì)導(dǎo)致電路節(jié)點(diǎn)的邏輯狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。劑量率效應(yīng)是由甚高速率的γ或X射線，在極短時(shí)間內(nèi)作用于電路，并在整個(gè)電路內(nèi)產(chǎn)生光電流引發(fā)的，可導(dǎo)致閉鎖、燒毀和軌電壓坍塌等破壞［1］。輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理研究是抗輻射加固技術(shù)的基礎(chǔ)，航空航天應(yīng)用的SiGe，InP，集成光電子等高速高性能新型器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理是研究重點(diǎn)。研究新型器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的重要作用是：1）對(duì)新的微電子技術(shù)和光電子技術(shù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，推動(dòng)其應(yīng)用到航空航天等任務(wù)中；2）研究輻射環(huán)境應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)方法學(xué)；3）研究抗輻射保證問(wèn)題，以增加系統(tǒng)可靠性，減少成本，簡(jiǎn)化供應(yīng)渠道。研究的目的是保證帶寬／速度不斷提升的微電子和光（如光纖數(shù)據(jù)鏈接）電子電路在輻射環(huán)境中可靠地工作。圖1所示為輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的重點(diǎn)研究對(duì)象。研究領(lǐng)域可分為：1）新微電子器件輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理；2）先進(jìn)微電子技術(shù)輻射評(píng)估；3）航空航天抗輻射保障；4）光電子器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理；5）輻射測(cè)試、放射量測(cè)定及相關(guān)問(wèn)題；6）飛行工程和異常數(shù)據(jù)分析；7）提供及時(shí)的前期工程支持；8）航空輻射效應(yīng)評(píng)估；9）輻射數(shù)據(jù)維護(hù)和傳送。

3抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)

3．1抗輻射加固系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

開(kāi)展抗輻射加固設(shè)計(jì)需要一個(gè)完整的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證體系，包括技術(shù)支持開(kāi)發(fā)、建立空間環(huán)境模型及環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)、具備系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念和在軌實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)等。圖2所示為空間抗輻射加固設(shè)計(jì)的驗(yàn)證體系。本文討論的設(shè)計(jì)技術(shù)范圍主要是關(guān)于系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、電路、器件級(jí)的設(shè)計(jì)技術(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)圖2所示設(shè)計(jì)體系進(jìn)行抗輻射加固設(shè)計(jì)：1）采用多級(jí)別冗余的方法減輕輻射破壞，這些級(jí)別分為元件級(jí)、板級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和飛行器級(jí)。2）采用冗余或加倍結(jié)構(gòu)元件（如三模塊冗余）的邏輯電路設(shè)計(jì)方法，即投票電路根據(jù)最少兩位的投票確定輸出邏輯。3）采用電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)以減輕電離輻射破壞的方法。即采用隔離、補(bǔ)償或校正、去耦等電路技術(shù)，以及摻雜阱和隔離槽芯片布局設(shè)計(jì)；4）加入誤差檢測(cè)和校正電路，或者自修復(fù)和自重構(gòu)功能；5）器件間距和去耦。這些加固設(shè)計(jì)器件可以采用專(zhuān)用工藝，也可采用標(biāo)準(zhǔn)工藝制造。

3．2加固模擬／混合信號(hào)IP技術(shù)

最近的發(fā)展趨勢(shì)表明，為了提高衛(wèi)星的智能水平和降低成本，推動(dòng)了模擬和混合信號(hào)IP需求不斷增加［2］?？馆椛浼庸棠MIP的數(shù)量也不斷增加。其混合信號(hào)IP也是相似的，在高、低壓中均有應(yīng)用，只是需在不同的代工廠加工。比利時(shí)IMEC，ICsense等公司在設(shè)計(jì)抗輻射加固方案中提供了大量的模擬IP內(nèi)容。模擬IP包括抗輻射加固的PLL和A／D轉(zhuǎn)換器模塊，正逐步向軟件控制型混合信號(hào)SoCASIC方向發(fā)展。該抗輻射加固庫(kù)基于XFab公司180nm工藝，與臺(tái)積電180nm設(shè)計(jì)加固IP庫(kù)參數(shù)相當(dāng)。TID加固水平可以達(dá)到1kGy，并且對(duì)單粒子閉鎖和漏電流增加都可以進(jìn)行有效加固。

3．3SiGe加固設(shè)計(jì)技術(shù)

SiGeHBT晶體管在空間應(yīng)用并作模擬器件時(shí)，對(duì)總劑量輻射效應(yīng)具有較為充分和固有的魯棒性，具備大部分空間應(yīng)用（如衛(wèi)星）所要求的總劑量和位移效應(yīng)的耐受能力［3］。目前，SiGeBiCMOS設(shè)計(jì)加固的熱點(diǎn)主要集中在數(shù)字邏輯電路上。SEE／SEU會(huì)對(duì)SiGeHBT數(shù)字邏輯電路造成較大破壞。因此，這方面的抗加設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展較快。對(duì)先進(jìn)SiGeBiCMOS工藝的邏輯電路進(jìn)行SEE／SEU加固時(shí)，在器件級(jí)，可采用特殊的C－B－ESiGeHBT器件、反模級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)器件、適當(dāng)?shù)陌鎴D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等來(lái)進(jìn)行SEE／SEU加固。在電路級(jí)，可使用雙交替、柵反饋和三模冗余等方法進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。三模冗余法除了在電路級(jí)上應(yīng)用外，還可作為一種系統(tǒng)級(jí)加固方法使用。各種抗輻射設(shè)計(jì)獲得的加固效果各不相同。例如，移相器使用器件級(jí)和電路級(jí)并用的加固設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)LET值為75MeV?cm2／mg的重粒子試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)位誤差試驗(yàn)后，結(jié)果顯示，該移相器整體抗SEU能力得到有效提高，對(duì)SEU具有明顯的免疫力。

4抗輻射加固工藝技術(shù)

目前，加固專(zhuān)用工藝線仍然是戰(zhàn)略級(jí)加固的強(qiáng)有力工具，將來(lái)會(huì)越來(lái)越多地與加固設(shè)計(jì)結(jié)合使用。因?yàn)榭馆椛浼庸坦に嚰夹g(shù)具有非常高的專(zhuān)業(yè)化屬性和高復(fù)雜性，因此只有少數(shù)幾個(gè)廠家能夠掌握該項(xiàng)技術(shù)。例如，單粒子加固的SOI工藝和SOS工藝，總劑量加固的小幾何尺寸CMOS工藝，IBM的45nmSOI工藝，Honeywe1l的50nm工藝，以及BAE外延CMOS工藝等。主要的抗輻射加固產(chǎn)品供應(yīng)商之一Atmel于2006年左右達(dá)到0．18μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)，上一期的工藝節(jié)點(diǎn)為3μm。Atmel的RTCMOS，RTPCMOS，RHCMOS抗輻射加固專(zhuān)用工藝不需改變?cè)O(shè)計(jì)和版圖，只用工藝加固即可制造出滿足抗輻射要求的軍用集成電路。0．18μm是Atmel當(dāng)前主要的抗輻射加固工藝，目前正在開(kāi)發(fā)0．15μm技術(shù)，下一步將發(fā)展90nm和65nm工藝。Atmel采用0．18μm專(zhuān)用工藝制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存儲(chǔ)器、加固處理器等，如圖3所示。

5重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)態(tài)勢(shì)

5．1美國(guó)的抗輻射加固技術(shù)

5．1．1加固設(shè)計(jì)重點(diǎn)技術(shù)

美國(guó)商務(wù)部2009年國(guó)防工業(yè)評(píng)估報(bào)告《美國(guó)集成電路設(shè)計(jì)和制造能力》，詳細(xì)地研究了美國(guó)抗輻射加固設(shè)計(jì)和制造能力［4］。擁有抗輻射加固制造能力的美國(guó)廠商同時(shí)擁有抗單粒子效應(yīng)、輻射容錯(cuò)、抗輻射加固和中子加固的設(shè)計(jì)能力。其中，擁有抗單粒子效應(yīng)能力的18家、輻射容錯(cuò)14家、輻射加固10家，中子加固9家。IDM公司是抗輻射加固設(shè)計(jì)的主力軍，2006年就已達(dá)到從10μm到65nm的15個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。15家公司具備10μm～1μm的設(shè)計(jì)能力，22家公司具備1μm～250nm的設(shè)計(jì)能力，24家公司具備250nm～65nm設(shè)計(jì)能力，7家公司的技術(shù)節(jié)點(diǎn)在65nm以下，如圖5所示。純?cè)O(shè)計(jì)公司的抗輻射加固設(shè)計(jì)能力較弱。美國(guó)IDM在設(shè)計(jì)抗輻射產(chǎn)品時(shí)所用的材料包括體硅、SOI，SiGe等Si標(biāo)準(zhǔn)材料，和藍(lán)寶石上硅、SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物、非結(jié)晶硅等非標(biāo)準(zhǔn)材料兩大類(lèi)。標(biāo)準(zhǔn)材料中使用體硅的有23家，使用SOI的有13家，使用SiGe的有10家。使用非標(biāo)準(zhǔn)材料的公司數(shù)量在明顯下降。非標(biāo)材料中，GaN是熱點(diǎn)，有7家公司（4個(gè)小規(guī)模公司和3個(gè)中等規(guī)模公司）在開(kāi)發(fā)。SiC則最弱，只有兩家中小公司在研發(fā)。沒(méi)有大制造公司從事非標(biāo)材料的開(kāi)發(fā)。

5．1．2重點(diǎn)工藝和制造能力

美國(guó)有51家公司從事輻射容錯(cuò)、輻射加固、中子加固、單粒子瞬態(tài)加固IC產(chǎn)品研制。其中抗單粒子效應(yīng)16家，輻射容錯(cuò)15家，抗輻射加固12家，中子加固8家。制造公司加固IC工藝節(jié)點(diǎn)從10μm到32nm。使用的材料有標(biāo)準(zhǔn)Si材料和非標(biāo)準(zhǔn)兩大類(lèi)。前一類(lèi)有體硅、SOI和SiGe，非標(biāo)準(zhǔn)材料則包括藍(lán)寶石上硅，SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物和非晶硅（amorphous）。晶圓的尺寸有50，100，150，200，300mm這幾類(lèi)?？馆椛浼庸坍a(chǎn)品制造可分為專(zhuān)用集成電路（ASIC）、柵陣列、存儲(chǔ)器和其他產(chǎn)品。ASIC制造能力最為強(qiáng)大，定制ASIC的廠商達(dá)到21家，標(biāo)準(zhǔn)ASIC達(dá)到13家，結(jié)構(gòu)化ASIC有12家。柵陣列有：現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（FPGA）、掩膜現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（MPGA）、一次性現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（EPGA），共19家。RF／模擬／混合信號(hào)IC制造商達(dá)到18家，制造處理器／協(xié)處理器有11家。5．1．3RF和混合信號(hào)SiGeBiCMOS據(jù)美國(guó)航空航天局（NASA），SiGe技術(shù)發(fā)展的下一目標(biāo)是深空極端環(huán)境應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品，例如月球表面應(yīng)用。這主要包括抗多種輻射和輻射免疫能力。例如，器件在＋120℃～－180℃溫度范圍內(nèi)正常工作的能力。具有更多的SiGe模擬／混合信號(hào)產(chǎn)品，微波／毫米波混合信號(hào)集成電路。系統(tǒng)能夠取消各種屏蔽和專(zhuān)用電纜，以減小重量和體積。德國(guó)IHP公司為空間應(yīng)用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工藝SGB25RH［5］，其工作頻率達(dá)到20GHz。包括專(zhuān)用抗輻射加固庫(kù)輻射試驗(yàn)、ASIC開(kāi)發(fā)和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工藝可達(dá)到250GHz／300GHz的ft／fmax。采用該技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)SiGeBiCMOS抗輻射加固庫(kù)。

5．2混合信號(hào)的抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)

如果半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)不發(fā)生變化，則當(dāng)IC特征尺寸向90nm及更小尺寸發(fā)展時(shí)，混合信號(hào)加固設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性就會(huì)增加［6］。設(shè)計(jì)加固可以使用商用工藝，與特征尺寸落后于商用工藝的專(zhuān)用工藝相比，能夠在更小的芯片面積上提高IC速度和優(yōu)化IC性能。此外，設(shè)計(jì)加固能夠幫助設(shè)計(jì)者擴(kuò)大減小單粒子效應(yīng)的可選技術(shù)范圍。在20～30年長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，加固設(shè)計(jì)方法學(xué)的未來(lái)并不十分清晰。最終數(shù)字元件將縮小到分子或原子的尺度。單個(gè)的質(zhì)子、中子或粒子碰撞導(dǎo)致的后果可能不是退化，而是整個(gè)晶體管或子電路毀壞。除了引入新的屏蔽和／或封裝技術(shù)，一些復(fù)雜數(shù)字電路還需要具備一些動(dòng)態(tài)的自修復(fù)和自重構(gòu)功能。此外，提高產(chǎn)量和防止工作失效的力量或許會(huì)推動(dòng)商用制造商在解決這些問(wèn)題方面起到引領(lǐng)的作用。當(dāng)前，沒(méi)有跡象表明模擬和RF電路會(huì)最終使用與數(shù)字電路相同的元件和工藝。因此，加固混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)者需要在模擬和數(shù)字兩個(gè)完全不同的方向開(kāi)展工作，即需要同時(shí)使用兩種基本不同的IC技術(shù)，并應(yīng)用兩種基本不同的加固設(shè)計(jì)方法。

6結(jié)束語(yǔ)

微電子器件抗輻射加固是軍用微電子技術(shù)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)之一。對(duì)微電子、光電子器件輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的研究是抗輻射加固技術(shù)的基礎(chǔ)。CMOS，SOI，SiGe，InP，集成光電子等高速高性能新型器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的研究是基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)。為了保證戰(zhàn)略級(jí)加固能力，美國(guó)等國(guó)家保留了相當(dāng)數(shù)量的專(zhuān)用抗輻射加固設(shè)計(jì)、工藝和制造能力。同時(shí)，也在開(kāi)發(fā)采用標(biāo)準(zhǔn)商用工藝線的加固設(shè)計(jì)技術(shù)（RHBD），這是快速發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)之一。建立一個(gè)完善的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證體系是抗輻射加固設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施和體制保障。在技術(shù)趨勢(shì)方面，亞微米CMOS，SOI，SiGe微電子器件、電路、系統(tǒng)的抗固設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)是信號(hào)處理集成電路的重點(diǎn)發(fā)展方向。藍(lán)寶石上硅，SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物和非晶硅等非標(biāo)準(zhǔn)材料也是某些特定應(yīng)用的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)。

作者：王健安謝家志賴(lài)凡工作單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所

微電子論文:高職微電子人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

1發(fā)揮省實(shí)訓(xùn)基地作用,提升學(xué)生核心能力

“集成電路版圖設(shè)計(jì)”、“微電子工藝及管理”、“半導(dǎo)體設(shè)備維護(hù)”為微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的核心工作崗位.在省實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)中，建立了IC版圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、微電子材料及器件工藝實(shí)驗(yàn)室和IC封裝測(cè)試實(shí)驗(yàn)室.依托省實(shí)訓(xùn)基地，瞄準(zhǔn)本專(zhuān)業(yè)的核心工作崗位需求，進(jìn)行本專(zhuān)業(yè)的新技術(shù)、新工藝、新材料等實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生在校期間掌握本行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力.在微電子工藝的教學(xué)中，改變?cè)瓉?lái)學(xué)生只能通過(guò)教師解說(shuō)、觀看錄像等了解相關(guān)工藝過(guò)程，沒(méi)有機(jī)會(huì)親自動(dòng)手的狀況，采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式；在IC版圖設(shè)計(jì)、IC封裝測(cè)試的教學(xué)中，進(jìn)行大力教學(xué)改革，以項(xiàng)目或任務(wù)驅(qū)動(dòng)，面向工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)融知識(shí)、技能與職業(yè)素質(zhì)于一體的人才培養(yǎng)[4].

2校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地相融合，推進(jìn)教學(xué)改革

微電子涉及的實(shí)訓(xùn)設(shè)備昂貴，學(xué)校由于本身經(jīng)費(fèi)的限制，只能建立非常有限的微電子實(shí)驗(yàn)環(huán)境，其它的要依靠校企合作方式來(lái)解決.為發(fā)揮企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，與蘇州中科集成電路設(shè)計(jì)中心進(jìn)行緊密合作.蘇州中科集成電路設(shè)計(jì)中心是中國(guó)科學(xué)院和蘇州市政府聯(lián)合創(chuàng)辦的大型院地合作項(xiàng)目，是蘇州市集成電路公共實(shí)訓(xùn)基地.雙方合作的主要內(nèi)容有：中科積極參與學(xué)校微電子專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的建設(shè)，在教材及教學(xué)內(nèi)容上互相學(xué)習(xí)，相互滲透，該專(zhuān)業(yè)基于項(xiàng)目教學(xué)法的“IC版圖設(shè)計(jì)”課程就是雙方合作開(kāi)發(fā)的結(jié)果，中科每年都免費(fèi)接受該專(zhuān)業(yè)學(xué)生到中科進(jìn)行為期2-3天的參觀、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)體驗(yàn)等活動(dòng)，每年都派工程師到學(xué)校給學(xué)生進(jìn)行行業(yè)發(fā)展及職業(yè)規(guī)劃的輔導(dǎo)，該專(zhuān)業(yè)每年推薦優(yōu)秀的學(xué)生，由學(xué)生自愿參加中科組織的有關(guān)“集成電路版圖設(shè)計(jì)”和“集成電路測(cè)試”方面的高技能培訓(xùn)，并由學(xué)校與中科共同擇優(yōu)推薦學(xué)生就業(yè).校企深度合作，校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地相融合的培養(yǎng)方式，使學(xué)生參與到企業(yè)的實(shí)際工作中，按企業(yè)員工的要求進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，提高學(xué)生的責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)意識(shí)和實(shí)際技能，也降低了學(xué)生的就業(yè)成本.

3工學(xué)結(jié)合，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

國(guó)家在“十二五”高等職業(yè)教育發(fā)展規(guī)劃中明確提出：繼續(xù)推行任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、訂單培養(yǎng)、工學(xué)交替等教學(xué)做一體的教學(xué)模式改革.頂崗實(shí)習(xí)是讓學(xué)生對(duì)社會(huì)和專(zhuān)業(yè)加深了解的有效方法和途徑.在學(xué)校的大力支持下，先后與蘇州中科集成電路設(shè)計(jì)中心、信音電子(蘇州)有限公司、秉亮科技(蘇州)有限公司、旺宏微電子(蘇州)有限公司等公司建立了緊密的合作關(guān)系，成為本專(zhuān)業(yè)的校外實(shí)訓(xùn)基地.2009級(jí)微電子專(zhuān)業(yè)三個(gè)班的同學(xué)2011暑期在信音電子(蘇州)有限公司進(jìn)行了為期三個(gè)月的頂崗實(shí)習(xí)，這也是學(xué)校第一次一個(gè)年級(jí)的全專(zhuān)業(yè)學(xué)生到企業(yè)去.這是一次難得的了解企業(yè)的機(jī)會(huì)，鍛煉了學(xué)生各方面的能力，特別是毅力和個(gè)人意志品質(zhì)及團(tuán)隊(duì)合作精神.學(xué)生到企業(yè)頂崗實(shí)訓(xùn)，雖然很辛苦，但加深了對(duì)社會(huì)和企業(yè)的了解，掙了自己所需的學(xué)費(fèi)，學(xué)生感到特別自豪，也體會(huì)到父母掙錢(qián)給自己讀書(shū)的艱辛，深刻體會(huì)到以后努力學(xué)習(xí)、提高自己謀生手段的重要性.本專(zhuān)業(yè)探索出既增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，又降低企業(yè)的用人成本的人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生、家庭等多方共贏.

4構(gòu)建雙師結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

實(shí)施“請(qǐng)進(jìn)來(lái)，走出去”的培養(yǎng)方式，向校外實(shí)訓(xùn)基地蘇州中科集成電路設(shè)計(jì)中心、蘇州瑋琪生物科技有限公司、無(wú)錫華潤(rùn)矽科微電子有限公司等先后派出5名教師以項(xiàng)目合作的方式到企業(yè)短期工作，深入企業(yè)一線親身了解最新技術(shù)、體驗(yàn)工程環(huán)境，促進(jìn)雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè).另外，也把企業(yè)項(xiàng)目帶進(jìn)來(lái)，目前本專(zhuān)業(yè)教研室的教師們承擔(dān)了來(lái)自校外實(shí)訓(xùn)基地的3項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目.與此同時(shí)，實(shí)訓(xùn)基地先進(jìn)的儀器設(shè)備，也為教師開(kāi)展科研創(chuàng)造了條件，提升了教師的科研水平，為指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)[5].

5結(jié)語(yǔ)

近兩年多來(lái)微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)就業(yè)率和簽約率較高，連續(xù)3年簽約率高達(dá)85%以上，也高于學(xué)校的平均水平，2012屆的簽約率更高達(dá)96%.近3年的畢業(yè)生約有1/4—1/3進(jìn)入集成電路設(shè)計(jì)公司從事IC版圖設(shè)計(jì)的工作，成為研發(fā)輔助人員，這在高職院校各專(zhuān)業(yè)中是不多見(jiàn)的.其中不少學(xué)生被本行業(yè)的著名公司，如旺宏微電子、秉亮科技、奇景光電(蘇州)有限公司等公司競(jìng)相錄用，不少學(xué)生已成為公司的技術(shù)骨干.在蘇州地區(qū)的主要集成電路設(shè)計(jì)公司，其后端版圖設(shè)計(jì)人員，基本上有一半以上的員工是本校微電子專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的學(xué)生.在微電子工藝領(lǐng)域，本專(zhuān)業(yè)也有不少學(xué)生進(jìn)入像蘇州納米所等單位從事微電子工藝工作.通過(guò)推行校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地相融合，教學(xué)和課程相滲透的人才培養(yǎng)模式，提高了學(xué)校微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的人才培養(yǎng)質(zhì)量，成為本地區(qū)特色鮮明并有一定影響的專(zhuān)業(yè).

本文作者:吳塵陳偉元工作單位:蘇州市職業(yè)大學(xué)

微電子科技發(fā)展關(guān)鍵走向

微電子技術(shù)對(duì)現(xiàn)代人類(lèi)生活的影響極大，自從1947年第一個(gè)晶體管問(wèn)世以來(lái)，微電子技術(shù)發(fā)展速猛。Intel公司的創(chuàng)始人之一Moore在上個(gè)世紀(jì)1965年研究指出，晶成電路上集成的晶體管數(shù)量每18個(gè)月將增加一倍，性能將提高一倍，而價(jià)格卻不相應(yīng)的增加，這就是所謂的摩爾定律（Moore,sLaw）。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，至少到2016年，集成電路（IC）線寬依然按“摩爾定律”縮小下去，2016年可以達(dá)到25nm的技術(shù)水平。根據(jù)發(fā)表的大量資料可知，在2016年以后的十幾年，芯片的特征尺寸將繼續(xù)縮小。微電子技術(shù)新的發(fā)展及應(yīng)用方向是系統(tǒng)芯片（SOC），它的發(fā)展時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)，所謂的系統(tǒng)芯片是隨著微電子工藝向納米級(jí)遷移和設(shè)計(jì)復(fù)雜度增加，一種新的產(chǎn)品把系統(tǒng)做在了芯片上，該芯片被稱(chēng)為系統(tǒng)芯片（簡(jiǎn)稱(chēng)SOC）。系統(tǒng)芯片將逐漸取代微處理器，SOC必將成為今后微電子技術(shù)發(fā)展新寵之一。另外，微電子技術(shù)還會(huì)與其它技術(shù)相融合，誕生一系列新的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，例如MEMS技術(shù)和生物芯片等。

一、微電子的集成技術(shù)

微電子器件的特征尺寸縮小將持繼下去。目前，建立在以Si基材料為基礎(chǔ)、CMOS器件為主流的半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，其主流產(chǎn)品的特征尺寸已縮小到0.18~0.1?m。硅基技術(shù)的高度成熟，硅基CMOS芯片應(yīng)用的日益擴(kuò)大，硅平面的加工工藝技術(shù)作為高新技術(shù)基礎(chǔ)的高新加工技術(shù)也將持繼下去。據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2012年，微電子芯片加工技術(shù)將達(dá)到400mm（16in）硅片、50nm特征尺寸，到2016年，器件的最小特征尺寸應(yīng)在13nm。然而，硅基CMOS的發(fā)展和任何事物一樣，都有其產(chǎn)生、發(fā)展、成熟、衰亡的過(guò)程，不可能按摩爾定律揭示的規(guī)律長(zhǎng)期的發(fā)展下去。隨著特征尺寸的縮小，將達(dá)到器件結(jié)構(gòu)的諸多物理限制。當(dāng)代各種集成電路發(fā)展?fàn)顩r，越來(lái)越接近物理限制。

采用新材料的非經(jīng)典CMOS必將發(fā)展起來(lái)，高K材料和新型的柵電極；采用非經(jīng)典的FET器件結(jié)構(gòu)；采用新工藝技術(shù)等。在非經(jīng)典CMOS迫切需要解決的問(wèn)題中，功耗是一個(gè)最嚴(yán)峻的問(wèn)題，能否圓滿解決這一問(wèn)題，將是制約發(fā)展非經(jīng)典CMOS發(fā)展的一個(gè)重要因素。

二、正在成長(zhǎng)的系統(tǒng)芯片—SOC

由芯片發(fā)展到系統(tǒng)芯片（SOC），是改善芯片集成技術(shù)的新舉措。微電子器件的特征尺寸難于按摩爾定律無(wú)限的縮小下去，在芯片上增加集成器件是集成技術(shù)發(fā)展的另一方向。與當(dāng)年從分立晶體管到集成芯片（IC）一樣，系統(tǒng)芯片（SOC）將是微電子技術(shù)領(lǐng)域中又一場(chǎng)新的革命。

上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，集成芯片系統(tǒng)（SOC）訊速發(fā)展起來(lái)，它基于硅基CMOS工藝，但又不局限于CMOS和硅平面加工工藝。它是以硅基CMOS為基礎(chǔ)技術(shù)，將整個(gè)電子系統(tǒng)和子系統(tǒng)整個(gè)集成在一個(gè)芯片上或幾個(gè)芯片上，它是集軟件和硬件于一身的產(chǎn)物，SOC的設(shè)計(jì)是通過(guò)嵌入模擬電路、數(shù)字電路等IP的結(jié)合體，可以具有更大的靈活性。一個(gè)典型的SOC可能包含應(yīng)用處理器模塊、數(shù)字信號(hào)處理器模塊、存儲(chǔ)器單元模塊、控制器模塊、外設(shè)接口模塊等等多種模塊。微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破，同時(shí)也是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。集成系統(tǒng)的發(fā)展是以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的，隨著社會(huì)信息化的進(jìn)程，它將越來(lái)越重要。21世紀(jì)僅僅是SOC發(fā)展的開(kāi)始，它將進(jìn)入空間、進(jìn)入人體、進(jìn)入家庭，它將進(jìn)入需要所有需要掌握信息處理的信息空間和時(shí)間。有的科學(xué)家就把集成芯片系統(tǒng)—SOC稱(chēng)為USOC（UserSOC）。

三、MEMS技術(shù)是微電子技術(shù)新的增長(zhǎng)點(diǎn)

微機(jī)電系統(tǒng)制造（Micro?Electro?Mechanical?systems—MEMS）是微電子發(fā)展的另一方向，它的目標(biāo)是把信息獲取、處理和執(zhí)行一體化地集成在一起，使其成為真正的系統(tǒng)，也可以說(shuō)是更廣泛的SOC概念。MEMS不僅為傳統(tǒng)的機(jī)械尺寸領(lǐng)域打開(kāi)了新的大門(mén)，也真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。因此，它被認(rèn)為是微電子技術(shù)的又一次革命，對(duì)21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)方式、人類(lèi)生活都有深遠(yuǎn)影響。

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)是建立在微米/納米技術(shù)（micro/nanotechnology）基礎(chǔ)上的21世紀(jì)前沿技術(shù)，是指對(duì)微米/納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測(cè)量和控制的技術(shù)。它可將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)集成為一個(gè)整體單元的微型系統(tǒng)。這種微機(jī)電系統(tǒng)不僅能夠采集、處理與發(fā)送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令進(jìn)行操作。它用微電子技術(shù)和微加工技術(shù)(包括硅體微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片鍵合等技術(shù))相結(jié)合的制造工藝，制造出各種性能優(yōu)異、價(jià)格低廉、微型化的傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器和微系統(tǒng)。?微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型多學(xué)科交叉的技術(shù)，該技術(shù)將對(duì)未來(lái)人類(lèi)生活產(chǎn)生極大性影響。它涉及機(jī)械、電子、化學(xué)、物理、光學(xué)、生物、材料等多學(xué)科。?微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的研究已取得很多成果。在微傳感器方面，利用物質(zhì)的各種特性研制出了各種微型傳感器；在微執(zhí)生器方面有微型馬達(dá)、微閥、微泵及各種專(zhuān)用微型機(jī)械已組成微化學(xué)系統(tǒng)和DNA反應(yīng)室。此外，還有其它很多方面的應(yīng)用。

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的制造，是從專(zhuān)用集成電路（ASIC）技術(shù)發(fā)展過(guò)來(lái)的，如同ASIC技術(shù)那樣，可以用微電子工藝技術(shù)的方法批量制造。但比ASIC制造更加復(fù)雜，這是由于?微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的制造采用了諸如生物或者化學(xué)活化劑之類(lèi)的特殊材料，是一種高水平的微米/納米技術(shù)。微米制造技術(shù)包括對(duì)微米材料的加工和制造。納米制造技術(shù)和工藝，除了包括微米制造的一些技術(shù)（如離子束光刻等）與工藝外，還包括利用材料的本質(zhì)特性而對(duì)材料進(jìn)行分子和原子量級(jí)的加工與排列技術(shù)和工藝等。

隨著信息時(shí)展需要，后硅時(shí)代的將來(lái)還無(wú)法預(yù)料，但微電子方面的科學(xué)工作者普遍期望基于分子結(jié)構(gòu)新方案和工作原理的發(fā)展，在基礎(chǔ)研究方面，已有分子電子的設(shè)想，但還不能估計(jì)其技術(shù)可轉(zhuǎn)換性。有機(jī)微電子技術(shù)、超導(dǎo)微電子技術(shù)、納米電子技術(shù)等，都將是微電子領(lǐng)域新的亮點(diǎn)。

微電子論文:硅微電子學(xué)研討論文

摘要本文展望了21世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)為：21世紀(jì)初的微電子技術(shù)仍將以硅基CMOS電路為主流工藝，但將突破目前所謂的物理“限制”，繼續(xù)快速發(fā)展；集成電路將逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)；微電子技術(shù)將與其它技術(shù)結(jié)合形成一系列新的增長(zhǎng)點(diǎn)，例如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、DNA芯片等。具體地講，SOC設(shè)計(jì)技術(shù)、超微細(xì)光刻技術(shù)、虛擬工廠技術(shù)、銅互連及低K互連絕緣介質(zhì)、高K柵絕緣介質(zhì)和柵工程技術(shù)、SOI技術(shù)等將在近幾年內(nèi)得到快速發(fā)展。21世紀(jì)將是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的黃金時(shí)代。

關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)DNA芯片

1引言

綜觀人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學(xué)技術(shù)作為革命的力量，推動(dòng)著人類(lèi)社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類(lèi)社會(huì)的重要資源，但對(duì)它的利用卻僅僅是開(kāi)始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對(duì)信息的利用，更好地滿足了人們對(duì)信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類(lèi)的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)。可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有微電子技術(shù)的進(jìn)步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。

50多年來(lái)微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過(guò)程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、CPU、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí)，每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開(kāi)拓出一個(gè)新的領(lǐng)域，帶來(lái)了新的巨大市場(chǎng)，對(duì)我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開(kāi)始，與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所以有人認(rèn)為，1968年以后人類(lèi)進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代（siliconage）〖1〗。因此可以說(shuō)社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒(méi)有創(chuàng)新，社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來(lái)“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過(guò)這種破壞后，又將開(kāi)始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。

在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴(lài)于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期，21世紀(jì)上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點(diǎn)；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，如MEMS，DNAChip等。

221世紀(jì)上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長(zhǎng)度縮小可以提高集成電路的速度；同時(shí)縮小溝道長(zhǎng)度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒(méi)有提高，整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發(fā)明以來(lái)，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預(yù)言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預(yù)測(cè)這種發(fā)展趨勢(shì)將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來(lái)發(fā)展的狀況證實(shí)了Moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無(wú)法與之比擬的。

現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功，研究工作已進(jìn)入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預(yù)計(jì)到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。

21世紀(jì)，起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外，全世界數(shù)以萬(wàn)億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力；同時(shí)，長(zhǎng)期的科研投入已使人們對(duì)硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會(huì)輕易放棄。

目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束，這實(shí)際上是一種誤解。且不說(shuō)微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長(zhǎng)。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測(cè)，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽(yáng)工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車(chē)、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢(shì)，就像汽車(chē)、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?

隨著器件的特征尺寸越來(lái)越小，不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問(wèn)題，究其原因，主要是：對(duì)其中的物理規(guī)律等科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級(jí)的微電子器件，但對(duì)空間尺度為納米量級(jí)、空間尺度為飛秒量級(jí)的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無(wú)法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無(wú)法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進(jìn)光刻、13nmEUV光刻、超細(xì)線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。

3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來(lái)嶄新的領(lǐng)域

在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱(chēng)之為“scalingdown”，與此同時(shí)我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面：

(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫(kù)侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)能量的改變和庫(kù)侖作用，一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢(shì)阱，則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高；由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低；由于相對(duì)小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問(wèn)題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對(duì)環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時(shí)要求電容極?。é罠），要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來(lái)了很大困難。

因此，目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。

量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成，至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無(wú)線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢(shì)是開(kāi)關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對(duì)值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來(lái)快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng)，可支持高密度電流，而熱導(dǎo)性能類(lèi)似于金剛石，能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散，性質(zhì)類(lèi)金屬和半導(dǎo)體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個(gè)。這些都使碳納米管（CNT）成為當(dāng)前科研熱點(diǎn)，從1991年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問(wèn)題是如何去生長(zhǎng)有序的符合設(shè)計(jì)性能的CNT器件，更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對(duì)于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會(huì)帶來(lái)突破性的進(jìn)展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開(kāi)實(shí)際應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)日！但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。

4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)

在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手，后來(lái)出現(xiàn)了集成電路單元庫(kù)（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí)，這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì)，極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過(guò)印刷電路板（PCB）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)電路的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無(wú)法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，由于IC設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來(lái)越大，復(fù)雜程度越來(lái)越高，已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108－109個(gè)晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3G時(shí)代逐步發(fā)展到3T時(shí)代（即存儲(chǔ)容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。

正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡(jiǎn)稱(chēng)SOC）概念。

系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計(jì)思想是不同的，它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類(lèi)似，它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來(lái)的集成電路技術(shù)。

SOC是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來(lái)，在單個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級(jí)開(kāi)始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤(pán)考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下，能夠相當(dāng)于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用SOC設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

對(duì)于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。

（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。

（2）IP模塊庫(kù)問(wèn)題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過(guò)工藝驗(yàn)證過(guò)的。其中以硬核使用價(jià)值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過(guò)優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值?，F(xiàn)在,美國(guó)硅谷在80年代出現(xiàn)無(wú)生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無(wú)芯片（Chipless）的公司,專(zhuān)門(mén)銷(xiāo)售IP模塊。

（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。

微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過(guò)以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。

在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場(chǎng)變革，例如維特比算法、小波變換等均對(duì)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。

5微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)

微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，這方面的典型例子便是MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來(lái)，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào)，把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過(guò)電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。

MEMS的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而MEMS在航空、航天、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車(chē)自動(dòng)駕駛、汽車(chē)防撞氣囊、汽車(chē)防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時(shí)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等。現(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。

MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長(zhǎng)速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期，再過(guò)若干年將會(huì)迎來(lái)MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年，全世界MEMS的市場(chǎng)達(dá)到120到140億美元，而帶來(lái)的與之相關(guān)的市場(chǎng)達(dá)到1000億美元。

目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來(lái)是很簡(jiǎn)單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資，促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度，對(duì)CPU和RAM的需求越來(lái)越大,反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng)，形成了今天的雙贏局面，帶來(lái)了一場(chǎng)信息革命?，F(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專(zhuān)用性很強(qiáng)，單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒(méi)有出現(xiàn)類(lèi)似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對(duì)人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破，從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問(wèn)題主要有：MEMS建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究；MEMS的表征與計(jì)量方法學(xué)；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。

微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn)，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬(wàn)種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無(wú)疑對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過(guò)生物反應(yīng)或施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測(cè)基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過(guò)在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類(lèi)生活的各個(gè)方面，那時(shí)，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無(wú)處不在。

目前的生物芯片主要是指通過(guò)平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測(cè)。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法學(xué)等等。

6結(jié)語(yǔ)

在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。

回顧20世紀(jì)后50年，展望21世紀(jì)前50年，即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對(duì)我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇，也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn)，則有可能使我國(guó)微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀(jì)中葉將要到來(lái)的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！

微電子論文:微電子封裝金絲倒裝鍵合的微織構(gòu)研究論文

【摘要】采用EBSD取向成像技術(shù)研究了各工藝參數(shù)（功率、載荷、超聲作用時(shí)間）對(duì)倒裝鍵合組織及微織構(gòu)的影響，并與對(duì)應(yīng)的剪切性能值進(jìn)行比較。結(jié)果表明，功率的影響最顯著，它可在增大形變量的同時(shí)提高鍵合強(qiáng)度；負(fù)荷加大形變量，但提高界面結(jié)合強(qiáng)度的效果不顯著；超聲持續(xù)的時(shí)間不明顯提高形變量，但能在一定程度上提高界面強(qiáng)度。超聲是通過(guò)軟化金屬，加強(qiáng)界面擴(kuò)散的方式提高鍵合強(qiáng)度；超聲的存在使取向變化的速度變慢。

【關(guān)鍵詞】金倒裝鍵合EBSD微織構(gòu)

引言微電子封裝中超聲鍵合工藝參數(shù)對(duì)鍵合強(qiáng)度的影響已有大量研究［1-3］，一般認(rèn)為影響其鍵合強(qiáng)度的主要因素是超聲功率、鍵合壓力和鍵合時(shí)間。由于這些參數(shù)主要通過(guò)改變金絲球與芯片焊盤(pán)間界面上的摩擦行為而起作用，必然會(huì)引起焊點(diǎn)組織及織構(gòu)的變化，這些變化到目前尚不清楚。此外，金絲球鍵合與倒裝鍵合形變方式與形變量都有很大差異，其形變組織與微織構(gòu)就會(huì)不同，它們也會(huì)影響焊點(diǎn)強(qiáng)度、剛度、電阻率和組織穩(wěn)定性?？棙?gòu)的不同會(huì)影響彈性模量及拉拔時(shí)的界面強(qiáng)度、晶體缺陷的多少一方面產(chǎn)生加工硬化，提高強(qiáng)度，另一方面影響電阻；含大量晶體缺陷的組織是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，可加速原子的擴(kuò)散，也會(huì)造成后續(xù)時(shí)效時(shí)軟化速度的不同。倒裝鍵合的受力狀態(tài)和應(yīng)變速率都與常規(guī)的低應(yīng)變速率下的單向均勻壓縮不同，鍵合過(guò)程中會(huì)有一系列的微織構(gòu)變化。本文分析了功率、負(fù)荷、時(shí)間對(duì)形變組織和取向變化的影響；另外通過(guò)剪切力試驗(yàn)，對(duì)比了各參數(shù)對(duì)鍵合強(qiáng)度的影響區(qū)別；討論了金絲球凸點(diǎn)鍵合與倒裝鍵合形變組織及微織構(gòu)的最大差異。

1樣品制備

試驗(yàn)樣品為直徑為1mil（254μm）鍵合金絲，經(jīng)電子火花（EFO）形成金絲球，再經(jīng)過(guò)Eagle60XL金絲球鍵合機(jī)形成金絲球凸點(diǎn)，倒裝焊點(diǎn)是在AD81911TS焊接機(jī)上形成的。各種焊點(diǎn)均采用樹(shù)脂鑲樣，然后經(jīng)過(guò)磨樣、機(jī)械拋光，最后采用離子轟擊的方法達(dá)到EBSD試驗(yàn)樣品要求。利用高分辨場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡ZeissSuppra1530及HKLChannel5EBSD系統(tǒng)進(jìn)行取向成像分析。

2結(jié)果及分析

2.1超聲功率的影響圖1(a)為不同超聲功率下樣品的形變量和性能的關(guān)系曲線?？梢?jiàn)功率由02W增大到07W后，因功率增大而導(dǎo)致的鍵合樣品形變量增加~20%，總形變量達(dá)70%。性能也由無(wú)功率時(shí)的不能鍵合增加到2400gf（注：這是幾個(gè)樣品的總值），并且未出現(xiàn)下降。圖2為各樣品的取向成像，紅色為〈111〉壓縮軸的取向，黃色為〈100〉取向，藍(lán)色為〈110〉取向。前兩種主要是原始取向，后者是壓縮變形的穩(wěn)定取向。組織形貌顯示，原始柱狀晶被完全壓扁?！?10〉區(qū)域明顯增多。圖1(b)為各樣品不同織構(gòu)的定量結(jié)果，可見(jiàn)，因超聲軟化作用提高形變量使〈110〉增加約125%。形變不均勻性還表現(xiàn)在兩側(cè)的形變量明顯小。圖1不同超聲功率下樣品的形變量和性能的關(guān)系曲線(a)及對(duì)取向的影響(b)

圖2不同功率下樣品的取向成像;紅色:〈111〉,黃色〈100〉；藍(lán)色〈110〉

2.2載荷的影響圖3(a)為不同載荷下樣品的形變量及性能變化的曲線。可見(jiàn)，負(fù)荷從800gf增至1600gf時(shí)，形變量只增加7%，增加幅度較小，不如功率的影響大。性能變化不大，有微弱的先增加后減小的趨勢(shì)。由于形變量增加就不大，所以還不能說(shuō)，形變量影響小。與圖1的性能數(shù)據(jù)相比，還未達(dá)到最佳鍵合強(qiáng)度。即使形變量達(dá)到70%，也難以達(dá)到提高超聲作用的效果。圖4給出不同載荷下樣品的取向成像。也明顯看出，載荷變化的范圍小，形變量變化也不大，形變組織比較相似。從定量數(shù)據(jù)看（圖3(b)），〈110〉織構(gòu)含量在下降。這應(yīng)屬于波動(dòng)。組織上的另一特點(diǎn)是，下側(cè)中心部位為原始金凸點(diǎn)的尾部，即自由球下的熱影響細(xì)晶區(qū)。倒裝鍵合時(shí)，該部位所受變形量最大，這也是要鍵合的界面，因此，大量的晶體缺陷會(huì)促進(jìn)擴(kuò)散鍵合。與文獻(xiàn)3數(shù)據(jù)相比，本實(shí)驗(yàn)所用力是很大的。圖3載荷對(duì)形變量、剪切強(qiáng)度(a)及織構(gòu)百分?jǐn)?shù)(b)的影響.

微電子論文:微電子科學(xué)與工程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)，努力培養(yǎng)出高素質(zhì)及創(chuàng)新能力強(qiáng)的微電子專(zhuān)業(yè)人才是我們專(zhuān)業(yè)改革的重要目標(biāo)。兩年來(lái)，我們?cè)谖㈦娮宇I(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容和方法上進(jìn)行一系列探索性改革。

一、鞏固基礎(chǔ)、因材施教

當(dāng)今，芯片時(shí)代的到來(lái)，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)盛。在全面建設(shè)偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)的同時(shí)，微電子產(chǎn)業(yè)需要得到蓬勃發(fā)展。微電子專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域很寬很廣，為了更好的展開(kāi)微電子專(zhuān)業(yè)教育，就需要合理的安排微電子專(zhuān)業(yè)課程鞏固基A，微電子專(zhuān)業(yè)是一門(mén)知識(shí)和技術(shù)高度密集的專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，涵蓋的達(dá)到幾十個(gè)不同領(lǐng)域的理論和技術(shù)，例如電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化工材料科學(xué)、光刻技術(shù)、薄膜技術(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)、真空技術(shù)等，綜上可以看出，微電子領(lǐng)域要求具有寬闊的知識(shí)面和跨學(xué)科綜合運(yùn)用分析知識(shí)的能力。為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，在制定大綱的時(shí)候，基礎(chǔ)課方面，如數(shù)學(xué)，在原來(lái)高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，增加復(fù)變函數(shù)作為基礎(chǔ)課，是為了后續(xù)更好的從事科學(xué)研究；在專(zhuān)業(yè)必修課方面，增加了模擬集成電路設(shè)計(jì)課時(shí)，目的讓學(xué)生學(xué)會(huì)充分分析電路；在選修課方面，增設(shè)了版圖方面內(nèi)容的教學(xué)，可以更好的培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)興趣，在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)方面，增設(shè)集成電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生更深入了解芯片設(shè)計(jì)。伴隨著社會(huì)進(jìn)步的腳步，微電子專(zhuān)業(yè)也需要深入改革，跟上時(shí)展的腳步。

社會(huì)需求的變化，會(huì)提供給大學(xué)生的崗位有器件工程師、集成電路工程師、版圖工程師，太陽(yáng)能研發(fā)人員等。因此在完善基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容的情況下，還要因材試教，大學(xué)的時(shí)間是有限的，因個(gè)人的愛(ài)好選擇，培養(yǎng)自己的熱愛(ài)方向。對(duì)專(zhuān)業(yè)必修課，要求每個(gè)人都學(xué)好，在選修課上邊就把以后的就業(yè)方向分開(kāi)、分細(xì)，做到因材試教。

二、升級(jí)教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)方法

微電子是當(dāng)今發(fā)展最快的行業(yè)之一。伴隨著中國(guó)的崛起，社會(huì)進(jìn)步的需要，就要求進(jìn)一步升級(jí)課堂教學(xué)內(nèi)容。首先要以科研帶動(dòng)教學(xué)，組成一個(gè)龐大的教研室，只讓一個(gè)老師每學(xué)期帶一門(mén)課，提高科研指標(biāo)，讓本科學(xué)生配合老師一起完成項(xiàng)目，這樣只有讓學(xué)生親身感受到做項(xiàng)目的興趣，才能真正走進(jìn)專(zhuān)業(yè)學(xué)科當(dāng)中來(lái)；其次結(jié)合當(dāng)?shù)匚㈦娮庸?，帶領(lǐng)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐奈㈦娮庸に嚿a(chǎn)線，微電子設(shè)計(jì)公司等，了解前沿發(fā)展，提高學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的興趣。只有提高學(xué)生對(duì)微電子領(lǐng)域的興趣，我們才會(huì)培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的人才，來(lái)造福社會(huì)。

教學(xué)方法的改進(jìn)也是很重要的，對(duì)于工程類(lèi)的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，不要一味的照本宣科，要結(jié)合實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生自己解決問(wèn)題的能力，課堂教學(xué)求“精”，讓學(xué)生把每個(gè)問(wèn)題吃透，理解深刻，如何構(gòu)建解決問(wèn)題思路的教學(xué)過(guò)程才是最核心的任務(wù)。

通過(guò)這兩年的教學(xué)改革，鞏固學(xué)生們的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，提升了學(xué)生的就業(yè)水平，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)微電子領(lǐng)域的熱情，一批抱有更高志向的年輕人準(zhǔn)備考研在這個(gè)專(zhuān)業(yè)繼續(xù)走下去?？梢哉f(shuō)，吉林大學(xué)珠海學(xué)院微電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，基礎(chǔ)扎實(shí)，素質(zhì)高，動(dòng)手能力強(qiáng)，很受歡迎。

微電子論文:微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試

摘 要在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展的過(guò)程中，微電子電路技術(shù)也稱(chēng)為目前科學(xué)技術(shù)的研究重點(diǎn)，我們要保證微電子電路技術(shù)能夠與時(shí)俱進(jìn)的基礎(chǔ)上，具備完整、一致且準(zhǔn)確的檢測(cè)及校準(zhǔn)方法。所以，就要加強(qiáng)對(duì)微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)及自動(dòng)測(cè)試的研究，從而提高微電子電路電氣設(shè)備的質(zhì)量，保障人們的生活，穩(wěn)定社會(huì)經(jīng)濟(jì)。

【關(guān)鍵詞】微電子 電路校準(zhǔn)技術(shù) 自動(dòng)測(cè)試

在電子技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，各種電子電路技術(shù)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)各方面的電器中。獲取電器中的微小微電子參量，能夠保證生產(chǎn)的電器產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是由于微電子參量容易受到干擾，所以就要使用專(zhuān)業(yè)的校準(zhǔn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)及自動(dòng)分析，從而使電器產(chǎn)品的質(zhì)量能夠得到保障，以此更好的應(yīng)用到電子電路技術(shù)中。

1 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的基本認(rèn)識(shí)

1.1 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)

在測(cè)試設(shè)備滿足相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，測(cè)試軟件的質(zhì)量影響著監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性及準(zhǔn)確性。如果檢測(cè)設(shè)備自身沒(méi)有滿足準(zhǔn)確性的要求，那么即使測(cè)試軟件具有良好的質(zhì)量，也不能夠全面保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般，如果生廠商對(duì)質(zhì)量的要求比較高，那么校準(zhǔn)技術(shù)系統(tǒng)量值的準(zhǔn)確性也就比較高。以此提高了生產(chǎn)及管理成本，從而影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度。

1.2 微電子電路自動(dòng)測(cè)試技術(shù)

根據(jù)相關(guān)要求，對(duì)微電子電路進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，能夠有效保證商家產(chǎn)品不受其他商家的影響。為了能夠保證使用微電子電路技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況完成測(cè)試。如果測(cè)試的設(shè)備級(jí)別高于產(chǎn)品測(cè)試水平，那么軟件自身的質(zhì)量也能夠影響測(cè)試的質(zhì)量。但是軟件自身的質(zhì)量與檢測(cè)依據(jù)和其過(guò)程中使用的方式、驗(yàn)證有效性及測(cè)試覆蓋率和有著一定的關(guān)系，這方面也是目前自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)重要的研究課題。

2 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)及自動(dòng)測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)

2.1 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)及自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的依據(jù)和方法

目前，我國(guó)微電子電路校準(zhǔn)及自動(dòng)測(cè)試并沒(méi)有正式的標(biāo)準(zhǔn)，其主要依據(jù)為電子計(jì)量測(cè)試應(yīng)用手冊(cè)及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等，這些只是對(duì)測(cè)試方法的基本理論進(jìn)行了規(guī)定，并沒(méi)有涉及到編程規(guī)則，所以其并不完善。如果校準(zhǔn)及測(cè)試只有基本理論沒(méi)有編程規(guī)則，那么使用同種標(biāo)準(zhǔn)編制出的程序質(zhì)量并不同，那么就沒(méi)有辦法保證校準(zhǔn)及測(cè)試的一致性及完整性。微電子電路校準(zhǔn)及檢測(cè)使用的設(shè)備并不是一般的設(shè)備或者系統(tǒng)，其檢測(cè)過(guò)程能夠通過(guò)程序控制，不需要人為干預(yù)。所以對(duì)其的研究也可以看做是對(duì)校準(zhǔn)及檢驗(yàn)程序設(shè)計(jì)規(guī)則的研究。校準(zhǔn)過(guò)程中的控制本文為規(guī)程，檢測(cè)過(guò)程中的控制文本為規(guī)則，兩者都是通過(guò)程序設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.2 設(shè)備的校準(zhǔn)依據(jù)和方法

設(shè)備的校準(zhǔn)依據(jù)指的是生產(chǎn)制造廠設(shè)計(jì)的指標(biāo)，包括范圍和不確定度、基準(zhǔn)量值、輸入/輸出通道量值。如果通過(guò)傳統(tǒng)手工的方式進(jìn)行校準(zhǔn)，顯然校準(zhǔn)的量值較多，一個(gè)六十通道的測(cè)試系統(tǒng)需要十天或者二十天左右完成，在此過(guò)程中要使用三百多頁(yè)表格。所以就要使用自動(dòng)校準(zhǔn)方式進(jìn)行。

設(shè)備校準(zhǔn)主要有兩種方法：

2.2.1 基于基準(zhǔn)參量分別溯源法

因?yàn)槲㈦娮与娐窓z測(cè)設(shè)備為綜合測(cè)量設(shè)備，有多個(gè)不同類(lèi)型的參量要進(jìn)行校準(zhǔn)，比如電阻、電壓及時(shí)間頻率等，他們相互之間并沒(méi)有關(guān)系。通過(guò)此方法校準(zhǔn)，首先要對(duì)基準(zhǔn)量溯源，之后使用合格的基準(zhǔn)量對(duì)設(shè)備的所有參量進(jìn)行校準(zhǔn)檢測(cè)，以此對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法

這種方法是通過(guò)已知不確定度的標(biāo)準(zhǔn)樣片，對(duì)不確定度使用的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量校驗(yàn)，如果其在參量類(lèi)型范圍內(nèi)是完整的，那么測(cè)量的過(guò)程就是校準(zhǔn)，否則只是核查或者比對(duì)。核查和比對(duì)在過(guò)程條件及目的方面存在一定的差別，如果此測(cè)量過(guò)程是為了能夠檢查系統(tǒng)樣片的可用性，這叫做核查。制備微電子標(biāo)準(zhǔn)樣片一般為自制芯片，因?yàn)樾酒Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作也非常精細(xì)，自制的話要花費(fèi)大量的資金。所以可以從同批的產(chǎn)品中進(jìn)行選擇，在不確定的條件下，實(shí)現(xiàn)參量的一致性是可行的。

2.3 檢測(cè)覆蓋率及校準(zhǔn)的完整性

檢測(cè)故障的覆蓋率越高，那么就說(shuō)明檢測(cè)校準(zhǔn)的過(guò)程越好，使用最少的代碼獲得最大的故障覆蓋率是最理想的。在傳統(tǒng)測(cè)試碼生成算法研究過(guò)程中就有多種使用的算法，但是實(shí)際上除了窮舉，其他都是實(shí)現(xiàn)不了復(fù)雜電路的全部故障覆蓋率。

與測(cè)試故障覆蓋率相比，校準(zhǔn)的完整性對(duì)測(cè)試碼的量是不太重視，它重視的是需要檢測(cè)的參量是否被完全檢測(cè)。所以，其與檢測(cè)的過(guò)程及方法有著一定的聯(lián)系。比如使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法，重視的是輸入/輸出參量是否都被全部檢測(cè)，尤其是第一個(gè)通道的范圍及參量。因?yàn)橄到y(tǒng)一般都自帶驗(yàn)證程序，在自己校驗(yàn)的過(guò)程中，都會(huì)以零通道為基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)中通道的一致性。

2.4 軟件校準(zhǔn)及檢測(cè)的驗(yàn)證方法

對(duì)于此類(lèi)的專(zhuān)用軟件，除了實(shí)測(cè)驗(yàn)證之外，并沒(méi)有其他較好的辦法。所以對(duì)于校準(zhǔn)軟件的檢驗(yàn)，首先可以使用可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù)，以此保證測(cè)試過(guò)程中都能夠驗(yàn)證。另外，使用局部化原理，保證測(cè)試過(guò)程中的測(cè)試都與一個(gè)參量相關(guān)，以此保證唯一的測(cè)試結(jié)果。最后，根據(jù)電路通過(guò)及不通過(guò)不斷變化狀態(tài)的特征，使用相對(duì)性原理，對(duì)測(cè)試結(jié)果有效性進(jìn)行全面的檢查，以此保證程序的可靠性，降低錯(cuò)誤檢測(cè)的機(jī)率。

2.5 量值溯源

量值溯源指的是將量值通過(guò)不間斷的一條鏈追溯到國(guó)家及國(guó)防的最高標(biāo)準(zhǔn)。在微電子電路校準(zhǔn)及檢測(cè)過(guò)程中，量值溯源校準(zhǔn)的方法及溯源方法有著一定的聯(lián)系，所以也就是量值溯源具有兩種方法，分e為溯源法及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法。由于后者在使用過(guò)程中具有一定的限制，所以就要使用溯源法對(duì)微電子電路進(jìn)行校準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，不斷是大型工程中的電氣設(shè)備，還是日常生活中的家用電器，都會(huì)使用微電子電路技術(shù)。微電子電路技術(shù)就是一種將多種半導(dǎo)體作為基礎(chǔ)的電子技術(shù)集成電路，其特點(diǎn)就是重量輕、體積小，并且具有較高的可靠性。為了能夠保證微電子電路電氣具有較高的質(zhì)量，就要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以此控制器質(zhì)量?；诖?，以上本文就針對(duì)微電子電路的校準(zhǔn)技術(shù)及自動(dòng)測(cè)試進(jìn)行了研究和探討，以此保證電氣設(shè)備中微電子電路的安全性。

微電子論文:基于微電子學(xué)的無(wú)人機(jī)技術(shù)

摘 要隨著電子信息技g發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)已成為一種重要的信息技術(shù)手段，相較于有人機(jī)而言，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有一定的“自主性”，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自主控制，強(qiáng)化系統(tǒng)的智能性，是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。本文就對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主控制技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并展望無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主控制技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)。本文研究了無(wú)人機(jī)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析六軸飛行器研究領(lǐng)域當(dāng)前的關(guān)鍵技術(shù)，包括無(wú)人機(jī)的研究與設(shè)計(jì)，并對(duì)無(wú)人機(jī)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】電子信息 無(wú)人機(jī) 六軸飛行器 研究與設(shè)計(jì)

1 前言

無(wú)人機(jī)首次出現(xiàn)在 1917 年，主要應(yīng)用于防空導(dǎo)彈打靶、軍事偵察、載彈遠(yuǎn)程打擊，尤其美國(guó)“全球鷹”、“捕食者”、“沙漠鷹”等型號(hào)的無(wú)人機(jī)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)和伊拉克戰(zhàn)中在偵察和主動(dòng)攻擊中所取得的良好軍事效果，使得世界各國(guó)首先在軍事上開(kāi)始重視無(wú)人機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)。我國(guó)無(wú)人機(jī)發(fā)展起步于 20 世紀(jì) 50 年代末，20 世紀(jì) 90 年代末，發(fā)展才得以提速，國(guó)內(nèi)大學(xué)相繼成立了無(wú)人機(jī)專(zhuān)門(mén)研究機(jī)構(gòu)，西安愛(ài)生技術(shù)集團(tuán)公司（西安無(wú)人機(jī)研究發(fā)展中心）成為國(guó)內(nèi)一家主要的無(wú)人機(jī)研制生產(chǎn)廠商。它是航空工業(yè)總公司設(shè)在西北工業(yè)大學(xué)集科、工、貿(mào)一體化的現(xiàn)代化高科技企業(yè)，主要研制和生產(chǎn)系列化小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，被國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心確認(rèn)并入選“中華之最（1949-1995）”，是我國(guó)最大的無(wú)人飛機(jī)科研生產(chǎn)基地。隨后，無(wú)人機(jī)的發(fā)展逐步擴(kuò)展到民用市場(chǎng)，而在測(cè)繪行業(yè)的應(yīng)用成為民用最大且發(fā)展較早的一個(gè)分支。中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院于 2003 年完成并通過(guò)國(guó)土資源部驗(yàn)收的“UAVRS-II 型低空無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制”項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)遙控、半自主、自主三種控制方式，利用獲取的影像制作了數(shù)字正射影像和線劃圖，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域的先河。

目前國(guó)際上對(duì)多軸飛行器研究與設(shè)計(jì)較為深入，后期經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)及不斷地調(diào)整和改進(jìn)，合理的設(shè)計(jì)了六軸飛行器的整體結(jié)構(gòu)。六軸飛行器的支架通過(guò)3D打印而整體打印出成品模型，飛控板和電機(jī)都固定在打印出的架子上，將六個(gè)電機(jī)呈六邊形放置，使飛行器靈活并易于控制。電池利用扎帶固定在飛行器下方，以保證飛行器的重心偏下，增加飛行的靈活性。遙控器通過(guò)銅柱將兩個(gè)PCB板子連接起來(lái)，增加握持的手感，并且主要元件都放在兩塊PCB板中間，增加系統(tǒng)的安全性能前端引出無(wú)線通信模塊天線，增加傳輸?shù)墓β逝c距離。

2 調(diào)試問(wèn)題

系統(tǒng)的軟件和硬件調(diào)節(jié)是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，而且在調(diào)試過(guò)程中會(huì)不斷遇到各種問(wèn)題如電機(jī)壞掉、MOS管燒掉、連接突然斷掉甚至在飛行過(guò)程中飛行器直接從空中衰落導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。這些問(wèn)題必須及時(shí)的解決，否則根本不能進(jìn)行下一步的工作。雖然在調(diào)試過(guò)程中問(wèn)題不斷，但是整個(gè)制作過(guò)程累積的大量的寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在飛行器終于能飛的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的這些努力是值得的。下面列出調(diào)試過(guò)程中的遇到的主要問(wèn)題。

2.1 電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)置問(wèn)題

動(dòng)力系統(tǒng)是多軸飛行器的核心系統(tǒng)，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的最終目的就是通過(guò)PWM波來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定是飛行器能運(yùn)動(dòng)的前提。在開(kāi)始調(diào)試的時(shí)候，總出現(xiàn)電機(jī)不轉(zhuǎn)的問(wèn)題，通過(guò)不斷的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)是電路MOS管選擇錯(cuò)誤，最終選擇了P溝道增強(qiáng)型MOS管進(jìn)行對(duì)電機(jī)的控制。在飛行過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)MOS管燒毀的情況，還有NRF24L01總是失聯(lián)，最終發(fā)現(xiàn)是沒(méi)有焊接保護(hù)電容導(dǎo)致，還有數(shù)字地和模擬的地信號(hào)沒(méi)有分開(kāi)。并且STM32的PWM控制需要較高的的頻率，當(dāng)頻率較低時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻的情況，最終選擇的電機(jī)頻率為20KHz，能夠保證系統(tǒng)流暢的運(yùn)行。

2.2 飛行器的重量問(wèn)題

在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)由于沒(méi)有考慮飛行的重量，導(dǎo)致飛行器根本飛不起來(lái)。之后更換飛行器支架，更換更大功率的電池，總體來(lái)說(shuō)就是讓飛行器的重量更輕，讓飛行器電機(jī)的拉力更大。還有飛行器電機(jī)的垂直放置也是相當(dāng)重要，當(dāng)傾斜時(shí)，會(huì)有一部分的力是飛行器向某個(gè)方向飛行，并且這個(gè)力不容易抵消。

2.3 PID的參數(shù)整定問(wèn)題

PID控制器直接控制的是飛行器的電機(jī)輸出，直接影響六個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制飛行器的飛行姿態(tài)。因此合理的PID參數(shù)可以使飛行器更加平穩(wěn)的飛行，所以說(shuō)PID參數(shù)對(duì)飛行器的姿態(tài)確定至關(guān)重要。并且在飛行器的飛行過(guò)程中，可以通過(guò)PID的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的飛行效果如翻滾動(dòng)作，以達(dá)到在各種控制環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。PID參數(shù)中，P、I、D三個(gè)參數(shù)作用各不相同，在實(shí)際中，其輸出的結(jié)果是相互影響的。為了保證飛行器的平穩(wěn)飛行，需要多次對(duì)PID三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)對(duì)飛行姿態(tài)的快速響應(yīng)以及在外界干擾到來(lái)時(shí)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.4 遙控器控制頻率問(wèn)題

在剛開(kāi)始遙控飛行時(shí)，遙控器對(duì)飛行器的控制總是慢0.2秒左右，導(dǎo)致遙控器不能實(shí)時(shí)的控制飛行器的姿態(tài)，出現(xiàn)一些意外的碰撞等狀況。調(diào)試遙控器的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在主循環(huán)中加入了過(guò)多的程序，導(dǎo)致系統(tǒng)循環(huán)一次的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，系統(tǒng)響應(yīng)慢，傳輸數(shù)據(jù)的頻率過(guò)低，整個(gè)系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)慢。最后解決辦法是增大遙控器的頻率，并減小主函數(shù)中循環(huán)的代碼量，留下最基本的代碼，保證整個(gè)系統(tǒng)的流暢運(yùn)行。

3 結(jié)論

六軸飛行器是一種較為新型的飛行器，目前國(guó)內(nèi)外的發(fā)展迅速，在各個(gè)領(lǐng)域中都起到了重要的作用，并且將來(lái)會(huì)發(fā)展到更廣闊的空間。隨著技術(shù)上的發(fā)展，多軸飛行器會(huì)向微型化、自動(dòng)化方向發(fā)展，能夠更好的結(jié)合實(shí)際，發(fā)展到各個(gè)領(lǐng)域。本課題研究比較了許多國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品，并通過(guò)比較，結(jié)合其優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)其不足，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研發(fā)，最終完成了六軸給星期的設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)的發(fā)展，本文設(shè)計(jì)的六軸飛行器還可以得到更好的改進(jìn)，隨著時(shí)間的推移，會(huì)有更好的產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的面前。

微電子論文:當(dāng)前微電子學(xué)與集成電路解析

摘 要 微電子學(xué)屬于電子學(xué)的分支學(xué)科，以半導(dǎo)體為主要對(duì)象，形成微小型電路和系統(tǒng)等。而集成電路屬于微型電子器件，將各類(lèi)元件通過(guò)合理的布線方式，成為一個(gè)具備完整電路功能的結(jié)構(gòu)。微電子學(xué)與集成電路直接關(guān)系到相關(guān)高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。展開(kāi)對(duì)微電子學(xué)與集成電路的分析，旨在明確微電子學(xué)與集成電路的基本情況，推動(dòng)微電子學(xué)與集成電路的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】微電子學(xué) 集成電路 半導(dǎo)體

微電子學(xué)與集成電路是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)，各類(lèi)高新行業(yè)在具體發(fā)展中，均會(huì)對(duì)微電子學(xué)和集成電路進(jìn)行應(yīng)用。其中，集成電路選擇半導(dǎo)體鏡片作為基片，并結(jié)合相關(guān)工藝，將電阻、電容等元件與基片連接，最終形成一個(gè)具備完整電路功能的系統(tǒng)或是電路。較比集成電路微電子學(xué)是在集成電路的基礎(chǔ)上，研究半導(dǎo)體和集成電路的相關(guān)物理現(xiàn)象，并有效的對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，滿足各類(lèi)電子器件需求的效果?；诖耍疚膶?duì)當(dāng)前微電子學(xué)與集成電路展開(kāi)分析，具體內(nèi)容如下。

1 微電子學(xué)與集成電路解讀

微電子學(xué)是電子學(xué)的分支學(xué)科，主要致力于電子產(chǎn)品的微型化，達(dá)到提升電子產(chǎn)品應(yīng)用便利和應(yīng)用空間的目的。微電子學(xué)還屬于一門(mén)綜合性較強(qiáng)學(xué)科類(lèi)型，具體的微電子研究中，會(huì)用到相關(guān)物理學(xué)、量子力學(xué)和材料工藝等知識(shí)。微電子學(xué)研究中，切實(shí)將集成電路納入到研究體系中。此外，微電子學(xué)還對(duì)集成電子器件和集成超導(dǎo)器件等展開(kāi)研究和解讀。微電子學(xué)的發(fā)展目標(biāo)是低能耗、高性能和高集成度等特點(diǎn)。

集成電路是通過(guò)相關(guān)電子元件的組合，形成一個(gè)具備相關(guān)功能的電路或系，并可以將集成電路視為微電子學(xué)之一。集成電路在實(shí)際的應(yīng)用中具有體積小、成本低、能耗小等特點(diǎn)，滿足諸多高新技術(shù)的基本需求。而且，隨著集成電路的相關(guān)技術(shù)完善，集成電路逐漸成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要部分。

2 微電子發(fā)展?fàn)顟B(tài)與趨勢(shì)分析

2.1 發(fā)展與現(xiàn)狀

從晶體管的研發(fā)到微電子技術(shù)逐漸成熟經(jīng)歷漫長(zhǎng)的演變史，由晶體管的研發(fā)以組件為基礎(chǔ)的混合元件（鍺集成電路）半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOS電路微電子。這一發(fā)展過(guò)程中，電路涉及的內(nèi)容逐漸增多，電路的設(shè)計(jì)和過(guò)程也更加復(fù)雜，電路制造成本也逐漸增高，單純的人工設(shè)計(jì)逐漸不能滿足電路的發(fā)展需求，并朝向信息化、高集成和高性能的發(fā)展方向。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)對(duì)微電子的發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間，目前國(guó)內(nèi)微電電子發(fā)展特點(diǎn)如下：

（1）微電子技術(shù)創(chuàng)新取得了具有突破性的進(jìn)展，且逐漸形成具有較大規(guī)模的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。對(duì)于集成電路的技術(shù)水平在0.8～1.5μm，部分尖端企業(yè)的技術(shù)水平可以達(dá)到0.13μm。

（2）微電子產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，隨著技術(shù)的革新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸生成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，上下游關(guān)系處理完善。

（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，更多企業(yè)參與到微電子學(xué)的研究和電路中，有效推動(dòng)了微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使微電子技術(shù)得到了進(jìn)一步的完善和發(fā)展。

2.2 發(fā)展趨勢(shì)

微電子技術(shù)的發(fā)展中，將微電子技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，可以衍生出更多新型電子器件，為推動(dòng)學(xué)科完善提供幫助。另外微電子技術(shù)與其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合，可以極大的拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增加。微電子芯片的發(fā)展遵循摩爾定律，其CAGR累計(jì)平均增長(zhǎng)可以達(dá)到每年58%。

在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，微電子技術(shù)將按照提升集團(tuán)系統(tǒng)的性能和性?xún)r(jià)比，如下為當(dāng)前微電子的發(fā)展方向。

2.2.1 硅基互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）

CMOS電路將成為微電子的主流工藝，主要是借助MOS技術(shù)，完成對(duì)溝道程度的縮小，達(dá)到提升電路的集成度和速度的效果。運(yùn)用CMOS電路，改善芯片的信號(hào)延遲、提升電路的穩(wěn)定性，再改善電路生產(chǎn)成本，從而使得整個(gè)系統(tǒng)得到提升，具有極高研究和應(yīng)用價(jià)值?？梢詫MOS電路將成為未來(lái)一段時(shí)間的主要研究對(duì)象，且不斷對(duì)CMOS電路進(jìn)行縮小和優(yōu)化，滿足更多設(shè)備的需求。

2.2.2 集成電路是當(dāng)前微電子技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)

微電子芯片是建立在的集成電路的基礎(chǔ)上，所以微電子學(xué)的研究中，要重視對(duì)集成電路研究和分析。為了迎合信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于集成電路暴露出的延時(shí)、可靠性等因素，需要及時(shí)的進(jìn)行處理。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)于集成電路的研究和轉(zhuǎn)變勢(shì)在必行。

2.2.3 微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合

借助微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，可以衍生出諸多新型技術(shù)類(lèi)型。當(dāng)前與微電子技術(shù)結(jié)合的技術(shù)實(shí)例較多，積極為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。例如：微光機(jī)電系統(tǒng)和DNA生物芯片，微光機(jī)電系統(tǒng)是將微電子技術(shù)與光學(xué)理論、機(jī)械技術(shù)等結(jié)合，可以發(fā)揮三者的綜合性能，可以實(shí)現(xiàn)光開(kāi)關(guān)、掃描和成像等功能。DNA生物芯片是將微電子技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，能有效完成對(duì)DNA、RNA和蛋白質(zhì)等的高通量快速分析。借助微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合衍生的新技術(shù)，能夠更為有效推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 微電子技術(shù)的應(yīng)用解讀

微電子學(xué)與集成電路的研究不斷深入，微電子技術(shù)逐漸的應(yīng)用到人們的日常生活中，對(duì)于改變?nèi)藗兊纳钇焚|(zhì)具有積極的作用。且微電子技術(shù)逐漸成為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和綜合國(guó)力的指標(biāo)。

在實(shí)際的微電子技術(shù)應(yīng)用中，借助微電子技術(shù)和微加工技術(shù)可以完成對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)的構(gòu)建，在完成信息采集、處理、傳遞等功能的基礎(chǔ)上，還可以自主或是被動(dòng)的執(zhí)行相關(guān)操作，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于DNA生物芯片可以用于生物學(xué)研究和相關(guān)醫(yī)療中，效果顯著，對(duì)改善人類(lèi)生活具有積極的作用和意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

微電子學(xué)與集成電路均為信息技術(shù)的基礎(chǔ)，其中微電子學(xué)中囊括集成電路。在對(duì)微電子學(xué)和集成電路的解析中，需要對(duì)集成電路和微電子技術(shù)展開(kāi)綜合解讀，分析微電子技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，再結(jié)合具體情況對(duì)微電子技術(shù)的當(dāng)前應(yīng)用展開(kāi)解讀，為微電子學(xué)與集成電路的創(chuàng)新和完善提供參考，進(jìn)而推動(dòng)微電子技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)造更大的產(chǎn)值，實(shí)現(xiàn)國(guó)家的持續(xù)健康發(fā)展。

微電子論文:軍事信息作戰(zhàn)領(lǐng)域的微電子技術(shù)應(yīng)用

【摘要】 自80年代以來(lái)，軍用微電子技術(shù)得到了快速的發(fā)展，及其微電子技術(shù)在信息作戰(zhàn)領(lǐng)域發(fā)揮突出作用。特別是雷達(dá)領(lǐng)域，微電子技術(shù)的成熟日漸提高了雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。本文主要闡述在90年代中美國(guó)軍用微電子技術(shù)當(dāng)中的兩個(gè)支柱型產(chǎn)品超高清集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀以及它在雷達(dá)系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮的先用。

【關(guān)鍵詞】 雷達(dá) 微電子技術(shù) 分析

在現(xiàn)代化的軍用雷達(dá)與電子設(shè)備之中軍用微電子技術(shù)屬于非常重要的技術(shù)之一，是現(xiàn)代軍事信息作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。在軍用微電子工業(yè)當(dāng)中，集成電路屬于最具活躍的產(chǎn)品。在美國(guó)非常重視開(kāi)發(fā)與應(yīng)用軍用集成電路。美國(guó)相關(guān)的國(guó)防部門(mén)早在十幾年前曾提出^超高速集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展規(guī)劃。只要真正的實(shí)現(xiàn)這兩者的發(fā)展計(jì)劃對(duì)于軍用雷達(dá)與武器裝備未來(lái)的發(fā)展有著巨大的影響，對(duì)打贏未來(lái)信息戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)揮舉足輕重作用。

一、超高速集成電路與微波單片集成電路的特點(diǎn)

1、超高速集成電路的特點(diǎn)。在未來(lái)的信息作戰(zhàn)當(dāng)中，電磁信號(hào)的環(huán)境十分匯集而且復(fù)雜，軍用雷達(dá)與電子情報(bào)系統(tǒng)需要面對(duì)一百至二百萬(wàn)脈沖美妙的信號(hào)方面的強(qiáng)度，處理信號(hào)的系統(tǒng)極有可能需要執(zhí)行幾十億條指令。面對(duì)極其復(fù)雜的信息作戰(zhàn)環(huán)境，然而目前一般的集成電路處理信號(hào)系統(tǒng)的效率很難滿足相關(guān)的需求。要想真正的處理好這方面的問(wèn)題，美軍便加大力度促進(jìn)超高速集成電路發(fā)展。

2、微波單片集成電路的特點(diǎn)。微波單片集成電路將超大規(guī)模集成電路、超高速集成電路以及超高性能集成電路使用至數(shù)字電路中的微波電路，它屬于集成電路處于微波電路中主要的發(fā)展。微波單片集成電路將諸多晶體管、電阻、電容等管線集中至一個(gè)芯片上，制成許多功率放大器、低噪聲放大器、移相器等。僅有很少的微波單片集成電路芯片組合起來(lái)就能組成一個(gè)收發(fā)構(gòu)件，用來(lái)代替很多元件。

二、超高速集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀

1、超高速集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀。美國(guó)國(guó)防部門(mén)早在很多年前年對(duì)超高速集成電路的發(fā)展就已經(jīng)開(kāi)展實(shí)施以硅為主要材料發(fā)展計(jì)劃，之后又轉(zhuǎn)化成將硅和砷化稼作為主要材料并舉的超高速集成電路發(fā)展計(jì)劃，為了促使軍用電子系統(tǒng)發(fā)展的快速進(jìn)程。此計(jì)劃主要是為了促進(jìn)民用半導(dǎo)體商家的發(fā)展所難以解決的軍用信號(hào)需要的元器件工藝，就是為了滿足軍用信號(hào)處理、抗輻射、故障容限等能力的有關(guān)需求所提出的。這個(gè)計(jì)劃的的總提目標(biāo)就是為了研制出功能先進(jìn)、價(jià)格合理、高質(zhì)量的超高速集成電路芯片，確保處理信號(hào)速率、功耗減少、可靠性、維護(hù)性合理提高的終點(diǎn)目標(biāo)，并且使目前具備處理數(shù)據(jù)的速度必須提升一級(jí)。其實(shí)際的目標(biāo)是為了使芯片的微加工線寬達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，各項(xiàng)功能要比同樣種類(lèi)民用的產(chǎn)品高出百倍，將其的可靠性提升十倍。按照制定的范圍超高速集成電路應(yīng)當(dāng)于1990年完成計(jì)劃，共投資量達(dá)到十億美元，通過(guò)集中開(kāi)發(fā)了來(lái)實(shí)現(xiàn)亞微米特有的尺寸要求的技術(shù)。

2、60年代中期才得到逐漸的發(fā)展，70年代，砷化鎵材料制造工藝的逐步成熟，對(duì)于微波單片集成電路的發(fā)展形成了很大影響。因?yàn)樯榛壊牧系碾娮舆w移率比硅高出7倍，且半絕緣砷化鎵的電阻率的高度達(dá)到108，因此砷化鎵屬于最合理的微波傳輸介質(zhì)材料，非常適合用在單片微波單片集成電路的襯底。正是因?yàn)樯榛壖夹g(shù)的普遍推廣，促進(jìn)了工業(yè)界集團(tuán)朝向微波單片集成電路的方向發(fā)展。

三、超高速集成電路與微波單片集成電路在信息作戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用

1、超高速集成電路在雷達(dá)和軍用電子設(shè)備中的應(yīng)用。超高速集成電路應(yīng)用至軍事雷達(dá)與電子裝備系統(tǒng)中有效的提高了的在戰(zhàn)場(chǎng)上獲取情報(bào)、偵查情報(bào)、分析目標(biāo)、處理數(shù)據(jù)等方面的能力；在很大幅度上，有效的提高了雷達(dá)、電子設(shè)備、武器系統(tǒng)在復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，以最快的速率反應(yīng)能力與應(yīng)變能力，實(shí)現(xiàn)了信息作戰(zhàn)武器系統(tǒng)的高速、高效和精準(zhǔn)性。

2、微波單片集成電路在軍用雷達(dá)中的應(yīng)用。與普通使用的陸基雷達(dá)相比較之下，微波單片集成電路器件與之同樣的雷達(dá)在相同條件下所耗費(fèi)的性能提高十倍。相控陣?yán)走_(dá)的真正優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)生的微波功率的與傳輸效率較高，發(fā)射機(jī)的功能消耗等于使用功率管的三分之一，同時(shí)接收機(jī)的靈活度也提高了2倍。另一方面的優(yōu)勢(shì)在于可靠性較強(qiáng)，在此過(guò)程中，就算其中有百分之五的構(gòu)件失靈。雷達(dá)系統(tǒng)依然能保證供應(yīng)更好更多功能工作性能。微波單片集成電路 T/R組件極具緊湊、可靠性高、重量輕、成本低等結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，超高速集成電路能夠有效的提高處理信號(hào)與處理數(shù)據(jù)的能力，還能增強(qiáng)信號(hào)方面的接收、傳輸、發(fā)射能力的微波單片集成電路電路能實(shí)現(xiàn)構(gòu)建出新一代全新的軍用微電子系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在軍事信息作戰(zhàn)領(lǐng)域特別是雷達(dá)和電子設(shè)備中擁有良好的應(yīng)用前景。在下一代中的軍用雷達(dá)關(guān)鍵特征在于它器件方面的模塊化與集成化，而超高速集成電路與微波單片集成電路屬于提高軍用雷達(dá)器件集成化、模塊化過(guò)程中最重要手段之一。