创建微电子专业实验室的探索与实践

　　0引言

　　目前，我国微电子产业的发展前景良好，通过该专业技术与其他学科相互融合，促进了新兴学科的诞生，其中主要有生物芯片、微机械以及集成电路等技术。微电子产业在经过自主创业、引进以及重点建设的阶段后，其规模与技术水平得到了显著的提升，同时我国对集成电路设计应用的重视程度较高，并在我国一线城市建立了相关的设计中心，此时高校则以不同形式进行积极的参与。本文主要围绕微电子专业实验室建设及实践展开了讨论。

　　1创建微电子专业实验室的必要性及重要性

　　社会经济发展的重要前提就是先进的科学技术水平，而新时代进步的关键则是高素质的复合型人才，这一观点是微电子产业发展中的核心原则。随着我国经济的不断发展，集成电路设计行业对人才的需求量不断上升，预计在未来的10年中，该行业对设计人才的需求量可达10万-25万，同时芯片制造行业对工艺技术型人才的需求量可达10万[1]。我国加强推行素质教育，并在对教育改革提出了更新的要求，主要体现在改革教学内容、教学机制以及实验教学等几个方面，主要目的是提升课程内容的实践性，重点对学生掌握实操能力进行培养。然而，一般高校内的微电子专业主要都是其他专业转型而来的，例如，半导体器件物理、半导体器件物理，现实条件未能满足实验教学的实际需求。所以，大部分高校内普遍存在着微电子专业实验室建设较为落后的现象，对微电子技术专业人才的培养造成了不利因素。目前，微电子专业教学逐渐引起各校的关注，并采取了针对课程内容及实验形式的改革措施，然而实际的教学内容并未满足技术发展的要求，其教学的效果相对于社会实际需求而言，还存在着较大的差距。所以，具备创新能力及高素质的微电子专业人才的培养是促进自主知识产权的增强及微电子行业发展的重要举措，而加强实验教学并促进学生实践能力的提升，有效的提升了实践环节的质量，同时保证了微电子教学满足该行业技术发展的要求。

　　2微电子专业实验室创建过程、规划与目标

　　目前，随着微电子行业的迅速发展，建设微电子实验室的项目逐渐被各校重视。NJLG大学对微电子实验室的建设已设定450万专项资金，现已完成集成电路设计EDA实验室的建设，同时微电子器件、材料以及工艺的综合型实验室也已建设完成。在开展大型集成电路设计的教学活动中，可通过利用EDA实验室来完成教学任务，微电子器件、材料设备以及工艺参数的测试等实验则利用微电子综合型实验室来进行实验教学。同时对实验室建设、教学改革方案以及教学目标进行规划时，其主要内容应符合该行业发展的实际需求，设计内容应具备前瞻性，同时遵循实事求是的原则。因此，可将创建国内先进EDA实验室及微电子器件相关的综合型实验室作为创建实验室的规划内容与目标，从而形成完善的实验教学体系。该体系的不仅要符合微电子专业教学纲要的实际要求，同时还应满足微电子专业技术发展的要求，为微电子专业学生提供多功能的实验基地，加强实践教学。

　　3微电子专业实验室创建的内容

　　3.1微电子专业EDA实验室

　　EDA工具的种类较多，且价格差距较大。所以，NJLG大学在选择时遵循高级、中级以及低级合理搭配的原则。EDA实验的建设主要分为两个方面，硬件及网络结构的建设以及软件的建设。根据NJLG大学内该专业的学生情况及教学规模，为满足实际教学需求实验室配备了图形工作站、服务器（浪潮英信）各一台，机共计110台，同时还配备了相应的投影机、数字示波器以及扫描仪等设备。实验室中，建设计算机网络系统主要通过英信的服务器当做服务器来完成，其中软件服务器以及教师使用的指导教学机器都将通过的工作站来完成，学生则通过110台的机来进行学习[2]。与两者间通过建立局域网的方式来实现教学指导，学生用机不仅可单独的进行软件的安装工作，同时终端访问的也可通过学生用机进行，并对的软件进行运行操作。当学生进行实验操作时，可通过将系统在的工作站上进行登录且不需其他辅助软件，充分的利用了本地的资源，对资源配置起到了优化的作用。针对软件的建设主要通过九天系统（ZeniEDAsystem）来完成，该系统不仅与实现很好的兼容，同时对大量的标准数据格式的转换工作也非常便捷，模块的类别主要分为两种，即前端逻辑设计与后端物理设计，前者主要是包括了行为、功能验证模块、负责设计原理图的；后者主要包括了负责物理版图设计的和针对版图进行验证的以及负责寄生参数的提取等模块。同时实验室还引进了生产的的相关软件，主要为以及等。

　　3.2微电子器件材料以及工艺的综合型实验室

　　微电子器件材料以及工艺的综合型实验室的建设具有一定的复杂性，其设备的价格较贵，在设备的选择上可根据其使用的重要程度选取一些价格适中的设备。微电子综合型实验室分别为硬件的建设和软件的建设。在硬件过程中，针对工艺制备与器件的部分，实验室配备了用于半导体分析的仪器、探针台、光刻机以及晶管图示仪等设备，主要用于研究晶体管的性质及其相关的氧化、测试实验。关于材料制备与参数测试的部分，实验室配备了光谱仪、显微镜管式炉、测试仪以及电化学薄膜制备的系统等，该设备主要用于方块电阻、电阻率以及测试以及少子寿命的相关实验中[3]。实验室针对软件的建设主要针对工艺制备配置了模拟软件，该软件被器件及工艺模拟领域广泛使用，在进行半导体工艺流程的模拟与仿真的过程中，该软件具备准确性高、速度快的优势，同时针对新兴或特殊的器件都较为适用。

　　4实验项目的管理及其实践效果分析

　　4.1实验项目管理

　　在微电子专业实验教学中，实验项目的科学管理是其重要的前提条件和依据。通过对实验室的特点进行分析，实行了系主任及实验主任统一协调的教师责任制度。同时将实验的内容划分为两个实验板块，依照实验内容的分布情况组织四个小组分别对材料、器件、EDA以及工艺测试进行管理，各组对其负责的项目进行日常的设备维护及软件的使用情况。落实责任的分工，在项目成立初期，安装设备并进行调试工作，同时针对设备的使用制定详细的操作明细，并将实验指导的流程及设备维护保养的相关明细进行整理[4]。

　　4.2实践效果分析

　　微电子实验室的建立为学生提供了更好的學习环境，实验室的利用已经深入到各个教学阶段以及毕业设计当中，提升了主动学习的积极性同时激发了学生学习的兴趣，使学生的创新、实践能力得到了良好的培养，增强了学生对该专业学习的信心。通过在校期间针对该专业的实验操作，学生对集成电路设计及微电子器件的模拟及仿真等相关知识有了基础的掌握，为学生步入社会、进入企业能够更快的适应岗位、熟练掌握操作技巧奠定了基础，对学生保持竞争优势具有积极作用。

　　5结语

　　综上所述，加强微电子实验室建设对培养学生创新能力及实践能力具有积极作用，并在开展微电子教学活动中取得了良好的效果。随着科学技术的不断发展，微电子产业技术的要求也不断发生变化，实验室建设中仍需要不断的对经验进行总结，对实验室项目的不足进行及时改进，才能符合该产业发展的实际需求。

　　参考文献

　　[1]李淑萍.微电子技术专业实践教学体系的构建与实践[J].西北成人教育学院学报，2014，05（06）：40-44.

　　[2]李建军，王姝娅，张国俊，等.微电子教学实验室建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2015，05（06）：239-242.

　　[3]何佳.微电子封装专业实践教学体系的构建与探索[J].学周刊，2014，12（36）：42-43.

　　[4]陈伟元，吴清鑫，吴尘，等.高职微电子技术专业实验室的构建[J].实验室研究与探索，2012（07）：227-229.

　　来源：中小企业管理与科技·下旬刊 2017年1期

　　作者：王波