专业前沿专题讲座课报告

-8-专业前沿专题讲座课报告专业前沿专题讲座课报告姓名：陈相任院系：航天学院21系学号：1152120128班号：1521201主讲老师：胡永才一、课堂知识小结及感悟通过在夏季学期为期两周的专业前沿专题讲座课的学习，在老师的仔细讲解下，加上自己课后查阅资料加深课堂知识的理解，我收获许多全新的理论知识，接触了更多的与微电子领域相关的前沿方面的信息和理论，深感获益匪浅。孔子曰：“学而不思则罔，思而不学则殆”。为了更好地吃透讲座课里老师所讲到的知识点，我觉得应该做一个自我总结，将所理解的知识整理一个框架，形成一个体系。老师在两周的时间内大致讲了以下内容：为什么模拟信号处理很重要、模拟设计方面的一些挑战瓶颈、模拟信号和数字信号处理方面的进步以及二者的重要区别、双极型晶体管和互补金属氧化物半导体管的特点和区别、模拟设计方面的问题和解决方案、器件的稳定性、优化性以及折衷性方面的讨论、CMOS电路中的折衷思想、IC设计方面的技术演变、主要的设计标准以及模拟电路设计方面的挑战、模拟电路的非线性、亚米级CMOS晶体管的性能演变、CMOS管的内部结构原理、COMOS管工艺、集成电阻、阻抗匹配问题、将MOS管作为阻抗、电阻方面的总结、集成电容、MOS管电容、集成电感、螺旋电感、电感模型、设计指导、MOS晶体管的模型以及其输入特性和转移特性曲线、大信号模型、关于电流Id的讨论、小信号模型、跨导和输出阻抗的讨论、MOS工艺管的品质因数、模拟设计时晶体管的尺寸测定、晶体管里的参数参考、晶体管中的各种噪声类型、输入噪声等效、偏压电路和镜像电流、CS、CG、CD电路模型及区别、级联运算放大器结构、集成运放中的概念、反馈网络、理想集成运放的设置、电压运算放大器以及实际的电压运放模型、电子噪音及典型例子、电阻的热噪声、电阻噪声模型、噪声带宽、共源放大器的仿真、关于运放的两个阶段的设计等。可以看出虽然只有为期两周8个课时的上课时间，但我们学到的知识是丰富的，老师所讲的内容知识点也比较前沿，但它与我们未来的集成电路设计息息相关，是我们微电子专业的学生必须了解和掌握的专业知识。所以我们应该不惧困难，克服学习上的任何障碍，上课老师所讲的知识有不懂的地方要及时与老师交流或者自己查阅资料将问题进行解决，扫清自己的盲点，培养自我的学习能力和学习习惯，这样才能将知识吃透，才能举一反三，灵活运用知识，才能在将来的微电子领域上有所建树，有所成就。老师讲课的方式是循循善诱的，由于我们刚上完大二只学了半导体物理、信号与系统、模拟电子技术基础的课程，在数字电子技术、微电子工艺以及集成电路设计方面的知道的很少，而老师上课所讲的内容与我们所学的知识衔接的不是很理想，知识点都比较前沿，所以同学们在学习上遇到了许多困难。但是凭借着同学们对知识的渴望以及浓厚兴趣，发扬哈工大规格严格，功夫到家的校训精神，以及在老师的循循善诱的耐心指导下，终归还是有所收获的。老师所讲的知识理论与课本上的不同，他讲的知识更偏向实际工程的应用还及得第一堂课老师所提的问题是，为什么集成电路设计及制造需要且必须使用CMOS管而不能用其他类型的晶体管呢，同学们想到的答案有成本低，可集成度高，效率高，但这都不是最主要的，最主要的应该是CMOS管的功耗极低，甚至趋于零。那为什么CMOS管的晶体管功耗能达到很低呢，关键在于CMOS晶体的内部结构，于是老师就接着跟我们讲了晶体管的各种结构及工作原理。在胡老师将提的问题与课堂知识结合起来，引导同学们多思考，激发同学们的求知欲，在这样循循善诱的讲课方式下，我的确收获了很多以前不知道的知识，而且这些知识对以后的学习起着引导作用，甚至对以后的工作都很有帮助。例如关于模拟信号的处理系统，以及微处理器的沟道工艺、关于噪声方面的处理，关于运算放大器的集成电路设计等等。总之，通过该讲座课的学习我更加深刻地认识和学习到了关于微电子集成电路设计方面的研究理论，虽然我现在所了解的知识也只是冰山一角，但相信通过以后的深入学习，终究会在微电子领域方面有所发展和成就。二、讲座的心得与体会该专业讲座课围绕微电子专业里的器件工艺和集成电路设计方面的知识进行了详细、全面而深入的介绍，通过该讲座课的学习我有许多感悟和体会，深感获益匪浅。在老师的悉心指导下，通过自己查阅与微电子相关的一些资料，对微电子领域的过去、现在和未来有了一定的认识和了解。1、微电子技术的发展史微电护技术是9]世纪未、20世纪初开始发展起来的一门新兴技术,它是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术它包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、白动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,是微电子学中的各项工艺技术的总和。可以说,微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐步形成和发展起来的,其核心是集成电路,即通过一定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互联,采用微细加工工艺,集成在一块半导体单晶片(如硅和砷化稼)上,并封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能与传统电子技术相比.其仁要特征是器件和电路的微小型化它把电路系统设计和制造工艺精密结合起来,适合进行大规模的批量生产,因而成本低,可靠性高。2、微电子的巨大作用从产生之日起,以半导体和集成电路为基础的微电子技术就在国民生产中发挥了重大作用。微电子技术为现代信息技术奠定了基础,它已渗入电力、电信、计算机、生产自动化等现代高科技的各个领域。每一次微电子技术的进步,都大大推动了工业、农业、国防等各个领域技术的进步。现在,以微电子技术为基础的计算机技术、通信技术等在现代社会发挥了重大作用,它们已成为现代信息社会的标志。计算机技术是现代信息技术的核心,每天都有大量的数据依赖计算机采集、整理和分析,微电子技术使得计算机的性能大大提高,导弹、火箭、卫星、雷达、航天飞机等的飞速发展无不得益于微电子技术的进步。同时,计算机的大批量生产也成为可能,从而使计算机不再只是放在科研院所作科学计算,而是以飞快的速度得到普及,广泛应用于辅助设计、生产管理、学习娱乐等方面,在日常生活中发挥了重大作用。导弹、火箭、卫星、雷达、航天飞机的迅速发展无不得益于微电子技术的发展。现代通信技术则为快速、大量的信息交流提供了基础。现在,人们已在地球上建起了由程控交换机、通信卫星、光纤网络、各类终端等现代通信工具构成的覆盖全球的通信网络,当今,你无论在那个地方都能通过有线或无线网络了解到地球上正在发生的事情。可以说微电子技术已和我们的生活密不可分,我们身边的一切都有微电子技术的影子。甚至我们的生活方式都受到其深远的影响,看电视、打电话、使用电饭煲、电冰箱等等都用上了微电子技术。3、微电子技术危机微电子产业经过了这四十余年的发展,其技术已快接近理论的极限。几十年来,集成电路内晶体管的尺寸和线宽不断缩小,其基本方法在于改进光刻技术,使用更短波长的曝光光源。在0.25μm的时代,光源主要是紫外光,目前使用了深紫外线光刻技术(DUV),芯片线宽下降到0.18～0.13μm,其理论上将能使集成电路的线宽达到0.1μm。而英特尔、摩托罗拉等公司从九十年代起就开始研发超紫外线光刻技术(EUV),它能使集成电路的线宽突破0.1μm的大关。然而,这种缩小趋势不可能长久持续,物理和技术上的限制会阻碍这种持续,晶体管的尺寸小到一定程度,就不得不考虑电子的量子效应。那时,现有技术就将达到极限。不仅如此,随着集成电路集成度的提高,芯片的生产成本也越来越高,一个0.18μm生产工艺制造厂的生产、建设成本就高达40亿美元!在制造晶体管的材料上,现有技术也遇到了问题。几十年来,二氧化硅一直被用作晶体管的栅介质和电容介质。随着半导体集成电路加工工艺的不断升级,晶体管的尺寸越来越小,二氧化硅层的厚度也在不断减小。如0.65μm工艺线中,二氧化硅层的厚度要求小于2nm,但这么薄的二氧化硅层很容易被电流击穿。因此,科学家们需要新的材料来替代二氧化硅,这已成为整个微电子工业最迫切需要解决的问题之一。4、我国微电子的人才需求从上面的资料可以看出我们微电子专业的发展是十分重要的，但是现阶段我国的集成电路设计人才严重短缺。中芯国际的3000多名员工中,占总人数1/3的中高级技术人员几乎全是海外或境外人士。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历硕士生只有几百人,中国目前只有十余所大学能培养IC设计专业的学生。有关部门估计,到2008年,IC产业对IC设计师的需求量将达到25万～30万人,因此中国的IC设计专业人才严