微电子见习报告

学院：电子电气工程学院专业：10级微电子制造工程姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXXX微电子专业概述：微电子专业是以集成电路设计、制造与应用为代表的微电子学，是现代发展最迅速的高科技应用性学科之一，该专业主要是培养掌握集成电路、微电子系统的设计、制造工艺和设计软件系统，能在微电子及相关领域从事科研、教学、工程技术及技术管理等工作的高级专门人才。微电子专业主要研究新型电子器件及大规模集成电路的设计、制造，计算机辅助集成电路分析，各种电子器件的基础理论、新型结构、制造工艺和测试技术，以及新型集成器件的开发。微电子学近年来的发展，使计算机能力成倍数地增加，硬件成本大幅度降低，从而极大地推动了工业以及信息产业的发展。还有如激光器的研究应用、传感器的研究等的当代热点研究领域，都是微电子的范畴或者与之紧密相关。微电子技术的发展，是现代工业的基础和信息化工等。微电子专业发展现状和前景：1、微电子专业发展现状。（1）我国IT产业的现状。1956年五校在北大联合创建半导体专业：北京大学、南京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学。1982年：成立电子计算机和大规模集成电路领导小组80年代：初步形成三业（制造业、设计业、封装与测试业）分离状态到2001年12月29日深圳获批为止，科技部依次批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳共7个国家级IC设计产业化基地。我国国产IC约占世界半导体销售额的1％，国内市场满足率不到20％。要发展我国的IC产业，IC设计是当务之急，而核心技术的实现依赖的是高水平IC设计人才。集成电路（IC）的生产制造可分为三个过程：IC设计、IC制造、IC封装和成品测试。据不完全统计，根据全国半导体行业协会集成电路设计分会在2002年10月的统计，国内从事集成电路设计的公司（或组织）约390家，2002年底己超过400家，目前己达600家。而在2000年底这一数字仅为100家左右。但是相对雨后春笋般诞生的设计公司，设计人才特别是高级人才的极度匮乏成为日益突出的大问题：一些新开办的设计单位，公司注册了、牌子也挂了，却到处找不到高水平的设计师，虚位以待的情况比比皆是。更糟糕的是由于设计师的紧缺，导致了各用人单位之间对这类人才的恶性争夺。集成电路设计是资金密集型、技术密集型和智力密集型的高科技产业，其中资金和技术均可以通过一些方式全面引进，但IC设计人才必须以自己培养为主，这已经成为业内人士的共识。赛迪顾问认为，随着IC设计人才供需矛盾的日益突出，应采用各种手段大力鼓励不同途径的IC设计教育和培训，除高等院校的正规教育外，国家应尤其鼓励工业界和科研界联合运作教育和培训项目。借助政府、高校、EDA厂商、IC设计企业以及整机企业等各方面力量，合作、交流、培训等多种方式相结合，为我国IC设计业培养不同层次的IC人才，是集成电路的发展至关重要的智力资源保障。最近几年，很多国外公司和台湾公司把生产线建到了上海。随着我国集成电路产业的加速发展，由国家支持成立了以北京、上海为龙头的7个国家级产业化基地，各地也出现了一大批集成电路企业，其中约600家是集成电路设计企业。据2001年12月上海半导体和IC研讨会发布的消息，在2008年，中国IC产业对IC设计工程师的需求量将达到25万人，而目前只有不到4000名。IC设计是新兴学科，现在高校里，和IC最相近的专业是微电子。在短短的半年多时间里，上海中芯国际、上海宏力微电子、北京首钢、北京信创、天津摩托罗拉等一批中高水平的集成电路生产线相继开工建设或即将建设，形成了我国有史以来最大的一次建设集成电路生产线的高潮。上海还定出了宏伟的发展目标：建成以张江高科技园区为核心，以金桥出口加工区和外高桥保税区为延伸的微电子产业基地，计划"十五"期间吸引集成电路产业投资150亿美元，建成并投产10～15条8～12英寸集成电路生产线及配套封装、测试线和设计公司。北京立即跟进，出台了优惠政策，为集成电路企业提供“七通一平”的土地，并优选出八大处高科技园、北京林河工业开发区、北京经济开发区作为北方微电子生产建设基地。规划到2005年以前，建设5～8条8英寸0.25微米以上水平的生产线，2005～2010年再建设10条更高水平的生产线。我国集成电路设计企业现已形成了近百家的产业规模，其中具备一定设计规模的单位有20多家，留学海外，学有所成，回国创业的海外学子已成为CAD行业的一支重要力量。除独资设计公司外，国有集成电路设计公司2000年的总销售额超过了10亿元，其中北京华大、北京大唐微电子、杭州士兰公司和无锡矽科4家设计公司的销售额超过了1亿元。目前，国内每年设计的集成电路品种超过300种，大部分设计公司的技术水平在0.8~1.5微米之间，最高设计水平可达0.13微米。,中国主要的高科技城市一直盯着集成电路(IC)设计产业。如果说在2000年和2001年他们争夺的是台湾芯片加工服务厂(foundry)的8英寸芯片生产线西移项目的话(当然，这种竞争至今仍在继续)。那么从2001年下半年至今，他们争夺的则是国家科技部的青睐--科技部手里捏着一顶名叫“国家级集成电路设计产业化基地”的桂冠，谁获发一顶受益无穷。目前，我国集成电路产业已具备了一定的发展基础，初步形成了由8个芯片生产骨干企业，十几家封装厂、几十家设计公司、若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，并初步形成了电路设计、芯片制造和电路封装三业并举的局面。中国半导体产业发展从产业热土的长江三角洲，到市场繁华的珠江三角洲，从长于研发的北方，到人才集聚的西部，有人把这种产业布局，比喻是一只正在起飞的娇燕。其中长江三角洲是燕头，京津环渤海湾地区和珠江三角洲是双翅，而西部是燕尾。中国的IC产业正是以这种燕子阵形的区域格局向前推进。（2）我国IT行业收入情况。据相关机构调查显示，在IT行业中，月薪上万元的占有较少的比例；月薪在5000-8000元的，通信设备以及手机制造业占14.3%,计算机硬件行业占11.25%，计算机软件行业占48.75%，互联网及电子商务行业、电子及微电子技术行业、电信运营商及服务行业占25.6%，月薪在3000-5000元的，通信设备及手机制造业占9.7%，计算机硬件行业16.8%，计算机软件行业占46.5%，互联网及电子商务行业、电子及微电子技术行业、电信运营商及服务行业占27%，月薪在3000以下的，通信设备以及手机制造业占4.7%，计算机硬件行业占26.7%，计算机软件行业占35.3%，互联网及电子商务行业、电子及微电子技术行业、电信运营商及服务行业占33.2%。特别指出，微电子行业还有一个显著的特点，那就是高学位与高薪成正比。根据调查显示，持有12-25万年薪的集成电路工程师中，博士占45%，比硕士多15%，本科则不到1%。大约28%的硕士拿到8-12万的年薪，比博士大约多10%，比本科大约多15%。整体上看，微电子专业博士的平均底薪是8.87万元，硕士的平均底薪是8.18万元，学士的平均底薪是5.9万元。2、微电子专业发展前景：微电子专业未来十年最有前景的IT专业。中国科学院王阳元院士曾经这样评价：微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。在世界上，美国把微电子视为他们的战略性产业，日本则把它摆到了“电子立国”的高度。可以毫不夸张地说，微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。自从IC诞生以来，IC芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律。该定律说：芯片上可容纳的晶体管数目每18个月便可增加一倍，即芯片集成度18个月翻一番，这视为引导半导体技术前进的经验法则。换句话说，工艺技术的进展对IC集成度的提高起到乘积的效果，使得每个芯片可以集成的晶体管数急剧增加，其CAGR—累计平均增长率达到每年58%，即三年四番（1.583=4）。（1）将以硅基ＣＭＯＳ电路为主流工艺。微电子技术发展的目标是不断地提高集团系统的性能及性价比，因此要求提高芯片的集成度，这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动源泉。以ＭＯＳ技术为例，沟道长度缩小可以提高集成电路的速度，同时缩小沟道长度和宽度还可以减少四件尺寸，提高集成度，从而在芯片上集成更多数目的晶体管，将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上。另外，随着集成度的提高，系统的速度和可靠性也大大提高，价格大幅度下降。由于片内信息的延迟远小于芯片间的信号延迟，这样在缩小后，即使器件本身的性能没有提高，整个集成系统的性能也会得到很大提高。也就是说，２１世纪前半叶，微电子产业仍将以尺寸不断缩小的硅基ＣＭＯＳ工艺技术为主流。（2）集成系统是本世纪初微电子技术发展的重点。迄今为止，微电子芯片一直是以成电路（ＩＣ）为基础进行的，然后再利用这些ＩＣ芯片通过印刷电路板等技术实现完整的统。而信息系统的发展趋势是高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化，这就要求系统能够快速地处理各种复杂的智能问题。而在传统的信息系统中，尽管ＩＣ芯片的速度可以很高、功耗可以很小，但由于印刷电路板中ＩＣ芯片之间的延时、印刷电路板的可靠性以及重量等因素的限制，使整个系统集成在一个或几个芯片上，从而构成系统芯片（ＳＹＳＴＥＭＯＮＣＨＩＰ）的集成系统（ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤＳＹＳＴＥＭ）概念。同时，飞速发展的集成电路技术已经可以在一个芯片上集成高达１０的八次方－１０的九次方个晶体管，２１世纪的微电子技术将从目前的３Ｇ逐步发展到３Ｔ（即存储容量由Ｇ位发展到Ｔ位、集成电路器件的速度有ＧＨＺ发展到ＴＨＺ、数据传输速度由ＧＢＰＳ发展到ＴＢＰＳ），从而为集成系统的快速发展奠定基础。微电子技术从ＩＣ向ＩＳ转变不仅是一种概念上的突破，同时也是信息技术发展的必然结果，它必将导致又一次以微电子技术为基础的信息技术革命。目前，ＩＳ技术已经绽露头角，２１世纪将是其真正快速发展的时期。在２１世纪，将在较长时间内依托０.１８um--０.１５um的工艺技术进行一场集成系统的革命。（3）微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点。微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子机构模块。这种技术一旦与它学科相结合，便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点，与微电子技术结合成功突出例子便是ＭＯＥＭＳ（微光机电系统）技术和ＤＮＡ生物芯片等。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物技术结合的产物。（微电子技术对现代人类生活的影响极大，自从1947年第一个晶体管问世以来，微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出，晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍，性能将提高一倍，而价格却不相应的增加，这就是所谓的摩尔定律（Moore，sLaw）。根据美国半导体工业协会预测，至少到2016年，集成电路（IC）线宽依然按“摩尔定律”缩小下去，2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知，在2016年以后的十几年，芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片（SOC），它的发展时间可能会更长。所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加。微电子技术的迅猛发展必将带来又一次技术和人才的革命性变革。微电子产品将如同细胞组成人体一样，成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞，改变着社会的生产方式和人们的生活方式。微电子技术不仅成为现代产业和科学技术的基础，而且正在创造着代表信息时代的硅文化。人类继石器、青铜器、铁器时代之后正进入硅石时代。微电子专业方向：1、软件开发：掌握软件工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件需求分析、设计、实现和维护等工作的能力，工程实践能力，以及工程项目组织和管理能力、团队协作能力、技术创新能力，成为适合软件产业发展要求的高级软件工程开发、研究与管理人才。2、软件测试与质量保证：掌握软件工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，掌握软件质量工程。测试理论与技术，具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件质量保证、软件测试等工作的能力，以及工程项目组织与管理能力，团队协作能力，技术创新能力，成为适合软件产业发展要求的高级软件工程质量保证与测试人才，能胜任高级软件质量工程师、测试工程师或测试经理等工作职位。3、软件工程管理：通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握必要的软件基础理论、软件工程过程等技能与工程实践能力的培养，具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件工程项目组织与管理能力，团队协作能力，技术创新能力，毕业后有能力应聘系统分析员、高级软件工程师、软件项目经理等岗位。四、其他大学在该专业的相关情况：

1、北京大学：北京大学微电子学系，有称北京大学微电子学研究院（所）。有着源远流长的学术渊源，其发展历史可以追朔到1956年由著名物理学家黄昆院士领导在北大物理系创建的我国第一个半导体专门化机构，之后又在我国著名的微电子专家王阳元院士的领导下，北京微电子学系为我国微电子产业培养了一大批人才，已经成为我国培养高水平微电子人才的一个重要基地。北大微电子所下面分有SOI、SOC、ASIC、MPW中心、MEMS、新器件、可测性、宽禁带、纳太器件等多个研究小组。2、清华大学：清华大学微电子学研究所成立于1980年9月，全国著名半导体物理学家、中科院院士李志坚院士曾任该所所长。清华大学微电子所主要以器件、设计、工艺和CAD、四个研究方向，在这四个方向里，器件和设计实力最强，资金雄厚。器件方面强在理论，想对更容易在高水平期刊上面发表论文，对于出国有利。器件组的研究方向包括新器件结构与模型、新材料与工艺、新概念与原理。清华的MEMS研究方面是国内唯一一个重出当年的静电微马达的研究单位，同时有硅电容式微麦克风的研究，整个器件组的特点在于新材料和新器件方向结合、LIGA技术与传统IC方向结合，微纳米器件设计与小尺寸器件模型建立相结合，研究领域很广。3、电子科技大学:微电子与固体电子学院拥有一支以中国科学院院士陈星弼 领衔的包括16名博士生导师、27名教授在内雄厚师资力量，与国内外相关公司、高校和研究机构有着广泛的合作。微电子方面的科研主要有功率器件与智能功率集成电路、微电子器件与集成电路、ULSI集成电路设计与应用。4、西安电子科技大学：微电子学院成立于2003年，是在微电子研究所及技术物理学院微电子系的基础上组建而成。该学院是根据国家集成电路人才基地的建设的需要而建，该校的国家集成电路人才培养基地是全国首批9个国家集成电路人才培养基地之一。学院的主要科研方向宽禁带半导体（GaN,SiC）材料与器件、VLSI/SOC设计技术、超深亚微米器件可靠性可制造性、新型半导体工艺与新结构工艺器件。5、华东师范大学：微电子电路与系统研究所成立于2000年11月。研究所下设有四个研究室：专用集成电路设计研究室。主要从事数字电路系统（如指纹识别、数字签名系统）、混合信号电路设计（无线通信IC、网络通信IC、射频标签）、高速A/D转换器、高精度D/A转换器IC、显示器、及LCD控制驱动电路的设计及开发等；集成微机电系统研究室。主要从事射频/微波、MEMS开关、移相器、可重构天线和滤波器、光通讯中的MEMS调制器、衰减器、等研制；超深亚微米器件与工艺模拟研究室。主要从事超深亚微米有源和无源（片上电感、片上变压器、片上电容）RF器件模型、工艺模型研究；④系统集成研究室。主要从事FPGA、、DSPS（数字信号处理系统）和嵌入式系统设计开发、传感器信号处理集成系统DSPCore和MCU处理器Core、ARMCore等IP核植入平台、实现系统的算法软件的固化及FPGA验证平台解决方案。该专业在其他大学开的课程：1、清华大学：专业核心课8门：固体物理学、半导体物理学、半导体器件电子学、微电子工艺技术、数字集成电路分析与设计、模拟集成电路分析与设计、微纳电子实验A、微纳电子实验B。专业限选课6门：集成电路设计与实践、集成电路课程设计、超大规模集成电路CAD、MEMS与微系统、量子信息学引论、纳电子学导论。专业任选课3门：专业英语、集成传感器、微纳电子材料器件分析技术。新生研讨课2门：微小器件与系统及微型化方法、晶体管的发明和信息时代的诞生。全校性选修课1门：微电子学概论。平台课程1门：微电子器件与电路。北京大学：全校公共必修课8门：大学英语、思想品德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系、马克思主义基本原理概论、形式与政策、近现代史纲要、军事理论、体育。大类平台课程4门：高等数学、线性代数、力学B、电磁学B。（可替代课程：数学分析、高等代数、力学A、电磁学A）。学院课程6门：信息科学概论、微电子与电路基础、基础电路实验、计算概论A、程序设计实习、数据结构与算法A、B。（可替代课程：计算概论A、数据结构与算法A（实验班））。专业课程：专业理论基础：光学（A、B）、热学（A、B）、半导体物理。电路基础：电子线路、数字逻辑电路。专业基础：半导体器件物理、集成电路工艺原理、数字集成电路原理与设计、模拟集成电路原理与设计。实验或实践训练基础：电子线路实验、微电子器件测试实验、集成电路设计实习。选修课程：理论基础课程:电路分析原理、近代物理、基础物理实验、数学物理方法B、热力学与统计物理B、概率统计B、信号与系统、量子力学B、固体物理。计算机类课程：微机原理、微机与接口技术实验、数字逻辑电路实验、计算机组织与体系结构B。专业类课程：微米纳米技术概论、可编程逻辑电路、基于HDL的数字系统设计、纳机电系统及应用、科技交流与写作、数字信号处理、电子系统设计、纳电子器件物理导论、工程科学研究方法、高等模拟集成电路原理、射频集成电路、PSOC应用基础开发试验、集成电路CAD、半导体材料、半导体功率器件微纳尺度流体科学及其应用、微米/纳米表征方法。研究课程（4-6学分）。本科素质通选课(12学分)。电子科技大学：公共选修课：微积分、线性代数与空间解析几何、C程序设计、大学物理、数学实验、大学物理实验、概率论与数理统计、现代工程设计制图、电路分析基础、软件技术基础、模拟电路分析与设计基础、信号与系统、电子技术实验基础、量子力学、数理方程与特殊函数、数字逻辑设计与应用、电磁场与电磁波、集成电路应用实验、统计物理、固体物理、复变函数、微型计算机系统原理及接口技术、现代电子技术综合实验、导体物理。

专业选修课：微波技术、半导体器件物理、集成电路原理与设计、凝聚态物理导论、近代物理实验。电子设计自动化技术、微电子集成系统。西安电子科技大学:

一年级上：高等数学I，工程制图，线性代数，计算机文化基础，马克思主义基本原理概论，大学英语I，体育（基础力量、体能与田径素质），军训。

一年级下：高等数学II，力学，复变函数，热力学与统计物理，毛泽东思想和中国特色社会主义概论，大学英语II，体育（基础力量、体能与田径素质，游泳），金属工艺实习。

二年级上：电路分析基础，电动力学，量子力学，矢量分析与场论，电磁场理论基础，C语言程序设计基础，大学英语III，体育（竞技运动专业课程），邓小平理论。

二年级下：信号与系统分析，概率论与数理统计，量子力学，英语IV，体育（竞技运动专业课程，游泳），软件设计基础，物理光学与几何光学。

三年级上：固体物理，半导体物理，模拟电子技术基础，数字电子技术基础，高频电路分析，微机原理，模拟电子技术实验课，高频电路实验课，数字电子技术实验课

三年级下：晶体管原理，Cmos集成电路设计基础，集成电路工艺，半导体材料相关课程，以及各个方向的选修课，电子装配实习（装电视机或者收音机）

四年级上：超大规模集成电路设计，半导体材料相关课程，半导体工艺实习。

课程设计（存储器版图绘制等等可选）

四年级下：企业级实习，毕业设计。华东师范大学:开设的主要课程包含了公共基础课、专业必修课和专业选修课，在英语、计算机、数学、物理、模拟和数字电路等方面为学生打下扎实的理论基础，在通信原理和技术、信号处理和分析、传感器、集成电路、微机接口等方面为学生提供了丰富的专业知识，在微电子、通信、信息等专业方向为学生准备了多层次的专业技术课程。主要的专业课程有：半导体器件物理、电子线路和模拟集成电路应用、数字电路、中大规模集成电路原理和应用、集成电路工艺、集成电路和CAD原理、传感器原理及信号处理、电子产品可靠性以及相关的电子工程与计算机软硬件课程。六、如何学习该专业：1、掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识；2、掌握固体物理学、电子学和VLSI设计与制造等方面的基本理论和基本知识，掌握集成电路和其它半导体器件的分析与设计方法，具有独立进行版图设计、器件性能分析和指导VLSI