集成電路的設計方法精選(九篇)

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第1篇：集成電路的設計方法范文

關鍵詞：城市；電力設施；布局規劃；思路；方法

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼： A

隨著城市化發展的不斷進步，在電力設施的布局上，形成科學、規范、全局化的規劃與管理模式，對于提升城市用電、完善電力設施功能等多方面都有很大的作用，因此，要從多方面、多角度、多渠道的綜合城市發展的特點，并結合城市整體規劃與現代化建設的需求，構建城市電力設施布局的完整性，形成電力設施建設與城市建設的全面繁榮。

一、簡述城市電力設施建設布局的矛盾

1、電力超負荷的需求量與城市規劃的脫節

一方面是負荷水平大幅提高，需建設更多的電力設施滿足要求;另一方面卻是負荷密度越高的地區用地成本越高，造成電力設施無法進入負荷中心，從而影響了供電質量，甚至危及供電安全。同時，在以往的規劃方法中，通常只對電力需求總量進行預測，而不充分考慮負荷的具體分布，政府規劃部門按照總量來安排電力設施的建設用地，這也是造成電力設施不能適應負荷分布特性的主要原因。

2、城市規劃中電力設施建設的綜合因素不全面

城市電力設施布局不合理帶來最直接的問題就是高壓配電網不能與中壓網相互配合，使得變電站負荷分布不均、供電質量差、運行不經濟、網絡結構不合理以及供電安全等問題。近年來，這樣的問題在國內大中型城市表現的越來越突出，部分城市配電等級對20kV進行論證就是這種問題的集中表現，因此，解決這類問題的要求也就越來越迫切。

二、探討城市電力設施的布局與規劃思路和方法

1、形成合理的設計方案

在配網設計階段工程造價的綜合管理中，合理的設計方案是一個重要的環節，在設計階段可能出現許多種不同的設計方案，因此，要從綜合造價 管理的角度出發，形成方案的比較與優化，選擇與配網建設相吻合的實施方案，突出整個方案的適度超前、經濟合理與安全可靠，在設計過程中，采用價值工程的相關理論，在控制成本的基礎上，結合先進的設計需求模式，對于電網工程中的每一個環節都能進行全面優化。尤其是在變電站設計標高、征地面積、設備選型、線路路徑走廊、導線運用、鐵搭基礎、運輸量等多方面的工程造價，要求設計人員強化方案的優化設計，強化整個經濟意識，對于每一個綜合造價都能有全面的運用。譬如，某500 千伏送電線路，由于要繞過內湖，原規劃路徑長147.8 公里，曲折系數1.67。工程設計時通過對內湖的大量調查，運用價值工程分析方法，對從內湖區最窄處穿過的方案和繞過射陽湖蕩區的方案進行了認真的同比優化選擇，認為只要采取切實可行的措施，在跨越內湖區的兩岸設立主轉角耐張塔，使該路線段構成獨立的耐張段，采用大跨距式，減少內湖區塔基數量，就可以選擇從湖區最窄處穿過的方案，同時為了減小線路走廊寬度，減少房屋拆遷量，降低政策處理費用，選用導線三角排列的貓頭塔。結果使線路路徑長度縮短約21.4公里，房屋拆遷量減少約7784 平方米，節約投資約2693萬元，更好的為造價管理節省了更多的費用。

2、經濟技術指標的嚴格控制

在綜合管理的過程中，尤其是在設計階段，要結合給選哪個經濟技術指標以及施工詳圖，形成造價綜合管理的重點運用。在確保設計階段技術方案優化的基礎上，形成經濟合理的控制方式。一是注重設計標準，在全面注重國家推行的標準化設計的基礎上，重視配網工程中的每一個技術規范化，形成合理控制的關鍵點，其中，主要的是對設計階段中的典型設計、通用設計、復用設計等形成更加標準的管理，對于配網工程中的構件、配件等形成標準的模式，從而實現控制投資、縮短工期、推廣使用的效果。二是注重限額設計的應用。在設計階段的控制過程中，嚴格投資支出的控制手段，有效使用建設資金的有力措施。通過限額設計的方式，體現出標準、規模以及設計原則，實現對規?；⒃O計標準的整體控制，對于工程數量、概預算指標都有詳實的控制。三是招投標過程的嚴格控制。在設計方案的選擇中，選擇相應的方案運用，綜合優化的方案，對其他的方案也加以吸收與應用，形成更加完美的設計技術，從人財物等角度進行深入控制，形成工程控制的重點。

3、負荷預測思路及方法的選取

負荷預測工作要求具有很強的科學性，盡管預測的方法有多種，但由于所需的數據難以得到或由于預測模型存在不適應性，針對某一具體規劃區域而言，可供選擇的預測方法并不很多。 以往常用的負荷預測方法主要有彈性系數法、線性回歸法、灰色系統等，但這些方法通常只能得到負荷預測的總量，并不能給出負荷的分布結果。根據預測總量進行變電站選址和定容的結果，往往不能同中壓網建設進行很好的配合，帶來許諸如供電半徑偏長、網架結構不合理、部分變電容量得不到充分利用等問題?？偠灾?，規劃結果不能很好將各電壓等級相配合。因此在進行城市電網布局規劃時，除了完成總量平衡以外，多以負荷分布預測結果為基礎，以此作為電力設施布局的主要制定依據。負荷分布預測通常采用負荷密度指標法，此方法以城市遠期年份用地規劃圖為依據，在預測過程中充分考慮了歷史年份的電力水平情況、點負荷發展情況以及不同類型負荷的發展特點，因此其預測結果更趨于合理，也更能反映城市電力負荷的分布特點。

4、優化管理機制的綜合效果

在造價管理中，配網工程設計階段是至關重要的。因此，要從多方面優化整個管理環節，形成綜合化的管理機制，尤其是突出對造價過程的細化，對于工程中的一些審查與控制，形成對問題以及薄弱環節的控制，增加投資的整體效果。在整個項目的造價管理中，改革現行的計量定額計價模式，實行量價分離，形成以量為主的市場定位價格機制，形成系統的，動態化的管理過程，并在設計階段形成管理效率的全面優化。健全責任機制與教育機制健全設計單位經濟責任制，嚴格控制工程成本，提高競爭意識設計單位和主管部門對于設計節約和浪費應制定明確的獎罰標準，促使設計人員提高自身素質和相互間競爭能力， 增強為業主控制投資成本的意識。提高工程設計、造價人員的素質和加強設計、造價人員的管理， 輸變電工程的新工藝、新方法發展和運用很快，作為一個合格的工程設計、造價人員，除必須懂得和掌握全面的專業知識和相關知識以外， 還需不斷的補充新的知識切實全面推行輸變電工程設計監理制。

三、結語

城市電網建設是市政基礎設施建設的重要組成部分，是地區經濟建設和發展的有力保障.電力設施的布局規劃具有一定的超前性和前瞻性，能夠較好的適應城市的快速發展，規避城市建設過程中其他行業建設與電力建設的矛盾，使得電力設施建設可操作性更強，對于推動電網的健康發展有重要的指導意義.本文就利用負荷分布預測進行電網布局規劃的問題給予了闡述并給出一套城網布局規劃思路，為今后的電網規劃工作提供了一種新的思路。

參考文獻：

[1]余貽鑫,張弘鵬,張崇見,等.空間電力負荷預測小區用地分析的模糊推理新方法〔J〕.天津大學學報, 2002,35(2):135-139

[2]余貽鑫,王成山,肖峻,等.城網規劃計算機輔助決策系統〔J〕.電力系統自動化,2000,24(15):59-62

[3]余貽鑫,張崇見.城市電網中壓配電變壓器的模糊優化規劃〔J〕.中國電機工程學報,2000,20(4):23-28

第2篇：集成電路的設計方法范文

【鍵詞】集成電路 檢測技術 維護方法

引言：

集成電路（IC）作為微型的電子部件，在運行中不僅具有較高的可靠性，而且能夠使電氣設備的性能更好地發揮出來。由于集成電路所消耗的成本低，而且便于安裝和調試，因此在電氣設備中廣泛使用。目前的集成電路在設計上，對電路連接的各種元器件的集成度更高，使得引出腳的數量也越來越多。如果集成電路在運行中發生故障，就會面臨著檢修問題，其中集成電路的檢測技術是需要重視的。

一、集成電路的測試技術

集成電路是電子電路，從其組成來看，是由包括電阻、電感、晶體管以及電容等等的微型元器件所構成。這些元器件在加工和制作都具有一定的工藝水準，使用電路連接的同時，將這些元器件的組合制作為半導體晶片封裝在專門的管殼中。當集成電路處于運行狀態的時候，要注重分析集成電路的參數，即電參數和極限參數。電參數是在集成電路運行中，處于電壓定值的情況下，集成電路的電流運行狀況以及所輸出的最大功率值；極限參數是指各項參數的極限值，包括電壓的極限值、功能消耗的極限值、環境溫度的極限值等等。同時，還要對集成電路的引腳進行分析。集成電路的引腳根據電流所發揮的功能不同而發揮著不同的作用，也因此而對引腳外的電路設計就會有所不同。

二、集成電路的故障測試技術以及維護技術

集成電路的微型結構能夠促使其所要發揮的各種功能得到滿足。集成電路將各種元件組合為一個整體后，就構成了一個具有綜合性能的電路，元器件的兼容性使得集成電路的各種性能得以充分發揮。特別是集成電路的微型化設計、智能化發展，使其運行中獲得了一定的保障。但是，當集成電路在應用領域中發揮作用的同時，也會由于各種原因而導致故障發生，嚴重影響了集成電路的功能性有效發揮。這就需要對

1、確認信號輸入和輸出的引腳。集成電路運行中，要能夠明確信號輸入的引腳，之后才可以對集成電路的輸入信號進行處理。輸出信號是通過引腳而進入到外電路當中，在進行維護的時候，要對信號的輸出質量進行檢查。

2、對電源引腳狀況進行檢查。當電源的引腳都沒有出現直流電壓的時候，就要對電源的引腳進行檢查，同時對電路中所存在的引腳直流電壓使用內阻測量工具及西寧見擦，以避免由于引腳電壓問題而引發測量不準確。

3、集成電路的損壞元件可以用元件替代。如果集成電路出現了故障，且是由電路元件所造成的，如果沒有元件的情況下，可以采用加接的方法進行處理。在元器件的選擇上，以功率小的元件為主，其要注意電路連接的時候可以出現寄生耦合的現象。

4、對集成電路運行中的散熱問題要高度注意。在對功率比較大的電路進行檢查的時候，如果改各個電源電路是等同的，就要檢查集成電路運行中的散熱問題。當集成電路處于大功率運行狀態的時候，要注意必須要安裝散熱器，也可以是風扇。如果集成電路的功率很大，還可以采用熱輻射的方式進行散熱，也可以通過液冷的方式進行散熱處理。

5、集成電路檢測中要注意靜電沖擊的影響。在對集成電路進行檢測的時候，如果存在電路損壞的現象，就要注意采取技術措施以避免靜電沖擊而對電路造成不良印象。通常而言，集成電路所使用的電路為CMOS電路或者是TTL電路，電路所連接的是功率消耗非常少的元器件。但是，當集成電路處于運行狀態的時候，在人體靜電的沖擊下甚至會超過1000伏。這個數字已經遠遠地超出了電路所承受的極限范圍，因此而導致電路損壞。

第3篇：集成電路的設計方法范文

關鍵詞：集成電路設計；版圖；CMOS

作者簡介：毛劍波（1970-），男，江蘇句容人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，副教授；汪濤（1981-），男，河南商城人，合肥工業大學電子科學與應用物理學院，講師。（安徽?合肥?230009）

基金項目：本文系安徽省高校教研項目（項目編號：20100115）、省級特色專業項目（項目編號：20100062）的研究成果。

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0052-02

集成電路（Integrated Circuit）產業是典型的知識密集型、技術密集型、資本密集和人才密集型的高科技產業，是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是新一代信息技術產業發展的核心和關鍵，對其他產業的發展具有巨大的支撐作用。經過30多年的發展，我國集成電路產業已初步形成了設計、芯片制造和封測三業并舉的發展格局，產業鏈基本形成。但與國際先進水平相比，我國集成電路產業還存在發展基礎較為薄弱、企業科技創新和自我發展能力不強、應用開發水平急待提高、產業鏈有待完善等問題。在集成電路產業中，集成電路設計是整個產業的龍頭和靈魂。而我國集成電路設計產業的發展遠滯后于計算機與通信產業，集成電路設計人才嚴重匱乏，已成為制約行業發展的瓶頸。因此，培養大量高水平的集成電路設計人才，是當前集成電路產業發展中一個亟待解決的問題，也是高校微電子等相關專業改革和發展的機遇和挑戰。[1-4]

一、集成電路版圖設計軟件平臺

為了滿足新形勢下集成電路人才培養和科學研究的需要，合肥工業大學（以下簡稱“我?！保?005年起借助于大學計劃，和美國Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、華大電子等公司合作建立了EDA實驗室，配備了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni設計系統等EDA軟件。我校相繼開設了與集成電路設計密切相關的本科課程，如集成電路設計基礎、模擬集成電路設計、集成電路版圖設計與驗證、超大規模集成電路設計、ASIC設計方法、硬件描述語言等。同時對課程體系進行了修訂，注意相關課程之間相互銜接，關鍵內容不遺漏，突出集成電路設計能力的培養，通過對課程內容的精選、重組和充實，結合實驗教學環節的開展，構成了系統的集成電路設計教學過程。[5，6]

集成電路設計從實現方法上可以分為三種：全定制（full custom）、半定制（Semi-custom）和基于FPGA/CPLD可編程器件設計。全定制集成電路設計，特別是其后端的版圖設計，涵蓋了微電子學、電路理論、計算機圖形學等諸多學科的基礎理論，這是微電子學專業的辦學重要特色和人才培養重點方向，目的是給本科專業學生打下堅實的設計理論基礎。

在集成電路版圖設計的教學中，采用的是中電華大電子設計公司設計開發的九天EDA軟件系統（Zeni EDA System），這是中國唯一的具有自主知識產權的EDA工具軟件。該軟件與國際上流行的EDA系統兼容，支持百萬門級的集成電路設計規模，可進行國際通用的標準數據格式轉換，它的某些功能如版圖編輯、驗證等已經與國際產品相當甚至更優，已經在商業化的集成電路設計公司以及東南大學等國內二十多所高校中得到了應用，特別是在模擬和高速集成電路的設計中發揮了強大的功能，并成功開發出了許多實用的集成電路芯片。

九天EDA軟件系統包括ZeniDM（Design Management）設計管理器，ZeniSE（Schematic Editor）原理圖編輯器，ZeniPDT（physical design tool）版圖編輯工具，ZeniVERI（Physical Design Verification Tools）版圖驗證工具，ZeniHDRC（Hierarchical Design Rules Check）層次版圖設計規則檢查工具，ZeniPE（Parasitic Parameter Extraction）寄生參數提取工具，ZeniSI（Signal Integrity）信號完整性分析工具等幾個主要模塊，實現了從集成電路電路原理圖到版圖的整個設計流程。

二、集成電路版圖設計的教學目標

根據培養目標結合九天EDA軟件的功能特點，在本科生三年級下半學期開設了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設計課程。

第4篇：集成電路的設計方法范文

2001年我國新增“集成電路設計與集成系統”本科專業，2003年至2009年，我國在清華大學、北京大學、復旦大學等高校分三批設立了20個大學集成電路人才培養基地，加上原有的“微電子科學與工程”專業，目前，國內已有近百所高校開設了微電子相關專業和實訓基地，由此可見，國家對集成電路行業人才培養的高度重視。在新形勢下，集成電路相關專業的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學輕互動”的傳統人才培養模式已不再適用。因此，探索新的人才培養方式，改革集成電路設計類課程體系顯得尤為重要。傳統人才培養模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學學時安排上略見一斑。例如：某高?！澳M集成電路設計”課程，總學時為80，其中理論為64學時，實驗為16學時，理論與實驗學時比高達4∶1。由于受學時限制，實驗內容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結構，且實驗所涉及的電路結構、器件尺寸和參數只能由授課教師直接給出，學生在有限的實驗學時內僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據所學理論動手設計電路結構，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優化設計等環節，使得眾多應屆畢業生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設計的能力?！爸亟淌?、輕自學、輕互動”的傳統教學方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關注知識的傳授，忽略了發揮學生主動學習的主觀能動性，導致教師教得很累，學生學得無趣。

2集成電路設計類課程體系改革探索和教學模式的改進

2014年“數字集成電路設計”課程被列入我校卓越課程的建設項目，以此為契機，卓越課程建設小組對集成電路設計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學改革，運用多元化的教學組織形式，通過合作學習、小組討論、項目學習、課外實訓等方式，營造開放、協作、自主的學習氛圍和批判性的學習環境。

2．1新型集成電路設計課程體系探索

由于統一的人才培養方案，造成了學生“學而不精”局面，培養出來的學生很難快速適應企業的需求，往往企業還需追加6～12個月的實訓，學生才能逐漸掌握專業技能，適應工作崗位。因此，本卓越課程建設小組試圖根據差異化的人才培養目標，探索新型集成電路設計類課程體系，重新規劃課程體系，突出課程的差異化設置。集成電路設計類課程的差異化，即根據不同的人才培養目標，開設不同的專業課程。比如，一些班級側重培養集成電路前端設計的高端人才，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、集成電路系統與芯片設計、模擬集成電路設計、射頻電路基礎、硬件描述語言與FPGA設計、集成電路EDA技術、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側重于集成電路后端設計的高端人才培養，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、CMOS模擬集成電路設計、版圖設計技術、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養模式中，加入實訓環節，為期一年，設置在第七、八學期。學生可自由選擇，或留在學校參與教師團隊的項目進行實訓，或進入企業實習，以此來提高學生的專業技能與綜合素質。

2．2理論課課堂教學方式的改進

傳統的課堂理論教學方式主要“以教為主”，缺少了“以學為主”的互動環節和自主學習環節。通過增加以學生為主導的學習環節，提高學生學習的興趣和學習效果。改進措施如下：

（1）適當降低精講學時。精講學時從以往的占課程總學時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環節重在使學生掌握扎實的理論基礎。

（2）增加課堂互動和自學學時。其學時由原來的占理論學時不到5％增至40％～50％。

（3）采用多樣化課堂教學手段，包括團隊合作學習、課堂小組討論和自主學習等，激發學生自主學習的興趣。比如，教師結合當前本專業國內外發展趨勢、研究熱點和實踐應用等，將課程內容凝練成幾個專題供學生進行小組討論，每小組人數控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學時的30％［3］。專題內容由學生通過自主學習的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學方式的改進，充分調動了學生的學習熱情和積極性，使學生從被動接受變為主動學習，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學習氛圍。

2．3課程實驗環節的改進

為使學生盡快掌握集成電路設計經驗，提高動手實踐能力，探索一種內容合適、難度適中的集成電路設計實驗教學方法勢在必行。本課程建設小組將從以下幾個方面對課程實驗環節進行改進：

（1）適當提高教學實驗課時占課程總學時的比例，使理論和實驗學時的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實驗任務。除實驗學時內必須完成的實驗外，教師可增設多個備選實驗供學生選擇。學生可在開放實驗室完成相關實驗內容，為學生提供更多的自主思考和探索空間。

（3）提升集成電路設計實驗室的軟、硬件環境。本專業通過申請實驗室改造經費，已完成多個相關實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設計軟件，該系列軟件均為業界認可且使用率較高的軟件。

（4）統籌安排集成電路設計類課程群的教學實驗環節，力爭使課程群的實驗內容覆蓋設計全流程。由于集成電路設計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統一。本課程建設小組為了提高學生的動手能力和就業競爭力，全面規劃、統籌安排課程群內的所有實驗，使學生對集成電路設計的全流程都有所了解。

3工程案例教學法的應用

為提升學生的工程實踐經驗，我們將工程案例教學法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業環節。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設計為例，對該教學方法在課程中的應用進行詳細介紹。

3．1精講環節

運算放大器是模擬系統和混合信號系統中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產生到高速放大或濾波，都離不開不同復雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學生畢業后從事模擬集成電路設計的基礎。雖然多級運算放大器的電路規模不是很大，但是在設計過程中，需根據性能指標，謹慎挑選運放結構，合理設計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導著設計的各個環節和幾個比較重要的設計參數，如開環增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉換速率等。由于運算放大器的設計指標多，設計過程相對復雜，因此其工作原理、電路結構和器件尺寸的計算方法等，這部分內容需要由主講教師精講，其教學內容可以放在“模擬集成電路設計”課程的理論學時里。

3．2作業環節

課后作業不僅僅是課堂教學的鞏固，還應是課程實驗的準備環節。為了彌補缺失的學生自主設計環節，我們將電路結構的設計和器件尺寸、相關參數的手工計算過程放在作業環節中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學時，又提高了學生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設計和仿真實驗，運放的設計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設計指標布置在作業中，學生根據教師指定的設計參數完成兩級運放結構選型及器件尺寸、參數的手工計算工作，仿真驗證和電路優化工作在實驗學時或課外實訓環節中完成。

3．3實驗環節

在課程實驗中，學生使用EDA軟件平臺將作業中設計好的電路輸入并搭建相關仿真環境，進行仿真驗證工作。學生根據仿真結果不斷優化電路結構和器件尺寸，直至所設計的運算放大器滿足所有預設指標。其教學內容可放在“模擬集成電路設計”或“集成電路EDA技術”課程里［4］。

3．4版圖設計環節

版圖是電路系統和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設計不可或缺的重要環節。通過集成電路的版圖設計，可將立體的電路系統變為一個二維的平面圖形，再經過工藝加工還原為基于硅材料的立體結構。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設計不僅要滿足工藝廠商提供的設計規則，還應考慮到模擬集成電路版圖設計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設計等。其教學內容可放在課程群中“版圖設計技術”的實驗環節完成。通過理論環節、作業環節以及實驗的迭代仿真和版圖設計環節，使學生掌握模擬集成電路的前端設計到后端設計流程，以及相關EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設計的能力。

4結語

第5篇：集成電路的設計方法范文

關鍵詞 數字集成電路 CMOS數字集成電路 邏輯功能 內部設計 注意事項

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A

1關于數字集成電路邏輯功能及其內部設計的分析

日常生活中的數字集成電路產品是非常多的，通過對其電路結構的分析，可以分為TTL系列及其MOS系列。TTL數字集成電路進行了電子及其空穴載流子的導電，我們稱之為雙極性電路。MOS數字集成電路進行了載流子導電電路的應用，其中的電子導電部分，我們稱之為NMOS 電路，將那種空穴導電電路稱之為PMOS電路。PMOS電路及其NMOS的組合電路，我們稱之為CMOS電路。

相對于TTL數字集成電路，CMOS數字集成電路具備良好的應用優勢，其工作電源的電壓范圍比較寬，并且其靜態功耗水平比較低，其抗干擾能力比較強，具備較高的輸入阻抗，并且其應用成本比較低。介于這些優勢，CMOS數字集成電路得到了廣泛的應用。在日常生活中，數字集成電路的品種是非常多的，包括門電路、計數器、觸發器、編譯碼器、存儲器等。

我們可以將數字邏輯電路分為時序邏輯電路及其組合邏輯電路。在組合邏輯電路的分析中，任意時刻的輸出取決于其當時的輸入，這跟電路的工作狀態沒有關系。比較常見的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器及其數據選擇器。在時序邏輯電路中，任意時刻的輸出取決于該時刻的輸入，與電路的原先狀態存在聯系。時序邏輯電路具備記憶的功能，其內部含有存儲單元電路，比較常見的時序邏輯電路有移位寄存器、計數器等。

實際上，不同組合的邏輯電路及其時序邏輯電路是非常多的，其應用比較廣泛，并且有很多標準化、系列化的集成電路產品，我們把這些產品稱之為通用集成電路。我們把那些專門用途設計制作的集成電路稱之為專用集成電路。

數字電路是由組合邏輯及其寄存器構成的，組合邏輯是由基本門組成的函數，其輸出與當前的輸入存在關系。比如組合邏輯的邏輯計算。時序電路包含基本門，也包括一系列的存儲元件，進行過去信息的保存。時序電路的穩態輸出與當前的輸入有關，跟過去的輸入狀態也有關。時序電路在進行邏輯運算的同時，也會進行處理結果的存儲，從而方便下一次的運算。

從功能上來說，數字集成電路分為數據通路及其控制邏輯部分。這些部分都由一系列的時序邏輯電路構成，都是同步的時序電路，時序電路被多個觸發器及其寄存器分為若干的節點。這些觸發器在時鐘控制下會進行同樣節拍的工作，從而進行設計的簡化。

2 CM0S系列集成電路的一般特性與方式

（1）CMOS系統集成電路是數字集成電路的主流模式。其集成電路的工作電源電壓范圍是3～18V，74HC系列是2～6V，黨電源電壓VDD=5V時，其CMOS電路的靜態功耗分別為：中規模集成電路類是25～100%eW，緩沖器及其觸發器類是5～20%eW，門電路類是2.5～5%eW，其輸入阻抗非常高，CMOS電路幾乎沒有驅動電路功率的消耗。

該電路也具備良好的抗干擾能力，其電源電壓的允許范圍比較大，其輸出高低電平的擺幅也比較大，其抗干擾能力非常強，其噪音容限值也非常的大，其電源電壓越高，其噪聲容限值非常的大，CMOS電路電源的利用系數非常的高。

CMOS數字集成電路也具備良好的扇出能力，在進行低頻工作時，其輸出端可以進行50個數量以上的CMOS器件的驅動，其也具備良好的抗輻射能力。CMOS管是一種多數載流子受控導電器件，針對載流子濃度，射線輻射的影響不大。CMOS電路特別適合于進行航天、衛星等條件下的工作。CMOS集成電路的功耗水平比較低，其內部發熱量比較小，集成度非常的高，電路自身是一種互補對稱結構，環境溫度的不斷變化，其參數會進行相互補償，因此，能夠保證良好的溫度穩定性。

（2）相對于TTL集成電路，CMOS集成電路的制造工藝更加的簡單，其進行硅片面積的占用也比較小，比較適合于進行大規模及其超大規模集成電路的制造及其應用。在CMOS電路的應用過程中，不能進行多余輸入端的懸空，否則就可能導致靜電感應的較高電壓的產生，從而導致器件的損壞情況，這些多余的輸入端需要進行YSS的接入，或者實現與其它輸入端進行并聯，這需要針對實際情況做好相關的決定。

CMOS電路輸入阻抗水平是比較高的，容易受到靜電感應發生擊穿情況，為了滿足實際工作的要求，我們需要做好靜電屏蔽工作。在CMOS電路焊接過程中，需要做好焊接時間的控制，保證焊接工具的良好應用，進行焊接溫度的良好控制。

3結語

在數字集成電路的設計過程中，很多標準通用單元得到積累，比如選擇器、比較器、乘法器、加法器等，這些單元電路的形狀規則更加方便集成，這說明數字電路在集成電路中得到更好的發展及其應用，這是數字集成電路應用體系的主要工作模式。

參考文獻

[1] 黃越.數字集成電路自動測試生成算法研究[D].江南大學，2012.

第6篇：集成電路的設計方法范文

關鍵詞：課程體系改革；教學內容優化；集成電路設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展，2000年，國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》，我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而，我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年，全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產業，明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領未來產業發展。2014年6月，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，加快推進我國集成電路產業發展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年，我國芯片設計人員達不到需求的10%，集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求，2001年，教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業，期間，由于專業調整，暫停招生。2012年，電子科學與技術專業恢復本科招生，主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量，提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求，從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。

一、專業課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業基礎課的教學?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課，為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實，將導致學生在學習專業課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內某些高校將這些課程設置為選修課，開設較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程，而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系，前者是后者的基礎，后者是前者理論知識的具體應用。并且，在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上，開設后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養計劃中，沒有開設“半導體物理”，直接開設“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎，很難進入狀態，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時，如果沒有半導體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關。

3.課程內容理論性太強，嚴重打擊學生積極性?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時，過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導，而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數學基礎較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式：“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”；“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則，根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識，環環相扣，合理設置各專業課的開課先后順序，形成先專業基礎課，再專業方向課，然后寬口徑專業課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式，也就是三個本科專業大學一年級、二年級統一開設課程，主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數學、物理等基礎知識，為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始，分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務，其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎，為了保證學習的延續性，擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設計”課程設置96學時，由2位教師承擔教學任務。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為6～17周；再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為8～19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程，并設置其為選修課，這樣設置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業方面知識，為找到好工作提供有力保障。

2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式，專業課程要在大學三年級才能開始開設，時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標，培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才，需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎，因此，在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業方向課程，教師不但要講授集成電路設計方面的知識，也要側重于集成電路設計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此，在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發學生的學習興趣。

三、結論

集成電路產業是我國國民經濟發展與社會信息化的重要基礎，而集成電路設計人才是集成電路產業發展的關鍵。本文根據調研結果，分析目前集成電路設計本科專業課程體系存在的主要問題，結合我校實際情況，對我校電子科學與技術專業集成電路設計方向的專業課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業課程體系，并對專業課程講授內容進行優化。從而滿足我校集成電路設計專業創新型人才培養模式的要求，為培養實用創新型集成電路設計人才提供有力保障。

參考文獻：

[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設計人才培養課程體系改革[J].電氣電子教學學報，2010，（5）.

[2]方卓紅，曲英杰.關于集成電路設計與集成系統本科專業課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設計專業創新型人才培養模式探索[J].電力教育，2013，（28）.

[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J].教育與教學研究，2008，（22）.

第7篇：集成電路的設計方法范文

以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展,2000年,國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》(18號文件),2011年1月28日,國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》,我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而,我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年,全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進口。2014年3月5日,國務院總理在兩會上的政府工作報告中,首次提到集成電路(芯片)產業,明確指出,要設立新興產業創業創新平臺,在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進,引領未來產業發展。2014年6月,國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》,加快推進我國集成電路產業發展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年,我國芯片設計人員達不到需求的10%,集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求,2001年,教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業,期間,由于專業調整,暫停招生。2012年,電子科學與技術專業恢復本科招生,主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量,提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求,從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。

一、專業課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業基礎課的教學?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課,為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實,將導致學生在學習專業課程時存在較大困難,更甚者將導致其學業荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性,學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水,不可能學得懂。

但國內某些高校將這些課程設置為選修課,開設較少課時量,學生不能全面、深入地學習;有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如,我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程,而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系,前者是后者的基礎,后者是前者理論知識的具體應用。并且,在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上,開設后面的課程,將直接導致學生學不懂,嚴重影響其學習積極性。例如:在某些高校的培養計劃中,沒有開設“半導體物理”,直接開設“晶體管原理”,造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎,很難進入狀態,學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時,如果沒有半導體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關。

3. 課程內容理論性太強,嚴重打擊學生積極性。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強,公式推導較多,并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時,過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導,而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握,使得學生(尤其是數學基礎較差的學生)學習起來很吃力,學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業課程體系改革的主要措施

1“。 4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式:“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”;“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”,實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則,根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識,環環相扣,合理設置各專業課的開課先后順序,形成先專業基礎課,再專業方向課,然后寬口徑專業課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式,也就是三個本科專業

大學一年級、二年級統一開設課程,主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程,重在增強學生的數學、物理等基礎知識,為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始,分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔,大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起,課時量為64學時,由2位教師承擔教學任務,其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識,又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎,為了保證學習的延續性,擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1~12周,而其他3門課程的開課時間從第6周開始,從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外,“集成電路原理與設計”課程設置96學時,由2位教師承擔教學任務。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容,課時量為48學時,開設時間為6~17周;再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容,課時量為48學時,開設時間為8~19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程,并設置其為選修課,這樣設置的目的在于:對于有意向考研的同學,可以減少學習壓力,專心考研;同時,對于要找工作的同學,可以更多了解專業方面知識,為找到好工作提供有力保障。 2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式,專業課程要在大學三年級才能開始開設,時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標,培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才,需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結于電路各性能參數的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中,要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導,側重于對基本原理及特性的物理意義的學習,以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎,因此,在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業方向課程,教師不但要講授集成電路設計方面的知識,也要側重于集成電路設計工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此,在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中,總課時量為48學時不變,理論課由原來的38學時減少至36學時,實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習,留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識,融會貫通,有效地促進教學效果,激發學生的學習興趣。

第8篇：集成電路的設計方法范文

當今世界，計算機的發展已成為領導工業現代化進程的潮頭軍，自1946年世界第一臺電子計算機誕生以來，短短的五十多年間，計算機作為一種現代化的高級工具以驚人的速度迅速地滲透到了社會生活的各個領域，引起了全球的技術革命。計算機技術的飛速發展離不開另一門產業的發展，即集成電路產業。因為集成電路的出現才使計算機擺脫了電子管、晶體管等原材料構件的束縛，逐步走向小型化，輕型化，高智能化，迅速走向了社會，走入了家庭。

集成電路產業的飛速發展，產生了許多新的法律問題，由于傳統知識產權法的局限性以及集成電路及其布圖設計本身存在著的特殊性，集成電路布圖設計的法律保護問題也引起了法學界的極大關注。各國也紛紛就集成電路布圖設計進行立法，以保護此種特殊性質的知識產權不受侵害。

我國早在1991年國務院就已將《半導體集成電路布圖設計保護條例》列入了立法計劃，經過10年的醞釀，我國的《集成電路布圖設計保護條例》終于于2001年3月28日由國務院第36次會議通過，并于2001年10月1日起施行。這是目前我國保護集成電路布圖設計知識產權的一部重要法規。雖然它是一部行政法規，但經過試行一段時間到條件成熟后，將之上升為法律的形式是必然的趨勢。我國采用專門立法的形式保護集成電路布圖設計既尊重了國際知識產權保護的原則，又便于與國際法律接軌，而且這部條例既保護了集成電路布圖設計專有權人的權益，又考慮到了國家和公眾的利益，使技術進步不受到人為的限制。這一條例初步建立了我國集成電路布圖設計的知識產權保護的理論體系，進一步完善了我國的知識產權法律制度。

一、集成電路和布圖設計的概念與特點

集成電路是指半導體集成電路，即以半導體材料為基片，將至少有一個是有源元件的兩個以上元件和部分或者全部互連線路集成在基片之中或基片之上，以執行某種電子功能的中間產品或者最終產品。一塊集成電路通過控制電流在其電路中的流動來實現其功效。在計算機發展的初期，每個電路元件（如晶體管、電阻、電容等）都是用引線同電路中的其它元件相連接的。這種做法須耗費大量的勞動力與工時，且計算機制作成本很高，大量連線的存在使電流的流動距離增長，不僅影響了計算機工作的速度和可靠性，還引起電路功耗的增加，從而帶來電路的散熱以及要求有較高電壓的電源等一系列的問題。這也正是最初計算機體積龐大、耗電量大、速度慢的根本原因。采用集成電路以后，這些問題就得到了解決：由于電路元件及連線實質上已成為一體，作為一塊電路板上的不同元件，它們之間的電流交換速度大大增強，且電路的功耗亦大幅度降低，不僅提高了計算機的性能，還大大降低了計算機的成本。由于生產集成電路的主要原材料硅、鋁、水等一些化合物并不昂貴，但經過加工以后得到的集成電路產品的價值往往可以達到其材料價值的幾十倍，幾百倍甚至上千倍。在其價值成本中，大部分都是知識、技術與信息所增加的附加價值。這種附加價值主要集中在以集成電路為載體而體現出來的人類智慧的結晶-布圖設計的價值上。就象相同的磁帶因為錄制不同的歌曲其價值就會不同一樣，用相同的技術工藝在同樣的芯片上依不同的布圖設計所制作出的集成電路，其價值也是不同的。好的布圖設計制作出的芯片往往能具備更高的性能和工作速度。因此，集成電路的法律保護問題，歸根結底在于對其布圖設計的保護。

對布圖設計，世界各國的稱呼各有不同：美國稱之為掩膜作品，（Mask Work），日本稱之為電路布局（Circuit Layout），歐洲國家采用的是另一個英文單詞Topography（拓樸圖），而世界知識產權組織（WIPO）于1987年2月通過的《關于集成電路知識產權保護條約》（簡稱《WIPO條約》或《華盛頓條約》）中則采用了Layout-design（布圖設計）一詞。這些詞語字面上的表示雖各不相同，但其真正的含義都是相同的，即指集成電路中各種元件的三維配置。許多人認為布圖設計只是一種設計圖，就象建筑工程設計圖一樣。事實上布圖設計與建筑工程設計圖這種一般的二維設計圖是不同的，它是一種有許多不同層面的三維設計，每一層面上又有許多復雜的電路布圖裝置圖，而且最重要的是，真正可以用于實踐的布圖設計是經過了特殊的工藝按實物尺寸復制在玻璃板上，可以直接加工在芯片上的模本，即掩膜版?，F在世界上雖已有一些更先進的模本技術，但是最終布圖設計還是必須做成與集成電路產品實物一般大小的模本，才可算是完成了布圖設計的制作。在生產過程中，這些模本是直接被“做”到產品中去成為產品的一部分，而不是象建筑設計圖那樣本身與實際的建造結果之間并無聯系。一個小小的掩膜作品中所包含的電路設計圖往往可以是幾十張上千張甚至上萬張。設計一組布圖設計，需要付出巨大的創造性勞動，它代表著芯片開發中的主要投資，可占其成本的50%以上。布圖設計作為人類智力勞動的成果，具有知識產權客體的許多共性特征，應當成為知識產權法保護的對象，其特點主要表現在：

（一）無形性。

布圖設計作為一種元件的“三維配置”，這種配置方式本身是無形的、抽象的，是人類智慧的體現，但它可以通過有形的載體表現出來而為人所感知。當它被制作成芯片時，表現為一定的構形；當它被制成掩膜版時，表現為一定的圖形；當它被輸入計算機時，則以一定的數據代碼的方式存儲在磁盤之中。

（二）可復制性。

布圖設計具有可復制性，但其可復制性與一般著作權客體的可復制性不同。當布圖設計的載體為掩膜版時，它以圖形方式存在，這時只要對全套掩膜版加以翻拍，即可復制出全部的布圖設計。當布圖設計以磁盤為載體時，同樣可用通常的拷貝方法復制。當布圖設計的載體為集成電路芯片時，它同樣可以被復制，只是復制過程相對要復雜一些。復制者要先把芯片的塑料或陶瓷外殼打開，利用一臺高分辨率的照相機，把頂上的金屬聯接層照下來，再用酸把這層金屬腐蝕掉，對下面那層半導體材料照相，獲得該層的掩膜作品。照完后利用相同的方法再照下一層，如此一步一步做下去，就可以得到這一芯片的全套掩膜，依靠這套掩膜就可以模仿生產該芯片。這種從集成電路成品著手，利用特殊技術手段了解其布圖設計的方法被稱為“反向工程”方法。這種方法雖需一定的技術要求，但是比起原開發者漫長艱辛的開發過程，其所花費的時間和精力都只是后者的若干分之一。

（三）表現形式的非任意性。

布圖設計是與集成電路的功能相對應的。布圖設計的表現形式要受到電路參數、實物產品尺寸、工藝技術水平、半導體材料結構和雜質分布等技術因素和物理規律的限制，因此開發新的功能相同或相似的集成電路，其布圖設計不得不遵循共同的技術原則和設計原則，有時還要采用相同的線寬，甚至采用相同的電路單元。這就造成了對布圖設計侵權認定難度的加大，有關這一點，筆者將在后文論述。

由以上特點可以看出，布圖設計的無形性是知識產權客體的共性，可復制性是著作權客體的一個必要特征，表現形式的非任意性則是工業產權客體的特性，因此，布圖設計成為了一種兼有著作權和工業產權客體雙重屬性的特殊知識產權客體，很難在傳統的知識產權法律保護體系中得到完善的保護。因此要想求取良好適當的法律保護模式，就必須突破傳統的界限。針對布圖設計自身的特征，制定出專門的單行法律加以保護，這是世界上大多數國家的共識。我國也正是采用了此種立法方式。

二、我國集成電路布圖設計知識產權保護的理論體系

我國集成電路布圖設計的知識產權保護體系是在傳統知識產權法理論的基礎上，借鑒國外的一些理論和實踐建立起來的。這一理論體系的核心概念即布圖設計專有權。

（一）布圖設計專有權的概念和要素

1、概念

布圖設計專有權就是布圖設計的創作人或者其他權利人對布圖設計所享有的權利，具體來說，就是指國家依據有關集成電路的法律規定，對于符合一定手續和條件的布圖設計，授予其創作人或其他人在一定期間內對布圖設計進行復制和商業利用的權利。布圖設計專有權作為一種獨立的知識產權，既不屬于專利權，也不屬于著作權。而且，布圖設計專有權是以布圖設計為權利客體的，權利人對與布圖設計有關的集成電路或其中所含的信息并不享有權利。

2、要素

布圖設計專有權的要素包括三個，即布圖設計專有權的主體、客體和內容。

（1）布圖設計專有權的主體。

布圖設計專有權的主體，即布圖設計權利人，是指依照集成電路布圖設計保護法的規定，對布圖設計享有專有權的自然人、法人或其他組織。根據我國《集成電路布圖設計保護條例》的規定，能夠享有布圖設計專有權的人主要有以下幾類：

①布圖設計創作者或合作創作者

布圖設計的創作者或合作創作者即以自己的智力勞動單獨或共同完成布圖設計的人。由于布圖設計的各個部分是密不可分的，具有整體性，缺少任何一部分布圖設計都將無法完成預先希望達到的功能，因此，由多人共同創作完成的布圖設計其權利只能作為一個整體由各創作人共同享有，即使各創作人所創作的部分能夠與他人的部分相區分，他也不可能就這一部分設計單獨享有權利。但是法律允許合作者就布圖設計專有權的歸屬作出約定。

②主持創作布圖設計的法人或組織

根據我國《集成電路布圖設計保護條例》第9條第二款的規定：“由法人或者其他組織主持，依據法人或者其他組織的意志而創作，并由法人或者其他組織承擔責任的布圖設計，該法人或者其他組織是創作者?！庇煞ㄈ嘶蚪M織主持創作的布圖設計類似于版權法中的職務作品，其權利不由直接完成創作的人享有而由有關的單位享有。

③經約定可以享有權利的委托人

對于委托創作布圖設計的情形，我國的規定是：“受委托創作的布圖設計，其專有權的歸屬由委托人和受托人雙方約定，未作約定或者約定不明的其專有權由受托人享有?！彼砸蚴芪卸瓿傻牟紙D設計的專有權歸屬，首先依委托人與受托人的約定，雙方未約定或約定不明的，由受托人也就是直接完成創作行為的人享有布圖設計專有權。

④以上主體的權利繼受人

布圖設計權利人是自然人的，自然死亡之后，其專有權在法律規定的保護期內可依照繼承法的規定轉移。布圖設計專有權屬于法人或者其他組織的，法人或者其他組織變更、終止后，其專有權在法律規定的保護期內由承繼其權利、義務的法人或者其他組織享有，沒有承繼其權利、義務的法人或者其他組織的，則布圖設計進入公有領域。

另外，我國法律還規定外國人創作的布圖設計首先在中國境內投入商業利用的，依照我國的法律可享有布圖設計專有權。外國人創作的布圖設計其他作者所屬國同中國簽訂有關布圖設計保護協議或與中國共同參加有關布圖設計保護的國際條約的，也可依我國法享有布圖設計專有權。

（2）布圖設計專有權的客體。

《集成電路布圖設計保護條例》中規定，布圖設計專有權的客體是具有獨創性的布圖設計。這一規定與《WIPO條約》①中的規定是一致的，我國已是該條約的正式簽字國。布圖設計的獨創性是指該布圖設計是創作者自己的智力勞動成果，并且在其創作時該布圖設計在布圖設計創作者和集成電路制造者中不是公認的常規設計。但如由常規設計組成的布圖設計，其組合作為整體符合前述條件的，也是受到保護的客體。這一規定是為保護集成電路進一步發展而作的特別規定。我國法對布圖設計的保護，不延及思想、處理過程、操作方法或者數學概念等。具體來說，一項布圖設計要取得專有權，必須具備以下的條件：

①實質要件：申請保護的布圖設計必須具有原創性。

具有原創性包括兩層含義，一是指該布圖設計必須是創作人自己智力勞動的成果，而非簡單復制他人的布圖設計。二是指該布圖設計應具備一定的先進性，即它在創作完成時不能是當時集成電路產業中常用的，顯而易見的或為人所熟知的。

對原創性的規定，大多數國家都大致相同，《WIPO條約》中對此亦作出了詳細的規定，我國作為集成電路技術較為落后的發展中國家，作出這樣的規定有利于鼓勵有關技術人員的積極性和主動性，以促進集成電路產業的發展。

②形式要件：即取得保護的布圖設計在形式上必須具備的條件。

我國以登記作為布圖設計取得權利保護的形式要件。

我國已規定了一套類似計算機軟件版權登記的布圖設計權登記制度。如果不進行登記，權利人將很難證明其布圖設計在創作完成時是非顯而易見的，因為布圖設計的發展十分迅速，等到侵權糾紛出現時，舉證已相當困難，建立一套登記制度即可在很大程度上解決這一難題。

（3）布圖設計專有權的內容

布圖設計專有權的內容即指布圖設計專有權的具體權能。根據《集成電路布圖設計保護條例》的規定，我國的布圖設計專有權的權能主要包括：

①復制權，即權利人有權通過光學的、電子學的方式或其他方式來復制其受保護的布圖設計或者含有該布圖設計的集成電路。這種復制（reproduce）與版權法中的復制（copy）是不同的，它必須通過特殊的方法實現，實際上是一種重新制作。所以，我國《條例》中明確規定：“復制，是指重復制作布圖設計或者含有該布圖設計的集成電路的行為?！?/p>

②商業利用權，即布圖設計權人享有的將受保護布圖設計以及含有該受保護的布圖設計的集成電路或含此種集成電路的產品進行商業利用的權利。各國立法對此權利內容的規定不完全相同，但一般都包括出售權、出租權、展覽陳列權以及為商業目的或其他方式的利用而進口的權利等。我國法所規定的商業利用，是指為商業目的進口、銷售或者以其他方式提供受保護的布圖設計，含有該布圖設計的集成電路或者含有該集成電路的物品的行為。

值得注意的是，從各國現有的集成電路法規定看，布圖設計權均不包括任何精神權利，且布圖設計權不影響權利人根據其他法律而對布圖設計所享有的權利。

（二）布圖設計專有權的權利限制

作為一種知識產權，和專利權及版權一樣，布圖設計權的行使也存在一定的限制。從各國立法的情況來看，對布圖設計權利的限制主要有以下幾種：

1.合理使用。這與版權中的合理使用相類似，主要包括為個人目的而復制或利用和為教學研究而復制或利用。

2.合理的反向工程。反向工程是現代集成電路工業發展的主要手段之一，但是反向工程也具有一定的特殊性，因為在復制他人布圖設計時也可能會用到反向工程的技術，以科學研究為目的的反向工程是合法的，而單純為獲取他人布圖設計而進行的反向工程則是非法的，這又涉及到一個侵權認定的問題。

3.權利窮竭。布圖設計權人或經其受權的人將受保護的布圖設計或含有該布圖設計的集成電路產品投入市場以后，對與該布圖設計或該集成電路產品有關的任何商業利用行為，不再享有權利。

4.善意買主。即基于善意，不知道有關半導體芯片產品的保護的存在而購買了該半導體芯片產品的人。這些人的行為是不能構成布圖設計侵權的。

5.強制許可。即在一定條件下，一國政府可以不經布圖設計權利人的同意強制作可他人或有關的組織使用其布圖設計。這一做法主要由一些發展中國家采用，一些發達國家如美國對此持反對意見。《WIPO條約》對強制許可采取了肯定的態度，允許締約各國根據自己實際情況在法律上規定強制許可制度。

根據我國《集成電路布圖設計條例》第四章的規定，我國對布圖設計專有權行使的限制主要體現在以下這幾個方面：

（1）為個人目的或者單純為評價、分析、研究、教學等目的而復制受保護的布圖設計的。

（2）在依據前項評價、分析受保護的布圖設計的基礎上，創作出具有獨創性的布圖設計的。

（3）對自己獨立創作的與他人相同的布圖設計進行復制或者將其投入商業利用的。

（4）受保護的布圖設計、含有該布圖設計的集成電路或者含有該集成電路的物品，由布圖設計權利人或者經其許可投放市場后，他人再次商業利用的。

（5）在國家出現緊急狀態或者非常情況時，或者為了公共利益的目的，或者經人民法院、不正當競爭行為監督檢查部門依法認定布圖設計權利人有不正當競爭行為而需要給予補救時，國務院知識產權行政部門可以給予使用其布圖設計的非自愿許可。但是取得非自愿許可的自然人，法人或其他組織應向布圖設計權利人支付合理的報酬，其數額由雙方協商；雙方不能達成協議的，由國務院知識產權行政部門裁決。

由以上這些規定可以看出，我國基本上采用了與《WIPO條約》相似的規定，這有利于我國的集成電路布圖設計與國際法律規定的接軌。

（三）布圖設計侵權及其認定

所謂布圖設計侵權，即指侵犯了布圖設計權利人的權利，依法應承擔法律責任的行為。它主要包括非法復制與非法進行商業利用兩種。其中非法進行商業利用的行為比較容易認定，也易取證，但對非法復制的認定卻存在一定的難度。非法復制主要有兩種：

1.完全復制，即將原布圖設計原封不動照搬下來。這種情況比較好認定，因為開發一種布圖設計是一項艱巨復雜的腦力勞動，兩個相互獨立的開發人在互不接觸的情況下獨立開發的兩種功能相同的布圖設計，雖然在電路原理上有可能相似，但是表現在掩膜版上的具體元件布置、連線等布局完全一模一樣的可能性幾乎為零，因此在實踐中如發現兩種完全一樣的布圖設計，那么必定是后一布圖設計人復制了前一設計人的布圖設計，舉證責任主要集中在開發時間先后上，如果規定有布圖設計的登記制度，這就比較容易認定。

2.部分復制，即仿制，這是目前存在的布圖設計侵權行為中占比重最大，而且也是最難認定的一種侵權行為。它之所以難以認定的主要原因是布圖設計中有許多共同遵循的基本電路原理和技術原則，再加上新舊布圖設計之間需有兼容性的要求，在功能相類似的布圖設計中不可避免地會有一些相同或相似的地方。因此許多布圖設計侵權人在獲取他人布圖設計作品以后，將一些無關緊要的元件位置作一定的改動，在電路設計連線上再作一些調整，就會使新的布局與原有的布局很不相同，尤其在制作成集成電路產品以后，肉眼無法觀察，必須借助機器進行復雜的技術處理后才能認定，這就更增加了對此種侵權行為認定的難度。

筆者認為，在認定這種侵權行為時必須抓住兩個關鍵：一是兩種布圖設計是否實質相似，二是另一布圖設計創作人是否曾接觸過受保護的布圖設計。確定了這兩點，侵權的判定即可成立。對是否實質相似的認定，主要可從兩個方面著手：（1）從設計組成上看，首先在量上確定，兩種布圖設計相同的部分有多少，占全部布圖設計的比重有多大，一般而言，相同的越多，是復制的可能性就越大，另外在質上可考察相同的部分在整個設計中所起的作用是否相同，如果起的都是核心的作用，那么就很容易構成實質相似。（2）從功能上看，兩種布圖設計的功能是否相同是二者是否實質相似的根本要件，如果兩種功能完全不同的布圖設計，即使其元件布局、線路布置絕大部分相同，也不可能構成實質相似。抓住了這兩個關鍵，對于仿制的侵權認定就相對容易了。

總之，我國的《集成電路布圖設計條例》已初步建立了我國的集成電路布圖設計的知識產權保護理論體系，對布圖設計侵權作了規定，并且規定了侵權人應當承擔的法律責任。但我們仍需要在今后的布圖設計權利保護實踐中進一步改善我國的保護制度，使布圖設計專有權的保護更全面更完善，從而促進我國集成電路產業的進一步發展。

[注   釋]：

①即《關于集成電路的知識產權條約》（Treaty on the Intellectual Property in Respect of Integrated Circuits），是世界知識產權組織（WIPO）于1989年5月在華盛頓通過的一部國際條約，簡稱《WIPO條約》?，F在已在這個條約上簽字的國家有埃及、加納、利比里亞、危地馬拉、南斯拉夫、贊比亞、印度和中國等。

[參考書目]

1. 鄭成思著《計算機軟件與數據的法律保護》，法律出版社，1987版。

2. 鄭成思著，《信息、新興技術與知識產權》，中國人大出版社，1986版。

3. 英明初著，《計算機軟件的版權保護》，北京大學出版社，1991年8月版。

4. 唐光良、董炳和、劉廣三著，《計算機法》，中國社會科學出版社，1993年11月版。

5. 劉江彬著，《計算機法律概論》，北京大學出版社，1992年7月版。

6. 趙震江主編，《科技法學》，北京大學出版社，1991版。

第9篇：集成電路的設計方法范文

一、原有的電視機教學體系和它面臨的困境：

原有的電視機教學體系的基本特征是：以中、大規模集成電路元件的典型電視機電路的分析為主線，講授電視機的基本工作原理和主要維修技術。在我們國家，這一教學體系的形成大約是在80年代末期，它適應了電視機生產發展的需要，對繁榮經濟，發展生產起到了良好的推動作用。我們可以簡述它的形成過程：由于中、大規模集成電路元件的典型電視機電路發展的需要，四機部于86年集中了許多工廠、科研、院校的研究人員，組成了“中、大規模集成電路元件的典型電視機聯合設計組”，對中、大規模集成電路元件的典型電視機的基本理論，電路設計、工程計算等進行了系統的研究，編寫了52萬多字的教材《集成電路電視接收機原理與維修》上、下冊，及大量的技術資料，對隨后的許多高職、中專、技校、職高教材等產生了較大的影響，經了十多年的效學實踐，深受廣大教師、“學生的歡迎。于是有人得出了這樣的結論：“在了解彩色電視機的原理和掌握基本的維修方法上，除了深入研究中、大規模集成電路元件構成的電路外，還沒有其它更好的方法?！?/p>

我們在為出版社編寫高職教材時統一了一個觀點，原理課教材的編寫各章內容按照適合各種機型的框架結構編寫，只是在列舉實際電路分析時，只對一種具體的典型機為例進行分析。但是，當我們用這一編寫原則來編寫彩色電視機維修技術時，卻發現這一原則很難實現，因為維修技術的教材必須充分考慮它的實用性和對學生進行維修技能訓練時的現實可能性，也就是說：它不能脫離現實太遠，要用中、大規模集成電路元件的彩色電視機進行維修技能的訓練很困難，因為中、大規模集成電路電視機很多廠家都不生產了。目前在市面上最多的是二片機或單片機。我們越是認真研究市場上的產品和工廠中正在生產的產品，就越是感覺到我們現有的許多彩電教材的內容陳舊，機型過時，或者可以這樣說：為了適應市場竟爭的需要，為了能夠使我們的國產彩色電視機能夠站立在更高的水平，我們的生產廠已大量引進具有現代先進水平的新技術、新工藝、新配件、新線路。使彩電國產化出現了高起點，大跨度的形勢。但是，我們的許多教材由于受到各種條件的限制，沒有能夠實現“大跨度”，起點不高、面容不新，這就勢必要出現理論脫離實際，教學內容脫離生產現狀的情況，它會大大影響我們高職學校中電視機教學的效果。

基于以上的考慮，我們不得不在《電視機維修技術》寫到：“彩色電視機的電路同樣經歷了電子管電路，晶體管電路和集成電路這樣三個發展階段。由于現階段生產的彩色電視機均采用超大規模集成電路，因此我們將其作為學習的重點，對于中、大規模集成電路元件的電視機電路的彩色電視機則不再進行討論。”而且在第一、二節中討論了集成電路國產化彩電的電路分布情況及發展趨勢，根據發展趨勢來安排維修技術的教學。

二、建立新的電視機教學體系的必要性

我對教材的這種處理方法只能解決局部的問題，不能解決電視機教學中飽根本問題，因為這種處理方法會造成原理課教材與維修技術課教材的不配套，另一個以集成電路為主線，這樣會增加學生的學習負擔，我認為要解決根本問題，需要重新設計整個電視機的教學體系，更新教學內容和教學方法，既然以中、大規模集成電路元件的電視機電路為主線無法解決彩電教學中的問題，為什么不可以以超大規模集成電路為主線來設計整個電視機的教學體系呢?！俺林蹅扰锨Х^，病樹前頭萬木春?！奔热浑娨暀C生產整個都更新換代了，為什么電視機的教學體系不能更新換代呢？教學必須為經濟和生產的發展服務汕而是讓經濟和生產的發展為教學服務，面對電視機生產將最終走向超大規模集成化這一現實，我們有必要站在集成化的高度上來考慮整個電視機教學體系的教學內容和教學方法。

三、建立電視機新教學體系的可行性：

1．生產體系相對穩定，技術資料逐步齊全

（1）如果在前幾年來考慮這個問題，為時過早，條件還不大成熟，超大規模集成電路彩電國產化正在研究和試生產階段，許多技術資料是保密的，最近，國產化超大規模集成電路彩電的生產日趨成熟，資料陸續公開，根據這些資料我們編輯出版了與電視機原理與維修配套的《電視機維修技能訓練》一書，共計42萬字，對配套件作了詳細介紹，2010年上半年由化工出版社出版發行。這一切為高職電子專業的學生進行電視機實訓創造了良好條件。

（2）關于超大規模集成電路電視機的原理，調試，維修等資料也出版得很多了，這樣就有利于我們將它與彩色合在一起來考慮它他教學的分工與配合，分散教學難點，降低學生的負擔。

2．高職 發展十幾年來，有了一定的教學經驗，辦學條件也在逐步改善，原有的電視觀教學體系，基本上是大學、中專的電視機教學體系的縮影，給高職的電視機教學帶來了一定的困難。我們希望建立的是能夠適應高職特點的、科學的、理論與實踐課配套成龍的教材，這就需要我們充分了解高職學生，熟悉高職的辦學條件，對實踐性教學方案的實施可能性作出實事求是的估計，現在這些條件是完全能夠逐步具備，因為我們已經有了十幾年的教學經驗。

理想是美好的，但要實現這些美好的理想還有許多艱苦的路要走。也許我們會摔倒，甚至會碰得頭破血流，但只要我們不躺下，堅持不懈地走下去，我們總可以從沒有路的地方走出一條路來。新的教學體系可能會在經歷若干次的失敗，但它最終會建立起一個新的教學體系。