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集成电路设计产业分析十篇万博体育app

2024-01-16 12:40:26

  万博体育官网2016年以来,全球经济增速持续放缓,传统PC业务需求进一步萎缩,智能终端市场的需求逐步减弱。美国半导体行业协会数据显示,同年1~6月全球半导体市场销售规模依旧呈现下滑态势,销售额为1,574亿美元,同比下降5.8%。国内,经过国家集成电路产业投资基金实施的《国家集成电路产业发展推进纲要》将近两年的推动,适应集成电路产业发展的政策环境和投融资环境基本形成,我国的集成电路产业继续保持高位趋稳、稳中有进的发展态势。据中国半导体行业协会统计,2016年1~6月全行业实现销售额为1,847.1亿元,同比增长16.1%,其中,集成电路设计行业继续保持较快增速,销售额为685.5亿元,同比增长24.6%,制造业销售额为454.8亿元,同比增长14.8%,封装测试业销售额为706.8亿元,同比增长9.5%。国务院在2000年就开始下发文件鼓励软件和集成电路企业发展,从政策法规方面,鼓励资金、人才等资源向集成电路企业倾斜;2010年和2012年更是联合国家税务总局下发文件对集成电路企业进行税收优惠激励。2013年国家发改委等五部门联合下发发改高技[2013]234号文,凡是符合认定的集成电路设计企业均可以享受10%的所得税优惠政策。近年来又通过各个部委、省、市和集成电路产业投资基金对国内的集成电路设计企业进行大幅度的、多项目的资金扶持,以期能缩短与发达国家的差距。因此,对于这样一个高投入、高技术、高速发展的产业,国家又大力以项目扶持的产业,做好项目的成本管理非常必要。

  对项目的成本管理一般分为以下几个环节:(一)项目成本预测。成本预测是指通过分析项目进展中的各个环节的信息和项目进展具体情况,并结合企业自身管理水平,通过一定的成本预测方法,对项目开展过程中所需要发生的成本费用及在项目进展过程中可能发生的合理趋势和相关的成本费用作出科学合理的测算、分析和预测的过程。对项目的成本预测主要发生在项目立项申请阶段,成本预测的全面准确对项目的进展具有重要作用,是开展项目成本管理的起点。(二)项目成本计划。成本计划是指在项目进展过程中对所需发生的成本费用进行计划、分析,并提出降低成本费用的措施和具体的可行方案。通过对项目的成本计划,可以把项目的成本费用进行分解,将成本费用具体落实到项目的各个环节和实施的具体步骤。成本计划要在项目开展前就需要完成,并根据项目的进展情况,实施调节成本计划,逐步完善。(三)项目成本控制。成本控制是指在项目开展过程中对项目所需耗用的各项成本费用按照项目的成本计划进行适当的监督、控制和调节,及时预防、发现和调整项目进行过程中出现的成本费用偏差,把项目的各项成本费用控制在既定的项目成本计划范围内。成本控制是对整个项目全程的管控,需要具体到每个项目环节,根据成本计划,把项目成本费用降到最低,并不断改进成本计划,以最低的费用支出完成整个项目,达到项目的既定成果。(四)项目成本核算。成本核算是指在项目开展过程中,整理各项项目的实际成本费用支出,并按照项目立项书的要求进行费用的分类归集,然后与项目成本计划中的各项计划成本进行比对,找出差异的部分。项目的成本核算是进行项目成本分析和成本考核的基础。(五)项目成本分析。成本分析是指在完成成本核算的基础上,对整个完工项目进行各项具体的成本费用分析,并与项目成本计划进行差异比对,找出影响成本费用波动的原因和影响因素。成本分析是通过全面分析项目的成本费用,研究成本波动的因素和规律,并根据分析探寻降低成本费用的方法和途径,为新项目的成本管理提供有效的保证。(六)项目成本考核。成本考核是指在项目完成后,项目验收考核小组根据项目立项书的要求对整个项目的成本费用及降低成本费用的实际指标与项目的成本计划控制目标进行比对和差异考核,以此来综合评定项目的进展情况和最终成果。

  集成电路设计企业是一个新型行业的研发设计企业,跟常规企业的工作流程有很大区别集成电路设计企业项目组在收到客户的产品设计要求后,根据产品需求进行IC设计和绘图,设计过程中需要选择相应的晶圆材料,以便满足设计需求。设计完成后需要把设计图纸制造成光刻掩膜版作为芯片生产的母版,在IC生产环节,通过光刻掩膜版在晶圆上生产出所设计的芯片产品。生产完成后进入下一环节封装,由专业的封装企业对所生产的芯片进行封装,然后测试相关芯片产品的参数和性能是否达到设计要求,初步测试完成后,把芯片产品返回集成电路设计企业,由设计企业按照相关标准进行出厂前的测试和检验,最后合格的芯片才是项目所要达到成果。对于集成电路设计企业来说,整个集成电路的设计和生产流程都需要全方位介入,每个环节都要跟踪,以便设计的产品能符合要求,一旦一个环节出了问题,例如合格率下降、封装不符合要求等,设计的芯片可能要全部报废,无法返工处理,这将会对集成电路设计企业带来很大损失。因此,对集成电路设计企业的项目成本管理尤为重要。

  根据项目管理的基本流程,需要在IC项目的启动初期,进行IC项目的成本预测,该成本预测需要兼顾到IC产品的每个生产环节,由于IC的生产环节无法返工处理,因此在成本预测时需要考虑失败的情况,这将加大项目的成本费用。根据成本预测作出项目的成本计划,由项目组按照项目成本计划对项目的各个环节进行成本管控,一旦发现有超过预期的成本费用支出,需要及时调整成本计划,并及时对超支的部分进行分析,降低成本费用的发生,使项目回归到正常的轨道上来。成本控制需要考虑到IC的每个环节,从晶圆到制造、封装、测试。项目成本核算是一个比较艰巨的工作。成本核算人员需要根据项目立项书的要求,对项目开展过程中发生的一切成本费用都需要进行分类归集。由于IC产品的特殊性,产品从材料到生产、封装、测试,最后回到集成电路设计企业都是在第三方厂商进行,每一个环节的成本费用无法及时掌握,IC产品又有其特殊性,每种产品在生产过程中,不仅依赖于设计图纸,而且依赖于代工的工艺水平,每个批次的合格率并不尽相同,其成品率通常只有在该种产品的所有生产批次全部回到设计企业并通过质量的合格测试入库后时才能准确得出。然而,设计企业的产品并不是一次性全部生产出来,一般需要若干个批次,因此在IC制造阶段无法准确知道晶圆上芯片的准确数量,只能根据IC生产企业提供的IC产品数量进行预估核算,在后面的封装和测试环节,依然无法准确获得IC产品的准确数量。在IC产品完全封装测试返回设计企业后,才能在专业的设备下进行IC产品数量的最终确定,然而项目核算需要核算每一个环节的成本。因此,核算人员需要根据IC产品的特点或者前期的IC产品进行数量的估算进行核算,待项目完成后再进行差异调整。在成本费用的分类和核算上,如果有国家拨款的项目,需要对项目所使用的固定资产进行固定资产的专项辅助核算,在专项核算中需要列明购买固定资产的名称、型号、数量、生产厂商、合同号、号、凭证号等,登记好项目所用的固定资产台账,以便在项目完工后,项目验收能如期顺利通过。项目成本分析和项目成本考核是属于项目管理完工阶段需要做的工作,根据整个项目进展中发生的成本费用明细单,与成本计划进行分类比对和分析,更好地对整个项目进行价值评定,找出差异所在,确定发生波动的原因,以便对项目的投资收益进行准确的判断,确定项目和项目组人员的最终成果。

  项目成本管理是集成电路设计企业非常重要的一项经济效益指标;而集成电路设计行业是一个技术发展、技术更新非常迅速的行业,IC设计企业要在这个竞争非常激烈的行业站住脚跟或者有更好的发展,就必须紧密把握市场变化趋势,不断地进行技术创新、改进技术或工艺,及时调整市场需求的产品设计方向,持续不断地通过科学合理的成本控制方法,从技术上和成本上建立竞争优势;同时,充分利用国家对于集成电路产业的优惠政策,特别是对集成电路设计企业的优惠政策,加大对重大项目和新兴产业IC芯片应用的研发和投资力度;合理利用中国高等院校、科研院所在集成电路、电子信息领域的研究资源和技术,实现产学研相结合的发展思路,缩短项目的研发周期;通过各种途径加强企业的项目成本控制,来提高中国IC设计企业整体竞争实力,缩短与国际厂商的差距。

  作者简介:陈丽茹(1962-),女,辽宁开原人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授;刘莲秋(1964-),女,辽宁盖州人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授。(黑龙江哈尔滨150030)

  随着我国科技和经济的迅猛发展,社会对人才的需求正在发生着深刻的变化,教育行业受到各方面的重视。在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下,高等职业技术学院以服务为宗旨,以就业为导向,以培养高级应用型、技艺型人才为目标。这类人才主要是在不同行业、企业的工作和生产过程中负责管理、监督、检测、分析、技术服务等几项工作。因此,高等职业技术学院正进行较大规模的专业建设和课程改革,要求高职专业的学生除了具备必要的基础理论、专业技术知识外,还必须具有解决工作生产中实际问题的能力,以适应今后的工作。

  “电子技术”分为模拟电子和数字电子两大部分,在教学中从职业岗位工作任务分析着手以掌握知识和技能为根本、以工作方向为培养目标、以工作过程为导向,强调把完整的工作过程及其操作要求作为课程内容。当工作过程导向课程运用项目载体设计学习情境时,这一工作过程实际上就成了完成具体项目的自始至终的步骤。通过课程分析和知识、能力、素质分析,打破传统的教学模式,构建了“以工作任务为中心、以课程项目为主体的教学方法”。在教学中掌握课程技术原理及应用方面知识体系的完整性是非常重要的,使学生在完整的工作过程中培养应对复杂技术情境的能力。在教学中以典型电子电路制作的工作任务为中心,以多模块应用为切入点,引入对学生创新能力的培养,让学生在具体应用电路的制作过程中开发创新思维,完成相应工作任务,并构建相关的理论知识,发展职业能力。

  模拟电子技术是研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。

  (1)知识重点:半导体基础知识;半导体二极管外部特性;晶体三极管外部特性。(2)知识难点:半导体PN结。(3)教学方式:从半导体PN结入手,简单介绍半导体的基本结构与工作原理。结合实践教学,重点掌握半导体的外部特性。(4)技能要求:二极管与三极管的简易测试。

  (1)知识重点:放大电路的基本组成;放大电路的分析;多级放大电路的极间耦合;负反馈对放大电路的性能的影响。(2)知识难点:放大电路的分析;放大电路的负反馈。(3)教学方式:从基本放大电路入手,介绍放大电路的静态与动态分析、多级放大、电路反馈;结合实践教学,重点掌握放大器的外部特性。(4)技能要求:放大电路静态工作点的调整与动态参数测试。

  (1)知识重点:集成运放的结构和特点;基本运算电路;集成运放的线)知识难点:集成运放的线)教学方式:从理论集成运放条件入手,掌握各基本运算电路和电压比较器的功能;结合实践教学,重点掌握集成运放的外部特性。(4)技能要求:电路的调整与测试。

  (1)知识重点:整流与滤波电路;稳压电路;开关电源。(2)知识难点:开关电源。(3)教学方式:从二极管整流特性、电容器充放电入手,讲解整流、滤波电路;稳压电源重点讲授集成稳压电路和开关电源。(4)技能要求:电路的调整与测试。

  数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。

  (1)知识重点:数字脉冲信号;二进制与8421BCD码;基本函数与逻辑运算;逻辑函数的化简和变换。(2)知识难点:逻辑函数的化简和变换。(3)教学方式:从二进制与逻辑函数基本规则入手,学习逻辑运算规则、逻辑函数化简与变换。(4)技能要求:逻辑函数的化简和变换。

  (1)知识重点:基本逻辑符号及意义;门电路的逻辑功能和基本特性;组合逻辑电路的分析常用组合逻辑电路的逻辑功能。(2)知识难点:基本逻辑符号及意义;组合逻辑电路。(3)教学方式:从基本原理与逻辑符号读解入手,重点介绍电路的逻辑功能与外部特性。(4)技能要求:基本逻辑符号读图;门电路和组合逻辑电路。

  (1)知识重点:各类触发器的逻辑功能;触发器限定符号及其意义。(2)知识难点:触发器之间的转换关系。(3)教学方式:借助限定符号意义读解,帮助理解各种触发器的逻辑功能与控制方式;结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:触发器的逻辑功能测试。

  (1)知识重点:时序逻辑电路的特点;时序逻辑电路的限定符号及其意义;寄存器;集成计数器应用。(2)知识难点:集成计数器应用;限定符号及其意义。(3)教学方式:从触发器入手,由D触发器构成寄存器;由T和T触发器分别构成同步和异步二进制计数器。借助限定符号的意义来理解时序逻辑电路的逻辑功能。结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:常用的相关集成电路的应用。

  (1)知识重点:555定时器;多谐振荡器与单稳态电路;施密特触发器;石英晶体振荡器。(2)知识难点:555定时器;多谐振荡器。(3)教学方式:以555定时器为重点,介绍多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的功能。重点掌握电路的外特性。石英晶体振荡器从阻抗频率特性入手。(4)技能要求:常用的相关电路的应用入手。

  电子电路组装、测量与调试在电子工程技术中占有重要的地位,任何一个电子产品都是由设计焊接组装调试形成的,焊接是保证电子产品质量和可靠性最基本环节,调试是保证电子产品正常工作的最关键环节。

  (1)知识重点:双踪示波器;半导体管特性图示仪;毫伏表;信号发生器;集成电路测试仪。(2)知识难点:双踪示波器;半导体管特性图示仪。(3)教学方式:重点讲授电子仪器的操作和使用方法。(4)技能要求:仪器的基本操作方法;半导体特性测量。

  (1)知识重点:电子无源元器件;电子有源元器件;表面安装元器件。(2)知识难点:表面安装元器件。(3)教学方式:重点讲授各种电子元器件的识别与选用方法。(4)技能要求:元器件的识别与选用方法、常用数字集成电路测试。

  (1)知识重点:装配、焊接工艺;电路测试与测量。(2)知识难点:电路测试。(3)教学方式:介绍电路装配工艺,分析电路测试与测量基本方法,结合实训进行教学。(4)技能要求:电路装配、测试与测量。

  电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场。设计人员利用计算机及其软件的强大功能,在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验,从而得到准确的结果,然后再付诸生产,极大地减少了实验周期和试制成本,提高了生产效率和经济效益,受到了电子生产厂家的一致欢迎。现在,电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术,因此为了确保电路设计的成功,消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷,就必须在设计流程的每个阶段进行周密地计划与评价。电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法,能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前,找出问题所在。

  模块:电子电路仿线)知识重点:Multisim平台的使用;Multisim在电子仿线)知识难点:Multisim软件的使用。(3)教学方式:从电子实验实例入手,学习Multisim软件的使用,在学会使用的基础上,结合电子知识,完成电子实验的仿线)技能要求:用Multisim进行电子仿真的方法。

  通过有源多媒体音箱的设计、制作及测试,掌握电子产品的设计流程及注意事项,学会元器件的特性测试和电路组装、测试,熟悉电子产品组装的工艺要求及生产过程。

  (1)通过让学生利用图书馆、上网等手段查阅相关资料,在教师指导下对有源多媒体音箱进行设计,掌握电子产品的设计流程及注意事项。

  (2)在校内生产线的工作岗位上,根据所设计电路选择元器件,进行元器件的性能、参数测试。规划电路板,进行元器件的布局和印制电路板的制作。完成各部分电路的焊接、组装,对已经组装的电子产品进行参数测试及调试,使其达到设计要求。

  (1)理论知识。元器件的识别、测试方法;印制电路板的制作,元器件的布局;焊接工艺、电路调试方法;产品说明书的撰写。

  (2)实践知识。元器件的选择、测试;印制电路板的规划和制作;元器件的焊接、组装;电路的调试及参数测试;实践测试报告的编写。

  “电子技术”课程的教学改革就是以职业为导向,以提高学生就业竞争能力为目的,以市场需求为运作平台。因此应将该课程实训的内容和电子元器件及电路的研发实验、生产流程与企业结合到一起,通过校企合作,学生以一个普通职业人的身份,真正达到工学结合的课程改革。

  构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据,以素质培养为基础,以技术应用能力为核心,构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式,将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一,环环相扣,充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想,努力为社会培养优秀高端技能型人才。

  1.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求,了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出,培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业,建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群),建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引,建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群,形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元,成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝,未来几年IT人才需求在20万以上,而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右,远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明,近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才,学生在校学非所用,用非所学,实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。

  2.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础,主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析,整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程,按照人的职业能力的形成规律进行序列化,从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识,并以工作任务为核心,组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系,按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程,形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。

  3.形成专业定位,确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程:集成电路设计—裸芯片精细加工^封装测试—芯片应用—PCB设计制造,充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题,形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位,确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业,满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术,又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务,并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。

  对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务—学校专家归并行动领域—微电子行业专家论证行动领域—学校专家开发学习领域—校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”,实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法,实现典型工作任务到行动领域转换,通过工作过程分析法,实现从行动领域到学习领域转换,通过工作任务还原法,实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”,构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容,获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。

  1.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质,是以工作过程为参照物,将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合,在陈述性知识总量没有变化的情况下,增加经验以及策略方面的“过程性知识”3]。对典型工作任务进行归纳,确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域,即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。

  2.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程,它是职业工作中同类工作任务的归类,能表现出职业工作的内容和形式,并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员,与学院的微电子技术专业教师一起,召开课程开发座谈会,进行微电子技术课程体系开发:以“集成电路(版图)设计—晶圆制造—封装测试—表面贴装”工作过程为主线,与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位,得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。

  3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系,按照以工作过程为导向,进行课程的解构与重构,将6个行动领域转换为9个学习领域,即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求,重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期:电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期:集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。

  4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计,由教师根据学校教学计划,结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长,由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学,从而促进学生对职业实践的整体性把握4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为:①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境:N/PM0S晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境:集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境:DP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境:SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境:单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境:收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境:编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境““跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境:课程概述、基于QualusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于QuarusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。

  在教学实施上,重点是加强教师执教能力:教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生,学生可以根据自己的兴趣爱好,在教师的指导下,充分利用各种资源,相互协作开展对某一问题的学习探讨,从而获得新知识,得到探索的体验及情感,促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践,课程教学效果得到显著提高,学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高,“双证书”提高到100%,专业对口率从原来的48%上升到92%,用人单位满意度达90%以上。

  程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系,跟随产业的发展,调整专业的课程设置,符合职业岗位要求,学生技能显著提升,同时结合我院的办学特色,努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。

  [4]姜大源,吴全全当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.

  集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和的新战略性产业,是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。

  信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而,目前很多应届毕业生实践技能较弱,走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够,技能培养目标和内容不明确,导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。

  集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科,工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识,以及集成电路制造的整个工艺流程,掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法,掌握常用集成电路设计软件工具,具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力,能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。

  根据集成电路专业人才的培养目标,我们明确了集成电路专业的核心专业能力为:模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力,集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为:掌握常用集成电路设计软件工具,具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。

  1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。

  2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识,具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。

  3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程,掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法,具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。

  4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法,熟悉模拟集成电路设计流程,熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外,还包括Synopsis认证培训相关课程。

  5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。

  6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与

  在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律,由易到难,由浅入深,充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练,既要有利于启发学生的创新思维与意识,有利于培养学生创新进取的科学精神,有利于激发学生的学习兴趣,又要保证基础,注重发挥学生主观能动性,强化综合和创新。因此,在集成电路专业的实验教学安排上,应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例,增加综合设计型和研究创新型实验的内容,使学有余力的学生能发挥潜能,有利于因材施教。

  1.改善实验教学条件,提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会,加大对实验室建设的经费投入,加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设,制订修改实验教学文件,修订完善实验教学大纲,加强对实验教学的管理和指导。

  2.改进实验教学方法,丰富实验教学手段。应以学生为主体,以教师为主导,积极改进实验教学方法,科学安排课程实验,合理设计实验内容,给学生充分的自由空间,引导学生独立思考应该怎样做,使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点,为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段,如借助实验辅助教学平台,利用仿真技术,加强新技术在实验中的应用,使学生增加对实验的兴趣。

  3.加强师资队伍建设,确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍,是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度,对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划,从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜,保证实验师资队伍的稳定和发展。

  实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所,对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业,给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外,可以把企业请进来,联合构建集成电路专业校内实践基地,把企业和高校的资源最大限度地整合起来,实现在校教育与产业需求的无缝联接。

  5.重视毕业设计,全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期,此时学生面临找工作和准备考研复试的问题,毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学,应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计,因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习,部分完成专业课程的学习,而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师,在此时进行毕业设计,一方面可以和专业课学习紧密结合起来,另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。

  选题是毕业设计中非常关键的环节,通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容,是做好毕业设计的基础,决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向,在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中,可以让学生们适当地参与教师的科研活动,以激发其专业课学习的热情,在科研实践中发挥和巩固专业知识,提高实践能力。

  6.全面考核评价,科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核,实践教学的考核标准不易把握,操作困难,因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核,影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年,每个培养环节都应进行科学的考核,既要加强实验教学的考核,也要加强毕业设计等环节的考核。

  对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控,教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价;事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩,并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高,能够有效地提高实验课效果。此外,还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。

  7.借助学科竞赛,培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上,以竞赛的方式培养学生的综合能力,引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题,并增强学生的学习兴趣及研究的主动性,培养学生的团队协作意识和创新精神。

  在参加竞赛的整个过程中,学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾,灵活运用,还要查阅资料、搜集信息,自主提出设计思想和解决问题的办法,既检验了学生的专业知识,又促使学生主动地学习,最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力,认真总结参赛经验,分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足,能够相应地改进教学方法与内容,有利于提高技能教学的有效性。

  此外,还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目,通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。

  [2]袁颖,等.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J]. 实验技术与管理,2009(6).

  [3]李山,等.以新理念完善工程应用型人才培养的创新模式[J]. 高教研究与实践,2011(1).

  [4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育,2008(22).

  在电子信息专业的课程体系中,《电子综合技术》是核心职业基础课程和特色课程之一。它将原有课程体系中的模拟电路、数字电路、电子课程设计、模电数电实验、电子仿真以及电测和电子技能初级中的相关内容进行有机的整合,通过该课程的学习和技能训练,一方面了解电子技术的基础知识、手段、应用及发展,使学生获得必要的电子技术通用知识和通用技能;另一方面也为学生学习后续的专业知识和专业技能打下扎实的基础。

  2.《电子综合技术》是电子类专业岗位资格证书“PCB设计”、“电装中高级工”、“电调中高级工”考证的对口课程

  电子信息专业的学生,要求毕业前必须获得电子组装与调试、PCB设计、电子维修等岗位资格证书中的一种。本课程所讲授的主要知识都与专业职业资格技能鉴定有着密切的联系,通过本课程的学习,学生能初步形成从工程实际中提出问题、以科学手段分析和解决问题的实践、创新能力。

  通过电子技术课程的学习和技能训练,有利于学生职业能力的提高和职业习惯的养成,通过严格执行考勤制度、进出实训或实际工作场地制度,不定期进行的设备整理测试训练;以及由分组讨论、任务分析、设计、组织实施、汇报点评等教学环节的教学做一体化教学实施,培养了学生的创新精神,同时使学生亲身体会了团队合作的重要性,提高了职业素养。

  本课程设计的理念是淡化课程之间的界限,采用理论教学与实训操作相结合的理实一体化的模式,将模拟电路、数字电路、电子课程设计、模电数电实验、电子仿真以及电测和电子技能初级中的相关内容进行有机的整合,在教学过程中锻炼学生应用所学知识分析问题和解决问题的能力,培养科研素质和创新意识,注重学生综合应用能力的培养。

  以电子与信息技术专业领域职业岗位群的职业素质、职业能力培养为目标,将国家职业资格培训、技能鉴定与人才培养方案有机地结合起来,基于工作过程,分析行动领域、转化学习领域、开发学习情景和项目载体,突显“基础类课程综合化、技术类课程理实一体化、技能训练类课程项目化”的特点。根据人才培养目标,结合相关课程内容以及经济产业特点及学生的生源条件,确定课程标准。

  结合符合企业、岗位要求的课程知识和技能目标,分析工程实际,得出典型电子产品生产工作过程包括:电子线路设计、PCB设计制作、元器件筛选、电子工艺技术、电子测量技术、调试排故技术、产品包装技术、技术文件准备及销售维护,并通过维护反馈对原设计进行改进,进一步提高产品质量,进入良性循环。

  将来自于生产实际、常见典型产品及教师科研项目进行提炼,作为载体引入到电子技术的课程教学。典型电子产品注意选取基础电子产品和特色电子产品,并适当引入高端电子产品,以期通过电子综合技术课程教学,既保证基本知识、通用技能的获取以满足岗位基本要求,又学习先进的技术和时代倡导的发展理念,培养学生的创新精神,同时兼顾岗位性质不同涉及具有一定特色的电子产品。

  采用灵活多样的学习情景设计,如:元器件筛选、电子工艺、功能电路设计安装与调试等,均可设计为课程技能训练任务;考虑学生的认知规律和课程特点,采用多种教学方式,如:项目教学法、演示法、互动教学法、答辩式、演讲式、分组讨论法等,并通过来自生产实际的项目训练和安全用电知识传授,达到课程标准提出的职业能力要求。基础学习情境以训练主要知识点、基本技能和基本工艺能力为主,应用学习情境以训练学生综合应用能力、安装测试能力为主,综合学习情境以训练简单设计能力、创新能力和解决实际问题能力为主。每一个学习情境都包括了资讯、计划与决策、实施、检查与评估等环节,相当于进行了一个完整的工作过程。

  (1)基本器件方面:了解常用半导体二极管、三极管、线性集成电路和常用数字集成电路的基本工作原理、特性和主要参数,并能合理选择和使用这些器件。

  (2)基本电路原理及结构方面:熟悉共射、共集放大电路,差动放大电路,互补对称功率放大电路,负反馈放大电路,集成运算放大电路的结构、理解它们的工作原理、性能及应用。会用各种表示方法描述数字电路逻辑功能,能分析较复杂数字逻辑电路的逻辑功能。

  (3)应用电路方面:整流滤波电路的结构、工作原理、性能及应用;熟悉三端稳压器件的应用;了解正弦和非正弦信号产生电路;运算放大器做比较器的应用;模拟信号的取样及放大电路。

  (2)掌握常用工具的使用方法;掌握手工焊接技能;掌握常用测试仪器的操作;掌握数字电路中常用仪器仪表的使用;学会电路的搭建和电路板的的制作。

  (4)了解单级放大电路的分析方法。能估算单级放大电路的电压放大倍数、输入和输出电阻,了解多级放大电路的分析方法。在深度负反馈条件下,掌握利用虚短或虚断估算电路电压放大倍数的方法。串联型稳压电路的计算。掌握理想运放的基本运算规则。能根据工作要求,完成简单数字逻辑电路的设计。能通过对数字集成电路芯片资料的阅读,了解数字集成电路的逻辑功能和使用方法;能分析和排除数字逻辑电路中出现的故障。

  (1)通过电子综合技术课程的学习,了解电子世界,了解电子电路的实际应用,激发同学们的学习兴趣,促使其加深认识所学专业,培养专业归属感。

  (2)通过学习,加深学生对行业的认知,初步了解电子产品生产的工艺规范,提高实际操作技能,学会主动地学习,达到能够独立进行任务操作的水平。

  (3)通过亲自动手制作和测试,加深对电子电路的了解,学习电子电路的设计与分析方法,培养独立思考、勤于思考、善于提问的学习习惯,进一步树立崇尚科学精神,坚定求真、求实和创新的科学态度。

  (4)通过任务的完成,增强学生的自信心,加深对电子技术理论的理解与应用,培养学生的成就感、荣誉感和团结合作精神及纪律观念。

  本课程分两大模块——模拟电路、数字电路。每个模块由诺干项目,每个项目由3-5个任务。模拟电路部分有:半导体器件研究、稳压电源的研究、低频电压放大电路的研究、音频功率放大电路的研究和正弦振荡电路的研究等五个项目;数字电路部分有:门电路与组合逻辑电路的研究、触发器与时序逻辑电路的研究、脉冲信号的产生与整形电路的研究、集成数/模转换器与集成模/数转换器的研究等四个项目。并在课程最后设计综合项目:家用设备定时控制电路的制作。将基础知识、基本技能和综合素质的掌握贯穿于教学项目。

  集成电路设计相关课程体系是各高等院校电子科学与技术、电子信息科学与技术等工科专业核心专业课程设置的重要组成部分,为大学生深入学习掌握集成电路设计的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基础。大多数理工科高校对电子类专业开设模拟集成电路设计和数字集成电路设计的课程,对学生进行综合培养。对于模拟和数字集成电路设计,如果要深入到晶体管级进行分析和设计,那都必须进行原理的深入学习。而在现实工作中,数字集成电路设计主要是通过运用高级硬件电路描述语言基于门级对电路进行设计,晶体管级的原理分析只是理论基础。模拟集成电路设计则必须完全深入晶体管级进行分析和设计,所以模拟集成电路设计更加繁琐和复杂,对理论分析的要求也更高。

  本文通过笔者多年来在模拟集成电路设计理论和实践教学中积累的经验和教学心得,对如何在繁琐和复杂的教学中使学生更好地掌握知识体系进行探讨。

  集成电路的设计国外特别是美国要领先中国几十年的技术水平,如绝大多数高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI这样的跨国巨头所垄断,在教学知识体系方面自然是美国的高校如斯坦福、加州大学等要比国内高校更加系统和完善。美国出版的多本教材更是被奉为集成电路设计的圣经,如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》、艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》等。但是即使是被奉为圣经的教材,虽然经典,也有其局限性。如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》对电路的理论分析非常透彻且深入浅出,却缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析;而艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》虽有部分仿真实验来验证其理论分析,但其理论分析又不如拉扎维的教材那么透彻和深入浅出。

  国内的高校虽然较国外高校而言在集成电路设计领域起步要晚,差距也很大,但是在近些年国家政策的大力扶持下,已经有了突飞猛进的发展。国内也有了几本模拟集成电路设计知识讲解得比较透彻的教材,比如:清华大学王自强编著的《CMOS集成放大器设计》就从简单知识入手,讲解浅显易懂;东南大学吴建辉编著的《CMOS模拟集成电路分析与设计》分析比较透彻,讲解自成体系。但是国内出版的教材也都缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析。

  针对国内学生在集成电路设计知识领域基础比较差的现状,可以选择国内讲解得比较简单浅显的教材为主线,并以国外经典教材为参考。

  模拟集成电路设计作为电子科学与技术专业的一门专业核心课程,比某些专业基础课程如电路原理、数字电子技术、模拟电子技术等要难度更大,也更为繁琐和复杂。如果按照传统方式进行讲解,或者说仅仅是按照教材进行理论分析和推导,那么学生很难对这门知识深入理解和掌握。因此,在教学理论知识的过程中,穿教材中没有的、可以验证其相应理论的仿真实验,这样能够更好地使学生理解和掌握理论知识。

  SPICE是一种可以用于电路仿真的工具,大家所熟知的有PSPICE,它是一种可以适用于分立原件的电路仿真工具,而HSPICE是在集成电路设计领域专业使用的高精度的仿真工具。专业的集成电路设计公司和研究所都是使用UNIX或LINUX环境下的大型专业工具软件进行集成电路设计仿真,而笔者所在高校因为在此领域起步较晚,专业开设也较晚,专业实验室也并不具备,所以并不具备很好的实验条件来进行实验辅助教学。因为HSPICE具有可以在Windows环境下方便使用的小型版本的软件,所以可以很方便地用在课堂教学中。

  在繁琐复杂理论分析和推导的过程中,不断地穿HSPICE仿真,来验证理论分析和推导的结果,可以让学生显著加深对理论的理解和掌握。HSPICE仿真部分的内容是清华、复旦、东南大学等高校教师出版的教材里面都没有详细讲解的内容,也是他们课堂理论讲解过程中不会涉及到的知识。而在笔者所在高校以HSPICE仿真实验为辅助,结合理论教学后,取得了积极显著的教学效果,学生对理论知识的理解和课程考试成绩都得到了大幅度的提升。以2008级到2010级电子类专业的学生为例,模拟集成电路设计课程考试得优率从22%提升到了43%以上,学生对此教学方法也是高度认同。

  在我国大力实行人才战略,强调人才培养的大环境下,笔者所在高校也响应国家号召,加强本科生培养,实施卓越工程教育,取得积极可喜的成绩。国家在近些年大力支持集成电路设计的产业发展,国内在此领域也有了长足进步,但也更加需要更多的专业人才来满足市场需求。在此背景下,本文积极探索和提高模拟集成电路设计的教学方法,取得长足的进步和发展,也得到学生的高度认同。笔者希望自己的经验和方法可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。

  电子技术课程设计是继《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程之后的重要实践性环节,在自动化、机电一体化等专业培养目标的实现中有着无可替代的作用。通过课程设计的实施,可使学生加深对基础理论知识的理解,掌握技术的关键点,培养动手能力、设计思维能力和创新能力。因此提高电子技术课程设计的教学质量势在必行。

  课题内容设计合理与否,将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时,应注意以下几点:

  选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发,帮助学生选择适合自己的题目,使题目与理论知识密切相关,又具有较强的趣味性和实用性,与生产实际相结合。例如,要求学生组装一台完整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题,学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程,学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。

  选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识,独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试,使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题,要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题,数字钟是一个典型的数字电路系统,选此作为设计题目,可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目,使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用,选用交流宽带放大器的设计,使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习,并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解,同时提高学生理论联系实际的能力。

  课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展,新技术、新产品层出不穷,课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中,应尽量采用集成电路, 特别是集成运算放大器和某些专用芯片(如模拟乘法器、锁相环)作为电路的重要构件,体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念,尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合,以数字电路为主,软硬件结合,以硬件电路设计为主,符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题,随着目前大量的集成功放芯片的上市,我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中,介绍了锁相倍频的新概念,同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生,并在实践中得到练习,使所学的理论知识更加丰富。

  选择适应专业需要,结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域,使学生对专业有所认识和了解,提高学生对专业的兴趣和学习的积极性,在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计,由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到,在工厂里测电机每分钟的转速,自行车里程测速计,心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM(电动机调速系统),由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用,同时,又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成,而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器,密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识,开阔学生的视野,增强对专业课的认识,提高学习的积极性都能起到较大的作用。

  注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础,可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题,以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识,对后续专业课有一定了解,为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。

  以人为本,因材施教教师只在大思路上作一定的引导,对具体方案不做过多干预,只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用,放手让学生大胆实践,以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时,强调整个设计方案实施的全过程,即使得出的结论不尽如人意,甚至是错的,只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施,仍然可获得较好的成绩;相反,如果结论是抄袭得来的,即便是正确的,设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题,只给出设计方案的原理框图,讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要,在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求,而具体的原理图及元件的参数,集成电路的选择,电路的安装调试等工作则要求学生独立完成,这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力,学生的收获更大。

  虚实结合,重在“线)采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台,对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术,它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象,在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术,在电子行业,Miltisim、Protel等电子仿真软件,已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势,将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后,要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真,观察电路功能是否满足设计要求,分析主要元器件参数对电路指标的影响,初步了解电路静态和动态的工作情况,在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标,为电路的实调做准备。二是应用Protel For Windows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后,给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件Protel For Windows和设计印刷电路板的基本工程知识,要求学生应用Protel For Windows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践,对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯等设计课题采用Milltisim EDA软件与虚拟样机,指导学生进行电子技术课程设计,取得了较好的教学效果。(2)结合传统设计。近年来,全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言,电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功,经历整个电子产品的设计、开发过程,又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合,比较电路实测的性能和计算机的仿真结果,以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用,使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上,而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识,能对学生综合能力的培养有所帮助。

  形成组合,团结协作在组队方面,采取电子设计竞赛的组织方式,2~3人为一组,要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等,有分工有合作,以培养学生的团队精神。

  强化考核,提升品质建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。学生课程设计完成后,教师可根据学生设计方案的正确性和合理性、安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力、创新精神、设计报告质量、答辩情况以及设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神等方面综合评定学生的课程设计成绩,要特别强调答辩的重要性。答辩时,每个学生都要先概述自己的设计过程,重点讲述设计过程中遇到的问题以及分析和解决问题的方法,然后教师提问,学生回答,最后教师点评、讲解,同时每个学生都参与分析和讨论。通过答辩、讲评,学生可以体会别人的设计思路,开阔眼界,也能从别人的设计中吸取经验教训。这样,答辩过程就成了再学习、再提高的过程。

  电子技术课程设计为学生具体接触和了解实际电子电路的设计方法提供了一个综合性工程训练的机会,在内容上、方法上、手段上进行创造性的改革已取得初步成果,激发了学生的学习热情、创作思路,让他们开阔了眼界,初步掌握了电子电路的设计方法,提高了电子电路的设计能力,为今后的毕业设计和从事电子技术方面的开发工作打下了基础。

  传统的电子线路设计工作需要有完备的元器件及仪器设备,在实验室中繁复调整测试才能完成。这需要消耗大量的时间、精力以及实验成本。传统的电子线路设计方法和手段,已经难以适应电子技术飞速发展的需要。

  随着社会的发展和技术的进步,人美对电子相关行业提出了更高的要求:精确、稳定、轻巧、保密、可靠;同时,电子行业又具有产品更新快,研发周期短的特点,为了满足不断发展的市场需求,加快产品结构的升级,在核心技术领域取得重大突破,电子行业必须采用新的研究方法和技术。随着计算机的发展,计算机在电子设计中占有了很大的比重。计算机辅助技术 (ComputerAided Design ,CAD) 技 术, 以 及 在其基础上发展起来的电子设计自动化(Electronic Design Automztion,EDA)技术已成为电子领域的重要学科,并逐渐成为一个新型的产业部门。

  1、传统的电子产品,从设计、调试到验证完成,一般采用面包板或专门的焊机板,通过手工装配,再进行电路的反复测量、评估电路性能。当电路设计非常复杂时,采用这种传统的设计方法,极易产生连线错误、器件损坏等人为错误,常会造力、财力、时间的浪费。尤其是设计集成电路时,传统的设计方法无法模拟集成电路的线、电子产品的各项性能的分析,特别是消耗和破坏性的分析与测试。

  在 20 世纪 70 年代到 80 年代中期,计算机技术和电子技术的发展促进了计算机雇主设计 (CAD) 理论的研究和应用,是 CAD 技术成为电子设计领域的新兴学科。20 世纪 80 年代中期开始,随着高性能计算机技术的发展,尤其是微型计算机技术的发展,CAD 技术迈向了其高级阶段,出现了电子设计自动化(EDA)。电子设计自动化技术 (EDA) 是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、信息处理技术、及智能化技术,进行链子线路与系统的功能设计、逻辑设计、性能分析、系统优化直至印制电路板的自动设计,它可以完成电子工程设计的全过程。利用 EDA 工具,电子设计工程师可以从概念、算法等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出 IC 版图或 PCB 版图的整个过程在计算机上自动处理完成。其基本特征是以计算机硬件和相关软件为工作平台、最大限度地提高电子线路或系统的设计质量和效率,从而节省人力、物力和开发城本,缩短开发周期。

  在 EDA 的应用中,可以利用 EDA 应用软件,实现由系统层到电路层再到物理层的整个设计过程的自动化。在设计过程中,设计人员可以按照电子线路或系统的指标要求,采用完全独立于芯片厂商及其产品结构的描述语言,在功能级对设计产品进行定义,并利用应用软件提供的仿真技术验证设计结果。具体地讲,设计人员可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统通过计算机机上自动完成。

  利用计算机技术的支持,在计算机平台上安装功能不同的软件,形成一个功能强大的 EDA 设计环境。在这个环境中,可以控制和管理设计方案、设计过程和设计数据,甚至可以让这些软件共享设计资源。这种高度开放的集成环境,包含了电路设计开发过程,而且其文件类型在不同的 EDA 软件中是可以共享的。

  在 EDA 技术中,由于应用软件的智能化设计,各种设计向导和提示十分完备,使电子设计人员不必学习更高深的专业理论知识,更不必进行手工运算,在应用软件环境中,就可以完成线路或系统的设计,并得到精确的仿线、丰富的设计工具

  供电企业是典型的资产密集型企业,企业的固定资产价值占企业总资产的80%以上,地市局供电企业的固定资产占总资产比更达到90%以上,而且随着坚强智能电网的全面建设,电网固定资产投资的需求量也日益增大,与此同时资产的拆除报废数量也同步增加,产生的损失直接减少企业利润,将日益影响企业经营效益。但目前,在固定资产管理领域,更多地开展固定资产的日常管理和效率管理的研究,对固定资产报废管理的研究甚少,可操作性也不强。本文以超大型供电企业F为例,对固定资产报废管理的实务操作进行较深入的探析。

  1.1 资产报废现状 供电企业固定资产报废数量逐年递增,主要资产固定报废净值率高居不下。2008年和2009年F供电局固定资产报废净值率为31%和25%,固定资产报废净值率较高,其中输电线路资产、变电设备资产和配电线路及设备资产报废原值分占当年固定资产报废总量的77%和73%,是报废数量最大的三类资产。2008年和2009年输电线路资产报废净值率分别为68.99%和55.28%、变电设备资产报废净值率分别为32.6%和27.5%,均高于当年各类资产的报废净值率。配电线路及设备资产报废净值率分别为33%和23%,与当年各类资产的报废净值率平均水平基本持平。为找出报废管理存在的问题,本文重点对这三类资产的报废情况进行分析。

  1.1.1 输电线路导线和铁塔由于长期外露于空气当中,表面的绝缘体容易老化,加之拆除过程中会对资产形成新的损伤,所以拆除的导线和铁塔资产整体上基本上不可再利用,这是输电线路资产报废损失较大的重要客观原因。通过对F供电局2009年输电线路报废原因进行数据分析,可知到期报废的输电线资产约占报废线%,而电网规划原因报废的输电资产却占了线%以上,而且报废净值率更高达58%以上。因此,包括市政拆迁等规划原因是造成输电线路资产报废数量大、报废净值高的主要原因。但在固定资产报废管理职责上,输电线路资产的报废管理职责基本上归于输电资产运行单位负责,而运行单位对规划原因造成的固定资产报废不受控制,权责不完全对等,使得部分输电线路资产出现报废管理缺位的情况。

  1.1.2 2009年F供电局变电设备报废资产原值为9604万元,占全局3.27亿元报废原值的29%,是资产报废量最大的一类设备。根据固定资产信息系统归集的资料,变电设备资产报废原因包括运行日久,经济上不可行;技术落后,不能利用;电网规划,无法利用;腐蚀严重,无法修复;被盗等其他原因等。其中由于“运行时间过久,经济上不可行”原因报废的变电资产原值最大,而且资产报废净值率为16%;由于“腐蚀严重,无法修复”原因报废的变电设备资产位居第二位,原值为2936万元,资产报废净值率为40%。由于固定资产系统的报废标准中没有区分经济原因和技术原因,例如“腐蚀严重,无法修复”技术原因报废的资产也包含于“运行时间过久,经济上不可行”等经济原因。两种标准交叉重复,不能准确地按技术维度或经济维度进行统计分析,不利于对报废资产的精细化管理。

  1.1.3 F供电局2009年报废配电设备及线亿元,占全部报废资产的37%,是供电企业报废数据较大的三大资产类别之一。其中由于“电网规划”原因报废的配网线%,是造成配网线路及设备资产报废的最主要的原因。由此可见,配网规划的稳定性和科学性对管好配网资产至关重要。

  1.2.1 多年以来,以解决电网的供应瓶颈为目标的电网建设需求不断发展扩大,使得更多的资源倾斜到电网建设中,为了按时完成电网建设任务,资产管理的更多精力投入到资产形成中,而极少重视资产拆除和退运环节的管理,资产报废管理没有系统组织,资产报废标准缺乏明确技术指标,资产报废损失没有有效落实管理责任。

  1.2.2 供电企业对固定资产的分条块管理,通常会出现管电网规划设计的部门,不管设备运退情况;管理设备运维的部门,不管设备提前报废损失等。固定资产报废管理权责不完对等,客观上造成了资产报废管理方面存管理责权不清,容易使资产规划立项部门和资运维部门对资产报废责任问题互相推诿。同时由于资产规划设计环节、资产运维环节和资产退役报废环节信息流动不通畅,缺乏信息系统整体的业务联动管理,使得在资产价值链末端环节的固定资产报废管理难以协同开展与规划立项、资产运维的集成管理。

  1.2.3 财务核算对固定资产的划分有稳定性和持续性的要求,而输电线路资产,由于市政规划和架线路径变化的要求,更新改造频繁,资产账卡物较难做到一一对应,因此输电线路实物资产报废时,固定资产卡片不能准确反映实物资产的真实情况,难免会造成报废损失计算的偏差。同时电力资产财务管理标准和实物管理标准不完全统一,例如输电线路资产价值管理以每段架空线为原则记录一项资产价值,但设备运维却以具体每一个塔基为单位进行实物管理,使得实物报废时不能准确计算报废资产的价值损失。

  2.1 确立资产全生命周期管理的管理理念 资产全生命周期管理是从前期规划、设备选型、设计、采购、安装、调试管理开始,到交付运行后的设备运行状态监控、维护保养、移动、退役直至报废整个生命周期的管理。并通过资产的价值链管理贯穿规划设计、设备采购、工程建设、运营维护和退役报废五大环节,以达到降低资产的全生命周期成本,增强资产密集型企业可读性竞争力的目的。在资产密集型企业树立资产全生命周期管理理念,将资产的退役报废管理纳入到与资产建设运维管理同等重要的位置,资产报废成本更成为资产全生命周期成本重要的一环,更利于全面开展资产退役报废管理。

  2.2 为加强固定资产报废的精细化管理,需对报废的原因进行科学的统计和分析 固定资产报废原因不但要从技术上进行鉴定,也要从经济上归类分析,并规范各类报废范畴和制定明细的报废技术标准,两者有效结合才能够准确分析资产报废原因,从而制定相关策略,对资产进行有的放矢的精益化管理。根据多年的业务管理经验,笔者认为,必需对报废原因按两个维度进行分析统计。第一维度是报废的经济原因,包括超期服役,经济上不可行;后运维费用过高,无法利用;被盗损失;设备质量,无法修复;电网规划,无法利用;市政规划,无法利用;自然灾害,无法修复;安全事故,无法修复;影响安全生产,无法利用。第二维度是技术标准,包括腐蚀严重,无法修复;淘汰产品,强制报废;技术指标超,无法修复利用。(表1)

  2.3 目前供电企业对资产实物管理大多都是沿用资产运维单位做为资产使用单位、生产技术部门做为资产归口管理部门的模式,在资产运维环节,这种管理模式对实物资产管理到位、直接,有着较高的管理效率。但从报废管理环节来看,现阶段更多的资产报废来自于规划立项环节,旧的资产实物管理模式并未将资产规划立项管理部门纳入在产报废管理范畴内,造成了部分资产报废管理责任缺失。为做好资产报废管理的权责统一,增设规划立项部门做为报废归口管理部门,专门管理由于工程立项引起的资产报废审核。

  在实务操作中,我们以工程立项管理流程为基础,在项目库优选阶段,增设资产报废净值损失的指标内容,对工程项目进行综合评分优先,将固定资产报废管理关口前移到规划立项阶段,有效减少由于规划原因引起的固定资产报废损失;在项目设计实施阶段,增设闲置物资利用计划,加大退役物资利用,减少新购物资成本。(图1)

  2.4 虽然应用资产全生命周期管理理念和通过ERP管理信息系统,建立物资—设备—资产对应关系的资产统一目录管理模式,基本上解决固定资产帐卡物难以一一对应的历史问题。但由于输电铁塔数目繁多,目前的统一资产目录不能按生产设备管理标准,将每一基塔作为一项固定资产管理,而是通过将一项输电线路资产对应多个二级输电铁塔和输电导线进行对应协同管理。这虽然解决了输电资产财务卡片和生产台账对应管理的问题,但碰到线路“T”接解口的情形(或报废部分线路基塔的情况),则需按基塔数量重新平均计算“T”接后线路资产价值,如果“T”接前原来两条旧线的使用年限差距较大,则平均计算 “T”接后的线路使用年限就会与线路基塔实际使用年限相差甚大,不利于后续的资产折旧管理和报废管理。

  在实务中,我们通过对各类电压等级的输电线路进行数量和价值的占比分析可知(详见表2),500KV输电线KV输电线KV输电线%,资产原值占比率仅达41.3%。参照存货ABC管理法则,对于单位资产价值高,数量少的500KV资产可以以每一基塔为一个单项线路资产进行管理;对于数量多,单位资产价值较低的220KV和110KV资产则按每段架空线为原则记录一项资产价值进行管理。这样使生产领域和财务领域的资产管理口径趋同,既可准确计算重要线路资产的价值,又可以减少资产卡片的数量,减少资产管理系统的数据压力。

  3.1 固定资产报废管理是一个综合管理的过程,涉及立项环节的报废准入管理、生产运维环节的报废标准管理、财务环节的报计分析管理以及设备退役环节的设备鉴定和再利用管理等,企业领导加强重视,一把手亲自牵头报废管理工作,能有效地促进多部门协同联动,确保资产报废管理的成效。

  3.2 在制定统一资产目录过程中,既需重视生产设备标准和财务资产标准的趋向统一,也不能顾此失彼,丧失生产领域和财务领域的专业要求,要做好“两个标准”对各业务工作的协同互利。

  3.3 需通过ERP系统才能对大量的项目管理数据、设备运维数据和财务资产数据进行统一管理,建设ERP系统时应注重各业务模块分工清晰、责权明确,这样才能确保业务互相支持、信息准确顺畅流动。

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