集成電路EDA課程建設(shè)與改革

摘要：信息產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，超大規(guī)模集成電路技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，而集成電路EDA又是超大規(guī)模集成電路的核心技術(shù)，如何引導(dǎo)學(xué)生掌握這門課程是一個(gè)值得研究的問題。本文立足于本校，針對《集成電路EDA》課程在教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合多年來眾多教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及其他兄弟院校的改革經(jīng)驗(yàn)，對集成電路EDA課程的建設(shè)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究和實(shí)踐，拓展學(xué)科領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，為國家培養(yǎng)高質(zhì)量的集成電路技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：集成電路EDA 教學(xué)方法 拓展 培養(yǎng)

所謂“集成電路EDA”是通過設(shè)計(jì)、建模、仿真等手段搭建集成電路框架，優(yōu)化集成電路性能的一門技術(shù)，也是一名優(yōu)秀的集成電路工程師除了掌握扎實(shí)的集成電路理論基礎(chǔ)外，所必須掌握的集成電路設(shè)計(jì)方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術(shù)，具備豐富的集成電路EDA設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)歷，才能設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越、良品率高的集成電路芯片。可以說，集成電路EDA是纖維物理學(xué)、微電子學(xué)等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程。然而，目前集成電路EDA課程的教學(xué)效果并不理想，究其根本原因在于該課程存在內(nèi)容陳舊、知識點(diǎn)離散、概念抽象、目標(biāo)不明確等不足。因此，通過課程建設(shè)和教學(xué)改革，在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐、提高教學(xué)質(zhì)量，改善集成電路EDA課程的教學(xué)效果是必要的。

為了提高集成電路EDA課程的教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)環(huán)境，為國家培養(yǎng)具備高質(zhì)量的超大規(guī)模集成電路EDA技術(shù)的人才，筆者從本校的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合眾多兄弟院校的改革經(jīng)驗(yàn)，針對教學(xué)過程中存在的問題，進(jìn)行了課程建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容的研究。

課程建設(shè)目標(biāo)的改革

拓展學(xué)科領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣 本校集成電路EDA課程開設(shè)于纖維物理學(xué)專業(yè)，但是其內(nèi)容包括物理、化學(xué)、電子等多個(gè)學(xué)科，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，講述多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識，尤其是不同學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生走出本專業(yè)領(lǐng)域，拓展學(xué)生視野，提高科技創(chuàng)新意識。與學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行互動(dòng)，啟發(fā)式和引導(dǎo)式地提出一些問題，讓學(xué)生課后通過資料的查找和收集，在下一次課堂中參與討論。激發(fā)學(xué)生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內(nèi)聯(lián)系課外、師生全面互動(dòng)、尊重自我評價(jià)的新型教學(xué)方法可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，激勵(lì)自主學(xué)習(xí)，由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識面。

完善平臺建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力 在已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上，打造軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等多位一體的集成電路EDA平臺，完善集成電路EDA實(shí)驗(yàn)。通過集成電路EDA平臺的實(shí)踐環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)了學(xué)生的仿真設(shè)計(jì)能力，加深了對集成電路EDA知識的掌握，又使學(xué)生掌握了科學(xué)的分析問題和解決問題的方法。引導(dǎo)學(xué)生參加項(xiàng)目研發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和挑戰(zhàn)杯活動(dòng)，以本課程的考核方式激勵(lì)學(xué)生寫出創(chuàng)新性論文，通過軟件仿真、實(shí)驗(yàn)建模等方式設(shè)計(jì)出自己的創(chuàng)新性產(chǎn)品，利用集成電路EDA平臺驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)，然后以項(xiàng)目的形式聯(lián)系企業(yè)，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，將“產(chǎn)學(xué)研”一體化的理念進(jìn)行實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

課程教學(xué)內(nèi)容的改革

精選原版教材 教材是教學(xué)的主要依據(jù)，教材選取的好壞直接影響著教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主，內(nèi)容陳舊，即使是外文翻譯版教材，也由于翻譯質(zhì)量及時(shí)間的原因，仍然無法跟得上集成電路的革新。因此，在教材選取時(shí)應(yīng)當(dāng)以一本英文原版教材為主，多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)體會為基礎(chǔ)，結(jié)合集成電路EDA的相關(guān)理論來進(jìn)行編寫，既有豐富的理論知識，又包含了大量的設(shè)計(jì)實(shí)例，使學(xué)生更容易地掌握集成電路EDA技術(shù)。但是只選擇外文教材，由于語言的差異，學(xué)生對外文的理解和接受仍然存在一定的問題，為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，需要輔助中文教材，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解外文教材的真諦。

更新教學(xué)內(nèi)容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18個(gè)月至24個(gè)月便會增加一倍，性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展，集成電路EDA課程是學(xué)生掌握集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程，因此必須緊跟時(shí)代發(fā)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術(shù)的內(nèi)容很少，大部分都以闡述基本原理為主，致使學(xué)生無法接觸到最新的內(nèi)容，影響學(xué)生在研究生面試、找工作等眾多環(huán)節(jié)的發(fā)揮。在走入工作崗位后，學(xué)生感覺工作內(nèi)容與學(xué)校所學(xué)的知識嚴(yán)重脫節(jié)，需要較長的時(shí)間補(bǔ)充新知識，來適應(yīng)新工作。為了改善這種狀況，需要以紙質(zhì)教材為主，輔助電子PPT內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)。紙質(zhì)教材主要提供理論知識，電子PPT緊跟集成電路的發(fā)展，隨時(shí)更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)將目前主流的EDA技術(shù)融入課程教學(xué)中。還可以進(jìn)行校企結(jié)合，把企業(yè)的專家引進(jìn)來，把學(xué)校的學(xué)生推薦到企業(yè)，將課程教學(xué)和企業(yè)實(shí)際相結(jié)合，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]馬穎，李華.仿真軟件在集成電路教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009.

[2]楊媛，余寧梅，高勇.半導(dǎo)體集成電路課程改革的探索與思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008（3）：78-79.

[3]李東生，尹學(xué)忠.改革傳統(tǒng)課程教學(xué)強(qiáng)化EDA和集成電路設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，4（22）.

[4]徐太龍，孟堅(jiān).集成電路設(shè)計(jì)EDA實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)優(yōu)化[J].電子技術(shù)教育，2012（7）：87-89.

[5]衛(wèi)銘斐，王民，楊放.集成電路設(shè)計(jì)類EDA技術(shù)教學(xué)改革的探討[J].電腦知識與技術(shù)，2012，18（19）：4671-4672.

【基金項(xiàng)目：①2014年陜西省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目課題《微電子科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐性課程建設(shè)》（課題編號13BY58；主持人高勇）；②2015年西安工程大學(xué)研究生教育“質(zhì)量工程”項(xiàng)目課題《集成電路EDA 課程教學(xué)方法研究和實(shí)踐》（課題編號15yzl10；主持人馮松）；③2013年國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目課題《鍺硅/硅異質(zhì)結(jié)電光調(diào)制器的研究》（課題編號61204080；主持人馮松）；④2015年陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目課題《基于納米電光調(diào)制器的Si/SiGe/Si雙異質(zhì)結(jié)電學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)研究》（課題編號15JK1292；主持人馮松）】

（作者單位：西安工程大學(xué)）