集成電路版圖設計課程教改的幾點想法

王 燕 李淑萍

（蘇州工業園區服務外包職業學院，江蘇 蘇州215123）

0 引言

隨著集成電路行業的蓬勃發展，人們的生活也發生了翻天覆地的變化。集成電路產品在生活周圍隨處可見，已經成為生活中不可缺少的部分，如手機、電腦、電視等都屬于集成電路產品。所謂集成電路（IC），是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，即人們常說的芯片。雖然我國在手機、電腦等產量中處于世界第一，但是我國集成電路設計和制造的水平依然落后國際水平很多。2014年6月，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》，為我國集成電路行業指定了方向，大大促進了集成電路行業的發展。集成電路行業的發展也為微電子專業學生的就業提供了更多發展機會。

集成電路版圖設計作為集成電路設計的最后一個設計環節，是將邏輯與電路功能和性能轉換為符合相關工藝要求的光刻用的掩膜版圖，從而實現IC設計的最終輸出。所以對集成電路的功能、功耗、成本都有著極為重要的意義。教好集成電路版圖設計課程對微電子學生非常重要，關系到學生能否順利進入版圖設計行業。采用科學的教學方法，選擇合理的項目，客觀公正全面的考核是提高教學效果的主要手段。本課程學習的具體內容包括：半導體器件結構及工作原理；了解集成電路的典型工藝流程（CMOS工藝、雙極型工藝）及其對電路性能的影響；熟悉版圖的層次及基本圖形、熟悉典型的工藝設計規則、熟悉不同器件特性相對版圖布局的關系；能夠熟練運用EDA工具做版圖設計，懂得如何利用規則壓縮面積以達到節約成本的目的；具有電路功能分析能力，能識別需要特殊處理的電路；能夠識讀規則驗證的糾錯報告并做相應修改。結合我院的人才培養方案和目標，本文就集成電路版圖設計課程的教學、考核等方面進行了探索和實踐。

1 采用項目教學法，調動學生學習的積極性

集成電路版圖設計課程作為微電子專業的專業核心課程，是在數字電子技術、模擬電子技術、半導體器件、集成電路制造工藝等課程的基礎上進行的。因此教授本課程的時候，必須結合這些課程的掌握程度，適當時要補充和擴展相關內容。本課程包括理論部分和實踐部分，理論部分的內容有集成電路設計流程，版圖設計規則，集成電路制造工藝的流程以及版圖設計的注意事項如噪聲、寄生效應、匹配等。對這部分內容的教學可以采用視頻、動畫等直觀的形式展開，不可一味的理論講解。實踐部分的內容有軟件的使用，CMOS數字集成電路的設計和驗證（如與非門、觸發器、異或門等），電阻電容以及二級管的設計，對這部分內容的教學必須采用項目教學、任務驅動法。采用“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”的項目教學法是必不可少的教學方法。教學項目的選取中，注重項目的的代表性、針對性、實用性和先進性，同時結合最新的納米工藝技術進行講解。在教學過程中采用CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）的工程理念，及構思、設計、實現和運作4個步驟，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。如圖1所示。

圖1 集成電路版圖課程

2 跟企業多方面合作，讓企業發揮重要作用

為了讓課程更好的為學生將來就業服務，可以與相關版圖設計企業進行合作。合作可以是多方面，多角度的。

2.1 盡早引入企業教學，讓學生對集成電路行業更有信心

從企業角度出發，面向學生介紹版圖設計的發展和前景，讓學生對版圖設計產生興趣和希望。對剛剛進入微電子行業的學生而言，基本上對版圖行業一無所知，如果有資深企業介入，介紹版圖行業以后的發展前景，以及版圖工程師以后的工作狀況和前途，這樣增加學生學習的動力，促進學生學習的興趣。由于實際需要，學校多次聘請了企業人員來校舉辦講座，通過這些講座，同學了解集成電路行情，大大激發了學生對這個行業的信心和興趣。學生有了興趣，明白了課程學習的意義，對提高課程的學習效果有事半功倍的作用。

2.2 引入企業進行教學、有助于提高學生的職業素養

讓企業參與到本課程的教學，實訓中來。企業可以通過幫助制定課程標準，編寫教材，參與頂崗實習，等等方式，融于學校教學之中。授課所選案例從企業的真實案例中選取，按照企業要求進行版圖繪制，最后點評學生作品。這樣以后學生可以很好的適應企業要求。在學生階段，有企業介入，按照企業要求培訓學生，可以有效提高學生的職業素養，縮短學生進入企業后的磨合期，讓學生迅速成長為企業所需要的技術人才。

3 多種考核方式，全面公正評價學生

在進行版圖課程授課時教師會選擇各種案例，項目進行教學，所選項目必須由淺入深，具有代表性的企業真實項目，在項目完成后由企業人員點評學生完成情況，或者專任教師根據企業規則進行點評，只有這樣學生繪圖能力才能真正得到提高，才能理解版圖的繪制規則。

采用項目式教學，對每個項目完成情況以及最后學生真實掌握情況需要全方面的考核。

課程考核要重視過程考試，所以可以采用70%過程性考核+30%總結性考試的方式。過程性考核內容包括學生的平時出勤狀況，學習態度，各任務完成情況等方面。

在課程評價時，不僅僅要評價學生版圖完成的情況，更要注意客觀評價學生的溝通能力，合作能力。在今后的工作中版圖絕對不是一個人的工作，是一個集體，一個團隊的工作。在學生時代，就要培養學生溝通合作的觀點，學習有效溝通的溝通方式，形成集體合作的思想。

4 結語

集成電路版圖設計課程在培養應用型集成電路人才的過程中起著至關重要的作用。采用多種教學法如CDIO教學法、項目教學法，引入企業進行教學，采用全方面考評方式可以有效提高學生的學習興趣，學習能力和學習效果。