時(shí)間：2022-06-09 18:57:50
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微電子論文2000字(一)：淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文
摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，相敏軌道電路接收信號(hào)處理裝置已逐步實(shí)現(xiàn)電子化，以電子接收器代替以前的機(jī)械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點(diǎn)卡阻、抗電氣化干擾能力不強(qiáng)、返還系數(shù)低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機(jī)來處理信息，對(duì)輸入信號(hào)采用升壓方式進(jìn)行采樣處理，雖提高了信號(hào)強(qiáng)度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個(gè)接收器僅采用單一信號(hào)處理通道進(jìn)行信號(hào)分析處理，并由其輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)軌道繼電器動(dòng)作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現(xiàn)有接收器故障后相關(guān)電氣參數(shù)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關(guān)鍵詞電子技術(shù)；25Hz軌道電路；接收器
1系統(tǒng)原理
1.1接收器冗余結(jié)構(gòu)
圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結(jié)構(gòu)圖
接收器的冗余結(jié)構(gòu)圖，每臺(tái)接收器同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)軌道區(qū)段（區(qū)段A和區(qū)段B）的軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)的處理，相鄰兩個(gè)軌道區(qū)段可共用兩臺(tái)接收器，這兩臺(tái)接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個(gè)軌道區(qū)段信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)軌道區(qū)段的后級(jí)軌道繼電器動(dòng)作。如圖1所示，相對(duì)于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個(gè)軌道區(qū)段節(jié)省一個(gè)接收器，從而降低建設(shè)成本。在接收器冗余結(jié)構(gòu)圖中，當(dāng)接收器1和接收器2中的某一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，若另一個(gè)接收器能夠正常工作即可確保軌道區(qū)段信號(hào)的正常處理；同時(shí)可以通過接收器的自檢功能發(fā)出報(bào)警，提醒維護(hù)人員及時(shí)更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統(tǒng)內(nèi)部采用獨(dú)立的雙套硬件和雙套軟件，實(shí)現(xiàn)一路信號(hào)，兩路處理，最終通過安全與門判決，輸出判決結(jié)果。當(dāng)無論是接收器哪一套硬件或軟件出現(xiàn)問題，兩路處理結(jié)果不一致時(shí)，系統(tǒng)輸出判決都是導(dǎo)向安全的結(jié)果。且僅當(dāng)兩路信號(hào)處理的結(jié)果完全一致時(shí)，安全與門輸出相同結(jié)果。
2系統(tǒng)構(gòu)成
如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構(gòu)成二取二安全結(jié)構(gòu)。主從DSP同時(shí)處理軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)，分別輸出判決信號(hào)；將主從DSP的判決結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算，如果主從DSP的判決信號(hào)不一致，接收器輸出信號(hào)將保持軌道繼電器處在落下狀態(tài)；只有當(dāng)主從DSP的判決信號(hào)一致且滿足軌道區(qū)段空閑條件時(shí)，接收器才會(huì)輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，顯示軌道區(qū)段處于空閑狀態(tài)；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號(hào)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路（DSP芯片）、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號(hào)和局部信號(hào)與后級(jí)信號(hào)處理模塊進(jìn)行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當(dāng)輸入的信號(hào)出現(xiàn)大的沖擊或干擾時(shí)，通過變壓器進(jìn)行衰減，加載在后級(jí)信號(hào)處理電路上的信號(hào)將被衰減，對(duì)后級(jí)信號(hào)處理電路起到防護(hù)作用。
軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態(tài)防雷管，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入雷電和浪涌的防護(hù)。
輸入采集電路：將輸入交流信號(hào)的負(fù)半周信號(hào)抬高到零電平以上，滿足后級(jí)單電源工作運(yùn)放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。
數(shù)據(jù)處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號(hào)通過芯片自帶的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，測(cè)出軌道輸入的25Hz信號(hào)幅值及軌道信號(hào)與局部信號(hào)的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號(hào)和后級(jí)輸出控制電路的輸出信號(hào)并經(jīng)其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)通過接收器的通訊電路送監(jiān)測(cè)分機(jī)。
安全與門電路：比較主從DSP輸出信號(hào)，經(jīng)安全與門判決二者一致方能向后級(jí)輸出控制電路送出有效信號(hào)。
輸出控制電路：采用開關(guān)電源方式輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器的直流電壓信號(hào)。
通信電路：采用總線方式，向集中監(jiān)測(cè)分機(jī)傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態(tài)等信息。
顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態(tài)及接收器所處理軌道區(qū)段的占用與空閑狀態(tài)，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正?；蚬收蠣顟B(tài)。
3結(jié)束語
新型接收器將實(shí)現(xiàn)接收器工作狀態(tài)和軌道電路電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率，降低維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，根據(jù)新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點(diǎn)，可減少現(xiàn)有接收器和軌道架的數(shù)量，大量地減少室內(nèi)配線，初步分析可節(jié)約建設(shè)成本約20%。
微電子畢業(yè)論文范文模板(二)：微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用論文
摘要：在科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步的背景下，工業(yè)自動(dòng)化水平取得了比較明顯的提升，在機(jī)械制造方面表現(xiàn)的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術(shù)得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文詳細(xì)分析了微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)閷?shí)際提供良好的借鑒意義，以供參考。
關(guān)鍵詞：微電子；機(jī)電設(shè)備；工業(yè)；應(yīng)用探討
信息技術(shù)的發(fā)展以及先進(jìn)電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機(jī)電一體化時(shí)代的到來，所謂的機(jī)電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合，再綜合應(yīng)用于實(shí)際的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備可以說為機(jī)電一體化的設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點(diǎn)：第一，直接控制機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過程；第二，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)期間加強(qiáng)各物理參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的顯示記錄，在計(jì)算、存儲(chǔ)、分析判定并處理測(cè)量參數(shù)或指標(biāo)；第三，進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督。機(jī)電一體化系統(tǒng)里微電子控制機(jī)電設(shè)備怎樣進(jìn)行適宜計(jì)算機(jī)選擇，怎樣設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，怎樣組織軟件開發(fā)，怎樣對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)與使用是相當(dāng)關(guān)鍵的，也是值得探索的
課題。
1微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理
在某微電子控制機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當(dāng)中，管路壓力變送器主要是檢測(cè)控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個(gè)變量，接著將數(shù)據(jù)信號(hào)向PLC當(dāng)中傳送，并且通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，將信號(hào)發(fā)送信號(hào)控制器，通過信號(hào)控制器來控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中需要與實(shí)際情況合理的進(jìn)行結(jié)合，并且對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行確認(rèn)，輸出頻率在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中具有非常重要的意義，和系統(tǒng)的控制息息相關(guān)，在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚(yáng)程參數(shù)等。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節(jié)約資源的作用。
2微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用
1）可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用。從PLC的角度進(jìn)行分析，其主要優(yōu)勢(shì)在于具有很強(qiáng)的控制能力，而且穩(wěn)定性較高，機(jī)身體積相對(duì)較小，可以有效的和其他的配件進(jìn)行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備往往會(huì)占據(jù)一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數(shù)量減少，讓機(jī)電設(shè)備的數(shù)量增多，與此同時(shí)還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比，其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源，讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低，讓企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增加，由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進(jìn)行組合，可以靈活方便的在廠房當(dāng)中進(jìn)行布設(shè)，讓一機(jī)多用。可以實(shí)現(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化，對(duì)設(shè)備維護(hù)中耗費(fèi)的人力物力進(jìn)行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢(shì)在于可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線和生產(chǎn)設(shè)備之間
進(jìn)行連接，有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)，可以動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，確保在生產(chǎn)過程中，第一時(shí)間解決生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的故障，避免由于機(jī)械故障而導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度停滯，讓設(shè)備的維護(hù)開支得到控制，PLC的計(jì)算速度很快，可以輕松的對(duì)生產(chǎn)時(shí)的任何變動(dòng)進(jìn)行管理和控制，有效的防止由于設(shè)備變化控制器無法及時(shí)應(yīng)對(duì)而產(chǎn)生的問題，PLC還可以進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)，伴隨當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，就算生產(chǎn)線當(dāng)中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動(dòng)，只需要正確的調(diào)整，控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。
相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時(shí)間的訓(xùn)練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實(shí)際操作的過程中工作步驟相對(duì)較為簡(jiǎn)單，可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言，就可以對(duì)其進(jìn)行熟練的掌握。對(duì)控制器的工作語言進(jìn)行了解，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候可以及時(shí)的調(diào)整和處理控制器。
2）變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動(dòng)與手動(dòng)兩類，手動(dòng)工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開的人工操作行為，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對(duì)變頻器輸出頻率進(jìn)行給定。自動(dòng)工作狀態(tài)實(shí)質(zhì)是PLC輸出信號(hào)為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比，PLC控制可節(jié)電，更好進(jìn)行水泵磨損控制，在延長(zhǎng)設(shè)備壽命與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化水平提升中發(fā)揮了重要作用。
第一，和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù)，先進(jìn)性和獨(dú)特性在性能上得到充分凸顯，同時(shí)因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)、諧波成分小等特征，這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)而言輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能能充分進(jìn)行優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號(hào)（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測(cè)，轉(zhuǎn)速追蹤等）；并且變頻器可實(shí)現(xiàn)擺頻運(yùn)行與程序運(yùn)行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應(yīng)用的是西門子產(chǎn)品，有極強(qiáng)的保護(hù)性能，可靠穩(wěn)定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機(jī)能正常運(yùn)行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)定簡(jiǎn)單等使得其有更強(qiáng)的適用性。
3）電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時(shí)候，保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應(yīng)該采取邊安裝邊測(cè)電的方式，這樣更能使電流穩(wěn)定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應(yīng)該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測(cè)量一下接觸元器件的連接點(diǎn)，這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方，若有漏電情況應(yīng)該及時(shí)對(duì)此進(jìn)行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時(shí)候，一定要小心謹(jǐn)慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時(shí)一些小問題也可能出大錯(cuò)，保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應(yīng)認(rèn)真復(fù)查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)每個(gè)接觸元器件連接點(diǎn)，明確有無接觸不良或短路現(xiàn)象，若發(fā)生漏電務(wù)必要及時(shí)維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下：
第一，應(yīng)認(rèn)真查看明確電路整體狀況，了解電路面板線有無準(zhǔn)確連接，有無看似連接實(shí)際并未連接的線，或易短路的線；是否存在兩條或多條線混淆的情況；此后，使用最小量程檔的萬用表對(duì)電路面板進(jìn)行檢查，查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路，地線是否漏接，電源連線連接的安全性等，同時(shí)需測(cè)量電源有無短路現(xiàn)象。測(cè)量期間可直接進(jìn)行元器件連接點(diǎn)測(cè)量，如此可明確有無以上情況的同時(shí)又弄清楚是否存在接觸點(diǎn)不良現(xiàn)象。第二，電路調(diào)試過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一即硬件電路調(diào)試。調(diào)試期間務(wù)必要注意細(xì)小環(huán)節(jié)的把控，根據(jù)電路功能原理做好各個(gè)單元電路的調(diào)試，再作整體調(diào)試，后進(jìn)行整個(gè)電路的調(diào)試。電路在工業(yè)生產(chǎn)里發(fā)揮的作用是相當(dāng)大的，電路安裝過程里務(wù)必要綜合考量多方因素，認(rèn)真謹(jǐn)慎，切不可遺漏或放過存在的小問題，確保電路穩(wěn)定性得到保障。
微電子論文3100字(一)：微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用論文
摘要：在科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步的背景下，工業(yè)自動(dòng)化水平取得了比較明顯的提升，在機(jī)械制造方面表現(xiàn)的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術(shù)得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文詳細(xì)分析了微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)閷?shí)際提供良好的借鑒意義，以供參考。
關(guān)鍵詞：微電子；機(jī)電設(shè)備；工業(yè)；應(yīng)用探討
信息技術(shù)的發(fā)展以及先進(jìn)電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機(jī)電一體化時(shí)代的到來，所謂的機(jī)電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合，再綜合應(yīng)用于實(shí)際的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備可以說為機(jī)電一體化的設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點(diǎn)：第一，直接控制機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過程；第二，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)期間加強(qiáng)各物理參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的顯示記錄，在計(jì)算、存儲(chǔ)、分析判定并處理測(cè)量參數(shù)或指標(biāo)；第三，進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督。機(jī)電一體化系統(tǒng)里微電子控制機(jī)電設(shè)備怎樣進(jìn)行適宜計(jì)算機(jī)選擇，怎樣設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，怎樣組織軟件開發(fā)，怎樣對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)與使用是相當(dāng)關(guān)鍵的，也是值得探索的
課題。
1微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理
在某微電子控制機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當(dāng)中，管路壓力變送器主要是檢測(cè)控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個(gè)變量，接著將數(shù)據(jù)信號(hào)向PLC當(dāng)中傳送，并且通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，將信號(hào)發(fā)送信號(hào)控制器，通過信號(hào)控制器來控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中需要與實(shí)際情況合理的進(jìn)行結(jié)合，并且對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行確認(rèn)，輸出頻率在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中具有非常重要的意義，和系統(tǒng)的控制息息相關(guān)，在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚(yáng)程參數(shù)等。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節(jié)約資源的
作用。
2微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用
1）可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用。從PLC的角度進(jìn)行分析，其主要優(yōu)勢(shì)在于具有很強(qiáng)的控制能力，而且穩(wěn)定性較高，機(jī)身體積相對(duì)較小，可以有效的和其他的配件進(jìn)行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備往往會(huì)占據(jù)一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數(shù)量減少，讓機(jī)電設(shè)備的數(shù)量增多，與此同時(shí)還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比，其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源，讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低，讓企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增加，由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進(jìn)行組合，可以靈活方便的在廠房當(dāng)中進(jìn)行布設(shè)，讓一機(jī)多用。可以實(shí)現(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化，對(duì)設(shè)備維護(hù)中耗費(fèi)的人力物力進(jìn)行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢(shì)在于可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線和生產(chǎn)設(shè)備之間
進(jìn)行連接，有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)，可以動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，確保在生產(chǎn)過程中，第一時(shí)間解決生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的故障，避免由于機(jī)械故障而導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度停滯，讓設(shè)備的維護(hù)開支得到控制，PLC的計(jì)算速度很快，可以輕松的對(duì)生產(chǎn)時(shí)的任何變動(dòng)進(jìn)行管理和控制，有效的防止由于設(shè)備變化控制器無法及時(shí)應(yīng)對(duì)而產(chǎn)生的問題，PLC還可以進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)，伴隨當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，就算生產(chǎn)線當(dāng)中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動(dòng)，只需要正確的調(diào)整，控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。
相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時(shí)間的訓(xùn)練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實(shí)際操作的過程中工作步驟相對(duì)較為簡(jiǎn)單，可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言，就可以對(duì)其進(jìn)行熟練的掌握。對(duì)控制器的工作語言進(jìn)行了解，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候可以及時(shí)的調(diào)整和處理控制器。
2）變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動(dòng)與手動(dòng)兩類，手動(dòng)工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開的人工操作行為，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對(duì)變頻器輸出頻率進(jìn)行給定。自動(dòng)工作狀態(tài)實(shí)質(zhì)是PLC輸出信號(hào)為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比，PLC控制可節(jié)電，更好進(jìn)行水泵磨損控制，在延長(zhǎng)設(shè)備壽命與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化水平提升中發(fā)揮了重要作用。
第一，和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù)，先進(jìn)性和獨(dú)特性在性能上得到充分凸顯，同時(shí)因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)、諧波成分小等特征，這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)而言輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能能充分進(jìn)行優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號(hào)（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測(cè)，轉(zhuǎn)速追蹤等）；并且變頻器可實(shí)現(xiàn)擺頻運(yùn)行與程序運(yùn)行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應(yīng)用的是西門子產(chǎn)品，有極強(qiáng)的保護(hù)性能，可靠穩(wěn)定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機(jī)能正常運(yùn)行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)定簡(jiǎn)單等使得其有更強(qiáng)的適用性。
3）電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時(shí)候，保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應(yīng)該采取邊安裝邊測(cè)電的方式，這樣更能使電流穩(wěn)定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應(yīng)該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測(cè)量一下接觸元器件的連接點(diǎn)，這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方，若有漏電情況應(yīng)該及時(shí)對(duì)此進(jìn)行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時(shí)候，一定要小心謹(jǐn)慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時(shí)一些小問題也可能出大錯(cuò)，保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應(yīng)認(rèn)真復(fù)查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)每個(gè)接觸元器件連接點(diǎn)，明確有無接觸不良或短路現(xiàn)象，若發(fā)生漏電務(wù)必要及時(shí)維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下：
第一，應(yīng)認(rèn)真查看明確電路整體狀況，了解電路面板線有無準(zhǔn)確連接，有無看似連接實(shí)際并未連接的線，或易短路的線；是否存在兩條或多條線混淆的情況；此后，使用最小量程檔的萬用表對(duì)電路面板進(jìn)行檢查，查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路，地線是否漏接，電源連線連接的安全性等，同時(shí)需測(cè)量電源有無短路現(xiàn)象。測(cè)量期間可直接進(jìn)行元器件連接點(diǎn)測(cè)量，如此可明確有無以上情況的同時(shí)又弄清楚是否存在接觸點(diǎn)不良現(xiàn)象。第二，電路調(diào)試過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一即硬件電路調(diào)試。調(diào)試期間務(wù)必要注意細(xì)小環(huán)節(jié)的把控，根據(jù)電路功能原理做好各個(gè)單元電路的調(diào)試，再作整體調(diào)試，后進(jìn)行整個(gè)電路的調(diào)試。電路在工業(yè)生產(chǎn)里發(fā)揮的作用是相當(dāng)大的，電路安裝過程里務(wù)必要綜合考量多方因素，認(rèn)真謹(jǐn)慎，切不可遺漏或放過存在的小問題，確保電路穩(wěn)定性得到保障。
3結(jié)束語
微電子控制機(jī)電設(shè)備的組成包括變頻調(diào)速器、可程序控制器等，由于操作相對(duì)簡(jiǎn)便、效果好，在工業(yè)中發(fā)揮了不可忽視的作用。微電子控制機(jī)電設(shè)備在實(shí)踐中不斷完善，將理論與實(shí)踐相互結(jié)合，明確各個(gè)方面的要點(diǎn)，有效提升生產(chǎn)效率，在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮出最大化價(jià)值，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展。推動(dòng)電子設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展也是當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所提出的必然要走的道路，順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，才能不落后于其他國(guó)家的工業(yè)化改革。
微電子畢業(yè)論文范文模板(二)：關(guān)于現(xiàn)階段國(guó)家示范性微電子學(xué)院建設(shè)的幾點(diǎn)思考論文
[摘要]文章淺述了國(guó)家示范性微電子學(xué)院的建設(shè)背景及歷程。借鑒示范性軟件學(xué)院建設(shè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)階段浙江大學(xué)示范性微電子學(xué)院建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)科劃分、考核體系、校企合作、平臺(tái)建設(shè)和國(guó)家支持等方面進(jìn)行思考和總結(jié)，闡述如何圍繞“以人才培養(yǎng)為中心”和“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”這兩個(gè)核心問題，進(jìn)行國(guó)家示范性微電子學(xué)院建設(shè)。
[關(guān)鍵詞]示范性微電子學(xué)院；集成電路；人才培養(yǎng)；產(chǎn)學(xué)協(xié)同
[中圖分類號(hào)]G64[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]2095-3437（2020）07-0001-04
回顧整個(gè)中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)歷程，作為高等教育中至關(guān)重要的一部分，工程教育在國(guó)家現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮著不可替代的作用。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)改革和世界范圍產(chǎn)業(yè)變革的過程中，我國(guó)的工程教育也在不斷改革創(chuàng)新。從工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的建立，到PBL和CDIO理念的引入，實(shí)施卓越工程師計(jì)劃和建立國(guó)家示范性軟件學(xué)院、微電子學(xué)院，再到加入《華盛頓協(xié)議》和新工科的提出，中國(guó)的工程教育一直在實(shí)踐中發(fā)展。在中國(guó)工程教育改革中，2001年開始的國(guó)家示范性軟件學(xué)院建設(shè)作為教育改革的“示范區(qū)”，發(fā)揮著重要的作用。本文在借鑒示范性軟件學(xué)院十多年建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)階段示范性微電子學(xué)院的建設(shè)情況，對(duì)2015年開始實(shí)施的國(guó)家示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行思考與總結(jié)。
一、示范性微電子學(xué)院成立背景
21世紀(jì)初，信息化在世界范圍內(nèi)開始普及，軟件產(chǎn)業(yè)在世界社會(huì)發(fā)展中的地位和重要性開始顯現(xiàn)。軟件產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)時(shí)的新興產(chǎn)業(yè)，呈現(xiàn)出向發(fā)展中國(guó)家大規(guī)模轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外巨大的軟件市場(chǎng)導(dǎo)致對(duì)軟件從業(yè)人員需求量的劇增。國(guó)家從當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外行業(yè)背景及國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，于2001年由教育部正式設(shè)立國(guó)家示范性軟件學(xué)院，首批試點(diǎn)35所（后增加至37所），均由國(guó)家重點(diǎn)高校負(fù)責(zé)建設(shè)；2004年教育部針對(duì)高職類學(xué)校又設(shè)立了36所高職示范性軟件學(xué)院。其后，各省、市結(jié)合自身地方產(chǎn)業(yè)成立了省級(jí)示范性軟件學(xué)院50多所，對(duì)軟件人才進(jìn)行儲(chǔ)備。從2001年至今，示范性軟件學(xué)院經(jīng)歷了十多年的建設(shè)與發(fā)展，在人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)上都取得令人矚目的成就。在此期間，我國(guó)的軟件產(chǎn)業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其中尤以華為、阿里巴巴、百度、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為代表。
經(jīng)過十多年的積累和追趕后，我國(guó)不但解決了軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期規(guī)模弱小、產(chǎn)業(yè)單一、人才技術(shù)短缺等諸多問題，而且在部分領(lǐng)域超過了發(fā)達(dá)國(guó)家，并形成了中國(guó)特色的“互聯(lián)網(wǎng)+”新型經(jīng)濟(jì)模式。接下來，國(guó)家開始效仿軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，對(duì)信息領(lǐng)域更基礎(chǔ)、更關(guān)鍵但更薄弱的“卡脖子”短板——集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)起沖鋒。特別是近年來，在國(guó)際貿(mào)易保護(hù)主義抬頭和美國(guó)對(duì)華貿(mào)易戰(zhàn)的背景下，從晉華、中興到華為、大疆，以集成電路為代表的高科技產(chǎn)業(yè)形勢(shì)尤為嚴(yán)峻，發(fā)展變得刻不容緩。
2014年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》），指出“集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)”?，F(xiàn)階段我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)主要面臨核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)業(yè)鏈不完善、資金投入不足、創(chuàng)新人才短缺4個(gè)核心問題。參考軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，為解決集成電路產(chǎn)業(yè)4個(gè)核心問題中的人才短缺問題，示范性微電子學(xué)院應(yīng)運(yùn)而生。
二、示范性微電子學(xué)院的成立
《綱要》從組織領(lǐng)導(dǎo)、資金政策、金融稅收、人才保障等8個(gè)方面采取了保障措施，指出“加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度，建立健全集成電路人才培養(yǎng)體系，支持微電子學(xué)科發(fā)展，通過高校與集成電路企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才等方式，加快建設(shè)和發(fā)展示范性微電子學(xué)院和微電子職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)”。這是繼2011年國(guó)務(wù)院《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》后，國(guó)家再次對(duì)高校示范性微電子學(xué)院建設(shè)提出的明確要求。
2014年教育部《關(guān)于試辦示范性微電子學(xué)院的預(yù)通知》。2015年六部委《關(guān)于支持有關(guān)高校支持建設(shè)示范性微電子學(xué)院的通知》（以下簡(jiǎn)稱《通知》），明確支持清華、北大、浙江大學(xué)等9所高校建設(shè)示范性微電子學(xué)院，支持北京航空航天大學(xué)、南京大學(xué)等17所高?；I備建設(shè)示范性微電子學(xué)院，示范性微電子學(xué)院建設(shè)序幕自此開啟。
三、示范性微電子學(xué)院定位及現(xiàn)狀
《通知》指出：示范性微電子學(xué)院的建設(shè)要以人才培養(yǎng)為中心，深入開展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人，加快培養(yǎng)集成電路產(chǎn)業(yè)急需的工程型人才?？梢钥闯?，“以人才培養(yǎng)為中心”和“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”是示范性微電子學(xué)院建設(shè)的兩個(gè)核心要求，“工程型”人才是示范性微電子學(xué)院培養(yǎng)人才的根本目標(biāo)。
自2015年第一批示范性微電子學(xué)院成立至今，各個(gè)示范性微電子學(xué)院的建設(shè)歷程和辦學(xué)模式各不相同，有的是在原有信息學(xué)院或微電子學(xué)院的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)，有的是新設(shè)立微電子學(xué)院掛靠其他成熟學(xué)院運(yùn)行，有的是整體新建并單獨(dú)運(yùn)行。由于處于建設(shè)初期，不同學(xué)校都因地制宜、因時(shí)制宜地進(jìn)行摸索，或大刀闊斧，或小步慢跑。目前，各個(gè)學(xué)校的微電子學(xué)院都在人才培養(yǎng)、師資規(guī)模、校企合作等方面都取得了一定的階段性成果。
與此同時(shí)，示范性微電子學(xué)院在建設(shè)的過程中，也都面臨一些共性的難題，如示范性微電子學(xué)院與一般學(xué)院的定位區(qū)別、如何進(jìn)行“工程型”人才培養(yǎng)、如何擴(kuò)大招生規(guī)模與影響、如何更好地與企業(yè)結(jié)合，以及如何對(duì)示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行評(píng)價(jià)等，這些都是示范性微電子學(xué)院面臨或?qū)⒁媾R的問題。
四、對(duì)示范性微電子學(xué)院建設(shè)的幾點(diǎn)思考
當(dāng)然，示范性微電子學(xué)院建設(shè)也并非無樣板可以參考，2001年開始建設(shè)的示范性軟件學(xué)院就是很好的借鑒，特別是在辦學(xué)模式、人才培養(yǎng)、師資管理等諸多具體、常規(guī)問題上。然而，軟件行業(yè)和集成電路行業(yè)相差較大，而且當(dāng)今的時(shí)代背景和2000年也完全不同，如何圍繞“人才培養(yǎng)為中心”“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”這兩個(gè)核心來建設(shè)微電子學(xué)院，需要全體高等教育工作者進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)地思考和探索。本文從浙江大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“浙大”）示范性微電子學(xué)院建設(shè)的實(shí)踐出發(fā)，分享一些經(jīng)驗(yàn)與思考。
（一）學(xué)科劃分與評(píng)估體系
學(xué)科劃分和評(píng)價(jià)問題是微電子學(xué)院建設(shè)能否成功的核心問題，關(guān)乎微電子學(xué)院的建設(shè)方向和結(jié)果。單獨(dú)的學(xué)科設(shè)置及評(píng)估體系，不僅能加強(qiáng)微電子學(xué)院的獨(dú)立性辦學(xué)，也能更有效地促進(jìn)微電子學(xué)院建設(shè)的展開。
1.設(shè)置微電子一級(jí)學(xué)科
人才作為第一資源以及集成電路產(chǎn)業(yè)的核心，微電子學(xué)院成立的根本目的就是為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)急需的“工程型”人才。然而受招生名額等條件的限制，現(xiàn)階段我國(guó)高校每年培養(yǎng)的集成電路高級(jí)專業(yè)型人才不足萬人，而且缺口仍在擴(kuò)大，可見，擴(kuò)大集成電路招生名額勢(shì)在必行。以浙江大學(xué)為例，2014年以前學(xué)校集成電路每年碩士、博士的招生人數(shù)在30人左右，即使示范性微電子學(xué)院成立以后，新增了微電子本科專業(yè)，微電子學(xué)院每年本碩博招生也不足200人，以如此培養(yǎng)速度，根本不足以填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)人才需求的缺口。由于我國(guó)大學(xué)招生名額是與學(xué)科劃分掛鉤的，這就涉及一級(jí)學(xué)科設(shè)置的問題。
目前，浙大微電子所在的一級(jí)學(xué)科是電子科學(xué)與技術(shù)，其下含有電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)、電磁場(chǎng)與波、物理電子學(xué)四個(gè)二級(jí)學(xué)科，其中與微電子學(xué)院直接對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二級(jí)學(xué)科是：電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)。研究領(lǐng)域分別對(duì)應(yīng)集成電路的軟件部分和硬件部分，前者主要包括集成電路設(shè)計(jì)，后者主要涉及集成電路產(chǎn)業(yè)中的制造、封裝測(cè)試。
此外，微電子一級(jí)學(xué)科問題，除了與擴(kuò)大招生名額相關(guān)外，也和微電子學(xué)院的建設(shè)成敗有關(guān)，因?yàn)檫@涉及微電子學(xué)院與高校原有信息學(xué)院的定位問題，以及在學(xué)校的學(xué)科地位問題。其實(shí)在建設(shè)示范性軟件學(xué)院時(shí)，由于學(xué)科劃分的問題，就存在著軟件學(xué)院與原有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)院的“瑜亮之爭(zhēng)”，學(xué)科資源配置之爭(zhēng)。最終，2011年教育部將軟件工程提升為一級(jí)學(xué)科，這才在一定程度上解決了上述問題。從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來看，將微電子學(xué)與固定電子學(xué)、電路與系統(tǒng)等二級(jí)學(xué)科重整、提升為一級(jí)學(xué)科十分必要，且宜早不宜遲。
2.修訂學(xué)科評(píng)估體系
微電子學(xué)院建設(shè)要求以“人才培養(yǎng)為中心”，而傳統(tǒng)學(xué)科評(píng)估體系以“學(xué)科建設(shè)為中心”。因?yàn)椤爸行摹钡牟灰粯?，在進(jìn)行微電子學(xué)院建設(shè)時(shí)，學(xué)校在資源配置時(shí)就必須考慮效益比問題。如果微電子學(xué)院建設(shè)的投入無法對(duì)學(xué)校的學(xué)科發(fā)展形成促進(jìn)作用，甚至因?yàn)榉至飨拗屏艘延袑W(xué)科的建設(shè)，學(xué)校不僅不會(huì)支持微電子學(xué)院的建設(shè)，甚至可能還會(huì)限制其發(fā)展。因此，在現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系下，示范性微電子學(xué)院很難做到完全以“教學(xué)”為中心，只能“教學(xué)科研”兼顧，最終微電子學(xué)院在很大概率上將會(huì)和傳統(tǒng)的信息學(xué)院同質(zhì)化。上述情況在軟件學(xué)院建設(shè)時(shí)出現(xiàn)過，且仍未得到有效解決，這也是很多軟件學(xué)院選擇異地發(fā)展的原因，其目的是避免與本校原有的計(jì)算機(jī)學(xué)院分流資源。
在現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系下，即使能做到以“教學(xué)”為中心，也很難滿足微電子學(xué)院“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”的人才培養(yǎng)要求。因?yàn)楝F(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系偏向于理科化，重理論而輕實(shí)踐，無論是“教學(xué)”還是“科研”，學(xué)生注重“卷面”，教師注重“文章”。而微電子學(xué)院的建立要求緊貼產(chǎn)業(yè)，注重實(shí)踐，產(chǎn)學(xué)協(xié)同，因此培養(yǎng)“工程型”人才在現(xiàn)有體系下很難做到。
其實(shí)，2016年教育部提出新工科建設(shè)，其本質(zhì)也是針對(duì)現(xiàn)有“理科化”學(xué)科評(píng)估體系與工科建設(shè)要求不相匹配的問題?？梢源竽懺O(shè)想對(duì)現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系進(jìn)行必要的改革，如對(duì)基礎(chǔ)性學(xué)科依舊使用現(xiàn)有“理科性”評(píng)估體系；對(duì)應(yīng)用性學(xué)科，如新工科，則在原有的體系上建立新的“工科性”評(píng)估體系。這樣或許能從根本上改變我國(guó)“寫論文的太多，做應(yīng)用的太少”、應(yīng)用研究和理論研究比例失衡的現(xiàn)狀。為體現(xiàn)示范性，上述設(shè)想甚至可以率先在示范性微電子學(xué)院進(jìn)行試點(diǎn)，實(shí)踐可行后再逐步推廣到新工科乃至其他工程性學(xué)科。
（二）師生考核體系
示范性微電子學(xué)院要求“堅(jiān)持人才培養(yǎng)為中心”，在國(guó)家層面需要解決的是學(xué)科問題，具體到學(xué)校和學(xué)院操作時(shí)，就要考慮內(nèi)部的考核與評(píng)價(jià)問題，其中主要涉及兩個(gè)方面，一是教師的考核，二是學(xué)生的考核。
1.教師考核體系
以人才培養(yǎng)為中心，要求教師的工作重心應(yīng)該是教學(xué)，因此微電子學(xué)院教師在考核上應(yīng)該與傳統(tǒng)學(xué)院有明顯區(qū)別，比如加大教學(xué)在考核中的比重。微電子學(xué)院培養(yǎng)的人才要強(qiáng)調(diào)工程性，所以在教學(xué)考核中，要突出工程實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容。另外，在引進(jìn)師資時(shí)，可以效仿軟件學(xué)院偏向引進(jìn)有企業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的教師，形成本校專職教師、企業(yè)兼職教師、適當(dāng)比例外教的格局，這一點(diǎn)浙江大學(xué)微電子學(xué)院在人才引進(jìn)時(shí)就尤為注重教師的行業(yè)或工程背景。
為了保證公平性，調(diào)動(dòng)教師的積極性，可以實(shí)行聘崗制和聘期制，不同崗位考核不一樣、聘期不一樣，如在浙江大學(xué)，對(duì)不同類別的教師設(shè)置有：教學(xué)科研并重崗、工程教育創(chuàng)新崗、社會(huì)服務(wù)與技術(shù)推廣崗等，其中工程教育創(chuàng)新崗就是浙江大學(xué)針對(duì)工程教育改革新設(shè)置的崗位。
2.學(xué)生考核體系
微電子學(xué)院要培養(yǎng)“工程型”人才，因此針對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)過程、考核過程、評(píng)價(jià)過程要緊緊圍繞“工程”來設(shè)置。微電子學(xué)院學(xué)生與傳統(tǒng)學(xué)生培養(yǎng)最本質(zhì)的區(qū)別是“工程實(shí)踐”能力。在此之前，要提前區(qū)別一下其與動(dòng)手能力的差別?！肮こ虒?shí)踐”能力與傳統(tǒng)工科學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的動(dòng)手能力不同，是要在工業(yè)生產(chǎn)的背景下，通過“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)”，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的“工程師式思維和行為”。這要求學(xué)校必須為學(xué)生提供企業(yè)的工程環(huán)境而非簡(jiǎn)單的高校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。
正是因?yàn)槲㈦娮訉W(xué)院培養(yǎng)的人才需要工業(yè)生產(chǎn)背景，這就要求企業(yè)參與培養(yǎng)，這從源頭上保證了學(xué)生培養(yǎng)會(huì)緊貼產(chǎn)業(yè)。通過設(shè)置新的學(xué)生評(píng)價(jià)體系來保證和監(jiān)督學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的獲得，這一點(diǎn)至關(guān)重要。也只有這樣，學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)才能立即上手，無須企業(yè)的再熏陶和培訓(xùn)。
浙江大學(xué)微電子學(xué)院對(duì)于學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的培養(yǎng)是根據(jù)學(xué)生的不同階段分步進(jìn)行的。首先，針對(duì)低年級(jí)的本科生，加大培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)課程的比例和學(xué)分，以此來培養(yǎng)學(xué)生的“動(dòng)手操作”能力。其次，對(duì)于高年級(jí)的本科生，則是通過到企業(yè)實(shí)習(xí)、參與導(dǎo)師企業(yè)課題（學(xué)業(yè)導(dǎo)師制）、科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)（SRTP）、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等來初步熏陶學(xué)生的“工程實(shí)踐”能力。最后，到研究生階段，通過企業(yè)、導(dǎo)師聯(lián)合制定課題，學(xué)生選題并到企業(yè)培養(yǎng)或參與企業(yè)橫向課題等方法來完成“工程能力”的塑造。
（三）校企合作
校企合作是微電子學(xué)院建設(shè)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)高校教學(xué)以學(xué)校為主，這在一定程度上導(dǎo)致了高校研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)、高校培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)需求脫節(jié)。高等工程教育改革的目的之一就是如何將高校與企業(yè)聯(lián)系緊密，互相促進(jìn)，“如何引入企業(yè)參與到高校的人才培養(yǎng)”，從而達(dá)到“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”。
校企合作的目的是互利共贏。中國(guó)高校以育人為宗旨，具有一定的公益性，而企業(yè)以利益為根本，公益性只是其附帶屬性，只投入不計(jì)回報(bào)的企業(yè)少之又少。如何讓兩個(gè)不同的主體做到有機(jī)結(jié)合，使得“企業(yè)愿意參與，高校愿意放開”是困難所在。從需求來看，高校育人，企業(yè)用人，高校和企業(yè)合作的紐帶在人——學(xué)生，解決好“如何以學(xué)生為紐帶將企業(yè)和高校緊密聯(lián)系在一起”是校企合作的關(guān)鍵所在。
從軟件學(xué)院的經(jīng)驗(yàn)看，多是通過校企理事會(huì)、共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地、共建師資隊(duì)伍、共設(shè)課程等方式來開展校企合作。無論是以何種合作方式，想要長(zhǎng)久有效就必須做到互惠互利，純粹的一方投入不可持續(xù)。從浙江大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)來看，比較有效的手段之一是：通過導(dǎo)師與企業(yè)的橫向合作為依托，以項(xiàng)目的形式將學(xué)生的培養(yǎng)參與其中。這是一種“基于項(xiàng)目的培養(yǎng)模式”，企業(yè)提出技術(shù)需求和課題資金，學(xué)校再給予學(xué)生名額、教學(xué)工作量等支持。通過一個(gè)個(gè)的具體項(xiàng)目，將學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)串聯(lián)起來，形成規(guī)模效應(yīng)后再以創(chuàng)建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、研發(fā)中心、實(shí)踐基地等方式進(jìn)行深化。浙江大學(xué)成立工程師學(xué)院就是希望從學(xué)校層面來推進(jìn)和引導(dǎo)校企合作。此外，不同地區(qū)的微電子學(xué)院在專業(yè)設(shè)置上也應(yīng)針對(duì)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)需求開設(shè)專業(yè)，面向企業(yè)培養(yǎng)人，甚至可以對(duì)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行定向培養(yǎng)，吸引企業(yè)深度參與學(xué)院建設(shè)。
校企合作不僅僅是學(xué)校和企業(yè)的問題，政府的作用也尤為重要，因?yàn)檎莆罩诵牡纳a(chǎn)資料和分配政策。比如政府在審批、稅收減免、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助、教育資金、就業(yè)引導(dǎo)等各方面都能非常有效調(diào)動(dòng)企業(yè)和高校的積極性，促進(jìn)雙方的結(jié)合。日本20世紀(jì)70年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起，就是通過高校（實(shí)驗(yàn)室）、企業(yè)、政府三方的共同發(fā)力，成立“VLSI技術(shù)研究組合”，從而打破美國(guó)的壟斷。20世紀(jì)80年代韓國(guó)三星的崛起也與韓國(guó)政府的大力扶持密不可分，所以在這一點(diǎn)上值得我們國(guó)家借鑒和學(xué)習(xí)。
（四）硬件建設(shè)及平臺(tái)共享
集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)硬件設(shè)施要求極高，這是其與軟件產(chǎn)業(yè)最大的不同之一。如小型工藝操作、流片、實(shí)訓(xùn)等都需要高昂硬件和財(cái)力的支撐，因此微電子學(xué)院建設(shè)要格外重視大型共享平臺(tái)建設(shè)，并以共享平臺(tái)建設(shè)為契機(jī)將校企合作、校地合作、學(xué)生實(shí)踐培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)連接。然而一般平臺(tái)投資都十分巨大，很難靠一己之力來進(jìn)行建設(shè)，如浙江大學(xué)微納加工中心一期投入6000萬、工程師學(xué)院微電子實(shí)訓(xùn)平臺(tái)投入近3500萬，紹興微電子研究中心投資近1億。微電子學(xué)院建設(shè)更應(yīng)注重開放式辦學(xué)，嘗試通過國(guó)家出資、政府出地、企業(yè)出技術(shù)、學(xué)校出人等多重模式，把握本地發(fā)展機(jī)遇以產(chǎn)業(yè)園、孵化器、共享平臺(tái)的形式來共贏發(fā)展。
（五）國(guó)家和學(xué)校支持
從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來看，建設(shè)成功與否與國(guó)家和學(xué)校的支持息息相關(guān)。因?yàn)檐浖W(xué)院建設(shè)經(jīng)費(fèi)自籌，所以從建立之初，就面臨著資金的壓力。從十多年后的評(píng)估結(jié)果來看，發(fā)展得好的軟件學(xué)院與學(xué)校的長(zhǎng)期支持密不可分；純粹依靠企業(yè)、學(xué)費(fèi)等來進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作則很難實(shí)現(xiàn)。以浙江大學(xué)軟件學(xué)院為例，軟件學(xué)院之所以能在寧波辦學(xué)，首先與寧波市政府給予啟動(dòng)資金、場(chǎng)地、師資、經(jīng)費(fèi)等全面的支持分不開，此外，與浙大持續(xù)的師資、運(yùn)營(yíng)等投入也密不可分，可以說寧波市政府和浙大的支持二者缺一，浙大軟件學(xué)院就不會(huì)有今天的規(guī)模。從產(chǎn)業(yè)性質(zhì)來看，因?yàn)榧呻娐沸袠I(yè)對(duì)硬件的要求要比軟件行業(yè)高很多，這就決定了微電子學(xué)院的硬件投入要比軟件學(xué)院投入要大得多，所以微電子學(xué)院勢(shì)必更需要從國(guó)家、從學(xué)校爭(zhēng)取更多可持續(xù)的資金，如專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、低息貸款等，這樣才有可能實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
微電子技術(shù)，它是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù)，特點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快，微電子技術(shù)對(duì)信息化時(shí)代具有巨大影響。其之所以稱為核心虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要是因?yàn)檎麄€(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒有傳統(tǒng)專網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是架構(gòu)在公用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商所提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，如internet，ATM（異步傳輸模式），F(xiàn)rameRelay（幀中繼）等之上的邏輯網(wǎng)絡(luò)，用戶數(shù)據(jù)在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網(wǎng)絡(luò)或公共網(wǎng)絡(luò)的封裝、加密和身份驗(yàn)證鏈接的專用網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。核心技術(shù)主要采用了隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)。在虛擬專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之前，要嚴(yán)格劃分煤炭礦區(qū)資源線路數(shù)據(jù)，并實(shí)施圖層管理，再通過矢柵劃分的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，這是因?yàn)榇鎯?chǔ)空間數(shù)據(jù)的格式在系統(tǒng)端口緩存中有著至關(guān)重要的作用。計(jì)算機(jī)核心技術(shù)中的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)屬于遠(yuǎn)程訪問技術(shù)。在虛擬專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，用戶端設(shè)計(jì)通常由11個(gè)功能模塊組成，這11個(gè)功能模塊中都可以2次劃分為多個(gè)子功能，而且各個(gè)系統(tǒng)功能、子功能之間又進(jìn)行再擴(kuò)充，依據(jù)用戶的不同需求實(shí)施調(diào)整維護(hù)。并根據(jù)其不同功能進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。服務(wù)器端擁有通過查詢數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭運(yùn)輸計(jì)劃信息化的作用，可以為虛擬專用網(wǎng)絡(luò)模型提供很多實(shí)用服務(wù)。服務(wù)器的ArcMS與空間數(shù)據(jù)庫建立連接要通過ArcSDE，它可提供大量專業(yè)GIS服務(wù)。在核心網(wǎng)絡(luò)模型組成部分中服務(wù)器端緩存模塊是相當(dāng)重要的，服務(wù)器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作，緩存管理組件是根據(jù)索引分析所得出的結(jié)果，在緩存中處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)然后向客戶端發(fā)送，或者利用數(shù)據(jù)庫中已存數(shù)據(jù)，而索引管理組件先索引分析客戶端請(qǐng)求，制作出瓦片空間待處理數(shù)據(jù)列表。
2微電子技術(shù)在煤礦化工產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用準(zhǔn)備
2.1規(guī)范制度，端正思想
人們知道，一個(gè)良好的組織機(jī)構(gòu)，除具備較好的運(yùn)行機(jī)制和管理制度之外，還應(yīng)該具有健全的崗位制度而且能夠?qū)⒅瀼貓?zhí)行。因此，微電子技術(shù)在煤礦機(jī)械的應(yīng)用過程中，很需要一個(gè)合適的技術(shù)管理結(jié)構(gòu)，以便于明確各個(gè)技術(shù)人員的職權(quán)問題，保證個(gè)人任務(wù)到位，避免權(quán)力交叉和責(zé)任推諉的現(xiàn)象發(fā)生，這些問題都可以通過建立健全的崗位責(zé)任制度得以解決。此外，工作人員不但要對(duì)微電子技術(shù)知識(shí)有一定的了解，盡可能全面地掌握綜合煤礦機(jī)械管理的內(nèi)容與方法，還要對(duì)煤礦生產(chǎn)安全制度和相關(guān)法規(guī)有著全面的認(rèn)識(shí)，思想上時(shí)刻保持著“安全第一”的意識(shí)，保證將微電子技術(shù)安全意識(shí)滲透到工作的每一個(gè)層面，最終提升機(jī)械作業(yè)人員的工作責(zé)任心與使命感。
2.2加強(qiáng)微電子技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)備管理
加強(qiáng)設(shè)備巡視管理是建筑工程監(jiān)控的重點(diǎn)，預(yù)防設(shè)備異常的發(fā)生是機(jī)械運(yùn)行管理的主要內(nèi)容。為了保障煤礦機(jī)械施工的安全性與使用性，應(yīng)該建立完善的設(shè)備定檢制度，機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢測(cè)，對(duì)于一些使用頻率高的機(jī)械設(shè)備，更是要依據(jù)規(guī)定檢測(cè)并建立相應(yīng)的維護(hù)記錄以隨時(shí)了解其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證其正常的運(yùn)行和及時(shí)的維護(hù)。
2.3提高微電子技術(shù)機(jī)械監(jiān)控的技術(shù)管理
由于煤礦化工產(chǎn)業(yè)存在很大程度上的特殊性，而作為貫徹于機(jī)械監(jiān)控整個(gè)流程的重要要素，技術(shù)管理在其中的作用不容小覷。因此，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的絕緣監(jiān)督工作，利用聲波檢測(cè)、光譜分析等監(jiān)督手段，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并排除故障無疑勢(shì)在必行。微電子技術(shù)工作一旦脫離了技術(shù)的支持，就難以稱作是有效的監(jiān)控工作。當(dāng)煤礦化工產(chǎn)業(yè)發(fā)生異常情況時(shí)，及時(shí)采取跟蹤測(cè)溫，利用圖譜庫進(jìn)行分析對(duì)比，并提出檢測(cè)修改的建議，以此來加強(qiáng)設(shè)備的有效運(yùn)行。
3基于微電子技術(shù)的煤礦化工產(chǎn)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)
3.1智能監(jiān)控模式的自動(dòng)化控制和管理
由上述內(nèi)容可知，在統(tǒng)一模式下的信息系統(tǒng)中，微電子技術(shù)對(duì)煤礦井下監(jiān)控子系統(tǒng)的控制管理內(nèi)容，可以通過4個(gè)步驟來得以實(shí)現(xiàn)，即自動(dòng)檢查、自動(dòng)尋的、自動(dòng)求解和自動(dòng)執(zhí)行。其具體自動(dòng)控制管理框架，可用圖1所示來進(jìn)行加以描述。這當(dāng)中的“被控制管理的電網(wǎng)子系統(tǒng)”既能夠是一個(gè)系統(tǒng)層子系統(tǒng)，也可以是電網(wǎng)元件或廠/站層子系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)層子系統(tǒng)而言，其功能就是通過利用各級(jí)調(diào)度控制中心的管理權(quán)限，對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行盡可能全面的分析，并對(duì)系統(tǒng)的所有目的狀態(tài)實(shí)施檢查和監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能監(jiān)控子系統(tǒng)所有狀態(tài)的智能化監(jiān)控。圖1中的監(jiān)控子系統(tǒng)表明，如果被監(jiān)測(cè)的煤礦井下狀態(tài)與目標(biāo)限定數(shù)值不一致，那么智能監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)的任務(wù)處理，對(duì)限定以外的突發(fā)時(shí)間進(jìn)行控制并做狀態(tài)輸出，同時(shí)作用在該子系統(tǒng)所包含的元件上，進(jìn)而對(duì)該子系統(tǒng)的輸出狀態(tài)實(shí)施調(diào)控，最終將它調(diào)回正常運(yùn)行狀態(tài)。
3.2監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
作為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作的關(guān)鍵性內(nèi)容，信息的獲得無疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是監(jiān)測(cè)技術(shù)。一般而言，通過煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)有的客觀資料，人們可以初步確定遠(yuǎn)程監(jiān)控的初始方案，進(jìn)而在煤礦工程運(yùn)營(yíng)過程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)值、經(jīng)驗(yàn)方法等內(nèi)容，開展反饋分析等工作，修正初步方案與施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，以保證工程按照最優(yōu)的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行。因此，監(jiān)控工作的重要性也就顯而易見了。針對(duì)我國(guó)煤礦工程質(zhì)量中的一些不安全因素，監(jiān)測(cè)技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用能夠很好地解決此類問題，它不但可以很好地掌握工程的工作運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)流量方案進(jìn)行整改，并指導(dǎo)開采質(zhì)量作業(yè)；還可以預(yù)見事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給建筑的安全管理提供信息，將事故突發(fā)率降至最低，保證了煤礦安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的環(huán)保能源。通過太陽能光伏技術(shù)，可以很好地將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，太陽能供電部分監(jiān)控結(jié)合了煤礦開采的相關(guān)特點(diǎn)，對(duì)煤礦地點(diǎn)的自然環(huán)境等因素進(jìn)行分析，確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，優(yōu)化了供電系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)煤礦領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控起到了一定的作用。
3.3視頻流管理服務(wù)端口設(shè)計(jì)
視頻流管理服務(wù)器是IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的精神內(nèi)容，具體視頻采集預(yù)覽實(shí)現(xiàn)過程如圖2所示。服務(wù)器端擁有通過查詢數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭安全生產(chǎn)信息化的作用，可以為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)提供很多實(shí)用服務(wù)。視頻流管理服務(wù)器與空間數(shù)據(jù)庫建立連接，可提供大量查詢服務(wù)，例如屬性查詢服務(wù)、矢量和柵格地圖服務(wù)等。在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成部分中視頻流管理緩存服務(wù)器模塊是相當(dāng)重要的，服務(wù)器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作，緩存管理組件是根據(jù)索引分析所得出的結(jié)果，在緩存中處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)然后向客戶端發(fā)送，或者利用數(shù)據(jù)庫中已存數(shù)據(jù)，而索引管理組件先索引分析客戶端請(qǐng)求，制作出瓦片空間待處理數(shù)據(jù)列表。若能發(fā)展好緩存數(shù)據(jù)的利用，數(shù)據(jù)庫交互即可免去，同時(shí)數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度也會(huì)大大提高?？偟膩碚f，視頻流管理服務(wù)端為煤礦的安全生產(chǎn)提供了有效的圖像監(jiān)視選擇和視頻存儲(chǔ)的功能，可以徹底實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理、自動(dòng)報(bào)警與生產(chǎn)安全建議。應(yīng)該說明的是，視頻流管理服務(wù)端口設(shè)計(jì)的研制尚在初步階段，要想為煤礦系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供一個(gè)良好的信息傳輸平臺(tái)，尚還任重道遠(yuǎn)。
4結(jié)語
預(yù)計(jì)在未來10到20年，微電子器件抗輻射加固的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)是：抗輻射加固新技術(shù)和新方法研究；新材料和先進(jìn)器件結(jié)構(gòu)輻射效應(yīng)；多器件相互作用模型和模擬研究；理解和研究復(fù)雜3－D結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)封裝的抗輻射加固；開發(fā)能夠降低測(cè)試要求的先進(jìn)模擬技術(shù)；開發(fā)應(yīng)用加固設(shè)計(jì)的各種技術(shù)。本文分析研究了微電子器件抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝制造技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
2輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理研究
微電子器件中的數(shù)字和模擬集成電路的輻射效應(yīng)一般分為總劑量效應(yīng)（TID）、單粒子效應(yīng)（SEE）和劑量率（DoesRate）效應(yīng)?？倓┝啃?yīng)源于由γ光子、質(zhì)子和中子照射所引發(fā)的氧化層電荷陷阱或位移破壞，包括漏電流增加、MOSFET閾值漂移，以及雙極晶體管的增益衰減。SEE是由輻射環(huán)境中的高能粒子（質(zhì)子、中子、α粒子和其他重離子）轟擊微電子電路的敏感區(qū)引發(fā)的。在p－n結(jié)兩端產(chǎn)生電荷的單粒子效應(yīng)，可引發(fā)軟誤差、電路閉鎖或元件燒毀。SEE中的單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）會(huì)導(dǎo)致電路節(jié)點(diǎn)的邏輯狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。劑量率效應(yīng)是由甚高速率的γ或X射線，在極短時(shí)間內(nèi)作用于電路，并在整個(gè)電路內(nèi)產(chǎn)生光電流引發(fā)的，可導(dǎo)致閉鎖、燒毀和軌電壓坍塌等破壞［1］。輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理研究是抗輻射加固技術(shù)的基礎(chǔ)，航空航天應(yīng)用的SiGe，InP，集成光電子等高速高性能新型器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理是研究重點(diǎn)。研究新型器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的重要作用是：1）對(duì)新的微電子技術(shù)和光電子技術(shù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，推動(dòng)其應(yīng)用到航空航天等任務(wù)中；2）研究輻射環(huán)境應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)方法學(xué)；3）研究抗輻射保證問題，以增加系統(tǒng)可靠性，減少成本，簡(jiǎn)化供應(yīng)渠道。研究的目的是保證帶寬／速度不斷提升的微電子和光（如光纖數(shù)據(jù)鏈接）電子電路在輻射環(huán)境中可靠地工作。圖1所示為輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理的重點(diǎn)研究對(duì)象。研究領(lǐng)域可分為：1）新微電子器件輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理；2）先進(jìn)微電子技術(shù)輻射評(píng)估；3）航空航天抗輻射保障；4）光電子器件的輻射效應(yīng)和損傷機(jī)理；5）輻射測(cè)試、放射量測(cè)定及相關(guān)問題；6）飛行工程和異常數(shù)據(jù)分析；7）提供及時(shí)的前期工程支持；8）航空輻射效應(yīng)評(píng)估；9）輻射數(shù)據(jù)維護(hù)和傳送。
3抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)
3．1抗輻射加固系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
開展抗輻射加固設(shè)計(jì)需要一個(gè)完整的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證體系，包括技術(shù)支持開發(fā)、建立空間環(huán)境模型及環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)、具備系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念和在軌實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫等。圖2所示為空間抗輻射加固設(shè)計(jì)的驗(yàn)證體系。本文討論的設(shè)計(jì)技術(shù)范圍主要是關(guān)于系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、電路、器件級(jí)的設(shè)計(jì)技術(shù)?？梢酝ㄟ^圖2所示設(shè)計(jì)體系進(jìn)行抗輻射加固設(shè)計(jì)：1）采用多級(jí)別冗余的方法減輕輻射破壞，這些級(jí)別分為元件級(jí)、板級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和飛行器級(jí)。2）采用冗余或加倍結(jié)構(gòu)元件（如三模塊冗余）的邏輯電路設(shè)計(jì)方法，即投票電路根據(jù)最少兩位的投票確定輸出邏輯。3）采用電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)以減輕電離輻射破壞的方法。即采用隔離、補(bǔ)償或校正、去耦等電路技術(shù)，以及摻雜阱和隔離槽芯片布局設(shè)計(jì)；4）加入誤差檢測(cè)和校正電路，或者自修復(fù)和自重構(gòu)功能；5）器件間距和去耦。這些加固設(shè)計(jì)器件可以采用專用工藝，也可采用標(biāo)準(zhǔn)工藝制造。
3．2加固模擬／混合信號(hào)IP技術(shù)
最近的發(fā)展趨勢(shì)表明，為了提高衛(wèi)星的智能水平和降低成本，推動(dòng)了模擬和混合信號(hào)IP需求不斷增加［2］。抗輻射加固模擬IP的數(shù)量也不斷增加。其混合信號(hào)IP也是相似的，在高、低壓中均有應(yīng)用，只是需在不同的代工廠加工。比利時(shí)IMEC，ICsense等公司在設(shè)計(jì)抗輻射加固方案中提供了大量的模擬IP內(nèi)容。模擬IP包括抗輻射加固的PLL和A／D轉(zhuǎn)換器模塊，正逐步向軟件控制型混合信號(hào)SoCASIC方向發(fā)展。該抗輻射加固庫基于XFab公司180nm工藝，與臺(tái)積電180nm設(shè)計(jì)加固IP庫參數(shù)相當(dāng)。TID加固水平可以達(dá)到1kGy，并且對(duì)單粒子閉鎖和漏電流增加都可以進(jìn)行有效加固。
3．3SiGe加固設(shè)計(jì)技術(shù)
SiGeHBT晶體管在空間應(yīng)用并作模擬器件時(shí)，對(duì)總劑量輻射效應(yīng)具有較為充分和固有的魯棒性，具備大部分空間應(yīng)用（如衛(wèi)星）所要求的總劑量和位移效應(yīng)的耐受能力［3］。目前，SiGeBiCMOS設(shè)計(jì)加固的熱點(diǎn)主要集中在數(shù)字邏輯電路上。SEE／SEU會(huì)對(duì)SiGeHBT數(shù)字邏輯電路造成較大破壞。因此，這方面的抗加設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展較快。對(duì)先進(jìn)SiGeBiCMOS工藝的邏輯電路進(jìn)行SEE／SEU加固時(shí)，在器件級(jí)，可采用特殊的C－B－ESiGeHBT器件、反模級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)器件、適當(dāng)?shù)陌鎴D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等來進(jìn)行SEE／SEU加固。在電路級(jí)，可使用雙交替、柵反饋和三模冗余等方法進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。三模冗余法除了在電路級(jí)上應(yīng)用外，還可作為一種系統(tǒng)級(jí)加固方法使用。各種抗輻射設(shè)計(jì)獲得的加固效果各不相同。例如，移相器使用器件級(jí)和電路級(jí)并用的加固設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過LET值為75MeV•cm2／mg的重粒子試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)位誤差試驗(yàn)后，結(jié)果顯示，該移相器整體抗SEU能力得到有效提高，對(duì)SEU具有明顯的免疫力。
4抗輻射加固工藝技術(shù)
目前，加固專用工藝線仍然是戰(zhàn)略級(jí)加固的強(qiáng)有力工具，將來會(huì)越來越多地與加固設(shè)計(jì)結(jié)合使用。因?yàn)榭馆椛浼庸坦に嚰夹g(shù)具有非常高的專業(yè)化屬性和高復(fù)雜性，因此只有少數(shù)幾個(gè)廠家能夠掌握該項(xiàng)技術(shù)。例如，單粒子加固的SOI工藝和SOS工藝，總劑量加固的小幾何尺寸CMOS工藝，IBM的45nmSOI工藝，Honeywe1l的50nm工藝，以及BAE外延CMOS工藝等。主要的抗輻射加固產(chǎn)品供應(yīng)商之一Atmel于2006年左右達(dá)到0．18μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)，上一期的工藝節(jié)點(diǎn)為3μm。Atmel的RTCMOS，RTPCMOS，RHCMOS抗輻射加固專用工藝不需改變?cè)O(shè)計(jì)和版圖，只用工藝加固即可制造出滿足抗輻射要求的軍用集成電路。0．18μm是Atmel當(dāng)前主要的抗輻射加固工藝，目前正在開發(fā)0．15μm技術(shù)，下一步將發(fā)展90nm和65nm工藝。Atmel采用0．18μm專用工藝制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存儲(chǔ)器、加固處理器等，如圖3所示。
5重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)態(tài)勢(shì)
5．1美國(guó)的抗輻射加固技術(shù)
5．1．1加固設(shè)計(jì)重點(diǎn)技術(shù)
美國(guó)商務(wù)部2009年國(guó)防工業(yè)評(píng)估報(bào)告《美國(guó)集成電路設(shè)計(jì)和制造能力》，詳細(xì)地研究了美國(guó)抗輻射加固設(shè)計(jì)和制造能力［4］。擁有抗輻射加固制造能力的美國(guó)廠商同時(shí)擁有抗單粒子效應(yīng)、輻射容錯(cuò)、抗輻射加固和中子加固的設(shè)計(jì)能力。其中，擁有抗單粒子效應(yīng)能力的18家、輻射容錯(cuò)14家、輻射加固10家，中子加固9家。IDM公司是抗輻射加固設(shè)計(jì)的主力軍，2006年就已達(dá)到從10μm到65nm的15個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。15家公司具備10μm～1μm的設(shè)計(jì)能力，22家公司具備1μm～250nm的設(shè)計(jì)能力，24家公司具備250nm～65nm設(shè)計(jì)能力，7家公司的技術(shù)節(jié)點(diǎn)在65nm以下，如圖5所示。純?cè)O(shè)計(jì)公司的抗輻射加固設(shè)計(jì)能力較弱。美國(guó)IDM在設(shè)計(jì)抗輻射產(chǎn)品時(shí)所用的材料包括體硅、SOI，SiGe等Si標(biāo)準(zhǔn)材料，和藍(lán)寶石上硅、SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物、非結(jié)晶硅等非標(biāo)準(zhǔn)材料兩大類。標(biāo)準(zhǔn)材料中使用體硅的有23家，使用SOI的有13家，使用SiGe的有10家。使用非標(biāo)準(zhǔn)材料的公司數(shù)量在明顯下降。非標(biāo)材料中，GaN是熱點(diǎn)，有7家公司（4個(gè)小規(guī)模公司和3個(gè)中等規(guī)模公司）在開發(fā)。SiC則最弱，只有兩家中小公司在研發(fā)。沒有大制造公司從事非標(biāo)材料的開發(fā)。
5．1．2重點(diǎn)工藝和制造能力
美國(guó)有51家公司從事輻射容錯(cuò)、輻射加固、中子加固、單粒子瞬態(tài)加固IC產(chǎn)品研制。其中抗單粒子效應(yīng)16家，輻射容錯(cuò)15家，抗輻射加固12家，中子加固8家。制造公司加固IC工藝節(jié)點(diǎn)從10μm到32nm。使用的材料有標(biāo)準(zhǔn)Si材料和非標(biāo)準(zhǔn)兩大類。前一類有體硅、SOI和SiGe，非標(biāo)準(zhǔn)材料則包括藍(lán)寶石上硅，SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物和非晶硅（amorphous）。晶圓的尺寸有50，100，150，200，300mm這幾類。抗輻射加固產(chǎn)品制造可分為專用集成電路（ASIC）、柵陣列、存儲(chǔ)器和其他產(chǎn)品。ASIC制造能力最為強(qiáng)大，定制ASIC的廠商達(dá)到21家，標(biāo)準(zhǔn)ASIC達(dá)到13家，結(jié)構(gòu)化ASIC有12家。柵陣列有：現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（FPGA）、掩膜現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（MPGA）、一次性現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（EPGA），共19家。RF／模擬／混合信號(hào)IC制造商達(dá)到18家，制造處理器／協(xié)處理器有11家。5．1．3RF和混合信號(hào)SiGeBiCMOS據(jù)美國(guó)航空航天局（NASA），SiGe技術(shù)發(fā)展的下一目標(biāo)是深空極端環(huán)境應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品，例如月球表面應(yīng)用。這主要包括抗多種輻射和輻射免疫能力。例如，器件在＋120℃～－180℃溫度范圍內(nèi)正常工作的能力。具有更多的SiGe模擬／混合信號(hào)產(chǎn)品，微波／毫米波混合信號(hào)集成電路。系統(tǒng)能夠取消各種屏蔽和專用電纜，以減小重量和體積。德國(guó)IHP公司為空間應(yīng)用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工藝SGB25RH［5］，其工作頻率達(dá)到20GHz。包括專用抗輻射加固庫輻射試驗(yàn)、ASIC開發(fā)和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工藝可達(dá)到250GHz／300GHz的ft／fmax。采用該技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)SiGeBiCMOS抗輻射加固庫。
5．2混合信號(hào)的抗輻射加固設(shè)計(jì)技術(shù)
如果半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)不發(fā)生變化，則當(dāng)IC特征尺寸向90nm及更小尺寸發(fā)展時(shí)，混合信號(hào)加固設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性就會(huì)增加［6］。設(shè)計(jì)加固可以使用商用工藝，與特征尺寸落后于商用工藝的專用工藝相比，能夠在更小的芯片面積上提高IC速度和優(yōu)化IC性能。此外，設(shè)計(jì)加固能夠幫助設(shè)計(jì)者擴(kuò)大減小單粒子效應(yīng)的可選技術(shù)范圍。在20～30年長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，加固設(shè)計(jì)方法學(xué)的未來并不十分清晰。最終數(shù)字元件將縮小到分子或原子的尺度。單個(gè)的質(zhì)子、中子或粒子碰撞導(dǎo)致的后果可能不是退化，而是整個(gè)晶體管或子電路毀壞。除了引入新的屏蔽和／或封裝技術(shù)，一些復(fù)雜數(shù)字電路還需要具備一些動(dòng)態(tài)的自修復(fù)和自重構(gòu)功能。此外，提高產(chǎn)量和防止工作失效的力量或許會(huì)推動(dòng)商用制造商在解決這些問題方面起到引領(lǐng)的作用。當(dāng)前，沒有跡象表明模擬和RF電路會(huì)最終使用與數(shù)字電路相同的元件和工藝。因此，加固混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)者需要在模擬和數(shù)字兩個(gè)完全不同的方向開展工作，即需要同時(shí)使用兩種基本不同的IC技術(shù)，并應(yīng)用兩種基本不同的加固設(shè)計(jì)方法。
6結(jié)束語
1.1微電子機(jī)械系統(tǒng)的概念
微電子機(jī)械系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)有微型傳感器、制動(dòng)器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機(jī)械制動(dòng)器結(jié)合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進(jìn)行機(jī)械操作，并且還能夠通過裝置中的傳感器來獲取外部的數(shù)據(jù)信息，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理放大，進(jìn)而通過制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械操作。而微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)是以微電子機(jī)械系統(tǒng)的理論、材料、工藝為研究對(duì)象的技術(shù)。微電子系統(tǒng)并不只是單純的將傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品微型化，其制作材料、工藝、原理、應(yīng)用等各個(gè)方面都突破了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，達(dá)到了一個(gè)微電子、微機(jī)械技術(shù)結(jié)合的全新高度。微電子機(jī)械系統(tǒng)是一種全新的高新科學(xué)技術(shù)，其在航天、軍事、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域都有著重要的作用。
1.2微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)
1.2.1尺寸微型化
傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的最小單位一般是cm，而微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的機(jī)械加工往往最小單位已經(jīng)涉及到了微米甚至納米。這以尺寸的巨大變化使得微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的原件具有微型化的特點(diǎn)，其攜帶方便，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。
1.2.2集成化
微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的原件實(shí)現(xiàn)了微型化為器件集成化提供了有力的基礎(chǔ)。微型化的器件在集成上具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，其能夠隨意組合排列，組成更加復(fù)雜的系統(tǒng)。
1.2.3硅基材料
微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的器件都是使用硅為基加工原料。地面表面有接近30%的硅，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)十分明顯。硅的使用成本低廉這就使得微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的下的器件成本大大縮減。硅的密度、強(qiáng)度等于鐵相近，密度與鋁相近，熱傳導(dǎo)率與鎢相近。
1.2.4綜合學(xué)科英語
微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)幾乎涉及到所有學(xué)科，電子、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)學(xué)科的頂尖科技成果都是微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。眾多學(xué)科的最新成果組合成了全新的系統(tǒng)和器件，創(chuàng)造了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域。
2微電子機(jī)械系統(tǒng)的技術(shù)類別
2.1體微機(jī)械加工技術(shù)
體微機(jī)械加工技術(shù)主要將單晶硅基片加工為微機(jī)械機(jī)構(gòu)的工藝，其最大的優(yōu)勢(shì)就是可以制作出尺寸較大的器件，最大的弊端是難以制造出精細(xì)化的靈敏系統(tǒng)。并且使用體微加工工藝難以優(yōu)化器件的平面化布局，制作出來的器件難以與微電子線路直接兼容。體微機(jī)械加工工藝一般在壓力傳感器和加速度傳感器的制造中普遍應(yīng)用。
2.2表面微機(jī)械加工技術(shù)
表面微機(jī)械加工技術(shù)就是通過集成電路中的平面化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)微機(jī)械裝置的制造。其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在充分利用了已有的IC工藝，能夠靈活掌握機(jī)械器件的尺寸，因此表面為微機(jī)械加工技術(shù)與IC之間是兼容的。表面微機(jī)械加工技術(shù)與集成電路的良好兼容性使得其在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了快速普及。
2.3復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)
復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)就是體微機(jī)械技工技術(shù)與表面微機(jī)械加工技術(shù)的結(jié)合，其結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，但又同時(shí)避免了相應(yīng)缺點(diǎn)。
3微電子機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用
3.1環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域
微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)下的微型設(shè)備可以在環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理分析上發(fā)揮巨大的作用。由化學(xué)傳感器、生物傳感器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所集合的測(cè)量與處理設(shè)備。該微型裝置可以用來監(jiān)測(cè)空氣和液體的成分，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于尺寸微小，便于攜帶。
3.2軍事領(lǐng)域
納米器件所構(gòu)成的裝置先要對(duì)半導(dǎo)體器件運(yùn)行速度高，攜帶方便，信息輸出和處理快捷，在軍事領(lǐng)域其能夠用來制作各種微型設(shè)備，例如“蚊子導(dǎo)彈”、“麻雀衛(wèi)星”等。
3.3醫(yī)療領(lǐng)域
在臨床化驗(yàn)分析、介入治療領(lǐng)域其也能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的價(jià)值。近幾年獲得發(fā)展的介入治療技術(shù)與傳統(tǒng)治療技術(shù)相比臨床治療效果優(yōu)越，能夠有效緩解患者痛苦。但是當(dāng)前介入治療儀器價(jià)格高，體積巨大，準(zhǔn)確性難以保證，尤其是在治療重要器官時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較大。微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)的微型與智能特性可以顯著降低介入治療的風(fēng)險(xiǎn)。
4結(jié)束語
1.1認(rèn)識(shí)微電子
微電子技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。因此，學(xué)習(xí)微電子，認(rèn)識(shí)微電子，使用微電子，發(fā)展微電子，是信息社會(huì)發(fā)展過程中，當(dāng)代大學(xué)生所渴求的一個(gè)重要課程。生活在當(dāng)代的人們，沒有不使用微電子技術(shù)產(chǎn)品的，如人們每天隨身攜帶的手機(jī)；工作中使用的筆記本電腦，乘坐公交、地鐵的IC卡，孩子玩的智能電子玩具，在電視上欣賞從衛(wèi)星上發(fā)來的電視節(jié)目等等，這些產(chǎn)品與設(shè)備中都有基本的微電子電路。微電子的本領(lǐng)很大，但你要看到它如何工作卻相當(dāng)難，例如有一個(gè)像我們頭腦中起記憶作用的小硅片—它的名字叫存儲(chǔ)器，是電腦的記憶部分，上面有許許多多小單元，它與神經(jīng)細(xì)胞類似，這種小單元工作一次所消耗的能源只有神經(jīng)元的六十分之一，再例如你手中的電話，將你的話音從空中發(fā)射出去并將對(duì)方說的話送回來告訴你，就是靠一種叫“射頻微電子電路”或叫“微波單片集成電路”進(jìn)行工作的。它們會(huì)將你要表達(dá)的信息發(fā)送給對(duì)方，甚至是通過通信衛(wèi)星發(fā)送到地球上的任何地方。其傳遞的速度達(dá)到300000KM/S，即以光速進(jìn)行傳送，可實(shí)現(xiàn)雙方及時(shí)通信?！拔㈦娮印辈皇恰拔⑿偷碾娮印保渫暾拿謶?yīng)該是“微型電子電路”，微電子技術(shù)則是微型電子電路技術(shù)。微電子技術(shù)對(duì)我們社會(huì)發(fā)展起著重要作用，是使我們的社會(huì)高速信息化，并將迅速地把人類帶入高度社會(huì)化的社會(huì)。“信息經(jīng)濟(jì)”和“信息社會(huì)”是伴隨著微電子技術(shù)發(fā)展所必然產(chǎn)生的。
1.2微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料——取之不盡的硅
位于元素周期表第14位的硅是微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料，硅的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度高，可達(dá)200攝氏度；二是能在高溫下氧化生成二氧化硅薄膜，這種氧化硅薄膜可以用作為雜質(zhì)擴(kuò)散的掩護(hù)膜，從而能使擴(kuò)散、光刻等工藝結(jié)合起來制成各種結(jié)構(gòu)的電路，而氧化硅層又是一種很好的絕緣體，在集成電路制造中它可以作為電路互聯(lián)的載體。此外，氧化硅膜還是一種很好的保護(hù)膜，它能防止器件工作時(shí)受周圍環(huán)境影響而導(dǎo)致性能退化。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是受主和施主雜質(zhì)有幾乎相同的擴(kuò)散系數(shù)。這就為硅器件和電路工藝的制作提供了更大的自由度。硅材料的這些優(yōu)越性能促成了平面工藝的發(fā)展，簡(jiǎn)化了工藝程序，降低了制造成本，改善了可靠性，并大大提高了集成度，使超大規(guī)模集成電路得到了迅猛的發(fā)展。
1.3集成電路的發(fā)展過程
20世紀(jì)晶體管的發(fā)明是整個(gè)微電子發(fā)展史上一個(gè)劃時(shí)代的突破。從而使得電子學(xué)家們開始考慮晶體管的組合與集成問題，制成了固體電路塊—集成電路。從此，集成電路迅速從小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，集成電路的分類方法很多，按領(lǐng)域可分為：通用集成電路和專用集成電路；按電路功能可分為：數(shù)字集成電路、模擬集成電路和數(shù)模混合集成電路；按器件結(jié)構(gòu)可分為：MOS集成電路、雙極型集成電路和BiIMOS集成電路；按集成電路集成度可分為：小規(guī)模集成電路SSI、中規(guī)模集成電路MSI、大規(guī)模集成電路LSI、超導(dǎo)規(guī)模集成電路VLSI、特大規(guī)模集成電路ULSI和巨大規(guī)模集成電路CSI。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了集成電路(IC)，集成電路是微電子學(xué)的研究對(duì)象，其正在向著高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向發(fā)展。
1.4走進(jìn)人們生活的微電子
IC卡，是現(xiàn)代微電子技術(shù)的結(jié)晶，是硬件與軟件技術(shù)的高度結(jié)合。存儲(chǔ)IC卡也稱記憶IC卡，它包括有存儲(chǔ)器等微電路芯片而具有數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)功能。在智能IC卡中必須包括微處理器，它實(shí)際上具有微電腦功能，不但具有暫時(shí)或永久存儲(chǔ)、讀取、處理數(shù)據(jù)的能力，而且還具備其他邏輯處理能力，還具有一定的對(duì)外界環(huán)境響應(yīng)、識(shí)別和判斷處理能力。IC卡在人們工作生活中無處不在，廣泛應(yīng)用于金融、商貿(mào)、保健、安全、通信及管理等多種方面，例如：移動(dòng)電話卡，付費(fèi)電視卡，公交卡，地鐵卡，電子錢包，識(shí)別卡，健康卡，門禁控制卡以及購物卡等等。IC卡幾乎可以替代所有類型的支付工具。隨著IC技術(shù)的成熟，IC卡的芯片已由最初的存儲(chǔ)卡發(fā)展到邏輯加密卡裝有微控制器的各種智能卡。它們的存儲(chǔ)量也愈來愈大，運(yùn)算功能越來越強(qiáng)，保密性也愈來愈高。在一張卡上賦予身份識(shí)別，資料(如電話號(hào)碼、主要數(shù)據(jù)、密碼等)存儲(chǔ)，現(xiàn)金支付等功能已非難事，“手持一卡走遍天下”將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
2.微電子技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域
微電子技術(shù)是電子科學(xué)與技術(shù)的二級(jí)學(xué)科。電子信息科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代最活躍，滲透力最強(qiáng)的高新技術(shù)。由于集成電路對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)烈滲透，使得微電子出現(xiàn)了一些新領(lǐng)域。
2.1微機(jī)電系統(tǒng)
MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微機(jī)電系統(tǒng)主要由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理電路和控制電路、通信接口和電源等部件組成，主要包括微型傳感器、執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路三部分，它融合多種微細(xì)加工技術(shù)，并將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)、微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。是在現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。當(dāng)前，常用的制作MEMS器件的技術(shù)主要由三種：一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機(jī)械加工手段，即利用大機(jī)械制造小機(jī)械，再利用小機(jī)械制造微機(jī)械的方法，可以用于加工一些在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的微機(jī)械裝置，如微型機(jī)器人，微型手術(shù)臺(tái)等。第二種是以美國(guó)為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工，形成硅基MEMS器件，它與傳統(tǒng)IC工藝兼容，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械和微電子的系統(tǒng)集成，而且適合于批量生產(chǎn)，已成為目前MEMS的主流技術(shù)，第三種是以德國(guó)為代表的LIGA(即光刻，電鑄如塑造)技術(shù)，它是利用X射線光刻技術(shù)，通過電鑄成型和塑造形成深層微結(jié)構(gòu)的方法，人們已利用該技術(shù)開發(fā)和制造出了微齒輪、微馬達(dá)、微加速度計(jì)、微射流計(jì)等。MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在信息技術(shù)，航空航天，科學(xué)儀器和醫(yī)療方面將起到分別采用機(jī)械和電子技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的作用。
2.2生物芯片
生物芯片(Biochip)將微電子技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以生物科學(xué)基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞功能，在固體芯片表面構(gòu)建微分析單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞及其他生物組分的正確、快速的檢測(cè)。目前已有DNA基因檢測(cè)芯片問世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余種DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維，不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基本片段。采用施加電場(chǎng)等措施可使一些特殊物質(zhì)反映出某些基因的特性從而達(dá)到檢測(cè)基因的目的。以DNA芯片為代表的生物工程芯片將微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合，采用微電子加工技術(shù)，在指甲大小的硅片上制作包含多達(dá)20萬種DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化，對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。生物工程芯片是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)并且具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.3納米電子技術(shù)
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代電子器件，如：高電子遷移晶體管(HEMT)，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)，低閾值電流量子激光器等。在半導(dǎo)體超薄層中，主要的量子效應(yīng)有尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和干涉效應(yīng)。這三種效應(yīng)，已在研制新器件時(shí)得到不同程度的應(yīng)用。(1)在FET中，采用異質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用電子的量子限定效應(yīng)，可使施主雜質(zhì)與電子空間分離，從而消除了雜質(zhì)散射，獲得高電子遷移率，這種晶體管，在低場(chǎng)下有高跨度，工作頻率，進(jìn)入毫米波，有極好的噪聲特性。(2)利用諧振隧道效應(yīng)制成諧振隧道二極管和晶體管。用于邏輯集成電路，不僅可以減小所需晶體管數(shù)目，還有利于實(shí)現(xiàn)低功耗和高速化。(3)制成新型光探測(cè)器。在量子阱內(nèi)，電子可形成多個(gè)能級(jí)，利用能級(jí)間躍遷，可制成紅外線探測(cè)器。利用量子線、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)作激光器的有源區(qū)，比量子阱激光器更加優(yōu)越。在量子遂道中，當(dāng)電子通過隧道結(jié)時(shí)，隧道勢(shì)壘兩側(cè)的電位差發(fā)生變化，如果勢(shì)壘的靜電能量的變化比熱能還大，那么就能對(duì)下一個(gè)電子隧道結(jié)起阻礙作用。基于這一原理，可制作放大器件，振蕩器件或存儲(chǔ)器件。量子微結(jié)構(gòu)大體分為微細(xì)加工和晶體生長(zhǎng)兩大類。
3.微電子技術(shù)的主要研究方向
1．1無錫是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的南方基地，需要大量的微電子專業(yè)人才
無錫是中國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的搖籃，是我國(guó)第一塊集成電路的誕生地，微電子產(chǎn)業(yè)有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。近年來，無錫政府出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策（比如530計(jì)劃），大力吸引微電子高端人才，創(chuàng)辦了一批有競(jìng)爭(zhēng)力的集成電路設(shè)計(jì)公司。2013年無錫市政府又出臺(tái)了《無錫市微電子產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2013—2020）》，為無錫市微電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持和保障。經(jīng)過30多年的發(fā)展，無錫微電子產(chǎn)業(yè)形成了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，管理比較完善的良好局面。2013年無錫市微電子產(chǎn)業(yè)合計(jì)完成營(yíng)業(yè)收入652．12億元，規(guī)模列全國(guó)第二［7］。SK海力士和華潤(rùn)微電子分別以第二名和第四名入圍2013年度中國(guó)半導(dǎo)體十大制造企業(yè)。江蘇新潮科技集團(tuán)、海太半導(dǎo)體（無錫）有限公司和英飛凌科技（無錫）有限公司分別以第一名、第七名和第九名入圍2013年度中國(guó)半導(dǎo)體十大封裝測(cè)試企業(yè)［8］。雖然無錫市微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了很大的成績(jī)，但也存在一些問題，比如：微電子產(chǎn)業(yè)的優(yōu)秀專業(yè)人才比較匱乏，已經(jīng)成為制約微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。而高校是優(yōu)秀人才的聚集地，江南大學(xué)微電子專業(yè)可以發(fā)揮人才優(yōu)勢(shì)，為無錫的微電子產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才。
1．2江南大學(xué)注重校企合作
無錫日?qǐng)?bào)2013年9月21日發(fā)表題為“江南大學(xué)發(fā)揮高校優(yōu)勢(shì)，開展校企合作，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)———做無錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫”的文章，文章指出：“江南大學(xué)提出要以項(xiàng)目為平臺(tái)，廣泛開展校企合作，為地方科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型添磚加瓦，這是江南大學(xué)推進(jìn)與區(qū)域、產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的方式和途徑?！苯洗髮W(xué)作為無錫唯一的一所211重點(diǎn)建設(shè)的高校，非常注重與企業(yè)的合作，積極參與國(guó)家、無錫地區(qū)的科技創(chuàng)新，推進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化，為本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)服務(wù)。比如：與無錫市政府合作建立的江南大學(xué)國(guó)家大學(xué)科技園，已成為高科技研究項(xiàng)目的重要孵化基地；江南大學(xué)的科研經(jīng)費(fèi)每年以30％的速度在增加，其中60％～70％的科研總經(jīng)費(fèi)來自于與企業(yè)的合作?？傊?，江南大學(xué)一直探索的校企合作模式取得了顯著的成效。這也為我校微電子專業(yè)尋求校企合作提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
1．3微電子專業(yè)自身建設(shè)的特點(diǎn)
微電子產(chǎn)業(yè)是近幾十年來全球發(fā)展最迅猛的產(chǎn)業(yè)之一。目前，以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)超過了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)成為第一大產(chǎn)業(yè)。集成電路自誕生以來一直遵循摩爾定律的發(fā)展規(guī)律，即集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍。各種半導(dǎo)體新材料和新器件層出不窮。微電子專業(yè)又是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅要學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還有必要進(jìn)行專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)和不斷接受新知識(shí)、新技術(shù)，才能跟得上微電子技術(shù)發(fā)展的潮流。這就要求學(xué)生不僅要進(jìn)行專業(yè)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，還有必要閱讀一些最新的參考文獻(xiàn)，參加一些前沿科學(xué)的研究，甚至參與企業(yè)的技術(shù)研發(fā)。但是，微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入非常昂貴，一個(gè)小型的微電子工藝實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要幾百萬到幾千萬人民幣，這還不包括每年實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于一般高校來說，這是很難承受的。其實(shí)，對(duì)于國(guó)內(nèi)微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的比較好的高校，其實(shí)驗(yàn)室也主要面向研究生開放。所以，為了更好地提升本科生的教育教學(xué)質(zhì)量，必須尋求校企合作。而微電子作為無錫最主要的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，也給我校微電子專業(yè)提供了加強(qiáng)校企合作的機(jī)會(huì)。因此，無論是從學(xué)校周邊地區(qū)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況，以及學(xué)校的政策，還是從本專業(yè)自身建設(shè)的特點(diǎn)來看，校企合作是提升微電子專業(yè)本科生教育質(zhì)量的主要途徑之一。因此，積極探索提高我校微電子專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量的校企合作模式，具有非常重要的意義。
2校企合作聯(lián)合培養(yǎng)的教學(xué)模式
校企合作的目的是共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雙贏。學(xué)校為企業(yè)提供智力和技術(shù)支持，為企業(yè)解決具體的技術(shù)難題。企業(yè)參與學(xué)校教學(xué)科研環(huán)節(jié)，提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。為了更好地實(shí)現(xiàn)校企合作，我們從三個(gè)方面進(jìn)行了有益的探索。
2．1學(xué)研結(jié)合
我們可以采取多種方式的校企合作，實(shí)現(xiàn)微電子專業(yè)本科生培養(yǎng)過程中的理論學(xué)習(xí)和研究相結(jié)合。例如：實(shí)施以項(xiàng)目為導(dǎo)向的校企合作模式，鼓勵(lì)老師承擔(dān)企業(yè)和研究所的橫向課題，讓大三和大四的一些優(yōu)秀學(xué)生參與項(xiàng)目的研發(fā)，這樣既發(fā)揮了學(xué)校的智力優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)解決了技術(shù)難題，也使得學(xué)生積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高了教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了共贏。也可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，參觀一些重點(diǎn)企業(yè)、研究所的生產(chǎn)車間和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室；并且，讓學(xué)生在參與的過程中，積極地與企業(yè)、研究所的一線工作人員進(jìn)行交流，讓學(xué)生切實(shí)感受一下微電子工藝和設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程。學(xué)校也積極為大四的學(xué)生聯(lián)系周邊的微電子企業(yè)和研究所，鼓勵(lì)學(xué)生去這些企業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生積極參與企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)，既為企業(yè)提供了優(yōu)秀的人才，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。
2．2在職人員互聘
我校微電子專業(yè)80％以上的教師具有博士學(xué)位，而且，有許多教師具有海外留學(xué)的背景。目前的狀況是老師有很扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且對(duì)微電子學(xué)科的前沿比較了解。但是，對(duì)企業(yè)的需求和微電子產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求不是很了解，導(dǎo)致研究與市場(chǎng)需求脫節(jié)。還有一些教師，在多年的研究過程中，獲取了一些核心技術(shù)，但苦于沒有資金的投入，沒法把一些研究成果產(chǎn)業(yè)化。而我國(guó)的一些微電子企業(yè)研發(fā)能力相對(duì)不強(qiáng)，沒有自己的核心技術(shù)，在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。因此，有必要加強(qiáng)學(xué)校和企業(yè)的聯(lián)系，通過校企合作，鼓勵(lì)教師積極承擔(dān)企業(yè)和研究所的課題，發(fā)揮自己的專業(yè)特長(zhǎng)，為企業(yè)技術(shù)攻關(guān)?；蛘?，鼓勵(lì)教師到企業(yè)中掛職，真正深入的生產(chǎn)的第一線，與企業(yè)的研發(fā)人員合作，研發(fā)新產(chǎn)品，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)也鼓勵(lì)企業(yè)和研究所的工程師和專家來學(xué)校做兼職教授，講授一些微電子專業(yè)的核心課程和實(shí)踐課程，甚至也可以請(qǐng)這些有實(shí)際生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的專家參與編寫本科生的教材。由于這些工程師和專家均來自生產(chǎn)的第一線，他們有更豐富的生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)微電子產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)尋求更了解，對(duì)提升微電子專業(yè)本科生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力非常重要。
2．3共享實(shí)驗(yàn)室
微電子實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要一筆很大的費(fèi)用，但憑高校自身的力量是無法完成的，需要微電子企業(yè)的大力支持和幫助。當(dāng)然，高?？梢詾槠髽I(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才和提供智力支持。企業(yè)可以有償開放一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備和設(shè)計(jì)軟件讓學(xué)生用于科學(xué)研究、實(shí)踐操作甚至參與企業(yè)的研發(fā)；這樣既有助于企業(yè)能提前了解這些學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，從而能留住一部分優(yōu)秀人才；也有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和更好地了解企業(yè)文化，從而使學(xué)生也愿意留在企業(yè)工作。而高校的微電子實(shí)驗(yàn)室，也可以面向企業(yè)開放，從而共享實(shí)驗(yàn)室。總之，通過共享實(shí)驗(yàn)室，提高了實(shí)驗(yàn)室的利用效率，高校和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了共贏。
3結(jié)論
