“集成電路CAD”課程教學(xué)平臺的構(gòu)建

黃 靜，施 敏，張振娟，張雪峰

(南通大學(xué)電子信息學(xué)院，江蘇南通 226019)

“集成電路CAD”課程是我院集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)位必修課，涉及集成電路從設(shè)計(jì)到制造的專業(yè)知識和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。我們在授課過程中，主要傳授學(xué)生使用Zeni軟件進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，并推廣介紹Laker等行業(yè)內(nèi)比較流行的工具。學(xué)好這門課，是集成專業(yè)學(xué)生提高專業(yè)技能非常關(guān)鍵的一步。

1 教學(xué)內(nèi)容安排

該專業(yè)學(xué)生在這門課之前，已系統(tǒng)學(xué)習(xí)了“電路”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“半導(dǎo)體器件物理”和“集成電路工藝”等專業(yè)基礎(chǔ)課，初步具有集成電路設(shè)計(jì)技能。另外，我們還開設(shè)了48學(xué)時(shí)的“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程，主要講授模擬電路的前端設(shè)計(jì)方法。而“集成電路CAD”這門課程主要側(cè)重在集成電路的后端設(shè)計(jì)上。這兩門課程結(jié)合起來可讓學(xué)生了解集成電路整個(gè)設(shè)計(jì)流程。

針對集成系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的理論知識和工程實(shí)踐的特點(diǎn)，本課程安排了4學(xué)時(shí)討論集成電路工藝。主要是回顧集成電路CMOS制造工藝流程，16學(xué)時(shí)的版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證主要學(xué)習(xí)布局布線的基本原理、方法和技巧。該課程詳細(xì)的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配如表1所示。

本課程也作為其他電子信息類的專業(yè)選修課。由于這類學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)課上相關(guān)專業(yè)知識較欠缺，我們增加了集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容，降低了實(shí)操要求，減少了版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證的學(xué)時(shí)。我們授課時(shí)以相對簡單的數(shù)字電路的版圖設(shè)計(jì)為例(如與非門的版圖設(shè)計(jì))，讓學(xué)生掌握從版圖設(shè)計(jì)到DRC和LVS驗(yàn)證的整個(gè)流程。

表1 教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配表

2 雙語教學(xué)

“集成電路CAD”涉及到的專業(yè)知識相對比較寬，是一門有利于學(xué)生建立專業(yè)知識體系的標(biāo)志性課程。而且，教材中涉及到很多配套軟件都是英文版的。為此我們選擇本課程開設(shè)雙語教學(xué)，不僅有助于提高學(xué)生的專業(yè)英語水平和外文獻(xiàn)閱讀水平，還能讓學(xué)生建立完整的專業(yè)知識體系。

我們采用了“雙語表達(dá)+外語思維+理性回歸”的教育方法。所謂雙語表達(dá)就是讓學(xué)生用母語和英語規(guī)范表述專業(yè)知識;而外語思維主要是指汲取西方國家尤其是發(fā)達(dá)國家先進(jìn)思維理念;而理性回歸是指結(jié)合我國的實(shí)際情況，建立有本土特色的雙語教學(xué)。

由于我國高校學(xué)生普遍存在英文接受能力相對薄弱，我們選用文獻(xiàn)［2］作為教材。

我們在使用中文教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合原版參考書和軟件輔助文檔進(jìn)行教學(xué)，要求學(xué)生用英文撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生不會因?yàn)闆]過語言關(guān)而耽誤教學(xué)。

目前中國高校從事雙語教學(xué)的教師有扎實(shí)的專業(yè)知識，但其英語素質(zhì)尚待提高。他們往往采用以內(nèi)容教學(xué)為主的教學(xué)方式，側(cè)重教授專業(yè)術(shù)語和專業(yè)內(nèi)容，而在課堂活動的設(shè)計(jì)與安排上缺乏外語語言教學(xué)的技巧，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用語言進(jìn)行跨文化交際的能力。可見，雙語教師水平的提高十分重要。

3 多種教學(xué)方法改革

3.1 課程設(shè)計(jì)

“集成電路CAD”和“集成電路CAD課程設(shè)計(jì)”作為兩門獨(dú)立的課程，在內(nèi)容設(shè)置和時(shí)間上需要良好的銜接。對于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生，我們在“集成電路CAD”課程授課結(jié)束后，緊接兩周安排“集成電路CAD課程設(shè)計(jì)”。兩位教師同時(shí)指導(dǎo)一個(gè)班的課程設(shè)計(jì)，可以解決課程設(shè)計(jì)中學(xué)生遇到的較多的問題。

兩門課程結(jié)合可以去掉重復(fù)部分。如去掉了“集成電路CAD課程設(shè)計(jì)”中與非門的版圖設(shè)計(jì)，增加了帶ESD和驅(qū)動能力的PAD的設(shè)計(jì)等。另外，我們還讓部分學(xué)有余力的學(xué)生組成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)系業(yè)內(nèi)最新發(fā)展情況，自擬課程設(shè)計(jì)題目，利用課余時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，為參加各類電子競賽做準(zhǔn)備。

3.2 產(chǎn)學(xué)研合作教學(xué)

本院利用位于長三角經(jīng)濟(jì)圈的區(qū)域優(yōu)勢，加強(qiáng)和相關(guān)電子企業(yè)和研究單位的聯(lián)系，給教師和學(xué)生提供參觀學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)的機(jī)會，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。如2011年度，我們組織三年級學(xué)生參觀了蘇州瑞薩半導(dǎo)體有限公司的半導(dǎo)體后道工序流水線，并與公司工程師交流學(xué)習(xí)。2011年暑期，我們組織部分學(xué)生在無錫產(chǎn)學(xué)研合作單位(如超鈺半導(dǎo)體等)進(jìn)行了分批次實(shí)習(xí)。學(xué)生通過參觀和實(shí)習(xí)，將在學(xué)校里學(xué)習(xí)的內(nèi)容和業(yè)內(nèi)實(shí)際聯(lián)系了起來，在理論和實(shí)操方面都取得了很大進(jìn)步。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上，我們聘請校外高級工程師和校內(nèi)教師聯(lián)合指導(dǎo)，彌補(bǔ)校內(nèi)教師在工程實(shí)操方面的不足，也取得了良好的效果。

另外，我們還注意加強(qiáng)和本行業(yè)的畢業(yè)生及其所在公司的聯(lián)系，一方面給在校學(xué)生提供實(shí)習(xí)和就業(yè)機(jī)會，另一方面也給這些畢業(yè)生及公司提供理論知識補(bǔ)充、業(yè)內(nèi)最新動態(tài)交流和成果產(chǎn)業(yè)化信息等，真正做到產(chǎn)學(xué)研全方位的合作。

4 結(jié)語

本文介紹了我院在“集成電路CAD”課程建設(shè)中的一些心得。通過雙語教學(xué)、課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，輔助產(chǎn)學(xué)研合作教育教學(xué)平臺的構(gòu)建，提高了教師的教學(xué)水平，培養(yǎng)出了一批批理論扎實(shí)和實(shí)踐技能強(qiáng)的集成電路專業(yè)畢業(yè)生。

［1］ 施敏，孫玲，徐晨等.淺談“集成電路版圖CAD”課程建設(shè)［J］.北京:中國集成電路.2007年12月:59-62

［2］ 王志功，景為平，孫玲等.集成電路設(shè)計(jì)與工具［M］.南京:東南大學(xué)出版社.2007年7月