集成电路范文

关键词:微电子科学技术;集成电路;小型化电路模式;方案设计

从目前微电子科学技术和集成电路产业发展基础条件来说,我国成为世界上经济发展和进步最快的国家之一,加上现阶段我国集成电路产业的核心发展水平得到了不断提升和优化,能够进一步为我国微电子科学技术和集成电路产业的发展提供了良好环境。

一、微电子与集成电路技术特点

(一)集成电路特点

集成电路技术又被稱为微电路系统、微芯片系统以及芯片系统等,并且在电子技术应用过程中,主要将电路结构,比如:半导体装置等小型设备化装置,所以该电子元件一般应用和制造在半导体元件的表面结构上。电路集成板在生产和制造过程中,其半导体芯片表面结构上的电路模式又被称为薄膜集成电路。而另外结构板的厚膜将混合成为集成电路结构,进而由相对独立的半导体结构设备以及被动生产元件共同构成,最终集合成小型化电路模式。其中集成电路设备和系统自身具备体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等相关优势,除此之外,由于集成电路自身经济支出成本相对较低,有利于大面积生产,所以其设备不仅在工业生产、民用电子设备等,比如:收录机、电视机、计算机等相关设备的到了广泛的应用和技术操作。

(二)微电子技术特点

与传统电子生产技术相比较,微电子技术自身具有显著特点,其主要特点表现为以下几个方面。

第一,现代化微电子技术主要利用自身设备固态结构体内部的微电子设备运作,进而实现信息处理和系统加工。其中信号在实际传输过程中,能够在绩效尺寸内开展一系列设备生产[1]。第二,微电子技术在实际应用过程中,能够将子系统以及电子零部件集成为统一芯片内部结构中,所以其设备普遍具备较高的集成性和功能性特点。

二、微电子与集成电路发展现状

现阶段我国微电子科学技术和集成电路产业发展起步相对较晚,并且经过长时间的技术研究和发展,我国电子科学技术行业已经从初级自主创业环节转变为系统化、规模化的环境建设。同时随着科学技术的不断发展和优化,我国在集成电路生产行业中始终保持优质的的发展趋势和方向,同时从销售经济角度来看,自动进入90年代后,集成化电路生产产业的始终保证在经济前端,其中集成电路生产产业的基础集中程度同样的到了有效提升,但是由于我国经济得到了不断提升,企业在集成电路生产过程中,同样无法有效满足市场的基础要求,逐渐出现了产业与经济无法平衡现状。

根据现阶段我国经营实际情况进行综合分析,无论是国家发展还是社会进步,始终重视集成电路以及微电子经营发展,因此在国家的大力发展和支持条件下,我国在集成电路研究和探索领域中开始培养和引进高精尖技术人才,许多高校同样开设相关的课程内容和技术培训,进而为我国微电子以及集成电力培养大量人才。然而与发达国家相比较,我国微电子和集成电路产业上仍然存在着较大的技术和经济差距。

第一,我国微电子以及集成电路行业起步相对较晚,最终导致市场技术拓展能力较差,致使整体行业出现了记性问题[2]。除此之外,我国在集成电路产业以及微电子科学技术方面上,极少能够进入世界范围内的平台中,因此大多数电子产品属于自产自销,严重缺少国际方面的竞争能力,第二,现阶段我国大多数集成电路在研究过程中普遍属于初级阶段,但是由于集成电路以及微电子产品生产过程中明显缺少基础技术,最终造成集成电路产业明显缺少核心竞争能力,致使研究技术人员以及技术水平明显落后,一定程度上限制和约束了我国集成电路产业的创新和进步,最终无法构成一定良性循环。

三、微电子与集成电路优化途径

(一)优化产品方案设计

在微电子科学技术和集成电路产业发展过程中,应该不断优化和完善产品方案设计,进而将高经济收益、高生产效率作为产品发展和生产的主要方向目标。而在产品方案设计过程中,需要以芯片设计方案作为重点内容,进而有效符合经济生产的核心需求。加上现阶段集成化产品芯片在方案设计上,还需要具备较大得技术创新空间,并且在其他产品的投入上,由于产品芯片自身属于高收入、低投入的产品,所以从产品生产市场的总体需求量方面来看,集成芯片在行业应用过程中的基础需求不断增加,进而成为我国集成电路发展的主要优势和机遇。所以在产品方案设计上,还需要不断进行产业优化,进而成为微电子与集成电路的核心技术优势。近几年,我国产品在方案设计方面上,其发展力度和趋势已经远远超出了产品生产方案的预期水平,甚至部分公司已经具有较高的发展实力。但是及时我国集成电路技术发展不断提升,我国在行业内部工作核心效率以及质量水平仍然达到标准要求,致使我国的集成电路产业面临的巨大的压力。

(二)完善集成产业发展重点

在微电子科学技术和集成电路产业在实际发展和运转过程中,其外部环境因素同样成为重要环境因素之一,因此只有构建出优质的发展环境和条件,才能有利于我国集成电力产业的核心发展和技术进步[3]。

1.优惠政策

在我国集成产业以及微电子科学技术应用过程中,为了进一步推动集成电路行业的全面进步,我国相继出台了集成电路行业以及微电流技术发展文件,进而保证集成电路生产行业水平,其中政府在行业政策的优惠和支持对于整体产业发展来说,起到了激励作用和现实意义,从根本上强化了集成生产和制造企业技术水平,尤其是在生产以及应用方向,能够得到最大限度的优惠。比如:政府在行业发展政策中,对于税收方向的规定中,企业实际产生的税收一旦超过百分之六,就可以有效实现了即征即退发展目标,但是在实际操作过程中,对于芯片生产和制造厂家来说,企业实际产生的增值税最高已经达到60%左右,远远高于国际上其他国家的增值税收,因此实际操作过程中,其效果无法达到标准要求。

2.审批流程

近几年,由于我国大型集成电力再生产过程中,审批和操作手续相对比较复杂,致使无论是外部独资,还是中外合资的企业,在审批和操作过程中过于繁琐和复杂,难以快速通过正常的系统审批。为了进一步有效解决政府审批问题,政府应该在审批流程上,最大限度减少流程限制,从根本上推动我国集成电路产业的全面发展。

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一、集成电路布图设计的概念

集成电路的布图设计是指一种体现了集成电路中各种电子元件的配置方式的图形。集成电路的设计过程通常分为两个部分:版图设计和工艺。所谓版图设计是将电子线路中的各个元器件及其相互连线转化为一层或多层的平面图形,将这些多层图形按一定的顺序逐次排列构成三维图形结构;这种图形结构即为布图设计。制造集成电路就是把这种图形结构通过特定的工艺方法,“固化”在硅片之中,使之实现一定的电子功能。所以,集成电路是根据要实现的功能而设计的。不同的功能对应不同的布图设计。从这个意义上说,对布图设计的保护也就实现了对集成电路的保护。

集成电路作为一种工业产品,应当受到专利法的保护。但是,人们在实践中发现,由于集成电路本身的特性,大部分集成电路产品不能达到专利法所要求的创造性高度,所以得不到专利法的保护。于是,在一九七九年,美国众议院议员爱德华(Edward)首次提出了以著作权法来保护集成电路的议案。但由于依照著们法将禁止以任何方式复制他人作品,这样实施反向工程也将成为非法,因此,这一议案在当时被议会否决。尽管如此,它对后来集成电路保护的立法仍然有着重要意义,因为它提出了以保护布图设计的方式来保护集成电路的思想;在这基础上,美国于1984年颁布了《半导体芯。片保护法》;世界知识产权组织曾多次召集专家会议和政府间外交会议研究集成电路保护问题,逐渐形成了以保护布图设计方式实现对集成电路保护的一致观点,终于在一九八九年缔结了《关于保护集成电路知识产权条约》。在此期间,其他一些国家颁布的集成电路保护法都采用了这一方式。

虽然世界各国的立法均通过保护布图设计来保护集成电路,但关于布图设计的名称却各不相同。美国在它的《半导体芯片保护法,)中称之为“掩模作品”(maskwork);在日本的《半导体集成电路布局法》中称之为“线路布局”(cir—cuitlayout);而欧共体及其成员国在其立法中称布图设计为“形貌结构”(topography);世界知识产权组织在《关于集成电路知识产权条约》中将其定名为布图设计。笔者以为,在这所有的名称中以“布图设计”一词为最佳。“掩模作品”一词取意于集成电路生产中的掩模。“掩模作品”一词已有过时落后之嫌,而“线路布局”一词又难免与电子线路中印刷线路版的布线、设计混淆。“形貌结构”一词原意为地貌、地形,并非电子学术语。相比之下,还是世界知识产权组织采用的“布图设计”一词较为妥当。它不仅避免了其他名词的缺陷,同时这一名词本身已在产业界及有关学术界广泛使用。《中国大百科全书》中亦有“布图设计”的专门词条‘

二、布图设计的特征

布图设计有着与其他客体相同的共性,同时也存在着自己所特有的个性。下面将分别加以论述。

1.集成电路布图设计具有无形性

无形性是各种知识产权客体的基本特性,,因此也是布图设计作为知识产权客体的必要条件。布图设计是集成电路中所有元器件的配置方式,这种“配置方式”本身是抽象的、无形的,它没有具体的形体,是以一种信息状态存在于世的,不象其他有形物体占据一定空间。

布图设计本身是无形的,但是当它附着在一定的载体上时,就可以为人所感知。前面提到布图设计在集成电路芯片中表现为一定的图形,这种图形是可见的。同样,在掩模版上布图设计也是以图形方式存在的。计算机辅助设计技术的发展,使得布图设计可以数据代码的方式存储在磁盘或磁带中。在计算机控制的离子注入机或者电子束曝光装置中,布图设计也是以一系列的代码方式存在。人们可通过一定方式感知这些代码信息。布图设计是无形的,但是其载体,如掩模版、磁带或磁盘等等却可以是有形的。

2.布图设计具有可复制性

通常,我们说著作权客体具有可复制性,布图设计同样也具有著作权客体的这一特征。当载体为掩模版时,布图设计以图形方式存在。这时,只需对全套掩模版加以翻拍,即可复制出全部的布图设计。当布图设计以磁盘或磁带为载体时,同样可以用通常的磁带或磁盘拷贝方法复制布图设计。当布图设计被“固化”到已制成的集成电路产品之中时,复制过程相对复杂一些。复制者首先需要去除集成电路的外封装;再去掉芯片表面的钝化层;然后采用不同的腐蚀液逐层剥蚀芯片,并随时拍下各层图形的照片,经过一定处理后便可获得这种集成电路的全部布图设计。这种从集成电路成品着手,利用特殊技术手段了解集成电路功能、设计特点,获得其布图设计的方法被称为“反向工程”。

在集成电路产业中,这种反向工程被世界各国的厂商广泛采用。集成电路作为现代信息工业的基础产品,已渗透到电子工业的各个领域,其通用性或兼容性对技术的发展有着非常重要的意义。因此,而反向工程为生产厂商了解其他厂商的产品状况提供了可能。如果实施反向工程不是单纯地为复制他人布图设计以便仿制他人产品,而是通过反向工程方法了解他人品功能、参数等特性,以便设计出与之兼容的其他电路产品,或者在别人设计的基础上加以改进,制造出更先进的集成电路,都应当认为是合理的。著作权法中有合理使用的规定,但这种反向工程的特许还不完全等同于合理使用。比如,合理使用一般只限于复制原作的一部分,而这里的反向工程则可能复制全套布图设计。改编权是著作权的权能之一,他人未经著作权人同意而擅自修改其作品的行为是侵权行为,但这里对原布图设计的改进则不应视为侵权。

集成电路范文篇3

集成电路(Ic)的静电放电(ESD)强固性可藉多种测试来区分。最普遍的测试类型是人体模型(HBM)和充电器件模型(CDM)。这两种EsD测试类型旨在揭示包含基本EsD控制的制造环境下,电路在EsD应力下的存续情况如何。HBM是应用最久的EsD测试,但工厂EsD控制专家普遍认为,在现代高度自动化的组装运营中,CDM是更重要的ESD测试。CDM应力的大小会随着器件的尺寸而变化。有关CDM的“传统智慧”更认为不需要测试尺寸极小的集成电路,因为峰值电流快速变小直至消失。我们在此前的文童中曾指出,极小器件的峰值电流并不像通常认为的那样快速变小直至消失。高速示波器测量显示,即使脉冲宽度变得很窄,极小器件的峰值电流仍令人吃惊地保持高电平。过去,由于这些大峰值电流被忽略,因为使用了场致CDM测试标准所提倡的1GHz示波器,而场致CDM测试是最普及的CDM测试形式。

测试小器件时面临的问题

观测到极小集成电路超出预料的峰值电流,对负责测试极小器件(尺寸仅为较小的个位数毫米等级)的ESD测试工程师而言可不是什么好消息。图1显示了置于场致CDM测试装置上的8球栅(ball)芯片级封装。必须接触每个被测引脚的探针(的尺寸)占到整个集成电路尺寸的不小比例。显而易见,移动被测器件并不需要太多的探针接触:只是要求反复调整器件的位置。

在场致CDM测试期间、按惯例要使用真空来固持(hoId)被测器件(DUT)的位置。真空通常不能非常安全地固持极小的器件。此外,真空孔(的截面积)占到被测器件尺寸的不小比例,可能会影响器件应力。当真空孔尺寸超过被测器件面积的18%时,应力的大小就开始下降。图2比较了置于真空孔与不置于真空孔上的器件在峰值电流或完整电荷(totalcharge)条件下测量得到的应力大小。

在CDM测试期间使用真空来固持器件,由此带来两个问题。首先,它不起作用,即便起作用,也会开始影响测试结果。业界已经尝试使用两种方法来改善小器件的可测试性――将小封装贴在某类夹具(holder)上,或以支撑结构或模板来固持器件的位置。

使用夹具固持小器件

已经在三种条件下使用6uSMD裸片来进行cDM测试:仅器件本身、器件贴装在14DIP转换板上,以及在36LLP替代板(SurrogateBoard)上,如图3所示。图4显示了这三种条件下以500v电压采用8GHz示波器所获得的CDM测试波形。这些结果显示,贴装在电路板上会增加施加给集成电路的应力。36LLP替代板上应力的增加颇为适度,可以视为易于操作性与更可靠测试结果之间的最佳折衷。贴装在14DIP转换板上的应力增加更为严重,大概不是一个可接受的折衷办法。好消息是36LLP替代板实际上比测试期间会移动的14DIP转换板更易于操作。

支持模板

第二种处理小型集成电路的方法是使用支持模板。业界存在关于支持模块这种方法的顾虑:由于小器件周围有介电常数较高的材料,介电的存会在多大程度上改变集成电路与场板(6ddplate)之间的电容?被测器件与场板之间的电容是被测器件上应力大小的决定因素。图s显示了固定在CDM装置中一个模板内的6usMD封装。此时被测器件位于绝缘体中精心加工的孔,而绝缘于cDM装置使用真空的场板中。图6显示了6LLP封装使用与不使用FR4支持模板时以8GHz示波器捕获的波形。此图显示这模板在测试条件下仅为集成电路增加极小的应力。