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微电子

2017-12-21

一、概述

1.1微电子创新工程中心建设背景

集成电路产业是事关经济发展、社会进步、国防建设和信息~的战略性、基础性和先导性产业,已成为世界先进*和地区竞相争夺经济和科技发展主导权的战略制高点。

天津市在国内较早布局发展集成电路产业,随着产业环境的不断完善,集成电路产业,特别是设计业发展迅速。目前,已初步形成滨海新区龙头带动,西青区、津南区等配套支撑的发展格局,构建起了涵盖设计、封测、制造、装备和材料的完成产业链条,聚集了中芯*、飞思卡尔等50多家集成电路企业,以及中电46所、中电18所、航天8357所、8358所、707所等*级科研院所,具备跨越式发展的产业基础。2013年全市集成电路产业销售额125亿元,同比增长178%,连续多年增速排名全国*。
    天津市的集成电路发展目标,以建设国内先进的集成电路产业技术创新基地和北方集成电路产业发展引导示范城市为总体目标,推动集成电路产业发展环境优化、产业规模持续快速增长、产业结构不断优化、关键核心技术突破和产业集群化发展。到2017年,全是集成电路产业规模达到280亿元,年均增速保持在30%以上,形成“设计业先进、制造业提升、封测业支撑、材料装备等配套产业基本健全”的发展格局,综合发展水平达到国内先进。

为进一步改善产业环境、夯实产业基础、完善产业链条,坚持以项目建设带动产业全局发展,加大招商引资力度和新项目开工建设强度,实施47个具有产业带动作用的示范项目,其中2个外资项目,投资总额8.9亿美元;45个内资项目,投资总额126.2亿元。

二、需求分析

2.1微电子经验丰富需求分析

国集成电路产业在*政策扶持带动下,呈现加速增长的势头,国内集成电路产业规模从2010 年的1,440.15 亿元上升至2016 年的4,335.50 亿元,复合增长率达到20.16%。

目前,我国集成电路产业规模巨大,但是在高端微芯片、部分标准通用和专用微处理器等产品方面仍需大量进口。集成电路一直是我国大宗进口商品,集成电路进口数量由2010 年的2,009.57 亿个上升至2016 年的3,425.5 亿个,出口数量虽持续上涨,但进出口数量逆差仍然较大,集成电路自给率亟待提升。

因此,增强集成电路自主设计和生产能力,降低集成电路的进口依存度已迫在眉睫,*从战略高度大力推动芯片国产化,为集成电路产业带来了广阔的市场空间,推动集成电路产业景气度高涨。

我国封测行业在半导体产业链中发展较早,有望成为集成电路产业链中较早完成进口替代的子行业,在物联网驱动下,芯片从性能导向逐渐转为应用导向,国内封测行业同*先进水平的差距不断缩小。随着电子设备向智能化、小型化方向发展,芯片集成度、密度和性能日益提高,封装模式不断推陈出新,封装规模也随着集成电路产业规模持续增长以及LED 在照明市场的快速发展而呈现快速增长态势。2011-2016 年,我国封装测试规模975.70 亿元增长至1,564.30 亿元,年均复合增长率为9.90%。

基于此,学院迫切需要搭建多方面的、经验丰富的微电子经验丰富,来满足相关学科的教学需求,和提高学生的实际应用操作能力。微电子经验丰富的加强,不仅能能满足学院多元化的教学需求,更能为*输送一批适应当今集成电路不断发展的综合素质人才。

2.2构建微电子创新实训中心

微电子创新实训中心建设工作坚持“科学规划、共享资源、突出重要、提效率高益、持续发展”的指导思想,以多方面提高高校学生创新精神和实践能力为宗旨,以共享优质实验教学资源为核心,推进学校微电子及相关经验丰富实验教学改革与创新。

基于构建的微电子创新实训中心,实现将集成电路各环节的实训,辅以配套的基础教学与实验验证为依据而设计的基础实验,以综合运用为目标而设计的各类实验实训,学生通过不断的学习,完成对集成电路测试等相关能力的掌握。

三、建设目标

3.1产出成本分析

微电子创新工程中心主要用于教学,满足微电子技术经验丰富及经验丰富群人才培养的需求。

3.2经济效益

该项目顺利实施后,将形成拥有*设备和创新设计能力的电子信息工程中心,使之成为可为其他高等院校提供教学研究、实验、测试的平台,极大促进电子信息的学科建设,显著提上学校教研及工程应用水平,增强学校应用电子技术、微电子技术、电子信息技术等经验丰富的综合实力与竞争力,更好为天津地区培养和输送高素质的经验丰富人才。同时,随着先进装备到位和重要实验室的建设完成,必将使学校在电子信息学科中心成为天津市现代电子技术研究与技术应用的主要技术平台,形成学、研、产合理配置,相互促进的新格局,增强学校知识和技术创新能力,加快科技成果孵化,为行业和相关产业,尤其是为把天津地区电子技术资源优势转变为现实的生产力提供人才和技术支持,服务于地方经济发展,产生较大的社会经济效益。

3.3社会效益

微电子创新工程中心建成后,可满足应用电子学院教学、科研、对外服务等领域的发展需求,满足学校重要学科的建设发展需要。提高服务地方社会经济发展能力,提上学校在现代电子技术研发、检测、试制的综合研究应用水平,进一步扩大对外开发与交流。以上重要实验室除满足学校电子经验丰富学科的需要外,还可面向天津市其他高校及企业开放。

3.4生态环境效益

该项目无废气、污水、噪声、粉尘等污染,对环境友好。

3.5可持续影响及满意度

微电子创新工程中心建成后,将有力推进学校微电子技术经验丰富及经验丰富群的建设和发展,同时也为现代学徒制试点改革建立良好的平台。

四、微电子创新工程中心详细建设方案

4.1产品概述

IC测试教学平台(以下简称“平台”)是一款用于加强学生经验丰富能力,创新意识,培养创业能力,提升职业素质的实践教学训练平台。

“平台”以企业的工业级测试系统为设计底版,在保留标准的产品设计基础上,实现互联网+以及大数据背景下的云平台存储功能,同时加入教学考核部分,增强了教学的可操作性,一方面从工业生产需求角度培养学生IC检测技能且掌握云平台存储理念及实践方案,另一方面从教学使用角度方便对于学生进行考核,旨在培养IC测试业级别高技术技能性人才。

应用是集成电路产业链中不可或缺的重要环节,是集成电路较终进入消费者手中的必经之途。除众所周知的计算机、通信、网络、消费类产品的应用外,集成电路正在不断开拓新的应用领域,诸如微机电系统,微光机电系统,生物芯片(如DNA芯片),超导等。这些创新的应用领域正在形成新的产业增长点。因此,平台可设计应用延伸至智能硬件产品的开发,辅助学生创新创业发展规划,紧密切合*“十三五”发展方向,适用于示范性中职、高职、本科院校开展以学生为主体、老师为主导的经验丰富学习及创新创业综合训练。

“平台”包括LK8810 IC测试教学系统和LK2210TS IC测试半自动分选系统,LK8810 IC测试教学系统为数模混合集成电路测试机,利用新的数字集成技术和新的测量技术,使测试系统更加可靠,性能更优,维护更方便。搭配LK2210TS IC测试半自动分选系统可实现芯片的批量快速检测。“平台”的应用可贯穿整个IC产业生产链,从IC制造领域的晶圆测试、芯片测试到IC应用开发领域的板级测试都可通过“平台”实现快速故障判断,并提示部分维修途径。


“平台”设计参数体现工业级生产要求,面向教学使用,加入了考核系统和云平台模块,便于教师教学,云平台存储实现数据上传至共享云端,为测试数据的进一步分析提供优厚条件。

4.2产品定位

“平台”实现IC测试工业生产环境再现,以实际生产标准要求学生进行IC测试,考核系统的嵌入简化了教师对学生操作过程的评判工作,云平台数据存储功能实现测试数据的云端共享及后期查证。“平台”主要面向中职类、高职类以及应用类本科院校的电子信息技术、应用电子技术、微电子等经验丰富的学生实验实训课程,同时帮助学生认识IC生产的全过程以及较终封测过程对芯片输出把关的重要性,较后延伸至IC智能硬件的设计开发,提高劳动者经验丰富应用能力,开拓创新思维,辅助创业发展计划。

1)适用对象

高职类、应用型本科院校的电子信息技术、应用电子技术、微电子等经验丰富学生。

建议高职大二、大三的学生,本科院校大三、大四的学生参加本训练课程。

2)培养目标

基于该“平台”,院校可以开设IC检测(FT)实训、智能硬件设计开发中涉及板级故障检测的实训环节、其他相关创新创业训练类实践等课程。课程让学生了解IC生产制造全过程,重要在于认识IC测试(FT)在IC生产过程中的重要性及掌握IC测试需要的技能,掌握电路板级测试的多元化方式方法,强化微电子及其相关经验丰富核心技能与核心知识点的同时,提上学生自主创新能力。把“平台”转化为多功能的测试“工具”,更好底为教学服务。进行的各项实训可以考核与培养学生程序设计(C语言)、芯片测试、电子电路设计、电路焊接、云平台应用及大数据处理等综合能力。操作过程一般设计为小组合作模式,也能很好地培养团队合作,增强成员的沟通能力及职业素养。

3)培养岗位

“平台”定位为培养IC测试级别高技术技能型人才,包含软硬件两方面的岗位能力培养过程,同时延伸到智能硬件设计开发模块中的板级测试工程师,加强学生创新创业意识,为学生创造创新创业平台,提升职业素质的实践教学训练。

4.3产品特点及创新

1)产品特色

立足IC测试,面向教学。学生可根据不同的被测电路制作或更换相应的测试卡及编程程序实现不同电路的测试。激发学生的积极性、主动性,能更好的与社会发展需要接轨。

贯穿IC产业链,具备晶圆测试、芯片测试和板级测试功能。电路板测试技术的发展成为提高电子制造业生产效率的关键,于是推出3款板级测试样板,即LED检测、模拟器件检测和数字器件检测。

测试系统实现互联,数据实现云端存储分析。每个测试系统就是一个互联终端,实现测试数据在服务器中的存储及分析,对异常状况能及时报警及修调,体现工业4.0的布局思路。

基于工作过程的集成电路测试课程教学。通过对测试系统的学习,了解集成电路的一般生产过程,熟悉环境管理及品质控制流程;可兼顾数模电辅助教学,FPGA应用,EDA导入IC内部构成,熟悉IC内部构成;该系统适用于C语言编程辅助教学,针对IC的功能性测试需求编写相应的测试程序,达到可靠性测试的各项要求;配套的教材教学使电类学生对集成电路产业链各个环节有多方面的了解。

2)产品创新点

基于工业流程:平台测试指标完全符合工业级要求,操作流程严格按照工业级生产标准,学生经过完成该平台设置的实训项目后即可掌握IC测试业的基本技术技能,就业企业反馈效果良好。

面向教学设计:教学资源包内容丰富,包括教学目标设计、教学组织设计和教学安排设计等,能够结合院校办学要求和经验丰富特色进行灵活调整。

易于实训考核:增加了测试考核系统,方便实训时教师对学生操作能力的考核,减少了教师的主观评判,教师工作量小;平台内置评价模型,对学习过程进行有效考核评价,实验实训过程数据全程记录,方便教师进行考评打分。

体现云端概念:测试数据可上传至Luntek云平台,测试数据在服务器中的存储、分析,对异常状况能及时报警及修调,方便数据回顾访问,体现云存储涵义,契合工业4.0的布局思路。

开发创新意识,培养创业技能:平台可延伸至智能硬件设计开发模块,是培养学生创新意识及创业能力的良好途径。

          

LK3254智能蓝牙音箱       LKG0120无线插座          LKG0220WiFi遥控器

4.4产品参数详解

   LK8810 IC测试教学系统

A.接口与参考电压板(IV)

n 驱动电压范围:0~10V,精度:0.5%

n 驱动电流范围:0~20mA,精度:0.5%

B.电源与测量板(PM)

n 范围:±20V/±100mA

n 驱动/测量电压:10V,20V 2档电压量程自动设定,精度:0.5%

n 驱动/测量电流:1uA、10uA、100uA、1mA、10mA、100mA,精度:1%

C.数字功能管脚板(PE)

n 用户时钟信号:8kHz~1MHz

n 信号峰峰值:1mV~10V

D.模拟功能板(WM)

n 音频信号输出值:4V

n 音频信号频率范围:4Hz~40kHz

n AC测量精度:±1.0%

n AC测量电压范围:±10V

LK2210TS IC测试半自动分选系统

电源:110V/220V

  电流:700mA max

  环境温度: 0-40℃

  环境湿度:10%-90% 不结露

LK3254智能蓝牙音箱

供电方式:5V2A适配器供电

连接方式:蓝牙播放、MIC语音输入、USB识别MPS读取、TF卡识别

尺寸(单位mm):108*109*32

无线传输范围:>10米

传输功率:CLASS2,4dbm

频率范围:2.402GHz-2.480GHz

4.6微电子创新工程中心效果图