微電子學論文范文

時間:2023-03-23 13:11:20

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微電子學論文

篇1

關鍵詞微電子技術集成系統微機電系統DNA芯片

1引言

綜觀人類社會發展的文明史,一切生產方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學發現和新技術的產生而引發的,科學技術作為革命的力量,推動著人類社會向前發展。從50多年前晶體管的發明到目前微電子技術成為整個信息社會的基礎和核心的發展歷史充分證明了“科學技術是第一生產力”。信息是客觀事物狀態和運動特征的一種普遍形式,與材料和能源一起是人類社會的重要資源,但對它的利用卻僅僅是開始。當前面臨的信息革命以數字化和網絡化作為特征。數字化大大改善了人們對信息的利用,更好地滿足了人們對信息的需求;而網絡化則使人們更為方便地交換信息,使整個地球成為一個“地球村”。以數字化和網絡化為特征的信息技術同一般技術不同,它具有極強的滲透性和基礎性,它可以滲透和改造各種產業和行業,改變著人類的生產和生活方式,改變著經濟形態和社會、政治、文化等各個領域。而它的基礎之一就是微電子技術。可以毫不夸張地說,沒有微電子技術的進步,就不可能有今天信息技術的蓬勃發展,微電子已經成為整個信息社會發展的基石。

50多年來微電子技術的發展歷史,實際上就是不斷創新的過程,這里指的創新包括原始創新、技術創新和應用創新等。晶體管的發明并不是一個孤立的精心設計的實驗,而是一系列固體物理、半導體物理、材料科學等取得重大突破后的必然結果。1947年發明點接觸型晶體管、1948年發明結型場效應晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術、半導體隨機存儲器、CPU、非揮發存儲器等微電子領域的重大發明也都是一系列創新成果的體現。同時,每一項重大發明又都開拓出一個新的領域,帶來了新的巨大市場,對我們的生產、生活方式產生了重大的影響。也正是由于微電子技術領域的不斷創新,才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續發展幾十年。自1968年開始,與硅技術有關的學術論文數量已經超過了與鋼鐵有關的學術論文,所以有人認為,1968年以后人類進入了繼石器、青銅器、鐵器時代之后硅石時代(siliconage)〖1〗。因此可以說社會發展的本質是創新,沒有創新,社會就只能被囚禁在“超穩態”陷阱之中。雖然創新作為經濟發展的改革動力往往會給社會帶來“創造性的破壞”,但經過這種破壞后,又將開始一個新的處于更高層次的創新循環,社會就是以這樣螺旋形上升的方式向前發展。

在微電子技術發展的前50年,創新起到了決定性的作用,而今后微電子技術的發展仍將依賴于一系列創新性成果的出現。我們認為:目前微電子技術已經發展到了一個很關鍵的時期,21世紀上半葉,也就是今后50年微電子技術的發展趨勢和主要的創新領域主要有以下四個方面:以硅基CMOS電路為主流工藝;系統芯片(SystemOnAChip,SOC)為發展重點;量子電子器件和以分子(原子)自組裝技術為基礎的納米電子學;與其他學科的結合誕生新的技術增長點,如MEMS,DNAChip等。

221世紀上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術發展的目標是不斷提高集成系統的性能及性能價格比,因此便要求提高芯片的集成度,這是不斷縮小半導體器件特征尺寸的動力源泉。以MOS技術為例,溝道長度縮小可以提高集成電路的速度;同時縮小溝道長度和寬度還可減小器件尺寸,提高集成度,從而在芯片上集成更多數目的晶體管,將結構更加復雜、性能更加完善的電子系統集成在一個芯片上;此外,隨著集成度的提高,系統的速度和可靠性也大大提高,價格大幅度下降。由于片內信號的延遲總小于芯片間的信號延遲,這樣在器件尺寸縮小后,即使器件本身的性能沒有提高,整個集成系統的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發明以來,為了提高電子系統的性能,降低成本,微電子器件的特征尺寸不斷縮小,加工精度不斷提高,同時硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發展基本上遵循了Intel公司創始人之一的GordonE.Moore1965年預言的摩爾定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸縮小倍。在這期間,雖然有很多人預測這種發展趨勢將減緩,但是微電子產業三十多年來發展的狀況證實了Moore的預言[2]。而且根據我們的預測,微電子技術的這種發展趨勢還將在21世紀繼續一段時期,這是其它任何產業都無法與之比擬的。

現在,0.18微米CMOS工藝技術已成為微電子產業的主流技術,0.035微米乃至0.020微米的器件已在實驗室中制備成功,研究工作已進入亞0.1微米技術階段,相應的柵氧化層厚度只有2.0~1.0nm。預計到2010年,特征尺寸為0.05~0.07微米的64GDRAM產品將投入批量生產。

21世紀,起碼是21世紀上半葉,微電子生產技術仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術為主流。盡管微電子學在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進展;但還不具備替代硅基工藝的條件。根據科學技術的發展規律,一種新技術從誕生到成為主流技術一般需要20到30年的時間,硅集成電路技術自1947年發明晶體管1958年發明集成電路,到60年代末發展成為大產業也經歷了20多年的時間。另外,全世界數以萬億美元計的設備和技術投入,已使硅基工藝形成非常強大的產業能力;同時,長期的科研投入已使人們對硅及其衍生物各種屬性的了解達到十分深入、十分透徹的地步,成為自然界100多種元素之最,這是非常寶貴的知識積累。產業能力和知識積累決定了硅基工藝起碼將在50年內仍起重要作用,人們不會輕易放棄。

目前很多人認為當微電子技術的特征尺寸在2015年達到0.030~0.015微米的“極限”之后,將是硅技術時代的結束,這實際上是一種誤解。且不說微電子技術除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術之外,還有設計技術、系統結構等方面需要進一步的大力發展,這些技術的發展必將使微電子產業繼續高速增長。即使是加工工藝技術,很多著名的微電子學家也預測,微電子產業將于2030年左右步入像汽車工業、航空工業這樣的比較成熟的朝陽工業領域。即使微電子產業步入汽車、航空等成熟工業領域,它仍將保持快速發展趨勢,就像汽車、航空工業已經發展了50多年仍極具發展潛力一樣。

隨著器件的特征尺寸越來越小,不可避免地會遇到器件結構、關鍵工藝、集成技術以及材料等方面的一系列問題,究其原因,主要是:對其中的物理規律等科學問題的認識還停留在集成電路誕生和發展初期所形成的經典或半經典理論基礎上,這些理論適合于描述微米量級的微電子器件,但對空間尺度為納米量級、空間尺度為飛秒量級的系統芯片中的新器件則難以適用;在材料體系上,SiO2柵介質材料、多晶硅/硅化物柵電極等傳統材料由于受到材料特性的制約,已無法滿足亞50納米器件及電路的需求;同時傳統器件結構也已無法滿足亞50納米器件的要求,必須發展新型的器件結構和微細加工、互連、集成等關鍵工藝技術。具體的需要創新和重點發展的領域包括:基于介觀和量子物理基礎的半導體器件的輸運理論、器件模型、模擬和仿真軟件,新型器件結構,高k柵介質材料和新型柵結構,電子束步進光刻、13nmEUV光刻、超細線條刻蝕,SOI、GeSi/Si等與硅基工藝兼容的新型電路,低K介質和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術等。

3量子電子器件(QED)和以分子原子自組裝技術為基礎的納米電子學將帶來嶄新的領域

在上節我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術,可稱之為“scalingdown”,與此同時我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領域有二個方面:

(1)量子電子器件(QED—QuantumElectronDevice)這里包括單電子器件和單電子存儲器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機理控制一個或幾個電子運動,由于系統能量的改變和庫侖作用,一個電子進入到一個勢阱,則將阻止其它電子的進入。在單電子存儲器中量子阱替代了通常存儲器中的浮柵。它的主要優點是集成度高;由于只有一個或幾個電子活動所以功耗極低;由于相對小的電容和電阻以及短的隧道穿透時間,所以速度很快;且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難,特別是制造大量的一致性器件很困難;對環境高度敏感,可靠性難以保證;在室溫工作時要求電容極小(αF),要求量子點大小在幾個納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此,目前可以認為它們的理論是清楚的,工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術為基礎的納米電子學。這里包括量子點陣列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎的原子分子器件等。

量子點陣列由量子點組成,至少由四個量子點,它們之間以靜電力作用。根據電子占據量子點的狀態形成“0”和“1”狀態。它在本質上是一種非晶體管和無線的方式達到陣列的高密度、低功耗和實現互連。其基本優勢是開關速度快,功耗低,集成密度高。但難以制造,且對值置變化和大小改變都極為靈敏,0.05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎的原子分子器件是近年來快速發展的一個有前景的領域。碳原子之間的鍵合力很強,可支持高密度電流,而熱導性能類似于金剛石,能在高集成度時大大減小熱耗散,性質類金屬和半導體,特別是它有三種可能的雜交態,而Ge、Si只有一個。這些都使碳納米管(CNT)成為當前科研熱點,從1991年發現以來,現在已有大量成果涌現,北京大學納米中心彭練矛教授也已制備出0.33納米的CNT并提出“T形結”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長有序的符合設計性能的CNT器件,更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術為基礎的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結合以制造器件。這對于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會帶來突破性的進展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術上都有大量工作要做,有待突破,離開實際應用還需較長時日!但這終究是一個誘人探索的領域,我們期待它們將創出一個新的天地。

4系統芯片(SystemOnAChip)是21世紀微電子技術發展的重點

在集成電路(IC)發展初期,電路設計都從器件的物理版圖設計入手,后來出現了集成電路單元庫(Cell-Lib),使得集成電路設計從器件級進入邏輯級,這樣的設計思路使大批電路和邏輯設計師可以直接參與集成電路設計,極大地推動了IC產業的發展。但集成電路僅僅是一種半成品,它只有裝入整機系統才能發揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板(PCB)等技術實現整機系統的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整機系統的性能受到了很大的限制。隨著系統向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網絡化、移動化的發展,系統對電路的要求越來越高,傳統集成電路設計技術已無法滿足性能日益提高的整機系統的要求。同時,由于IC設計與工藝技術水平提高,集成電路規模越來越大,復雜程度越來越高,已經可以將整個系統集成為一個芯片。目前已經可以在一個芯片上集成108-109個晶體管,而且隨著微電子制造技術的發展,21世紀的微電子技術將從目前的3G時代逐步發展到3T時代(即存儲容量由G位發展到T位、集成電路器件的速度由GHz發展到燈THz、數據傳輸速率由Gbps發展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒傳輸數據位數)。

正是在需求牽引和技術推動的雙重作用下,出現了將整個系統集成在一個微電子芯片上的系統芯片(SystemOnAChip,簡稱SOC)概念。

系統芯片(SOC)與集成電路(IC)的設計思想是不同的,它是微電子設計領域的一場革命,它和集成電路的關系與當時集成電路與分立元器件的關系類似,它對微電子技術的推動作用不亞于自50年代末快速發展起來的集成電路技術。

SOC是從整個系統的角度出發,把處理機制、模型算法、芯片結構、各層次電路直至器件的設計緊密結合起來,在單個(或少數幾個)芯片上完成整個系統的功能,它的設計必須是從系統行為級開始的自頂向下(Top-Down)的。很多研究表明,與IC組成的系統相比,由于SOC設計能夠綜合并全盤考慮整個系統的各種情況,可以在同樣的工藝技術條件下實現更高性能的系統指標。例如若采用SOC方法和0.35μm工藝設計系統芯片,在相同的系統復雜度和處理速率下,能夠相當于采用0.18~0.25μm工藝制作的IC所實現的同樣系統的性能;還有,與采用常規IC方法設計的芯片相比,采用SOC設計方法完成同樣功能所需要的晶體管數目約可以降低l~2個數量級。

對于系統芯片(SOC)的發展,主要有三個關鍵的支持技術。

(1)軟、硬件的協同設計技術。面向不同系統的軟件和硬件的功能劃分理論(FunctionalPartitionTheory),這里不同的系統涉及諸多計算機系統、通訊系統、數據壓縮解壓縮和加密解密系統等等。

(2)IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核,主要是功能描述;固核,主要為結構設計;和硬核,基于工藝的物理設計、與工藝相關,并經過工藝驗證過的。其中以硬核使用價值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎,在速度與功耗上經過優化并有最大工藝容差的模塊最有價值。現在,美國硅谷在80年代出現無生產線(Fabless)公司的基礎上,90年代后期又出現了一些無芯片(Chipless)的公司,專門銷售IP模塊。

(3)模塊界面間的綜合分析技術,這主要包括IP模塊間的膠聯邏輯技術(gluelogictechnologies)和IP模塊綜合分析及其實現技術等。

微電子技術從IC向SOC轉變不僅是一種概念上的突破,同時也是信息技術新發展的里程碑。通過以上三個支持技術的創新,它必將導致又一次以系統芯片為主的信息技術上的革命。目前,SOC技術已經嶄露頭角,21世紀將是SOC技術真正快速發展的時期。

在新一代系統芯片領域,需要重點突破的創新點主要包括實現系統功能的算法和電路結構兩個方面。在微電子技術的發展歷史上,每一種算法的提出都會引起一場變革,例如維特比算法、小波變換等均對集成電路設計技術的發展起到了非常重要的作用,目前神經網絡、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結構可以帶動一系列的應用,但提出一種新的算法則可以帶動一個新的領域,因此算法應是今后系統芯片領域研究的重點學科之一。在電路結構方面,在系統芯片中,由于射頻、存儲器件的加入,其中的電路結構已經不是傳統意義上的CMOS結構,因此需要發展更靈巧的新型電路結構。另外,為了實現膠聯邏輯(GlueLogic)新的邏輯陣列技術有望得到快速的發展,在這一方面也需要做系統深入的研究。

5微電子與其他學科的結合誕生新的技術增長點

微電子技術的強大生命力在于它可以低成本、大批量地生產出具有高可靠性和高精度的微電子結構模塊。這種技術一旦與其它學科相結合,便會誕生出一系列嶄新的學科和重大的經濟增長點,這方面的典型例子便是MEMS(微機電系統)技術和DNA生物芯片。前者是微電子技術與機械、光學等領域結合而誕生的,后者則是與生物工程技術結合的產物。

微電子機械系統不僅是微電子技術的拓寬和延伸,它將微電子技術和精密機械加工技術相互融合,實現了微電子與機械融為一體的系統。MEMS將電子系統和外部世界聯系起來,它不僅可以感受運動、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號,把這些信號轉換成電子系統可以認識的電信號,而且還可以通過電子系統控制這些信號,發出指令并完成該指令。從廣義上講,MEMS是指集微型傳感器、微型執行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統以及電源于一體的微型機電系統。MEMS技術是一種典型的多學科交叉的前沿性研究領域,它幾乎涉及到自然及工程科學的所有領域,如電子技術、機械技術、光學、物理學、化學、生物醫學、材料科學、能源科學等〖3〗。

MEMS的發展開辟了一個全新的技術領域和產業。它們不僅可以降低機電系統的成本,而且還可以完成許多大尺寸機電系統所不能完成的任務。正是由于MEMS器件和系統具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優異及功能強大等傳統傳感器無法比擬的優點,因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測量組合能應用于制導、衛星控制、汽車自動駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(ABS)、穩定控制和玩具;微流量系統和微分析儀可用于微推進、傷員救護;信息MEMS系統將在射頻系統、全光通訊系統和高密度存儲器和顯示等方面發揮重大作用;同時MEMS系統還可以用于醫療、光譜分析、信息采集等等。現在已經成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個紅細胞的微型鑷子,可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機等。

MEMS技術及其產品的增長速度非常之高,目前正處在技術發展時期,再過若干年將會迎來MEMS產業化高速發展的時期。2000年,全世界MEMS的市場達到120到140億美元,而帶來的與之相關的市場達到1000億美元。

目前,MEMS系統與集成電路發展的初期情況極為相似。集成電路發展初期,其電路在今天看來是很簡單的,應用也非常有限,以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進行大量投資,促進了集成電路飛速發展。集成電路技術的進步,加快了計算機更新換代的速度,對CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進了集成電路的發展。集成電路和計算機在發展中相互推動,形成了今天的雙贏局面,帶來了一場信息革命。現階段的微機電系統專用性很強,單個系統的應用范圍非常有限,還沒有出現類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產品。隨著微機電系統的進步,最后將有可能形成像微電子技術一樣有廣泛應用前景的新產業,從而對人們的社會生產和生活方式產生重大影響。

當前MEMS系統能否取得更更大突破,取決于兩方面的因素:第一是在微系統理論與基礎技術方面取得突破性進展,使人們依靠掌握的理論和基礎技術可以高效地設計制造出所需的微系統;第二是找準應用突破口,揚長避短,以特別適合微系統應用的重大領域為目標進行研究,取得突破,從而帶動微系統產業的發展。在MEMS發展中需要繼續解決的問題主要有:MEMS建模與設計方法學研究;三維微結構構造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力學和熱學研究;MEMS的表征與計量方法學;納結構與集成技術等。

微電子與生物技術緊密結合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀微電子領域的另一個熱點和新的經濟增長點。它是以生物科學為基礎,利用生物體、生物組織或細胞等的特點和功能,設計構建具有預期性狀的新物種或新品系,并與工程技術相結合進行加工生產,它是生命科學與技術科學相結合的產物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點,正日益受到廣泛關注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術,可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時間內檢測或發現遺傳基因的變化等情況,這無疑對遺傳學研究、疾病診斷、疾病治療和預防、轉基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過生物反應或施加電場等措施使一些特殊的物質能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經利用微電子技術在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過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基因片段,該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA(脫氧核糖核酸)是生物學中最重要的一種物質,它包含有大量的生物遺傳信息,DNA芯片的作用非常巨大,其應用領域也非常廣泛:它不僅可以用于基因學研究、生物醫學等,而且隨著DNA芯片的發展還將形成微電子生物信息系統,這樣該技術將廣泛應用到農業、工業、醫學和環境保護等人類生活的各個方面,那時,生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細加工技術及超分子自組裝技術,在固體芯片表面構建的微分析單元和系統,以實現對化合物、蛋白質、核酸、細胞以及其它生物組分的準確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實現技術、基于生物芯片的生物信息學以及高密度生物芯片的設計、檢測方法學等等。

6結語

在微電子學發展歷程的前50年中,創新和基礎研究曾起到非常關鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學的出現、新一代SOC的發展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的課題,客觀需求正在“召喚”創新成果的誕生。

回顧20世紀后50年,展望21世紀前50年,即百年的微電子科學技術發展歷程,使我們深切地感受到,世紀之交的微電子技術對我們既是一個重大的機遇,也是一個嚴峻的挑戰,如果我們能夠抓住這個機遇,立足創新,去勇敢地迎接這個挑戰,則有可能使我國微電子技術實現騰飛,在新一代微電子技術中擁有自己的知識產權,促進我國微電子產業的發展,為迎接21世紀中葉將要到來的偉大的民族復興奠定技術基礎,以重鑄中華民族的輝煌!

參考文獻

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]張興、郝一龍、李志宏、王陽元。跨世紀的新技術-微電子機械系統。電子科技導報,1999,4:2

[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

篇2

中職電子商務是一門既重理論又講究實踐操作的學科,其主要知識點包括Internet應用、網上支付、信息安全、網店開設推廣、商品知識、網店美工、電子商務物流和客戶服務等等。例如電子商務物流中不同材質商品的包裝,為了防止因商品包裝而產生的客戶投訴甚至退單的情況發生,不同類型商品均有其打包的注意事項和操作流程,如易變形易碎品需使用輕質填充物防止商品變形打碎,還有首飾類、衣服、鞋包、電子產品、液體類、書刊等商品,在教學中都會進行商品包裝實操訓練。因受場地和設備的限制,教師在全班演示操作后,不可能令所有學生看清楚并馬上掌握,大多學生即使在課堂上領會操作要點,但過后又可能忘記,還得再次請教老師或其他同學。教育理論表明,知識的掌握在于重復,這就要求學生在課堂上學到的知識,在課后要及時反復學習,溫故而知新。教師在組織電子商務項目教學時,可以利用微信的語音或圖文功能將學習任務的主題、要求和學習要點發送給學生,學生在完成項目學習任務過程中,可以隨時隨地的打開微信查看圖文,重聽教師的講授內容,從視覺和聽覺上開拓學習思路。這樣既能及時解答學生的疑問,又減輕了教師的工作量。上例中教師可以通過微信將不同商品包裝的教學演示視頻短片發給學生,使學生能夠隨時隨地拿出手機觀摩復習。學生反映,他們通過微信可以將課外的零碎時間利用來學習,如車站、廁所、宿舍、公交車、床上等都是他們學習的好地方,這對于學生熟練掌握初步習得的技能是非常有利的。

二、加強互動教學,拉近師生情感

中職電子商務教學質量的提高離不開良好的課堂教學,然而在課堂中學生不可能和教師有更多的交流,即使在課外也不可能有過多的時間交流。有些學生性格比較內向,平時不愿意和教師或同學面對面交流,加上中職學校教師一般都擔任多個班級的課程,工作量較大,沒有更多的時間與學生面對面的接觸和解答學生的疑問,師生之間缺少實時互動與交流。反而有很多學生喜歡通過微信與老師交流,教師利用微信的互動功能加強與學生的交流,了解學生的需要,解答學生的問題。微信可以將通訊錄中的一部分人組建在一起群聊,群成員的發言,其他成員可以及時聽到看到,還能一起對講,群聊中被人@到,也會收到提醒。教師在進行電子商務項目分組教學時,同組學生組建一個微信群,并給微信群起個響亮易記的名字,教師也是這個微信群的成員之一。成員可以隨時聯系,互相探討學習任務,教師在微信群能夠及時了解學生的學習情況和學習小組的任務完成進度,隨時解答學習小組的疑問和及時調整學習內容。同時,教師還要組建一個班級微信群,將所有學習小組的成員都拉進群,并邀請電子商務行業的專家加入。

在班級微信群,學習小組互相分享學習成果,交流學習心得和體會,還可以通過語音、圖文和拍照等功能形象生動地提問,并及時得到行業專家、老師和其他同學的解答,促進學習任務的完成,激發學生的潛能,培養學生協作學習的習慣。例如,在客戶服務課程教學過程中,教師可以利用微信群對全班學生進行分組,通過微信的語音交流功能,指導學生分組進行“接待客戶來電咨詢”、“處理客戶退換貨”的電話客服的教學。學生在不同地點分別扮演客戶、客服、發貨員等不同的電子商務角色,創設出近乎真實的工作場景,教師和其他同學還能夠在現場監聽語音內容,分析比較學習任務的完成效果,更好地改進學習。利用微信的語音功能,行業專家、老師和學生都能聽到對方親切的話語,在學習知識的同時,感受到對方的熱情,拉近了彼此之間的感情。良好的師生感情有利于增強學生學習的自信心,增加學生對教師的信賴,挖掘學生學習電子商務專業知識的動機,使學生真正“愛學”、“樂學”。

三、拓寬知識面,延伸知識深度

在有限的課堂教學中,教師為了完成教學計劃規定的任務,不可能在課堂中講授更多的電子商務最前沿的知識,也不可能在課堂中熟悉所有學生,了解學生的知識掌握程度,做到因材施教。電子商務是信息技術發展的產物,日新月異的互聯網技術造就了諸如O2O、跨境電子商務、移動電子商務等新型的電子商務模式。然而,中職學校電子商務專業受到教材、設備和教學軟件更新速度過慢的影響,同時中職學校電子商務的專業教師有很大一部分是非本專業出身或由計算機信息類專業、財經類專業的教師擔任,這二個原因導致電子商務專業的學生在學習電子商務專業知識時更多只能停留在教材內容范圍,根本不能適應電子商務的高速發展,更談不上以就業為導向了。微信的公眾平臺即微信公眾號,可以幫助教師和學生獲取電子商務的最新動態和前沿知識。公眾號分為服務號和訂閱號,服務號是企業開展業務、信息的公眾服務平臺;訂閱號為媒體和個人提供一種新的信息傳播方式,構建與讀者之間更好的溝通模式。因此,學生通過關注電子商務企業的服務號或訂閱號,比如“賣家吧”、“騰訊電商那些事”、“網迷電商”等,這些服務號或訂閱號都會定期推送電子商務最新的消息和技術給關注的微信用戶,教師和學生通過查閱這些消息就可以很方便地了解電子商務前沿新聞和最新動態,及時把握電子商務發展動向,有意識地拓寬學習的視野,往更深層次地理解電子商務知識。

基于微信訂閱號對個人開放申請和良好的互動模式,教師在微信公眾平臺申請用于電子商務教學的訂閱號,要求電子商務專業的學生添加此訂閱號,教師就可以很方便地在網頁版的微信公眾平臺或通過手機微信公眾號助手的群發功能,將電子商務內容及時快速地推送到每位學生的手機、平板電腦等移動終端。教師還可以通過公眾平臺的編輯模式設置“消息自動回復”和“關鍵詞自動回復”,學生向訂閱號提問或回復,就能自動獲取想了解的電子商務內容,而且內容可以是文字、圖片、語音和視頻。例如,筆者申請開通了電子商務學習的訂閱號“studyec”,要求電子商務專業的學生添加并關注,筆者在用戶管理后臺將電子商務專業的學生按不同年級和知識層次進行分組,有針對性地按分組群發圖文、語音和視頻等形式的教學內容。比如使用語音方式布置課外作業和解答學生的疑問,鼓勵學生用心學習,設置自動回復消息開設O2O電子商務模式的專題知識拓展,學生只要回復相應的數字,即可獲得相應的知識內容或知識難點,延伸了課堂。學生學習的自由度大了,主動性也提高了,也能把零散的時間用在學習上,更重要的是滿足了不同層次學生的需要,真正做到“因材施教”。

四、分享學習成果,反思學習過程

微信朋友圈將微信的圈中好友緊密聯系在一起,通過朋友圈,能夠分享圖文、語音、視頻和鏈接,圈中好友點擊閱讀、參與評論。在學習電子商務項目任務的過程中,學生通過微信朋友圈“曬”照片、談心得、分享學習成果,圈中好友評論、回復,在分享和評論中反思學習過程,總結學習經驗,改進學習方式方法。例如,在學習簽名郵件和加密郵件收發的項目內容時,教師組織學生通過微信朋友圈分享如何收發簽名和加密郵件以及操作過程中最該注意的問題,分享學習的喜悅,反思學習過程中的不足,總結Outlook和Foxmail軟件進行簽名郵件和加密郵件收發的優缺點,師生們踴躍發言,或提出疑問,或解答迷惑,一個無形而卓有成效的分享討論圈就此展開。

五、輕松點贊,收獲評價

學生的學習任務完成得如何?學習成果有沒有達到教學目標?通常需要進行定性和定量評價,教師預先按照制定的評價量規設計學習過程或學習成果評價表,組織學生進行自評、他評和教師評,最后統計評價結果。在微信朋友圈發表觀點,分享有價值的信息,常常得到圈中好友的點贊,點贊越多,證明信息越受好友歡迎,越能體現信息主人的成就。教師可以巧妙地利用微信點贊的功能,快速有效地組織教學評價。例如,學生通過微信朋友圈分享簽名郵件和加密郵件的學習成果,教師組織學生在規定時間范圍內對學習成果進行點贊和評論,最后要求學生將點贊和評論結果截圖發送給老師和班級微信群,老師和全班同學都可以及時了解評價結果,反思和改進教學。點贊和評論的主體可以是學生本人、其他同學和老師,點贊的個數相當于定量評價,文字評論相當于定性評價,體現了評價的趣味性、評價主體的多樣性和評價方式的全面性。

六、微信在電子商務教學中應用的注意問題

第一,教學中不能過分依賴微信。

微信雖然給電子商務教學帶來便利,對電子商務知識的掌握起到促進作用,但是電子商務還是應該以課堂教學為主,微信只能起到輔助教學的作用,是課堂教學的有益補充。因此,教學中需要運用微信時一定要計劃周詳,突出教師的主導作用和學生的主體地位,以提高教學效果為前提。

第二,加強信息的管理和更新。

微信畢竟是基于移動互聯網的聊天交流工具,因此在利用微信進行電子商務教學過程中,教師應該嚴格控制學生使用微信時不偏離學習內容而轉為娛樂,要經常監聽學生發送的信息是否合法合理,絕對不允許胡言亂語和發送不切實際的信息。教師在利用微信公眾平臺時千萬不能因過分強調群發功能,卻忽視了電子商務知識的傳授和教學互動,還要兼顧不同層次學生的學習需求,否則就和垃圾郵件、垃圾短信沒什么區別了。同時,要注意教師訂閱號的信息更新,如果長時間不更新訂閱號的電子商務信息,粉絲就會流失,就會失去訂閱號的互動教學功能。因此,定期更新電子商務的新知識、新聞、動態,甚至電子商務人物的故事案例,對于師生用好微信教學都是極為關鍵的。

第三,盡可能使用語音交流,利于增進情感。

篇3

何進,北京大學教授,博士生導師。1988年獲天津大學學士學位,1993,1999年先后獲電子科技大學碩士、博士學位。2001~2005年在美國加州大學伯克利分校電子和計算機科學系器件研究室作訪問學者和研究科學家。2005年8月歸國,現任北京大學微電子學研究院教授,主持北京大學納太器件和電路研究室工作。

近年來,在國內外重要期刊上發表SCI論文70余篇,El論文1 50多篇。2005年8月回國后,成為國際研究項目Nano-Device Modeling Initiative的研究成員,被國際期刊Recent Patents on Engineering,Open Nano Sci-ence Journal,Recent Patents on Electrical Engineering等聘為編委會成員。

2008年5月,北京大學信息科學技術學院教授何進博士接到了一份期盼已久的邀請函,它來自美國電子和信息技術聯合會麾下的國際集成電路模型標準化委員會,該委員會主席邀請何進參加于6月5-6日在美國波士頓舉行的關于新一代ULTRA-SOI集成電路國際標準模型選擇的CMC會議,并攜帶北京大學自主研發的新SOI電路模型,競爭高科技IT技術一納米SOI集成電路模型的國際標準。

ULTRA-SOI是北京大學研究的,針對SOI器件和電路的創新性納米尺寸絕緣柵場效應晶體管模型。它使用了新的物理核心和工程模型結構來模擬納米尺寸的SOI MOSFET行為。與國際上的同類研究相比,ULTRA-SOI具有明顯的科學創新性和高技術特色,有望在國際主流的集成電路設計EDA工具中得到實際使用,此次獲邀參加國際標準競爭,顯示了北京大學微電子研究在該領域基礎研究方面的前沿地位,以及在集成電路工程技術開發方面所發揮的先鋒作用。

何進說:“這一成果得到認可,遠比在知名刊物上發表幾篇文章更有說服力,也更有價值。”

科學研究的意外機遇和收獲

回望自己的科研之路,何進說:“不管是做研究,還是我的個人發展,都是一步一步地走出來的。人生沒有坦途,奮斗終有收獲。”

其實,今天在微電子學領域嶄露頭角的何進起初并沒有對科學研究抱有太大的期許。當年,能邁進大學的門檻,何進很滿足。然而,一進大學,中學時那種極度封閉、狹小的天地一下敞開了,何進才發現原來天地是如此廣闊,世界是如此豐富。時間總是不夠,他有太多的事情可以做:去圖書館看書,跑學術廳聽演講,忙于各種課外活動……他的腦子里開始不斷地冒出思想的火花,他甚至憧憬著去當一個哲學家。

現實常常讓所謂的哲學家必須低下高昂的頭顱去面對腳下的小路。大學本科畢業以后,何進被分配到一個無線電廠工作。當工作像流水線作業一樣越來越熟悉的時候,他發現自己無法適應這種單調、重復的生活,于是又考上了研究生。碩士上完了,何進還是忘不了自己哲學家的夢,于是他準備報考宗教學的博士。沒想到,家里人的堅決反對讓一心想成為哲學家的何進終于“還了俗”:“他們怕我以后畢業了連個飯碗都找不到,我就只好向現實妥協。”

何進開始很不情愿地讀起了微電子學的博士。或許是因為他本科、碩士都不是學微電子專業的,所以到了博士生的科研階段,反而使他可以從不同的角度看待自己的專業,從別人司空見慣的舊材料中不斷發現新的問題。讀書,在何進看來并不難,他認為難的是找到自己的人生目標。正因為這次轉折,何進正式開始了自己的科研之路,他在這里找到了自己的人生歸屬。2001年,何進赴美國加州大學伯克利分校電子和計算機科學系器件研究室訪問研究。

幸運的是,何進在求學和工作的過程中遇到了幾位讓他終身受益的老師。中國科學院院士、電子科技大學的陳星弼教授,中科院院士,北京大學的王陽元教授,中科院外籍院士、美國工程院院士、美國加州大學伯克利分校的胡正明教授,IEEE終身院士古默爾(H.K Gummel)博士等,都曾先后做過何進的導師和合作者。在何進看來,導師們嚴謹的治學態度,他們的博學、睿智都是他終身學習的榜樣。

2005年9月,何進結束了在美國加州大學伯克利分校的多年研究后回國。他有幸獲得了北京大學及教育部留學回國人員科研啟動基金和國家自然科學基金的資助,何進不僅迅速建立了納太器件和電路研究室,使自己的研究工作聚焦在納米CMOS新結構,納米MOSFET的量子傳輸和準彈道輸運,深亞微米芯片仿真物理模型,電子材料和相關器件等,也先后參加了國家“973”、“863”、自然科學基金等研究項目。他領導的研究小組已成為國際納米CMOS器件物理和模型研究舞臺的一支重要力量,在納米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列國際矚目的重要進展。

2007年9月,何進小組的CMOS集成電路用納電子器件模型成果發表在國際電氣和電子工程師協會電子器件領域最權威的學術期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《納電子器件模型和模擬專輯》上。該專輯的相關背景是:為了應對納米集成電路發展中的挑戰,反映最近一兩年來納電子器件模擬和仿真技術的快速發展,IEEE電子器件協會(EDS)在2007年初面向全球,征集該領域的頂尖研究成果,向全世界展示該方向的最新研究成果。經過激烈競爭和嚴格的多輪專家評審,《納電子器件模型和模擬專輯》在全世界范圍內最后僅僅錄用了20篇投稿論文。何進研究小組在該專輯的上發表了關于納米環柵CMOS器件模型基本解的研究論文。這是中國大陸、臺灣和香港地區入選該專集的惟一論文。

這也是何進研究小組繼2006年在該權威期刊《先進模型和45納米模型挑戰專輯》上,發表納米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效應模擬兩篇重要論文以來,在微納電子和集成電路器件模型領域取得的又一新進展。

做現實的理想主義者

雖然出國前已經是北京大學的副教授,但是從伯克利回國以后,何進還是很明顯地感到國內、國外的差距:“和國外比起來,我們缺的不是硬件,缺的不是勤奮,而是眼光。”

回國之后的何進把自己的研究定位在國際前沿上,他已經取得的系列成果使他成為國際微電子學術界和工程領域享有聲譽的中國科學家,他是國際集成電路界工業標準CMOS模型BSIM4.3.0的主要研發者,模型手冊的主要作者(BSIM4.3.0經被國際半導體工業界廣泛采用,促進了國際集成電路產業的發展);BSIM5首席研究者,模型手冊第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近發表在IEEE T-ED上的綜述文章稱為“何氏模型”,是全世界4個典型代表。提出的納米CMOS參數提取新技術,被發表在Micro-electronics Reliability上有關閾值電壓的綜述文章稱為“何氏方法”,為近年來11種典型方法之一。

距離何進在北京大學的研究室不遠處,就是微電子所的器件測試實驗中心,何進和他的團隊整天在實驗中心和研究室之間忙碌著。采訪時,測試中心的寧保俊老師笑著說:“何進可是我們這兒的寶貝,學生都樂意跟著何老師做研究生!”

何進說:“目前,國家的政策、北京大學的政策都是越來越好。但是一個學科的發展,不是一個人所能決定的,它需要一個強大的團隊,需要努力勤奮的學生,更需要更多的資源。即使在北大,要想干事情,也要從社會上去爭取更多的資源,也會有很多不熟悉的地方……”

當何進在為如何發展團隊,如何學會爭取各種資源而思考的時候,他還要面對另外一個困難的現實――自己的研究生大多在忙著準備出國。“我帶的12個研究生5個在忙著準備托福、GRE考試,快成出國預備班了……以前學生要出國,我可以理解,因為我們缺少和國際前沿對接的途徑,但現在不同了。看到他們把學習重心放在了學外語、出國上,我還是覺得有些痛心。”他說,“國內的學生在勤奮程度、主動學習和掌握正確的方法這三個方面都還做得不夠。美國的學生到了研究生階段非常勤奮,半夜兩三點鐘在實驗室干活并不稀奇,很拼命。而且他們的學習主動性很強。而我們的學生常常是老師給什么,學生做什么。方法也很重要,沒有正確的方法,就沒有效率。”

篇4

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篇5

關鍵詞微電子技術集成系統微機電系統DNA芯片

1引言

綜觀人類社會發展的文明史,一切生產方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學發現和新技術的產生而引發的,科學技術作為革命的力量,推動著人類社會向前發展。從50多年前晶體管的發明到目前微電子技術成為整個信息社會的基礎和核心的發展歷史充分證明了“科學技術是第一生產力”。信息是客觀事物狀態和運動特征的一種普遍形式,與材料和能源一起是人類社會的重要資源,但對它的利用卻僅僅是開始。當前面臨的信息革命以數字化和網絡化作為特征。數字化大大改善了人們對信息的利用,更好地滿足了人們對信息的需求;而網絡化則使人們更為方便地交換信息,使整個地球成為一個“地球村”。以數字化和網絡化為特征的信息技術同一般技術不同,它具有極強的滲透性和基礎性,它可以滲透和改造各種產業和行業,改變著人類的生產和生活方式,改變著經濟形態和社會、政治、文化等各個領域。而它的基礎之一就是微電子技術。可以毫不夸張地說,沒有微電子技術的進步,就不可能有今天信息技術的蓬勃發展,微電子已經成為整個信息社會發展的基石。

50多年來微電子技術的發展歷史,實際上就是不斷創新的過程,這里指的創新包括原始創新、技術創新和應用創新等。晶體管的發明并不是一個孤立的精心設計的實驗,而是一系列固體物理、半導體物理、材料科學等取得重大突破后的必然結果。1947年發明點接觸型晶體管、1948年發明結型場效應晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術、半導體隨機存儲器、CPU、非揮發存儲器等微電子領域的重大發明也都是一系列創新成果的體現。同時,每一項重大發明又都開拓出一個新的領域,帶來了新的巨大市場,對我們的生產、生活方式產生了重大的影響。也正是由于微電子技術領域的不斷創新,才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續發展幾十年。自1968年開始,與硅技術有關的學術論文數量已經超過了與鋼鐵有關的學術論文,所以有人認為,1968年以后人類進入了繼石器、青銅器、鐵器時代之后硅石時代(siliconage)〖1〗。因此可以說社會發展的本質是創新,沒有創新,社會就只能被囚禁在“超穩態”陷阱之中。雖然創新作為經濟發展的改革動力往往會給社會帶來“創造性的破壞”,但經過這種破壞后,又將開始一個新的處于更高層次的創新循環,社會就是以這樣螺旋形上升的方式向前發展。

在微電子技術發展的前50年,創新起到了決定性的作用,而今后微電子技術的發展仍將依賴于一系列創新性成果的出現。我們認為:目前微電子技術已經發展到了一個很關鍵的時期,21世紀上半葉,也就是今后50年微電子技術的發展趨勢和主要的創新領域主要有以下四個方面:以硅基CMOS電路為主流工藝;系統芯片(SystemOnAChip,SOC)為發展重點;量子電子器件和以分子(原子)自組裝技術為基礎的納米電子學;與其他學科的結合誕生新的技術增長點,如MEMS,DNAChip等。

221世紀上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術發展的目標是不斷提高集成系統的性能及性能價格比,因此便要求提高芯片的集成度,這是不斷縮小半導體器件特征尺寸的動力源泉。以MOS技術為例,溝道長度縮小可以提高集成電路的速度;同時縮小溝道長度和寬度還可減小器件尺寸,提高集成度,從而在芯片上集成更多數目的晶體管,將結構更加復雜、性能更加完善的電子系統集成在一個芯片上;此外,隨著集成度的提高,系統的速度和可靠性也大大提高,價格大幅度下降。由于片內信號的延遲總小于芯片間的信號延遲,這樣在器件尺寸縮小后,即使器件本身的性能沒有提高,整個集成系統的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發明以來,為了提高電子系統的性能,降低成本,微電子器件的特征尺寸不斷縮小,加工精度不斷提高,同時硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發展基本上遵循了Intel公司創始人之一的GordonE.Moore1965年預言的摩爾定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸縮小倍。在這期間,雖然有很多人預測這種發展趨勢將減緩,但是微電子產業三十多年來發展的狀況證實了Moore的預言[2]。而且根據我們的預測,微電子技術的這種發展趨勢還將在21世紀繼續一段時期,這是其它任何產業都無法與之比擬的。

現在,0.18微米CMOS工藝技術已成為微電子產業的主流技術,0.035微米乃至0.020微米的器件已在實驗室中制備成功,研究工作已進入亞0.1微米技術階段,相應的柵氧化層厚度只有2.0~1.0nm。預計到2010年,特征尺寸為0.05~0.07微米的64GDRAM產品將投入批量生產。

21世紀,起碼是21世紀上半葉,微電子生產技術仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術為主流。盡管微電子學在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進展;但還不具備替代硅基工藝的條件。根據科學技術的發展規律,一種新技術從誕生到成為主流技術一般需要20到30年的時間,硅集成電路技術自1947年發明晶體管1958年發明集成電路,到60年代末發展成為大產業也經歷了20多年的時間。另外,全世界數以萬億美元計的設備和技術投入,已使硅基工藝形成非常強大的產業能力;同時,長期的科研投入已使人們對硅及其衍生物各種屬性的了解達到十分深入、十分透徹的地步,成為自然界100多種元素之最,這是非常寶貴的知識積累。產業能力和知識積累決定了硅基工藝起碼將在50年內仍起重要作用,人們不會輕易放棄。

目前很多人認為當微電子技術的特征尺寸在2015年達到0.030~0.015微米的“極限”之后,將是硅技術時代的結束,這實際上是一種誤解。且不說微電子技術除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術之外,還有設計技術、系統結構等方面需要進一步的大力發展,這些技術的發展必將使微電子產業繼續高速增長。即使是加工工藝技術,很多著名的微電子學家也預測,微電子產業將于2030年左右步入像汽車工業、航空工業這樣的比較成熟的朝陽工業領域。即使微電子產業步入汽車、航空等成熟工業領域,它仍將保持快速發展趨勢,就像汽車、航空工業已經發展了50多年仍極具發展潛力一樣。

隨著器件的特征尺寸越來越小,不可避免地會遇到器件結構、關鍵工藝、集成技術以及材料等方面的一系列問題,究其原因,主要是:對其中的物理規律等科學問題的認識還停留在集成電路誕生和發展初期所形成的經典或半經典理論基礎上,這些理論適合于描述微米量級的微電子器件,但對空間尺度為納米量級、空間尺度為飛秒量級的系統芯片中的新器件則難以適用;在材料體系上,SiO2柵介質材料、多晶硅/硅化物柵電極等傳統材料由于受到材料特性的制約,已無法滿足亞50納米器件及電路的需求;同時傳統器件結構也已無法滿足亞50納米器件的要求,必須發展新型的器件結構和微細加工、互連、集成等關鍵工藝技術。具體的需要創新和重點發展的領域包括:基于介觀和量子物理基礎的半導體器件的輸運理論、器件模型、模擬和仿真軟件,新型器件結構,高k柵介質材料和新型柵結構,電子束步進光刻、13nmEUV光刻、超細線條刻蝕,SOI、GeSi/Si等與硅基工藝兼容的新型電路,低K介質和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術等。

3量子電子器件(QED)和以分子原子自組裝技術為基礎的納米電子學將帶來嶄新的領域

在上節我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術,可稱之為“scalingdown”,與此同時我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領域有二個方面:

(1)量子電子器件(QED—QuantumElectronDevice)這里包括單電子器件和單電子存儲器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機理控制一個或幾個電子運動,由于系統能量的改變和庫侖作用,一個電子進入到一個勢阱,則將阻止其它電子的進入。在單電子存儲器中量子阱替代了通常存儲器中的浮柵。它的主要優點是集成度高;由于只有一個或幾個電子活動所以功耗極低;由于相對小的電容和電阻以及短的隧道穿透時間,所以速度很快;且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難,特別是制造大量的一致性器件很困難;對環境高度敏感,可靠性難以保證;在室溫工作時要求電容極小(αF),要求量子點大小在幾個納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此,目前可以認為它們的理論是清楚的,工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術為基礎的納米電子學。這里包括量子點陣列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎的原子分子器件等。

量子點陣列由量子點組成,至少由四個量子點,它們之間以靜電力作用。根據電子占據量子點的狀態形成“0”和“1”狀態。它在本質上是一種非晶體管和無線的方式達到陣列的高密度、低功耗和實現互連。其基本優勢是開關速度快,功耗低,集成密度高。但難以制造,且對值置變化和大小改變都極為靈敏,0.05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎的原子分子器件是近年來快速發展的一個有前景的領域。碳原子之間的鍵合力很強,可支持高密度電流,而熱導性能類似于金剛石,能在高集成度時大大減小熱耗散,性質類金屬和半導體,特別是它有三種可能的雜交態,而Ge、Si只有一個。這些都使碳納米管(CNT)成為當前科研熱點,從1991年發現以來,現在已有大量成果涌現,北京大學納米中心彭練矛教授也已制備出0.33納米的CNT并提出“T形結”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長有序的符合設計性能的CNT器件,更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術為基礎的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結合以制造器件。這對于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會帶來突破性的進展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術上都有大量工作要做,有待突破,離開實際應用還需較長時日!但這終究是一個誘人探索的領域,我們期待它們將創出一個新的天地。

4系統芯片(SystemOnAChip)是21世紀微電子技術發展的重點

在集成電路(IC)發展初期,電路設計都從器件的物理版圖設計入手,后來出現了集成電路單元庫(Cell-Lib),使得集成電路設計從器件級進入邏輯級,這樣的設計思路使大批電路和邏輯設計師可以直接參與集成電路設計,極大地推動了IC產業的發展。但集成電路僅僅是一種半成品,它只有裝入整機系統才能發揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板(PCB)等技術實現整機系統的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整機系統的性能受到了很大的限制。隨著系統向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網絡化、移動化的發展,系統對電路的要求越來越高,傳統集成電路設計技術已無法滿足性能日益提高的整機系統的要求。同時,由于IC設計與工藝技術水平提高,集成電路規模越來越大,復雜程度越來越高,已經可以將整個系統集成為一個芯片。目前已經可以在一個芯片上集成108-109個晶體管,而且隨著微電子制造技術的發展,21世紀的微電子技術將從目前的3G時代逐步發展到3T時代(即存儲容量由G位發展到T位、集成電路器件的速度由GHz發展到燈THz、數據傳輸速率由Gbps發展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒傳輸數據位數)。

正是在需求牽引和技術推動的雙重作用下,出現了將整個系統集成在一個微電子芯片上的系統芯片(SystemOnAChip,簡稱SOC)概念。

系統芯片(SOC)與集成電路(IC)的設計思想是不同的,它是微電子設計領域的一場革命,它和集成電路的關系與當時集成電路與分立元器件的關系類似,它對微電子技術的推動作用不亞于自50年代末快速發展起來的集成電路技術。

SOC是從整個系統的角度出發,把處理機制、模型算法、芯片結構、各層次電路直至器件的設計緊密結合起來,在單個(或少數幾個)芯片上完成整個系統的功能,它的設計必須是從系統行為級開始的自頂向下(Top-Down)的。很多研究表明,與IC組成的系統相比,由于SOC設計能夠綜合并全盤考慮整個系統的各種情況,可以在同樣的工藝技術條件下實現更高性能的系統指標。例如若采用SOC方法和0.35μm工藝設計系統芯片,在相同的系統復雜度和處理速率下,能夠相當于采用0.18~0.25μm工藝制作的IC所實現的同樣系統的性能;還有,與采用常規IC方法設計的芯片相比,采用SOC設計方法完成同樣功能所需要的晶體管數目約可以降低l~2個數量級。

對于系統芯片(SOC)的發展,主要有三個關鍵的支持技術。

(1)軟、硬件的協同設計技術。面向不同系統的軟件和硬件的功能劃分理論(FunctionalPartitionTheory),這里不同的系統涉及諸多計算機系統、通訊系統、數據壓縮解壓縮和加密解密系統等等。

(2)IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核,主要是功能描述;固核,主要為結構設計;和硬核,基于工藝的物理設計、與工藝相關,并經過工藝驗證過的。其中以硬核使用價值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎,在速度與功耗上經過優化并有最大工藝容差的模塊最有價值。現在,美國硅谷在80年代出現無生產線(Fabless)公司的基礎上,90年代后期又出現了一些無芯片(Chipless)的公司,專門銷售IP模塊。

(3)模塊界面間的綜合分析技術,這主要包括IP模塊間的膠聯邏輯技術(gluelogictechnologies)和IP模塊綜合分析及其實現技術等。

微電子技術從IC向SOC轉變不僅是一種概念上的突破,同時也是信息技術新發展的里程碑。通過以上三個支持技術的創新,它必將導致又一次以系統芯片為主的信息技術上的革命。目前,SOC技術已經嶄露頭角,21世紀將是SOC技術真正快速發展的時期。

在新一代系統芯片領域,需要重點突破的創新點主要包括實現系統功能的算法和電路結構兩個方面。在微電子技術的發展歷史上,每一種算法的提出都會引起一場變革,例如維特比算法、小波變換等均對集成電路設計技術的發展起到了非常重要的作用,目前神經網絡、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結構可以帶動一系列的應用,但提出一種新的算法則可以帶動一個新的領域,因此算法應是今后系統芯片領域研究的重點學科之一。在電路結構方面,在系統芯片中,由于射頻、存儲器件的加入,其中的電路結構已經不是傳統意義上的CMOS結構,因此需要發展更靈巧的新型電路結構。另外,為了實現膠聯邏輯(GlueLogic)新的邏輯陣列技術有望得到快速的發展,在這一方面也需要做系統深入的研究。

5微電子與其他學科的結合誕生新的技術增長點

微電子技術的強大生命力在于它可以低成本、大批量地生產出具有高可靠性和高精度的微電子結構模塊。這種技術一旦與其它學科相結合,便會誕生出一系列嶄新的學科和重大的經濟增長點,這方面的典型例子便是MEMS(微機電系統)技術和DNA生物芯片。前者是微電子技術與機械、光學等領域結合而誕生的,后者則是與生物工程技術結合的產物。

微電子機械系統不僅是微電子技術的拓寬和延伸,它將微電子技術和精密機械加工技術相互融合,實現了微電子與機械融為一體的系統。MEMS將電子系統和外部世界聯系起來,它不僅可以感受運動、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號,把這些信號轉換成電子系統可以認識的電信號,而且還可以通過電子系統控制這些信號,發出指令并完成該指令。從廣義上講,MEMS是指集微型傳感器、微型執行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統以及電源于一體的微型機電系統。MEMS技術是一種典型的多學科交叉的前沿性研究領域,它幾乎涉及到自然及工程科學的所有領域,如電子技術、機械技術、光學、物理學、化學、生物醫學、材料科學、能源科學等〖3〗。

MEMS的發展開辟了一個全新的技術領域和產業。它們不僅可以降低機電系統的成本,而且還可以完成許多大尺寸機電系統所不能完成的任務。正是由于MEMS器件和系統具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優異及功能強大等傳統傳感器無法比擬的優點,因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測量組合能應用于制導、衛星控制、汽車自動駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(ABS)、穩定控制和玩具;微流量系統和微分析儀可用于微推進、傷員救護;信息MEMS系統將在射頻系統、全光通訊系統和高密度存儲器和顯示等方面發揮重大作用;同時MEMS系統還可以用于醫療、光譜分析、信息采集等等。現在已經成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個紅細胞的微型鑷子,可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機等。

MEMS技術及其產品的增長速度非常之高,目前正處在技術發展時期,再過若干年將會迎來MEMS產業化高速發展的時期。2000年,全世界MEMS的市場達到120到140億美元,而帶來的與之相關的市場達到1000億美元。

目前,MEMS系統與集成電路發展的初期情況極為相似。集成電路發展初期,其電路在今天看來是很簡單的,應用也非常有限,以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進行大量投資,促進了集成電路飛速發展。集成電路技術的進步,加快了計算機更新換代的速度,對CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進了集成電路的發展。集成電路和計算機在發展中相互推動,形成了今天的雙贏局面,帶來了一場信息革命。現階段的微機電系統專用性很強,單個系統的應用范圍非常有限,還沒有出現類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產品。隨著微機電系統的進步,最后將有可能形成像微電子技術一樣有廣泛應用前景的新產業,從而對人們的社會生產和生活方式產生重大影響。

當前MEMS系統能否取得更更大突破,取決于兩方面的因素:第一是在微系統理論與基礎技術方面取得突破性進展,使人們依靠掌握的理論和基礎技術可以高效地設計制造出所需的微系統;第二是找準應用突破口,揚長避短,以特別適合微系統應用的重大領域為目標進行研究,取得突破,從而帶動微系統產業的發展。在MEMS發展中需要繼續解決的問題主要有:MEMS建模與設計方法學研究;三維微結構構造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力學和熱學研究;MEMS的表征與計量方法學;納結構與集成技術等。

微電子與生物技術緊密結合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀微電子領域的另一個熱點和新的經濟增長點。它是以生物科學為基礎,利用生物體、生物組織或細胞等的特點和功能,設計構建具有預期性狀的新物種或新品系,并與工程技術相結合進行加工生產,它是生命科學與技術科學相結合的產物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點,正日益受到廣泛關注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術,可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時間內檢測或發現遺傳基因的變化等情況,這無疑對遺傳學研究、疾病診斷、疾病治療和預防、轉基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過生物反應或施加電場等措施使一些特殊的物質能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經利用微電子技術在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過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基因片段,該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA(脫氧核糖核酸)是生物學中最重要的一種物質,它包含有大量的生物遺傳信息,DNA芯片的作用非常巨大,其應用領域也非常廣泛:它不僅可以用于基因學研究、生物醫學等,而且隨著DNA芯片的發展還將形成微電子生物信息系統,這樣該技術將廣泛應用到農業、工業、醫學和環境保護等人類生活的各個方面,那時,生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細加工技術及超分子自組裝技術,在固體芯片表面構建的微分析單元和系統,以實現對化合物、蛋白質、核酸、細胞以及其它生物組分的準確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實現技術、基于生物芯片的生物信息學以及高密度生物芯片的設計、檢測方法學等等。

6結語

在微電子學發展歷程的前50年中,創新和基礎研究曾起到非常關鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學的出現、新一代SOC的發展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的課題,客觀需求正在“召喚”創新成果的誕生。

回顧20世紀后50年,展望21世紀前50年,即百年的微電子科學技術發展歷程,使我們深切地感受到,世紀之交的微電子技術對我們既是一個重大的機遇,也是一個嚴峻的挑戰,如果我們能夠抓住這個機遇,立足創新,去勇敢地迎接這個挑戰,則有可能使我國微電子技術實現騰飛,在新一代微電子技術中擁有自己的知識產權,促進我國微電子產業的發展,為迎接21世紀中葉將要到來的偉大的民族復興奠定技術基礎,以重鑄中華民族的輝煌!

參考文獻

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[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

篇6

【關鍵詞】競賽;集成電路;教學改革

Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit

GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong

VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing,China 100124

Abstract:Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea,right organize procedure,a steady preparation,corporation between university and company,teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student,can push Quality Education,can advance the ability of theory and practice,can improve the ability of resolve problem,can cultivate the spirit of creativity,can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.

Keywords:competition;Integrated circuit;teaching reformation

集成電路在社會發展中扮演著非同尋常的角色,幾乎滲透到了各行各業。隨著全球經濟一體化的發展,集成電路的制造與開發中心正逐步向我國轉移。我們肩負重大的歷史使命,是要把我國建設成為集成電路的生產大國進而成為集成電路強國[1]。因此培養二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京華大九天軟件有限公司致力于開發自主產權的EDA軟件,提供高端的SoC解決方案和一站式設計生產服務,為培養集成電路設計人才提供了很好的軟件平臺。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調動各方面的參與積極性。對學生來說,競賽為他們提供了一個開闊眼界、互相學習和交流的好機會,這是任何課堂教學都無法替代的;對指導老師來說,競賽可以促進他們轉變陳舊的教學理念,改進落后的課程體系,積極尋求新的教學模式,真正做到教學目標、教學內容和教學方法與時俱進,切實達到面向應用、面向市場、面向社會并最終為社會提供優秀專業人才的最高教學目標[2]。實踐表明,開展大學生集成電路設計競賽,對于推進我國集成電路人才培養、推進素質教育、理論實踐結合能力、解決問題的能力、培養學生創新精神、團隊協作能力和培養學生的集體榮譽感等方面具有重要意義,同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起了一定的引導作用,極大的強化了學生繪制版圖和電路設計能力。本人有幸帶領學生參加了此次比賽,獲得了一些啟示。

1.立足現實,拓寬應用

本次大賽的活動宗旨是豐富微電子學專業學生的專業知識,培養學生理論聯系實際、獨立思考和操作能力,鞏固和加深所學專業知識基礎,推動京津地區高校微電子學專業的交流和發展,并對國產正版EDA軟件的普及和應用起到積極推動作用。

2011年北京大學生集成電路設計大賽分成大學本科和研究生兩個級別(本科生組33個組;研究生33個組),每組3人,進行筆試和上機操作。比賽相關規則:筆試階段,采用閉卷形式,由各參賽隊員獨立完成,最終成績計入小組總分;上機操作,以小組形式參加。

2.正確的指導思想

電子學會組織的此次大學生集成電路大賽立足高,緊密結合教學實際,著重基礎、注重培養實踐能力的原則為大賽成功舉行樹立了正確的指導思想。

“華大九天杯”集成電路大賽凝聚了各級領導、專家、學者和我校學科部領導、老師及每個參賽隊員的心血與汗水。在比賽的前后,我們的指導思想是:參賽獲獎不是最終目的,深人持久地開展教育教學改革,充分調動學生學習積極性,吸引更多的學生參加各類競賽和科技活動,培養更多的優秀專業人才,才是我們的努力方向。集成電路大賽引來了眾多企業,他們對參賽學生的青睞,對于與學校合作的重視,也正是我們學校所渴求的。在參賽中與同行各企業充分交流,學校與企業的緊密結合,才能更清楚市場對優秀畢業生的要求,進而能明確培養目標,并在平時的課程教學中加以滲透,在教學中不斷改進;在參賽中與其他兄弟院校充分分享經驗,不斷學習別人的長處,分析參賽中暴露的共性問題,在教育教學中不斷改進;在參賽中提高教師的指導水平和改進教育教學方法;在參賽中提高學生的綜合素質,培養大批適應現代化建設需要的基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新精神和實踐能力的高級應用型人才,才是我們參加北京大學生集成電路設計競賽的最終目的。

3.準備認真,重在過程

承辦方北方工業大學周密的準備工作和熱情的服務為大賽成功舉行創造了良好的外部環境。北方工業大學和華大九天公司組織的集訓為成功參賽奠定了扎實的基礎。

在學科部領導和各位老師的努力下,在實驗室老師的大力協助下,在華大九天公司培訓人員的大力支持下,我們組織了兩個階段的集中培訓,并在培訓的基礎上進行了有針對性的輔導練習,并在參賽前舉行了預賽。這些環節對學生和老師起到了很好的引導和督促作用,保證了良好的訓練環境,營造了積極向上的參賽氛圍。

在電子競賽的準備過程中,適逢暑假,假期長,學生們可以充分利用暑假時間認真復習電子器件、數字電子電路、集成電路分析與設計等課程的理論知識。同時,學生們還學習華大EDA軟件,進行實際電路和版圖繪制上機練習,培養了理論聯系實踐的學風。通過競賽準備,學生需要綜合運用所學知識,解決競賽中遇到的各種問題,提高了運用理論知識解決實際問題的能力。通過競賽準備,磨合了小組間的默契配合和分工,增進了師生情誼,提高了團隊作戰能力。通過競賽準備,找出了自己在知識上的不足,明確了社會的需要、工作崗位的需要和工作性質,樹立了新的奮斗目標,產生了學習新的動力。

4.參賽對嵌入式系統和集成電路設計教學改革的啟示

北京大學生集成電路設計競賽對于培養學生參加實踐的積極性、理論聯系實際的學風和團隊意識有著重要作用,競賽給學生提供了一個施展才華、發揮創新能力的機會和平臺。并對高校集成電路設計課程的教學內容和電子科學與技術的課程體系改革和學生今后工作起到一定的引導作用。

4.1 知識整合的系統教學思想

自從1958年基爾比發明集成電路以后,集成電路一直按照摩爾定律的預測飛速發展。面對集成電路如此迅猛的發展形勢,教學工作也要與時俱進,不斷改革創新。我承擔《嵌入式系統》和《集成電路分析與設計》課程,深深體會到微電子專業的學生學習嵌入式系統與其他專業有所區別,因為芯片的設計方向日益朝著片上系統SOC、片上可編程系統SOPC的方向發展[3]。學生不僅需要有系統的概念[4],同時需要對典型處理器體系結構有清晰的理解,在設計SOC芯片時才會有系統的設計思想[5],又會對處理器內部體系架構有清晰的概念。因此,在對微電子專業的學生講授嵌入式系統時,要緊密結合集成電路設計的要求,結合集成電路分析與設計、數字電子、模擬電子、電子器件等課程的內容,使學生不僅對處理器結構體系清楚,更熟悉各模塊電路,如ALU單元電路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM單元等等。在處理器的,培養學生系統的概念,掌握外部單元電路,如存儲器單元電路、系統總線單元、SPI、IIC、UART等等接口電路,從使用者的期望角度出發,來進行芯片的設計,既是使用者,又是設計者。學生在學習集成電路設計的課程時,緊密結合嵌入式系統中的系統體系結構、結合處理器內部的體系結構,具有整體的大的系統性設計概念,整合學生對各個課程的分離的知識內容,培養綜合運用所學知識解決系統問題。通過增加實驗和上機課時,提高學生將理論與實踐緊密結合,培養學生運用所學理論知識解決實際問題的能力。

4.2 改革傳統的教學模式

我國的大學課堂教學模式長期以來被德國教育家赫爾巴特的“四段論”與前蘇聯教育家凱洛夫的“五環節”所主宰,在新的教育環境和教育目標下,他們所倡導的課堂教學結構和施教程序越來越明顯地暴露出它的弊端,最突出的是“以教代學”的陳腐教學思想和“注入式”、“滿堂灌”的落后教學方法.這種“以教師為中心,以教材為中心”的課堂教學,決定了學生在整個教學過程中所處的被動地位,很大程度地禁錮了學生的創造性思維,對學生自學能力、實踐能力和創新能力的培養構成了嚴重的障礙[2]。

現代教育理論指出:指導學生從實踐和探索中通過思考獲取知識,又在解決問題的探索活動中,運用已獲得的知識和技能是培養智能的最好途徑。

本次競賽上午閉卷完成理論知識的考試。本科生的上機操作內容是根據提供的狀態圖設計一個計數器電路,然后進行原理圖的繪制,再次進行版圖繪制,進而進行DRC、LVS等環節驗證,并撰寫設計報告。學生需要利用數字電路中所學的狀態表,構造出邏輯關系式,運用卡諾圖化簡得到最簡電路,最后再繪制單元電路,設計出具體的CMOS電路和版圖,并進行驗證。同時還需要構造出計數器所需的時鐘電路。在上機的開始一個半小時中,指導老師可以參與指導,這樣增加了比賽中老師對學生的限時指導內容,更有利于學生的競賽,符合培養人才的現論要求。

學生基本上完成了從需求分析、電路設計、繪制電路、(仿真)、版圖繪制、驗證到撰寫報告等環節。通過競賽,使學生能親自感受一個簡單的集成電路設計流程,培養了學生的系統設計概念。學生從早晨9點一直進行到下午六點,在短短的一天內要完成筆試和7個小時的上機電路繪制和驗證等工作,小組成員只有密切配合,充分發揮各自的優勢,保持堅韌不拔的精神,才能取得最終的勝利。這種方式非常有利于培養學生的合作精神和團隊精神,鍛煉了學生的毅力和體力。

施教之功,貴在引導。可以看出,競賽在很大程度上符合現代教育理論的要求,符合學生的認知規律。以學生為主體、教師為主導的教學模式正是以傳授知識為前提,以形成技能為基點,以培養智能為重心,以全面發展人才為歸宿。在《嵌入式系統》和《集成電路分析與設計》課程教學中,增大課程的實驗內容,學生帶著問題,進行學習,進行思考、小組討論,經老師點撥,實現了運用所學理論解決實際問題的過程,既培養了學生的綜合能力,又完成了教學任務,符合現代教育論的要求。

施教之旨,在于培養學習方法和思維方式,培養獲取新知及再創造之本領。將學生分成小組,布置某一命題,發揮學生的主動性,引導他們查閱資料,分析歸納總結,并在課堂中進行報告或實驗演示。學生反映效果很好,獲取了知識,又培養了學生自學能力和主動獲取知識的方法。

5.引導學生參與科研,撰寫學術論文

通過大賽引導大學生形成一股扎扎實實的學習和研究的風氣。激發學生在專業領域的學習興趣,參與到老師平時的科研中,增加動手實踐的機會。并在科研中進一步培養學生的研究興趣,形成良性循環。對于取得的研究成果,可以引導學生撰寫論文,并能在廣大同學中起到表率作用。

6.結束語

培養二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調動各方面的參與積極性。正確的指導思想、科學的組織程序、踏實認真的準備工作以及大賽對校企合作、對教學改革將產生重要的影響。實踐表明,開展大學生集成電路設計競賽,對于推進我國集成電路人才培養、推進素質教育、理論實踐結合能力、解決問題的能力、培養學生創新精神、團隊協作能力和培養學生的集體榮譽感等方面具有重要意義,同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起一定的引導作用,極大的強化了學生繪制版圖、電路設計能力和集成電路設計思想。

參考文獻

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[2]陳建英,李濤,撒曉英.抓住競賽契機 深化計算機專業教學改革[J].西南民族大學學報·自然科學版,2010,36(9):75-77.

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(SoC)Course for Computer Engineering Students[J].IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION,2005,48(2):P279-289.

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[5]Xiumin Shi,Ji Zhang,Yanbing Ju.Research and Practice in Undergraduate Embedded System Course[C].The 9th International Conference for Young Computer Scientists,

2569-2663.

致謝:競賽工作是由國家自然基金贊助(No.60976028);北京工業大學博士基金贊助(No.X0002014201101,No.X0002012200802 and No.X00020

篇7

如果單個光子所能攜帶的信息量大幅度增加,將極大地提高量子通信的效率,同時還可以提高量子密鑰傳輸的安全性,并在量子力學的一些基本問題研究方面有非常重要的應用。(來源:《科技日報》2013年10月12日)

美國發明生化電子人

據美國媒體13日報道,一批美國工程師利用人造器官、肢體和其它身體組織,成功組裝出會呼吸、說話和走路的逼真生化電子人(bionic man),11月11日在紐約國際動漫展公開亮相。

將播出紀錄片《不可思議的生化電子人》(The Incredible Bionic Man),描述這些工程師如何利用人造腎臟、血液循環系統,一直到植入式電子耳和視網膜等組件,組裝能夠實際運作的機器人。

主持這項計劃的影子機器人公司主管沃爾克說,他們利用全球各地17家廠商提供的組件組裝生化電子人,以期顯示醫學已有多大的進展。

他說,這具機器人身高6.5英尺(約1.98米),擁有大約六、七成真人的功能,能在Rex助步機協助下,走動、坐下和站立。它配置的人工心臟,能夠利用電子工具跳動和促成人造血液循環,像人類一樣輸送氧氣。它也用植入式人工腎臟,取代現代洗腎機。(來源:中新網2013年10月14日)

科學家用3D打印機制造終結者機械手臂

據英國新科學家雜志報道,它看上去如同科幻電影道具,事實上是未來新款人體假肢。目前,3D打印機可以制作透明塑料質地的日常生活用品,因此我們能夠十分詳細地掌握其如何運行,這種精致的3D打印假肢就是一個典型的例子,它在倫敦科學博物館3D打印展覽會上展出,是此次展出600多件3D打印物品之一。

這款“終結者手臂”是由英國諾丁漢大學附加制造和3D打印研究學會主管理查德·海格設計的,他和學生們展示了3D打印機如何制造這種結實的假肢,以及可移動關節和微妙傳感器——類似螺旋形狀的金屬觸摸傳感器。(來源:英國《新科學家》2013年10期)

美國可控核聚變實驗取得里程碑意義的突破

美國利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置(National Ignition Facility)利用192束高能激光聚焦到氫燃料球上,創造高溫高壓以點燃核聚變反應。

據報道,在9月末進行的一次聚變實驗中,聚變反應釋放出的能量超過了氫燃料球吸收的能量——在全世界聚變裝置中首次取得了里程碑突破。半個世紀以來,可控核聚變研究經歷了無數次的挫折,最新的突破將能進一步推動聚變能量的研究。(來源:看引擎2013年10月8日)

西伯利亞的神奇蘑菇有望治療艾滋病

據英國每日郵報報道,目前,俄羅斯科學家稱,生長在西伯利亞的一種蘑菇可用于治療艾滋病。

生長在樺樹上的樺褐孔菌蘑菇引起科學家的關注,有望用于進一步科學研究。新西伯利亞市維克多學會科學家指出,三種不同的蘑菇可用于研制抗逆轉錄病毒藥物,然而樺褐孔菌蘑菇更具獨特功效。研究結果顯示這種蘑菇具有低毒性和較強的抗病毒作用,它將有效治療流行性感冒、天花和艾滋病。

科學家認為樺褐孔菌蘑菇含有樺木酸,具有抗逆轉錄病毒和消炎作用。數個世紀以來,西伯利亞當地居民曾用這種蘑菇作為治療藥物,一些人相信這種蘑菇具有抗癌作用。(來源:英國每日郵報2013年9月20日)

生命之熵

當我們看到一個物體時,往往一眼就能直觀地判斷出它是不是生物(生命體)。例如,看到狗或貓時,立刻就知道它是生物,而你正在讀的這本雜志不是生物,做出這樣的判斷對你來說沒什么難度。

那么,必須依賴宿主才能存活和增殖的病毒是不是生物呢?面對智力與動作越來越接近人類的高智能機器人,你是否感覺到它們也擁有鮮活的生命性質呢?如今,科學家已經成功培育出了iPS細胞(誘導性多能干細胞)。在不久的將來,也許利用一個體細胞就能培育出一個嶄新的生命體。(來源:《科學世界》2013年10期)

半浮柵晶體管將引發芯片革命

上海復旦大學微電子學院張衛教授帶領的科研團隊,成功研制出半浮柵晶體管,有望讓電子芯片的性能實現突破性提升。該成果發表在今年8月9日的《科學》雜志上,這也是我國科學家在《科學》上發表的首篇有關微電子器件的研究論文。

張衛帶領的科研團隊嘗試把一個TFET和浮柵器件結合起來,構成了一種全新的“半浮柵”結構的器件,稱為半浮柵晶體管,它在降低功耗和提高性能這兩方面都取得了很大的突破。浮柵晶體管,是將電子隧穿過高勢壘(接近8.9 電子伏特)的二氧化硅絕緣介質,而半浮柵晶體管,則是將電子隧穿過低勢壘(1.1 電子伏特)的硅材料,隧穿勢壘大大降低。(來源:《環球科學》2013年第10期)

勘驗冰川消融

我們知道氣候正在變遷,但若想真正理解這種變化可能比較困難。“極端冰雪調查”計劃將這種變化具象地呈現出來:通過近百萬張用延時攝影技術拍攝的照片,詹姆斯·巴洛格和他的同事現在獲得了無可爭議、令人扼腕的證據,證明古老的冰川確實正在消失。詹姆斯·巴洛格于2007年開始這項計劃,當時設想其過程可能會持續兩年。他們在格陵蘭島、冰島、美國阿拉斯加州、阿爾卑斯山和落基山的冰川旁布下25臺太陽能相機。詹姆斯·巴洛格從未料到能夠在這么短的時間里看到這樣巨大的變遷。拍下的照片中顯示冰川正在以超出我們想象的速度斷裂和融化。人們需要認識到,氣候變化確實正在發生。(來源:《華夏地理》2013年第10期)

新型熱敏涂料可伴隨溫度變化改變汽車顏色

篇8

關鍵詞 半導體器件物理 應用型本科院校 課程改革

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A

Semiconductor Device Physics Curriculum

Reform in Applied Undergraduate Institute

XU Mingkun

(Department of Physics and Electronics, Caohu University, Caohu, Anhui 238000)

Abstract The semiconductor device physics is a very important course of the microelectronics professional. Departure from the practice of classroom teaching, for the problems in the current teaching process, combine the characteristics of applied undergraduate college students, explore the reform "Physics of Semiconductor Devices" classroom teaching, stimulate students' enthusiasm for active learning; and effectively, make students in the classroom for better learning results, and lay a good foundation for subsequent courses. Practice shows that our exploration has achieved good teaching effect.

Key words semiconductor device physics; applied undergraduate institute; curriculum reform

0 引言

自從第一個半導體點接觸式晶體管發明以來,以集成電路(IC)為核心的微電子技術得到了迅速發展,開創了人類的硅文明時代。由于微電子技術發展迅速,對專業人才的培養提出了新的要求。①《半導體器件物理》是微電子學及電子科學與技術專業必修的一門專業基礎課,討論半導體器件的結構、基本工作原理、電學特性、器件的特殊效應以及器件的基本分析方法。通過該課程學習,可為學生后續專業課如《集成電路設計》以及《集成電路工藝》等的學習打下理論基礎,是學習本專業其他專業課程以及從事IC設計工作的基礎。

1 教學中遇到的問題

半導體器件物理特點為理論性強、枯燥、晦澀難懂,而且要求學生對前期知識尤其是對半導體物理基本知識熟練掌握。對于應用型本科院校來說,學生基礎相對薄弱,自學能力也相對不足。因此使得教學過程中教師“教”與學生“學”之間不能實現良好的銜接。在教授基本理論的同時應該更重視學生實踐能力的培養。傳統的教學理念以教師講課為主,實行的是“填鴨式”的灌輸教育,教學手段單一僵化,完全無視學生的學習主動性和個體特點,加上大部分學生對理論性很強的專業課熱情不足,很難取得預想的教學效果。現代半導體器件發展迅速,但是半導體器件物理教材僅僅有基本原理和基本特性,不能覆蓋該行業最新的發展動態,也很難引起學生學習的興趣。鑒于此,有必要對半導體器件物理課程進行改革。

2 半導體器件物理教學改革初探

2.1 教師的相關知識儲備

現代高校教師應該具有“基礎精深,專業寬新”的教學理念,即要求教師對該課程及相關課程有深厚的知識儲備,對該課程的理論體系有系統的掌握。同時對與該課程相關的科技前沿有足夠的了解和認識,并且對學生先期的知識儲備情況有充分的了解。能根據學生的具體情況對課程內容進行處理。在基本理論的講解上要詳細透徹,對重難點反復講解。例如能帶在整個半導體器件中的作用非常重要,這就要求學生能夠熟練掌握各個半導體器件的能帶圖。因此,在半導體器件的各個章節都重點強調能帶的作用。并且把每種器件的能帶圖作為重點內容反復強調。在專業課教學中,更應在理論知識夠用的前提下,著重培養學生的實踐能力,使學生對于本專業領域具有扎實的理論基礎、廣闊的知識面和較強的實踐能力。為了增強學生的學習興趣,在緒論部分可以增加對晶體管發明歷史的介紹,講述電子器件從電子管到晶體管的發現,新器件產生的辯證發展過程。并融入一些科學研究方法,同時在課程教學中可以穿插介紹一些科學家的軼聞趣事,以知識性和趣味性增加學生對本課程歷史的認識、對半導體器件的感性和理性認識,提高學生對本課程學習的興趣。②

2.2 引入多媒體教學開發教學動畫課件

隨著計算機技術的發展,多媒體教學已成為現在學校必不可少的教學手段。比起以往的黑板粉筆教學有著獨特的效果,多媒體教學可以形象直觀地把所講內容展現給每一個學生,有利于學生對知識的掌握。因此,運用多媒體技術上課是大勢所趨。上課過程中可以播放一些和教材內容相關的視頻講座來提高學生的學習興趣,還可以讓學生了(下轉第218頁)(上接第209頁)解最新的科技前沿。

半導體器件內部機制變化非常抽象復雜,利用Flas可以形象直觀地把這些抽象的變化過程反映出來。③將抽象理論知識動起來,加深學生對理論知識的深刻理解。例如制作PN結的形成過程、PN結能帶形成的動畫、雙極型晶體管載流子的傳輸以及各電流形成的Flas、MOS結構中多子的積累、耗盡、弱反型、強反型等形成的動畫等。能使學生在視覺上直觀感受其物理過程所發生的變化,還能進一步加深對該過程中一些物理量的理解。

2.3 結合最新科技前沿引入討論課

在講解基本理論的同時,結合自己的科研成果,把當前最新的科學技術成果介紹給學生,還可以就某一學生感興趣的課題進行討論。同時介紹科技論文的查閱方式和方法,讓學生課外通過互聯網等各種渠道獲取一些新近發展狀況。專門安排討論課,讓學生對自己掌握的信息進行交流討論。比如,在講解場效應管時,可以讓學生查閱此類半導體器件最新的技術、發展瓶頸和發展趨勢,并就此類問題進行討論。在講授太陽能電池時,可以讓學生收集日常生活中應用較為廣泛的太陽能電池實例,并就當前的環境污染、能源危機等話題展開討論,從而讓學生對太陽能技術有更深刻的認識。在講授發光二極管時,可就當前熱門的LED背光源電視與傳統的LCD電視比較,找出其特點及優點。但是要強調現在的LED背光源電視與真正的LED電視還有相當大的差距,讓學生根據此類問題收集相關資料,并進行討論。這樣的教學不但鍛煉了學生的自學能力,激發興趣,做到與時俱進,還可以讓學生了解到最新的科技前沿,為其以后的發展打下良好的基礎。

2.4 拓展實驗課程

半導體器件物理是實驗和理論相結合的課程。通過開設實驗課程,可以讓學生自己動手把所學到的理論知識運用到實踐中來。同時還可以把一些簡單的驗證性實驗拓展為綜合性設計性實驗。例如四探針測量方塊電阻的同時讓學生自己結合所學知識設計計算摻雜濃度,晶體管特性參數及曲線測試實驗中,為學生提供一些不合格的晶體管,讓學生自己判斷分析晶體管的缺陷。半導體器件仿真是現代半導體技術中非常重要的組成部分,由于大三學生已經學過MATLAB相關課程,因此可以開設半導體器件仿真實驗,讓學生自己編寫程序對各種器件進行簡單的仿真。雖然許多計算也可以借助另外的數學工具軟件來完成,但是從MATLAB應用的廣泛程度而言, 熟練掌握MATLAB對學生的進一步深造或就業等都將是非常有益的。這樣不僅驗證理論知識,還拓展了課堂內容。既激發了學生學習該課程的興趣,還提高了學生的分析問題解決問題的能力。

3 總結

半導體器件物理是微電子專業非常重要的課程,本文從課堂教學實踐出發,針對目前教學過程中存在的問題與不足,結合應用型本科院校學生特點,探索改革“半導體器件物理”課堂教學,激發學生主動學習的積極性;并有效地多渠道、多方面使學生在課堂中獲得較好的學習效果,為后續課程的學習打下良好的基礎。實踐表明,我們的探索取得了良好的教學效果。

注釋

① 汪慧蘭.微電子技術課程設置與改革初探[J].內蒙古電大學刊,2008(11):100-101.

篇9

信息科學資源開發利用的前景

盡管信息科學的奧秘遲至本世紀才由控制論、信息科學論等現代科學所揭示,但人類卻一直生活在信息科學的海洋中。最近,筆者根據資料,把人在利用信息科學方面的幾個重要歷史時期整理成如下表格。表格說明,人類長期以來,一直在致力于發展收集、處理和傳輸信息科學的能力,以便快速、有效地利用信息科學資源。信息科學資源的發展狀況是不同尋常的,專家學者們把它的迅速增長,稱為“爆炸性增長”。他們指出,信息科學資源和傳統的資源、能源不同,不是越使用越少,而是越使用越多,越消費越增長。日新月異的科學發現和層出不窮的技術發明。是新知識、新信息科學不斷增加和出現爆炸性增長的主要原因。自1750年以來,科學知識約50年增加10倍,為世界人口增長速度的2.5倍。有人作過如下統計:到七十年代初為止,世界每年出版的科技圖書達50萬種,科技雜志4萬多種,科技論文多達300萬篇,此外還有大量的文集、研究報告、專刊文獻等其他信息科學。在出現新技術革命以后的三十年中,新增加的知識和信息科學、占人類全部知識信息科學的90%。在利用信息科學資源方面,人類已經通過科學技術的發展、尤其是現代科學中的信息科學論、控制論、系統論等學科的誕生,使人類認識到信息科學是自然界的第三大資源,懂得了信息科學的巨大功能和價值。信息科學作為生產力、競爭力和經濟成就的關鍵,也已日益為經濟和社會的發展所證實。在這種情況下,人類迅速提高了利用信息科學資源的自覺性。這種自覺性,正是人類發展信息科學技術、提高利用信息科學資源能力的強大動力。在新的技術革命中,計算機、微電子、現代通信等信息科學處理和傳遞技術正在突飛猛進,信息科學革命已成為新技術革命的主要標志。從七十年代開始的第一次信息科學革命和八十年代開始的第二次信息科學革命,都是人類為提高利用信息科學資源的能力而作的努力。經過這兩次信息科學革命,信息科學化已經由點發展到面,出現計算機和現代通信相結合的網絡信息科學化和系統信息科學化。這樣,就使信息科學資源可以更迅速、更有效、更準確地為人類所利用。根據上面的分析,我們可以對信息科學資源利用的誘人前景,作出如下預測性的描述:首先,在未來的技術革命和世界新的產業革命中,可以開發利用的信息科學資源將急劇增加,繼續呈現爆炸性的增長,信息科學資源將在未來的科學技術和經濟社會的發展中扮演更為重要的角色。其次,隨著第二次信息科學革命繼續向縱深發展,利用信息科學資源的處理和傳遞技術,將對經濟社會的發展產生重大影響,如果一個國家信息科學技術落后,那么它必將在技術經濟方面拉開和發達國家的差距。第三,由于開發利用信息科學資源的需要,信息科學科學技術必將得到迅速的發展。以信息科學為中心的新研究群和新知識群正在崛起。新的研究群和知識群將由信息科學科學、微電子學、信息科學處理、信息科學通信、系統論、決策論、信息科學經濟學、信息科學通訊未來研究、信息科學技術評價、知識社會學、信息科學法學、信息科學管理等知識門類組成。第四,由于信息科學資源的重要性日益增強和信息科學化社會的形成,社會將有更多的人去研究信息科學資源開發利用問題和從事信息科學資源開發利用的實際工作。

未來的決策和信息科學決策學

信息科學資源利用的發展前景,在決策方面為我們提供了那些啟示呢?可以說,沒有信息科學的決策實際上是不存在的。

在未來研究專家們看來,任何決策除了必須以有關決策對象的過去和現狀的資料為依據外,還必須更多地依靠有關決策對象發展趨勢的未來信息科學。這樣做的理由很簡單,因為任何決策都是面向未來的,都是籌劃未來的行動目標和行動的方案的。從這個意義上說,信息科學資源開發利用的前景給我們的啟示,主要有以下四個方面:

一、制訂有關信息科學資源開發利用的決策時,必須把這種前景作為決策的未來信息科學。

二、我們必須盡快地作出有利于發展信息科學技術的各種決策,使信息科學技術得到更快地發展。

三、與人才的培養有關,隨著信息科學資源開發和利用范圍的不斷擴大,我國在這方面的人才必然奇缺。這就要求我們盡早地作出培養和訓練信息科學人才滿足未來需要的決策。這個問題,應當作為科研、教育等方面體制改革的重點來抓。

四、隨著信息科學資源的不斷增長,人們從大量的信息科學中迅速、有效、準確地選擇決策所必須依據的信息科學的難度,也必然隨著加大,這將迫使人們從理論上和方法上進一步研究信息科學和決策的關系問題,研究信息科學因素對決策成敗的影響。

篇10

【關鍵詞】互聯網醫療;互聯網+;Extjs MVVM;Thinkphp MVC

【Abstract】With the rapid development of society, people’s material life level requirement increased sharply, health consciousness and disease awareness is also growing, in such a situation, the traditional medical coping with such a situation is difficulting, Internet medical arises at the historic moment.This thesis is under the background of “Internet +”, providing a way of the combination of the Internet and health care. Website system front-end based on Extjs MVVM framework and back-end based on the Thinkphp MVC framework.The article mainly introduces the following parts: frame, development process, the function of the overall design,The realization of the function of the front-end and back-end(including the design of the database).

【Key words】The health management system; Extjs MVVM; Thinkphp MVC; Medical

1 框架結構簡介

1.1 ThinkPHP MVC[1]

MVC英文即Model- View- Controller,它是把一個應用的輸入、處理、輸出流程按照Model(模型層), View(視圖層), Controller(控制層)三層進行強制分離。

View層代表與用戶交互的界面,對于Web應用來說,也可以大概概括為HTML界面,但MVC設計模式對于視圖的處理僅限于View上數據的采集和處理,相關的業務流程的處理不是在這里實現的。

Model層就是業務流程/狀態的處理以及業務規則的制定,是整個MVC的核心。模型層接受View層請求的數據,返回處理結果。數據的處理、邏輯和功能的計算都是在這里完成的。

Controller層用來接受用戶的操作并調用模型和視圖完成用戶的需求。可以理解為從用戶接收請求,將模型與視圖匹配在一起,共同完成用戶的請求。劃分控制層的作用也很明顯,控制器就是一個分發器,選擇什么樣的模型,選擇什么樣的視圖,可以完成什么樣的用戶請求。控制層并不做任何的數據處理,它接受用戶的輸入并調用模型和視圖去完成用戶的需求。

ThinkPHP是一個性能卓越并且功能豐富的輕量級PHP開發框架,框架本身就是MVC結構的體現。它可以支持WIN/Unix/Linux服務器環境,支持Mysql, PgSQL, Sqlite以及PDO等多種數據庫[2-3],ThinkPHP框架本身沒有什么特別模塊要求,具體的應用系統運行環境要求視開發所涉及的模塊。其工作流程如圖1:

本網站后端[4]的開發采用ThinkPHP框架,一方面處理用戶登錄及注冊的邏輯判斷、套餐及體檢機構的篩選查詢等一系列前端的業務邏輯及數據處理,另一方面操作Oracle數據庫,通過對界面的可視化操作,完成對數據庫進行增刪改查等的一系列操作等。

1.2 ExtJS MVVM

MVVM[5-6]包括Model、View和ViewModel三部分,其結構如下圖2所示。該框架的工作原理是:模型層的業務邏輯在服務器上執行,視圖層與視圖模型層在用戶端執行,視圖模型層監視視圖層的狀態,從模型層根據用戶需要獲取數據;視圖模型層解決視圖層與模型層之間的數據傳遞與交換,保證View與Model層的數據同步。

本網站系統用ExtJs框架做前端,降低了代碼的冗余度,提高了復用性。

2 系統概要設計

2.1 網站開發流程

首先做的是對本健康醫療網[7-8]的需求進行分析,包括市場前景、用戶分析等;然后需要對醫療平臺進行規劃,包括內容策劃(就是網站要展示哪些內容,分主次)、界面策劃(網站主體的風格規劃)以及網站功能;再做項目開發,包括界面設計、程序設計、系統的整合;最后一步就是測試驗收,包括三部分:項目人員測試、非項目人員測試以及公開的測試。

2.2 系統的整體功能設計

本網站主要包括六塊功能,包括體檢套餐、體檢中心、檢后服務、單位體檢、健康管理、健康宣傳教育。其功能結構如圖3所示:

3 系統詳細設計與實現

3.1 前臺功能實現

本系統的前端界面主要分為六個部分:體檢套餐、體檢中心、檢后服務、單位體檢、健康管理、健康教育。系統流程如圖4所示:

健康教育模塊包括動態資訊、體檢知識、健康大數據、中醫資訊等,主要目的是普及一些健康知識;健康優選模塊包括營養保健、健康醫療、穿戴設備等,主要功能是推廣一些對健康有益的產品;體檢套餐模塊主要是推薦一些特色的體檢套餐;體檢中心模塊主要是介紹體檢機構的信息以及路線等;單位體檢包括體檢軟件系統、電子報告查詢等,主要是面向團檢的模塊;檢后服務提供如體檢報告查詢、報告解讀、疾病風險評估等一些特色服務。

3.2 后臺功能的實現

后臺首先配置數據庫的連接信息等。本數據庫包含眾多的數據表,比如用戶表,用來存儲系統的用戶信息;新聞表,用于前端的健康教育模塊,文章內容、標題、圖片等信息都是在這里管理的;套餐表,套餐的價格、名字、簡介等皆是在此存儲,進而控制在前端體檢套餐模塊的顯示信息。

本系統采用Oracle數據庫,采用的數據庫設計軟件是PowerDesigner。數據庫部分設計圖如圖5所示:

操作數據庫是通過php語言實現的,這里采用的是Thinkphp框架。

4 結束語

如今是互聯網完全普及的時代,用互聯網的思維考慮醫療的發展,是發展的趨勢。本文為網絡和醫療的融合提供了一種參考方式[9]。

【參考文獻】

[1]張穎,等,譯.Reiersol D,Shiflett C,Baker M.PHP實戰[M].北京:人民郵電出版社,2010.

[2]陳湘揚,陳國益.PHP5+MySQL[M].北京:電子工業出版社,2007.

[3]陸勤.數據庫原理與技術[M].北京:中國水利水電出版社,2007.

[4]趙增敏.PHP動態網頁開發[M].北京:電子工業出版社,2009.

[5]劉立.MVVM模式的分析與應用[J].微型電腦應用,2012,28(12):57-60.

[6]陳明,李猛坤,張強.一種基于擴展MVVM模式的SaaS面向服務計算模型[J].微電子學與計算機,2010,27(8):27-30.

[7]楊德文.基于HIS的醫院體檢信息系統的設計與開發[J].醫學信息,2006,19(11):14-19.