集成電路設(shè)計基礎(chǔ)-微電子-考試課程教學(xué)大綱

【集成電路設(shè)計基礎(chǔ)】（工程認證版）【FundamentalsofIntegratedCircuitDesign】一、基本信息課程代碼：【2080217】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【微電子科學(xué)與工程】課程性質(zhì)：【系級專業(yè)限選課◎】開課院系：機電學(xué)院電子工程系使用教材：教材【集成電路設(shè)計（第2版）葉以正清華大學(xué)出版社】參考書目【集成電路設(shè)計基礎(chǔ)王成華北京航空大學(xué)出版社】，【集成電路設(shè)計（第3版）王志功電子工業(yè)出版社】，【CMOS集成電路設(shè)計基礎(chǔ)（第2版）孫肖子高等教育出版社】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/course/216737522.html

先修課程：【半導(dǎo)體器件物理2080009（4）】、【數(shù)字邏輯電路2080187（4）】、【模擬電子電路2080188（4）】二、課程簡介和課程目標(biāo)本課程全面深入地介紹了集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)知識以及集成電路設(shè)計的最新技術(shù)SoC/IP的設(shè)計流程和技術(shù)發(fā)展。其主要內(nèi)容包括集成電路的發(fā)展；常用器件的I-V特性、SPICE模型以及二階效應(yīng)對器件性能的影響；CMOS模擬集成電路和數(shù)字集成電路的的單元分析與設(shè)計方法及特點；SoC/IP設(shè)計與驗證及其發(fā)展趨勢。本課程是為微電子科學(xué)與工程專業(yè)的必修課，同時也作為電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的選修課。本課程目標(biāo)如下：1.掌握與集成電路設(shè)計相關(guān)的基本知識與理論以及設(shè)計的基本器件模型和參數(shù)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3）2.綜合運用CMOS技術(shù)進行模擬集成電路和數(shù)字集成電路的基本單元的設(shè)計和電路的性能分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點3.2）3.深入了解整個集成電路設(shè)計最新技術(shù)發(fā)展動態(tài)，具備自主學(xué)習(xí)和信息查尋能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點6.2）4.愿意在集成電路本行業(yè)中服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點6.3）三、選課建議本課程適合微電子科學(xué)與工程專業(yè)的三年級及以上本科生授課。要有相關(guān)的物理器件，模擬和數(shù)字電子電路相關(guān)基礎(chǔ)知識。四、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐（必填項）畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)1.工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決微電子科學(xué)與工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。1.3能將相關(guān)知識和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計、電路設(shè)計和分析、版圖設(shè)計和仿真、系統(tǒng)應(yīng)用等方面工程問題的推演、分析13.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的單元、組件/模塊或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.2能夠遵照方案，設(shè)計滿足特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)并仿真、開發(fā)和實現(xiàn)26.工程與社會：工程與社會：能夠基于微電子科學(xué)與工程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價微電子科學(xué)與工程解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。6.2能正確認識本工程領(lǐng)域現(xiàn)狀及新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝、新材料的開發(fā)和應(yīng)用，對于客觀世界和社會的影響36.3能分析和評價本專業(yè)領(lǐng)域工程人員在工程實踐中應(yīng)承擔(dān)的社會、安全和法律責(zé)任4備注：表格行數(shù)根據(jù)課程目標(biāo)數(shù)可添加，1個指標(biāo)點可以1個或多個課程目標(biāo)數(shù)來支撐五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（必填項）（預(yù)期學(xué)習(xí)成果要可測量/能夠證明）序號畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)教與學(xué)方式評價方式11.3能將相關(guān)知識和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計、電路設(shè)計和分析、版圖設(shè)計和仿真、系統(tǒng)應(yīng)用等方面工程問題的推演、分析1.能掌握與集成電路設(shè)計相關(guān)的基本知識與理論以及設(shè)計的基本器件模型和參數(shù)講授法和討論法(授課和課堂討論)作業(yè)或隨堂練習(xí)、考試等、線上視頻學(xué)習(xí)、測驗等23.2能夠遵照方案，設(shè)計滿足特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)并仿真、開發(fā)和實現(xiàn)2.綜合運用CMOS技術(shù)進行模擬集成電路和數(shù)字集成電路的基本單元的設(shè)計和性能分析。創(chuàng)造思考教學(xué)法/任務(wù)驅(qū)動法(采取任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，要求通過課堂練習(xí)或布置任務(wù)，學(xué)生通過課外資料查找方式完成任務(wù))作業(yè)或隨堂練習(xí)、考試等、線上視頻學(xué)習(xí)、測驗等36.2能夠了解整個集成電路設(shè)計最新技術(shù)發(fā)展動態(tài)，具備自主學(xué)習(xí)和信息查尋能力.3.能夠了解整個集成電路設(shè)計最新技術(shù)發(fā)展動態(tài)，具備自主學(xué)習(xí)和信息查尋能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點6.2）創(chuàng)造思考教學(xué)法/任務(wù)驅(qū)動法(采取任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，要求通過課堂練習(xí)或布置任務(wù)，學(xué)生通過課外資料查找方式完成任務(wù))資料查找和撰寫論文46.3能分析和評價本專業(yè)領(lǐng)域工程人員在工程實踐中應(yīng)承擔(dān)的社會、安全和法律責(zé)任4.愿意在集成電路本行業(yè)中服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會。直觀演示法（視頻觀看），討論法作業(yè)或隨堂練習(xí)注明：可以1個畢業(yè)要求指標(biāo)點由多個課程目標(biāo)來支撐六、課程內(nèi)容單元知識點能力要求支持的課程目標(biāo)教學(xué)難點單元1緒論（4學(xué)時）1．知道集成電路發(fā)展、分類和產(chǎn)業(yè)鏈;L12．理解集成電路設(shè)計流程及設(shè)計環(huán)境和集成電路設(shè)計及發(fā)展；L23．分析集成電路發(fā)展前景；L3能夠基于集成電路設(shè)計和發(fā)展的基本理論分析集成電路的發(fā)展,認識該高新技術(shù)發(fā)展的重要性目標(biāo)3、4集成電路設(shè)計這一高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展飛快，教材跟不上新的技術(shù)點，所以需要所教內(nèi)容需要不斷補充新的內(nèi)容，緊跟技術(shù)的新發(fā)展單元2集成電路設(shè)計基礎(chǔ)（8學(xué)時）1.知道電路材料和半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識;L12.理解PN結(jié)與結(jié)型二極管,雙極型晶體管和MOS晶體管二階特性對模型設(shè)計的影響能夠掌握各種器件的構(gòu)造和性能;能夠認識常用器件的內(nèi)部構(gòu)造目標(biāo)1MOS管/CMOS管的基本構(gòu)造，二階特性和性能分析單元3模擬集成電路設(shè)計（12學(xué)時）1.理解電流源電路,基準(zhǔn)電壓源設(shè)計,單端反相放大器和差分放大器;L22.運用CMOS構(gòu)建電流鏡，基準(zhǔn)源差動放大器等基本電路；L3能夠識別和分析模擬集成電路中基本的基準(zhǔn)電源,電壓等單元電路結(jié)構(gòu)目標(biāo)1，2如何用CMOS構(gòu)建模擬集成電路中各種基本電路單元4CMOS技術(shù)（4學(xué)時）1．理解CMOS管的特性，結(jié)構(gòu)，性能；L22．運用數(shù)字電路標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計；L33．理解CMOS存儲器運用；L24．綜合分析如何構(gòu)成數(shù)字集成電路的反相器,傳輸門及基本的邏輯器件;L4，L5能夠基于CMOS器件設(shè)計數(shù)字集成電路的反相器,傳輸門及基本的邏輯關(guān)系以及更復(fù)雜的邏輯關(guān)系的電路目標(biāo)2如何用CMOS構(gòu)建數(shù)字集成電路中各種基本的時序電路結(jié)構(gòu)單元5數(shù)字集成電路設(shè)計（12學(xué)時）1．運用數(shù)字集成電路自動化化設(shè)計的語言及層次化設(shè)計流程,綜合和驗證等方法；L3，L5能夠認識層次化設(shè)計流程,綜合和驗證等方法在設(shè)計中的重要性目標(biāo)2基于CMOS技術(shù)綜合設(shè)計和實現(xiàn)復(fù)合/時序邏輯電路單元6SOC設(shè)計技術(shù)（8學(xué)時）1．知道SOC設(shè)計流程，L12．運用其設(shè)計特點如IP復(fù)用技術(shù)和軟硬件協(xié)同技術(shù)；L33．理解SOC設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜芯片的設(shè)計流程。L2能夠樹立SOC設(shè)計流程的思維能力和系統(tǒng)化的設(shè)計思想目標(biāo)3,4如何理解IP和軟硬件協(xié)同設(shè)計的優(yōu)勢七、評價方式與成績1、考核項目與對應(yīng)的課程目標(biāo)及計分辦法考核成績由1+X構(gòu)成即期終考試，X1論文，X2課堂測驗，X3線上視頻學(xué)習(xí)和作業(yè)練習(xí)，各占40%，20%，20%和20%。分別對應(yīng)的課程目標(biāo)如以下表格：序號考核方式分值比例對應(yīng)課程目標(biāo)1期末考試40%課程目標(biāo)1、2X1論文20%課程目標(biāo)3X2課堂測驗