集成電路工藝與制造生產(chǎn)虛實聯(lián)動實訓系統(tǒng)需求說明

集成電路工藝與制造生產(chǎn)虛實聯(lián)動實訓系統(tǒng)需求說明1技術標準與要求序號品目名稱標的名稱單位數(shù)量1教學儀器多功能實驗基礎平臺臺10.002教學儀器實驗用半導體參數(shù)分析儀臺10.003教學儀器集成電路基礎教師機系統(tǒng)套1.004教學儀器基礎數(shù)據(jù)通信板卡個10.005教學儀器源測試單元（SMU）板卡個20.006教學儀器半導體工藝仿真板卡個10.007教學儀器制備線實景操作板卡個10.008教學儀器VR高性能運算模塊個10.009教學儀器VR頭戴式設備套裝及高性能模塊個10.001.1多功能實驗基礎平臺序號具體技術(參數(shù))要求11.平臺是實驗主控平臺，主要完成各類實驗的設計，同時也是所有實驗功能硬件板卡的承載基臺。2.平臺尺寸不小于長355mmx寬360mmx高148mm。3.平臺包含至少60種功能按鍵，其中：至少包括如下主功能按鍵16種：LayoutDesign,ProcessSimu,ProcessDevice,DeviceTesting,DeviceModel,CircuitTesting,AI,AnalogDesign,DigitalDesign,ProcessDesign,ProcessVR,PackageVR,TestingVR,EquipVR,ProcessTeach,DeviceTeach；至少包括如下工藝功能按鍵8種：Oxide，DepositPVDCVD，LithoEUV，EtchCMPRIE，Implant，AnnealRTA，Diffuse，EpitaxyVPEMBE；至少包括如下器件功能按鍵12種：Diode，BJTNPNPNP，MOSFETNMOSPMOS，JFET，MESFET，MODFETHEMT，SOI，F(xiàn)INFET，TFT，Resistor，CAP，Inductor；至少包括如下電路功能按鍵15種：AdderCircuit，NAND/NOR/XOR，F(xiàn)ilterCircuit，Memory，RegisterCircuit，ControlCircuit，Inverter，F(xiàn)eedbackCircuit，SingleStageAmplifier，CurrentSource，VoltageSource，ComplexVoltageSource，IdealAmplifier，OPAmplifier，CascadeAmplifier；至少包括如下人工智能功能按鍵8種：GaussianProcess，DeepLearning，KNN，SVM，NeuralNetwork，RandomForest，PolyFit，DiffEvolution。4.平臺可容納不少于14通道的實驗功能硬件板卡承載要求，并且，每個通道的接口要求均需符合PCIex16標準。5.平臺設計區(qū)窗口需為可觸控液晶屏，可觸控區(qū)域不小于長153mmx寬87mm。6.平臺需配備電源線。1.2實驗用半導體參數(shù)分析儀序號具體技術(參數(shù))要求1實驗用半導體參數(shù)分析儀1.參數(shù)分析儀是實驗測量平臺，實驗結果展示平臺，同時也是各測試硬件板卡的承載基臺，以及實驗軟件的承載基臺。2.參數(shù)分析儀尺寸不小于長428mmx寬477mmx高223mm。3.參數(shù)分析儀可容納至少7通道測試板卡的承載要求，可承載的測試板卡種類需包括：源測試單元（SMU）板卡和LCR測試單元板卡。4.參數(shù)分析儀需包含機箱溫度監(jiān)測模塊，可以實時監(jiān)測機箱溫度，并且根據(jù)機箱溫度動態(tài)調節(jié)散熱情況。5.參數(shù)分析儀顯示區(qū)需為可觸控液晶屏，可觸控區(qū)域不小于長294mmx寬167mm。6.參數(shù)分析儀前面板需包含至少兩路USB接口和1個電源開關。7.參數(shù)分析儀后部需至少包含如下接口：1路電源接口，6路預留COM口，2路網(wǎng)口，還需包含VGA、HDMI等常用輸出端口。8.參數(shù)分析儀內部需預置半導體參數(shù)分析儀配套功能軟件，該軟件需至少具有如下功能：器件測試設置，電路測試設置，器件建模配置，器件連接設置，電路連接設置，工藝與聯(lián)動配置，數(shù)據(jù)輸入，器件教學，工藝教學，工藝仿真，器件測試，電路測試，訓練，預測，優(yōu)化，版圖設計，工藝實訓（VR版），工藝實訓（PC版），測試實訓（VR版），測試實訓（PC版），封裝實訓（VR版），封裝實訓（PC版），設備實訓（VR版），設備實訓（PC版），至少11種分析功能，至少3種輸出功能和至少3種資源功能，需配備數(shù)據(jù)區(qū)、圖像區(qū)、圖像調節(jié)區(qū)、參數(shù)選擇區(qū)等多個測試結果顯示和調節(jié)方式。并需顯示如下課程的實驗指導書等教學材料，包括：器件實驗、工藝實驗、版圖設計、模擬設計、數(shù)字設計、電路測試、器件建模、人工智能、工藝設計、制備聯(lián)動、器件教學、工藝教學、測試實操、制備實操、封裝實操、設備實操。9.除主機箱外，半導體參數(shù)分析儀還需包含電源線，數(shù)據(jù)線，視頻線，鍵盤和鼠標等配套設施。10.包含數(shù)字集成電路設計實驗課程的資源設施，至少包括如下資源：1計數(shù)器、2加法器、3數(shù)據(jù)比較器、4數(shù)據(jù)選擇器、5觸發(fā)器、6移位寄存器、7加法器樹乘法器、8兩級流水線加法器樹乘法器、9Wallace樹乘法器、10復數(shù)乘法器、11查找表方式實現(xiàn)Log函數(shù)、12泰勒級數(shù)展開方式實現(xiàn)Log函數(shù)、13ROM存儲器、14單端口RAM存儲器、15雙端口RAM存儲器、16濾波器、17FIFO數(shù)據(jù)緩存器、18UART接口控制器、19SPI接口控制器、20鍵盤掃描和編碼器和21CORDIC算法設計。11.包含數(shù)字集成電路設計課程的學生用實驗指導書，實驗指導書不少于130頁，內容至少包括：實驗1熟悉數(shù)字集成電路設計流程和軟件操作指導書，實驗2編寫功能模塊的硬件描述語言實驗指導書，實驗3編寫Testbench與功能驗證實驗指導書，實驗4邏輯綜合實驗指導書，實驗5靜態(tài)時序分析與形式驗證實驗指導書，實驗6乘法器設計實驗指導書，實驗7Log函數(shù)設計實驗指導書，實驗8存儲器設計實驗指導書，實驗9濾波器設計實驗指導書，實驗10FIFO數(shù)據(jù)緩存器設計實驗指導書，實驗11總線控制器設計實驗指導書，實驗12鍵盤掃描和編碼器設計實驗指導書，實驗13CORDIC算法設計實驗指導書。12.包含數(shù)字集成電路設計課程的教師用教輔材料，教輔材料不少于88頁，內容至少包括：實驗1熟悉數(shù)字集成電路設計流程和軟件操作教輔材料，實驗2編寫功能模塊的硬件描述語言實驗教輔材料，實驗3編寫Testbench與功能驗證實驗教輔材料，實驗4邏輯綜合實驗教輔材料，實驗5靜態(tài)時序分析與形式驗證實驗教輔材料，實驗6乘法器設計實驗教輔材料，實驗7Log函數(shù)設計實驗教輔材料，實驗8存儲器設計實驗教輔材料，實驗9濾波器設計實驗教輔材料，實驗10FIFO數(shù)據(jù)緩存器設計實驗教輔材料，實驗11總線控制器設計實驗教輔材料，實驗12鍵盤掃描和編碼器設計實驗教輔材料，實驗13CORDIC算法設計實驗教輔材料。13.包含數(shù)字集成電路設計課程的理論教學視頻，視頻總時長不少于1小時35分，內容至少包括：課程1：集成電路設計概述、課程2：數(shù)字集成電路設計流程和課程3：Linux基礎。1.3集成電路基礎教師機系統(tǒng)序號具體技術(參數(shù))要求1集成電路基礎教師機系統(tǒng)1.集成電路基礎教師機系統(tǒng)需包含主機和USB電源線，主要用于集成電路工藝基礎教學。2.主機需包含Power，Communication，Button和Screen指示燈；需包含Process，Layout，Teach和Test功能選擇按鈕；需至少包含如下8個單步工藝選擇按鈕：Oxidation，Deposit，Lithography，Etch，Implant，Anneal，Diffuse，Epitaxy；需至少包含如下12個器件成套工藝選擇按鈕：MOSFET，SOI，Diode，BJT，F(xiàn)inFET，Resistor，Varactor，LDMOS，JFET，GaAs，Custom，VR-Process；需包含一塊可觸控液晶屏輸入顯示區(qū)；需至少包含5個器件管腳BNC接口，10個接口指示燈。3.需能模擬真實器件制造工藝，學習工藝參數(shù)對器件的影響，支持器件剖面結構及其組成材料的縮放；支持摻雜、電勢等參數(shù)的色階圖顯示；支持器件結構中各個材料的網(wǎng)格顯示；支持器件中的摻雜、電勢等參數(shù)的提取和保存；支持完整器件的成套工藝和完整工序步驟。4.需包含集成電路工藝實驗課程的實驗指導書和實驗答案，至少包括：（1）：干氧氧化工藝實驗；（2）：濕氧氧化工藝實驗；（3）：離子注入的深度與能量關系實驗；（4）：離子注入的劑量與摻雜濃度關系實驗；（5）：離子注入的角度影響實驗；（6）：擴散工藝時間對摻雜濃度的影響實驗；（7）：擴散工藝溫度對摻雜濃度的影響實驗；（8）：二極管制造實驗；（9）：集成電路電阻制造實驗；（10）：MOSFET制造實驗；（11）：變容管制造實驗；（12）：SOI制造實驗；（13）：FinFET制造實驗；（14）：三極管制造實驗；（15）：LDMOS制造實驗；（16）：JFET制造實驗；（17）：GaAs制造實驗1.4基礎數(shù)據(jù)通信板卡序號具體技術(參數(shù))要求1基礎數(shù)據(jù)通信板卡1.基礎數(shù)據(jù)通信板卡用于完成多功能實驗基礎平臺和實驗用半導體參數(shù)分析儀間的信號傳輸和數(shù)據(jù)通訊。2.板卡尺寸不小于190mmx97mm（長×寬）。3.板卡的接口需滿足PCIex16設計標準。4.為了滿足運算IO、算力和性能要求，板卡主控芯片的管腳數(shù)至少為240個。5.板卡輸出接口需為VGA15Pin標準接口，該接口與源測試單元（SMU）板卡的PACtrl的端口需能相連通，完成數(shù)據(jù)通訊和傳輸功能，同時，還需支持與遠程前置放大器的Communication端口相連通，完成高精度測試對應的數(shù)據(jù)通訊和傳輸功能。6.板卡還需配備至少1條數(shù)據(jù)線。1.5源測試單元（SMU）板卡序號具體技術(參數(shù))要求1源測試單元（SMU）板卡1.源測試單元（SMU）板卡用于完成標準源測試單元（SourceMeasureUnit）的測量功能。2.板卡尺寸不小于190mmx97mm（長×寬）。3.板卡的接口需滿足PCIex4設計標準。4.板卡輸出接口需為標準3路射頻輸出口和1路遠程前置放大器放大接口，配合半導體參數(shù)分析儀配套功能軟件使用，需能夠完成1通道SMU的測試功能，包括1路Force端（供電端），1路Low端（GND端）和1路Sense端（測試端）。5.配合半導體參數(shù)分析儀配套功能軟件使用，板卡的電流測試精度需至少為1nA(1e-9A)，需能夠支持配合遠程前置放大器使用，提高電流測量精度至少到0.1fA(1e-16A)。1.6半導體工藝仿真板卡序號具體技術(參數(shù))要求1半導體工藝仿真板卡1.半導體工藝仿真板卡主要完成工藝仿真工作，是微電子工藝實驗課程的基本硬件組成部分。2.板卡尺寸不小于190mmx97mm（長×寬），接口需滿足PCIeX16設計標準。輸出接口至少為7路SMA接口，作為工藝仿真器的輸出端口，用于與源測試單元（SMU）板卡相連，完成工藝仿真運算和結果調用功能。3.板卡內嵌半導體工藝仿真器，需支持如下各項指標的仿真，并輸出對應結果：可以進行氧化、光刻、刻蝕、淀積、離子注入、擴散、退火和外延8種類型工藝的仿真。仿真器需支持X軸、Y軸工藝網(wǎng)格劃分（不少于8個點位），網(wǎng)格點需要能夠上萬，工藝呈現(xiàn)稠密度調整（至少10種不同稠密度可供調整），至少2種襯底材料（如硅）可供選擇，至少12種襯底初始摻雜雜質（如硼）可供選擇，任意設置襯底初始摻雜濃度和至少3種襯底晶相可供選擇。仿真器至少支持2種氧化條件，至少2種氧化參數(shù)（如氧化時間）的設置和選擇；至少12種離子注入類型（如砷），至少3種離子注入?yún)?shù)（如注入計量）的設置和選擇；至少支持兩種退火模式，至少支持2種退火參數(shù)的設置和選擇；至少支持8種刻蝕材料，至少支持1種刻蝕參數(shù)設置和選擇；至少支持6種沉積材料，至少支持3種沉積參數(shù)設置和選擇；至少支持12種擴散雜質，3種擴散參數(shù)設置和選擇；至少支持2種外延材料，12種外延雜質，2種外延參數(shù)的設置和選擇；至少支持8種光刻材料，8個光刻位置的設置和選擇。輸出常用器件的電勢、摻雜濃度仿真二維界面圖。4.板卡內嵌微電子工藝實驗課程的學生用實驗指導書和教師用教輔材料，需包含視頻和文字材料，實驗指導書不少于145頁，教輔材料不少于130頁。教材內容至少包括：實驗1工藝仿真實驗基礎及襯底特性分析實驗、實驗2氧化工藝分析與應用實驗、實驗3離子注入工藝分析與應用實驗、實驗4擴散和退火工藝分析與應用實驗、實驗5沉積、外延、光刻、刻蝕與典型前后道工序實驗、實驗6電阻和二極管成套工藝分析實驗、實驗7JFET和MESFET成套工藝分析實驗、實驗8雙極型晶體管成套工藝分析實驗、實驗9MOSFET成套工藝分析實驗。5.板卡內嵌微電子工藝實驗過程講解視頻，視頻總時長不小于4小時30分鐘。1.7制備線實景操作板卡序號具體技術(參數(shù))要求1制備線實景操作板卡1.制備線實景操作板卡主要用于制備線實景操作VR軟件的硬件載體和必要的數(shù)據(jù)輸入輸出交互硬件平臺，是生產(chǎn)實習：芯片工藝制造生產(chǎn)實習的基本硬件組成部分。2.板卡尺寸不小于190mmx97mm（長×寬），接口需滿足PCIeX16設計標準。輸出接口需為1路VGA15Pin接口，該接口需要能與源測試單元（SMU）板卡的PACtrl的端口相連通，主要用于VR軟件的數(shù)據(jù)交互。3.板卡需內嵌制備線實景操作VR軟件，通過VR還原真實集成電路制備場景和操作方法。內部場景布置需與當前工業(yè)界工藝廠（Foundry）主流場景布置類似（非高校超凈間布置方式），內部包含至少19種虛擬設備，并且必須包括EUV光刻機、氧化爐、退火爐、低壓化學氣相沉積設備、介質刻蝕機、硅刻蝕機、化合物刻蝕機、金屬刻蝕機、光刻膠刻蝕機、DUV光刻機、物理氣相淀積設備，原子層沉積設備、硅外延設備、離子注入機、擴散爐、金屬氧化物氣相沉積設備、槽式清洗機、單片清洗機、激光退火設備，每個設備均需為當前產(chǎn)線使用的常見設備（非高校超凈間設備），每個設備需提供可供用戶交互設備交互方法，總計交互步驟不少于100步。制備線需包含天車系統(tǒng)及自適應的天車算法，并且需要與Foundry主流天車系統(tǒng)和算法類似。系統(tǒng)需要能夠完成至少十種器件，且必須包含二極管、集成電路電阻、MOSFET、變容管、SOI、FinFET、三極管、LDMOS、JFET、GaAs的完整設備參數(shù)設置的流程和生產(chǎn)實習流程，總計設置步驟不少于200步，設置完成后，需要以天車系統(tǒng)為核心的運轉方式完成晶圓的全部制備過程，用戶可以在這一過程中觀察任意設備情況并且能夠查看器件在每一步的制造數(shù)值結果和二維微觀結構圖。4.板卡內嵌的制備線實景操作VR軟件需能記錄學生操作，并給學生打分，完成實訓過程考核，同時，軟件需留有可供第三方控制系統(tǒng)進行自動控制的接口，以便在嵌入第三方系統(tǒng)后，實現(xiàn)實訓課程的智能跟蹤與管控，獲取和統(tǒng)計學生實時實訓情況和過往實訓進度。5.板卡內嵌生產(chǎn)實習：芯片工藝制造生產(chǎn)實習的學生用實驗指導書和教師用教輔材料，需包含視頻和文字材料，實驗指導書不少于185頁，教輔材料不少于165頁。教材內容至少包括：實習1芯片工藝制造基本操作教學、實習2熟悉芯片工藝制造相關設備、實習3集成電路電阻制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習4集成電路二極管制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習5集成電路雙極型晶體管制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習6集成電路MOSFET常規(guī)制造生產(chǎn)實習、實習7集成電路JFET制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習8集成電路MESFET制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習9集成電路LDMOS制造常規(guī)生產(chǎn)實習、實習10應用MOSFET進行Varactor制造綜合生產(chǎn)實習、實習11應用MOSFET進行SOI制造綜合生產(chǎn)實習、實習12應用MOSFET進行FinFET制造綜合生產(chǎn)實習。6.板卡內嵌生產(chǎn)實習：芯片工藝制造生產(chǎn)實習考核題，考核題不少于350個，能夠完成學生考核和打分功能，教師可以通過輸入密碼的方式獲取學生的考核結果，考核結果至少包括學生姓名、學號、考核成績、學生答題記錄與正確答案。1.8VR高性能運算模塊序號具體技術(參數(shù))要求1VR高性能運算模塊1.VR高性能運算模塊是進行虛擬現(xiàn)實實景操作類實驗所必不可少的硬件設施，需包括高交換率主板、高速CPU、獨立顯卡和大容量內存四項。2.CPU需至少為基礎頻率2.9GHz，6核，6線程。3.內存需至少為DDR42666MHz16GB內存或更大容量的內存。4.顯卡需至少為顯存6GBGDDR5，顯存頻率8000MHz，顯存位寬：192-bit的顯卡。5.主板需支持IntelCoffeeLakeLGA1151型處理器，需至少支持4條雙通道UDIMM插槽，支持DDR42133/2400/2666，內存容量最高需達到64GB，需至少提供下述接口：1個標準的DB15VGA顯示接口、1個標準的HDMI接口、1個標準DP接口、7個標準的7PinSATA接口、6個COM插針接口、6個標準USB3.0接口、8個USB2