高校專業
專業概述
本專業主要培養具有紮實的半導體材料、器件、工藝、集成電路原理、設計等專業理論知識和電子技術基礎知識，主要從事半導體集成電路芯片制造、測試、封裝、版圖設計及質量管理、生産管理、設備維護等半導體制造行業急需的一線工程技術人員和高級技術工人。本專業以培養學生半導體制造方面的動手能力為第一，根據半導體制造業設備自動化的特點加強學生電子技術、計算機、設備維護等專業基礎知識，使學生有較強的工作适應能力和較大的專業發展能力。
主幹課程
主幹理論課：固體物理基礎、半導體物理基礎、半導體器件與測量、半導體材料、半導體制造技術、微電子封裝技術、半導體可靠性技術、數字邏輯設計、模拟電路、集成電路原理、集成電路設計、電工基礎、模拟電子線路、數字電路、工程化學、電路CAD基礎、可編程邏輯器件、專業英語、電子測量、單片機原理、品質管理。
主幹實踐課：集成電路制造實訓、半導體器件測量實訓、半導體器件課程設計、半導體工藝課程設計、集成電路設計課程設計、微電子綜合課程設計、電工實訓、電子整機裝配實訓、計算機組裝與維護實訓、電路CAD課程設計。
專業證書
全國計算機等級考試一級證書；勞動部頒發的：半導體集成電路裝調工中級證書（或半導體芯片制造中級工）等。
就業方向
本書系統論述了微電子電路的基本知識及其應用, 全書共分為18章, 涵蓋了固态電子學與器件、數字電路和模拟電路三部分知識體系, 通過本書的學習, 讀者可以對現代電子設計的基本技術、模拟電路和數字電路以及分立電路和集成電路進行全面了解。在固态電子學與器件部分主要介紹了電子學的基本原理以及固态電子學基礎, 介紹了二極管的i-V特性以及晶體管的SPICE模型等内容, 給出了電路設計中常用的最差情況分析、蒙特卡洛分析等主要分析方法。
設計
微電子系統和電路的設計概念，與分立元件電路的設計概念有原則上的不同。例如，設計一個分立元件電路,常常要考慮節省有源元件,使系統的功耗、體積、成本下降。但對超大規模集成電路，增加晶體管數目往往并不會增加很多麻煩，可通過版圖來實現，其他工序并不增加。但是，由于空間的限制，布線問題卻十分突出，必須盡量減少連線。微電子系統和電路的設計必須緊密聯系器件、版圖、工藝制造等整個過程來統一考慮。
實際上，系統、電路、器件、測試圖案和版圖是結合工藝條件一起設計的。設計不僅要求功能正确、性能好、可靠性有保證，而且要盡量使芯片面積減小。微電子集成芯片一經制出就無法調試。調試工作包括校核、優化等，必須在設計過程中由軟件來執行。集成系統或電路芯片一般是大批量生産的，所以，設計的好壞影響極大。為此，微電子系統或電路要依靠計算機輔助進行設計。
除了研究邏輯、電路、時序、工藝、器件和版圖等各項計算機輔助設計程序以外，把這些程序結合在一起，加入各步的校核和優化程序，用一個統一的數據庫和管理系統來指揮執行，也就是組成一個大規模或超大規模集成的設計系統，使設計全部自動化。現代超大規模集成和大規模集成按設計方法可分為大批量生産的常用電路和按用戶需要設計的定制集成電路兩大類。前一類産品如存儲器、微處理機等需要量大，産值很高，需要十分精細的設計，力求面積最小，性能最好，而成品率又最高。
在這類産品的設計中迄今仍有許多人工介入，各類計算機程序主要是輔助。後一類産品用量較小，制造成本、芯片面積往往不是主要的，而設計和制造周期及其成本則是主要的。邏輯電路有三種設計方法。①母片法：由工廠設計含有一定數量（幾百以至幾千）的門電路或觸發器等單元電路，排成陣列。
芯片中所有單元尺寸全部一緻，芯片大小對一定的型号也是固定的。陣列周圍往往還設計有一定數量的輸入輸出電路或其他接口電路，陣列間設定了一定的布線通道。用戶（或委托廠家）可以按需要選定特定型号的芯片，然後利用布線程序選定單元并進行布線，以取得具有所需功能的集成電路芯片。隻需按用戶實際需要進行布線設計和制作特定的版，所以，這種電路也叫作半用戶電路。由于用戶設計是以已有的基本陣列芯片為基礎的，這種設計方法叫作母片法。
專業概述
随着科技的迅猛發展，信息技術，電子技術，自動化技術及計算機技術日漸融合，成為當今社會科技領域的重要支柱技術，任何領域的研發工作都與這些技術緊密聯系，而他們的相互交叉，相互滲透，也越來越密切。
作為信息科技的前沿應包括下面一些内容：微電子學與納米電子學；RISC精簡指令系統與并行計算技術；Multimedia（多媒體）與Virtual Reality（虛拟現實，（又稱靈境）技術；軟件工程、CASE軟件工程開發環境以及根據人的一般思維方法和認知過程去開發的面向對象的軟件技術；自動控制（除了第一、第二代控制理論及系統外，還有模糊控制、人工智能、神經網絡的理論與系統等），最後是與近代通信相關的科技……我們從微電子學與納米電子學、電子計算機科技與現代通信這幾個方面做簡要介紹。
微電子學與納米電子學
微電子技術是現代電子信息技術的直接基礎，它的發展有力推動了通信技術，計算機技術和網絡技術的迅速發展，成為衡量一個國家科技進步的重要标志。美國貝爾研究所的三位科學家因研制成功第一個結晶體三極管，獲得1956年諾貝爾物理學獎。晶體管成為集成電路技術發展的基礎，現代微電子技術就是建立在以集成電路為核心的各種半導體器件基礎上的高新電子技術。集成電路的生産始于1959年，其特點是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快。衡量微電子技術進步的标志要在三個方面：一是縮小芯片中器件結構的尺寸，即縮小加工線條的寬度；二是增加芯片中所包含的元器件的數量，即擴大集成規模；三是開拓有針對性的設計應用。
大規模集成電路指每一單晶矽片上可以集成制作一千個以上的元器件。集成度在一萬至十萬以上元器件的為超大規模集成電路。國際上80年代大規模和超大規模集成電路光刻标準線條寬度為0．7一0．8微米，集成度為108 。90年代的标準線條寬度為0．3一0．5微米，集成度為109。集成電路有專用電路(如鐘表、照相機、洗衣機等電路)和通用電路。通用電路中最典型的是存貯器和處理器，應用極為廣泛。計算機的換代就取決于這兩項集成電路的集成規模。
存貯器是具有信息存貯能力的器件。随着集成電路的發展，半導體存貯器已大範圍地取代過去使用的磁性存貯器，成為計算機進行數字運算和信息處理過程中的信息存貯器件。存貯器的大小(或稱容量)常以字節為單位，字節則以大寫字母B表示，存貯器芯片的集成度已以百萬位(MB)為單位。目前，實驗室已做出8MB的動态存貯器芯片。一個漢字占用2個字節，也就是說，400萬漢字可以放入指甲大小的一塊矽片上。動态存貯器的集成度以每3年翻兩番的速度發展。
中央處理器(CPU)是集成電路技術的另一重要方面，其主要功能是執行“指令”進行運算或數據處理。現代計算機的CPU通常由數十萬到數百萬晶體管組成。70年代，随着微電子技術的發展，促使一個完整的CPU可以制作在一塊指甲大小的矽片上。度量CPU性能最重要的指标是“速度”，即看它每秒鐘能執行多少條指令。
60年代初，最快的CPU每秒能執行100萬條指令（常縮寫成MIPS)。1991年，高檔微處理器的速度已達5000萬一8000萬次。現在繼續提高CPU速度的精簡指令系統技術(即将複雜指令精減、減少)以及并行運算技術(同時并行地執行若幹指令)正在發展中。在這個領域，美國矽谷的英特爾公司一直處于領先地位。
此外，光學與電子學的結合，成為光電子技術，被稱為尖端中的尖端，為微電子技術的進一步發展找到了新的出路。美國《時代》雜志預測：“21世紀将成為光電子時代。”其主要領有激光技術、紅外技術、光纖通信技術等。
應用領域
微電子技術與大規模集成電路、超大規模集成電路
小型化集成系統
微電子學給人類帶來了半個世紀的繁榮。目前國際上集成電路生産線已普遍采用8圓片，0.35um工藝。我國集成電路的大生産水平發展也很
快。1995年已經達到了6'1.2um的水平，IC産量到2000年可望達到年産10億塊。1995年4月，中科院微電子中心已開發出0.8um的CMOS工藝，在5.0×5.7mm 面積上集成了26000隻晶體管、輸出管腳數為72，制成了通用的模糊控制集成塊。
高密度電子組裝技術
集成電路IC實際上完成了芯片級的電子組裝，有着極高的互聯密度。那麼，能不能将高集成鵲胨SI/VLSI/ULSI（大規模/超大規模/特大規模集成電路）和ASIC/FPGA/EPLD（專用IC/現場可編程門陣列/電可擦除可編程的邏輯器件）等組裝在一起實現集成電路的功能集成呢？這就是SMT（表面安裝技術）、HWSI（混合大圓片規模集成技術）和3D（三維組裝技術）。
這些技術，推動着電子設備和産品繼續向薄輕短小發展，在片狀元件的小型化和自動安裝設備所能處理的元件尺寸已瀕臨極限的今天，起着關鍵的作用。進入90年代，代表性技術則輪到了MCM，人稱多芯片組裝時代，到2000年即下世紀初，将是WSI/HWSI/3D時代！WSI是将複雜的電子電路集成在一個大圓片上。将IC芯片，MCM和WSI進行三維叠裝的3D組裝突破了二維的限制，使組裝密度更上一層樓。
納米電子學
近幾十年來，電子計算機已曆經了幾代的更叠，而代代更叠都是以存儲或處理信息的基本電子學單元的尺度變化為标志的。從80年代開始，科學家開始探索特征尺寸為納米量級的電子學，納米電子學主要研究以掃描隧道顯微鏡為工具的單原子或單分子操縱技術。這些技術都有可能在納米量級進行加工，目前已形成納米量級的、信息存儲器，存儲狀态已維持一個月以上，希圖用此技術去制作16GB的存儲器。德國的福克斯博士等制出了原子開關，達到了比現今芯片高100萬倍的存儲容量，獲得了莫裡斯獎。
量子力學告訴我們，電子與光同時都具有粒子波的特性，今天的微電子學和光電子器件将縮到。0.1線寬，電子的波動性質再也不能忽視，把電子視為一種純粹粒子的半導體理論基礎已經動搖。這時電子所表現出來的波動特征和擁有的量子功能就是納米電子學的任務。納米電子學有更多誘人之處。科學家們已經預言，納米電子學将導緻一場電子技術的革命！
計算機
（一）巨型機與微型機
目前，電子計算機硬件總的發展方向依然是提高速度、擴大容量、增加功能、改善界面與縮小體積。計算機系統小型分散化的傾向，促進了PC個人計算機與工作站的發展，正在逐步替代大中型機。
至于巨型機，世界各國都萬分重視。1991年美國副總統，戈爾就提出了高性能計算機與通信計劃（HPCC計劃），目的是在1992~1996年間加快計算機與信息網的研究，加強美國的領先地位。
他們大力發展巨型機以解決如下問題：征服癌症與艾滋病特效藥的研制；下一代超音速客機的研制；節省燃料、污染又小的新一代汽車發動機的開發；長期天氣預報；星系形式的探索。目前百億次級的巨型機已在美、日全面開花，千億次級的巨型機已陸續出台。1992年，美國NCUBE公司已宣布要研制性能指标全部達到3T（Trillion）即萬億次浮點運算、萬億字節的存貯以及CPU與内存間有每秒萬億字節帶寬的新一代巨型機。
（二）Internet全球性的計算機網絡
為了實現信息資源的共享，計算機互聯網的規模日益擴大，最具代表性的大網，莫過于已聯接140多個國家與地區、網上運行的計算機數達380多萬台，用戶數逾3500多萬個的Internet網了。有超過4800個組織已注冊了Internet網絡地址，有超過160個國家和地區的用戶通過它來進行E-mail通信。預計到本世紀末，将有100萬個網絡、1 億台計算機和10億個用戶來使用它。
現代通信的目标是“全球一網”！其基礎是數字技術、計算機技術、微電子與光電子技術。總的趨勢是數字化、寬帶化、綜合化，智能化與個人化，最終是構成一個全球一體的寬帶、智能、個人化的綜合業務數據網。當今通信界的三股熱流是：光纖通信、衛星通信與移動通信。
通信技術
（一）光纖通信技術
光波是電磁波，其波長在微米級，頻率在10^14Hz數量級，比微波要高出10^3~10^4倍，所以比之有高出千萬倍的通信容量。光纖現有窗口可容納20THz帶寬的信号，如何發揮其潛力呢？一是提高信号的碼率；一是用相幹光通信；一是用摻铒光纖放大器；一是采用光波頻分複用技術，還可采用光孤子通信。什麼是光孤子？光脈沖在光纖的非線性和光纖的色散特性相互補償下會形成光孤子。光孤子脈沖可以在光纖中長距離傳輸而不發生畸變，因而可得到很高的碼率，是高速度、長距離光纖通信的優越方案。
（二）衛星通信技術
衛星通信具有容量大、覆蓋面廣、通信質量高、選站靈活和成本低廉的特點。衛星通信按運行軌道分有同步軌道衛星、中軌道衛星和橢星軌道衛星。衛星的業務範圍很廣，除電話、數據和電視廣播外，還為海陸空提供移動通信、GPS定位導航和VSAT（衛星小型地面站）等。到1995年為止，全世界的衛星通信轉發按36MHz有效帶寬計已達3140個。80年代出現了國防海事衛星通信系統，目前已有5顆衛星正在為三大洋的航船提供海陸空商務和遇難/救援工作。
近期，他們又在原衛星通信系統的基礎上使用了11顆距地面35860公裡的同步衛星将開展14項服務業務。目前全球汽車電話系統已經開通，用戶汽車上都安有一個無線系統，不論汽車的運行方向與速度如何變化，天線系統均能自動跟蹤Internet通信衛星，從而實現在汽車運行中的全球通信。目前已有6500個用戶，每個用戶每天平均使用2次時間約2分鐘，每分鐘通話費僅4-6美元。目前已開通電話與傳真收發業務，今年年底将開通數據傳輸業務。
（三）移動通信技術
移動通信有着豐富的内容：蜂窩移動電話系統、集群式專用調度移動通信、CT無繩電話系統與無線尋呼（BP）機系統。總的發展趨勢是數字化、小型化與個人化。
蜂窩式移動電話系統已有二十多年的曆史了，可過去是模拟制的，存在着頻率利用率低、保密性差、功能少、設備複雜及價格偏高的缺陷，所以從80年代開始，不少國家都開發了第二代數字化的蜂窩移動電話通信系統。預計2000年用戶可達12億，美國占50%，模拟制被淘汰。
（四）GPS衛星導航定位系統
1964年世界上第一個衛星導航系統——美國“子午儀”投運，通過4~6顆衛星組成的導航衛星網，運行于近似圓形的極軌道上，衛星由南向北運行，高度1100公裡，運行周期；107分鐘，可完成全球、全天候的經緯二維定位，精度才100~300M。為了滿足現代戰争的需要，美國防部已投資100億美元，曆時20年開發制成了GPS系統。系統由衛星、設在美國本地及三大洋的主控站、監控站組成。
不僅在海灣戰争中發揮了作用，而且在全球掀起了GPS熱潮，引發了導航界的一場革命，大有取代所有導航方式的趨勢，包括地下與水下。難怪美國軍方聲稱GPS的應用僅限于人們的想象力。目前不論用戶在任何地點、任何時間至少能同時觀測到5顆衛星，GPS系統可從其中3~4顆星發出的信号裡通過數據轉換成導航的批示。它具有全球性、全天候和實時的導航、定位、定時功能，能實時地提供三維坐标（經、緯、高度）和速度與時間信息，定位精度10M。我國“遠望”号測量船已用國産的GPS為發射的第二顆澳星測軌。
（五）BIP-ISDN
實際上，今天業已存在的長途電信網、衛星通信網、海底光纜網、國際計算機互聯網已無一不是國際性的全球網絡了。所有的通信網都是由傳輸設備、交換設備、終端設備與網控設備四部分組成的，信息高速公路的目标模式是BIP-ISDN。首先是B-ISDN，B-ISDN應采用CCITT的建議，用同步數字系列（SDH）進行複接傳輸，全國要采用統一的時鐘同步，這樣的光纖網就叫作同步光纖網SONET。
BIP-ISDN在交換方面采用ATM異步轉移模式，也就是寬帶綜合業務的交換系統，包括電的、光的、光電混合的ATM技術。在終端方面，必須采用多媒體終端。智能網采用開放式結構與标準接口，在網絡中應引入語言識别，語音合成、人工智能、神經網絡技術，網絡的智能化應包括網絡自身的管理、組織、監控、調度的智能化以及向用戶提供如電話翻譯等帶智能化的信息服務業務。随着BIP-ISDN的逐步完善，通信業務除了傳統的電話外，像數據、文字、可視電話、語音信箱、電子郵政、電子數據交換、彩色傳真、智能用戶電報、會議電視、大衆廣播、虛拟專用網，尤其是Internet業務都可開展。
