集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-微電子-考試課程教學(xué)大綱

【集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)】（工程認(rèn)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(jí)專業(yè)限選課◎】開課院系：機(jī)電學(xué)院電子工程系使用教材：教材【集成電路設(shè)計(jì)（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(jì)基礎(chǔ)王成華北京航空大學(xué)出版社】，【集成電路設(shè)計(jì)（第3版）王志功電子工業(yè)出版社】，【CMOS集成電路設(shè)計(jì)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(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)以及集成電路設(shè)計(jì)的最新技術(shù)SoC/IP的設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)方法及特點(diǎn)；SoC/IP設(shè)計(jì)與驗(yàn)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(shí)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(jì)相關(guān)的基本知識(shí)與理論以及設(shè)計(jì)的基本器件模型和參數(shù)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）2.綜合運(yùn)用CMOS技術(shù)進(jìn)行模擬集成電路和數(shù)字集成電路的基本單元的設(shè)計(jì)和電路的性能分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）3.深入了解整個(gè)集成電路設(shè)計(jì)最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)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(diǎn)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(huì)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)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(jí)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(shí)。四、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（必填項(xiàng)）畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)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(shí)和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和分析、版圖設(shè)計(jì)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(jì)/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)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(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、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(jì)滿足特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)并仿真、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)26.工程與社會(huì)：工程與社會(huì)：能夠基于微電子科學(xué)與工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)微電子科學(xué)與工程解決方案對(duì)社會(huì)、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(rèn)識(shí)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(duì)于客觀世界和社會(huì)的影響36.3能分析和評(píng)價(jià)本專業(yè)領(lǐng)域工程人員在工程實(shí)踐中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)、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(gè)指標(biāo)點(diǎn)可以1個(gè)或多個(gè)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(xiàng)）（預(yù)期學(xué)習(xí)成果要可測量/能夠證明）序號(hào)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)教與學(xué)方式評(píng)價(jià)方式11.3能將相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和分析、版圖設(shè)計(jì)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(jì)相關(guān)的基本知識(shí)與理論以及設(shè)計(jì)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(yàn)等23.2能夠遵照方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)并仿真、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)2.綜合運(yùn)用CMOS技術(shù)進(jìn)行模擬集成電路和數(shù)字集成電路的基本單元的設(shè)計(jì)和性能分析。創(chuàng)造思考教學(xué)法/任務(wù)驅(qū)動(dòng)法(采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(yàn)等36.2能夠了解整個(gè)集成電路設(shè)計(jì)最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，具備自主學(xué)習(xí)和信息查尋能力.3.能夠了解整個(gè)集成電路設(shè)計(jì)最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)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(diǎn)6.2）創(chuàng)造思考教學(xué)法/任務(wù)驅(qū)動(dòng)法(采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(píng)價(jià)本專業(yè)領(lǐng)域工程人員在工程實(shí)踐中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)、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(huì)。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(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)由多個(gè)課程目標(biāo)來支撐六、課程內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求支持的課程目標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)單元1緒論（4學(xué)時(shí)）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(jì)流程及設(shè)計(jì)環(huán)境和集成電路設(shè)計(jì)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(jì)和發(fā)展的基本理論分析集成電路的發(fā)展,認(rèn)識(shí)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(jì)這一高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展飛快，教材跟不上新的技術(shù)點(diǎn)，所以需要所教內(nèi)容需要不斷補(bǔ)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(jì)基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）1.知道電路材料和半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí);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(duì)模型設(shè)計(jì)的影響能夠掌握各種器件的構(gòu)造和性能;能夠認(rèn)識(shí)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(jì)（12學(xué)時(shí)）1.理解電流源電路,基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì),單端反相放大器和差分放大器;L22.運(yùn)用CMOS構(gòu)建電流鏡，基準(zhǔn)源差動(dòng)放大器等基本電路；L3能夠識(shí)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(shí)）1．理解CMOS管的特性，結(jié)構(gòu)，性能；L22．運(yùn)用數(shù)字電路標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計(jì)；L33．理解CMOS存儲(chǔ)器運(yùn)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(jì)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(shí)序電路結(jié)構(gòu)單元5數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)（12學(xué)時(shí)）1．運(yùn)用數(shù)字集成電路自動(dòng)化化設(shè)計(jì)的語言及層次化設(shè)計(jì)流程,綜合和驗(yàn)證等方法；L3，L5能夠認(rèn)識(shí)層次化設(shè)計(jì)流程,綜合和驗(yàn)證等方法在設(shè)計(jì)中的重要性目標(biāo)2基于CMOS技術(shù)綜合設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)合/時(shí)序邏輯電路單元6SOC設(shè)計(jì)技術(shù)（8學(xué)時(shí)）1．知道SOC設(shè)計(jì)流程，L12．運(yùn)用其設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜芯片的設(shè)計(jì)流程。L2能夠樹立SOC設(shè)計(jì)流程的思維能力和系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)思想目標(biāo)3,4如何理解IP和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢七、評(píng)價(jià)方式與成績1、考核項(xiàng)目與對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)及計(jì)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(yàn)，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(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)如以下表格：序號(hào)考核方式分值比例對(duì)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(yàn)