大规模集成电路设计范文第1篇

关键词：IP技术 模拟集成电路 流程

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-00-02

1 模拟集成电路设计的意义

当前以信息技术为代表的高新技术突飞猛进。以信息产业发展水平为主要特征的综合国力竞争日趋激烈，集成电路（IC，Integrated circuit）作为当今信息时代的核心技术产品，其在国民经济建设、国防建设以及人类日常生活的重要性已经不言

而喻。

集成电路技术的发展经历了若干发展阶段。20世纪50年代末发展起来的属小规模集成电路（SSI），集成度仅100个元件；60年展的是中规模集成电路（MSI），集成度为1000个元件；70年代又发展了大规模集成电路，集成度大于1000个元件；70年代末进一步发展了超大规模集成电路（LSI），集成度在105个元件；80年代更进一步发展了特大规模集成电路，集成度比VLSI又提高了一个数量级，达到106个元件以上。这些飞跃主要集中在数字领域。

（1）自然界信号的处理：自然界的产生的信号，至少在宏观上是模拟量。高品质麦克风接收乐队声音时输出电压幅值从几微伏变化到几百微伏。视频照相机中的光电池的电流低达每毫秒几个电子。地震仪传感器产生的输出电压的范围从地球微小振动时的几微伏到强烈地震时的几百毫伏。由于所有这些信号都必须在数字领域进行多方面的处理，所以我们看到，每个这样的系统都要包含一个模一数转换器（AD，C）。

（2）数字通信：由于不同系统产生的二进制数据往往要传输很长的距离。一个高速的二进制数据流在通过一个很长的电缆后，信号会衰减和失真，为了改善通信质量，系统可以输入多电平信号，而不是二进制信号。现代通信系统中广泛采用多电平信号，这样，在发射器中需要数一模转换器（DAC）把组合的二进制数据转换为多电平信号，而在接收器中需要使用模一数转换器（ADC）以确定所传输的电平。

（3）磁盘驱动电子学计算机硬盘中的数据采用磁性原理以二进制形式存储。然而，当数据被磁头读取并转换为电信号时，为了进一步的处理，信号需要被放大、滤波和数字化。

（4）无线接收器：射频接收器的天线接收到的信号，其幅度只有几微伏，而中心频率达到几GHz。此外，信号伴随很大的干扰，因此接收器在放大低电平信号时必须具有极小噪声、工作在高频并能抑制大的有害分量。这些都对模拟设计有很大的挑战性。

（5）传感器：机械的、电的和光学的传感器在我们的生活中起着重要的作用。例如，视频照相机装有一个光敏二极管阵列，以将像点转换为电流；超声系统使用声音传感器产生一个与超声波形幅度成一定比例的电压。放大、滤波和A/D转换在这些应用中都是基本的功能。

（6）微处理器和存储器：大量模拟电路设计专家参与了现代的微处理器和存储器的设计。许多涉及到大规模芯片内部或不同芯片之间的数据和时钟的分布和时序的问题要求将高速信号作为模拟波形处理。而且芯片上信号间和电源间互连中的非理想性以及封装寄生参数要求对模拟电路设计有一个完整的理解。半导体存储器广泛使用的高速/读出放大器0也不可避免地要涉及到许多模拟技术。因此人们经常说高速数字电路设计实际上是模拟电路的

设计。

2 模拟集成电路设计流程概念

在集成电路工艺发展和市场需求的推动下，系统芯片SOC和IP技术越来越成为IC业界广泛关注的焦点。随着集成技术的不断发展和集成度的迅速提高，集成电路芯片的设计工作越来越复杂，因而急需在设计方法和设计工具这两方面有一个大的变革，这就是人们经常谈论的设计革命。各种计算机辅助工具及设计方法学的诞生正是为了适应这样的要求。

一方面，面市时间的压力和新的工艺技术的发展允许更高的集成度，使得设计向更高的抽象层次发展，只有这样才能解决设计复杂度越来越高的问题。数字集成电路的发展证明了这一点：它很快的从基于单元的设计发展到基于模块、IP和IP复用的

设计。

另一方面，工艺尺寸的缩短使得设计向相反的方向发展：由于物理效应对电路的影响越来越大，这就要求在设计中考虑更低层次的细节问题。器件数目的增多、信号完整性、电子迁移和功耗分析等问题的出现使得设计日益复杂。

3 模拟集成电路设计流程

3.1 模拟集成电路设计系统环境

集成电路的设计由于必须通过计算机辅助完成整个过程，所以对软件和硬件配置都有较高的要求。

（1）模拟集成电路设计EDA工具种类及其举例

设计资料库―Cadence Design Framework11

电路编辑软件―Text editor/Schematic editor

电路模拟软件―Spectre，HSPICE，Nanosim

版图编辑软件―Cadence virtuoso，Laker

物理验证软件―Diva，Dracula，Calibre，Hercules

（2）系统环境

工作站环境；Unix-Based作业系统；由于EDA软件的运行和数据的保存需要稳定的计算机环境，所以集成电路的设计通常采用Unix-Based的作业系统，如图1所示的工作站系统。现在的集成电路设计都是团队协作完成的，甚至工程师们在不同的地点进行远程协作设计。EDA软件、工作站系统的资源合理配置和数据库的有效管理将是集成电路设计得以完成的重要保障。

3.2 模拟集成电路设计流程概述

根据处理信号类型的不同，集成电路一般可以分为数字电路、模拟电路和数模混合集成电路，它们的设计方法和设计流程是不同的，在这部分和以后的章节中我们将着重讲述模拟集成电路的设计方法和流程。模拟集成电路设计是一种创造性的过程，它通过电路来实现设计目标，与电路分析刚好相反。电路的分析是一个由电路作为起点去发现其特性的过程。电路的综合或者设计则是从一套期望的性能参数开始去寻找一个令人满意的电路，对于一个设计问题，解决方案可能不是唯一的，这样就给予了设计者去创造的机会。

模拟集成电路设计包括若干个阶段，设计模拟集成电路一般的过程。

（l）系统规格定义；（2）电路设计；（3）电路模拟；（4）版图实现；（5）物理验证；（6）参数提取后仿真；（7）可靠性分析；（8）芯片制造；（9）测试。

除了制造阶段外，设计师应对其余各阶段负责。设计流程从一个设计构思开始，明确设计要求和进行综合设计。为了确认设计的正确性，设计师要应用模拟方法评估电路的性能。

这时可能要根据模拟结果对电路作进一步改进，反复进行综合和模拟。一旦电路性能的模拟结果能满足设计要求就进行另一个主要设计工作―电路的几何描述（版图设计）。版图完成并经过物理验证后需要将布局、布线形成的寄生效应考虑进去再次进行计算机模拟。如果模拟结果也满足设计要求就可以进行制造了。

3.3 模拟集成电路设计流程分述

（1）系统规格定义

这个阶段系统工程师把整个系统和其子系统看成是一个个只有输入输出关系的/黑盒子，不仅要对其中每一个进行功能定义，而且还要提出时序、功耗、面积、信噪比等性能参数的范围要求。

（2）电路设计

根据设计要求，首先要选择合适的工艺制程；然后合理的构架系统，例如并行的还是串行的，差分的还是单端的；依照架构来决定元件的组合，例如，电流镜类型还是补偿类型；根据交、直流参数决定晶体管工作偏置点和晶体管大小；依环境估计负载形态和负载值。由于模拟集成电路的复杂性和变化的多样性，目前还没有EDA厂商能够提供完全解决模拟集成电路设计自动化的工具，此环节基本上通过手工计算来完成的。

（3）电路模拟

设计工程师必须确认设计是正确的，为此要基于晶体管模型，借助EDA工具进行电路性能的评估，分析。在这个阶段要依据电路仿真结果来修改晶体管参数；依制程参数的变异来确定电路工作的区间和限制；验证环境因素的变化对电路性能的影响；最后还要通过仿真结果指导下一步的版图实现，例如，版图对称性要求，电源线的宽度。

（4）版图实现

电路的设计及模拟决定电路的组成及相关参数，但并不能直接送往晶圆代工厂进行制作。设计工程师需提供集成电路的物理几何描述称为版图。这个环节就是要把设计的电路转换为图形描述格式。模拟集成电路通常是以全定制方法进行手工的版图设计。在设计过程中需要考虑设计规则、匹配性、噪声、串扰、寄生效应、防门锁等对电路性能和可制造性的影响。虽然现在出现了许多高级的全定制辅助设计方法，仍然无法保证手工设计对版图布局和各种效应的考虑全面性。

（5）物理验证

版图的设计是否满足晶圆代工厂的制造可靠性需求？从电路转换到版图是否引入了新的错误？物理验证阶段将通过设计规则检查（DRC，Design Rule Cheek）和版图网表与电路原理图的比对（VLS，Layout Versus schematic）解决上述的两类验证问题。几何规则检查用于保证版图在工艺上的可实现性。它以给定的设计规则为标准，对最小线宽、最小图形间距、孔尺寸、栅和源漏区的最小交叠面积等工艺限制进行检查。版图网表与电路原理图的比对用来保证版图的设计与其电路设计的匹配。VLS工具从版图中提取包含电气连接属性和尺寸大小的电路网表，然后与原理图得到的网表进行比较，检查两者是否一致。

参考文献

大规模集成电路设计范文第2篇

“十五”期间，我国集成电路产业进入发展最快的历史阶段。从2000年到2005年，我国集成电路产业销售收入从186亿元提高到702亿元，年均增长30.4%，在世界集成电路产业中的份额从1.2%提高到4.5%，市场规模翻了两番达到3800亿元，占到全球比重四分之一。芯片设计能力达到0.18微米，芯片制造工艺水平达到12英寸0.13微米，光刻机、离子注入机等关键设备取得重要突破。芯片设计业和制造业比重之和与封装测试业的比重之比从2000年的31:69提高到2005年50.9:49.1，产业结构更趋合理。涌现出一批具备较强竞争力的集成电路骨干企业，并形成了以长江三角洲和京津地区为中心的产业集聚区。

“十一五”期间，我国集成电路产业需要进一步提高自主创新能力，增强竞争力。为促进集成电路产业进一步健康、快速、有序发展，依据《信息产业“十一五”规划》，信息产业部制定了《集成电路产业“十一五”专项规划》（以下简称《专项规划》）。《专项规划》通过回顾“十五”期间我国集成电路产业发展情况，分析“十一五”期间面临的形势，对发展思路与目标、重点任务和政策措施分别提出了要求，以指导和规范我国集成电路产业按照科学发展观要求，实现可持续发展。

一、“十一五”面临形势

《专项规划》从技术发展趋势、市场分析、产业环境三个方面分析了我国集成电路产业面临的机遇和挑战。

（一）技术发展趋势

未来一段时间，随着设备和材料水平不断提升，集成电路产业链的各个环节的技术水平仍将保持较快发展。在设计方面，随着市场对芯片小尺寸、高性能、高可靠性、节能环保的要求不断提高，高集成度、低功耗的SoC芯片将成为未来主要的发展方向，软硬件协同设计、IP复用等设计技术也将得到广泛应用。在芯片制造方面，随着存储器、逻辑电路、处理器等产品对更高的处理速度、更低的工作电压等方面的技术要求不断升级，12英寸数字集成电路芯片生产线将成为主流加工技术，90纳米、65纳米工艺技术得到大规模应用，45纳米技术也将步入商业化；8英寸及以下芯片生产线将更多地集中在模拟或模数混合集成电路等制造领域。在封装测试方面，球栅阵列封装(BGA)、芯片倒装焊(Flipchip)、堆叠多芯片技术、系统级封装(SiP)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等高密度封装形式将快速发展，高速器件接口、可靠性筛选方法、高效率和低成本的测试技术将逐步普及。在设备和专用材料方面，由于该环节处于集成电路产业链的顶端，其技术进步是直接推动产业链各环节进步的核心动力，12英寸芯片生产线、满足新型封装测试技术重大设备成为开发的主要方向，高K、低K介质、新型栅层材料、SOI、SiGe等新型集成电路材料将快速发展。

（二）市场分析

上世纪70年代以来，世界集成电路市场规模呈现了波浪式增长的发展趋势，年均增长率约15%。随着集成电路产业日趋成熟，竞争更加理性，“十一五”期间世界集成电路市场将进入平稳发展阶段，波动趋缓，预计年均增长率约为14%，2010年达到约3000亿美元。

从国内市场看，“十一五”前期国内电子信息整机产业尤其是笔记本电脑、移动通信终端等产品仍将保持较快发展。“十一五”中后期，随着国内电子信息整机市场发展趋稳，我国电子信息产品制造业规模的增长速度将回落至20%以内，集成电路市场增长也将趋缓，增长速度将略高于世界平均水平，年均约15%。按照这种估计，到2010年我国集成电路市场规模将突破8300亿元。在进出口贸易方面，“十一五”期间我国集成电路产业技术和产业化水平难以满足需求的局面无法得到根本扭转，贸易逆差的状况仍将持续呈现。

（三）产业环境

当前，集成电路产业的全球化趋势明显，资源在全球进行配置，跨国企业的改组或并购、分工合作的形式日趋多元化。为了把握集成电路产业转移的机遇，营造良好的发展环境，我国政府适时颁布实施了18号文件和51号文件，设立了集成电路专项研发资金，并不断加强知识产权保护力度，这些政策措施为我国集成电路产业发展营造了较好的氛围和环境。同时，在国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要、科学技术发展中长期规划纲要、2006-2020年国家信息化发展战略等重要文件中均将集成电路作为优先发展的重点领域。国家《进一步鼓励软件产业与集成电路产业发展的若干政策》正在研究制定，这些规划、产业政策的出台将进一步优化国内集成电路产业的发展环境。

同时，我国巨大的市场潜力和日趋完善的产业体系，对世界集成电路制造业、封装测试业以及整机装配业向我转移具有较强的吸引力，但是资金技术密集的设备材料等支撑产业、高端设计和新工艺技术转移步伐则相对滞后。一方面发达国家出于国家竞争战略考虑对集成电路产业的技术扩散设置壁垒，另一方面集成电路产业资金和技术密集型特点决定其发展不仅要求大规模资金的持续投入，还需要技术的不断积累和创新，跨国公司出于维护全球竞争优势考虑对产业转移严格控制。

“十五”时期以来，我国集成电路产业虽然实现了快速发展，产业规模和实力有所提升，但与国外先进水平相比，产业规模相对较小、自主创新能力较弱、产业链不完善、技术水平也较落后，在竞争中仍处于劣势。

总的来说，当前我国发展集成电路产业面临的机遇和挑战并存，而且机遇大于挑战。集成电路产业是电子信息产业的核心、基础和战略性产业，建立较为完善和具有竞争力的产业体系是实施信息产业强国战略的必然选择。未来一个时期我国集成电路产业发展的过程中，要善于利用世界集成电路产业转移的机遇，既要重视引进外资企业的先进技术和装备，鼓励企业发展高水平的芯片制造业、封装测试业，更要针对产业链薄弱环节，优先发展芯片设计业，重视材料设备等支撑业的发展，着重提高自主创新能力，开发具有自主知识产权的核心技术和关键装备和材料。

二、发展思路与目标

新形势下，“十一五”我国集成电路产业必须紧紧围绕国家的战略目标，进一步落实科学发展观，以规划引导行业发展，着力自主创新，提升竞争能力，落实产业政策，完善发展环境，协调产业结构，完善产业体系。

（一）发展思路

与以往相关规划相比，《专项规划》中最突出的特点就是从打造完善产业链中的角度，结合产业链各环节的特点，提出了我国集成电路产业发展思路。

(1)坚持完善产业链发展。这充分体现了我国在“十一五”期间发展集成电路产业的战略决策，这在以前的集成电路产业规划中是没有的，也进一步体现了科学发展观对《专项规划》中发展思路制定的科学化、措施可操作的要求。通过对国内集成电路产业链中各个环节的现状分析，以及对我们面临的形势认识，结合世界集成电路产业发展的趋势和要求，《专项规划》提出了“形成以设计业为龙头、制造业为核心、设备制造和配套产业为基础，较为完整的集成电路产业链”的总体思路。发展思路对设计业、制造业以及设备制造和配套产业等产业链各环节的明确定位，有利于指导我国集成电路产业朝着更为合理的结构发展。具体说，就是明确设计业的龙头地位，强调设计业在集成电路产业中的引领作用，将集成电路设计作为优先发展的领域给予重视，希望通过优先发展设计业，既满足国内不断增长的市场需求，同时带动产业链的整体发展。以制造业为核心就是考虑到制造业投资规模大，技术门槛高，整体带动性强，处于产业链的中游位置，是完善产业链的关键。设备制造和配套产业是完善产业链的必要环节，也是提高我国集成电路产业链竞争力的基础，没有设备和材料产业支撑，我国集成电路产业仍将受制于人。

(2)强调自主创新能力。“十五”期间我国集成电路产业实现起步，并初具规模，为下一步发展奠定了基础，培育出一批具备一定竞争能力的企业。但应该看到我国集成电路产业自主创新能力还相对薄弱，无论研发实力、知识产权拥有程度，还是市场控制力都不强。在今后的五到十年，我们要着重提高自主创新能力，尤其要壮大作为产业发展龙头的芯片设计业，要注重与整机的衔接，选择涉及国家安全和量大面广的集成电路产品作为重点突破，培育一批具有较强自主创新能力的骨干企业。芯片制造业在重视现有生产线的升级改造、工艺技术的研究开发的同时，积极发展IDM模式，鼓励骨干企业通过不断提升改造，逐步发展壮大为具有国际竞争实力的大公司，这是我国提升集成电路产业竞争实力的一条重要途径。当然，建立IDM模式公司的难度很大，技术和资金门槛很高，发展我国的IDM公司是一个渐进的过程，不会一蹴而就，对此我们应该有清醒的认识。封装测试业要巩固现有优势，继续加快技术进步和设备更新，实现技术水平和产业规模升级。材料装备等支撑业要加强基础技术研究，逐步掌握核心技术，形成产业支撑。通过产业链上各环节的创新能力提升，努力形成具有自主知识产权和国际竞争力的自主可控的集成电路产业。

(3)进一步引导产业聚集。“十五”以来，长三角、京津冀、珠 三角等区域集成电路产业发展呈现出明显的集聚和辐射带动效应。产业集聚不仅有利于完善地区产业链，降低生产和物流成本，而且有利于促进上下游企业间的技术合作，有效缩短研发周期，提高企业的市场竞争力。

（二）发展目标

结合发展思路的要求，在综合分析各方面因素的基础上，《专项规划》提出了由主要经济指标、结构调整目标、技术创新目标等三个方面构成的集成电路产业发展目标体系。

主要经济指标。主要选择了几个最能体现产业状况的指标，突出了产业总体规模、增长速度、在世界集成电路产业中的比重、我国的集成电路产业自给能力等四个方面。2005年我国生产集成电路266亿块，销售收入为702亿元，“十五”期间我国集成电路销售收入的平均增长速率约为30.4%。根据不完全统计，目前我国在建和拟建的12英寸集成电路芯片生产线5条，8英寸生产线5条，预计总投资超过100亿美元。“十一五”期间，预计我国集成电路产业规模仍将保持较快增长，复合增长率保持在25%～30%，2010年我国集成电路产量将增长到800亿块，销售收入约3000亿元。相对于世界集成电路市场14%的年均增长率，我国国内集成电路产业销售收入占世界集成电路市场份额将由“十五”末的4.5%提升到约10%。关于产品自给的比例，预计随着国内芯片设计技术和能力的不断提高，集成电路自给比例将从“十五”末的16%提高到2010年约30%。

结构调整目标。为促进产业链的协调发展，《专项规划》确定了结构调整目标。主要基于以下考虑：芯片设计是集成电路产业的龙头，也是集成电路产业附加值最高的部分，优先发展集成电路设计业就是要提高设计业在整个产业中的比例。随着政策环境进一步宽松，扶持力度进一步加大和市场的牵引，“十一五”期间芯片设计业的增长速度将快于制造业和封装测试业的增长速度，而且随着“十一五”中后期制造业和封装测试业产能扩张趋于稳定，设计业在整个产业中的比重还将进一步提高，并逐渐趋向于一个比较适当的比例。因此，对将芯片设计业、芯片制造业和封装测试业的比重关系将会由2005年的17.7%、33.2%、49.1%提高到2010年的23%、29%、48%是可能的。

技术创新目标。芯片设计业的快速发展，必将促进国内集成电路技术的进步，并开发出一批适应国内市场需求的核心芯片，然而考虑到设计平台工具开发和设计技术的制约，“十一五”我国主流设计水平还会比世界同期落后一代以上。在芯片制造业领域，考虑到芯片制造工艺技术和市场需求，《专项规划》将芯片制造业的目标设定在12英寸生产线，加工线宽达到90纳米以下，力图进一步缩小和世界先进水平之间的差距。封装测试领域，主要考虑是结构调整和技术升级，要进一步加强先进封装能力的建设，使国内封装测试业的技术水平达到国际主流，多种新型封装形式能实现规模生产。在关键设备和材料领域，以实施国家重大科技专项为契机，关键设备等支撑业也将有突破性进展，目前我国已经在8英寸及其以下的光刻机、刻蚀机、离子注入机等一批关键技术设备上实现突破，到“十一五”末实现12英寸部分关键技术设备、材料的国产化是有可能的。

三、重点任务

根据发展思路与目标，《专项规划》提出共性技术研发和公共服务平台建设、产品开发、芯片制造与封装测试能力、支撑产业发展、产业园区建设等四项“十一五”集成电路产业发展的重点任务。

（一）加快集成电路共性技术研发和公共服务平台建设

集成电路是资金、技术和人才密集型行业，自主创新能力的提升需要集中各方面的资源，超前部署，跟踪前沿技术，集中投入。《专项规划》提出要调动国家、企业、高校和研究机构、社会等多方面的力量，选择有基础、有实力的集成电路产业密集区域建立集成电路研发中心。共性技术研发平台的建设要按照市场需求，面向产业化发展，以企业形式运作，形成产学研用相结合的研究开发模式，重点研究开发集成电路产业的前沿技术和发展热点，如SOC等产品设计、纳米级工艺制造、先进封装与测试等共性关键技术，逐步积累技术开发能力，培养人才，为行业提供技术咨询和服务，增强全行业的自主创新能力。

考虑到国内集成电路产业尤其是设计业，小企业数量多，资金投入能力有限，单一企业建立测试验证环境难度大。为促进国内集成电路产业的发展壮大，培育优势骨干企业，将在产业聚集区域积极建设提品开发和测试环境的公共服务平台，为企业在EDA设计工具、IP核、产品评测等方面提供便捷、高效的服务，一方面有利于帮助企业解决可以克服集成电路产业发展中面临的资金、技术瓶颈，另一方面也有利于减少重复建设，降低企业开发成本，最终形成我国集成电路产业发展的良好环境。

（二）重点支持量大面广产品的开发和产业化

从国内集成电路产业规模、技术水平和研发能力的实际出发，微处理器和微控制器、存储器等高端产品领域技术和资金门槛高，短期国内企业难以突破。这种情况下，如何发展我国集成电路设计业？“十五”发展实践告诉我们：应紧紧依靠我国消费市场和整机配套的规模优势，抓住产业升级换代的新机遇，面向国际国内两个市场，特别是国内市场，选择数字音视频信源/信道芯片、图像处理芯片，移动通信终端基带芯片、信息安全芯片等一些面向整机配套的量大面广的专用集成电路为突破口，开发一批具有自主知识产权的产品，坚持从中低端向高端推进，从走向核心。大唐微电子、杭州士兰微等优秀的国内IC设计公司的成功证明了这一点。坚持这样的道路不仅能逐步促成一批拥有核心技术、具备国际竞争力企业的成长，从长远来看更是提高我国集成电路自主性的重要途径。

（三）增强芯片制造和封装测试能力

“909”工程是我国在90年代为促进集成电路产业发展实施的一项重大工程。经过十年的发展，华虹集团已成长为我国骨干集成电路企业，也是我国自主发展集成电路的主力军，在前工序生产线和集成电路设计能力建设和发展方面取得很大成就，为打破国外集成电路技术封锁、保证涉及国家安全和国计民生的芯片制造安全做出了突出贡献。随着世界集成电路产业工艺技术不断升级，“909”工程升级改造对于保持我国集成电路产业竞争力，维护国家经济安全具有重要意义。

经过“十五”时期的发展，我国集成电路芯片制造领域基本形成了以代工模式为主的发展格局。从全球发展情况看，世界集成电路的龙头企业大多走的是IDM的发展道路，就是企业拥有设计、制造和销售，如Intel公司。我国台湾地区的集成电路企业普遍采用了代工模式，就是专注于芯片制造，为设计企业提供制造服务，如台积电公司。“十一五”期间，为更好地服务于国内外市场，满足国内集成电路市场持续快速增加的需求，我国在增强新一代芯片加工线生产能力的同时，要鼓励IDM模式的骨干企业发展，促进设计业与制造业的协调互动发展。发展IDM模式，对于满足我国多元化的市场需求，特别是发展壮大自主可控的集成电路产业有着深远的战略意义。

在芯片制造能力建设方面，要重点发展12英寸、90纳米及以下技术的生产线，同时兼顾8英寸芯片生产线的建设，确保在供给量上满足不同层次的市场需求。对于6英寸及以下的生产线，要注意把握市场动态，在继续满足低端市场需求的同时，积极开发模拟电路、数模混合电路等产品。

我国封装测试业已形成了较大的产业规模，培育了长电科技、天水华天等一批具有较强竞争力的企业。“十一五”期间封装测试业应重点提升产品档次，满足集成电路产业的技术进步，大力发展先进的BGA、PGA、CSP、MCM、SIP等先进封装技术，提高测试技术和水平，继续保持竞争优势。

（四）突破部分专用设备仪器和材料

目前，我国已经具备了6英寸及其以下生产线装备的生产能力，部分设备达到8英寸工艺技术要求，与国际水平相比，整体技术差距依然很大，目前，国12英寸生产线的所有设备和8英寸的绝大部分设备依赖进口，国内集成电路装备制造业对产业支撑能力十分有限。分析全球集成电路产业强国，美国、日本都拥有很强的装备制造产业。因此，要从根本上提升集成电路产业，必须培育我国自主的装备制造业。“十一五”要充分利用前期工作的经验，以实施重大科技专项为突破口，在8～12英寸集成电路生产设备，包括光刻机、刻蚀机、离子注入机、平坦化设备、掺杂设备、快速热处理设备，划片机、键合机、硅片减薄机、集成电路自动封装系统等关键装备方面加大研发投入，并努力实现产业化。

我国在集成电路关键材料方面基础还相当薄弱。“十一五”期间，要加大对外开放力度，通过引进消化吸收，逐步建立关键材料产业体系。努力实现12英寸硅抛光片和8~12英寸硅外延片、锗硅外延片、SOI材料、宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂、特种气体、引线框架等关键材料的国内配套，并逐步实现自给。

（五）推进重点产业园区建设

集成电路是一个高投入、高风险、高回报的行业，对配套环境要求较高，不宜遍地开花。“十五”时期，信息产业部认定的北京、天津、上海、苏州、宁波等国家集成电路产业园在促进我国集成电路产业发展方面显示出了较强的集聚带动效应，为形成产业链体系和规模化的产业集群发挥了重要作用。“十一五”应充分发挥这些园区的辐射带动作用，继续引导有实力的企业进入产业园区，不断补充、丰富、完善和加强产业链建设，由园区的骨干企业作龙头，带动和盘活区域产业，增强园区产业链上下游企业间的互动配合，形成具有竞争实力的产业集群，同时园区还要加强和完善配套服务设施，不断完善公共技术和服务平台，为园区的企业和人才提供良好的生活环境和发展环境，提高园区竞争力，从而推动我国集成电路产业区域规模化壮大和快速发展。

四、政策措施

《专项规划》坚持务实发展的基本理念，从政策制定、资金投入、外资利用和人才培养等四个方面提出了具体的政策措施。

加快政策推出。18号文件和51号文件的，对“十五”期间我国集成电路产业快速发展、产业规模跻身世界前列起到了巨大的推动作用。当前我国集成电路产业已经进入一个新的发展阶段，需要营造长期稳定的法规环境，产业政策法制化已迫在眉睫。“十一五”国家将研究制定《软件与集成电路产业发展促进条例》。同时，在现有工作的基础上，加快出台《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业的若干政策》，保持对集成电路行业的支持力度，增强企业发展信心，构建更加完善的集成电路产业政策环境。

加大投入力度。我国集成电路产业自主创新能力不足和技术水平相对落后，必须持续加大资金投入力度，鼓励企业研究开发自主知识产权的核心技术，推动产业发展。要进一步发挥集成电路专项研发资金对行业技术进步的促进作用，研究设立“国家集成电路产业发展基金”，对集成电路关键技术和产品的研发和产业化给予支持。同时，要组织实施好集成电路重大工程和重大科技专项，这对于行业发展具有重要作用。

提高利用外资水平。我国集成电路的发展经验表明，坚持对外开放战略，积极吸引外资是解决资金瓶颈、加快技术进步、提升行业整体水平的重要途径。我国现有的8英寸和12英寸生产线绝大部分是外商投资建设的，“十五”期间，仅芯片制造领域国内利用外资总额就超过150亿美元，外商不仅带来了资金，还带来了技术、人才和管理。“十一五”我们必须继续坚定不依地走对外开放地发展道路，不断提高利用外资的水平和能力，完善政策环境、投资环境和人才环境，吸引有实力的跨国公司在国内建立研发中心、生产中心、运营中心，带动国内集成电路产业在企业管理、市场开拓、人才培养等方面的成长。

加强人才培养。人才是产业发展的关键，而对国内产业发展旺盛的市场需求，目前国内微电子人才培养机制尚不能适应产业发展的需要，人才培养方面过多侧重于研究型人才的培养，市场需求量大的技术开发型和职业技术型人才供给不足。因此，要构建面向多层次的微电子人才梯队培养的教育培训体系。同时要重点培养国际化高层次复合型集成电路人才，努力引进海外优秀集成电路人才，并为这些人才创造公平、有利、宽松的各种环境，鼓励他们为我国集成电路产业的发展做出更多贡献。

集成电路产业作为信息产业的基础和核心，是关系到国民经济和社会发展全局的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要作用。“十一五”期间，经过全行业长期不懈努力，完全有可能推动我国集成电路产业再上新台阶。

政策回放：集成电路产业“十一五”专项规划

集成电路产业作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平及保障国家安全等方面发挥着重要作用，已成为当前国际竞争焦点和衡量一个国家或地区现代化程度及综合国力的重要标志。

“十一五”期间，大力发展集成电路产业，尽快建立一个自主创新能力不断提高、产业规模不断扩大的产业体系，对保障信息安全、经济安全、增强国防实力，及推动社会进步，提高人民生活水平，具有极其重要战略意义和现实意义。

按照《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中“大力发展集成电路、软件和新型元器件等核心产业”及《信息产业“十一五”规划》中“完善集成电路产业链”的总体要求，在深入研究、广泛调研基础上，突出集成电路行业特点，编制集成电路专项规划，作为集成电路行业发展的指导性文件和加强行业管理的依据。

一、“十五”回顾

产业和市场规模迅速扩大。自从《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》文件颁布以来，我国集成电路产业进入发展最快的历史阶段。2005年集成电路产量达到266亿块，销售收入由2000年的186亿元提高到2005年的702亿元，年均增长30.4%，占世界集成电路产业中的份额由1.2%提高到4.5%。市场规模迅速扩大，2005年我国集成电路市场规模较2000年翻了两番，达到3800亿元，占全球比重达25%，成为全球仅次于美国第二大集成电路市场。

部分关键技术领域取得突破。32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份证芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场，产品设计能力达到0.18微米，集成度超过千万门；集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸0.13微米，90纳米工艺技术研发取得进展，与国外先进水平之间的差距明显缩小；分辨率193nmArF准分子激光步进扫描投影光刻机、100nm大角度离子注入机、100nm高密度离子刻蚀机等重大技术装备取得重要突破。

产业结构日趋合理。我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封装测试三业并举、较为协调的发展格局。经过“十五”发展，设计业和芯片制造业在产业中的比重显著提高，由2000年的31%提高到2005年的50.9%，封装与测试比重由同期的69%下降到49.1%，较为合理的产业结构初步形成。

骨干企业成长迅速。2005年销售额过亿元的集成电路设计公司已近20家，一批集成电路设计公司成功上市。上海华虹NEC电子有限公司、中芯国际集成电路制造有限公司等企业的工艺技术水平大幅提高，国际竞争力显著增强，成为全球第七位和第三位芯片加工企业。2005年销售额过10亿元的封装测试企业超过10家，江阴长电科技股份有限公司、南通富士通微电子股份有限公司、天水华天科技股份有限公司等封装测试企业产能不断扩大，技术水平不断提升。

产业集群效应凸显。集成电路产业集聚效应明显，2005年长江三角洲、京津地区集成电路销售额之和达到644.17亿元，占同年全国总销售额的91.7％。国家（上海）集成电路产业园、国家（苏州）集成电路产业园等5个部级集成电路产业园区集聚和辐射带动作用日益显现。

产业环境逐步改善。《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》（国发[2000]18号）的颁布实施，集成电路专项研发资金的设立，知识产权保护力度不断加强，为我国集成电路产业提供了良好的政策环境，极大地调动国内外各方面投资集成电路产业的积极性，5年来吸引外资累计约160亿美元。

尽管“十五”期间成绩显著，但是集成电路产业仍存在诸多问题。产业政策尚未完全落实到位，投融资环境还有待进一步改善；自主创新能力薄弱，缺乏核心技术和自主品牌；产业研发投入严重不足，总体技术水平与国外有很大差距；制造技术以代工为主，缺乏自主品牌；产业规模小，与国内市场规模差距较大；产品结构滞后于市场需求，进出口贸易逆差不断扩大；集成电路专用材料及设备自给率低，集成电路产业链并未完善；集成电路高级专业人才缺乏。

二、“十一五”面临形势

（一）集成电路技术发展趋势

市场和技术双重驱动创新。第三代移动通信、数字电视、下一代互联网等领域重大技术和市场的快速发展，“三网融合”的不断推进，驱动集成电路产业的技术创新和产品创新。多技术、多应用的融合将催生新的集成电路产品出现，纳米技术的发展、新体系架构等新技术发明也在孕育着新的突破。

集成电路设计新技术不断涌现。随着90纳米及以下微细加工技术和SoC设计技术的发展，软硬件协同设计、高速、高频、低功耗设计、IP复用、芯片综合／时序分析、可测性／可调试性设计、总线架构、可靠性设计等技术将得到更快的发展和更广泛的应用。

65～45纳米工艺将实现产业化。“十一五”期间，12英寸、65～45纳米微细加工工艺将实现工业化大生产，铜互联工艺、高K、低K介质材料等将大规模采用；新型栅层材料、下一代光刻技术、光学和后光学掩模版、新型可制造互连结构和材料、光刻胶等工艺、材料将成为技术研发的重点；SOI、SiGe等材料显示出了良好的应用前景。

适应更高要求的新型封装及测试技术成为主流。集成电路封装正向高密度、高频、大功率、高可靠性、低成本的方向发展。球栅阵列封装(BGA)、芯片倒装焊(Flipchip)、堆叠多芯片技术、系统级封装(SiP)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等封装类型将是“十一五”期间的主流封装形式。随着芯片性能的提高和规模的扩大，测试复杂度不断提高，自动测试技术和测试设备将快速发展，高速器件接口、可靠性筛选方法、高效率和低成本的测试技术等将成为测试的发展重点。

（二）集成电路市场分析

从上世纪70年代以来，世界集成电路市场虽有波动，但仍保持了年均约15％的增长率。经历了2001年的衰退后，世界集成电路市场销售额逐年增长，2005年实现销售额1928亿美元，达到历史最好水平。预计“十一五”期间，集成电路整体市场将保持平稳增长，波动幅度将趋缓，到2010年世界集成电路市场规模约为3000亿美元，平均增长率约14%。微处理器与微控制器、逻辑电路和存储器等三大类通用集成电路仍将占据主要市场，专用集成电路市场将较快增长。

未来5年，我国集成电路市场将进一步扩大，预计年均增长速度约为20%，到2010年，我国集成电路市场规模将突破8300亿元（2006～2010年我国集成电路市场需求预测见表1），采用0.18微米及以下技术的产品将逐步成为市场的主流产品，产品技术水平多代共存将是我国集成电路市场的特点。信息技术的快速发展，新应用领域的出现如移动通信、数字音视频产品、智能家庭网络、下一代互联网、信息安全产品、3C融合产品、智能卡和电子标签、汽车电子等的需求将形成集成电路新的经济增长点。

“十一五”期间我国集成电路进口额年均增长率将在15%以上，贸易逆差局面难以得到改变。

（三）集成电路产业面临环境

国内产业政策环境将不断改善。中央、地方各级政府和有关部门高度重视集成电路产业的发展，《进一步鼓励软件产业与集成电路产业发展的若干政策》等政策的出台，将为集成电路产业发展提供更加有利的政策环境。

投资强度和技术门槛越来越高。1条12英寸集成电路前工序生产线投资规模超过15亿美元，产品设计开发成本上升到几百万美元乃至上千万美元。企业的资金实力和技术创新能力成为竞争的关键。

国外高端技术转移限制仍将继续。作为战略性产业，全球主要发达国家越来越重视集成电路产业发展，为保持其领先地位，仍将控制关键技术装备、材料、高端设计和工艺技术向发展中国家转移，国内产业面临的技术挑战仍将长期存在。

知识产权和专利等摩擦将加剧。随着全球化竞争的不断深入，跨国公司利用其在技术、市场和资金的主导地位，更多地采用知识产权等技术手段开展竞争，国内企业发展面临各方面的压力。

三、“十一五”发展思路与目标

（一）发展思路

继续落实和完善产业政策，着力提高自主创新能力，推进集成电路产业链各环节协调发展。以应用为先导、优先发展集成电路设计业；积极发展集成器件制造（IDM）模式，鼓励新一代芯片生产线建设，推动现有生产线的技术升级；提升高密度封装测试能力；增强关键设备仪器和基础材料的开发能力。形成以设计业为龙头、制造业为核心、设备制造和配套产业为基础，较为完整的集成电路产业链。

设计业：鼓励设计业与整机之间的合作，加快涉及国家安全和量大面广集成电路产品的设计开发，培育一批具有较强自主创新能力的骨干企业，开发具有自主知识产权的集成电路产品。

制造业：鼓励现有生产线的技术升级和改造，形成90纳米工艺技术的加工能力；积极发展集成器件制造（IDM）模式，鼓励新一代芯片生产线建设；引导产业向有基础、有条件的地区集聚，形成规模效应，

封装测试业：加快封装测试业的技术升级。积极调整产品、产业结构，重点发展SIP、Flipchip、BGA、CSP、MCM等先进封装技术，提高测试水平和能力。

材料、设备等支撑业：以部分关键设备、材料为突破口，重视基础技术研究，加快产业化进程，提高支撑能力。

（二）发展目标

1.主要经济指标。到2010年，我国集成电路产业产量达到800亿块，实现销售收入约3000亿元，年均增长率达到30％，约占世界集成电路市场份额的10%，满足国内30％的市场需求。

2.结构调整目标。到2010年，集成电路产业结构进一步得到优化，芯片设计业在行业中的比重提高到23％，芯片制造业、封装与测试业比重分别为29％和48％，形成基本合理的产业结构。

3.技术创新目标。到2010年，芯片设计能力大幅提升，开发一批具有自主知识产权的核心芯片，主流设计水平达到0.13μm～90nm；国内重点整机应用自主开发集成电路产品的比例达到30％左右。芯片制造业的大生产技术达到12英寸、90-65nm；封装测试业进入国际主流领域，实现系统封装（SiP）、芯片倒装焊（Flipchip）、球栅阵列封装（BGA）、、芯片级封装（CSP）、多芯片组件（MCM）等新型封装形式的规模生产能力。12英寸部分关键技术装备、材料取得突破并进入生产线应用。

四、重点任务

（一）加快集成电路共性技术研发和公共服务平台建设

面向产业需求，建立企业化运作、面向行业的、产学研用相结合的国家集成电路研发中心，重点开发SOC等产品设计、纳米级工艺制造、先进封装与测试等产业链各环节的共性关键技术，为实现产业可持续发展提供技术来源和技术支持。

支持集成电路公共服务平台的建设，为企业提品开发和测试环境，在EDA设计工具、知识产权保护、产品评测等方面提供公共服务，促进中小企业的发展。

（二）重点支持量大面广产品的开发和产业化

面向高清晰度数字电视、移动通信、计算机及网络、信息安全产品、智能卡及电子标签产品、汽车电子等市场需求大的整机市场，引导芯片设计与整机结合，加大重点领域专用集成电路（ASIC）的开发力度，重点开发数字音视频相关信源、信道芯片、图像处理芯片，移动通信终端基带芯片、高端通信处理芯片、信息安全芯片等量大面广的产品，形成一批拥有核心技术的企业和具有自主知识产权的产品。

（三）增强芯片制造和封装测试能力

提高产业控制力，支持“909”工程升级改造；继续坚持对外开放，积极利用外资，鼓励集成器件制造（IDM）模式的集成电路企业发展，促进设计业、制造业的协调互动发展；重点发展12英寸集成电路生产线，建设5条以上12英寸、90纳米的芯片生产线；建设10条8英寸0.13～0.11微米芯片生产线，提高6英寸～8英寸生产线的资源利用水平；加强标准工艺模块开发和IP核的开发，不断满足国内芯片加工需求。积极采用新封装测试技术，重点发展BGA、PGA、CSP、MCM、SIP等先进封装技术，扩大产业规模，提高测试技术和水平。

（四）突破部分专用设备仪器和材料

掌握6～8英寸集成电路设备的制备工艺技术，重点发展8～12英寸集成电路生产设备，包括光刻机、刻蚀机、离子注入机、平坦化设备、掺杂设备、快速热处理设备，划片机、键合机、硅片减薄机、集成电路自动封装系统等设备，具备为6～8英寸生产设备进行维护和翻新能力；力争实现100nm分辨率193nmArF准分子激光步进扫描投影光刻机、高密度等离子体多晶硅刻蚀机、大角度倾斜大剂量离子注入机等重大关键装备产业化；重点开发12英寸硅抛光片和8英寸、12英寸硅外延片，锗硅外延片，SOI材料，宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂，特种气体、引线框架等材料，为产业发展提供有力支撑。

（五）推进重点产业园区建设

发挥国家、地方政府和各产业园区的积极性，重点建设北京、天津、上海、苏州、宁波等国家集成电路产业园，不断优化发展环境、完善配套服务设施，引导集成电路企业落户园区，以园区内骨干企业为龙头，加强产业链建设，带动相关企业的发展，提高园区竞争实力。

五、政策措施

（一）加快制定法规与政策，进一步营造良好的产业环境

积极推进《软件与集成电路产业发展促进条例》的编制，加快推出《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业的若干政策》，加大知识产权保护力度，促进集成电路产业的健康发展。

（二）进一步加大投入力度

加大政府投入，形成集成电路专项研发资金稳定增长机制。研究设立“国家集成电路产业发展基金”，鼓励集成电路企业技术创新和新产品开发，促进行业技术进步；组织实施集成电路重大工程和国家科技重大专项，研发集成电路关键技术和产品；鼓励国家政策性金融机构重点支持重点集成电路技术改造、技术创新和产业化项目；支持集成电路企业在境内外上市融资；鼓励境内外各类经济组织和个人投资集成电路产业。

（三）继续扩大对外开放，提高利用外资质量

坚持对外开放，继续优化环境，大力吸引国（境）外资金、技术和人才。重点吸引有实力的跨国公司在国内建设高水平的研发中心、生产中心和运营中心，不断提高国内集成电路产业企业管理、市场开拓、人才培养能力。积极提高资源利用效率，完善外商投资项目核准办法，适时调整《外商投资产业指导目录》，优化产业布局，减少低水平盲目重复建设。

大规模集成电路设计范文第3篇

关键词：集成设计 选型 校验 系统模型

pivotal words: Integrated Design,Select and verify equipment type 、Constitute Power System model

一、引言：

在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。

二、详述：

电气设计的目标

我们只有了解了电气设计最终实现目标才能进行更明确的工作，为了详细说明一个变配电所的所有电气内容，通常需要出的图纸有：

1．1 电气主接线图或高压系统图

1．2 低压系统图

1．3 平面布置图、剖面图

1．4 配电柜立面图

1．5 电缆清册

1．6 设备材料表

1．7 电气计算书

1．8 二次控制原理图

1．9 二次外部线路图

以上图纸中最复杂的图纸，工作量最大的莫过于高低压系统图，因为他们占用的计算工作量大。过去我们也提供一些计算工具软件，但大都是零散的，不系统的，比如负荷计算、电压损失计算、短路计算等，用户对整个系统的认识，一直停留在修改旧图，反复的计算-填写表格-替换设备-删除-复制等低级的劳动中，造成了劳动效率无法大幅度提高。而且由于缺乏整个供-配电系统结构的认识，往往上一级开关调整以后，没有改下一级开关，或上一级开关整定变了，没有跟着调整配线，造成许多前后不对照的错误图纸和问题工程。旧图中大量的图元各自独立并没有共性，所以难以大规模的一次性修改成功。旧图修改重复劳动特别多，反复的重复删除、复制、替换、文字、移动等命令，容易造成笔误。特别是当前工程设计周期被业主大幅度缩短，怎样提高设计、绘图效率就成为了一个关键性的问题。

绘图计算软件的现状

目前国内电气设计软件提供这部分的主要偏向于绘图功能。绘制高低压柜的一次方案，许多家厂商生产的软件都包含了这部分图库。我们绘图主要集中在插入相应的图块进行绘制，然后填写定货图表格。计算则是分开的。

也有个别软件对高低压系统提供了部分计算，但大都是零碎的，不是对系统整体的计算，或是对其中一个回路、某一种负荷类型（如电动机）进行计算，其他回路或负荷类型无法计算，也无法作到上下级配合选型，也没有全面的综合校验电气设备所有技术参数，没有用电需求表，和实际工程需要的设计过程相差太多等等。所以在设计变配电所过程中，大部分工作仍集中在修改旧图，重新计算，选型上。计算机的辅助设计功能没有什么提高。

电气设计的过程分析

选型统一规定

很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用KYN28，低压柜采用抽屉式MNS，主断路器采用CM1，电缆采用 VV 系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。

用电需求定义

水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。

现在随着计算机普及，很多设计院已经使用EXCEL互提资料。

负荷分配

确定配电设备（配电箱、盘、柜）的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。

负荷计算

对每个配电设备进行负荷计算。主要采用需要系数法。

分配电中心计算选

分配电中心（如某层的配电间、竖井、或机房的配电间）的配电柜供给下联的配电盘或箱。对这些配电盘、箱、柜进行选型。

变配电中心计算选

变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。

短路计算

选型完成以后，查表得出各组件和线缆的阻抗，并设定短路点，计算每个短路点的三相和单相短路电流。

校验计算

对于高低压设备进行短路校验、电压损失校验、电机启动校验以及灵敏度校验等。校验不合适的值，要重新进行选型。直到校验通过。

绘制系统图

根据系统模型，绘制系统图。

排列柜子。

根据平面情况，布置柜子。并绘制立面图、剖面图。

根据柜子布置情况分别调整系统图抽屉柜位置和编号以及进线柜、母联柜位置

回路库和设备库符号库

高低压柜的一次方案是厂家样本提供的。在CAD绘图中要调用这些方案，必须将这些方案组织成一个回路库。每个回路都是由很多组件组成的。这些组件的电气属性（技术参数）则在设备库中定义。符号库是规定了这些组件对应的图例。以上三者在选型绘图过程中必不可少。

为了应对众多的厂家和不同的型号规格产品，我们符号库、设备库、回路库都是开放的。用户可以新增设备系列，新增回路方案等等。

符号库采用新国标图例。回路库和设备库也采用了最流行最先进的高低柜型号，特别是中国建筑标准所出的《统一技术措施电气设备选型卷》和电力出版社出的最新版《工厂常用电气设备手册》上下册以及上下册补充本。

回路库结构中每个回路都可以设定盘内组件的型号规格和数量或额定电流、控制电机功率，这样完全按照样本提供的内容录入，对选型提供了“电子样本”。

统一规定设定

在做某一工程前，由电气专业项目负责人确定的设备选型的基本方案。该基本方案中将所有电气设备划分为供电、输电、配电、用电几类，用户只须对以上设备进行初步选型，确定设备的系列号以及相关参数。其它参数都可以自动选型。

用电需求定义表

用电需求表是用户自行录入的工程中所用到的所有用电设备列表。用户需要录入用电设备的安装位置、名称编号，设备容量，负荷性质等内容。可以从EXCEL中将水暖工艺提来的资料导入该表中，也可以将输入好的用电需求表导出到EXCEL中编辑。安装位置提供了一个很好的管理所有设备的结构，非常直观方便。

系统模型的建立

本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。

4.1所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作（运行）属性、短路属性、电气属性。

任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。

工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。

集成设计的流程是：用电负荷被人工添加到配电柜上。然后进行负荷计算，并自动选择配电柜内元件型号规格，选定短路参数可以进行短路校验。如果短路校验不通过，重新进行选型计算。

4.2系统模型的建立：要想实现对变配电所设备的整体选型校验和设计，必须建立整个工程的配电系统模型，才能够实现对所有设备的选校。

一个好的系统模型首先比较直观，操作简单。上手快。组织严密。由于电气系统的树状结构和WINDOWS资源管理器的树状结构的相似性，我们完全可以利用WINDOWS资源管理器类似结构的树状系统来搭建一个模型，实现简单的配电系统。

电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜 ……..

从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。

这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。

附图1

附图2

4.3系统模型的功能

立系统模型是从工程中的配电中心（配电间、配电室）建立。 统模型可以直观看到开关柜一次方案图形。以方便选型 统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置 4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷

5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算

6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。

7、模型在负荷计算、短路计算、和初步选型方案基础上进行自动选型计算

8、系统模型选型计算后对参数进行校验计算，包括高低压设备、配电干线等所有设备都可以按照规范要求进行校验。

统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。 10. 可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。

软件实现流程图

软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。

常用设备选型校验方案（部分） 压器选型:负荷分配->负荷计算->选型 低压母线选型

负荷分配->负荷计算->按正常工作电流选型

效验内容如下：

电机启动压降计算 电压损失计算 3、过载保护效验

4、热稳定效验

电缆导线选型

负荷计算->按正常工作电流选型

1、效验电压损失：

2、效验经济电流密度：

3、效验热稳定

4、效验过载保护

低压开关选型

负荷计算->按照正常工作选型：1、选择壳架等级电流 2、选择脱扣器额定电流 3、根据回路保护设置要求，进行短延时，瞬时，长延时三个脱扣器额定电流的选型。

1、效验极限分断能力

2、效验开断电流

3、效验灵敏度

4、上下级配合效验

5、过载保护效验

高压开关选型

负荷计算->按正常工作电流选型 1、选择额定电流

效验开断电流或开断容量。 效验最高工作电压、效验动稳定、效验热稳定。

10、集成设计软件的优点

1．实现了真正意义上的供配电系统模型，是面向整体电力系统的电气设计软件。不同于以往零散的孤立模块，这样的好处是比较直观清楚的让电气工程师知道每个电气元件在电力系统中的位置，作用，运行状态和短路状态以及所有电气属性等。

i.进行负荷计算、短路计算、选型计算和校验计算。集四大计算于一体，更加清晰明了选型结果。

2．成设计便于负荷调整，回路替换，设备技术参数的修改。并提供一系列智能检测系统，保证前后上下级联关系正确，确保电气回路的参数的正确性。

集成设计便于输出管理电缆表，设备表。

集成设计提供了可扩充的回路库和设备库，完全仿照设备样本，全部开放。用户可增添新设备。

集成设计提供给用户最方便直接的查询功能，点击任何一个系统模型上设备元件，都可以看到该设备的电压，流过的电流，功率等运行情况。也可以看到在该点短路时的短路阻抗，短路电流情况，甚至可以查询其他点短路，在该点的短路电流情况。

集成设计的界面采用资源管理器式界面，只要会windows的人都可以建立一个系统模型。不需要另外增加学习时间。操作也是类似与资源管理器，极其容易上手。

集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。

集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。

集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。

三、结论

变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用CAM/CAD软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计CAD将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。

参考书目：

《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社

《建筑电气设计实例图册》，北京照明学会设计委员会编中国建筑工业出版社

《工厂常用电气设备手册》兵器部第五设计院编中国电力出版社

《民用建筑电气设计手册》湖南电气情报网编中国建筑工业出版社

《低压配电设计规范》GB50054-95中国计划出版社

《供配电系统设计规范》GB50052-95中国计划出版社

大规模集成电路设计范文第4篇

上海500亿元重金“砸”向集成电路产业

上海市副市长周波近期表示，上海市集成电路产业基金总规模为500亿元，分为三个基金，政府资金将扮演种子的角色，广泛吸引社会资金参与。具体来说，就是按“3+1+1”的格局设立三个行业基金。最大规模的是总额300亿元的集成电路制造基金，主要用来支持在沪兴建新一代超大规模集成电路生产线，并支持光刻机、刻蚀机等核心装备的国产化。另两个基金的规模稍小，都是100亿元，一个专注于投资集成电路材料产业，另一个用来并购海内外优秀的集成电路设计企业。

周波表示，上海市集成电路产业基金将以“市场主导、政府引导”为原则，根据不同产业特点，政府资金将发挥不同的作用。

根据上海市集成电路行业协会的统计，在上海的集成电路产业中，来自张江高科技园区的企业占据了半壁江山，张江高科技园区也是我国集成电路产业最集中、综合技术水平最高、产业链相对最为完整的产业园区。截至2015年底，协会中来自张江的企业已达170家。上海市集成电路行业协会有关负责人接受《中国经济周刊》记者采访时表示，上海集成电路产业基金的设立对张江高科技园区的制造、设计、装备这三类企业必将是利好。

此外，早在2015年6月，张江高科（600895.SH）公告称，其全资子公司2亿元认缴武岳峰集成电路基金6.67%，成为其有限合伙人。据了解，武岳峰集成电路基金是在上海自贸区内设立的人民币、美元双币股权投资基金，基金设立以后，将锁定全球范围内的集成电路产业的优质资源，寻找在美国、欧洲、以色列、日本等国的产业并购目标，同步配合与中国国内集成电路企业的整合;该基金主要以并购方式投资国内外处于高速成长中后期的企业，或者在境外资本市场上被低估的成熟期企业，通过各种方式整合，并选择合适的资本退出渠道完成退出。

越来越多的跨国公司将总部放在了张江

在各种政策利好影响下，越来越多的跨国公司将总部选择在了张江区域内。中国内地规模最大、技术最先进的集成电路代工企业――中芯国际集成电路制造有限公司（下称“中芯国际”），于2015年12月出资成立中芯国际控股有限公司（下称“中芯控股”）。中芯控股已获上海市政府认定为跨国公司地区总部，将承担中芯国际大陆地区总部管理职能。

《中国经济周刊》记者从张江高科获悉，该公司全资子公司上海张江集成电路产业区开发有限公司，已与中芯控股签订《收购框架协议》，将“张东商务中心”物业1号楼出售给中芯控股，该楼将作为中芯国际的总部办公大楼。资料显示，中芯控股法定代表人为中芯国际首席执行官兼执行董事邱慈云，注册资本5000万美元，是外国法人独资的有限责任公司。

公开信息显示，中芯国际在浦东建有一座300mm晶圆厂和一座200mm超大规模晶圆厂;在北京建有一座300mm超大规模晶圆厂，一座控股的300mm先进制程晶圆厂正在开发中;在天津和深圳各建有一座200mm晶圆厂。中芯国际还在美国、欧洲、日本和中国台湾设立行销办事处，同时在中国香港设立了代表处。中芯国际透露，根据目前计划，上海总部将统筹国内各公司运营。

中芯国际首席财务官兼战略规划执行副总裁高永岗表示：“成立地区总部，是中芯国际战略发展的需要。中芯国际起步于上海，选择上海作为地区总部有历史积淀、地缘优势、产业布局等方面的综合考虑。中芯控股将充分发挥总部功能，高效整合企业内外资源，发挥产业集聚应，推动企业以及中国集成电路产业的发展。”

我国地方性集成电路产业“大基金”总额已达1400亿元

我国的集成电路产业和世界先进水平仍有较大差距，目前每年进口芯片超过2000亿美元。为提高集成电路产业的技术水平，把握产业自，过去两年，国家对集成电路产业给予了前所未有的重视。2014年6月，国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，成立国家产业投资基金。这一重大举措为中国集成电路产业的发展营造了不可多得的良好发展环境。

大规模集成电路设计范文第5篇

2001年我国新增“集成电路设计与集成系统”本科专业，2003年至2009年，我国在清华大学、北京大学、复旦大学等高校分三批设立了20个大学集成电路人才培养基地，加上原有的“微电子科学与工程”专业，目前，国内已有近百所高校开设了微电子相关专业和实训基地，由此可见，国家对集成电路行业人才培养的高度重视。在新形势下，集成电路相关专业的“重理论轻实践”、“重教授轻自学轻互动”的传统人才培养模式已不再适用。因此，探索新的人才培养方式，改革集成电路设计类课程体系显得尤为重要。传统人才培养模式的“重理论、轻实践”方面，可从课程教学学时安排上略见一斑。例如：某高校“模拟集成电路设计”课程，总学时为80，其中理论为64学时，实验为16学时，理论与实验学时比高达4∶1。由于受学时限制，实验内容很难全面覆盖模拟集成电路的典型结构，且实验所涉及的电路结构、器件尺寸和参数只能由授课教师直接给出，学生在有限的实验学时内仅完成电路的仿真验证工作。由于缺失了根据所学理论动手设计电路结构，计算器件尺寸，以及通过仿真迭代优化设计等环节，使得众多应届毕业生走出校园后普遍不具备直接参与集成电路设计的能力。“重教授、轻自学、轻互动”的传统教学方式也备受诟病。课堂上，授课教师过多地关注知识的传授，忽略了发挥学生主动学习的主观能动性，导致教师教得很累，学生学得无趣。

2集成电路设计类课程体系改革探索和教学模式的改进

2014年“数字集成电路设计”课程被列入我校卓越课程的建设项目，以此为契机，卓越课程建设小组对集成电路设计类课程进行了探索性的“多维一体”的教学改革，运用多元化的教学组织形式，通过合作学习、小组讨论、项目学习、课外实训等方式，营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。

2．1新型集成电路设计课程体系探索

由于统一的人才培养方案，造成了学生“学而不精”局面，培养出来的学生很难快速适应企业的需求，往往企业还需追加6～12个月的实训，学生才能逐渐掌握专业技能，适应工作岗位。因此，本卓越课程建设小组试图根据差异化的人才培养目标，探索新型集成电路设计类课程体系，重新规划课程体系，突出课程的差异化设置。集成电路设计类课程的差异化，即根据不同的人才培养目标，开设不同的专业课程。比如，一些班级侧重培养集成电路前端设计的高端人才，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、集成电路系统与芯片设计、模拟集成电路设计、射频电路基础、硬件描述语言与FPGA设计、集成电路EDA技术、集成电路工艺原理等；另外的几个班级，则侧重于集成电路后端设计的高端人才培养，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、CMOS模拟集成电路设计、版图设计技术、集成电路工艺原理、集成电路CAD、集成电路封装与集成电路测试等。在多元化的培养模式中，加入实训环节，为期一年，设置在第七、八学期。学生可自由选择，或留在学校参与教师团队的项目进行实训，或进入企业实习，以此来提高学生的专业技能与综合素质。

2．2理论课课堂教学方式的改进

传统的课堂理论教学方式主要“以教为主”，缺少了“以学为主”的互动环节和自主学习环节。通过增加以学生为主导的学习环节，提高学生学习的兴趣和学习效果。改进措施如下：

（1）适当降低精讲学时。精讲学时从以往的占课程总学时的75％～80％，降低为30％～40％，课程的重点和难点由主讲教师精讲，精讲环节重在使学生掌握扎实的理论基础。

（2）增加课堂互动和自学学时。其学时由原来的占理论学时不到5％增至40％～50％。

（3）采用多样化课堂教学手段，包括团队合作学习、课堂小组讨论和自主学习等，激发学生自主学习的兴趣。比如，教师结合当前本专业国内外发展趋势、研究热点和实践应用等，将课程内容凝练成几个专题供学生进行小组讨论，每小组人数控制在3～4人，课堂讨论时间安排不低于课程总学时的30％［3］。专题内容由学生通过自主学习的方式完成，小组成员在查阅大量的文献资料后，撰写报告，在课堂上与师生进行交流。课堂理论教学方式的改进，充分调动了学生的学习热情和积极性，使学生从被动接受变为主动学习，既活跃了课堂气氛，也营造了自主、平等、开放的学习氛围。

2．3课程实验环节的改进

为使学生尽快掌握集成电路设计经验，提高动手实践能力，探索一种内容合适、难度适中的集成电路设计实验教学方法势在必行。本课程建设小组将从以下几个方面对课程实验环节进行改进：

（1）适当提高教学实验课时占课程总学时的比例，使理论和实验学时的比例不高于2∶1。

（2）增加课外实验任务。除实验学时内必须完成的实验外，教师可增设多个备选实验供学生选择。学生可在开放实验室完成相关实验内容，为学生提供更多的自主思考和探索空间。

（3）提升集成电路设计实验室的软、硬件环境。本专业通过申请实验室改造经费，已完成多个相关实验室的软、硬件升级换代。目前，实验室配套完善的EDA辅助电路设计软件，该系列软件均为业界认可且使用率较高的软件。

（4）统筹安排集成电路设计类课程群的教学实验环节，力争使课程群的实验内容覆盖设计全流程。由于集成电路设计类课程多、覆盖面大，且由不同教师进行授课，因此课程实验分散，难以统一。本课程建设小组为了提高学生的动手能力和就业竞争力，全面规划、统筹安排课程群内的所有实验，使学生对集成电路设计的全流程都有所了解。

3工程案例教学法的应用

为提升学生的工程实践经验，我们将工程案例教学法贯穿于整个课程群的理论、实验和作业环节。下面以模拟集成电路中的典型模块多级放大器的设计为例，对该教学方法在课程中的应用进行详细介绍。

3．1精讲环节

运算放大器是模拟系统和混合信号系统中一个完整而又重要的部分，从直流偏置的产生到高速放大或滤波，都离不开不同复杂程度的运算放大器。因此，掌握运算放大器知识是学生毕业后从事模拟集成电路设计的基础。虽然多级运算放大器的电路规模不是很大，但是在设计过程中，需根据性能指标，谨慎挑选运放结构，合理设计器件尺寸。运算放大器的性能指标指导着设计的各个环节和几个比较重要的设计参数，如开环增益、小信号带宽、最大功率、输出电压（流）摆幅、相位裕度、共模抑制比、电源抑制比、转换速率等。由于运算放大器的设计指标多，设计过程相对复杂，因此其工作原理、电路结构和器件尺寸的计算方法等，这部分内容需要由主讲教师精讲，其教学内容可以放在“模拟集成电路设计”课程的理论学时里。

3．2作业环节

课后作业不仅仅是课堂教学的巩固，还应是课程实验的准备环节。为了弥补缺失的学生自主设计环节，我们将电路结构的设计和器件尺寸、相关参数的手工计算过程放在作业环节中完成。这样做既不占用宝贵的实验学时，又提高了学生的分析问题和解决问题的能力。比如两级运算放大器的设计和仿真实验，运放的设计指标为：直流增益＞80dB；单位增益带宽＞50MHz；负载电容为2pF；相位裕度＞60°；共模电平为0．9V（VDD＝1．8V）；差分输出摆幅＞±0．9V；差分压摆率＞100V／μs。在上机实验之前，主讲教师先将该运放的设计指标布置在作业中，学生根据教师指定的设计参数完成两级运放结构选型及器件尺寸、参数的手工计算工作，仿真验证和电路优化工作在实验学时或课外实训环节中完成。

3．3实验环节

在课程实验中，学生使用EDA软件平台将作业中设计好的电路输入并搭建相关仿真环境，进行仿真验证工作。学生根据仿真结果不断优化电路结构和器件尺寸，直至所设计的运算放大器满足所有预设指标。其教学内容可放在“模拟集成电路设计”或“集成电路EDA技术”课程里［4］。

3．4版图设计环节

版图是电路系统和集成电路工艺之间的桥梁，是集成电路设计不可或缺的重要环节。通过集成电路的版图设计，可将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。两级运算放大器属于模拟集成电路，其版图设计不仅要满足工艺厂商提供的设计规则，还应考虑到模拟集成电路版图设计的准则，如匹配性、抗干扰性以及冗余设计等。其教学内容可放在课程群中“版图设计技术”的实验环节完成。通过理论环节、作业环节以及实验的迭代仿真和版图设计环节，使学生掌握模拟集成电路的前端设计到后端设计流程，以及相关EDA软件的使用，具备了直接参与模拟集成电路设计的能力。

4结语