国家级集成电路扶持政策背景及重点解读
作者：admin来源：OFweek半导体照明网日期：2014-7-7 10:52:22 人气：1348 标签：《为推动集成电路产业加快发展，工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部等部门编制了《国家集成电路产业发展推进纲要》，并由国务院正式批准发布实施。6月24日，上述部门举行新闻发布会，请工业和信息化部副部长杨学山介绍了《推进纲要》的相关情况。
一、关于《纲要》出台的背景和重要意义
集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力，已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。国际金融危机后，发达国家加紧经济结构战略性调整，集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显，美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。
加快发展集成电路产业，是推动信息技术产业转型升级的根本要求，是提升国家信息安全水平的基本保障。我国信息技术产业规模多年位居世界第一，2013年产业规模达到12.4万亿元，生产了14.6亿部手机、3.4亿台计算机、1.3亿台彩电，但主要以整机制造为主，由于以集成电路和软件为核心的价值链核心环节缺失，行业平均利润率仅为4.5%，低于工业平均水平1.6个百分点。
因此，向以集成电路和软件为核心的价值链核心环节发展，既是产业转型升级的内部动力、也是市场激烈竞争的外部压力。与此同时，我国集成电路产业还十分弱小，远不能支撑国民经济和社会发展以及国家信息安全、国防安全建设需要。2013年我国集成电路进口2313亿美元。
旺盛的国内市场需求也是发展我国集成电路产业的强大动因。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场，2013年规模达9166亿元，占全球市场份额的50%左右。随着我国经济发展方式的转变、产业结构的加快调整，以及新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展，工业化和信息化深度融合，大力推进信息消费，对集成电路的需求将大幅增长，预计到2015年市场规模将达1.2万亿元。
当前，全球集成电路产业已进入重大调整变革期，给我国集成电路产业发展带来挑战的同时，也为实现赶超提供了难得机遇。在新的历史时期下，《推进纲要》作为今后一段时期指导我国集成电路产业发展的行动纲领，对加快产业发展具有重要意义。
近些年，在市场拉动和政策支持下，我国集成电路产业快速发展，整体实力显着提升。但是也不容忽视，制约我国集成电路产业做大做强的核心技术缺乏，产品难以满足市场需求等问题依然十分突出。
究其原因，一是企业融资瓶颈突出。骨干企业自我造血机能差，国内融资成本高，社会资本也因集成电路产业投入资金额大、回报周期相对较长而缺乏投入意愿。
二是持续创新能力不强。领军人才匮乏，企业小散弱；全行业研发投入不足英特尔一家公司的六分之一。
三是产业发展与市场需求脱节，芯片-软件-整机-系统-信息服务产业链协同格局尚未形成，内需市场优势得不到充分发挥。此外，适应产业特点的政策环境不完善也是导致产业竞争力不强的重要原因。通过《推进纲要》的实施，就是要破解上述难题，为产业发展创新良好环境。
二、关于《推进纲要》的主要内容
《推进纲要》分为四个部分，总体可以用一、二、三、四、五、八来概括。
第一部分是现状与形势。主要总结了近年来产业发展取得的成绩，分析了存在的问题及面临的形势。总的来看，当前是我国集成电路产业发展的关键时期，产业发展有基础、有市场、有机遇，也有挑战和困难。
第二部分是总体要求。在深入学习领会党的十八大和十八届二中、三中全会精神的基础上，《推进纲要》确立了使市场在资源配置中起决定性作用，更好发挥政府作用的一条主线；充分体现了两个突出：
一是突出企业的市场主体地位，使其成为创新的主体，产业发展的主动力。
二是突出芯片设计-芯片制造-封装测试-装备与材料全产业链布局，协同发展，进而构建芯片软件整机系统信息服务生态链；
以全球产业发展趋势和国内产业基础为出发点，提出了2015年、2020年和2030年三个阶段的产业发展目标，到2015年，机制体制创新取得成效，建立与集成电路产业规律相适应的管理决策体系、融资平台和政策环境。
到2020年，逐步缩小与国际先进水平的差距，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。到2030年，产业总体达到国际先进水平，实现跨越发展。明确了需求牵引、创新驱动、软硬结合、重点突破、开放发展五项基本原则。
第三部分是主要任务和发展重点。《推进纲要》凝练了推进产业发展的四项主要任务，更加突出企业的主体地位，以需求为导向，以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力，破解产业发展瓶颈，着力发展集成电路设计业，加速发展集成电路制造业，提升先进封装测试业发展水平，突破集成电路关键装备和材料，推动集成电路产业重点突破和整体提升，实现跨越发展。
从几个细分行业发展重点看，在设计业方面，围绕产业链开展布局，近期重点聚焦移动智能和网络通信核心技术和产品，提升信息技术产业核心竞争力；加紧部署云计算、物联网、大数据用关键芯片和软件，创新商业模式，抢占未来产业发展制高点；分领域、分门类，逐步突破智能电网、智能交通、金融电子等行业应用核心芯片与软件。
在制造业方面，抓住技术变革的有利时机，突破投融资瓶颈，加快先进生产线建设，提升综合能力，建立可持续的盈利模式。同时兼顾特色工艺发展。在封装测试业方面，提升芯片级封装、圆片级封装、硅通孔、三维封装等先进封装和测试技术层次，扩大规模。在装备和材料业方面，加强装备、材料与工艺的结合，研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备，开发光刻胶、大尺寸硅片等关键材料，快速形成配套能力。
第四部分是保障措施。针对目前产业发展存在的突出问题和瓶颈，特别是融资难、机制障碍等问题，《推进纲要》提出了八项保障措施。
一要加强组织领导。成立国家集成电路产业发展领导小组，负责统筹协调，强化顶层设计，整合调动资源，解决重大问题。
二要设立国家产业投资基金。主要吸引大型企业、金融机构以及社会资金，采取市场化运作，重点支持集成电路等产业发展，促进工业转型升级。
三要加大金融支持力度。在创新信贷产品和金融服务、支持企业上市和发行融资工具、开发保险产品和服务等方面对产业给予扶持。
四要推动落实税收支持政策。保持政策的稳定性，落实国发[2000]18号文件、国发[2011]4号文件等政策，加快出台相关实施细则。
五要加强安全可靠软硬件的应用，推广使用技术先进、安全可靠的集成电路、基础软件及整机系统。
六要强化企业创新能力建设。鼓励企业成立集成电路技术研究机构，支持产业联盟发展，加强知识产权和标准工作。
七要加强人才培养和引进力度。加快建设示范性微电子学院，培养高层次、急需紧缺和骨干专业技术人才，加大对引进优秀人才的支持力度。
八要继续扩大对外开放。大力吸引境外资金、技术和人才，鼓励境内企业扩大国际合作，整合国际资源，鼓励两岸企业加强技术和产业合作。
三、关于《推进纲要》措施的几个亮点
我国历来重视集成电路产业发展，2000年和2011年先后出台了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》、《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，也就是大家所说的18号文件和4号文件。这两个文件对于推动我国集成电路产业发展发挥了重要作用，它们是一脉相承的，其主要内容包括财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场政策等。《推进纲要》在保持18号、4号文件等现有政策的基础上，重点增加了三个主要内容。
一是加强组织领导，成立国家集成电路产业发展领导小组，负责产业发展推进工作的统筹协调，强化顶层设计，整合调动各方面资源，解决重大问题，根据产业发展情况的变化，实时动态调整产业发展战略。并成立由有关专家组成的咨询委员会。
二是设立国家集成电路产业投资基金。重点吸引大型企业、金融机构以及社会资金对基金进行出资。基金实行市场化、专业化运作，减少政府对资源的直接配置，推动资源配置依据市场规则、市场竞争实现效益最大化和效率最优化。基金支持围绕产业链布局，重点支持集成电路制造领域，兼顾设计、封装测试、装备、材料环节，推动企业提升产能水平和实行兼并重组、规范企业治理，形成良性自我发展能力。
三是加大金融支持力度。重点在创新信贷产品和金融服务、支持企业上市和发行融资工具、开发保险产品和服务等方面，对集成电路产业给予支持。
除了杨学山之外，工业和信息化部部长苗圩同样就《纲要》的背景、意义、重点内容以及我国发展集成电路产业面临的挑战和机遇等问题接受了采访。
记者：请您简要介绍一下《纲要》出台的背景以及发展集成电路产业的重要战略意义。
苗圩：集成电路是信息技术产业的粮食，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力与综合国力的重要标志之一。国际金融危机后，发达国家加紧经济结构战略性调整，集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显，美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。
发展集成电路产业既是信息技术产业转型升级的内部动力，也是市场激烈竞争的外部压力。我国信息技术产业规模多年位居世界第一，2013年产业规模达到12.4万亿元，生产了14.6亿部手机、3.4亿台计算机、1.3亿台彩电，但主要以整机制造为主，由于以集成电路和软件为核心的价值链核心环节缺失，行业平均利润率仅为4.5%，低于工业平均水平1.6个百分点。
目前，我国集成电路产业还十分弱小，远不能支撑国民经济和社会发展以及国家信息安全与国防安全建设。2013年我国集成电路进口2313亿美元，多年来与石油一起位列最大的两宗进口商品。加快发展集成电路产业，提升企业的能力和水平已成为当务之急。
记者：近年来，国家先后出台了促进集成电路产业发展的[2000]18号、[2011]4号文件，实施了国家科技重大专项，请您介绍一下集成电路产业发展取得的主要成绩。
苗圩：近年来，在市场拉动和政策支持下，我国集成电路产业快速发展，整体实力显着提升。2013年全行业销售收入2508亿元，同比增长16.2%.其中，芯片设计业近十年年均增长超过40%，成为拉动产业增长的主要动力。制造业加快追赶步伐，2013年销售收入同比增长接近20%.封装测试业稳步扩大，产业规模超过1000亿元。
技术实力显着增强。系统级芯片设计能力与国际先进水平的差距逐步缩小。建成了7条12英寸生产线，量产工艺最高水平达40纳米，28纳米工艺有望年底小批量生产。集成电路封装技术接近国际先进水平。部分关键装备和材料实现从无到有，部分被国内外生产线采用，离子注入机、刻蚀机、溅射靶材等进入8英寸或12英寸生产线。
涌现出一批具备一定国际竞争力的骨干企业。2013年海思和展讯销售收入分别超过20亿美元与10亿美元，均已进入全球设计企业前20位，逐步接近前十大门。中芯国际为全
球第五大芯片制造企业，连续两年保持盈利。长电科技在封装测试领域全球排名第六。
记者：集成电路行业有着大者恒大、快鱼吃慢鱼的行业特征，在这一形势下，我国发展集成电路产业面临哪些挑战和机遇？
苗圩：当前，全球集成电路产业已进入深度调整变革期，既给产业发展带来挑战，也为实现赶超提供了难得的机遇。从外部挑战看，国际领先集成电路企业加快先进技术和工艺研发，推进产业链整合重组，强化核心环节控制力。不少领域已形成两到三家企业垄断局面。
从发展机遇看，市场格局加快调整，长期主导产业发展的WINTEL体系正在被打破，全球个人计算机（PC）业务日渐式微，移动智能终端爆发式增长，成为拉动集成电路产业发展的新动力；产业格局面临重塑，云计算、物联网、大数据等新业态引发的产业变革刚刚兴起，以集成电路和软件为基础的产业规则、发展路径、国际格局尚未最终形成；集成电路技术演进呈现新趋势，新结构、新材料、新器件孕育重大突破，制造工艺不断逼近物理极限，28纳米工艺将成为长生命周期的关键节点，到2020年前后进入10nm，创新步伐将明显放缓，到2025年前后将达到物理极限。此外，我国信息消费市场持续升级，4G网络等信息基础设施加快建设，我国作为全球最大、增长最快的集成电路市场继续保持旺盛活力，2013年我国集成电路市场规模达9166亿元，占全球市场份额的50%左右，预计2015年市场规模将达1.2万亿元，这些都为我国实现弯道超车提供了有利条件。
记者：尽管我国集成电路产业发展进步较快，但核心技术缺乏，产业规模不大，难以满足市场需求的问题依然存在，目前制约我国集成电路进一步做大做强的因素有哪些？
苗圩：主要因素包括以下几个方面：
一是企业融资瓶颈突出。骨干企业虽已初步形成一定盈利能力但不巩固，自我造血机能差，无法通过技术升级和规模扩张实现良性发展（2013年中芯国际盈利已经达到历史最高水平，约为1.7亿美元，但投资一条月产5万片的12英寸28nm生产线约需50亿美元，中国台湾的台积电2013年净利润达62亿美元，自有资金就能满足其年度投资需求一半以上）。同时，国内融资成本高（如美国贷款年利率约为2%，我国年利率为6%~8%），社会资本也因芯片制造业投入资金额大、回报周期长、短期收益低而缺乏投入意愿。
二是产业创新要素积累不足。领军人才匮乏，企业技术和管理团队不稳定。企业小、散、弱，500多家集成电路设计企业收入仅是美国高通公司的60%~70%.制造企业量产技术落后国际主流两代，关键装备、材料基本依赖进口。全行业研发投入不足英特尔一家公司的六分之一。产业核心专利少，知识产权布局结构问题突出。
三是内需市场优势发挥不足，芯片-软件-整机-系统-信息服务产业链协同格局尚未形成。芯片设计与快速变化的市场需求结合不紧密，难以进入整机领域中高端市场。跨国公司之间构建垂直一体化的产业生态体系，国内企业只能采取被动跟随策略。芯片设计企业的高端产品大部分在境外制造，没有与国内集成电路制造企业形成协作发展模式。
四是发展环境亟待完善。适应产业特点、有利于激发企业活力和创造力的政策体系不健全，产业政策落实不到位、政府资源分散、地方与中央协同不足等问题突出。
记者：《纲要》在编制过程中，有多个部门参与，在这个过程中，大家形成了哪些共识，重点考虑了哪些内容和政策措施？
苗圩：《纲要》起草过程中，产业界、专家和政府各部门认真学习了党的十八大和十八届二中、三中全会精神，深入分析了我国集成电路产业的现状和面临的形势，研究了产业发展规律，以及产业由弱变强，从追随、并肩到跨越的可能路径，各方面形成了以下共识：一是下定决心，持续推进。加快集成电路产业发展，有市场、有基础、有机遇，也有挑战、有困难，需要坚实的组织保障。
应抓住时间窗口，充分发挥我国作为全球规模最大、增长最快的市场优势，强化产业链协同创新，加强薄弱环节，不断缩小差距，直至实现跨越。二是抓住瓶颈，创新路径。充分
发挥市场配置资源的决定性作用，设立国家产业投资基金，主要吸引大型企业、金融机构和其他社会资金，以应对投资额巨大、回报周期长的产业特征，跨过大规模持续投入门槛。
三是突出重点、协同发展。整合资源，加强集成电路设计、制造、封装测试、装备和材料全产业链的联动，统筹技术、产业、应用、安全等全生态链的协同发展。四是企业主体，市场导向。紧紧围绕使市场在资源配置中起决定性作用，由企业根据市场需求决定产品方向、技术路径，激发企业的活力和创造力，更好地发挥政府作用，营造公平竞争的市场环境，加强和优化公共服务。
记者：前期国家针对集成电路产业发展陆续出台了[2000]18号、[2011]4号文件等，《纲要》与这些产业政策有什么区别和联系？《纲要》有哪些亮点？
苗圩：[2000]18号、[2011]4号文件对于推动我国集成电路产业发展发挥了重要作用，它们是一脉相承的，其主要内容包括财税政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策等。
《纲要》在保持18号、4号文件等现有政策的基础上，重点增加了三个主要内容，有三个亮点。一是加强组织领导，成立国家集成电路产业发展领导小组，强化顶层设计，统筹调动中央、地方及社会各方资源。二是设立国家集成电路产业投资基金。通过市场导向与政策导向相结合，重点吸引大型企业、金融机构以及社会资金对基金进行出资。基金实行市场化、专业化运作，减少政府对资源的直接配置，推动资源配置依据市场规则、市场竞争实现效益最大化和效率最优化。基金重点支持芯片制造业发展，兼顾产业其他环节发展，推动企业提升产能水平和兼并重组、规范企业治理。支持设立地方性集成电路产业投资基金。
三是加大金融支持力度。重点在创新信贷产品和金融服务、支持企业上市和发行融资工具、开发保险产品和服务等方面，对集成电路产业给予支持。（布轩）
MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析（提要） 作者：Xie M. X. (UESTC ，成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性，所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限（例如，对于集成电路一般要求在10年以上），在出厂前就需要进行所谓可靠性评估，即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 （1）可靠性评估： 对于各种元器件进行可靠性评估，实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间（MTTF ，mean time to failure ）的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据，往往遵从某种规律的分布，因此根据这些数据，由一定的分布规律出发，即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种，即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布： 若一个随机变量x 的对数服从正态分布，则该随机变量x 就服从对数正态分布；对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21)(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布；如果x 是正态分布 的随机变量，则exp(x)为对数分布；同样， 如果y 是对数正态分布，则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布： 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具 有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的；而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数，故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比，Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布
《模拟集成电路设计原理》期末考试 一．填空题（每空1分，共14分） 1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小，CMOS电路被证明具有_ 较低__的制造成本。 2、放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来 表示电压转换电流的能力。 3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较小___（较大、较小）。 4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。 5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成___恒定电流源_。 6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输 出的改变。 7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制 沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。 8、为方便求解，在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。 9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容C in为__ C F（1－A）__。 10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反比__（正比、反比）。 二．名词解释（每题3分，共15分） 1、阱 解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。 2、亚阈值导电效应 解：实际上，V GS=V TH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当V GS 芯片失效分析的意义、主要步骤和内容 2011-8-7 19:13|发布者: https://www.doczj.com/doc/e03106112.html,|查看: 151|评论: 0 摘要: 通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。 芯片失效分析的意义、主要步骤和内容 一般来说，集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免，随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。 失效分析的意义主要表现 具体来说，失效分析的意义主要表现在以下几个方面： 失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。 失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。 失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。 失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。 失效分析主要步骤和内容 芯片开封：去除IC封胶，同时保持芯片功能的完整无损，保持 die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受损伤，为下一步芯片失效分析实验做准备。 SEM 扫描电镜/EDX成分分析：包括材料结构分析/缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等。 探针测试：以微探针快捷方便地获取IC内部电信号。镭射切割：以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。 EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具，提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光），由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。 OBIRCH应用（镭射光束诱发阻抗值变化测试）：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等，也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。 LG液晶热点侦测：利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组，在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像，找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域（超过10mA之故障点）。 定点/非定点芯片研磨：移除植于液晶驱动芯片 Pad上的金凸块，保持Pad完好无损，以利后续分析或rebonding。 X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。 SAM (SAT)超声波探伤可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如：o晶元面脱层，o锡球、晶元或填胶中的裂缝，o 封装材料内部的气孔，o各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。 集成电路特点及可靠性分析 电子科学与应用物理学院 数字集成电路的出现, 促进了电子器件更广泛的应用于工业控制、医疗卫生、航天航空、国防军事等生产和生活的各个领域。同时，为了满足这些生产和生活各个领域发展的不断要求，设计和制造体积更小、信息处理能力更强的器件，成为未来信息技术发展的关键所在。 自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃。 MOS是:金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC（Complementary MOS Integrated Circuit）。 目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS等）。CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。 CMOS发展比TTL晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了TTL。 以下比较两者性能，大家就知道其原因了。 1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成 2.CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作 3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差 4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门） CMOS的主要特点就是功耗低。CMOS集成电路主要应用场效应管，场效应管的互补结构使它们工作时两个场效应管通常处于一个管静止另一个管导通的状态，有由于它们采用串联连接的方式，因此电路静态功耗从理论上看基本为零。实际上看，CMOS集成电路板的功耗并非真正为零，由于电路板的电流在传输过程中存在漏电流损耗，因此CMOS集成电路板中有少许静态功耗，据测试，单一电路的功耗值仅为17.8毫瓦，在1MHz的工作频率下，动态功耗也仅28毫瓦。CMOS的另一个特点是它的工作电压范围宽，对电压波动性的适应能力强，无需稳压器，供电电源的体积小，方便各种应用电路板的设备使用。目前国际上最常 1、 研究模拟集成电路的重要性：（1）首先，MOSFET 的特征尺寸越来越小，本征速度越来 越快；（2）SOC 芯片发展的需求。 2、 模拟设计困难的原因：（1）模拟设计涉及到在速度、功耗、增益、精度、电源电压等多 种因素间进行折衷，而数字电路只需在速度和功耗之间折衷；（2）模拟电路对噪声、串扰和其它干扰比数字电路要敏感得多；（3）器件的二级效应对模拟电路的影响比数字电路要严重得多；（4）高性能模拟电路的设计很少能自动完成，而许多数字电路都是自动综合和布局的。 3、 鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。所谓“鲁棒性”， 是指控制系统在一定的参数摄动下，维持某些性能的特性。 4、 版图设计过程：设计规则检查（DRC ）、电气规则检查（ERC ）、一致性校验（LVS ）、RC 分布参数提取 5、 MOS 管正常工作的基本条件是:所有衬源（B 、S ）、衬漏（B 、D ）pn 结必须反偏 6、 沟道为夹断条件： ?GD GS DS T DS GS TH H V =V -≤V V V -V ≥V 7、 （1）截止区：Id=0；Vgs 集成电路产业链及主要企业分析 集成电路简介集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。 是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。 集成电路的特点集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。 集成电路产业链概要集成电路的产业链又是怎样的呢？集成电路，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。 集成电路主要包括模拟电路、逻辑电路、微处理器、存储器等。广泛用于各类电子产品之 芯片验证测试及失效分析1 檀彦卓韩银和李晓维 摘要本文对验证测试与失效分析技术进行了系统介绍，包括验证测试的一般流程、常用的分析方法以及基于验证测试的失效分析。通过分析集成电路设计和制造工艺的发展给测试带来的影响，简要介绍了验证测试面临的挑战以及未来关注的若干问题。 1 芯片的验证测试 在现代集成电路制造工艺中，芯片加工需要经历一系列化学、光学、冶金、热加工等工艺环节。每道工艺都可能引入各种各样的缺陷。与此同时由于特征尺寸的不断缩小，各类加工设施成本也急剧上升。例如有人估计90nm器件的一套掩模成本可能超过130万美元。因此器件缺陷造成的损失代价极为高昂。在这种条件下，通过验证测试，分析失效原因，减少器件缺陷就成为集成电路制造中不可少的环节。 验证测试（Verification Test , Design Debug）是实现“从设计到测试无缝连接”的关键。在0.18微米以下的制造工艺下，芯片验证测试变得更加至关重要。它的主要任务是验证设计和测试程序（Test Programs）的正确性，确定芯片是否符合所有的设计规范（[2], pp.21）。它通过合理的失效分析（Failure Analysis）不仅为探求设计的关键参数所决定的特性空间奠定基础，还为设计人员改进设计及时反馈有效的数据依据，并为优化整体测试流程、减小测试开销以及优化后期的生产测试（Production Test）开拓了便利途径。 对芯片最显著的改进不仅仅在设计流程中产生，而且在芯片调试和验证流程中反复进行。尤其是在高性能芯片研制过程中，随着芯片复杂度的提高，对验证测试的要求更加严格，与设计流程的交互更加频繁。因此，从某种意义上说，“设计”与“验证测试”是一个非常密切的“交互过程”。对于设计工程师而言，关于芯片功能和性能方面的综合数据是关键的信息。他们通常根据设计规范预先假设出关于芯片各项性能大致的参数范围，提交给验证测试人员，通过验证测试分析后，得出比较真实的性能参数范围或者特定值。设计工程师再根据这些值进行分析并调整设计，使芯片的性能参数达到符合设计规范的范围。往往这样的交互过程不只一次。通常一个健全的验证测试策略包含很多详细的信息。它一般以数据文件的形式（Data Sheet）为设计人员和测试人员在修复或者完善设计的交互过程中提供有效的数据依据，主要包括芯片的CMOS工艺等的特征描述、工作机理的描述、电气特征（DC参数，AC参数，上/拉电阻，电容，漏电，温度等测试条件，等等）、时序关系图、应用信息、特征数值、芯片电路图、布局图等等（[3],pp.24 ）。将芯片在验证测试流程中经过参数测试、功能性测试、结构性测试后得出的测试结果与上述数据信息比较，就会有针对性地反映芯片性能方面存在的种种问题。依据这些问题，设计工程师可以对设计做出相应的改进。 随着芯片速度与功能的不断提高，超大规模集成电路尤其是集成多核的芯片系统（System-On-a- Chip, SOC）的出现使得芯片迅速投入量产过程难度增加，由此验证测试变 1本文摘自中国科学院计算技术研究所内部刊物—信息技术快报 2004 年第 9 期 1 《模拟集成电路设计原理》期末考试 一．填空题（每空1分，共14分） 1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小，CMOS电路被证明具有_较低__的制造成本。 2、放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来表示电压转换电流的能力。 3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较小___（较大、较小）。 4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。 5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成___恒定电流源_。 6、 6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输出的改变。 7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。 8、为方便求解，在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。 9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容Cin为__ CF（1－A） __。 10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反比__（正比、反比）。 二．名词解释（每题3分，共15分） 11、1、阱 解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。 2、亚阈值导电效应 解：实际上，VGS=VTH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当VGS 《模拟集成电路设计原理》试卷(答题卷)（1） 一、填空题（共30分，每空格1分） 1. MOSFET 是一个四端器件，现在大多数的CMOS 工艺中，P 管做在_____中，并且，在大 多数电路中，P 管的衬底与______（高或低）电平相连接，这样连接的原因是使得_________________________________________________。 2. 对增强型NMOS 来说，让其处于饱和时的条件为_______________________________， 增强型PMOS 处于饱和时的条件为__________________________________________。 3. 在两级运放中，通常是用第一级运放实现_____________，用第二级运放实现 _____________。 4. 实际工艺中，本征阈值电压并不适用于电路设计，因此在器件制造过程中，通常通过 向沟道区注入__________来调整阈值电压，其实质是改变氧化层（栅氧）界面附近衬底的_______________。 5. 阈值电压为发生强反型时的栅压，对增强型NMOS 管来说，发生强反型时的条件为 __________________________________________________。 6. 折叠式共源共栅运放与套筒式共源共栅结构相比，输出电压摆幅_______,但这个优点 是以较大的________、较低的_______________、较低的_____________和较高的____________为代价得到的。 7. 对于一个负反馈系统来说，有前馈网络A 和反馈网络β，那么这个系统的开环增益为 _______，闭环增益为________________，环路增益为____________。 8. 对于一个单极点系统来说，单位增益带宽为80MHz ，若现在带宽变为16MHz ，则环路增 益为_________，闭环增益为_______。 9. 为了使系统稳定，零点应处于________平面,并且让极点尽量______。 10. 对单级共源、共漏和共栅放大器来说，dB f 3带宽最小的为__________,原因是由于 _______________的存在，dB f 3带宽最大的为__________。 11. MOSFET 的版图由电路中的器件所要求的_____________和工艺要求的 ________________共同决定。例如，选择适当的W/L 来确定跨导和其它电路参数，而L 的最小值由工艺决定。 12. 对于理想的差动电路来说，电路将只对_______________进行放大，而且完全抑制 超大规模集成电路的设计发展趋势 摘要：随着信息产品市场需求的增长，尤其通过通信、计算机与互联网、电子商务、数字视听等电子产品的需求增长，世界集成电路市场在其带动下高速增长。本文主要从半导体电子学与计算技术工程方面进行进行的诸多研究成果以及国际集成电路的发展现状和发展趋势反映其在国际上的重要地位。 关键字：超大规模集成电路发展趋势SOC IP复用技术 1 引言 集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或隧道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路，通常用IC（Integrated Circuit）表示。近廿多年来，半导体电子学的发展速度是十分惊人的。从分离元件发展为集成电路，从小规模集成电路发展为现代的超大规模集成电路。集成电路的性能差不多提高了3个数量级，而其成本却下降了同样的数量级。 2超大规模集成电路发展的概述 集成电路之所以获得如此迅速的发展，与数据处理系统日益增长的各种要求是分不开的，也是半导体电子学与计算技术工程方面进行了许多研究工作的结果。这些工作可以概括为:(l)改进性能一尽可能减少信号处理的传递时间。(2)降低成本一从设计、制造、组装、冷却等各方而降低成本。(3)提高可靠性一减少失效率，增加检测与诊断的手段。(4)缩短研制/生产周期一加快从确定研制产品到产品可用之间的时间，使产品保持领先地位。(5)结构上的改进一半导体存储器的进展，推动了计算机体系的发展。 1.改进性能 在计算机中采用高密度的半导体集成电路是减少信号传递时间，提高机器性能的重要环节。因为在普通采用小规模集成电路(551)或中规模集成电路(MSI)的硬件结构中，信号传输与负载引起的延迟，与插件上的门的有效组装密度的平方根成正比，如图(1.1.1)。也就是说，组装延迟与每个门所需的有效面积的平方根成正比。因此将组装延迟减少一半的话，必须提高组装密度4倍。从ssl/Msl发展为LSI/VLsl标志着芯片上元件的集成度得到了很大的提高。目前，一个双极随机逻辑的VLsl，每片已包含有5。。O个门电路。若芯片的最大面积为50平方毫米的话，封装密度已达每平方毫米100个门的密度。据估计，今后几年内，在继续加大芯片面积，减小尺寸的惰况下，密度可提高到每片包含门的数量达一万个以上，如图].1.2所示。 芯片失效分析的原因（解决方案/常见分析手段） 一般来说，芯片在研发、生产过程中出现错误是不可避免的，就如房缺补漏一样，哪里出了问题你不仅要解决问题，还要思考为什么会出现问题。随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，社会的发展就是一个发现问题解决问题的过程，出现问题不可怕，但频繁出现同一类问题是非常可怕的。本文主要探讨的就是如何进行有效的芯片失效分析的解决方案以及常见的分析手段。 失效分析失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及。它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。 失效分析基本概念1.进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。 2.失效分析的目的是确定失效模式和失效机理，提出纠正措施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。 3.失效模式是指观察到的失效现象、失效形式，如开路、短路、参数漂移、功能失效等。 4.失效机理是指失效的物理化学过程，如疲劳、腐蚀和过应力等。 失效分析的意义1.失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。 2.失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。 3.失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。 4.失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。 失效分析主要步骤和内容芯片开封： 关于成立集成电路公司可行性分析报告 报告摘要说明 作为全球电子产品制造大国，近年来中国电子信息产业的全球地位迅速提升，产业链日渐成熟，为中国集成电路产业发展提供了机遇。特别是2014年《国家集成电路产业推动纲要》的细则落地，大基金项目启动，地方各基金纷纷建立，更是推动中国集成电路产业迎来新的黄金发展期。 xxx（集团）有限公司由xxx科技公司（以下简称“A公司”）与xxx集团（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公司出资1100.0万元，占公司股份54%；B公司出资940.0万元，占公司股份46%。 xxx（集团）有限公司以集成电路产业为核心，依托A公司的渠道资源和B公司的行业经验，xxx（集团）有限公司将快速形成行业竞争力，通过3-5年的发展，成为区域内行业龙头，带动并促进全行业的发展。 xxx（集团）有限公司计划总投资2606.17万元，其中：固定资产投资2045.98万元，占总投资的78.51%；流动资金560.19万元，占总投资的21.49%。 根据规划，xxx（集团）有限公司正常经营年份可实现营业收入3826.00万元，总成本费用2972.58万元，税金及附加45.26万元，利润总额853.42万元，利税总额1016.39万元，税后净利润640.06万 元，纳税总额376.32万元，投资利润率32.75%，投资利税率39.00%，投资回报率24.56%，全部投资回收期5.57年，提供就业职位61个。 集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一 定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线 互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在 一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上 已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性 方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克?基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特?诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 电子科技大学二零零 四 至二零零 五 学年第 二 学期期 中 《微电子电路设计》课程考试题（ 120 分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2005年 5 月 日 1. Identify the source, drain, gate and bulk terminals, and find the current I in the transistors in the following Figure. Assume 2'/25V A K n μ=，V TN =0.75V . (16pts) (problem4.3) Solution: (a) V V V V V V V V V S D D S S G G S 2.0)2.0(0, 5=--=-==-= A V A V V V V L W K I I DS DS TN G n DS μμ2082.022.075.02.51102522' =??? ? ?--=??? ??--== (b) V V V V V V V V V S D D S S G G S 2.0)2.0(0, 2.5)2.0(5=--=-==--=-= A V A V V V V L W K I I DS DS TN G n DS μμ2182.022.075.02.51102522' -=??? ? ?--=??? ??---=-= ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 2. Design the bias circuit in the following figure to give the Q-point of mA I C 10= and V V EC 3= if the transistor current gain is 75=F β and V V BE 7.0=.What is the Q-point if the current gain of the transistor is actually 40? (15 pts) ( problem 5.62 ) Solution: Ω →Ω=-==Ω→Ω=-===+= =-=+-=183.171333.0)7.03( ,68069110013)310( 13.101075 76 1 ,10)(10k mA V I -V V R mA V R mA mA I I I R I R I I V B EB EC B C C F F F C E C E C B C EC ββα 0)5()(6801800007.05=--+---B C B I I I mA I I A V I B F C B 108.8, 7.202)680(41180007.010===Ω +-= βμ V mA V V EC 35.4680)311.8(10=Ω-= )35.4,11.8(:int V mA po Q -? 3. Find V OH , V OL and the power dissipation (for v o =V OL ) for the logic inverter with the saturated load in the following figure. Assume 0=γ, and 2' /25V A K n μ=，V V TN 1=. (16 pts) (Problem7.12m) Solution: V V V V For TN D D O H 6.216.3,0=-=-==γ 集成电路产业链及主要企业分析 2017年8月中国集成电路产量达到151.7亿块，同比增长29.9%。2017年1-8月中国集成电路累计产量已超1000亿块，达到1030亿块，累计增长24.7%。从出口来看，8月中国出口集成电路18139百万个，同比增长12.8%；1-8月中国出口集成电路131521百万个，与去年同期相比增长13.9%。从销售额来看，中商产业研究院《2017-2022年中国集成电路行业深度调查及投融资战略研究报告》预测2017年集成电路销售额将达5000亿元。 集成电路产业链 集成电路的产业链又是怎样的呢？集成电路，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。 集成电路主要包括模拟电路、逻辑电路、微处理器、存储器等。广泛用于各类电子产品之中。集成电路作为现代社会信息化、智能化的基础，广泛用于计算机、手机、电视机、通信卫星、相机、汽车电子中，集成电路集成度的上升带动了计算机等产品设备的性能与功能更上一台阶。其中计算机和通信领域是集成电路的主要应用行业，2016年全球约74%的集成电路应用在计算机与通信领域中。 图片来源：中商产业研究院整理 主要企业 高通Qualcomm 高通创立于1985年，总部设于美国加利福尼亚州圣迭戈市，33,000多名员工遍布全球。高通公司是全球3G、4G与下一代无线技术的企业，目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权，涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。高通产品正在变革汽车、计算、物联网、健康医疗、数据中心等行业，并支持数以百万计的终端以从未想象的方式相互连接。 骁龙是高通公司推出的高度集成的“全合一”移动处理器系列平台，覆盖入门级智能手机乃至高端智能手机、平板电脑以及下一代智能终端。 安华高科技 安华高科技（AvagoTechnologies）是新加坡一家设计和开发模拟半导体，定制芯片，射频和微波器件产品的公司，公司联合总部位于加利福尼亚州圣何塞和新加坡。目前，公司正在扩大移动技术的IP产品组合。 1961年，安华高科技作为惠普半导体产品事业部而成立。公司第一个核心产品是基于LED技术。2005年，公司在分拆成一个独立的法律实体前它是安捷伦半导体集团产品部的一部分。 安华高科技提供了一系列的模拟，混合信号和光电器件及子系统。公司销售的产品覆盖无线，有线通信，工业，汽车电子和消费电子。 安华高科技产品系列包括：ASICs，光纤，LED灯及LED显示器，运动控制解决方案，光传感器-环境光传感器和接近传感器，光电耦合器-密封塑料，射频与微波-包括薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器，GPS滤波器-LNA模块，以及功率放大器的手机。 联发科 台湾联发科技股份有限公司是全球著名IC设计厂商，专注于无线通讯及数字多媒体等技术领域。其提供的芯片整合系统解决方案，包含无线通讯、高清数字电视、光储存、DVD及蓝光等相关产品。 联发科技成立于1997年，已在台湾证券交易所公开上市。总部设于中国台湾地区，并设有销售或研发团队于中国大陆、印度、美国、日本、韩国、新加坡、丹麦、英国、瑞典及阿联酋等国家和地区。2016年原本势头暴涨的联发科，恰恰是因为大客户OPPO、vivo的“移情别恋”，导致出货量开始衰退，对2016年的整体业绩造成了直接的影响。随着去年底OPPO、vivo甚至魅族这个铁打的“联发科专业户”，都纷纷与高通达成专利授权协议，趋势对联发科愈发不利。 第五章答案 模拟集成电路基础 1．直接耦合放大电路有哪些主要特点？ 优点：1)电路中无电容，便于集成化。 2)可放大缓慢变化的信号。 缺点：1) 各级放大器静态工作点相互影响。 ? 2) 输出温度漂移严重。 2．集成运算放大器的内部电路由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 集成运算放大器的内部电路通常都由输入级、中间级、输出级及偏置电路组成。 差分输入级提供了与输出端成同相和反相关系的两个输入端。差分电路有很好的对称特性，可以提高整个电路抑制零漂的能力和其他方面的性能。 中间级主要是提供足够高的电压增益，多由一级或多级共射（共源）放大电路组成。 输出级主要是向负载提供足够的功率，属于功率放大。 偏置电路是为各级放大电路建立合适的静态工作点，它常采用各种形式的电流源电路，为各级提供小而稳定的偏置电流。 3．简述镜像电流源的工作原理及其优缺点。 CC BE o REF V V I I R -≈= ，当电源V CC 和R 确定后，I REF 就确定了，不管T 2集电极支路中的负 载R L 如何，I o 总是等于I REF ，二者关系像一面镜子，所以称电路为镜像电流源。 这种电流源的优点是结构简单，两三极管的V BE 有一定的相互温度补偿作用。但是，它也存在以下不足之处： ① 受电源的影响大。当V CC 变化时，I C2也同样随之变化。因此，这种电流源不适用于电源电压大幅度变动的场合。 ② 镜像电流源电路适用于较大工作电流（毫安数量级）的场合。 ③ 由于恒流特性不够理想，三极管c 、e 极间电压变化时，i c 也会作相应的变化，即电流源的输出电阻r o 还不够大。 4．简述微电流源的工作原理及其特点。 V BE1?V BE2=?V BE =I E2 R e ≈I C2 R e , 因此，即使I C1比较大，但由于R e 的存在，将使输出电流I C2＜I C1，即在R 不太大的情况下，也能获得微小输出电流。 与镜像电流源相比，微电流源具有以下特点： ①一般?V BE 很小（约几十毫伏），因而采用不大的R e 即可获得较小的输出电流I C2（微安数量级），因而称为微电流源。 ② 当电流源电压V CC 变化时，虽然I REF 与I C2也要作相应的变化，但由于R e 的作用，使V BE2<< V BE1，以至T 2的V BE2的值很小，工作在输入特性的弯曲部分，使I C2的变化远小于I REF 的变化，故提高了恒流源对电源变化的稳定性。 ③ 由于R e 引入电流负反馈，不仅提高了电路输出电流的稳定性，同时也提高了T 2的集电极输出电阻，使它更接近于理想的恒流源。 5．电流源的主要作用是什么？ 1)．电流源提供稳定的输出电流，可以作直流偏置电路 2)．电流源直流等效电阻小，交流等效电阻大，可作有源负载 6．精密电流源电路如题图5-1所示，三个三极管的参数完全对称，电流放大系数均为β，V BE =0.7V ， V CC =15V 。（1）证明：2C2REF 22I I ββ ββ+=++；（2）当β值很大时，为使输出电流I o 为30μA ，电阻R 应 为多大? (1)由以下式子得证： IC封装样品失效分析概述 Angus 2011-12-05 IC封装样品失效分析 FA (Failure Analysis),失效分析不仅有助于提高产品可靠性，而且可以带来很高的经济效益，是IC生产中不可缺少的部分。 按照分析目的或分析手段，FA可分为： PFA(Physical Failure Analysis), 是主要做物理、材料方面的失效分析EFA(Electrical Failure Analysis),是以电学测试为主的失效分析， IC封装样品失效分析 Cu pad on substrate Pillar Bump 失效分析的目的：分析失效现象，确定失效原因，提出改善建议，提高产品可靠性如何做失效分析：先简单后复杂，先外后内，先无损后有损 IC封装样品失效分析 1.X-Ray (X射线检测) 2.C-SAM (超声波检测) 3.Microscope (显微镜检测) 4.SEM & EDX(扫描电镜及能谱检测） 5. Decapsulation(开帽检查） 6.Cross-Section (Polish&FIB) 7.EFA(EMMI, OBIRCH，InGaAs) 1.X-Ray (X射线检测) X射线是1895年由伦琴发现的，因此也叫伦琴射线。 X射线肉眼不可见，但可是照相底片感光，具有很强的穿透力。 X射线本质上是一种波长很短的电磁波，波长范围0.01~ 10nm,介于紫外线与γ射线之间。 左图为X射线的产生原理图： 1.在阴极灯丝1与阳极4之间加直流高压(上万伏)， 2.灯丝产生大量热电子， 3.电子在高压电场作用下，冲击阳极上的靶材5， 4.靶材受电子激发产生X射线。 灯丝的材质通常为钨，靶材的材质有Ti、Cu、Mo等 目录 摘要： (1) 0 前言 (1) 1 静电放电危害及静电放电模型 (2) 1.1 静电产生的物理原理 (2) 1.2 静电放电危害 (2) 1.3 静电放电模型 (2) 2 失效模式与失效机理 (3) 2.1 失效模式 (3) 2.2 ESD失效机理与失效位置 (7) 3 ESD 失效的特征 (8) 3.1人体模型和机器模型ESD失效 (8) 3.2带电器件模型ESD失效 (9) 4 静电放电的防护 (10) 4.1 预防静电释放的外部因素 (10) 4.2预防静电释放的内部因素 (11) 5结论 (12) 参考文献 (12) 摘要： 静电放电对微电子器件的危害越来越受到人们的重视。本文简介了静电的产生及静电释放的危害，介绍了人体模型、机器模型和带电器件模型等模型。然后通过对静电放电过程的研究建立放电模型，分析了静电放电的失效模式和失效机理和其对半导体器件的损坏机理。其中从理论角度突出对ESD失效机理和失效位置的研究；通过借助仪器分析的结果对ESD失效案例的ESD放电模型做了合理推断，这种通过失效分析推断放电路径的方法对于改善ESD保护电路性能和提高ESD防护等级有着重要参考作用。最后论述ESD失效的预防措施，分别从外部措施和内部措施提出预防静电放电的方法。 关键词： 静电放电微电子器件失效模式失效机理失效特征 IC Failure Mechanism Of ESD Abstract: Electrostatic discharge (ESD) damage to IC(Integrated Circuit) has been paid more attention than ever. This paper introduces generation of static electricity, three kinds of ESD models and test methods, and ESD protection circuit. ESD failure mode, failure mechanism, experiment plan and results, and failure signature of some ESD models are discussed. Then This paper tries to start with the physical theory of electrostatic toexplore the progress of ESD and set up the model of ESD. The paper analysesin details the process of ESD and several ESD models and the mechanism of ESD damage semiconductor devices. Key words: ESD Microelectronic Devices Failure Mode Failure Mechanism 0 前言 环境中存在静电，这种静电电压从几百伏到几千伏甚至更高，如果没有任何静电保护结构，集成电路在存储、运输以及使用工程中很容易被静电损伤。静电放电(ESD)是两个靠近的带电体之间电荷再次平衡的过程，当带静电的人或物体与MOS 器件的引脚接触，并通过器件向地或者其他物体放电时，高电压及其产生的大电流可能造成器件的损伤。ESD保护结构能将高压静电转化成瞬态低压大电流，最终将电流泄放，从而达到保护集成电路的目的。ESD保护结构的特征和要求主要有：具有迅速的泄放静电的能力，在静电泄放过程中，保护结构本身不会被损伤。 ESD保护电路的作用在于将出现在芯片管脚上的高电荷按照预先设计好的路径泄放掉，进而防止静电对内部电路的损坏。所以通过对ESD引起失效的器件进行物理失效分析，将有利于改善ESD电路性能和提高ESD防护等级。本文将对静电产生的危害及相关静电模型和ESD失效机理以及失效特征和如何进行预防进行阐述。 1芯片失效分析的意义
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