微电子教学实验室建设的实践研究论文
摘 要：该文介绍了微电子技术的背景、现状以及未来的发展方向，立足于研究微电子学教学实验室的建设规划与内容。该实验室的建设有利于提高学生的创新与实践能力。
关键词：微电子技术 实验室建设 教学改革
微电子学是电子学的一个分支，是电子或离子在固体材料中的主要运动和应用，并用它来实现信号处理的一个学科。微电子学不仅是一个综合性强的边缘学科，而且还是一个相对快速发展的学科。高集成低功耗、高性能、高可靠性是微电子未来发展的方向。同时，微电子学的渗透性强，与其他学科结合产生出了一些新的交叉学科。例如，发展起来具有较为广阔的应用前景的技术代表生物芯片以及微电机系统等等。
1 微电子技术的发展历史
微电子在一个国家的经济发展中起着重要的作用，可以说是国家发展的一个关键因素。微电子产业是一个基础性的产业服务，是信息产业的核心技术，其发展的速度非常迅速，该项技术本身对国民的经济做出了巨大贡献，这与它的渗透性有着密切的联系。微电子技术是一项现代化的技术，爱迪生在1883年把一根钢丝电极封入灯泡，靠近灯丝，发现碳丝在经过加热后，铜丝上有较为微弱的电流通过，这就是著名的“爱迪生效应”。然而，微电子技术的应用在改变人们的生活方式和社会生产方式是无处不在的，中国的信息产业部门也充分利用了经济发展的优势，努力使我国成为微电子强国。如今，微电子技术的人才培养已经成为当前的重点大学中电子信息与人才培养的重点。
2 微电子教学实验室的发展方向
科学技术是第一生产力，自从进入20世纪90年代以来，因为微型计算机的发展、普及与通信等产业的发展，微电子专业人才的市场需求越来越大，国家也加大了对微电子产业的支持。微电子专业的毕业生供不应求，使微电子专业的发展再一次走向巅峰。微电子专业的建设与发展之间有着密切的关系，为了能够更好适应微电子技术的飞速发展，对微电子专业大学的实验内容和课程进行了更新和调整。微电子专业发展的未来方向可分为3个方面如下所述。
2.1 微电子器件
目前，微电子技术正在逐步的完善，微电子器件的尺寸也能够达到纳米级的水平，要将微电子器件的尺寸进一步的进行缩小，将会遇到很多物理上的问题以及技术上的新挑战，这就需要各大高校微电子专业培养的优秀学生能进行理论研究，从而在理论研究的基础上，对新的器件结构、工艺和材料进行相关的研究与开发。
2.2 集成电路
随着科学技术的发展，集成度的不断提高，集成电路已经开始向系统芯片方面进行发展，这就要求高校最终培养的微电子专业人才不仅能从事集成电路设计，也可以从事到系统芯片的设计中去，研究系统芯片更好的设计方法。
2.3 微电子与其他学科的结合
微电子技术与其他学科的结合将是21世纪的一个重要的发展方向。
比如，微电子学与机械材料力学进行整合后出现了微机械电子学；在微电子进入纳米领域后的纳米电子学的发展；微电子和光电子结合起来，集成光电子的诞生等。因此，要求我国各大高校微电子专业培养的学生能够尽快的适应这样一种多学科、跨学科相互进行结合的要求。
3 微电子教学实验室建设的实施及效果
实验室是学校实践教学的基础，实验室的建设是专业教学建设的重要组成部分。近年来，全国各大高校的微电子专业为我国的半导体工业输送了大量的人才，做出了巨大的贡献。但是由于之前对该专业的资金投入不足，导致微电子学专业实验室的设施条件差，设备陈旧，不能够让学生进行更好的学习。这种情况目前已经引起了各大高校的重视。近年来，先后对微电子的教学实验室进行了大量的投资以及改造。
3.1 微电子实验室建设的主要过程
首先，一个微电子设计中心的建立，是微电子技术教学的重要内容，是开展大型综合实验教学设计的主要场所；此课程的教学目的主要是让学生能够更好地掌握超大规模的集成电路设计的基本方法与原理，初步掌握一些集成电路设计的软件工具的使用方法。其次，重建微电子器件与制作工艺的实验室。这也就是说，在原有实验室的'基础上，通过购买新设备、器件参数的测试，制备各種电子材料和测试等来进行实施。
3.2 电子设计自动化实验室建设
建立电子设计自动化实验室是建立微电子设计中心的一个主要任务，这主要是勇于开展全定制的集成电路的设计和现场可编程门阵列/通用可编程逻辑器件的集成电路而设计实验教学。采用基于芯片的系统硬件描述性语言的可编程逻辑器件的集成电路设计可以迅速发展强大，这是数字集成电路未来设计与应用分析的主要发展方向。
3.3 微电子器件与工艺技术实验室的建设
与电子设计自动化实验室的建设相比，微电子器件设备与工艺实验室的建设更为困难，更加复杂。这主要是因为一条集成电路的工艺生产耗资巨大，每条投资均在上亿元，这笔数目对于大多数的高校而言还是十分困难的。所以我国的大部分高校的微电子专业都只能购买一些制作精度比较低的设备和仪器来进行教学和实验。但是在目前，随着科学技术和计算机信息技术的飞速发展，实验教学的方式发生了很大的变化。在以前一定要通过实际操作才能够实现的一些实验，目前就完全可以用计算机进行模拟、虚拟现实或者仿真等的方法来进行试验和研究。所以，在微电子器件与工艺实验室的建设过程当中，各大高校可以试一试从“软硬件”两个方面来进行规划与建设：首先，对装置的参数和工艺特点进行了分析和研究，即购买一些微电子器件和工艺仿真软件；其次，各大高校可以考虑购买一些必要的仪器设备，例如扩散炉、磁控溅射设备、化学机械抛光设备以及光刻机和氢化炉等这些具有配套的设备。
3.4 从微电子教学实验室建设中获得的初步成绩
近年来，微电子专业实验室通过运行和建设，取得了显著的成果，并取得了初步的成效。
第一，对各大高校的微电子学的教学大纲以及教材进行了深入改革与大范围的修改调整，并将理论与实验课相结合，这是对过去的一个实验课程的改革，原始的参数测试，物理测试和芯片等技术将进行有机结合，充分地展示了整个实验过程，让学生们在能够制造出半导体器件的同时，又能够对实验当中的操作工艺进行一个较为完整的实验综合分析。其次，经过一系列的改革之后，各大高校通过送出去的方法，把人才与有经验的教师输送到各个器件公司、进行一些较为专业的培训，并且在校内也展开了一系列的相关活动，以此来推进师生们的专业素养，提高高校教师队伍的综合素质。
4 结语
综上所述，微电子实验室的建设是一项十分复杂的工程，也是一项长期的艰巨任务。目前随着微电子学专业的教育改革，微电子实验室正在不断地完善当中，目前在教学、实验以及研究等环节当中发挥着不可替代的作用。微电子实验室经过不断地实践与改革，虽然已经取得一些阶段性的成果，但与当初制定的目标仍存在较大的差距。微电子实验室的建设，需要进行不断地改革与总结经验，进行创新与探索，促进微电子实验室的建设更加的完善、先进。
参考文献
[1]徐淑华，聂明正.创建电工电子实验教学示范中心的探索与实践[J].实验室研究与探索，2014（9）：110.
[2]熊元新.论现代电子技术实验室的建设[J].实验室研究与探索，2014（4）：76.
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