大數據物聯網

product show

當前位置:首頁>大數據物聯網

微電子

2017-12-21

一、概述

1.1微電子創新工程中心建設背景

集成電路產業是事關經濟發展、社會進步、國防建設和信息安全的戰略性、基礎性和先導性產業,已成為世界先進國家和地區競相爭奪經濟和科技發展主導權的戰略制高點。

天津市在國內較早布局發展集成電路產業,隨著產業環境的不斷完善,集成電路產業,特別是設計業發展迅速。目前,已初步形成濱海新區龍頭帶動,西青區、津南區等配套支撐的發展格局,構建起了涵蓋設計、封測、制造、裝備和材料的完成產業鏈條,聚集了中芯國際、飛思卡爾等50多家集成電路企業,以及中電46所、中電18所、航天8357所、8358所、707所等國家級科研院所,具備跨越式發展的產業基礎。2013年全市集成電路產業銷售額125億元,同比增長178%,連續多年增速排名全國第一。
    天津市的集成電路發展目標,以建設國內領先的集成電路產業技術創新基地和北方集成電路產業發展引導示范城市為總體目標,推動集成電路產業發展環境優化、產業規模持續快速增長、產業結構不斷優化、關鍵核心技術突破和產業集群化發展。到2017年,全是集成電路產業規模達到280億元,年均增速保持在30%以上,形成“設計業引領、制造業提升、封測業支撐、材料裝備等配套產業基本健全”的發展格局,綜合發展水平達到國內先進。

為進一步改善產業環境、夯實產業基礎、完善產業鏈條,堅持以項目建設帶動產業全局發展,加大招商引資力度和新項目開工建設強度,實施47個具有產業帶動作用的示范項目,其中2個外資項目,投資總額8.9億美元;45個內資項目,投資總額126.2億元。

二、需求分析

2.1微電子專業需求分析

國集成電路產業在國家政策扶持帶動下,呈現加速增長的勢頭,國內集成電路產業規模從2010 年的1,440.15 億元上升至2016 年的4,335.50 億元,復合增長率達到20.16%。

目前,我國集成電路產業規模巨大,但是在高端微芯片、部分標準通用和專用微處理器等產品方面仍需大量進口。集成電路一直是我國大宗進口商品,集成電路進口數量由2010 年的2,009.57 億個上升至2016 年的3,425.5 億個,出口數量雖持續上漲,但進出口數量逆差仍然較大,集成電路自給率亟待提升。

因此,增強集成電路自主設計和生產能力,降低集成電路的進口依存度已迫在眉睫,國家從戰略高度大力推動芯片國產化,為集成電路產業帶來了廣闊的市場空間,推動集成電路產業景氣度高漲。

我國封測行業在半導體產業鏈中發展較早,有望成為集成電路產業鏈中最早完成進口替代的子行業,在物聯網驅動下,芯片從性能導向逐漸轉為應用導向,國內封測行業同國際領先水平的差距不斷縮小。隨著電子設備向智能化、小型化方向發展,芯片集成度、密度和性能日益提高,封裝模式不斷推陳出新,封裝規模也隨著集成電路產業規模持續增長以及LED 在照明市場的快速發展而呈現快速增長態勢。2011-2016 年,我國封裝測試規模975.70 億元增長至1,564.30 億元,年均復合增長率為9.90%。

基于此,學院迫切需要搭建全方位的、專業的微電子專業,來滿足相關學科的教學需求,和提高學生的實際應用操作能力。微電子專業的加強,不僅能能滿足學院多元化的教學需求,更能為國家輸送一批適應當今集成電路不斷發展的綜合素質人才。

2.2構建微電子創新實訓中心

微電子創新實訓中心建設工作堅持“科學規劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續發展”的指導思想,以全面提高高校學生創新精神和實踐能力為宗旨,以共享優質實驗教學資源為核心,推進學校微電子及相關專業實驗教學改革與創新。

基于構建的微電子創新實訓中心,實現將集成電路各環節的實訓,輔以配套的基礎教學與實驗驗證為依據而設計的基礎實驗,以綜合運用為目標而設計的各類實驗實訓,學生通過不斷的學習,完成對集成電路測試等相關能力的掌握。

三、建設目標

3.1產出成本分析

微電子創新工程中心主要用于教學,滿足微電子技術專業及專業群人才培養的需求。

3.2經濟效益

該項目順利實施后,將形成擁有一流設備和創新設計能力的電子信息工程中心,使之成為可為其他高等院校提供教學研究、實驗、測試的平臺,極大促進電子信息的學科建設,顯著提升學校教研及工程應用水平,增強學校應用電子技術、微電子技術、電子信息技術等專業的綜合實力與競爭力,更好為天津地區培養和輸送高素質的專業人才。同時,隨著先進裝備到位和重點實驗室的建設完成,必將使學校在電子信息學科中心成為天津市現代電子技術研究與技術應用的主要技術平臺,形成學、研、產合理配置,相互促進的新格局,增強學校知識和技術創新能力,加快科技成果孵化,為行業和相關產業,尤其是為把天津地區電子技術資源優勢轉變為現實的生產力提供人才和技術支持,服務于地方經濟發展,產生較大的社會經濟效益。

3.3社會效益

微電子創新工程中心建成后,可滿足應用電子學院教學、科研、對外服務等領域的發展需求,滿足學校重點學科的建設發展需要。提高服務地方社會經濟發展能力,提升學校在現代電子技術研發、檢測、試制的綜合研究應用水平,進一步擴大對外開發與交流。以上重點實驗室除滿足學校電子專業學科的需要外,還可面向天津市其他高校及企業開放。

3.4生態環境效益

該項目無廢氣、污水、噪聲、粉塵等污染,對環境友好。

3.5可持續影響及滿意度

微電子創新工程中心建成后,將有力推進學校微電子技術專業及專業群的建設和發展,同時也為現代學徒制試點改革建立良好的平臺。

四、微電子創新工程中心詳細建設方案

4.1產品概述

IC測試教學平臺(以下簡稱“平臺”)是一款用于加強學生專業能力,創新意識,培養創業能力,提升職業素質的實踐教學訓練平臺。

“平臺”以企業的工業級測試系統為設計底版,在保留標準的產品設計基礎上,實現互聯網+以及大數據背景下的云平臺存儲功能,同時加入教學考核部分,增強了教學的可操作性,一方面從工業生產需求角度培養學生IC檢測技能且掌握云平臺存儲理念及實踐方案,另一方面從教學使用角度方便對于學生進行考核,旨在培養IC測試業高級技術技能性人才。

應用是集成電路產業鏈中不可或缺的重要環節,是集成電路最終進入消費者手中的必經之途。除眾所周知的計算機、通信、網絡、消費類產品的應用外,集成電路正在不斷開拓新的應用領域,諸如微機電系統,微光機電系統,生物芯片(如DNA芯片),超導等。這些創新的應用領域正在形成新的產業增長點。因此,平臺可設計應用延伸至智能硬件產品的開發,輔助學生創新創業發展規劃,緊密切合國家“十三五”發展方向,適用于示范性中職、高職、本科院校開展以學生為主體、老師為主導的專業學習及創新創業綜合訓練。

“平臺”包括LK8810 IC測試教學系統和LK2210TS IC測試半自動分選系統,LK8810 IC測試教學系統為數?;旌霞呻娐窚y試機,利用新的數字集成技術和新的測量技術,使測試系統更加可靠,性能更優,維護更方便。搭配LK2210TS IC測試半自動分選系統可實現芯片的批量快速檢測?!捌脚_”的應用可貫穿整個IC產業生產鏈,從IC制造領域的晶圓測試、芯片測試到IC應用開發領域的板級測試都可通過“平臺”實現快速故障判斷,并提示部分維修途徑。


“平臺”設計參數體現工業級生產要求,面向教學使用,加入了考核系統和云平臺模塊,便于教師教學,云平臺存儲實現數據上傳至共享云端,為測試數據的進一步分析提供優厚條件。

4.2產品定位

“平臺”實現IC測試工業生產環境再現,以實際生產標準要求學生進行IC測試,考核系統的嵌入簡化了教師對學生操作過程的評判工作,云平臺數據存儲功能實現測試數據的云端共享及后期查證?!捌脚_”主要面向中職類、高職類以及應用類本科院校的電子信息技術、應用電子技術、微電子等專業的學生實驗實訓課程,同時幫助學生認識IC生產的全過程以及最終封測過程對芯片輸出把關的重要性,最后延伸至IC智能硬件的設計開發,提高勞動者專業應用能力,開拓創新思維,輔助創業發展計劃。

1)適用對象

高職類、應用型本科院校的電子信息技術、應用電子技術、微電子等專業學生。

建議高職大二、大三的學生,本科院校大三、大四的學生參加本訓練課程。

2)培養目標

基于該“平臺”,院??梢蚤_設IC檢測(FT)實訓、智能硬件設計開發中涉及板級故障檢測的實訓環節、其他相關創新創業訓練類實踐等課程。課程讓學生了解IC生產制造全過程,重點在于認識IC測試(FT)在IC生產過程中的重要性及掌握IC測試需要的技能,掌握電路板級測試的多元化方式方法,強化微電子及其相關專業核心技能與核心知識點的同時,提升學生自主創新能力。把“平臺”轉化為多功能的測試“工具”,更好底為教學服務。進行的各項實訓可以考核與培養學生程序設計(C語言)、芯片測試、電子電路設計、電路焊接、云平臺應用及大數據處理等綜合能力。操作過程一般設計為小組合作模式,也能很好地培養團隊合作,增強成員的溝通能力及職業素養。

3)培養崗位

“平臺”定位為培養IC測試高級技術技能型人才,包含軟硬件兩方面的崗位能力培養過程,同時延伸到智能硬件設計開發模塊中的板級測試工程師,加強學生創新創業意識,為學生創造創新創業平臺,提升職業素質的實踐教學訓練。

4.3產品特點及創新

1)產品特色

立足IC測試,面向教學。學生可根據不同的被測電路制作或更換相應的測試卡及編程程序實現不同電路的測試。激發學生的積極性、主動性,能更好的與社會發展需要接軌。

貫穿IC產業鏈,具備晶圓測試、芯片測試和板級測試功能。電路板測試技術的發展成為提高電子制造業生產效率的關鍵,于是推出3款板級測試樣板,即LED檢測、模擬器件檢測和數字器件檢測。

測試系統實現互聯,數據實現云端存儲分析。每個測試系統就是一個互聯終端,實現測試數據在服務器中的存儲及分析,對異常狀況能及時報警及修調,體現工業4.0的布局思路。

基于工作過程的集成電路測試課程教學。通過對測試系統的學習,了解集成電路的一般生產過程,熟悉環境管理及品質控制流程;可兼顧數模電輔助教學,FPGA應用,EDA導入IC內部構成,熟悉IC內部構成;該系統適用于C語言編程輔助教學,針對IC的功能性測試需求編寫相應的測試程序,達到可靠性測試的各項要求;配套的教材教學使電類學生對集成電路產業鏈各個環節有全面的了解。

2)產品創新點

基于工業流程:平臺測試指標完全符合工業級要求,操作流程嚴格按照工業級生產標準,學生經過完成該平臺設置的實訓項目后即可掌握IC測試業的基本技術技能,就業企業反饋效果良好。

面向教學設計:教學資源包內容豐富,包括教學目標設計、教學組織設計和教學安排設計等,能夠結合院校辦學要求和專業特色進行靈活調整。

易于實訓考核:增加了測試考核系統,方便實訓時教師對學生操作能力的考核,減少了教師的主觀評判,教師工作量??;平臺內置評價模型,對學習過程進行有效考核評價,實驗實訓過程數據全程記錄,方便教師進行考評打分。

體現云端概念:測試數據可上傳至Luntek云平臺,測試數據在服務器中的存儲、分析,對異常狀況能及時報警及修調,方便數據回顧訪問,體現云存儲涵義,契合工業4.0的布局思路。

開發創新意識,培養創業技能:平臺可延伸至智能硬件設計開發模塊,是培養學生創新意識及創業能力的良好途徑。

          

LK3254智能藍牙音箱       LKG0120無線插座          LKG0220WiFi遙控器

4.4產品參數詳解

   LK8810 IC測試教學系統

A.接口與參考電壓板(IV)

n 驅動電壓范圍:0~10V,精度:0.5%

n 驅動電流范圍:0~20mA,精度:0.5%

B.電源與測量板(PM)

n 范圍:±20V/±100mA

n 驅動/測量電壓:10V,20V 2檔電壓量程自動設定,精度:0.5%

n 驅動/測量電流:1uA、10uA、100uA、1mA、10mA、100mA,精度:1%

C.數字功能管腳板(PE)

n 用戶時鐘信號:8kHz~1MHz

n 信號峰峰值:1mV~10V

D.模擬功能板(WM)

n 音頻信號輸出值:4V

n 音頻信號頻率范圍:4Hz~40kHz

n AC測量精度:±1.0%

n AC測量電壓范圍:±10V

LK2210TS IC測試半自動分選系統

電源:110V/220V

  電流:700mA max

  環境溫度: 0-40℃

  環境濕度:10%-90% 不結露

LK3254智能藍牙音箱

供電方式:5V2A適配器供電

連接方式:藍牙播放、MIC語音輸入、USB識別MPS讀取、TF卡識別

尺寸(單位mm):108*109*32

無線傳輸范圍:>10米

傳輸功率:CLASS2,4dbm

頻率范圍:2.402GHz-2.480GHz

4.6微電子創新工程中心效果圖