前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇對集成電路行業的認識范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:張江園區;集成電路設計;企業
中圖分類號:F270 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)12-0026-04
自1958年美國德克薩斯儀器公司發明了世界上第一塊集成電路以來,作為電子信息行業的核心和基礎,集成電路產業規模迅速擴大,技術水平突飛猛進,這是技術驅動和市場拉動雙重合力的結果。雖然集成電路制造業依然是這個產業鏈的中流砥柱,但值得注意的是近年來設計業異軍突起。張江集成電路產業的發展特點無疑也暗合了這樣的趨勢。雖然張江集成電路設計、制造、封裝測試和設備材料四業均保持了平穩快速的增長態勢,但設計業充分顯示了先導性行業的活力,成為整個產業鏈中增長最快、占比上升最明顯的行業。
一、張江集成電路設計企業的發展優勢
集成電路產業是張江高科技園區的主導產業之一。該產業鏈的形成肇始于2000年底第一家晶圓代工企業——中芯國際的投資建設。一大批芯片設計、制造、封裝、測試及設備材料等上下游企業,在張江 “產業鏈”發展思路和以創新帶動園區建設的主導思想下快速集聚張江,展訊、華虹、格科微、昂寶、AMD、Nvidia和Marvel等一批國內外著名設計企業經歷了多年的快速發展,在移動通訊、3G/4G手機芯片、高清數字電視、智能標簽、綠色電源、數字多媒體等芯片設計領域形成了獨特的發展優勢,主要表現在:
(一)技術水平加速提升
作為產業鏈中技術含量最高的設計業,生存和發展的根本動力在于技術創新。
張江園區一批具有競爭力的自主創新設計企業,通過技術創新和商業模式創新已成為各自細分領域的引領者,部分領軍企業設計研發的產品已達到國際先進水平。2011年初,展訊推出了全球首款40nm低功耗商用TD-HSPA/TD-SCDMA多模通信芯片,這款芯片的研制成功,標志著張江園區手機芯片設計水平首次達到世界一流水平。又如深迪半導體開發的一款陀螺儀產品—SSZ030CG,標志著第一款具有中國自主知識產權的商用MEMS陀螺儀的誕生,打破了歐美及日本對這一高科技領域的技術壁壘。
經過多年的努力,張江集成電路設計企業相繼實現了技術乃至應用領域的新突破。設計企業研發的基帶、射頻、圖像傳感器、功率放大器、能源計量等20多類芯片被廣泛應用于手機、智能卡、數字電視、汽車電子、智能電表和水表等消費電子和工業電子領域。越來越多的設計企業從單一的技術或產品開發向系統方案集成和終端產品開發轉變。
(二)銷售收入持續增長
張江集成電路設計企業已由初創期轉入成長期,持續快速增長正是IC設計企業進入成長期的重要標志。
2010年,在全球和國內集成電路產業全面復蘇的背景下,張江設計業呈現全面爆發式的增長,實現銷售收入66.1億元,同比增長56%。2011年,即使在半導體行業不景氣的情況下,張江設計業依然實現銷售收入95.7億元,首次超過芯片制造業,同比增長44.8%,是四業中增速最快的行業,遠高于國內30.2%的平均增速。占上海的比重由2010年的58.4%上升為64.1%,占全國比重由18.2%上升至20.2%。
自2004年張江出現首家超億元的設計企業(上海華虹集成電路有限責任公司)以來,每年超億元的設計企業數量不斷增加,2012年已達10多家。其中最為突出的是展訊公司,2011年銷售收入在上一年猛增238%的基礎上再次翻番,達到42.88億元,增速居全球前25大集成電路設計企業首位。
(三)資源整合步伐加快
并購重組現已成為設計企業在短期內快速實現業務整合,彌補技術短板的最佳方案,這也是世界集成電路發達國家和地區的普遍規律。
張江集成電路設計企業順應國際半導體行業及相關領域兼并重組的發展趨勢,通過產業鏈上下游企業間的并購重組,克服單一企業進入市場的障礙,加速進入高端芯片市場。例如聚辰半導體與美凌微電子以股份置換的方式進行合并,發揮雙方在智能卡芯片、模擬和混合信號集成電路產品方面的優勢,融合數字和模擬技術,打造國內模擬IC市場的巨頭。再如銳迪科在布局基帶芯片領域的同時,獲得泰鼎一項IP特許和開發協議,可以開發生產和銷售派生版本的數字電視SOC平臺,這也意味著銳迪科將進入數字電視市場。
張江集成電路設計企業通過兼并重組,實現強強聯合,既保存了企業實力,延伸拓寬了產業鏈;又推動了企業做大做強,增強了市場競爭力。
二、張江集成電路設計企業的發展瓶頸
張江園區是中國集成電路設計企業最為集中,技術水平相對較高,所有制形式最為多樣化的產業基地。但在張江落戶的設計企業,總的來說,還處于成長階段,企業規模小,盈利能力不足,產品線單一,缺乏核心技術和自主品牌。張江大多數設計企業發展后勁乏力的主要原因在于:
(一)政策限制挫傷企業發展活力
政策支持在集成電路產業發展中的重要作用不言而喻。2000年的國發18號文開啟了國內集成電路產業發展的黃金十年。但近年來,政策的諸多限制,抑制了芯片設計企業乃至整個產業鏈的良性發展。
首先,由于財稅[2000]25號文對“集成電路設計企業”的定義,導致許多設計企業在工商登記后,稅務機關不認可其為生產型企業,拿不到加工手冊,無法實現出口退稅。當設計企業設計的芯片需要在境內加工時,只能通過境外公司下訂單,并通過國外公司銷售。而張江的設計企業僅僅成了設計中心。
其次,中國自2005年4月1日起停止執行財稅[2002]70號第一條即增值稅實際稅負超過3%的部分實行即征即退政策,致使設計企業在尚未銷售產品前,須先交付芯片制造、封裝和測試等各個加工環節17%的增值稅,從而造成設計企業流動資金周轉困難。而其他采用增值稅制的國家和地區,如新加坡為3%,中國臺灣為5%,韓國為10%,都較國內低。設計企業為了避免資金占壓,只能迂回境外下單加工。此外,由于進口芯片可以免稅,境內客戶便不愿采購境內設計企業芯片,造成境內設計企業不能實現本土銷售。
張江一批設計企業因受政策影響,在完成設計后不得不轉移到境外生產和銷售,造成銷售額、利潤和稅收大量流向境外,使張江的芯片代工企業和封裝測試企業得不到設計企業的訂單支持,既阻礙了以設計企業為“龍頭”推動集成電路產業全面發展的趨勢,也使國家稅收遭受巨大損失。
(二)融資困難束縛企業發展規模
集成電路產業是一個技術密集、資金密集和人才密集的產業,對于投融資環境的要求較其他產業更為迫切。然而,集成電路設計企業的特殊性,使其融資之路較其他產業更為艱難。
首先,中國的投融資渠道比較單一,國內銀行體系重點關注的是回報率穩定、資產風險小的行業和大型國有企業。而大多數設計企業無廠房、設備等固定資產,其資產輕、規模小、歷史短的特征,不符合傳統意義上的銀行放貸標準。近年來,雖然有些銀行推出了以知識產權等無形資產獲取信用貸款的金融產品,但由于知識產權質押登記流程長,耗時久,加上一般高新技術較為尖端,其市場價值和發展前景難以為金融機構人員理解和評估。銀行為了規避自身風險,不愿從根本上突破現有的評估模式,所以真正通過知識產權質押獲得銀行貸款的企業少之又少。
其次,雖然設計企業可以選擇國內或海外上市,但國內上市門檻高,使眾多設計企業望而卻步。如主板市場需要連續三年盈利,中小板需要連續兩年盈利,創業板需要最近三個會計年度凈利潤均為正數,且累計超過3 000萬元。而海外上市手續復雜、成本高,加上國際影響力不夠,能夠成功上市的僅屬業中翹楚,中小型設計企業根本無法企及。此外,雖有政府扶持資金,但審核周期長,有時要超過一年,根本無法在企業最需要資金的時候雪中送炭。
融資困難一方面使眾多的設計企業發展規模受阻;另一方面無力投入高新技術研發,致使產品附加值不高,只能在國內低端產品市場競爭,前景堪憂。
(三)人才缺失制約企業發展潛力
集成電路設計業是產業鏈中人才密集度最高的行業,如何更好地利用現有人才激勵政策、戶籍政策來吸引人才,留住人才,用好人才,是助推設計企業發展的關鍵。
一般來說,集成電路設計企業引進的研發高端人才大多來自海外,收入相對較高。然而根據中國現行的個人所得稅法的相關規定,這些人才收入的征稅率相較于其在國外繳納的所得稅來說要高出許多。據統計,一位年薪10萬美元的美籍工程師,按照美國稅法以及其撫養子女、購房貸款和贍養父母的抵扣規定,其實際繳納的總稅率僅為10%~15%。而按照中國個人所得稅法,實際繳納的總稅率至少達35%,根本不利于設計企業高端人才的引進,也降低了該類人才留在國內發展的穩定性。
同時,受上海戶籍制度的限制,許多優秀的外地人才被拒之門外。雖然有居住證制度,但與戶籍享有的權利和保障存在明顯差異,尤其在子女教育問題上。更重要的是居住證遠沒上海戶籍那樣讓人產生安全感與歸屬感。許多優秀的外地人才只能到上海周邊地區——戶籍政策門檻相對較低的蘇、杭州等地,尋找個人價值的發展空間。此外,上海作為全國最發達的現代化城市,生活成本居高不下。根據英國經濟學人智庫最新一期“全球生活成本指數”排行榜,上海已與紐約基本看齊,大陸第一,全球第三十,遠高于內地城市的生活成本,不僅令未來者望而卻步,也令已居者萌生去意。
上海日趨緊張的用人環境和設計企業成倍增長的人才需求形成巨大的供需矛盾,招聘人才難,人才流失嚴重已成為制約設計企業發展不容忽視的關鍵因素。
三、張江集成電路設計企業發展策略
集成電路設計業是集成電路產業中最具活力和最富發展潛力的行業,是集成電路產業技術水平的集中體現,也是中國集成電路產業發展的重中之重。如果設計業發展滯緩,不僅牽制集成電路市場的擴展,也嚴重影響芯片制造和封裝測試等整個產業鏈的發展與穩定。因此,采取一些有突破性的措施來迅速改善集成電路設計業的現狀,對推動集成電路整個產業鏈的發展十分重要。
(一)構建以設計企業為“龍頭”的集成電路產業鏈保稅監管新模式
首先,將設計企業視同于將產品制造外包的集成電路生產型企業,使其可以享受產品出口退稅,鼓勵設計企業將流片加工和銷售重返境內。目前,集成電路生產制造有兩種方式,一種是英特爾、德州儀器公司等企業采用的IDM(集成器件制造商)方式;另一種是以垂直分工為主要特征的集成電路產業鏈方式,主要由集成電路設計公司(Fabless)、芯片代工企業(Foundry)、封裝測試企業(Assembly&Testing)分別完成。中國臺灣地區、新加坡、韓國等均是通過后一種方式參與集成電路產業的國際分工。中國集成電路產業也是借助于這種方式得以迅速崛起。因此,對集成電路設計企業的認識不應僅停留在設計服務層面上。實際上,Fabless才是集成電路設計企業的主流商業模式。Fabless的準確含義是沒有芯片廠的半導體公司。如果在政策層面能夠將設計企業定位于生產型企業,設計企業享受免抵退政策也就順理成章了。
其次,參照臺灣新竹的成功經驗,將集成電路產業進行全程保稅,即保關稅和增值稅。對經認定的集成電路企業,無論是集成電路設計、生產、封裝、測試企業還是集成電路設備和原材料生產企業,在其從事集成電路產業相關經營活動中,給予保稅政策。當這些企業的產品實現國內銷售,就按國內銷售征稅;若產品出口,則免于征稅。如果張江集成電路產業能夠參照國際通行做法,對設計企業設計的芯片在生產加工過程中不征收增值稅,那么它對帶動芯片制造、封裝測試、設備制造和軟件開發等各個環節的跨越式發展有著不可估量的作用,它可以使整個產業鏈上繳給國家的稅收呈幾何級、跳越式增長。
(二)搭建投融資專業化金融服務平臺,助力設計企業發展騰飛
首先,根據張江設計企業特性和發展階段,開發多層次、多品種的金融產品,以適應不同特點和階段的企業融資需求。對于處在研發階段的初創型企業,引入張江小額貸款、融資租賃和融資擔保等;對于產品處于研發階段的企業,則從“投貸聯動”入手,引入私募基金、風險投資等。同時,加大推進張江已經實施的“銀政合作”項目,按照“風險共擔、限額補貼、征信先行、專業運作、監管創新”的原則,以企業融資信用信息征集為基礎,不斷引入多家商業銀行共同參與,支持銀行擴大放貸規模,對解決企業融資問題有突出貢獻的機構給予風險補償和獎勵。一方面,銀行通過提高抵押融資比例、豐富質押融資手段、加快審批速度、優化信貸結構,為企業提供銀行融資;另一方面,政府通過風險共擔、梯度獎勵等激勵措施,增強銀行放貸信心。有了政府的擔保抵沖壞賬額度,銀行的放貸規模成倍放大,一些原本不符合銀行放貸條件的企業可以因此得益,從而解決設計企業在發展過程中的融資難題。
其次,幫助設計企業進入多層次資本市場,促使企業創新與資本運作有機結合。對有改制上市意愿的企業,邀請券商等專業中介機構進行不同資本市場的專題培訓或上門個別輔導,從公司治理、內部控制、股權激勵、商業模式設計等多角度全面分析企業發展之路,有針對性地幫助企業提高上市融資實務操作技能,使之充分了解企業自身發展現狀,選擇最佳上市板塊。尤其是要幫助設計企業充分認識到“新三板”作為多層次資本市場的組成部分,可成為有創新能力和發展潛力企業可持續發展的重要加速器。同時,鼓勵設計企業進入OTC中心掛牌交易,對交易各方給予引導和支持,為科技型企業早期融資創造條件。
(三)推動創新人才政策,營造聚才、育才、用才的良好環境
首先,以張江建設國家自主創新示范區為契機,推進和落實“張江創新十條”政策。設立以國資為導向的“代持股專項資金”,實施股權激勵。對符合股權激勵條件的團隊和個人,給予股權認購、代持及股權取得階段所產生的個人所得稅代墊等資金支持。推行“張江聚才計劃”,加速高端人才集聚。建立以市場化的角度、企業家的眼光為導向的全新人才評價方法,以實踐和貢獻為出發點來衡量人才。設立“張江創新人才獎勵資金”,通過評價方式、評價標準和激勵方式的創新幫助企業吸引和留住關鍵、骨干人才。還可借鑒一些國家或地區的做法,對貢獻大和特別急需的高層次人才,實施個人所得稅補貼、個人購房貸款貼息及年度嘉獎等激勵政策,來加大企業吸引人才,留住人才的法碼。
其次,不斷優化工作和生活環境,全方位降低人才的創業和居住成本。針對上海高房價對企業引進、留住人才帶來的壓力,加速開發建設價格優惠、配套設置齊全的人才公寓,建造限價商品房,定向配售給符合條件的引進人才、專業技術骨干、管理人員自住。同時,積極拓展優質教育資源,提升園區基礎教育水平,對設計企業創新創業人才,其子女在學前教育、義務教育階段入園入學安排上予以優先照顧,并為外籍高層次人才及其配偶、未成年子女和外籍高端技術人員,申請長期居留許可提供便利。
四、結束語
當今世界正處于電子信息時代,集成電路產業對于改變我們的生活方式,促進全球信息技術發展,提(下轉79頁)(上接28頁)升各國綜合國力具有重要的戰略意義和現實意義。未來的張江,如何把握相關戰略新興產業快速發展的機遇,實現以集成電路設計企業為龍頭,帶動整個產業鏈的快速發展;如何把握建設張江國家自主創新示范區的重大機遇,集聚創新能力,優化產業結構,躋身世界一流集成電路產業競爭行列,任重而道遠。
參考文獻:
[1] 上海市經信委和上海市集成電路行業協會.2012年上海集成電路產業發展研究報告[M].上海:上海教育出版社,2012.
[2] 2011年度張江高科技園區產業發展報告[Z].
[3] 朱貽瑋.中國集成電路產業發展論述文集[M].北京:新時代出版社,2006.
信息產業部電子信息產品管理司司長詳解了我國集成電路與軟件產業加強知識產權戰略的意義。知識產權是全球高科技產業布局的核心,也決定著我國企業能否有資格站上巨人的肩頭。
“我們要認識到知識產權并不總是吃人的老虎,知識產權也可以成為保護我們自己的武器。”科技部高新司副司長廖小罕在12月1日召開的IP China 2006中國集成電路與軟件知識產權峰會上表示,集成電路企業不僅要意識到知識產權的重要性,更要在國際激烈的市場競爭環境下制定合適的知識產權戰略。
隨著經濟發展,加強知識產權保護、制定知識產權戰略的重要性已經是我國企業耳熟能詳的話題。但觀察近年來發生的國外公司對我國企業的知識產權攻擊事件,不難發現,其中很大一部分是發生在集成電路和軟件產業中,且訴訟對象大都指向我國在這一領域內的明星企業。我國集成電路產業的知識產權淡薄現象已經造成了很大的損失。自主創新和知識產權的管理、保護兩方面,都是我國集成電路產業發展必須要重視的。知識產權的革命尚在路上,我國的集成電路企業,也應該付出努力了。
專利先行是上策
自主創新是企業獲得知識產權的重要手段,但是自主創新主要指獲得產業技術上的控制權,而技術和產業的健康發展僅僅有自主創新是遠遠不夠的。從珠海炬力和美國SigmaTel公司持續數年的訴訟,到DVD專利權之爭,我們可以看出,企業要取得產業制高點,持有專利權才是關鍵所在。
未雨綢繆,專利先行,這是廖小罕提出的集成電路發展的上策。
對于這個問題,Thomson Scientific中國區總經理劉煜顯然有著很深的感悟。他的工作就是盡量收集全球的專利,進行深加工后提供給用戶。“很多公司希望做出核心的專利。所謂的核心專利就是構成行業標準的某種技術。標準是不收費的,但標準后的專利是收費的。我知道的一個新加坡公司,有一個研究所主要是做基礎研究,每年轉讓的專利費用超過600萬元。他們是怎么做到的呢?他們尋找專利比較少的技術,然后自己投入研究,把這些專利技術申請之后再賣給大的企業。那么,我在想,我們能不能找出專利覆蓋的領域,發現一些沒有重點投入的領域,想辦法在這個領域中進行研究呢?”中星微電子有限公司知識產權經理李東亞也感慨地說:“我在中星公司工作了5年,前幾年的工作做得非常艱難。原因就是整體員工的知識產權意識都不高,這樣,即使老總的積極性再大,也出不了成效。”
炬力集成電路設計公司經理袁永斌總結了企業專利戰略發展的幾大要點。首先是要做好前期的準備,包括人員的準備和資金的準備,人員指的不僅是企業的領導,還包括技術人員、法律人員、銷售和市場人員等。第二步就是要做市場分析,確立一個目標。如果企業事先不做一個專利分析,清楚在這個領域中哪些產品已經被其他公司專利所覆蓋,那么等到產品生產出來,糾紛發生時,就已經晚了。第三步要根據企業自身的狀況來擬定具體的方案,在擬定方案的過程中一定要有反復的評價、評估、修改過程。在最后組織實施的過程中,一定要根據自身的情況、競爭對手的情況、市場變化的因素隨時進行調整。
人民大學法學院的郭禾教授補充說,企業在立項開發階段從知識產權角度就應該有一個監控,每取得一個成果都應該有一定的人員進行評估,在申請專利和采取保護措施的時間方面都有相應的制度。而這些正是我國企業相對薄弱的地方。
當心EDA的敏感雷區
知識產權領域是個需要步步小心的“雷區”,企業稍不注意就會面臨爆炸的危險。保護集成電路產業的知識產權,固然要各個行業共同進行,但是了解產業內知識產權保護的重點區域,在敏感地帶注意細心排雷,對集成電路和軟件企業來說無疑是條捷徑。
信息產業部軟件與集成電路促進中心副總工程師謝學軍指出:“我國集成電路知識產權保護的重點領域首先是制造行業。根據目前的情況看,發生在制造領域的糾紛比較明顯。而EDA行業將是今后比較敏感的區域。另外,IP核問題也是重點領域之一。”
國家對EDA行業投入了很多資金,但是現在我國相關企業與國外的大企業相比規模還是遜色不少。目前EDA行業內的專利布局對我國企業來說具有較大的危險性,國外的專利權占了大部分,如果我國企業計劃自己開發專利,想把原有的專利部分繞過去是很困難的。現在我國企業規模較小,這個問題尚不十分明顯,但是隨著企業的成長,這個問題逐漸浮出水面,這個行業也將成為企業談虎色變的重點雷區。目前我國企業花費比較低廉,一旦這些企業發展壯大就要面臨收費問題。這一行業內的企業要想完善知識產權保護和管理,避免知識產權訴訟,就必須從現在開始加強專利和知識產權建設。
IP核的問題討論也越來越熱,成為集成電路知識產權關注的主流方向,國內能夠全部由自己設計IP的公司還比較少,但是隨著時間的推移,這方面的問題就會逐漸浮出水面。
行業聯盟是堅強后盾
當前,我國集成電路產業尚處于發展的初級階段,作為一個后來者,它要面臨眾多的挑戰。現在集成電路設計復雜度越來越高,使得對知識產權的保護變得更加困難。另外,新的知識產權形式的出現,以及集成電路設計的主體變得更多、更小,都加大了保護的難度。由于成本壓力、時間壓力以及技術領域的馬太效應,企業如果采用不太成熟的技術,芯片流片一旦失敗,高額的設計費用將給企業財務帶來嚴重壓力,而且時間上也拖不起。因此,大部分企業更希望采用已有的成熟技術。但這就使得原有的技術領先者發展得更快,形成了強者恒強、大者恒大的局面,無形中更加提高了專利和技術授權費用。
為了解決這些問題,信息產業部軟件與集成電路促進中心(CSIP)副主任邱善勤表示,作為專職促進軟件與集成電路產業發展的機構,CSIP已經開展了積極工作。目前,CSIP和相關單位正在對全球集成電路與軟件全行業的專利進行檢索和分析,通過研究其他國家的專利情況,把握產業技術發展趨勢,為我國自主創新搭建更高的技術平臺。
袁永斌根據炬力公司自身在知識產權保護領域的實踐提出:“企業制定專利戰略,一定要和國內同行進行交流,對于一些沒有專利的企業,也要讓他們了解制定專利的重要性。我國的企業過去更多地是在互相進行競爭,但是面對現在的知識產權形勢,面對國外企業的挑戰,我們一定要多多合作,以產品為基礎,建立一個細化的行業聯盟,來協調企業間進行互助和分享。”
信息產業部電子信息產品管理司司長指出,所謂機遇,是指能站在巨人肩膀上來發展自己;所謂挑戰,其中很重要的一點就是巨人的肩膀讓不讓我們站的問題。在全球高科技產業布局中,知識產權保護成為一個核心問題。差距是存在的,知識產權革命路途尚長,但是吸取國外經驗教訓,發展自身,將是我國集成電路企業努力的方向。
金思維攜手亞太泵閥共繪信息化藍圖
近日,國家重點高新技術企業――江蘇亞太泵閥有限公司與金思維公司正式簽約,啟用金思維ERP。
江蘇亞太泵閥有限公司主要生產各類特種水泵、閥門、城市污水處理廠成套設備及相關設備的遠程中央控制系統,是中國環保產業百強骨干企業。亞太水工產品先后在上海寶鋼、三峽工程、黃河小浪底工程等國家重點工程中得到了廣泛應用,并出口到澳大利亞、伊朗、泰國等20多個國家和地區。
為加快我國集成電路高層次人才隊伍建設,并為我國全面制定集成電路產業發展規劃提供指導參考,10月30日至11月3日,由人事部和信息產業部聯合主辦的“集成電路產業發展高級研修班”在無錫召開。
本次高研班,以“加快集成電路高層次人才培養,促進中國信息產業發展”為主題,匯聚了來自全國各地信息產業廳局、集成電路企業、行業協會及科研機構的70多名高層管理人員和技術專家。通過學習交流,各位學員對我國“十一五”期間將要出臺的產業政策、法規等有了初步認識。
產業政策推動產業發展
在本次高研班上,多位專家學者強調指出了集成電路在信息產業中的基礎和核心作用。為確保在集成電路領域的強國地位,保障國家安全、國防安全和信息安全,美國、日本和韓國都出臺了積極的產業政策和法規。我國的集成電路從建國以來就備受領導重視,但由于受多方面因素的影響,直到“十五”期間才取得了快速發展:預計“十五”期間集成電路產業累計投資超過160億美元,是過去30年投資總和的4倍多;中國內地集成電路產量和銷售收入的年均增長速度超過30%。
反思我國集成電路產業的發展歷程,高研班的專家學者和各企業的高層管理人員都一致肯定了實施積極的產業政策對推動我國集成電路發展的關鍵作用。正是我國在2000年頒布的《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》即“18號文件”和其它相關政策,推動了我國集成電路產業在“十五”期間的快速增長。
諸多問題有待突破
但是,正如授課的多位專家所指出的那樣,我國的集成電路產業仍然存在一系列的問題。首先是產業規模小,大企業少,2004年我國產業總收入僅占世界集成電路市場的3.7%。其次是自主創新能力太弱,缺乏自主知識產權核心技術,重點整機所用的芯片,絕大部分依靠進口。再次就是供需缺口較大并有擴大趨勢,集成電路的自給自足率還不到20%。最后就是專用設備、儀器和材料發展落后,高層次人才也非常匱乏。
“十一五”產業政策備受關注
為突破產業發展困境,我國“十一五”期間的產業政策動向極為關鍵。因此,信息產業部電子信息產品管理司丁文武副司長、各知名專家學者和企業高層管理人員,就“十一五”期間我國集成電路產業的指導思想、發展思路、發展目標、發展重點和政策措施等做了深入探討。丁文武副司長以《我國集成電路產業發展狀況與規劃思路》為題發表了觀點。
在指導思想方面,集成電路產業繼續堅持深化改革、擴大開放,進一步做大產業規模,大力提高自主創新能力,開發并掌握核心技術,提高產業總體水平,初步形成具有自主創新能力的創新體系,努力建立根植于中國的、具有核心競爭力的產業鏈。
在發展思路方面,進一步完善產業政策,加強市場引導,營造良好的產業發展環境;以應用為先導、設計業為重點、制造業為主體,繼續做大產業規模;提高自主創新能力,建立以企業為主體、產、學、研、用相結合,明確分工合作的、多層次的技術創新體系;加快專用設備、儀器和材料的發展,完善產業鏈建設。
在發展目標方面,集成電路產業年均增長率在30%以上;主流設計水平達到0.13μm~90nm,國內重點整機應用自主知識產權集成電路產品的比例達到30%左右;制造業的大規模生產技術達到12英寸;封裝業進入國際主流領域。
關鍵詞:CDIO;高職教育;集成電路版圖設計;課程開發
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)04-0090-02
CDIO是基于項目學習的一種模式,是工科教育“做中學”的一種。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運作(Operate),它以工程項目生命周期為載體,培養學生的學術知識、職業道德和運用知識解決問題的能力、終生學習能力、團隊交流能力和大系統掌控能力。此教育模式是由麻省理工學院(MIT)和瑞典皇家工學院等發起,現已運用到幾十個大學的眾多專業,并獲得產業界認可。
高職教育改革及引入CDIO教育模式的必要性與必然性
高等教育是在完成中等教育的基礎上進行的專業教育,是培養高級專門人才的社會活動。職業教育是對受教育者施以從事某種職業所必需的知識與技能的訓練,因此,職業教育亦稱職業技術教育或實業教育。“高等職業教育”是“高等”與“職業教育”兩個概念的復合。
我國高等職業教育的人才培養目標從開始提出的“技術型人才”、“應用型人才”,到后來的“實用型人才”,再到現在提出的“高技能人才”,多年來一直處于變化不定之中。高職培養的人才類型是實用型、應用型,與普通高等教育培養的人才是有差異的。所謂高技能人才,工作內涵是將成熟的技術和管理規范轉變為現實的生產和服務,工作場合和崗位是基層第一線。
蘇州工業園區職業技術學院的辦學理念為“企業的需要,我們的目標;學生的需求,我們的追求”。近些年,我們在專業建設和課程教學改革方面做了許多探索,協助畢業生提高就業信心,實現優質就業,傳統教育下的畢業生上崗適應慢,溝通能力差,動手能力弱,缺乏團隊合作經驗,缺少創新精神和創新能力、職業道德、敬業精神等人文素質薄弱,頻繁“跳槽”等,而這些都難以符合現代企業的需要。教育模式的改革勢在必行,而CDIO教育模式恰恰有針對性地對傳統教學中存在的諸多弊端做出了全面、系統的指導,CDIO教育模式引領了高等職業教育改革的必然性。
應用CDIO模式開發《集成電路版圖設計》課程
(一)《集成電路版圖設計》的課程理念與思路
《集成電路版圖設計》課程是一門實踐性很強的課程,針對課程特點,課程設計的基本思路是從崗位實際需求出發,從培養學生學習興趣入手,在傳授知識過程中重視能力培養,強化學生的自學能力和分析、解決問題的能力。具體做法是:
全程實施項目教學 本課程圍繞多個相對獨立的案例展開。案例的選擇強調源于工程實際,注重內容的代表性、針對性、實用性以及先進性,理論知識的選擇以“必需,夠用”為原則。教學實踐表明,案例教學使教學內容直觀、具體、形象,易于接受,也使教學內容與工程實際及職業崗位緊密聯系,有利于課內知識向工程實際拓寬、技術知識向工程實踐遷移,從而有力促進了學生職業能力的發展。
全程實施情境式教學 本課程改變了將理論與實訓分開的傳統模式,在教學中設計了8個學習情境,每個情境都以相應的工業案例為主線,按照“資訊決策計劃實施檢查評價”的流程授課,使學員在學中做、做中學,以提高IC版圖設計技能訓練的水平。同時,通過情境式教學,學生的學習興趣和參與度大大提高,不僅培養了團隊合作精神和溝通能力,還培養了學生的組織協調能力。
小班互動式教學 為達到更好的教學效果,本課程采用24人小班制教學,全程在實訓室教學。根據教學內容采取“先講,后練”、“邊講,邊練”、“先練,后講”等方法,從第一次課開始就設置實訓操作內容,調動學生的主觀能動性,增加師生互動性。
企業實訓 通過校企合作建設校外實訓基地的方式,安排學生到專業設計公司進行實訓,擴展學生的知識面和工程認識,同時,提高學生對項目整個流程的認知,提高學生的抗壓力,對職業道德和敬業精神的培養具有實踐意義。
(二)《集成電路版圖設計》之課程標準
《集成電路版圖設計》課程標準涉及四個方面內容。
專業知識設計 專業知識方面圍繞IC版圖設計職業標準所要求的必要的基礎知識和基本技能把本課程的內容分成多個模塊:基礎模塊(系統操作部分)、應用模塊(軟件使用部分)、 基本技能訓練模塊(基本單元的版圖設計)、技能提升模塊(整體布局與項目掌控)等4個模塊包含了8個情境。具體內容包括:Linux基礎、版圖識讀與電路提取、design rule簡表整理、繪制符合design rule的NAD2/NOR2版圖、DRC及LVS驗證及沖突識別和修改、standard cell的框架結構制定、standard cell版圖設計、芯片CD4013的版圖設計等,每一個情境都對應了某個特定崗位的部分工作內容。這些情境不僅可提供學生對崗位的認知機會,同時,也可激發自主學習的能動性和積極性。
個人職業技能和職業道德培養 在教學中注重對學生職業技能培養的同時也加強對學生職業道德的養成,用企業對員工的標準來要求學生進行實訓,采用定期上交項目總結報告和分組進行項目實施進度報告等方式,為學生今后在企業的發展奠定基礎。
團隊意識的培養 能夠快速地融入一個集體當中是從事設計與研發人員必備的能力,而常常被教育者和學生所忽視,因為傳統的教育方式更多地關注對單獨個體培養的成效,而實際工作中“獨自作戰”的時代過去了,取而代之的是團隊合作,絕大多數的設計工作需要一個團隊協作完成,所以這時人際交往就凸顯其重要性。在教學中,我們讓學生意識到團隊協作的重要性和必要性,并在實訓過程中從點滴做起,讓學生具有團隊合作的意識,如文件夾命名方式、文件管理等采取利于團隊完成項目的方式進行設置。
《集成電路版圖設計》課程的CDIO系統的搭建 《集成電路版圖設計》課程的CDIO系統按照下面的框架完成了搭建任務,如表1所示。
(三)《集成電路版圖設計》課程CDIO系統的具體實施
我們在CDIO教學大綱的指導下,對《集成電路版圖設計》課程進行設計如下:本課程以源于企業真實的項目(如design rule簡表整理,見表2)為載體,將所有需要學習和掌握的內容都圍繞該項目設計,形成一個整體。緊緊圍繞知識體系教學專業技能提升職業道德養成主線組織教學,快樂教學、快樂學習,引導學生主動學、能做事、會做人。
本課程特色 (1)雙語教學,強化應用,適應外企工作。 教師采用雙語教學課件與講義,用兩種語言進行教學,學生采用兩種語言進行作業,從而強化專業詞匯的學習,為適應全英文的工作環境打下了良好的基礎。(2)按企業標準建設,內容先進、實用。采用了與眾多研發設計公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系統為基礎的網絡,安裝版圖設計普遍使用的Cadence工具軟件。(3)企業項目實訓。以企業的研發項目(Reverse、design rule簡表整理;DRC及LVS驗證及沖突識別和修改、standard cell庫的建立、芯片CD4013設計等)為載體,在真實的環境(按照企業標準進行實訓室配置)下,完成生產性實訓任務,完成課程開發教學任務的教師具有多年在外企研發設計的工程背景,學生完成工學結合的作品符合企業設計需要。(4)綜合全面的評價體系。理論與實踐評價結合,技能訓練與表達訓練結合,校內教師評價與企業評價結合,學生的自評與互評結合。評價方面包括學習態度、5S素養、項目報告的書寫、項目匯報、實踐考核和理論考試(按版圖設計職業標準四級難度要求隨機從題庫抽取試題)。(5)增強教師的教學技能。中青年教師、工程師都有學院內部培訓課程和企業項目參與的經驗,并且要求每年都要開新課和實驗、訓練項目。每個月都有業務和管理能力評價和學期段考核。參加過的培訓都要有項目報告和培訓體驗交流。在實行課程輪換的同時,實行崗位輪換,使教師熟悉專業核心技術并有扎實的基本功。專業教師通過深入企業和承當企業培訓等途徑,促使教學與生產實際結合。倡導教師既是講師、又是實訓指導教師,還是培訓師和項目工程師,促進“雙師型”教師培養。組織教師參加行業比賽,掌握行業的發展動向和需求,客觀評價教師的技能水平。
課程質量監控體系的建立 教學質量的好與壞,不單是從學生的考核成績上來評價,還在學院內設立了專門的教學監管體系,督導組會不定期地進行課堂教學的抽查與監管。更重要的是畢業的學生受到企業的好評,這是對我們課程質量最客觀的評價。
課程評估
(一)基本達到預期目的
經過多年的教學實踐,CDIO教學模式在《集成電路版圖設計》課程中已初見成效,不僅學生在學習過程中表現出很高的積極性,參加職業資格認證測試的微電子專業的學生全部取得了集成電路版圖設計師四級職業證書,通過對2008屆、2009界畢業生就業調查,我院微電子類專業的畢業生,被蘇州工業園區、蘇州新區多家知名外企爭相錄用,就業率達100%。這些企業普遍認為我院的學生工作上手快,適應能力強,擔任技術員及助理工程師以上崗位的占75%左右,不少學生已升任工程師助理及工程師。
(二)改進方向和途徑
配合微電子專業建設,進行課程教學改革,使我們培養出來的學生全方位發展,符合企業的需求,不是單搞課程的開發,而是要建立起貫通的課程體系,從研發到制造,把先進的CDIO教學模式合理運用到自己的教學實踐中去,不能機械地照搬照抄;要針對學生的實際水平和教學內容,提供知識供學生學習。要加強與企業的合作,緊隨行業技術的更新步伐,及時更新案例項目。
CDIO教育模式的先進性、普遍實用性是毋庸置疑的,許多學院結合本校和行業特點都探索出新的模式。我們借鑒新加坡南洋理工學院教學模塊化的成功案例,利用CDIO教育模式對《集成電路版圖設計》課程進行開發,對高等職業教育的課程改革有一定的指導和借鑒作用。
參考文獻:
[1]顧佩華,沈民奮,陸小華.重新認識工程教育:國際CDIO培養模式與方法[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]張云霞.高等職業教育人才培養模式改革取向[J].職業技術教育,2008,(19):20-22.
[3]戴勇.創新高職人才培養模式應關注三個層面的改革[J].中國高教研究,2007,(2).
關鍵詞 工程教育專業認證;射頻微電子;卓越工程師
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2015)11-0007-02
1 引言
工程教育專業認證對保證和提高工程教育質量、推動我國卓越工程師教育培養計劃具有重要作用。我國工程教育于2013年6月在韓國首爾召開的國際工程聯盟會議上成功加入《華盛頓協議》,成為預備會員,這標志著我國工程教育邁出重大步伐,為工程類學生今后走向世界提供了具有國際互認質量標準的“通行證”。工程教育專業認證作為國家工程師制度改革的基礎和前提,也將為廣大工科學生未來的工程執業提供便利[1-2]。
隨著國內半導體制造現代化工藝線的不斷建設和擴展,以及微電子技術的飛速發展,IC產業對微電子人才需求日益增加。目前我國正面臨微電子技術人才奇缺的局面,對培養人才的要求也日益提高。射頻微電子學課程作為電磁場與微波技術方向的專業核心課程,是數字通信、射頻系統以及射頻集成電路設計的基礎。建立能適應新形勢下滿足工程教育認證標準要求的射頻微電子學課程教學體系,提高射頻微電子學課程教學水平,是電類專業順利通過工程教育專業認證的重要環節之一。
為實施教育部“卓越工程師教育培養計劃”,切實增強學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,本文結合客觀實際,從教學方式方法改革、學生工程實踐能力培養、側重學生對所學知識的應用和創新能力的教學評價方法的研究和實踐等方面著手,建設面向工程教育專業認證的射頻微電子學課程教學體系[3]。
2 改進教學方式方法,提高學生學習的積極性
采用先進現代教學手段是提高學生學習興趣和積極性的重要方法之一。
1)在保證知識結構的系統性和知識點布局的全面性基礎上,采用啟發式互動教學法,充分調動學生學習微電子課程的積極主動性,引導學生主動分析工程實際問題,有效提高課程的教學質量。
2)改進多媒體課件,使教學更貼近工程實踐。使用視頻剪輯、動畫、實物照片等教學手段,向學生展現該課程的核心內容以及所學理論的工程實踐應用,增加學生對射頻和微電子的感性認識。例如:在介紹S參數時,可以通過視頻錄像介紹工程實踐中利用矢量網絡分析儀測試射頻無源器件及有源器件S參數的方法;在介紹微波傳輸線時,可以向學生展示由微帶構成的射頻前端系統中的饋電網絡的實物照片和調試過程的視頻錄像;通過收集并展示各種射頻無源(濾波器、功分器等)、有源器件(低噪聲放大器、混頻器等)的照片和實物,使學生更形象地認識射頻器件,提高學生的學習興趣。
3)推進課程網站的建設,以網絡教學作為教學輔助手段。在教學網站上提供國外著名科教網絡頻道有關射頻技術和微電子學的課程課件和相關教學資源,課堂教學課件、射頻微電子技術常用的網絡資源和網址,建立討論區供學生相互討論和教師答疑,建立專門的網頁介紹射頻微電子技術的前沿和發展方向,鼓勵學生跟蹤前沿技術自主創新。
4)在教學評價方面,側重學生對所學知識的應用和創新能力的考查,將小組自主學習、研究性學習的情況納入對學生成績的評價,引導學生重視課程的實踐環節,改變單一的考試成績評價方式,重視學生在學習過程中的自我評價和自我改進。
3 注重學生面向工程實際的能力培養,改革射頻微電子學實踐教學內容
微電子學課程體系主要包括微電子器件和工藝、集成電路設計與應用兩大類,應用性極強,學生需經過實際器件工藝的操作和具體集成電路的設計,才能深刻理解器件工作原理、掌握集成電路仿真和版圖繪制方法,全面了解集成電路設計的全過程,達到很好的教學效果。
作為該課程體系中重要的一門課程,射頻微電子學是一門理論性與工程性都很強的課程。如圖1所示,射頻微電子學涉及許多學科交叉領域,因此,學生不僅需要學習數字集成電路設計、模擬集成電路設計等理論課程,掌握集成電路原理,還要能利用各代工廠提供的工藝庫和器件模型進行各種集成電路原理設計和版圖繪制。現代射頻集成電路的開發流程,由仿真域(設計、仿真、驗證)實體域(電路實現)測試域(測試驗證)三個環節構成。工業界需要的合格的射頻微電子工程師必須具備在上述三個領域的全面知識和技能。目前培養的學生比較注重基礎理論的學習,僅對仿真域中的設計環節比較熟悉,而仿真、電路實現、測試等方面的能力比較欠缺。
因此,在教學過程中,為了培養學生的工程實踐能力,除了基礎理論知識的教授外,還需教授學生掌握電路CAD軟件、電磁場仿真設計工具(HFSS、IE3D或CST)、各種集成電路測試設備(矢量網絡分析儀、示波器、信號源、頻譜儀和噪聲儀),并要求學生利用電磁仿真軟件對所學的射頻無源及有源器件(如濾波器、功分器,低噪聲放大器、混頻器、振蕩器等)進行分析和設計,使學生不僅能更深刻地理解所學習的射頻器件的工作原理及射頻集成電路設計方法,也能熟悉和掌握仿真軟件。學生在教師或助教的指導下,自主設計、仿真驗證射頻無源器件(如濾波器、功分器、工分器等)及其有源器件(如低噪聲放大器、混頻器等),在此基礎上進行射頻系統前端的集成電路設計,然后通過評估篩選出性能較好的設計,制作實物并進行工程測試。這樣就實現了對學生在射頻集成電路工程設計重要環節由仿真域(設計、仿真、驗證)實體域(電路實現)測試域(測試驗證)能力的培養。
在理論教學的基礎上,通過小組學習討論的方式,鼓勵學生按課題小組設計多種射頻元器件。但由于射頻器件及射頻系統前端的集成電路的制作和工程測試的成本較高,無法滿足所有學生的需求,對器件的制作和測試必須擇優進行。在實際的實踐教學中,只進行某種器件設計的小組為參照組,評估完成整個設計、仿真、制作、測試流程的小組對該器件掌握的改善情況。
4 進行校企合作的卓越工程人才聯合培養
射頻微電子學教學可在校企聯合培養機制下,建立必要的激勵政策,充分發揮企業的行業優勢,引導教學從注重學生“考試結果”向注重學生“學習過程”的轉變。這反映到本課程的教學內容上,要強調理論性與本課程的有機結合,突出案例分析和實踐研究;反映到教學過程中,要重視運用團隊學習、案例分析、實踐研究和模擬訓練等方法的運用。在考核時,對校外課外的實踐內容實行嚴格的考核,比如邀請校外射頻微電子工程技術人員與校內專業教師組成考核小組,考核學生在企業實習的具體表現。根據實際條件,增加工廠生產實習環節,使學生能在綜合運用所學知識的基礎上,加強對企業崗位操作規程及相關管理規程等的詳細了解。
5 結束語
本文在工程教育專業認證背景下并結合本校的本科卓越工程師教育培養和專業建設,基于筆者近兩年來在微波技術與天線、射頻微電子學課程授課過程中的總結,探討建立新形勢下能滿足工程教育認證標準要求的射頻微電子學課程教學體系,從而適應國際化、社會化、高素質、創新型人才的培養需求。需要指出的是,由于受到教學經驗和客觀實際的限制,筆者只是簡要地討論了在工程教育背景下本課程教學的轉變,在未來的教學過程中會進一步進行思考和總結。
參考文獻
[1]修開喜.中美工程教育專業認證體系的比較研究[D].遼寧:大連理工大學,2013.
[2]劉昭亞.本科院校工程教育專業認證制度研究[D].安徽:淮北師范大學,2014.
[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”質量要求與工程教育認證[J].高等工程教育研究,2013(6):49-61.