導語：如何才能寫好一篇集成電路發展路徑，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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集成電路是換代節奏快、技術含量高的產品。從當今國際市場格局來看，集成電路企業之間在知識產權主導權上斗爭激烈，重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征，集成電路跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。有鑒于此，當前集成電路是中國的“短腿”產業。

(一)產品研究開發至關重要。

集成電路產品研發和換代周期較短。按照摩爾定律，集成芯片上所集成的電路數目，微處理器的性能，每隔一個周期就翻一番；可比單位貨幣所能購買到的電腦性能，每隔一個周期就翻兩番。為什么集成電路產品研發換代周期如此之短?因為芯片制造商要以最短時間，盡其所能，開發新技術，將技術標準更新換代，以實現產品性價比迅速優化，并大規模鎖定消費者群體，乃至防止自身技術標準鎖定的消費者、使用者群體流失到競爭廠商那兒去。由此，集成電路制造商要生存和發展，必須從銷售收入之中，高比率地支出研發預算，建設研發隊伍，開展研發行動。研發主要目標在于，形成具有性價比優勢的技術標準和產品規格。以全球優勢芯片制造商英特爾為例，近幾年其研發支出占銷售收入的比重一直高達13-15％，而同期相對比，即使是研發強度較高的汽車和航空器產業，其優勢跨國公司的研發支出占銷售收入的比重也都在5％上下。

(二)知識產權主導權上斗爭激烈。

研發投入和行動是為了獲取創新成果。集成電路廠商之間，在研發成果的認定、建設、保護方面，常年都是劍張弩拔，斗爭異常劇烈。首先，研發成果要及時在產品市場銷售地申請登記為專利、商標等知識產權；這種登記行動在步調上要早于國際市場開拓。再以英特爾公司為例，美國專利和商標局的數據顯示，近幾年來英特爾所獲該局授權專利數目一直排在前十位，2007年獲得授權數1865項，在授權巨頭中排第五。其次是技術標準的認定和推廣。一項技術標準的權益的表現就是一個技術專利群體。從全球個人和辦公用計算機市場整體格局看，英特爾和微軟擁有所謂w英特爾事實標準；為鞏固這一標準的壟斷地位和保持周邊技術標準的優勢地位，英特爾可謂不遺余力。英特爾每隔一個季度，要在美國、中國、歐洲等世界主要大市場區，選擇商務中心城市，舉辦所謂英特爾信息技術峰會；峰會的一項重要工作就是推介英特爾的技術標準。近年推出的計算機技術標準涵蓋到系統總線、PC架構、多媒體網絡、無線通訊、數字家電等方面。三是知識產權的訴訟與反訴訟。作為PC機技術標準主導者，英特爾和微軟兩家公司幾乎每年都發生訴訟與反訴訟事件，訴訟涉及的核心問題是知識產權侵權和市場壟斷。近年來，就法院正式立案案件而言，英特爾的訴訟或反訴伙伴涉及美國Broadcom、超微、美國消費者群體、Transmeta、Intergraph、中國臺灣威盛、中國深圳東進等；至于從2005年開始，美國AMD公司訴訟英特爾更是表明，AMD公司要正面挑戰英特爾在PC機CPU芯片供應上占據多年的絕對壟斷地位。

(三)重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征。

集成電路廠商要做到大規模鎖定消費者群體，除在研發投入和節奏上要占優勢和先機之外，還需要盡可能地將產品市場國際化。因為只有以高度國際化的市場為基礎，企業才能在產品生產和銷售上取得規模經濟優勢，才能攤薄昂貴的研發成本。全球產品市場規模的擴張和研發強度的加大又是相輔相成的。于是，對集成電路等產業來說，若以全球市場為背景，我們會看到這樣一幅圖景：一旦某個企業在市場份額上初占優勢，它在研究開發經費的投入，在技術標準的推出和擁有，在鎖定消費者步伐等方面，都會較長時間處于優勢或領先的地位。全球市場份額也會朝向寡頭集中，直至另一個后起之秀再憑借某些條件，逐步突破原有優勢企業的寡頭地位，并推動市場份額重組，乃至再次形成新的銷售市場朝向單寡頭或少數寡頭集中的格局特征。當前集成電路產品全球的銷售市場和產業組織格局充分說明這一點。據Gartner公司調查，2007年全球前十大公司占全球商業芯片銷售收入的53.1％。需注意，這僅是關于全部各類銷售收入的集中度數據。集成電路(芯片)是中間產品；對某一具體最終產品所使用某種具體芯片而言，往往由單個或為數不多的若干芯片制造商處于市場壟斷地位。例如，對個人和辦公用微型計算機最終產品來說，因所謂WINTEL事實技術標準對既定消費者群體的鎖定，至少在PC機的CPU芯片供應上，很多年來，英特爾公司實際上一直處于單寡頭壟斷地位。當然，近幾年這種單寡頭絕對壟斷地位也一定程度受到AMD公司的沖擊。至于其他具體種類芯片，也以單寡頭或少數寡頭壟斷供應居多。

(四)跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。

2007年全球集成電路銷售收入最多的十家公司分別是英特爾，三星電子、東芝、德州儀器、意法半導體、英飛凌、現代半導體、瑞薩、恩智浦和日本電氣。十大巨頭均為跨國公司，均以全球市場為背景，進行制造、銷售、研發基地配置，以盡可能地取得行業競爭優勢。以英特爾公司為例。英特爾在50個國家開設約300個分支機構，總公司對分支構架的控制主要采取控股、內部化方式，全球化布局戰略在銷售、制造、研發等方面都得到充分體現。

從銷售收入地域格局來看，銷售地域格局的多元化和新銷售地域增長點的形成是支撐英特爾銷售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年間，英特爾公司美洲銷售份額從44％0持續下降至20％；歐洲份額從27％持續下降至19％；亞洲份額從19％持續上升至51％。

從制造過程來看，英特爾在全球范圍整合生產體系，將高附加值部分(硅片生產與加工)留在美國，將制造設施放在以色列，將勞動密集型業務放在馬來西亞、愛爾蘭、菲律賓、巴巴多斯、中國和哥斯達黎加等地。隨著中國市場重要性上升，英特爾在建設原上海測試和封裝工廠的基礎上，先后于2004年、2007年再在中國成都、大連建設封裝測試和生產制造工廠。

從研局來看，在芯片設計和測試方面，美國、印度、以色列、中國等重要區域市場支點和人力資源豐富區是公司布局重點，其三大模塊化通信平臺、解決方案中心、研發中心分別布設在美國、中國和比利時。20世紀90年代以來，英特爾的全球架構整合行動一定程度影響和引領著其他芯片商。其中，一些公司對海外機構進行了重組。

(五)集成電路是中國的“短

腿”產業。

我國集成電路的設計和制造還處在起步發展階段，遠不具備強勢國際分工地位。這在多方面都有所體現。首先，集成電路是中國大額逆差產業。盡管近年我國貨物貿易實現巨額貿易順差，但順差、逆差產業的分化明顯。順差主要集中在紡織、家電等產業上，而集成電路、礦產、塑料等發生大額逆差。2005年和2006年集成電路是我國頭號逆差產品，其貿易逆差總額分別高達856億美元和676億美元，相當于當年全部貨物貿易順差的48.2％和66.4％。其次，我國各種專有權連年發生大額貿易逆差。2006年和2007年，通過國際收支反映出來的中國“專有權利使用費和特許費”貿易項逆差分別為64.3億美元和78.5億美元，分別相當于當年服務貿易國際收支逆差總額的72.8％和99.4％。如前闡述，集成電路產業要發展，需要以企業擁有強勢知識產權所有權為基礎，而專有權貿易項大額逆差實際上和集成電路設計產業處在幼稚期密切相關。還有，目前我國集成電路設計和制造企業的實際情況也說明了這一點。2007年中國地銷售收入排名第一的集成電路設計企業――華大集成電路設計集團有限公司銷售收入總額大致相當于同年英特爾銷售額的5％。在排名前幾位的芯片設計制造商中，業務種類主要集中在身份管理、消費結算、通信、MPi、多媒體等低端芯片上面。

二、中國本土企業的借鑒經驗

目前，在智能卡，固定和無線網絡、消費電子、家電所用芯片，以及PC機芯片等產品領域，我國已經有若干集成電路設計制造企業，自主品牌業務迅速增長。境內自主品牌企業的成長經歷初步表明，國內大市場能夠為企業成長提供比較優勢，知識產權建設是企業可持續成長的推動力，企業應該高度重視知識產權貿易糾紛應對，目前中國集成電路企業“走出去”尚不普遍。

(一)若干中低端集成電路設計企業迅速成長。

根據來自中國半導體行業協會的數據，中國內地集成電路設計產業銷售收入從2002年的21.6億元增長到2006年的186億元，年均增長71.3％。位居2007年銷售額前五位的企業分別是中國華大集成電路、深圳海思半導體、上海展訊通信、大唐微電子、珠海炬力集成電路。我國集成電路的本土“巨頭”的業務范圍主要集中在智能卡、多媒體、通信卡等低端業務上。同時，這些企業在成長早期的某個三至五年時間段，都發生過業務量迅猛增長。其中，珠海炬力2002-2005年間銷售收入年均增長高達950％；上海展訊通信2007年銷售收入相比上年增長了233.1％，中國華大集成電路2004-2006年銷售收入年均增長62.6％。

(二)境內大市場能夠為企業成長提供比較優勢。

境內大市場對企業成長的重要作用的典型表現是：“第二代身份證項目”為中國華大、大唐微電子、上海華虹、清華同方微電子等企業成長提供了較大市場機遇。這里再以珠海炬力對市場的主動開發為例。從2001年開始，珠海炬力推出所謂“保姆式服務”。炬力在銷售芯片的同時，免費附送一套完整的MP3制造“操作手冊”，對芯片手工、規范、標準、制作和質量等做詳細說明。同時，只要買了炬力芯片，炬力服務支持人員會告訴你到哪里買合適的PBC板，到哪里買電容、電阻，成本是多少。客戶即便是外行，只要找幾個會焊接技術、能看懂圖紙的技術人員。然后再買模具回來，往上一扣就可以出貨。“保姆式服務”吸引了大量中小廠商進入MP3市場，僅2005年，境內出現的MP3品牌就達600多個。由此，珠海炬力在中國本土成功巨量引爆MP3生產和消費能力。這種操作給矩力銷售收入帶來了井噴式增長。還有，珠海炬力后來深陷與美國芯片商SigmaTel公司的訴訟糾紛，對向美國出口受到限制，這時，正是面向境內和其他國家的銷售為珠海炬力提供了市場緩沖和財務支持。在后來與SigmaTel公司的較量中，珠海炬力要求國內司法機關執行“訴前禁令”，而正是因為考慮到可能失去中國境內大市場，成為外方企業考慮和解的重要權衡因素，中國境內大市場成為斗爭籌碼之一。實際上，我們再從國際經貿理論提供的論證來看，不論是波特的國家比較優勢論，還是戰略性貿易理論，或者是楊小凱等人新興古典貿易理論，境內大市場都是構建國際分工比較優勢的重要支持因素之一。

(三)知識產權建設是企業可持續成長的推動力。

具備研究開發實力是啟動、占領和拓展市場的基礎，也是企業可持續成長的動力。所有快速成長的中國集成電路設計企業都表現出了這個特點，有的企業在技術標準建設上也取得了很大成績。

1　中國華大。2006年華大實現了新增知識產權45項，其中申報發明專利29項，軟件著作權登記8項，集成電路版圖登記8項。該公司自2003年開始進行WLAN芯片研發工作，成為無線局域網領域的“寬帶無線IP標準工作組”正式成員。此外，作為“WAPI產業聯盟”發起人單位之一，華大還積極參與到國家WLAN標準的制定。

2　深圳海思。海思掌握具有一定地位的IC設計與驗證技術，擁有先進的EDA設計平臺、開發流程和規范，已經成功開發出100多款自主知識產權的芯片，共申請專利500多項。

3　上海展訊通信。展訊近百項發明專利獲得國內外正式授權，目前已形成一套核心技術的專利群。

4　大唐微電子。公司連續開發出一系列具有自主知識產權的技術與產品，目前，公司共向國家知識產權局申報專利90項。

5　珠海炬力。2003年以來，珠海炬力不斷加大自主知識產權技術的研發投入力度，并積極申請專利、布圖設計、軟件著作權、商標權等多種形態知識產權，專利申請量和獲得授權的數量實現了迅速增長。

(四)知識產權貿易糾紛提供的教訓非常深刻。

在深圳海思尚未從華為拆分出來的時候，華為就在集成系統的軟硬件方面和國外廠商有過知識產權摩擦。至于從2005年年初至2007年6月，珠海炬力與美國老牌芯片商SigmaTel的知識產權糾紛所引發的摩擦影響之大、企業投入之巨、持續時間之長、社會關注之廣，在我國貿易糾紛歷史上極為罕見。這一知識產權貿易糾紛提供的教訓值得我國集成電路和高新技術企業長期引以為鑒。

1　集成電路企業全球市場份額大幅攀升必然引發知識產權貿易摩擦。2003年以前，SigmaTel曾經在全球MP3芯片市場中占據70％以上的份額。但是，正是由于集成電路產品的快速換代性和消費者群體鎖定性，隨著珠海炬力的崛起，SigmaTel的市場份額

不斷遭到炬力蠶食。2006年4月，SigrnaTel第一季度收入較上年同期下降67％，正是出于“生死存亡”的考慮，SigmaTel才選擇在珠海炬力成長的關鍵期，不遺余力地通過訴訟和其他途徑，試圖“阻擊”炬力市場領地的蔓延。

2　知識產權訴訟過程本身就會給競爭對手造成重大傷害。在訴訟其間，珠海炬力曾經遭遇對美國出口受到禁止、公司股價大跌、前后訴訟支出超過1000萬美元等考驗，如若公司沒能挺住，可能就倒在訴訟途中。

3　與訴訟對手和解，是雙方博弈的理性選擇。在整個訴訟和反訴過程中，珠海炬力經歷“遭訴應訴反訴拒絕和解在對方調整條件后和解”的互動角色變化。而對手Sigma7el則經歷“一定程度得手遭反訴提出和解遭到拒絕調整條件后和解”的角色變化。雙方的和解與英特爾、微軟、IBM、華為等公司與糾紛對手和解有類似之處，是實力較量之后的理性博弈和解。

4　企業的知識產權管理必須同步于產品國際市場開拓。2005年以前，珠海炬力的知識產權管理是滯后于國際市場開拓的，當然也談不上事前對可能陷入的訴訟做前瞻性準備。而正是回應訴訟強烈地推動了企業的知識產權管理。

(五)企業主動“走出去”尚不普遍。

目前就企業國際化而言，境內快速成長的企業均在自身設計產品出口方面取得了較大進展。其中，深圳海思、上海展訊、大唐微電子、珠海炬力等企業的海外銷售收入都在公司銷售總額中占有一定的比例。其中，2006年，深圳海思出口收入占銷售收入的69％，上海展訊占32.6％，大唐微電子占1.4％，珠海炬力占89％。不過，在海外分支機構建設方面，僅深圳海思、上海展迅通信初步取得進展。

三、中國集成電路產業繼續突圍發展的基本要領

集成電路之所以成為中國的短腿產業，有其內在原因。集成電路企業的啟動需要有較先進的技術和較強勁的資本實力作為基礎；也需要國內居民普遍的收入達到一定水平，以支撐電腦、手機、消費電子、高端家電等購買閥值相對較高的產品形成市場規模。至于某些中高端芯片產品發展，國內企業還處于成長初期，會面臨外方強勢跨國公司全面壟斷市場的壓力。全面考慮這些情況，作為“短腿”的中國集成電路產業的發展歷程必定是一個不斷在技術和市場上構建優勢，并突出外方強勢企業重圍的過程。

(一)積極拓展產品種類，提升產品檔次。

我國現有集成電路企業，現有的集成電路關聯企業，如計算機、家電、消費電子、工程服務等產業領域廠商，應該在企業原有的技術和財務實力的基礎上，通過開發創新技術、建設技術標準和拓展產品市場，逐步拓寬和提升我國能夠設計、開發、制造的集成電路產品種類，乃至實現我國設計的自主品牌集成電路產品，逐漸延伸到手機、計算機用CPU等高端芯片產品領域，并逐漸結束我國在高端集成電路領域的空白狀態。

(二)企業主動開發境內大市場。

隨著我國居民收入水平不斷增長，我國消費購買閥值增大，對像集成電路這種高技術產業的突圍成長而言，境內大市場的孵化、支持、緩沖等作用將表現得越來越明顯。不過，境內大市場的這種作用需要企業主動去發現、開發和利用。因此，在中國內地企業提升集成電路產品檔次、培育民族品牌產品、建設自主技術標準體系的過程中，應該借鑒珠海炬力、中國華大等企業的經驗，創造性地拿出市場開發方案，通過生產和消費兩方面的促進，激發我國的集成電路市場容量潛力，并實現企業快速成長。

(三)加強技術標準建設，占領知識產權制高點。

境內集成電路企業和集成電路產業關聯企業，應以某些技術單點的創新成就為基礎，加強產品價值鏈上下游環節技術創新和專利開發，以點帶面，逐步形成本國自主知識產權技術標準集群。企業和政府共同努力，將謀求事實國際標準與國際標準認定結合起來，大力推進技術標準國際化。企業應積極建設產業聯盟，集中同行技術實力，削弱國際同行競爭性標準影響力，促進自主產權技術標準建設。政府則應完善技術標準國內管理。同時，積極參加技術標準國際組織和論壇，推動技術標準國際合作機制改革。

(四)企業盡快“走出去”，培育形成民族自主品牌跨國公司。

隨著我國自主品牌集成電路產品國際市場份額的增大，隨著產品品種逐漸延伸到電子產品CPU等核心環節或高端領域，我國企業與外國跨國公司的直面競爭將在所難免。因此，從指導思想上，在集成電路企業的成長過程中，一定要盡快“走出去”，要以本行業世界一流跨國公司為標桿，構建全球性與區域性恰當結合的研發、生產、銷售網絡。另外，與集成電路關聯的計算機制造、電信服務、工程服務企業，也都應該盡快成長為自主品牌跨國公司，并和集成電路跨國公司成長形成呼應、配合和相互促進的關系。

(五)政府和社會將集成電路產業作為戰略產業予以扶持和資助。

集成電路產業具有以下特征：研發和資本需求強度較高，廠商靜態動態規模經濟效應明顯，本國廠商和產業成長面臨外方強勢競爭對手，這些特征非常符合戰略性貿易理論所闡述的戰略性產業的特征。因此，政府應將該產業作為戰略扶持產業。具體地說，政府應該選擇集成電路(潛在)優勢企業，運用研發資助、財稅優惠、優惠性融資、出口補貼、“走出去”資助，外方優惠政策爭取等措施，積極推動本國戰略產業廠商提高國際市場份額。此外，政府還應和科研機構、其他社會各界一道，面向集成電路產業，加大基礎科學研究力度，加強與科技項目、知識產權、人才培養相關的配套公共管理和服務。

(六)政府統籌建設境內外大市場，加強國際經貿合作關系。

首先要加強境內外關聯產品消費設施和流通市場的建設。在國內，特別是在廣大農村地區宜采取財政支出、優惠信貸等方式；在境外，主要面向發展中經濟貿易伙伴，以政府發展援助、企業公益行動、貿易能力援助等方式，支持或幫助有線無線網絡、電力等基礎設施建設，改善PC、手機、家電等關聯產品流通市場，提升貿易伙伴的貿易能力。其次要策略地開展國際經貿關系合作。積極面向在集成電路產業上和我國不存在競爭關系的經濟體，通過FTA/RTA和其他經貿協議，形成(準)共同產品市場關系。第三要優化企業對外投資環境。加強國際投資協定合作和雙邊協商，破除中國企業境外投資進入障礙。

(七)加強知識產權貿易摩擦的防范和應對。

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    隨著《建設工程工程量清單計價規范》的推廣與應用,軍隊工程計價模式由“定額計價”逐步向“工程量清單計價”轉變,這一計價方式的轉變體現了工程造價計價改革思路,也相應改變了工程招投標規則、評定標規則、合同的操作模式和具體要求等。在工程量清單計價模式下,如何做好招投標階段的工程造價控制成為軍隊建設單位亟需解決的問題。 

    1. 工程量清單計價模式下招投標特點

    工程量清單計價模式下的招投標,是指工程量清單由建設單位或委托招標單位編制,作為招標文件的一部分,投標人根據自己的企業定額自主報價,標底根據預算定額、市場價格、管理機構的費率確定,在評標中只起參考作用。相對于傳統的定額加統一基價取費計價模式招投標,工程量清單招投標有以下一些顯著特點:

    (1)工程量清單報價具有簡明性。

    工程量清單報價均采用綜合單價形式,綜合單價中包含了工程直接費、工程間接費、利潤和應上繳的各種稅費等,有別于以往定額計價那樣先計算定額直接費,再計算材料價差、獨立費,最后再取費得到總造價的方面。

    (2)工程量清單報價具有統一性。

    采用工程量清單報價,投標人注重工程單價的分析、確定及施工組織設計的編寫,可避免各投標人因預算人員水平、素質的差異而造成同一份施工圖紙計算出的工程量相差甚遠的弊病。

    (3)工程量清單報價具有法定性。

    工程量清單報價要求投標人根據市場行情和自身實力報價,適用于推行最低價中標的辦法,充分體現了市場競爭。中標的投標單價一經合同確認,竣工結算不能改變,有利于工程款的撥付以及工程變更價的確定和費用索賠的處理。 

    2. 工程量清單計價模式下招投標階段工程造價控制措施

    招投標階段工程造價控制體現在三個方面:獲得競爭性投標報價、有效評價最合理報價、簽訂合同預先控制造價變更。新的計價模式賦予三個方面造價控制工作新的內容和新的側重點。

    2.1準確編制工程量清單。

    工程量清單是造價控制的核心內容。編制工程量清單要注意以下幾點:

    (1)編制依據。必須全面了解工程有關資料,了解建設意圖、技術規范、實地勘察現場情況。了解實際施工條件(工程現場的場地、用房、交通等施工條件和水文、地質、氣象等自然條件),為計算工程量打好基礎,盡量減少日后工程變更。

    (2)項目劃分。要求項目之間界限清楚、項目作業內容、工藝和質量標準清楚,既便于計量,也便于報價;項目劃分盡量要細,避免不平衡報價。

    (3)清單說明言簡意賅。包括工作內容的補充說明、施工工藝特殊要求說明、主要材料規格型號及質量要求說明、現場施工條件、自然條件說明等。尤其是現場施工條件、自然條件說明,應準確表述,便于投標人與自己所了解的情況對照。配套表格應設計合理、實用直觀、具有操作性。既要使投標操作起來不繁瑣,又要利于評標操作方便快捷。

    2.2仔細斟酌招標過程文件。

    工程項目通過招投標的有關程序,將形成若干重要文件和重要資料,如招標公告、招標文件、招標答疑、工程量清單、工程標底、投標書、中標通知書以及施工合同等等,其中有不少條款直接關系到該項目工程造價的確定與控制,是造價控制的主要因素,應認真分析、仔細斟酌,做到準確、詳細、周全,條款之間、文件之間應避免出現相互矛盾。為此,應抓住以下關鍵點:

    (1)明確單價包含范圍。施工企業在中標后,經常會對投標報價所包含的范圍和內容提出疑義,強調報價中未含建設單位所要求的所有施工內容,要求增加單價或變更原有報價。因此,應在招標文件中加入“在工程量清單中,特征描述不全者,圖紙和引用規范正確,其報價視為包含”的條款,防止投標單位對工程量清單所包含的內容和范圍的隨意曲解,明確投標報價應該包含的內容,分清責任。

    (2)規范變更價格形成機制。在招標文件中,通過區別規定工程變更按照不同的價格形成機制,規范工程變更價格,有效杜絕投標單位試圖利用隨意增加變更來達到抬高工程單價的目的。一般來說,在招標文件中加入:“工程變更,其工程量增減變動在15%(含)以內,且該部分分部分項工程費不超過總分部分項工程費用的2%(含)執行清單中的原綜合單價;清單中沒有的或超出上述約定的按規定程序計算并經審計后,按下浮比例下浮后,作為綜合單價;其計算公式為:綜合單價=經審計后的綜合單價×(中標總價÷標底總價)×100%”的條款即可。

    (3)防范工程量清單計算錯誤。計算工程量清單時,難免會出現計算錯誤,投標單位往往想通過對少算工程量的清單項目報高價,來達到在實際結算時多獲得收益。因此可在招標文件中規定:“在工程量清單中,分部分項工程量誤差在2%(含)以內的不作調整,投標人在投標報價時綜合考慮;超出2%(不含)以上者,要求中標單位中標后三日內提出,經招標人審查后方可調整,其綜合單價不變,招標人調整后作為合同簽訂依據,一次包死。非設計變更在實際施工時與工程量清單不符,不予調整。”通過這樣的條款,可以有效防止投標人報高價給建設單位帶來的損失。

    2.3規避不平衡報價。

    所謂不平衡報價,就是投標單位在投標總報價確定不變的前提下,調整內部各項目報價,以期既不提高總價和影響中標,又能在結算時得到更理想的經濟效益。主要有兩種方式:一是投標單位通過研究設計圖紙,揣摩建設單位心理,對清單上在以后施工中工程量可能增加的項目報高價、可能減少的項目報低價;同時對清單上能夠早日結算收款的項目報高價,后期項目報低價。二是投標單位通過研究設計圖紙和招標文件,對于清單上內容不明確,存在取消或變更可能性的項目報低價。為此,應注意采取以下對策:

    (1)設立標底。雖然招投標法允許不設標底,采用經評審的最低投標價中標的招投標方式,但還是建議提倡設立標底,為評標時合理確定企業最低成本價提供一定依據,同時也可避免出現施工單位盲目壓價或串標現象的發生。若沒有編制標底,可用各投標單位的報價的平均數作為該項目的標底。

    (2)制定指導價。招標單位可以在招標文件中規定,指導價為投標單位對各項目報價的最高限價;也可以任投標單位自由報價,但規定在總報價低于標底時,各項目報價均不得高于指導價,從而將不平衡報價限制在合理的范圍內。這里關鍵在于指導價的確定是否合理,能否做到同市場價格基本一致,杜絕暴利,同時又包括合理的成本、費用、利潤,防止建設單位過分壓價。在評標分析時,評標小組可以借助指導價分析報價差異的原因,甚至用以估計報價是否低于成本。

    (3)做足前期工作。招標單位必須把前期工作做足,深化設計,在設計圖紙和招標文件上將各項目的工作內容和范圍詳細說明,明確價格差距較大的各項貴重材料的品牌、規格和質量等級,認真計算工程量,確保工程量清單中的工程量算細、算準,防止多算或少算工程量。對于某些確實無法事先詳細說明的項目,可考慮先以暫定價統一口徑計入,日后按實調整,從而堵死招標漏洞。對于暫定價格部分,待具體實施時,預先做好預算并進行審查,做到心中有數。

    2.4注重評標階段報價合理性審查。

    在審查投標單位報價時,不能只看總造價而不看每項單價,因為實際上總價符合要求的,并不等于每一項報價符合要求;總報價最低的,并不等于每一項報價最低。為此應注重以下要點:

    (1)抓住主要項目。要克服只看單價不看工程數量的弊病,工程數量大的單價要重點研究,對其進行對比分析,區分哪些報價過高,哪些報價過低。

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論文關鍵詞：集成電路，特點，問題，趨勢，建議

引言

集成電路是工業化國家的重要基礎工業之一，是當代信息技術產業的核心部件，它是工業現代化裝備水平和航空航天技術的重要制約因素，由于它的價格高低直接影響了電子工業產成品的價格，是電子工業是否具有競爭力關鍵因素之一。高端核心器件是國家安全和科學研究水平的基礎，日美歐等國均把集成電路業定義為戰略產業。據臺灣的“科學委員會”稱未來十年是芯片技術發展的關鍵時期。韓國政府也表示擬投資600億韓元于2015年時打造韓國的集成電路產業。

集成電路主要應用在計算機、通信、汽車電子、消費電子等與國民日常消費相關領域因此集成電路與全球GDP增長聯系緊密，全球集成電路消費在2009年受金融危機的影響下跌9%的情況下2010由于經濟形勢樂觀后根據半導體行業協會預計今年集成電路銷售額將同比增長33%。

一、我國集成電路業發展情況和特點

有數據統計2009年中國集成電路市場規模為5676億元占全球市場44%，集成電路消費除2008、2009年受金融危機影響外逐年遞增，中國已成為世界上第一大集成電路消費國，但國內集成電路產量僅1040億元，絕大部分為產業鏈低端的消費類芯片，技術落后發達國家2到3代左右，大量高端芯片和技術被美日韓以及歐洲國家壟斷。

我國集成電路產業占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長遠遠超過國際上任何一個其他國家，是全球集成電路業的推動者，屬于一個快速發展的行業。從2000年到2007年我國集成電路產業銷售收入年均增長超過18%畢業論文提綱，增長率隨著經濟形勢有波動，由于金融危機的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設計業增速放緩實現銷售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機影響，芯片制造業實現銷售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測試業實現銷售收入498.16億元同比下降19.5%。我國集成電路總體上企業總體規模小，有人統計過，所有設計企業總產值不如美國高通公司的1/2、所有待工企業產值不如臺積電、所有封測企業產值不如日月光。

在芯片設計方面，我國主流芯片設計采用130nm和180nm技術，65nm技術在我國逐漸開展起來，雖然國際上一些廠商已經開始應用40nm技術設計產品了，但由于65nm技術成熟，優良率高，將是未來幾年贏利的主流技術.設計公司數量不斷增長但規模都較小，屬于初始發展時期。芯片制造方面，2010國外許多廠商開始制造32nm的CPU但大規模采用的是65nm技術，而中國國產芯片中的龍芯還在采用130nm技術，中芯國際的65nm技術才開始量產，國產的自主知識產權還沒達到250技術。在封裝測試技術方面，這是我國集成電路企業的主要業務，也是我國的主要出口品，有數據顯示我國集成電路產業的50%以上的產值都由封裝產業創造，隨著技術的成熟，部分高端技術在國內逐步開始開展，但有已經開始下降的趨勢雜志網。在電子信息材料業方面，下一代晶圓標準是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現在國際主流晶圓尺寸是300mm，而我國正在由200mm到300mm過渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領域無論是在研發還是在生產均較大落后于國外，總體來說我國新型元件材料基本靠進口。在半導體設備制造業方面畢業論文提綱，有數據統計我國95%的設備是外國設備，而且二手設備占較大比例，重要的半導體設備幾乎都是國外設備，從全球范圍來講美日一直壟斷其生產和研發，臺灣最近也有有了較大發展，而我國半導體設備制造業發展較為緩慢。

我國規劃和建成了7個集成電路產業基地，產業集聚效應初步顯現出來，其中長江三角洲、京津的上海、杭州、無錫和北京等地區,是我國集成電路的主要積聚地，這些地區集中了我國近半數的集成電路企業和銷售額，其次是中南地區約占整個產業企業數和銷售額的三分之一，其中深圳基地的IC設計業居全國首位，制造企業也在近一部壯大，由于勞動力價格相對廉價，我國集成電路產業正向成都、西安的產業帶轉移。

二、我國集成電路業發展存在的問題剖析

首先，我國集成電路產業鏈還很薄弱，科研與生產還沒有很好的結合起來，應用十分有限，雖然新聞上時常宣傳中科院以及大專院校有一些成果，但尚未經過市場的運作和考驗。另外集成電路產品的缺乏應用途徑這就使得研究成果的產業化難以推廣和積累成長。

其次，我國集成電路產業尚處于幼年期，企業規模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場占有率低，不能實現規模經濟效應，相比國外同類企業在各項資源的占有上差距較大。由于集成電路行業的風險大，換代快，這就造成了企業的融資困難，使得我國企業發展緩慢，有數據顯示我國集成電路產業有80%的投資都來自海外畢業論文提綱，企業的主要負責人大都是從臺灣引進的。

再次，我國集成電路產業相關配套工業落后，產業基礎薄弱。集成電路產業的上游集成電路設備制造的高端設備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國集成電路工藝的發展速度，使我國的發展受制于人。

還有，我國集成電路產成品處于產品價值鏈的中、低端，難以提出自己的標準和架構，研發能力不足，缺少核心技術，處于低附加值、廉價產品的向國外技術模仿學習階段。有數據顯示我國集成電路使用中有80%都是從國外進口或設計的，國產20%僅為一些低端芯片，而由于產品相對廉價這當中的百分之七八十又用于出口。

三、我國集成電路發展趨勢

有數據顯示PC機市場是我國集成電路應用最大的市場，汽車電子、通信類設備、網絡多媒體終端將是我國集成電路未來增長最快應用領域. Memory、CPU、ASIC和計算機外圍器件將是最主要的幾大產品。國際集成電路產業的發展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國大規模轉移，造成我國集成電路產量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預計2010年投產。

另外我國代工產業增速逐漸放緩，增速從當初的20%降低到現在的6%-8%，低附加值產業逐漸減小。集成電路設計業占集成點設計業的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機的影響下在其他專業大幅下降的情況下任然保持一個較高的增長率，而且最近幾年集成電路設計業都是增長最快的領域，說明我國的集成電路產業鏈日趨完善和合理，設計、制造、封裝測試三行業開始向“3：4：4”的國際通行比例不斷靠近。從發達國家的經驗來看都是以集成電路設計公司比重不斷加大，制造公司向不發達地區轉移作為集成電路產業走向成熟的標志。

我國集成電路產業逐漸向優勢企業集中,產業鏈不斷聯合重組，集中資源和擴大規模，增強競爭優勢和抗風險能力，主要核心企業銷售額所占全行業比重從2004年得32%到2008年的49%，體現我國集成電路企業不斷向優勢企業集中，行業越來越成熟，從美國集成電路廠商來看當行業走向成熟時只有較大的核心企業和專注某一領域的企業能最后存活下來。

我國集成電路進口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進口量增速。預計2010年以后我國集成電路進口增速將小于出口增速，我國正在由集成電路消費大國向制造大國邁進。

四、關于我國集成電路發展的幾點建議

第一、不斷探索和完善有利于集成電路業發展的產業模式和運作機制。中國高校和中科院研究所中有相對寬松的環境使得其適合醞釀研發畢業論文提綱，但中國的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實驗室里，沒有一個循序漸進的產業運作和可持續發展機制，這就使得國產高端芯片在社會上認可度很低，得不到應用和升級。在產業化成果推廣的解決方面。可以借鑒美國的國家采購計劃，以政府出資在武器和航空航天領域進行國家采購以保證研發產品的產業化應用得以實現雜志網。只有依靠公共研發機構的環境、人才和技術優勢結合企業的市場運作優勢，走基于公共研發機構的產業化道路才是問題的正確路徑。

第二、集成電路的研發是個高投入高風險的行業是技術和資本密集型產業，有數據顯示集成電路研發費用要占銷售額的15%，固定資產投資占銷售額的20%，銷售額如果達不到100億美元將無力承擔新一代產品的研發，在這種情況下由于民族集成電路產業在資金上積累有限，幾乎沒有抗風險能力，技術上缺乏積累，經不起和國際集成電路巨頭的競爭，再加上我國是一個勞動力密集型產業國，根據國際貿易規律，資本密集型的研發產業傾向于向發達國家集中，要想是我國在未來的高技術的集成電路研發有一席之地只有國家給予一定的積極的產業政策，使其形成規模經濟的優勢地位，才能使集成電路業進入良性發展的軌道.對整個產業鏈，特別是產業鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風險投資，通過風險投資公司作為企業與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報退出公司經營，不失為一種良策。資料顯示美國半導體業融資的主要渠道就是靠風險基金。臺灣地區之所以成為全球第四大半導體基地臺就與其6年建設計劃對集成電路產業的重點扶植有密切關系，最近灣當局的“科學委員會”就在最近提出了擬扶植集成電路產業使其達到世界第二的目標。

第三、產業的發展可以走先官辦和引進外資再民營化道路，在產業初期由于資金技術壁壘大人才也較為匱乏民營資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時期后只有民營資本的介入才能使集成電路產業走向良性化發展的軌道。技術競爭有利于技術的創新和發展，集成電路業的技術快速更新的性質使得民營企業的競爭性的優勢得以體現，集成電路每個子領域技術的專用化特別高分工特別細，每個子領域有相當的技術難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產業各個子模塊經營將朝著分散化畢業論文提綱，專業化的方向發展，每個企業專注于各自領域，在以形成的設計、封裝、測試、新材料、設備制、造自動化平臺設計、IP設計等幾大領域內分化出有各自擅長的專業領域深入發展并相互補充，這正好適應民營經濟的經營使其能更加專注，以有限的資本規模經營能力能夠達到自主研發高投入，適應市場高度分工的要求，所以民間資本的投入會使市場更加有效率。

第四、技術引進吸收再創新將是我國集成電路技術創新發展的可以采用的重要方式。美國國家工程院院士馬佐平曾今說過：中國半導體產業有著良好的基礎，如果要趕超世界先進水平，必須要找準方向、加強合作。只有站在別人的基礎上，吸取國外研發的經驗教訓，并充分合作才是我國集成電路業發展快速發展有限途徑，我國資金有限，技術底子薄，要想快速發展只有借鑒別人的技術在此基礎上朝正確方向發展，而不是從頭再來另立門戶。國際集成電路產業鏈分工與國家集成電路工業發展階段有很大關系，隨著產業的不斷成熟和不斷向我國轉移使得我國可以走先生產，在有一定的技術和資金積累后再研發的途徑。技術引進再創新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國集成電路企業，美國等發達國家的經濟不景氣正好加速了人才向我國企業的流動，對我國是十分有利的。

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篇4

關鍵詞：RC端角；MMMC；時序分析；集成電路

中圖分類號：TN47 文獻標識碼：A

Customizing and Application of RC Corner

YUE Da-heng， XIA Ting-ting， ZHAO Zhen-yu

（College of Computer， National Univ of Defense Technology， Changsha， Hunan 410073， China）

Abstract： This paper designed the flow and method of custom RC corners， customized a new RC corner， and estimated the coverage of the custom corner. The result shows that the coverage of custom RC corner to the other corners can reach up to 99%. Finally， we improved the traditional MMMC analysis flow with the custom RC corner. The result of application case in engineering shows that the runtime of tools reduced greatly at the cost of buffer count and buffer area. The buffer count increased by 22.07% and the buffer area increased by 21.65%， whereas the runtime of tools decreased by 84% after the timing was closuring.

Key words： RC corner； multi-mode multi-corner； timing analysis； integrated circuit

隨著VLSI（Very Large Scale Integrated Circuits）進入到超深亞微米階段，集成電路規模和復雜度日益增加，互連線延時在總延時中所占比重開始超過門延時[1-3].特別是在采用納米工藝之后，互連線延時大約占總延時的60%～70%[4]，從而成為制約系統性能的關鍵因素.可以說，在未來的硅技術發展中，互連線對集成電路的影響會越來越顯著，互連線設計將會成為集成電路設計中的核心因素[5].

在超大規模集成電路制造過程中，通常需要經過光刻、摻雜、增層、熱處理等數百甚至上千個工藝步驟，在這些工藝步驟中各種工藝上的波動是無法避免的，主要來自于溫度、污染以及一些無法預料的因素，使得各種參數值偏離理想值[6].因此，在互連線延時分析過程中必須考慮工藝波動的影響.[7-8]基于工藝角的分析方法是一種重要的分析方法，因為該方法可以直接分析得出工藝波動影響下的電路開關速度，而電路開關速度是集成電路的一個重要參數.工藝廠商提供WC， WCZ， WCL， BC， ML， LT， TC七個器件端角， 以及typical， cbest， rcbest， cworst和rcworst五種互連線工藝角，又稱RC端角，即代工廠根據提供的多種PVT（Process Voltage Temperature）條件和工藝條件產生的多種電阻電容文件.5種RC端角定義如下：

①typical端角代表典型電阻電容數據；

②cbest端角代表最佳電容數據；

③rcbest端角代表最佳電阻電容數據；

④cworst端角代表最差電容數據；

⑤rcworst端角代表最差電阻電容數據.

對于65 nm工藝以下的設計，使用MMMC （Multi-Mode Multi-Corner）分析方法已逐漸變成時序分析的一項基本要求，該分析方法已用于實際芯片產品設計中.在多端角時序分析中，器件端角和RC端角的組合就構成了時序分析端角.7種器件端角和5種RC端角，共有35種組合.在實際工程項目中存在以下兩個問題：一個問題是設計模塊在多端角組合下的時序違反路徑不能相互覆蓋，導致設計模塊完成優化后需要在多個端角下進行時序分析，從而帶來巨大的時間開銷；另一個問題是，由于多端角組合下的時序路徑不能相互覆蓋，從而在設計優化時需要在多個端角間來回切換，而且每次對其中一個端角下的時序進行修正時，也會影響其他端角下的時序，進而增加了實現與時序驗證工具之間的切換次數以及手工ECO的時間，這進一步增加了整個設計的時間開銷.因此，研究可覆蓋所有端角的custom端角就顯得尤為必要.使得custom端角下優化收斂的電路在其他所有signoff端角下都可以時序收斂，就可以大大加速設計的時序收斂速度.

本文RC端角的定制與應用，是在定制一個可以覆蓋其他signoff端角的情況下，采用定制的RC端角改進傳統的MMMC時序分析流程，在少量增加緩沖器單元數目和犧牲單元面積為代價的情況下大大減少了時序分析的時間開銷.

1 定制RC端角

本節主要包括RC端角的定制流程、實現、以及評估.

1.1 定制流程及實現

設計RC端角定制流程如圖1所示.

首先需要創建RC端角下的工藝描述文件ITF（Interconnect Technology File）文件，該文件主要用于描述互連線工藝參數設置以及建立受制造工藝影響的互連線模型.該描述文件并不能直接用于互連線寄生參數的提取，需要將其轉化成寄生參數提取工具能識別的工藝文件，如Star RC-XT可識別的.nxtgrd文件以及QRC可識別的qrcTechFile.如果在轉換工藝描述文件的過程中報出錯誤的信息，需要根據錯誤信息重新修改工藝描述文件.如果沒有錯誤信息，寄生參數提取工具就可以根據生成的工藝文件對設計版圖進行寄生參數的提取，并輸出存儲有該端角下互連線的電阻R和電容C的文件.靜態時序分析工具PT就可以讀取芯片中整個互連網絡的寄生參數R和C并計算出互連線的延時信息，然后結合器件的延時信息進行時序分析.

1.1.1 創建工藝描述文件

先進的IC需要6層或者更多的金屬布線層，每層之間由絕緣介質隔開.工藝描述文件ITF文件主要包括以下內容：

①每層金屬線的最小寬度和最小間距；

②每層金屬線的厚度；

③相鄰兩層金屬間的介質厚度；

④每層金屬的電阻率；

⑤金屬層間絕緣介質的介電常數；

⑥通孔和接觸孔的定義，包括通孔所連接的頂層金屬和底層金屬以及通孔的電阻等；

⑦擴散層的厚度和電阻率.

1.1.2 轉換工藝描述文件

工藝描述文件不能直接用于寄生參數的提取，需要將其轉換成寄生參數提取工具能夠識別的文件，如Star RC-XT工具可識別工藝文件.nxtgrd文件.ITF文件到.nxtgrd文件的轉換，可以直接使用如下命令行.

grdgenxo

如果只是對ITF文件進行更新，可以使用如下命令行對初始的ITF文件進行增量式的更新.

grdgenxo-inc-old_itf

1.1.3 RC端角的實現

在集成電路中，互連線電阻與導線寬度和厚度成反比；互連線電容與導線寬度和厚度成正比，與層間絕緣介質厚度和線間距成反比.因此5種RC端角工藝參數有以下特點：

①cbest端角下的互連線電容最小，cworst端角下的互連線電容最大；

②rcbest端角下的互連線電阻最小，rcworst端角下的互連線電阻最大.

由于層間絕緣介質厚度只影響互連線電容，因此為了使定制的RC端角可以覆蓋這5種RC端角，可以適當地調整層間絕緣介質厚度.所以，依據rcbest端角rcworst端角下互連線工藝參數設置，分別向下或向上調整層間絕緣介質厚度，使得rccustom_max端角在互連線電阻達到最大的同時互連線電容也盡可能的大，rccustom_min端角在互連線電阻達到最小的同時互連線電容也盡可能的小.

采用圖1所示的RC端角定制流程，本文分別在rcbest端角rcworst端角下互連線工藝參數設置的基礎上，向上和向下調整層間絕緣介質厚度20%，定制出rccustom_max和rccustom_min兩個端角.

為了驗證rccustom_max和rccustom_min這兩個定制的RC端角的效果，使用Star RC-XT分別提取20 ～300 μm不等長度的互連線在各個RC端角下的互連線寄生參數值，然后通過工具PT計算出互連線延時，結果分別如圖2，圖3和圖4所示.

從圖中可以看出，rccustom_max端角下的互連線的電阻電容值都是最差的，且互連線延時最大；而rccustom_min端角下的互連線的電阻電容值都是最小的，且互連線延時最小.

1.2 RC端角評估

以實際工程項目中的設計模塊X1為測試用例，來評估定制的兩個RC端角（rccustom_max， rccustom_min）對其他端角的覆蓋情況.其中，X1模塊長850 μm，寬400 μm，寄存器6 063個，總單元數目30 784個，且該設計模塊為route階段優化之后的設計.在時序分析時，時序路徑違反很大程度上受到時鐘偏差和串擾的影響，因此，在測試的過程中需要減小時鐘偏差和串擾的影響，特別是時鐘偏差的影響，故對測試電路，使用理想時鐘進行時序檢查且不考慮串擾的影響.

評估定制RC端角好壞的一個重要的指標就是覆蓋率，而且要求覆蓋端角下的時序要比被覆蓋端角下的時序更差.

假設被檢查模塊在端角1下的違反路徑為集合A，在端角2下的違反路徑為集合B，集合B中的路徑

也在集合A中存在的違反路徑為集合C，集合A中的路徑在集合B中也存在的違反路徑為集合D.則

端角1對端角2的覆蓋率為：

P1v2=count（C）/count（B）.（1）

端角2對端角1的覆蓋率為：

P2v1=count（D）/count（A）.（2）

在測試電路中使用如表1所示的端角進行多端角時序檢查.每個端角用小括號里面的Ci（i=1，…，16）代替，其中C1～C6以及C8～C15為signoff端角組合，C7和C16為定制端角組合.

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【關鍵詞】SRAM 定制設計 性能 功耗

1 引言

Cache的設計是芯片集成電路設計重要的一部分。高效、快速的SRAM一直以來都是集成電路設計者始終追求的目標。

對于SRAM存儲單元來說，它第一個必須具備的優點就是高穩定性，這樣才能保證存儲體進行正確的讀、寫操作。在0.18u工藝、0.13u工藝，6T單元具有很好的穩定性，而且由于它面積小的特點，一直備受設計者的青睞。但是，隨著CMOS工藝尺寸的發展，在進入65nm、45nm、32nm甚至22nm之后，6管SRAM由于其存儲結構的特點，數據輸出皆是通過敏感放大器檢測位線電壓差，并將電壓差進行放大輸出。但是隨著工藝尺寸的縮小和電源電壓的降低，6管存儲單元的穩定性越來越差，抗噪聲能力越來越弱，使得敏感器的開啟與關斷時間很難控制，而且時常會發生位線的一個噪聲電壓被敏感放大器放大輸出的錯誤操作。由寄存器組合成的存儲模塊其面積和功耗是所有低功耗設計者的噩夢。

本文通過實際工程項目中出現的問題，由于6TSRAM和寄存器組成的SRAM在后端物理設計當中出現面積、功耗和時序的問題制約了芯片性能的提升，用8TSRAM進行全定制設計替代芯片中的部分存儲模塊，最后進行數據對比證明了8TSRAM在納米級工藝下的重要作用。

2 電路設計

2.1 寫路徑

寫IO模塊由32個1倍的DFF和64個4倍的反相器組成，寫數據在寫門控時鐘WCLK控制下，產生WBL以及WBLB，在寫字線WWL控制下寫入存儲單元。

2.2 讀路徑

IO讀出電路分為全局與局部兩級電路進行讀出，每根局部讀位線上掛8個cell，一個局部讀出單元電路對兩根局部位線進行預充，局部IO電路是16選1。

2.3 時鐘模塊

圖1為時鐘模塊修改后電路圖。為解決寫時序中寫字線先于寫數據穩定的問題，適當推遲寫譯碼時鐘WCLK_DEC（推遲約90ps）的開啟時間，且不推遲寫譯碼時鐘的關斷時間（防止字線產生毛刺）；為解決讀時序中讀出數據存在毛刺的問題，適當推遲求值時鐘RCLK_D（推遲約20ps）的開啟時間。

3 版圖設計

版圖結構按功能進行劃分，主要包括以下幾個部分：中間部分從上至下依次為讀寫地址二級譯碼、讀寫地址預譯碼、讀寫地址鎖存器、時鐘模塊；左右兩側為陣列模塊，陣列cell中間為Local IO模塊，陣列下面依次為Global IO模塊、Write IO模塊。

整個版圖左右兩邊為陣列，中間為譯碼及時鐘，左右兩邊距離邊界阱不小于1.3um；整個版圖上下各加一行DCAP單元，高度為1.68um。圖2是存儲器的版圖布局規劃圖，下面分別對這幾個部分進行說明：

3.1 陣列模塊

陣列位于整個存儲器的左右兩邊，由32個32位cell單元組成，陣列左邊和右邊各有32×16個cell單元，其中上下各有16×16個。

3.2 時鐘模塊

為減緩電路電壓的波動，時鐘模塊被DCAP單元包圍；為減小時鐘線上電流密度，時鐘線線寬加寬至0.08um；為降低時鐘線的耦合串擾，時鐘線盡量不與除電源地線外的長線互連線并行走線或者加大與信號線間的間距，盡量被電源線或者地線包圍。

4 面積、時序和功耗

TPSRAM32X32的版圖面47um×63um，在TSMC40G的WC和WCL工藝拐角下頻率可達到1.8GHz，時鐘信號的最小脈沖寬度為200ps，在TSMC40G的TC和LT工藝拐角下時鐘信號的最小脈沖寬度為130ps。

5 結論

在40nm工藝下，由于電源電壓的降低，6T結構SRAM為了保證讀操作的正確性，每一代工藝遷移晶體管尺寸的減小都有限，尤其是從45nm工藝遷移到32nm工藝，6T結構的下拉N管尺寸幾乎沒改變，所以面積也會大于8T結構。

在功耗方面亞閾值漏電流的計算公式如下：

可知，亞閾值漏電流與尺寸大小關，在40nm下8T結構可以選用更小尺寸的下拉管接地，從而有效減少漏電流。

最終的數據結果比對可以查看表1、表2。

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作者簡介

唐駿（1990-），男。現為國防科學技術大學計算機學院碩士研究生在讀。主要研究方向為集成電路設計。

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關鍵詞：數字電路；測試；故障

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

用來取得定量或是定性信息的基本方法就是測試。測試不僅是信息工程的源頭，還是它的重要組成部分。隨著如今大規模集成電路的廣泛應用以及計算機網絡、微電子技術以及通信技術的發展，各種先進裝備系統設計還有制造都離不開測試。據資料顯示，目前研制設備的總成本中，測試成本所占比重已達50%，甚至70%。能否使電子設備處于完好狀態，使其維修更加準確、快捷，都與電路的測試有著緊密的關系。電路一般有模擬和數字兩種，相應的可以把電路的測試分成模擬電路的測試和數字電路的測試兩種。數字電路的測試基本思想是在電路輸入端加上二進制測試矢量，再比較期望值和電路的實際響應，看其是否一致。

一、數字電路測試中關鍵技術

（一）數字電路的故障模型。模型在工程上是數學抽象與物理實體之間的橋梁，而故障模型是測試中最重要的模型，它是一系列故障或是所有可能發生的失效行為的故障的集合。故障建模需要遵循紀既要有準確性、典型性和全面性，又要具有簡單和易處理性。一般建模很難同時滿足以上兩個相互矛盾的原則，大都采取折衷方案。數字電路中的故障種類多、數目差異大，因而數字電路系統的建模費時費力且不具有通用性。以下只介紹幾種數字電路中的幾種常見故障。

首先是橋接故障，通常為晶體管或門級的故障模型，一組信號間的短路用一個橋接故障來表示。短路網點的邏輯值可以是0、1或是不確定狀態，取決于電路的實現技術。有反饋的橋接故障產生與組合邏輯不同的存儲狀態，而無反饋的橋接故障通常用固定故障測試，有很高的覆蓋率，是組合邏輯。導致電路的組合延遲超過時鐘周期的故障叫做延遲故障，有門延遲故障、路徑延遲故障、線延遲故障、段延遲故障和傳輸故障幾種。若將MOS晶體管視為理想的開關，則它的故障模型就是開關永久處于短路或是開路狀態的固定短路和固定開路故障。固定故障是電路中較為常見的故障，最常見的是單固定故障，指的是每條線上有固定的0或1兩個故障，當然也會有多種故障同時出現的情況，一個n條線的電路所有可能故障數=3^n-1。

（二）數字電路的故障仿真。故障仿真是故障診斷技術中不可或缺的重要環節，主要有四種方法，即并行故障仿真、串行故障仿真、并發故障仿真和演繹故障仿真。其中后兩種故障仿真通常采用面向實踐的表格驅動仿真器，而并行故障仿真一般采用編譯驅動仿真器。

（三）數字電路的故障壓縮。電路中所有故障的集合可以被劃分成若干等價的子集，每個等價子集中的故障是相互等價的。故障壓縮是從每一個等價集中選擇一個故障的過程。它可以將電路中的故障總數進行壓縮，使之達到一個相對較小的值，可以減少產生測試集過程中的工作量。壓縮后的故障數與所有故障總數的比值就是壓縮比。

（四）數字電路的可測試性度量。可測試分析具有線性復雜度和屬于靜態類型兩個特征。信號的可觀測性和可控制性稱為數字電路的可測試性度量，其概念起源于自動控制理論。可觀測性指觀測邏輯信號狀態的難度，而可控制性指的是設置特定邏輯信號為1或0的難度。

二、數字電路的測試生成方法

（一）布爾差分法。布爾差分法通過對數字電路布爾方程式進行差分運算來求得測試，可求出所給故障的全部測試矢量，獲得測試集的一般表達式。主路徑法是在布爾差分法的發展中具有代表性的方法，它將通路敏化的概念引入其中，使布爾差分法的效率得以提高。布爾差分法的理論價值較高，主要是因為它可以將電路描述抽象為數學表達式再進行嚴密的數學推導。布爾差分法的缺點在于測試復雜性較高的電路時運算量大，處理困難。

（二）D算法。相對于布爾差分法來說，D算法一般只用來測試一個或是一些測試矢量而不是全部，比較貼近實際。電路中的各節點狀態用5個值（0，1，x，D， ）來表示。算法步驟主要有故障激活、故障驅趕以及線相容等。D算法具有算法上的完備性，便于在計算機上實現，是目前應用最為廣泛的測試生成算法之一。具有代表性的是PODEM（面向通路判定）算法，它具有窮舉算法的優點，避免了許多的盲目試探，減少了D算法中判決與回溯的次數。D算法的缺點在于測試生成時的盲目試探時間占用太長，在規模較大的組合電路中太復雜、效率低。

（三）FAN算法。FAN算法是為加速測試生成而提出的，具有以下特點：頭線和扇出源節點構成搜索空間；故障值分配給故障唯一確定或隱含的地方；盡可能多的在每一步中確定已唯一隱含的信號值；D邊界元件唯一時，敏化通路的選擇也是唯一的；知道搜索的啟發性信息使用SCOAP；主導線處停止反向蘊涵，其值可以到最后再確認；扇出源的處理采用多路回退的辦法。FAN算法的運算速度相對于PODEM算法來說有所提高，回溯次數少、故障覆蓋率高，豐富和發展了測試生成算法的基本思想，目前具有代表性的測試性能較好的是SOCARATES算法。

三、數字電路測試的發展趨勢

集成電路的設計與生產中電路測試的地位越來越重要，近年來人們不僅完善了已有的測試算法，同時還提出多種新的算法。目前數字電路測試生成發展有以下幾個方向：一是對已有測試生成算法的效率進一步提高，同時研制新的測試技術和方法，如降低搜索空間、研制更加有效的搜索策略等；二是研制并行處理方法和專家系統，被測電路中可以相互獨立處理的故障若能實現并行處理將會十分省時省力，測試生成若能有效結合專家經驗和啟發方式也會十分有益；電路與系統越來越復雜，若仍舊依照以往那種測試人員根據已經設計或是研制完畢的電路來研制測試方案的做法已實用，如今需要設計人員設計電路時充分考慮電路的可測試性，進行可測性設計。

如今電路復雜度和集成性都不斷提高，這使得電路的測試困難不斷加大。人們應開展可測性設計技術的研究，尋找降低集成電路制造、使用和維護成本的方法，提高故障診斷定位的效率，提高數字電路設計、生產以及測試生成的速度。

參考文獻：

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有數據顯示，到2020年，物聯網解決方案市場規模將達到7.2萬億美元，中國市場的年復合增長率將達到20%，大數據及云計算也將真正體現其高附加值，物聯網還將在可穿戴、智慧城市和工業4.0中大放異彩。

隨著工業互聯網迅速崛起，物聯網3.0時代悄然來臨，一個產值達數萬億的市場擺在了企業家們面前。“對物聯網發展歷史來說，從消費互聯網到工業互聯網，這是一次質的飛躍。工業互聯網是工業4.0實現的關鍵。”在2015(第六屆)中國物聯網大會上，與會專家如此斷論。與物聯網密不可分的傳感器產業鏈將迎來爆發式增長，而大數據及云計算也將真正體現其高附加值。

將引爆傳感器產業鏈

“半導體將得益于物聯網發展。”中科院上海微系統所所長王曦的演講開篇點題。作為物聯網的關鍵，傳感器承擔著數據采集和傳輸重任，物聯網的世界，傳感器將無所不在。物聯網對傳感器的需求讓集成電路有了全新的市場，一方面物聯網的超大規模市場將拉動集成電路的發展，相關研究數據顯示，到2020年，物聯網解決方案市場規模將達到7.2萬億美元，與物聯網相連的終端出貨量將達到500億件，中國市場的年復合增長率將達到20%。

物聯網所需的大量傳感器芯片只需完成簡單的數據采集、存儲和傳輸，這就要求芯片必須低功耗、低價格，借助現有的材料、封裝技術，這些性能在45nm芯片上即可完美呈現。我國在45nm左右制程和8寸晶圓上有成熟的產業布局，隨著物聯網的發展，這些產能將得到最大程度的釋放。

另一方面，物聯網所需傳感器的特性將改變集成電路發展路徑，讓現有制程集成電路有了更多的發展，這對我國集成電路發展是極大的機會。

“傳感器是提升我國現代信息技術、帶動產業化發展的最好突破口。”王曦此前在科技節的演講上表示，我國半導體起步較晚，但物聯網不僅讓中國半導體有了更大的市場空間，更有可能第一次趕上國際先進水平，甚至做到世界第一，“傳感器整體起步較晚，我國與國外的差距較小，更重要的是，現在正是由傳統向新型傳感器轉型的關鍵階段，布局得當有可能實現彎道超車。”

催熱“大數據云計算”

“大數據、云計算將在物聯網3.0階段蘊含新價值。”IBM中國研究院院長沈曉衛表示。物聯網的大量數據都是非結構化、雜亂冗余的，只有通過數據挖掘和計算，進行降噪處理，才能產生用戶價值。據介紹，IBM引入物理模型來模擬物理世界，通過認知分析產生洞察力來支持決策，物聯網開始從業務優化走向產業轉型。

“物聯網遇到的一大挑戰就是要與大數據更加緊密地結合，不僅要完成收集數據、分析數據，還要給出預防方案。”中國工程院院士、中國電子學會副會長、物聯網專家委員會主任委員鄔賀銓表示。

篇8

【關鍵詞】貨物貿易結構新興產業

【中圖分類號】F752

據WTO的數據顯示，2015年全球貨物貿易總額達到33.2萬億美元，同比下降12.7%，其中出口16.5萬億美元，下降13.2%；進口16.8萬億美元，下降12.2%。兩位數下降的嚴峻趨勢，深刻反映出全球貿易結構性改革和完善治理體系的長期性和緊迫性。在這樣的大背景下，我國貨物貿易實難獨善其身。2016年上半年，我國貨物貿易進出口總值實為1.72萬億美元，同比下降8.7%，其中出口9 855億美元，同比下降7.7%；進口7 272億美元，同比下降10.2%。這是自2009年以來，在2015年首次出現“雙降”后，第二次又出現的“雙降”嚴峻態勢。新常態下出現的這一下行局面，一方面是受國際市場需求低速、全球貿易壁壘再度升級和貿易自由化便利化受阻等多種不利因素的影響；另一方面是同我國貨物貿易步入供給側和需求側結構性改革的深度轉型期有關。在未來一個時期，貨物貿易結構性改革依然任重道遠。我國已是多年的世界貨物貿易第一大國，貨物貿易是我國外貿“十三五”時期穩增長、調結構和轉方式的主戰場，始終是實施貿易強國戰略的主力軍。建議要以新興產業為依托、新興市場為導向、新興企業為主體；以加快推進貨物貿易供給側和需求側結構性改革為主線，著力優化調整貨物貿易結構，為力爭到2020年貨物貿易邁向世界中高端水平提供強力支撐。

一、以市場視差化的新理念優化貨物貿易結構

貨物貿易結構是指產業內、企業內和產品內要素貿易之間的比例關系。影響貨物貿易結構的主要因素有：國際國內兩個市場的需求結構；國際國內兩種資源的供給結構；產業結構；技術結構。盡管全球經貿增速放緩，但技術進步仍然快速，新興技術更新周期一再縮短。因此，技術進步對出口增長的促進作用，將是長期可持續的有效舉措。從這個意義上講，技術結構是貨物貿易結構調整優化的核心引擎。產業是出口的物質基礎，產業結構卻是貨物貿易結構調整升級的關鍵要素。“產技”兩大要素在出口結構調整中的優化配置效率，能有效激發出口增長的內生動力和活力，兩者都是出口實現中高速增長和邁向中高端水平的主流力量。

（一）以技術結構調整為主題，推動貨物貿易邁向中高端水平

從物化勞動和技術集成的角度分析，出口產品可分為勞動密集型、勞動技術密集型、知識資本密集型等。通常都用約定俗成的理念，把出口產品技術含量的程度分為低端、低中端、中端、中高端、高端等標志性表述。2015年，制成品出口已占到95%以上，開始步入中端為主導的出口新階段。“十三五”期間要通過供給側結構性改革的重大舉措，著力推動貨物貿易結構調整朝著中高端為主導的方向優化升級。

（二）以產業結構調整為主線，力推貨物貿易實現中高速增長

產業結構是位于貨物貿易結構和企業出口結構之間的重要平臺，是推動貨物貿易結構調整的中堅力量。產業結構是影響出口結構、出口價值、出口創造效應和可出口量的重要因素。貨物貿易結構是由技術結構和產業結構的國際競爭力來決定，如果貨物貿易依托產業本身沒有國際競爭力，產業的技術和產品與質量和效益還停留在國際市場的低端層面上，那么在貨物貿易環節上采取再好的措施，其出口的創造效應和可出口量，都很難發揮積極的促進作用。我國“十三五”規劃綱要把“推進產業結構升級”作為“十三五”發展的主線，強調“要最大限度的激發微觀活力，優化要素配置，推動產業結構升級，擴大有效和中高端供給，增強供給結構的適應性和靈活性，提高全要素生產率”。要緊緊抓住國家著力推進產業供給側結構性改革的發展機遇，借力推動貨物貿易結構優化調整升級。要用市場差別化的新理念，著力創新國別化新興市場，力推貨物貿易進出口保持中高速增長。

二、以差別化理念擴大信息產業進出口規模

電子信息技術產業方興未艾，依然是21世紀全球最具綠色發展影響力、市場潛力最大、效益最好的戰略性新興產業。在國家“十三五”規劃綱要中，把新一代信息技術產業的發展，放在“戰略性新興產業發展行動”的首位。新一代信息技術產業創新的重點主要是：集成電路產業體系、人工智能軟件、智能硬件、新型顯示器、移動智能終端裝備、第五代移動通信（5G）、先進傳感器、可穿戴設備等。信息技術產品是我國進入世界貨物貿易第一大國的中流砥柱，也是當下優化調整外貿結構最可倚重的中堅力量。要用產品差別化的新理念，著力創新區域化新興市場。到2020年，力爭電子信息技術產品進出口實現中高速增長和邁向中高端水平。

（一）突出實力動能導向，確保進出口增長取得實際成效

2014年的統計顯示，世界電子信息技術產業規模約為1.96萬億美元，年增速為2.4%。主要國家電子信息產業規模占全球總規模的比重：中國為30.5%，居全球第一，美國為14.5%、日本為10.8%、韓國為6%、德國為5%；從世界電子信息技術產業鏈和供應鏈上看，主要國家占全球市場份額的比重：美國為25%，居全球第一、中國為20.5%、日本為6%、德國為5.5%。近年受全球需求結構深度調整的影響，增速趨緩。

我國電子信息技術產業起步晚，但發展快。2015年，我國規模以上電子信息技術產業收入總規模為15.5萬億元，比2010年進入“十二五”前翻了一番。超過汽車產業，已連續六年躍居我國第一大實體支柱產業。在全國工業中的比重達到13%，對經濟增長的貢獻度超過18%。在我國“入世”后的十多年間，電子信息技術產品企業以年均11.8%的速度增長，從2001年的4 000多家發展到2014年的1.65萬家。2014年，我國電子信息技術產品進出口總額占全貿易進出口總額的31%。其中出口增速為6%，出口占全貿出口的35.6%。進口增速為4.5%，進口占全貿進口的27%；加工貿易出口比重高達65.4%。受全球市場需求萎縮、供給側結構性改革加快和外資加工出口產能轉移境外增多等因素的影響，2015年我國電子信息產品進出總額達13 088億美元，同比下降1.1%。其中出口為7 811億美元，同比下降1.1%，占全貿出口的比重為34.6%。2016年上半年，電子信息產品進出口依然維持低位“雙降”的嚴峻態勢。但集成電路出口增長3%，大幅好于整體。而且占全貿的比重上升為36.5%，依然是拉動貨物貿易增長的主導力量。根據國際電信聯盟ITU統計，截止2014年底，全球手機用戶達到69.5億，預計到2016年將達到72億。2015年，我國手機產量18.18億部，同比增長3.9%。其中手機出口1237.3億美元，同比增長7.3%，繼續保持我國出口額最大單一商品的地位。2016年上半年，我國手機出口5.8億部，同比下降1%，而出口額達463億美元，下降14%。全球智能手機出貨量增幅為0.3%，證明全球智能手機需求正逐趨置頂。手機加工貿易出口比重高達72%，而其中智能手機加工貿易出口占80%以上。以高價進口來料來件加工組裝和貼牌加工為主導的出口模式，導致我國電子信息技術產品出口企業的對外技術依存度，長期維持在70%以上的超高水平線上。在國際電子信息技術出口產業價值鏈上，我國電子信息技術產業的出口水平，尚處于低值、低價、低利潤的低中端地位。一要緊緊抓住信息技術產業與出口產業深度融合的利好機遇期，加快培育電子信息技術產品出口新優勢，使其出口額占全貿出口的比重，到2020年能夠超過40%左右的預期水平。二要加快提升自主技術創新能力，擴大電子信息技術產品一般貿易出口規模。要緊緊依靠上海、南京、成都、武漢、長沙、杭州、重慶、貴陽等信息產業基地，瞄準國內國際基礎軟件、云計算、大數據等新一代信息技術產品的需求，促進軟件服務外包出口，加快推動軟件和信息技術服務產業集群出口。三要發揮產業政策導向的作用，引導國家的科技創新城市、國家級高新技術產業園區、國家大型信息技術企業及國內自貿區等示范群體，著力擴大電子信息技術產品的進出口規模。

（二）突出結構要素調整，促進加工貿易出口創新發展

加工貿易是我國電子信息技術產業內貿易的重要組成部分，是電子信息技術產業步入世界第一大國的推動力量。但是我國加工貿易仍處于弱勢地位，而國外供方企業處于強勢，拿走了電子信息技術產業價值鏈上80%的利潤。國內加工貿易企業在實現加工組裝轉移價值的低端環節，有較大的規模實力，但只能獲得微薄加工費用。2017年，要立足我國的實際，創新發展加工貿易。其一，加快推進增長動力轉換，由要素驅動為主導向要素驅動與創新驅動相結合轉變；其二，加快推進經營主體實力強勢發展，由單純OEM（貼牌加工生產）的加工組裝企業向ODM（委托設計）和OBM（自有品牌）的營銷型企業轉變；其三，加快推進產品技術含量和附加值提升進程，由低端價值鏈向全球電子信息技術產業價值鏈的中高端方向轉變。同時，要全力依托和運用新一代信息技術，用互聯網思維厚植跨境電子商務貿易新模式。跨境電子商務是把傳統出口方式加以網絡化和電子化的一種顛覆性貿易新方式。新貿易方式已在降低出口企業成本和擴大出口增長中，發揮著越來越重要的促進作用。我國于 2016年1月，在繼杭州之后又在天津、上海等12個城市設立跨境電子商務綜合試驗區。建議在中西部再批準一批有進出口實力的城市，設立跨境電子綜合試驗區。要加大跨境電子商務出口退稅改革的力度，將量大面廣的高附加值出口產品，盡快納入出口退稅的范圍。要進一步完善我國跨境電子商務的支付監管和外匯管理體系，建立新型跨境電子商務第三方物流企業模式。預計2016年，跨境電子商務出口年均增長率將超過30%，占全部出口方式的比重約為25%。力爭到2020年，跨境電子商務出口占全貿出口的比重，能達到35%左右的預期目標。

三、以技術差異培育芯片自主供給新體系

集成電路俗稱“芯片”，品種繁多，浩如煙海，事實上已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一。在互聯網如日中天的大背景下，未來30年到60年，集成電路和高端通用芯片始終是基礎性的頂尖技術產業。對我國而言，已不僅是經濟問題，更上升為直接關系國家信息安全、國防安全建設的國家戰略問題。從2000年起，我國國內集成電路產業已初步形成以長三角、環渤海、珠三角三大核心區域聚集發展的格局。北京、西安、成都、上海、無錫等聚焦了200多家芯片制造企業，已建成4、6、8、12英寸芯片的生產線十多條。2014年的生產規模，約為2 750多億元，復合增速約22%。2015年，集成電路進口2 176億美元。多年來超過石油，位列我國大宗進口商品之首。當年，集成電路進口占電子信息技術產品進口的72%；占全貿進口的19.8%，是我國逆差最大的高技術商品。我國進口集成電路的主要國家或地區是美國、日本和韓國，以及我國的臺灣地區。我國企業進口的廠商，主要集中在思科、IBM、谷歌、高通、英特爾、蘋果、微軟、甲骨文、三星、臺積電、東芝、海力士、美光等大企業手中。我國的華為海思、展訊等境內芯片加工組裝企業，2016年上半年，集成電路進口下降13%，出口增長2%，逆差大幅減少。

從2000年至今，我國集成電路已走過了15個年頭的漫長創業之路，一路艱辛，篳路藍縷。但始終解決不了嚴重對外依賴和受制于人的問題，始終沒有擺脫國產芯片自主供給率極其低下的問題。對2015年我國電子信息技術產品出口競爭力的研究表明，在其出口對集成電路的需求中，對外依存度超過85%，而核心高端通用芯片的對外依存度超過90%。以我國加工貿易企業來料加工組裝出口的手機為例，其國外的研發設計（第一環節）和營銷（第三環節），一部蘋果手機的研發設計創造了360美元的價值。蘋果手機的核心零部件基本由美、日、韓三國及我國臺灣地區的企業所掌控，他們創造了187美元的價值。最后到我國的加工組裝出口企業，只有7美元左右。我國集成電路產業的超高對外依存度和超低自主供給率，直接關系到出口新優勢的培育和貿易強國戰略的實施。要把推進集成電路產業的自主建設工程，上升為國家戰略。要把加快提高高端通用芯片自主供給率，作為“十三五”時期重塑電子信息技術產品出口價值鏈的戰略要點和堅實根基。到2020年，力爭我國國產芯片的自主供給率，能夠超過5%以上的預期目標。

（一）強化原始創新，全力提高芯片自主化創新能力

電子信息技術的一個重要知識特點或難點，就是難模仿，很難做到引進消化再創新。全球受眾面最大、市場最廣闊、知識最密集和投入最大的電子信息技術，其尖端芯片，都是涉及每個研制國家利益的核心機密。即便是一般的常規芯片，一般都有極高秘密的“技術鎖定”裝置，其操作系統可以隨時解密停制或轉型升級。明者應時而變，智者隨事而制。對我國企業發展芯片產業而言，不能再走以往引進消化吸收再創新的老路。2016年乃至“十三五”或更長的時期，要把集成電路產業供給側和需求側的結構性改革，作為優化調整信息技術產品出口的主攻方向。中國必須有自主可控的集成電路產業，千方百計克難攻堅，追趕再難，也必須加快跟蹤，并存為主向并行、領跑為主轉變，堅持和強化原始創新為先導與集成創新相結合的芯片自主化創新發展路徑。芯片設計軟件及軟件工具（EDA）、中央處理器（CPU）及其指令體系、內存（DRAM）、顯卡（GPU）和固態存儲器（SSD）等是我國芯片原始創新的重點，是我國提高芯片自主供給率的短板。要以市場為導向，芯片企業為主體，著力依靠國家信息技術集群創新示范區、芯片研發示范城市、電子信息技術高新區和專業高校及研發機構的力量，凝智聚力全力提高芯片自主創新的能力。

（二）強化精益投入力度，有效提升芯片自主化創新和源頭供給的能力

2013年，英特爾、臺積電、三星三大國際芯片廠商的集成電路投資額，約占全球芯片投入的55%，其中三星和英特爾的投資為222億美元。當年，我國對集成電路的投資僅為94億美元。我國的投入不及一個外國企業，而且在投資中沒有連續性，導致芯片自主研發的間歇性停滯，結果是與世界芯片產業先進國家的差距越來越大。研究表明，集成電路在國民經濟中的重要地位和作用，始終遵循一個約定俗成的“價值鏈式法則”，即1元到3元的集成電路投入，可獲得電子信息技術產品30元以上的出口額，直至拉動100元以上的GDP增長。2016年，國家從中央、地方和企業的三大層面，建立集成電路投資基金，先期已籌措了2 800億元的投入。一要著力引導高科技民間資本，加入集成電路創新創業發展的行列。建議芯片企業及相關機構要圍繞“消除低端投入和持續加大核心高端投入”的精益投入理念，規范芯片研發設計成本，增強研發費用精準控制的責任意識，切實加強高端芯片研發績效的考核，把提高芯片自主供給率和推進芯片出口與企業、研發大學和院所的獎勵相掛鉤。二要針對國內、國際和國別對芯片的不同需求供給側，提升中國自主知識產權芯片的國際供給率。要從市場視差、產品差別化、技術差異化和你無我有的高端創新層面上，參與國際集成電路的競爭與合作，著力提高中國芯片的源頭供給率。三要強化高端人才培養力度。在國內國際大量需求的處理器、存儲器和芯片設計軟件等高端芯片領域，其研發人才的奇缺態勢日益突出。建議企業及相關機構，站位全球，放眼未來，精心、精思、精進著力培養芯片研發的創新領軍人才和專業化隊伍。用高獎勵和知識產權入股的方式，不斷激發芯片人才的創新活力。四要建設國家級集成電路研發成果轉移轉化試驗示范區，探索可復制、可推廣的經驗與模式。推動建立符合芯片創新規律和國際前沿市場規律的集成電路研發成果轉移化體系，促進芯片成果資本化、產業化、國際化。五是在網絡信息技術系統使用的芯片上，要強化安全細分市場芯片的專業化創新，著力提升我國網絡信息的安全保障和風險防范能力。

四、以開放式創新力促高端裝備走向世界

推進裝備跨國投資和擴大裝備出口，是我國全球化布局和全方位推進開發創新的重點之一，更是我國“十三五”時期培育貨物貿易新動能和改造傳統動能的新舉措。把裝備跨國投資與對外貨物貿易出口有機結合起來，以投資帶動高端裝備的投資貿易，是我國外經貿謀求中高速增長和邁向中高端水平的新路徑。對于推進外經貿供給側結構性改革尤其是出口供給側結構性改革和結構優化調整具有重要意義。從國際上看，美國的《先進制造業國家戰略計劃》、歐盟的《高端產業2020戰略》、俄羅斯的《2020年創新發展戰略》等，都把高端裝備的強勢發展上升到國家戰略的高度。對我國而言，裝備對外投資貿易應是實施貿易強國建設戰略的重要依托主體。要站在新的歷史起點上，用開放式創新的新理念，著力創新國際高端市場。力爭裝備跨國投資占我國對外投資的比重，由2015年的6.3%，提升到“十三五”末期10%以上的預期目標，以加快促進我國裝備躋身世界裝備對外投資和貿易大國的行列。

（一）我國裝備制造總量居世界首位

發電設備制造與安裝能力、鐵路、公路工程裝備已連續七年位居世界第一；2015年我國空調產量保持16%的年均增速，已成為全球空調裝備制造大國。我國中車的高鐵已是叫響世界的國際名牌，到2015年底，我國高鐵運營里程已達2萬公里，居世界第一，占世界高鐵總里程的60%。中國不僅是高鐵里程最長的國家，而且高鐵的安全運輸規模也是世界上最大的。2016年7月15日，我國自行設計研究、擁有自主知識產權的兩輛中國標準動車組就在鄭徐高鐵上以超過420公里的時速交匯。未來在京沈高鐵，我國還將進行時速500公里以上更高速度技術標準研究等多項綜合實驗。2016年，一批境外高鐵項目相繼開工建設。中老鐵路已經開工建設，中泰鐵路、匈塞鐵路賽爾維亞段正式啟動，印尼雅萬高鐵即將開工建設，俄羅斯莫斯科至喀山高鐵等高鐵項目在加快推進。歐亞和中亞高鐵的中國國內段，已經開工。與此同時，中俄加美高鐵已經開始規劃，我國正在規劃修建一條1.3萬公里的高鐵，貫通亞歐美三大洲。截至2015年，我國已在運行的核電機組達30臺，在美、法、俄羅斯之后居世界第四。在建核電機組24臺，裝機容量2 672萬千瓦，居世界第一。在運在建總數54臺，居世界第三。我國開發具有自主知識產權的大型先進壓水堆、高溫氣冷堆核電機組“華能一號”，已在巴基斯坦落戶，2015年又在阿根廷、羅馬尼亞、捷克、土耳其等達成建設核電站的項目任務書。2016年9月，由中法合作投資的美國欣克利角核電項目，在歷經10余年后終獲英國政府批準。2014年，先期由中美兩國聯合組建的國際核電安保中心，已開始為全球的核電安全運行，提供卓有成效的安保技術服務。從核電技術水平上看，我國已投入運行的主要是2代，在建的已逐漸向第3代轉變，同時已在加快研發第4代核電機組，這與世界核電大國的技術發展是同步的。航天，是中國最閃亮的一張“名片”。中國在軌衛星近150顆，僅次于美俄，位于世界第三位。截止2015年底，中國的系列運載火箭，已為22個國家、地區和國際衛星組織發射了49顆商業衛星。2016年1月，為國外發射的“白俄羅斯航天一號通信衛星”成功上天。2016年8月18日，我國在世界上首次發射的“墨子號”量子衛星，成功上天在軌運行良好，國際航天界好評如潮。2016年8月28日，中國航空發動機集團公司成立，將加快自主研發和制造生產。實現航空發動機從測繪仿制到自主創新的戰略轉變，實現由航空大國向航空強國的戰略轉變。全球航天裝備對外投資和貿易的市場空間很大，然而，與國外尤其是美國的對外商業衛星發射量占在軌衛星一半以上的比例相比較，我國在軌衛星中的商業衛星發射所占比例較少，這是其一；其二，我國裝備制造的核心技術和關鍵部套件對外依存度偏高；其三，裝備跨國投資占我國對外投資存量的6%，同歐美日強國30%以上的比重相比，存在較大差距。

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半導體超晶格是指由交替生長兩種半導體材料薄層組成的一維周期性結構.以gaas／alas半導體超晶格的結構為例:在半絕緣gaas襯底上沿[001]方向外延生長500nm左右的gaas薄層,而交替生長厚度為幾埃至幾百埃的alas薄層。這兩者共同構成了一個多層薄膜結構。gaas的晶格常數為0.56351nm,alas的晶格常數為0.56622nm。由于alas的禁帶寬度比gaas的大,alas層中的電子和空穴將進入兩邊的gaas層，“落入”gaas材料的導帶底,只要gaas層不是太薄,電子將被約束在導帶底部,且被阱壁不斷反射。換句話說,由于gaas的禁帶寬度小于alas的禁帶寬度,只要gaas層厚度小到量子尺度,那么就如同一口阱在“吸引”著載流子,無論處在其中的載流子的運動路徑怎樣,都必須越過一個勢壘,由于gaas層厚度為量子尺度,我們將這種勢阱稱為量子阱.

當gaas和alas沿z方向交替生長時,圖2描繪了超晶格多層薄膜結構與相應的的周期勢場。其中a表示alas薄層厚度(勢壘寬度),b表示薄層厚度(勢阱寬度)。如果勢壘的寬度較大,使得兩個相鄰勢阱中的電子波函數互不重疊,那么就此形成的量子阱將是相互獨立的,這就是多量子阱。多量子阱的光學性質與單量子阱的相同,而強度則是單量子阱的線性迭加。另一方面,如果兩個相鄰的量子阱間距很近,那么其中的電子態將發生耦合,能級將分裂成帶,并稱之為子能帶。而兩個相鄰的子能帶 之間又存在能隙,稱為子能隙。通過人為控制這些子能隙的寬度與子能帶,使得半導體微結構表現出多種多樣的宏觀性質。 2.2 量子阱器件

量子阱器件的基本結構是兩塊n型gaas附于兩端,而中間有一個薄層,這個薄層的結構由algaas-gaas-algaas的復合形式組成,。 在未加偏壓時,各個區域的勢能與中間的gaas對應的區域形成了一個勢阱,故稱為量子阱。電子的運動路徑是從左邊的n型區(發射極)進入右邊的n型區(集電極),中間必須通過algaas層進入量子阱,然后再穿透另一層algaas。 量子阱器件雖然是新近研制成功的器件,但已在很多領域獲得了應用,而且隨著制作水平的提高,它將獲得更加廣泛的應用。 3 量子阱器件的應用 3.1 量子阱紅外探測器

量子阱紅外探測器(qwip)是20世紀90年展起來的高新技術。與其他紅外技術相比,qwip具有響應速度快、探測率與hgcdte探測器相近、探測波長可通過量子阱參數加以調節等優點。而且,利用mbe和mocvd等先進工藝可生長出高品質、大面積和均勻的量子阱材料,容易做出大面積的探測器陣列。正因為如此,量子阱光探測器,尤其是紅外探測器受到了廣泛關注。

qwip是利用摻雜量子阱的導帶中形成的子帶間躍遷,并將從基態激發到第一激發態的電子通過電場作用形成光電流這一物理過程,實現對紅外輻射的探測。通過調節阱寬、壘寬以及algaas中al組分含量等參數,使量子阱子帶輸運的激發態被設計在阱內(束縛態)、阱外(連續態)或者在勢壘的邊緣或者稍低于勢壘頂(準束縛態),以便滿足不同的探測需要,獲得最優化的探測靈敏度。因此,量子阱結構設計又稱為“能帶工程”是qwip最關鍵的一步。另外,由于探測器只吸收輻射垂直與阱層面的分量,因此光耦合也是qwip的重要組成部分。 3.2 量子阱在光通訊方面的應用

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關鍵詞：常規CMOS工藝；自舉；電容耦合；高壓管驅動芯片

中圖分類號：TN402文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)17-31434-03

The Design of A IC for Elrectronic Ballasts with Standard CMOS Technology

HUANG Hao-feng

(South West University IC Institution, Nanjin 210096, China)

Abstract:Based on the analyze the advantage and shortcoming of current electronic Ballasts .put forward a kind of project applicabled below 20 Walt .A method is proposed that uses two low-voltage integrated circuits (LVICs) to provide high and lowside gate drive in high-voltage applications. Two coupling capacitor is placed between the two ICs to provide two functions: (1) high-voltage isolation, (2) signaling to the high-side for on/off control. The simulation results are obtained by Cadence Spectre based on 6μm CMOS process.

Key words:stand CMOS;dual low voltage ICs;self-boost;capacitive coupling

1 引言

隨著我國經濟的持續發展，對節省能源的重視；人們對綠色照明的應用，特別是用緊湊型熒光燈(CFL)替代白止燈的要求，必然會導致高性能（采用控制器IC）的電子鎮流器的廣泛應用。同時我國集成電路從設計，生產，測試等方面都有提升，使得我們有能力使用上擁有自的國產的電子鎮流器控制IC。

現今，不管是國外的IC巨頭，如IR公司，飛兆公司，和英飛凌公司；還是國內的上海貝嶺，復旦微電子有限公司，都是將高壓功率器件和低壓CMOS控制部分，保護電路做在同一芯片上。這樣做的優點是：可靠性高，輸出電流大，能驅動多個熒光燈，但是缺點也是很明顯的：由于采用了VDMOS工藝，芯片的成本高。可見由目前主流IC制成的電子節能燈，應用上存在的最大因素是價格問題。

目前市面上家庭照明用的一體化節能燈都采用磁環變壓器的半橋逆變器電路，由于價格合理，使用效果良好，已經完全占領了功率在20W以下節能燈市場，但是分立元件自身的固有的問題，如驅動電壓波形不理想，容易燒毀功率管，磁環的加工困難等等。如果能用采用普通的CMOS工藝設計，設計、生產出電子節能燈控制IC,必將會有很好的市場前景，和很好的經濟效益。

2 設計方案的選取

交流電子電子鎮流器是D類轉換器[7]，要實現D類功率轉換，需要能驅動高、低壓功率管的電路，設計中采用以下三種方案：

2.1變壓器提高輸出電壓

此方案設計思路：控制電路輸出有死區時間的兩路倒相脈沖。一路脈沖直接輸入低壓功率管的柵（基）級；另一路脈沖輸入到變壓器的初級，經變壓器升壓后，從次級輸出到高壓功率管的柵（基）級。電路如圖3－1（a）所示。

此方案的優點是：控制芯片可以采用常規的CMOS工藝；缺點是需要變壓器，系統成本高。

2.2通過VDMOS隔離高壓、低壓部分。

此方案的設計思路：將高壓、低壓驅動電路做在一塊芯片上，通過芯片內部的VDMOS隔離開高，低壓電路。將高壓功率管工作時，高壓加在VDMOS上，芯片的兩路輸出都可以直接輸入到高、低壓功率管的控制端。電路如圖 3－1 （b）所示

此方案的優點是：器件少，系統穩定性好；缺點是芯片制造工藝復雜，芯片成本高。

2.3高、低壓驅動電路做在不同芯片上。

此方案的設計思路：采用常規的CMOS工藝設計、制造兩塊高壓、低壓驅動電路，兩塊芯片間通過電容耦合。電容的作用有兩個隔離高壓、將控制信號很好的從低壓驅動芯片傳到高壓驅動芯片。此方案又有兩種，耦合電容采用一只和兩只的解決方法，電路如圖 1 （c）、（d）所示。

此方案的優點是：兩塊芯片都可以采用常規的CMOS工藝，價格低廉；缺點是：工作頻率不能高于100KHZ,輸出驅動能力弱。

對照以上三種方案，總結成表1：

表1 交流電子鎮流器芯片設計三種方案比較

本次設計采用方案三種的第二種：即使用兩只耦合電容的兩塊芯片做為電子節能燈驅動芯片的主體。

3 電子節能燈的架構和工作原理

3.1電子節能燈的架構

圖1為采用了用常規CMOS工藝設計IC的電子節能燈的整體架構圖，整個節能燈系統的核心是兩塊芯片IC1,IC2L兩塊芯片間信號的耦合靠電容C1.、C2。

圖2 電子節能燈的架構圖

IC1、IC2各引腳說明如下：

表2 IC1各引腳的功能如下表所示

表3 IC2各引腳的功能如下表所示

3.2節能燈電路原理

芯片IC1、IC2都正常工作時，IC1、IC2在LOUT2、HOUT2端產生了約50KHZ的相互交錯的矩形脈沖，

當HOUT2端為高電平時，LOUT2端為低電平，Q1導通，Q2截至。電感上流過的電流為從左到右。此時電流流過的路徑為直流電壓311VQ1的集電極Q1的發射極電感L燈絲 諧振電容燈絲地。同時由于Q1的飽和態，Q1的發射極電位為311V,也就是說IC2芯片的襯低（COM端）電位為311V。

當HOUT2端為低電平時，LOUT2端為低電平，Q1截至，Q2也截至。但是電感上的電流不能突變，此時要有回路來維持電感上的電流。電流流過的路徑為電感反相電動勢的正極燈絲諧振電容燈絲并聯在Q2端的二極管D2地電感反相電動勢的正極。

當HOUT2端為低電平時，LOUT2端為高電平，Q1截至，Q2導通。電感上流過的電流為從右到左。此時電流流過的路徑為直流電壓311VQ1的集電極Q1的發射極電感L燈絲 諧振電容燈絲地。

當HOUT2端為低電平時，LOUT2端為低電平，Q1截至，Q2也截至。電感上流過的電流為仍要維持從右到左。此時電流流過的路徑為電感反相電動勢的正極并聯在Q2端的二極管D2地燈絲諧振電容燈絲地電感反相電動勢的正極。

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有電路原理知識：由于LC串聯回路產生諧振，諧振電容兩端產生高壓，點亮燈管。

4 具體電路設計

IC1是主芯片，包括了控制部分、低壓驅動、低、高壓信號傳輸三個功能模塊，其中控制模塊又有振蕩器、預熱、死區調節、欠電壓保護四個子模塊電路組成。而低壓驅動和低、高壓信號傳輸電路實則上就是多極緩沖器，其目的就是要能驅動后級功率管、或者帶大電容負載。

IC2是高壓驅動芯片，包括了信號的接收、整形和驅動兩個功能模塊。信號的接收、整形電路作用是電平位移。

4.1 主芯片的電路圖

圖3 主芯片電路圖

4.2高壓端驅動芯片的電路圖

圖4 高壓端驅動芯片

電路原理分析：

輸入信號IN1、IN2來自主芯片的輸出的矩形脈沖，其幅度為0－12V,通過傳輸門后，加到RS觸發器的兩端，從RS觸發器輸出脈沖基本和IN1一樣，也就是說通過RS觸發器后，能將主芯片的輸出脈沖信號較好的傳輸到本芯片的內部，且能使后面的多極BUFFER能正常工作。

仿真波形如下：

圖5 高壓功率管的漏、源級電壓波形

5 芯片測試

芯片的測試平臺和相應的測試波形

圖6(a)(b)分別是兩芯片的實物圖，(a)是下功率管驅動電路；(b)是上功率管驅動電路。

下面的圖是在面包板上搭建的測試電路：

圖7 實測電路圖

下圖是低、高壓功率管的脈沖波形圖：

圖8 高、低壓功率管驅動脈沖波形

從圖中看到上、下管有一定的死區時間，在測試中可以根據具體驅動不同燈管，來調節死區時間，原則是：即要保證上、下管的溫度控制在40度以下，以便于整個節能燈一體化封裝，這可以加大死區時間來減少上、下功率管導通的時間；同時要保證效率，減少死區時間能提高效率。測試結果得出：燈管功率越小，死區時間越大。表4為燈管功率和死區時間的對應表。

表4

從測試的情況看：芯片基本工作正常，各項指標達到原設計要求。

6 總結

(1)通過使用更好的系統結構來減少元器件的個數，本次設計中高低壓驅動芯片信號是通過兩個電容耦合的，如果能設計成信號通過一個電容耦合，從主芯片的輸出端耦合到高壓部分驅動芯片的輸入端，這樣電路更簡單，生產成本更低。

(2)由于我們采用的工作頻率是固定的頻率，這就對LC諧振回路電感、電容的參數提出較苛刻的要求，不便于大批量的生產；同時由于電容受溫度的影響較大，系統會存在不穩定的情況。如果采用從高頻開始往下掃描，線形變化這種工作頻率的電路結構，就能很好避免上述情況。

(3)由于此次MPW主要是驗證用常規的CMOS工藝能否設計、制造電子節能燈驅動芯片，固在芯片的保護部分考慮較少，如缺少過電流保護，過溫飽和，過電壓保護等等。以至于在芯片測試時，稍不留意，就會損害芯片。這些在以后的設計、流片中要著重考慮。

(4)電路由很多器件組成，這些器件的參數隨工作環境的變化和芯片的能否正常工作密切相關，所以在芯片設計時就需要考慮參數的裕度，以保證系統能在不同環境下正常工作。同時以后設計時考慮將有些的器件集成到芯片內部來。

參考文獻：

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[7]L.R.Nerone, "A Complementary Class D Converter,"Industry Application Society Annual Meeting,1998,pp.2052-2059.