集成电路设计与优化技术研究

集成电路设计与优化技术研究

刘彤彤 ,马文健

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摘要：近年来，随着我国经济发展，提升产业技术创新成效的关键突破口在于明确技术创新路径。 以集成电路相关技术专利为基础数据,分析产业合作创新网络结构特征,勾勒典型合作创新路径;探究集成电路技术合作创新网络形成过程及影响因素,运用复杂网络构建知识创新网络演化模型,通过仿真分析,考量各参与主体在集中型、多元型和混合型等典型技术创新策略下的知识流动情况,进一步分析主体创新绩效变化及网络结构演变。 研究表明,知识创新能力对合作创新绩效产生显著的正向影响;参与主体技术差异较大时,采用多元型技术创新策略有利于创新主体发展,而参与主体技术差异较小时,则适宜采用集中型技术创新策略。 参与主体对技术路径的依赖度会左右其对合作伙伴的策略选择,且依赖度超出一定阈值时会严重抑制创新绩效的提高,而这一抑制效应能通过创新主体提升自身创新能力得到一定程度的减弱。

关键词：集成电路；设计与优化；技术

引言

封装是集成电路制造的关键生产过程，起着保护芯片和芯片内键合点与外界电气连接的作用，封装质量的优劣直接影响到成品芯片的可靠性和使用寿命。集成电路封装设备高速高精度、自动化程度高、工艺参数和运行状态数据多。目前，国内集成电路封装设备运维主要是用户定期保养、设备供应商事后维修的传统运维方式，这种方式存在很大不足：一是无法通过数据的实时采集和分析获取设备的实时工作状态，运维服务数据利用率低；二是运维效率无法满足生产需求，存在“维修不足”和“维修过剩”现象；三是运维人员直接对运行中的设备进行操作，系统安全生产隐患大，设备可靠性和安全性难以控制和保证；四是现场运维模式可移植性不高，难以在行业内推广。

1电子电路仿真技术意义

模拟虚拟现实技术在电路设计中应用时，可以实现对电路设计进行数学建模和仿真模拟，借助硬件环境和软件环境等实现的电路特性数据进行分析。因此，电子电路仿真技术在电路设计过程中应用，还可以实现真实环境进行模拟分析，从而得到更加精准的结果，并且得到的模拟效果的可信度也更高。而虚拟仿真环境的设计，主要利用仿真模型塑造而出，利用定量计算的方式来实现。使得电路设计时都能够满足目标的需要。同时，针对电路设计时，仿真技术的有效应用，进一步使得电路集成化发展，并利用建模方法对所设计的电路进行统筹管理，所以此仿真技术在电路设计以及集成方面应用有着非常重要的作用。

2中国集成电路技术合作创新现状分析

2.1数据收集及清洗

以大为 INNOJOY 专利搜索引擎系统为数据源,设立文本检索式为“摘要 / 关键词 = (集成电路 or 半关系, 据 此, 可 将 专 利 数 据 矩 阵 化 处 理, 之 后 借 助Gephi0. 9. 2 软件对矩阵进行网络可视化,得到包含4095 个节点、4809 条边的合作创新网络总网。 因总网边缘节点较多、连接关系繁杂,无法清晰呈现网络核心区域创新主体属性及网络连接特征,本文以涵盖总网相当比例节点的巨片为视角。

2.2数据采集系统功能设计

集成电路封装设备数据采集系统可实现设备现场运行数据的实时采集和其他数据的离线导入，以及数据的清洗、分析、存储；其组成主要包括传感器、设备、数据采集网关、控制主机、远程运维系统平台等部分，如图2所示。数据采集系统主要设计功能如下：1）高速打孔机、电路印刷机、砂轮划片机采用以太网口数据接口，数采网关采用RS232、以太网口数据接口；2）数采网关可实现OPC等协议转换功能，可对采集到的异构数据进行编码，通过无线网络发送，将数据自动上传到远程运维系统平台；3）远程运维系统平台可对上传的异构数据解码，并进行存储。

2.3电路设计仿真模拟试验

针对所设计的电路进行实验时，需要将相关数据输入到PSpice仿真软件当中的电路输入模块（Schematics）当中，然后系统会自动生成拥有多谐波振荡器的电路仿真图，该多谐振荡主要由555定时器实现构成，而该定时器的输出端（OUT）为3脚。（1）直流工作。在利用PSpice仿真软件对设计的电路直流工作点进行实验分析时，首先需要在软件的菜单栏当中选择点击打开相应的对话框，然后从对话框中打开关于电路直流工作点的功能，以此便可以实现对电路直流工作点的电压参数、电路总功耗参数以及半导体元件信号参数等多个方面进行分析，最后将得到的结果存储到相应的输出文件当中，为后得的查询和应用提供支撑。（2）傅立叶分析。傅立叶分析模块的应用，能够实现对电路的波形直流以及谐波分量等相应的参数进行分析。在傅立叶分析模块当中，借助center设置功能，对基波频率进行确定，然后利用计算功能实现对谐波的次数进行计算，并输出变量。

3知识创新网络演化模型构建

3.1节点进入机制

知识(技术)溢出广泛发生在各类研发活动中,是技术扩 散 的 一 种 方 式 ,可 以 以 人 际 交 流 网 络(如 中 小 企 业 可 以 通 过 非 正 式 交 流 获 取 外 溢 知识 )等为载体实现创新实现 者 的 级 联 传 播。 因此,本文假设集成电路产业内所有创新主体都嵌入在以社会关系为纽带的庞大社交网络中,作为彼此之间技术交流和技术扩散的载体,并将该社交网络重新命名为技术交流网络(G1),则在技术交流过程中,集成电路产业外围围观企业能通过知识 - 技术双重溢出牵引作用,参与到技术研发中。 故节点进入可表示为,技术交流网络中未进行合作创新的主体受到已进行合作创新主体的知识、技术溢出效应后,转变自身策略进行合作创新的过程。

3.2新进节点结网策略

我国集成电路产业的快速发展离不开政策支持和资金投入,但也在一定程度上弱化了身处其中的作为微观主体的企业竞争意识 ,如今芯片发展浪潮迭起,大浪淘沙下相关企业能否脱离路径依赖放弃短利行为、投身研发创新是实现企业良性、健康、持续发展的关键。 积极嵌入知识创新网络中,通过合作研发提高企业技术创新能力是一条可行路径。集成电路产业在网络演化过程中会形成凝聚子群,并通过子群成员间的知识流动,影响企业技术创新能力。 因此,以下研究就技术路径依赖度及技术子群凝聚性两个维度分析创新主体的合作创新行为,即新进节点的结网策略。 受到企业自身资源与能力、外部环境等因素制约,创新主体在技术获取策略上存在差异 ,合作创新策略选择呈现动态性和有限理性,最终表现为合作创新网络中新进节点的结网行为具有差异性。

3.3数字集成电路测试实验

数字集成电路实验课选择了非门 HD74HC04P、译 码 器 XD74LS138 和 动 态 随 机 存 取 存 储 器TMS4256 这 3 款芯片开设 3 个实验。第一次课程采用老师全程用演示机投影示范 HD74HC04P 的测试程序开发详细过程，学生同步操作；后续课程由学生自己开发译码器 XD74LS138 和动态随机存取存储器的测试程序。3 个实验均需要进行管脚连接性测试、漏电流测试、电源电流测试、输入输出高低门限等直流参数测试和传输延迟时间、上升下降时间等交流参数的测试。老师以功能简单的非门电路讲授测试程序开发流程和操作步骤。对功能简单的数字集成电路进行测试时，测试图形较为简单明了，所以课堂注意力主要放在一个测试程序应包含的内容和流程上。

3.4技术创新依赖度对合作创新绩效的影响

技术创新依赖度与合作创新风险及其知识存量成正比,与创新主体进入创新网络的时间成反比,考虑到创新主体知识存量及进入创新网络时间的衡量都具有连续变化性,故本部分选用合作创新风险系数作为参数变量来刻画技术创新依赖度变化情况。由于采用集中型技术创新策略主体的技术创新依赖度较高,变化趋势相对更明显,故以该种策略为例,仿真在两类创新情境下合作创新风险系数对创新绩效的影响。

结语

综上所述，本文提出了一种由运动控制仪和导纳测量仪组成的晶片探针导纳测试系统，该系统可以灵活调节探针测试的速度和压缩位移，并能实时自动采集和保存探针、恒电阻和信号源的电压。 根据实验数据可以得到探针导纳和阻抗曲线。 它们指示了不同频率和柱塞类型下导纳特性的变化。 当加载频率＜１００ ｋＨｚ 时，探针是电阻性的。 然而，当加载频率超过 １００ ｋＨｚ 时，探针是感应性的。 此外，不同的针头导致不同的导纳特性。 同时，电纳峰值及其对应的频率也不同。

参考文献

[1] 杜飞飞.EDA仿真技术在集成电路设计中的应用[J].集成电路应用,2022,39(03):10-11.

[2] 邢峰.关于电子电路仿真技术在电路设计中的价值探析[J].电子测试,2021(23):139-140+124.

[3] 张静.电子电路仿真技术在集成电路设计中的应用探寻[J].电子元器件与信息技术,2020,4(10):94-96.