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微电子学

微电子学,是以集成电路设计、制造与应用为代表的学科,是现代发展最迅速的高科技应用性学科之一。主要是集成电路、微电子系统的设计、制造工艺和设计软件系统,能在微电子及相关领域从事科研、教学、工程技术及技术管理等工作的高级专门人才。

简介

电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。

作为电子学的分支学科,它主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科,在这一领域上,微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学,是研究信息载体的科学,构成了信息科学的基石,其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

微电子学是一门综合性很强的边缘学科,其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容;涉及了电磁学量子力学、热力学与统计物理学、固体物理学材料科学、电子线路、信号处理计算机辅助设计、测试和加工、图论化学等多个领域。

微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体(智能化)、网络化和个体化。要求系统获取和存储多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标,是微电子技术迅速发展的动力。

微电子学渗透性强,其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表,是发展起来的具有广阔应用前景的新技术。

以下是作为大学专业的微电子学的一些情况:

培养目标

本专业培养掌握微电子学专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能,能在微电子学及相关领域从事科研、教学、产品开发、工程技术服务、生产管理行政管理等工作的高级专业人才。

培养要求

本专业学生主要学习微电子学的基本理论和基本知识,受到科学实验与科学思维的基本训练,具有良好科学素养,掌握大规模集成电路及新型半导体器件的设计、制造及测试所必需的基本理论和方法,具有电路分析、工艺分析、器件性能分析和版图设计等的基本能力。

有关能力

毕业生应获得以下几方面的知识和能力

1、掌握数学模型、物理方程等方面的基本理论和基本知识

2、掌握固体物理学电子学和VLSI设计与制造等方面的基本理论和基本知识,掌握集成电路和其它半导体器件的分析与设计方法,具有独立进行版图设计、器件性能分析和指导VLSI工艺流程的基本能力;

3、了解相近专业的一般原理和知识

4、熟悉国家电子产业政策、国内外有关的知识产权及其它法律法规;

5、了解VLSI和其它新型半导体器件的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及电子产业发展状况;  6. 掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

教学方面

实践教学

包括生产实习、毕业论文(设计)等,一般安排10~20周。

专业实验

计算机辅助工艺模拟、计算机辅助版图设计、用准静态C一V法测量SiO2的界面态、四探针法测掺杂层的薄层电阻和MOS效应晶体管直流特性测量等。

现代集成模块与系统集成技术。

修业年限

四年。

主干课程

主要课程:大学数学、大学物理、半导体物理及实验、半导体器件物理、集成电路设计原理、集成电路制程原理、集成电路CAD、微电子学专业实验和集成电路工艺实习等。本专业课程十分繁重,起点高,专业性强。(笔者本科四年阶段微电子专业课程总共达到八十余门,平均每个学期都要修十余门课程。而且本专业仅仅追求考试成绩远远不够。)

授予学位

理学或工学学士

高校排名

B+等(21个):上海交通大学合肥工业大学北京工业大学华南理工大学华南师范大学河北工业大学山东大学南开大学北京理工大学大连理工大学西北工业大学、中山大学、北京邮电大学上海大学西安理工大学华东师范大学兰州大学贵州大学武汉大学厦门大学北京航空航天大学

B等(21个):湖南大学南京理工大学、黑龙江大学、北京交通大学西北大学同济大学杭州电子科技大学四川大学中国科学技术大学成都信息工程大学山东师范大学扬州大学湘潭大学重庆邮电大学河北大学重庆大学江南大学福州大学广东工业大学苏州大学长春理工大学哈尔滨理工大学

C等(14个):名单略

相近专业

集成电路工程,微电子技术,半导体物理学,电子信息科学与技术通信工程,物理学、电子科学与技术

开设院校

一本高校:南京大学湖北大学华中科技大学武汉大学东南大学上海大学清华大学天津大学、,中国科技大学,北京大学复旦大学哈尔滨工业大学北京航空航天大学、苏州大学、南京理工大学南京航空航天大学南京邮电大学重庆邮电大学上海交通大学山东大学南开大学西安交通大学西安邮电大学、中山大学、西北工业大学北方工业大学吉林大学西安电子科技大学成都信息工程大学西安理工大学长春理工大学江南大学中北大学兰州大学四川大学、电子科技大学,西南科技大学哈尔滨工程大学合肥工业大学厦门大学安徽大学广东工业大学福州大学华侨大学湘潭大学等。

二本高校:绍兴文理学院中国计量大学桂林电子科技大学西安科技大学扬州大学成都工业学院天津职业技术师范大学厦门大学嘉庚学院。西安科技大学学院。福州大学至诚学院,福建闽江学院武夷学院大连东软信息学院,渤海大学 安庆师范大学等。

其中北京大学复旦大学是中国微电子实力的第一梯队。浙江大学西安电子科技大学,电子科技大学,清华大学东南大学是中国微电子极为出色的第二梯队。本专业科研前景以技术为主,国内水平仍然远落后于英特尔。在英特尔已经开发到16nm工艺投产,我们甚至对45nm工艺仍然知之甚少。

参考资料

微电子科学与工程 专业介绍.宁波大学物理科学与技术学院.2023-12-30