一、微专业简介
数字集成电路设计微专业紧密对接国家战略与湖南省“三高四新”发展需求,旨在快速培养集成电路产业急需的设计人才。本专业以学院2024年获批的集成电路设计与集成系统专业为基础,以微专业形式先行建设。
专业秉承工程教育认证理念,构建了涵盖器件基础、数字设计、硬件描述语言、FPGA应用至版图设计的6门核心课程体系,注重理论与实践深度融合。
通过与湖南省集成电路产业联盟的深度合作,将企业真实案例与行业资源引入教学,形成产教协同的特色培养模式。本专业以一年制、灵活授课的方式,有效提升学生的工程实践能力与就业竞争力,并为相关本科专业建设积累经验。
二、开设课程及授课时间
(一)开设课程一览表
课程代码 |
课程名称 |
学分 |
学时 |
学时分配 |
开课 学期 |
考核 方式 |
理论 |
实践 |
100101 |
微电子器件基础B |
3 |
48 |
48 |
0 |
1 |
考试 |
100102 |
数字电子技术 |
3 |
48 |
48 |
0 |
1 |
考试 |
100103 |
数字集成电路设计 |
3 |
48 |
32 |
16 |
2 |
考试 |
100104 |
硬件描述语言与FPGA应用 |
2 |
32 |
24 |
8 |
2 |
考查 |
100105 |
集成电路版图设计 |
2 |
32 |
24 |
8 |
2 |
考查 |
100106 |
《数字集成电路设计》课程设计 |
2 |
32 |
0 |
32 |
2 |
考查 |
总计 |
15 |
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(二)课程具体介绍
1.微电子器件基础B
微电子器件基础B是微电子科学与工程专业的一门专业基础必修课,是集成电路原理与设计、半导体器件制造工艺等课程的前导课程。课堂讲授环节内容包括半导体基本方程、PN结二极管、双极结型晶体管、绝缘栅场效应晶体管的基本理论;实验教学环节主要针对上述器件的电学特性仿真设计。通过本课程学习,要求学生掌握BJT、MOSFET等微电子器件的工作原理、器件特性以及影响器件特性的关键参数的基本分析方法,为设计和制造集成电路奠定知识基础,并能将其应用于解决集成电路工程领域的复杂工程问题。与此同时,培养学生分析和解决问题能力、思辨能力、科学创新精神、成果表达与交流沟通能力。
2.硬件描述语言与FPGA应用
硬件描述语言与FPGA应用是电子科学与技术,通信工程、电子信息工程等电子与电气信息类专业的专业课程之一。目前FPGA器件在集成电路设计、通信系统、汽车电子、人工智能等领域中得到了广泛的应用,其设计应用的方法是电子类相关专业的本科生需要掌握的一门技术。本课程是对相关专业课知识的拓宽、提高和综合应用,其目的是使学生熟悉基于FPGA的电子系统设计方法,掌握相关设计语言、开发流程及工具,获得FPGA设计的基本知识和基本技能,培养学生利用FPGA进行电子系统设计和开发的能力,培养学生理论联系实际的能力,提高学生对计算机系统结构的认知能力和核心知识的掌握程度,培养学生的创新能力以及综合运用基础知识的实践动手能力,以适应电子信息时代对学生知识结构和能力的要求。
3.数字电子技术
数字电子技术是面向电子信息大类专业学生开设的学科专业基础课,课程主要研究各种逻辑门电路、集成器件以及芯片的功能和应用。课程内容包括数制和码制、逻辑代数基础等数字电子技术的基础知识和基本理论,半导体器件的开关特性及其门电路、组合逻辑电路、半导体存储电路、时序逻辑电路的分析计算与设计,脉冲波形的产生和整形电路、数/模和模/数转换电路的功能模块分析与设计等。课程通过课堂教学、设计专题、Multisim软件电路仿真设计、线上自学和测试等教学环节,让学生能运用数制、逻辑代数等数字电路知识;能应用电子器件原理以及组合、时序逻辑电路分析方法分析电子工程中实际问题,应用电子器件、数字电路设计方法、Multisim电路仿真软件等设计单元电路及数字电子系统。
4、数字集成电路设计
数字集成电路设计是微电子与集成电路专业的核心课程,旨在系统讲授现代数字芯片从架构到物理实现的全流程设计方法。课程内容涵盖VLSI系统导论、硬件描述语言(Verilog/VHDL)、逻辑综合、静态时序分析、可测性设计及低功耗设计等关键技术。学生将通过理论学习和上机实践,掌握使用主流EDA工具(如Design Compiler、VCS等)进行RTL编码、功能验证、综合优化及后端物理设计的基本技能。课程通常以实际项目(如处理器核心、通信模块设计)为载体,培养学生解决复杂工程问题的能力,为从事芯片设计、验证及后端等相关研发工作奠定坚实基础。
5、集成电路版图设计
集成电路版图设计是一个大规模电路设计的专业课程。课程教学以理论讲授为主。要求学生理解并掌握双极性晶体管、MOS晶体管物理模型,熟悉集成电路工艺,掌握集成电路版图设计的基本规则。课程的主要内容包括半导体器件和集成电路工艺的基本知识,集成电路常用器件的版图设计方法,流行版图设计软件的使用方法,版图验证的流程以及集成电路版图实例等。
6、数字集成电路设计课程设计
数字集成电路设计课程设计是微专业的核心实践环节,聚焦于培养学员在短期内掌握芯片设计全流程的核心工程能力。本课程不再停留于理论讲授,而是以项目为驱动,引导学员亲手完成一个完整数字系统(如精简CPU、图像处理单元或通信控制器)从规格到网表的设计实现。
课程模块高度集成,紧密围绕产业需求,涵盖先进设计方法学、Verilog RTL编码、系统级功能验证、基于标准单元库的逻辑综合与优化,以及关键的静态时序分析。学员将在业界主流EDA工具链平台上进行高强度实训,深刻理解面积、速度和功耗的折衷设计思想。通过本课程设计,学员将系统构建数字IC前端设计知识体系,具备解决实际工程问题的能力,并形成高质量的项目作品集,为进入芯片设计、验证等相关岗位奠定坚实基础。
(三)授课时间
课程主要安排在周末、夏季短学期或晚间进行,以不与主修专业冲突为原则。
三、师资队伍
(一)校内教师简介
本专业依托课湖南省应用特色学科,现有由3位高级职称、3位中级职称教师构成的核心教学团队和学科30余名专业教师团队。承担本专业课程和实践环节的教师均来自于成熟专业电气工程、自动化、微电子科学与工程专业的骨干教师,具有丰富的专业建设、人才培养、科研教改经验和成果。
(二)校外导师简介
本专业现有来自于中国电子科技集团第48研究所、楚微半导体、泰科天润、三安半导体等湖南省半导体、集成电路领域知名机构企业的近十余名长期工作在研发设计、制造和测试一线的工程师,具有丰富的产品研发设计和制造封测经验成果。
四、招生计划及要求
(一)招生计划
本专业首批招生30人。
(二)招生要求
本专业面向湖南工程学院全日制大二、大三本科生招生。
五、报名方法及选拔方式
(一)报名方法
见《微专业报名操作流程》
(二)选拔方式
为确保选拔出对数字集成电路设计有浓厚学习兴趣、有志于将来从事数字集成电路设计及相关领域工作、综合素质高、主修专业成绩良好并学有余力、具有较强沟通能力、学习能力及团队合作精神、具有培养前途和发展潜质的优秀学生,本专业建立了完整的生源选拔、免试考核、评估筛选机制。
六、录取及学费缴纳
(一)录取
公示无异议录取。
(二)学费缴纳
本专业收费按照我校相关规定,根据学分收取,每学分收费标准为70元。
七、修读年限及结业要求
(一)修读年限
本专业收修读年限为1年,至多延期半年结业。
(二)结业要求
完成本专业设置所有课程学习,且通过课程考核,获得该课程学分。
八、联系人及联系方式
联系人:文大东
联系电话:15799532767
邮箱:ddwen@hnu.edu.cn
咨询QQ群:791731567
