专用集成电路设计方法范文1
[关键词]集成电路，布图设计，知识产权，集成电路保护法
集成电路是微电子技术的核心，是现代电子信息技术的基础。集成电路的应用极为广泛，计算机、通讯设备、家用电器等几乎所有的电子产品都离不开集成电路。自20 世纪后半叶以来，集成电路工业在许多国家的国民经济中发挥着越来越重要的作用。我国当前也十分重视集成电路工业的发展。
2000 年6 月27 日，国务院颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》提出：“集成电路设计产品视同软件产品，受知识产权方面的法律保护。”①但我国现在还没有类似《计算机软件保护条例》那样的单行法规用来保护集成电路设计产品。而利用现有的知识产权法律，是将集成电路设计产品作为作品用著作权法来保护，还是将之作为发明用专利法来保护？ 这个问题我国尚无明确规定，还需要根据集成电路设计产品的性质和特点，来确定其应适用的法律。
本文对集成电路设计产品的性质和特点进行分析，不仅符合我国当前大力发展集成电路工业及即将加入世界贸易组织的形势需要，也希望能为我国制订集成电路保护法提供一些立法参考。
一、集成电路布图设计的知识产权性质和特点
集成电路设计产品，指的是集成电路生产过程中的布图设计这一中间产品。布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，它的开发费用一般要占集成电路产品总投资的一半以上。不法厂商抄袭他人的布图设计，就能仿造出相同的集成电路产品，而其成本却比原开发者的少得多。这种抄袭行为严重损害了产品开发者的利益，而传统的物权法却对之束手无策。这是因为布图设计具有无形财产的性质特点，必须利用知识产权法予以保护。发达国家的立法部门出于对集成电路工业的关注，于20 世纪70 年代末开始研究对布图设计给予专有权的法律问题。20 世纪80 年代，美国、日本等集成电路工业发达的国家陆续颁布法律，保护布图设计权，将集成电路布图设计保护法作为知识产权法中的一个新的部门。20世纪90 年代中期，我国已开始起草集成电路布图设计保护法，但由于种种原因，至今尚未颁布。从目前的形势看，我国需要在知识产权法律体系中增加这部法规。布图设计是独立的知识产权客体，其性质和特点表现为以下方面：
（一） 布图设计是智力劳动的成果
集成电路（ Integrated Circuits） 英文简称IC ，也有人习惯将之称为芯片。通俗地说，集成电路就是一种电子电路产品，它的各种元件集成在一个固体材料中并作为一个整体单位来执行某种电子功能。这种电路高度集成地组合和联结若干电子元件，缩小电路的尺寸，加速电路的工作速度，降低电路成本和功耗。
集成电路布图设计，简称布图设计（Layout Design） ，是指集成电路中多个元件，其中至少有一个是有源元件和其部分或全部集成电路互连的三维配置，或者是为集成电路的制造而准备的这样的三维配置。②通俗地说，布图设计就是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的几何图形排列和连接的布局设计。
布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，设计工程师们根据集成电路所要执行的功能设计集成电路的结构。布图设计是艺术创造力与精密的电子工程技术融合的产物。在设计中，设计人员借助计算机模拟，把数以千万计的线路组成部分一而再、再而三地调整位置，安排这些线路的组合，使一个芯片中能包含更多的元件，具有更强大的功能，以求生产效率的最大化和芯片体积的最小化。在早期的集成电路生产中，布图设计被绘制在掩膜上。掩膜（Mask） 如同一张摄影底片，是将要置放到芯片中的线路的底片。布图设计固定在掩膜上，该掩膜就成为制造芯片的模版，是制造集成电路的中间产品。这种掩膜也曾是工业间谍千方百计想要窃取的目标。③随着科技的发展，目前的集成电路布图设计更多的是以编码方式储存于磁盘、磁带等介质生产集成电路已经有些过时了。
从上述布图设计的创作过程可以看出，布图设计是设计工程师们根据集成电路所要执行的功能而设计的集成电路的结构，它无疑是智力劳动的产物。
（二） 布图设计是无形的
布图设计是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的排列和连接的布局设计。布图设计可以固定在磁盘或掩膜上，也可以固定在集成电路产品中，但这些磁盘或集成电路只是它的物质载体，布图设计本身是无形的。这就如同作品可以固定在书本或磁盘上，而作品本身是无形的。布图设计的无形性特点，是它成为知识产权客体的主要原因。
布图设计虽然是无形的，但它也同其他无形财产一样，具有客观表现形式和可复制性。布图设计若要得到法律的保护，也必须具有一定的表现形式，必须固定于某种物质载体上，为人们感知，并可以复制。在集成电路产品的生产中，布图设计被固定于磁盘或掩膜中，并被大量复制于集成电路产品内。
（三） 布图设计具有创造性和实用性
布图设计只有具有创造性，才受法律保护。已颁布布图设计保护法的国家，一般均在其法律中兼采著作权法的创作性（原创性） 和专利法的创造性和新颖性的要求，又依据布图设计自身的特点而加以变化，确定布图设计的创造性要求。⑤受法律保护的布图设计，要求必须是设计人自己创作的，有自己的独特之处。此点借鉴著作权法的创作性要求。
同时，布图设计的创造性还要求，受法律保护的布图设计，与以往的布图设计相比，要有一定的进步性和新颖性。布图设计要应用于工业实践，若无进步性和新颖性，也就没有予以知识产权保护的必要。不过，布图设计的创造性和新颖性，不必达到专利法要求的标准，只要比以往的布图设计有一定的进步性和不同，就可以得到法律保护。这是因为，集成电路产品的更新换代表现为集成度的不断提高，在同样体积的芯片上布局更多的元件以增强功能、降低能耗。新的集成电路产品，不过是比原来的产品集成度高，不可能是前所未有的，也不大可能达到突出的实质性特点和显著的进步。所以，已颁布集成电路保护法的国家，均不直接采纳专利法中的创造性和新颖性的标准，而是降低要求，以适应实际情况。
集成电路是应用广泛的工业产品，布图设计是其生产过程的一个重要环节，是中间产品，布图设计的实用性是非常明显的。
（四） 布图设计是独立的知识产权客体
布图设计是独立的知识产权客体，有着自己的特点。因而，已颁布集成电路保护法的国家，基本上不引用著作权法或专利法来保护它，而是依据其特点，制订单行法规，将之作为独立的客体予以保护。
美国是当今世界上半导体工业最发达的国家，也是最先对集成电路布图设计予以立法保护的国家。1984 年美国颁布了《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip Products Act”） ，并于1984 年11 月8 日起实施，确认了布图设计专有权。这部法律虽然作为《美国法典》第17 编（版权法） 的最后一章，即第9 章，但它实际上是一个独立的体系，既不属于版权法体系，也不属于专利法体系。布图设计权不是版权，而是作为与版权近似的一项独立的权利（copyright - like） ，受特殊保护（suigeneris potection） .⑥在美国1984 年《半导体芯片产品保护法》的影响下，日本于1985 年5 月31 日颁布了《半导体集成电路的线路布局法》。日本的这部法律在立法体例和内容上均与美国法相似，既不隶属于版权法，也不隶属于专利法，而是自成体例，以单行法规的形式出现。
二、布图设计与其他相关知识产权客体的比较
在众多的知识产权客体中，布图设计与发明、作品较为接近。但它也有与发明等不同的特性。从布图设计与其他相关知识产权客体的比较中，可以进一步分析布图设计的特点。
（一） 布图设计不同于发明
布图设计是科技领域中的一种智力劳动的成果，又直接应用于工业生产，在知识产权诸多客体中，它与发明最接近。但与发明不同的是，布图设计只是中间产品，是制造集成电路产品中非常重要的一个环节，不具有独立的功能。因而，布图设计不能单独取得专利。
含有布图设计的集成电路产品，组装成能完成一定任务、具有特定功能的零件或设备产品，若具备专利法规定的发明的条件，可以作为发明获得专利。
在实践中之所以不将集成电路产品作为发明，用专利法来保护，原因在于：对集成电路产品而言，取得专利的条件过于严格，只有极少数的集成电路产品能获得专利，而绝大部分集成电路产品缺乏作为专利保护的发明所必需的创造性和新颖性。
集成电路产品的发展，基本表现在不断地提高集成度、节约材料、降低能耗上。现在的集成电路产品，由于工艺水平的提高，集成度越来越高，其体积和外形越来越小。虽然对于设计者来说，将几十万甚至上亿个元件布置在一小片半导体硅晶片上，要花费不少心血，但这种布图设计的创造性水平却不一定能达到专利法所要求的高度，集成度高未必就一定具备专利法上的创造性。在实践中，一些非常先进和尖端的集成电路产品也未能获得专利。
另外，在布图设计中，设计人员常常采用一些现成的单元电路进行组合。这些单元电路在实践中已为人们熟知，其中一些甚至已经是最优化设计，其表现形式是有限的、甚至是唯一的，要追求电路的最佳功能状态只能选择这些已经成型的单元电路，由现有的单元电路模块组合成的集成电路若作为组合发明去申请专利，则大多数难以达到专利法要求的取得意想不到的效果的条件。⑦
（二） 布图设计不同于作品
集成电路的布图设计图纸，可以依照著作权法作为产品设计图纸作品而受到保护。布图设计本身，却不同于作品。布图设计虽然有着与作品类似的创作性和可复制性的特点，但布图设计也有着不同于作品的特点。
布图设计与作品的区别主要有以下几点：
1. 布图设计的表现形式极为有限，而作品的表现形式则是丰富多采的。集成电路由一系列电子元件及连结这些元件的导线所组成，是执行一定电子功能的电路。基于其使用目的，其元件的布局、图形的大小，都由集成电路产品的电参数和生产工艺技术水平决定，因此布图设计的表现形式极为有限。若突破这些限制，由设计师任意发挥，则创作出的布图设计就没有工业实用性。这就不同于著作权法中的一般作品。一般作品是由语言、文字、图形或符号构成的，表现一定的思想。同一思想可以有多种表现形式，著作权法保护的就是思想的表现形式。因此，将有限表达形式的布图设计作为作品看待，显然是不妥的。⑧
2. 布图设计也不适宜直接用著作权法保护。集成电路是一种电子产品，布图设计是其产品制造中的一个环节，因而集成电路及其布图设计是一种纯功利主义的实用物，不符合著作权法关于保护对象的要求。若将布图设计归入绘画、雕塑等造型艺术类作品中，则违背了著作权法的原则。在实践中，美国有人就曾提议修改版权法将布图设计列入绘画和雕塑作品而被拒绝。⑨再者，布图设计不需要作品那样长的保护期。如果将布图设计作为作品来保护，则会因著作权法保护的期限过长而不利于集成电路产业的发展。而且，由于集成电路产品更新换代很快，过长的著作权保护期对之也不必要。另外，若将布图设计列入作品，则在集成电路工业实践中广泛利用的反向工程，就会因其是对作品的复制而被认定为侵权，这不利于集成电路工业的发展。
3. 布图设计不仅要具有创造性（原创性） ，还必须具有先进性和实用性，才能得到法律的保护。依照著作权法，有原创性的作品均受保护，哪怕这种创造性的分量十分微小。著作权法并不要求作品必须有先进性和新颖性。⑩而作为实用产品的集成电路及其布图设计，无先进性就无受保护的必要。
（三） 布图设计不同于技术秘密
含有布图设计的集成电路虽然是一种科技产品，有一定的布图设计技术，但该产品一旦出售，其布图设计就公开了，无法再作为技术秘密予以保护。因为无论采用何种封装技术，持有该集成电路产品的人都可用适当的方法了解和复制其内部的布图设计。
总之，布图设计因其自身具有的独特性，而成为一个独立的知识产权客体。
注释：
[①]《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》第50 条。
[②]参见世界知识产权组织《集成电路知识产权保护条约》第2 条。
[③]参见埃弗雷德·M·罗杰斯、朱迪思、K·拉森：《硅谷热》，范国鹰等译，经济科学出版社1985 年版，第13～27 页。
[④]参见邝心湖：《集成电路技术现状与展望》，《电子知识产权》1993年第期；Christie ，Andrew ， Integrated Circuits andTheir Contents ： International Protection ，London ：Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 3.
[⑤]参见美国1984 年的《半导体芯片产品保护法》（“Protection of Semiconductor Chip products Act”） 、日本1985 年的《半导体集成电路的线路布局法》。
[⑥][⑨]See Christie ，Andrew ， Integrated Circuits and Their Contents ： International Protection ，London ： Sweet and Maxwell ，1996 ，p. 5 ，p. 3.
[⑦]参见郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。
[⑧]参见刘春茂等：《中国民法学·知识产权》，中国人民公安大学出版社1997 年版，第27～28 页；郭禾：《试论我国集成电路的法律保护》， 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。
[⑩]参见德利娅·利普西克：《著作权与邻接权》，联合国教科文组织译，中国对外翻译出版公司2000 年版，第43～44 页。
[⑦][⑨]参见方美琪主编：《电子商务概论》，清华大学出版社1999 年版，第289 页，第294～295 页。
[⑧]参见陈建民：《网络服务者在什么情况下承担侵权责任》， 《电子知识产权》2000 年第5 期。
[10][13][14][27][28]参见薛虹：《网络时代的知识产权法》，法律出版社2000 年版，第270 页，第209～210 页，第270 页，第273页，第272 页。
[11]See White paper ， pp. 114～124.
[15]See DMCA ， art . 512.
[16]See DMCA ， art . 512 （i） .
[17]See DMCA ， art . 512 （a） .
[18]See DMCA ， art . 512 （b） .
[19]See DMCA ， art . 512 （c） .
[20]See DMCA ， art . 512 （d） .
[21]See DMCA ， art . 512 （e） .
[22]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12～15.
[23]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 12.
[24]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 13.
[25]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 14.
[26]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce ， art . 15.
[29][2000]C. T. L. R. ISSUE2NENS SECTION ：NATIONAL REPORTS N - 8.
[30]See Singapore E - Transaction Act （1998） ，sec. 3.
[32]参见《关于审理涉及计算机网络著作权纠纷案件法律适用若干问题的解释》第4条。
专用集成电路设计方法范文2
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收稿日期：2013-09-10
专用集成电路设计方法范文3
当今世界，计算机的发展已成为领导工业现代化进程的潮头军，自1946年世界第一台电子计算机诞生以来，短短的五十多年间，计算机作为一种现代化的高级工具以惊人的速度迅速地渗透到了社会生活的各个领域，引起了全球的技术革命。计算机技术的飞速发展离不开另一门产业的发展，即集成电路产业。因为集成电路的出现才使计算机摆脱了电子管、晶体管等原材料构件的束缚，逐步走向小型化，轻型化，高智能化，迅速走向了社会，走入了家庭。
集成电路产业的飞速发展，产生了许多新的法律问题，由于传统知识产权法的局限性以及集成电路及其布图设计本身存在着的特殊性，集成电路布图设计的法律保护问题也引起了法学界的极大关注。各国也纷纷就集成电路布图设计进行立法，以保护此种特殊性质的知识产权不受侵害。
我国早在1991年国务院就已将《半导体集成电路布图设计保护条例》列入了立法计划，经过10年的酝酿，我国的《集成电路布图设计保护条例》终于于2001年3月28日由国务院第36次会议通过，并于2001年10月1日起施行。这是目前我国保护集成电路布图设计知识产权的一部重要法规。虽然它是一部行政法规，但经过试行一段时间到条件成熟后，将之上升为法律的形式是必然的趋势。我国采用专门立法的形式保护集成电路布图设计既尊重了国际知识产权保护的原则，又便于与国际法律接轨，而且这部条例既保护了集成电路布图设计专有权人的权益，又考虑到了国家和公众的利益，使技术进步不受到人为的限制。这一条例初步建立了我国集成电路布图设计的知识产权保护的理论体系，进一步完善了我国的知识产权法律制度。
一、集成电路和布图设计的概念与特点
集成电路是指半导体集成电路，即以半导体材料为基片，将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或基片之上，以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品。一块集成电路通过控制电流在其电路中的流动来实现其功效。在计算机发展的初期，每个电路元件（如晶体管、电阻、电容等）都是用引线同电路中的其它元件相连接的。这种做法须耗费大量的劳动力与工时，且计算机制作成本很高，大量连线的存在使电流的流动距离增长，不仅影响了计算机工作的速度和可靠性，还引起电路功耗的增加，从而带来电路的散热以及要求有较高电压的电源等一系列的问题。这也正是最初计算机体积庞大、耗电量大、速度慢的根本原因。采用集成电路以后，这些问题就得到了解决：由于电路元件及连线实质上已成为一体，作为一块电路板上的不同元件，它们之间的电流交换速度大大增强，且电路的功耗亦大幅度降低，不仅提高了计算机的性能，还大大降低了计算机的成本。由于生产集成电路的主要原材料硅、铝、水等一些化合物并不昂贵，但经过加工以后得到的集成电路产品的价值往往可以达到其材料价值的几十倍，几百倍甚至上千倍。在其价值成本中，大部分都是知识、技术与信息所增加的附加价值。这种附加价值主要集中在以集成电路为载体而体现出来的人类智慧的结晶-布图设计的价值上。就象相同的磁带因为录制不同的歌曲其价值就会不同一样，用相同的技术工艺在同样的芯片上依不同的布图设计所制作出的集成电路，其价值也是不同的。好的布图设计制作出的芯片往往能具备更高的性能和工作速度。因此，集成电路的法律保护问题，归根结底在于对其布图设计的保护。
对布图设计，世界各国的称呼各有不同：美国称之为掩膜作品，（Mask Work），日本称之为电路布局（Circuit Layout），欧洲国家采用的是另一个英文单词Topography（拓朴图），而世界知识产权组织（WIPO）于1987年2月通过的《关于集成电路知识产权保护条约》（简称《WIPO条约》或《华盛顿条约》）中则采用了Layout-design（布图设计）一词。这些词语字面上的表示虽各不相同，但其真正的含义都是相同的，即指集成电路中各种元件的三维配置。许多人认为布图设计只是一种设计图，就象建筑工程设计图一样。事实上布图设计与建筑工程设计图这种一般的二维设计图是不同的，它是一种有许多不同层面的三维设计，每一层面上又有许多复杂的电路布图装置图，而且最重要的是，真正可以用于实践的布图设计是经过了特殊的工艺按实物尺寸复制在玻璃板上，可以直接加工在芯片上的模本，即掩膜版。现在世界上虽已有一些更先进的模本技术，但是最终布图设计还是必须做成与集成电路产品实物一般大小的模本，才可算是完成了布图设计的制作。在生产过程中，这些模本是直接被“做”到产品中去成为产品的一部分，而不是象建筑设计图那样本身与实际的建造结果之间并无联系。一个小小的掩膜作品中所包含的电路设计图往往可以是几十张上千张甚至上万张。设计一组布图设计，需要付出巨大的创造性劳动，它代表着芯片开发中的主要投资，可占其成本的50%以上。布图设计作为人类智力劳动的成果，具有知识产权客体的许多共性特征，应当成为知识产权法保护的对象，其特点主要表现在：
（一）无形性。
布图设计作为一种元件的“三维配置”，这种配置方式本身是无形的、抽象的，是人类智慧的体现，但它可以通过有形的载体表现出来而为人所感知。当它被制作成芯片时，表现为一定的构形；当它被制成掩膜版时，表现为一定的图形；当它被输入计算机时，则以一定的数据代码的方式存储在磁盘之中。
（二）可复制性。
布图设计具有可复制性，但其可复制性与一般著作权客体的可复制性不同。当布图设计的载体为掩膜版时，它以图形方式存在，这时只要对全套掩膜版加以翻拍，即可复制出全部的布图设计。当布图设计以磁盘为载体时，同样可用通常的拷贝方法复制。当布图设计的载体为集成电路芯片时，它同样可以被复制，只是复制过程相对要复杂一些。复制者要先把芯片的塑料或陶瓷外壳打开，利用一台高分辨率的照相机，把顶上的金属联接层照下来，再用酸把这层金属腐蚀掉，对下面那层半导体材料照相，获得该层的掩膜作品。照完后利用相同的方法再照下一层，如此一步一步做下去，就可以得到这一芯片的全套掩膜，依靠这套掩膜就可以模仿生产该芯片。这种从集成电路成品着手，利用特殊技术手段了解其布图设计的方法被称为“反向工程”方法。这种方法虽需一定的技术要求，但是比起原开发者漫长艰辛的开发过程，其所花费的时间和精力都只是后者的若干分之一。
（三）表现形式的非任意性。
布图设计是与集成电路的功能相对应的。布图设计的表现形式要受到电路参数、实物产品尺寸、工艺技术水平、半导体材料结构和杂质分布等技术因素和物理规律的限制，因此开发新的功能相同或相似的集成电路，其布图设计不得不遵循共同的技术原则和设计原则，有时还要采用相同的线宽，甚至采用相同的电路单元。这就造成了对布图设计侵权认定难度的加大，有关这一点，笔者将在后文论述。
由以上特点可以看出，布图设计的无形性是知识产权客体的共性，可复制性是著作权客体的一个必要特征，表现形式的非任意性则是工业产权客体的特性，因此，布图设计成为了一种兼有著作权和工业产权客体双重属性的特殊知识产权客体，很难在传统的知识产权法律保护体系中得到完善的保护。因此要想求取良好适当的法律保护模式，就必须突破传统的界限。针对布图设计自身的特征，制定出专门的单行法律加以保护，这是世界上大多数国家的共识。我国也正是采用了此种立法方式。
二、我国集成电路布图设计知识产权保护的理论体系
我国集成电路布图设计的知识产权保护体系是在传统知识产权法理论的基础上，借鉴国外的一些理论和实践建立起来的。这一理论体系的核心概念即布图设计专有权。
（一）布图设计专有权的概念和要素
1、概念
布图设计专有权就是布图设计的创作人或者其他权利人对布图设计所享有的权利，具体来说，就是指国家依据有关集成电路的法律规定，对于符合一定手续和条件的布图设计，授予其创作人或其他人在一定期间内对布图设计进行复制和商业利用的权利。布图设计专有权作为一种独立的知识产权，既不属于专利权，也不属于著作权。而且，布图设计专有权是以布图设计为权利客体的，权利人对与布图设计有关的集成电路或其中所含的信息并不享有权利。
2、要素
布图设计专有权的要素包括三个，即布图设计专有权的主体、客体和内容。
（1）布图设计专有权的主体。
布图设计专有权的主体，即布图设计权利人，是指依照集成电路布图设计保护法的规定，对布图设计享有专有权的自然人、法人或其他组织。根据我国《集成电路布图设计保护条例》的规定，能够享有布图设计专有权的人主要有以下几类：
①布图设计创作者或合作创作者
布图设计的创作者或合作创作者即以自己的智力劳动单独或共同完成布图设计的人。由于布图设计的各个部分是密不可分的，具有整体性，缺少任何一部分布图设计都将无法完成预先希望达到的功能，因此，由多人共同创作完成的布图设计其权利只能作为一个整体由各创作人共同享有，即使各创作人所创作的部分能够与他人的部分相区分，他也不可能就这一部分设计单独享有权利。但是法律允许合作者就布图设计专有权的归属作出约定。
②主持创作布图设计的法人或组织
根据我国《集成电路布图设计保护条例》第9条第二款的规定：“由法人或者其他组织主持，依据法人或者其他组织的意志而创作，并由法人或者其他组织承担责任的布图设计，该法人或者其他组织是创作者。”由法人或组织主持创作的布图设计类似于版权法中的职务作品，其权利不由直接完成创作的人享有而由有关的单位享有。
③经约定可以享有权利的委托人
对于委托创作布图设计的情形，我国的规定是：“受委托创作的布图设计，其专有权的归属由委托人和受托人双方约定，未作约定或者约定不明的其专有权由受托人享有。”所以因受委托而完成的布图设计的专有权归属，首先依委托人与受托人的约定，双方未约定或约定不明的，由受托人也就是直接完成创作行为的人享有布图设计专有权。
④以上主体的权利继受人
布图设计权利人是自然人的，自然死亡之后，其专有权在法律规定的保护期内可依照继承法的规定转移。布图设计专有权属于法人或者其他组织的，法人或者其他组织变更、终止后，其专有权在法律规定的保护期内由承继其权利、义务的法人或者其他组织享有，没有承继其权利、义务的法人或者其他组织的，则布图设计进入公有领域。
另外，我国法律还规定外国人创作的布图设计首先在中国境内投入商业利用的，依照我国的法律可享有布图设计专有权。外国人创作的布图设计其他作者所属国同中国签订有关布图设计保护协议或与中国共同参加有关布图设计保护的国际条约的，也可依我国法享有布图设计专有权。
（2）布图设计专有权的客体。
《集成电路布图设计保护条例》中规定，布图设计专有权的客体是具有独创性的布图设计。这一规定与《WIPO条约》①中的规定是一致的，我国已是该条约的正式签字国。布图设计的独创性是指该布图设计是创作者自己的智力劳动成果，并且在其创作时该布图设计在布图设计创作者和集成电路制造者中不是公认的常规设计。但如由常规设计组成的布图设计，其组合作为整体符合前述条件的，也是受到保护的客体。这一规定是为保护集成电路进一步发展而作的特别规定。我国法对布图设计的保护，不延及思想、处理过程、操作方法或者数学概念等。具体来说，一项布图设计要取得专有权，必须具备以下的条件：
①实质要件：申请保护的布图设计必须具有原创性。
具有原创性包括两层含义，一是指该布图设计必须是创作人自己智力劳动的成果，而非简单复制他人的布图设计。二是指该布图设计应具备一定的先进性，即它在创作完成时不能是当时集成电路产业中常用的，显而易见的或为人所熟知的。
对原创性的规定，大多数国家都大致相同，《WIPO条约》中对此亦作出了详细的规定，我国作为集成电路技术较为落后的发展中国家，作出这样的规定有利于鼓励有关技术人员的积极性和主动性，以促进集成电路产业的发展。
②形式要件：即取得保护的布图设计在形式上必须具备的条件。
我国以登记作为布图设计取得权利保护的形式要件。
我国已规定了一套类似计算机软件版权登记的布图设计权登记制度。如果不进行登记，权利人将很难证明其布图设计在创作完成时是非显而易见的，因为布图设计的发展十分迅速，等到侵权纠纷出现时，举证已相当困难，建立一套登记制度即可在很大程度上解决这一难题。
（3）布图设计专有权的内容
布图设计专有权的内容即指布图设计专有权的具体权能。根据《集成电路布图设计保护条例》的规定，我国的布图设计专有权的权能主要包括：
①复制权，即权利人有权通过光学的、电子学的方式或其他方式来复制其受保护的布图设计或者含有该布图设计的集成电路。这种复制（reproduce）与版权法中的复制（copy）是不同的，它必须通过特殊的方法实现，实际上是一种重新制作。所以，我国《条例》中明确规定：“复制，是指重复制作布图设计或者含有该布图设计的集成电路的行为。”
②商业利用权，即布图设计权人享有的将受保护布图设计以及含有该受保护的布图设计的集成电路或含此种集成电路的产品进行商业利用的权利。各国立法对此权利内容的规定不完全相同，但一般都包括出售权、出租权、展览陈列权以及为商业目的或其他方式的利用而进口的权利等。我国法所规定的商业利用，是指为商业目的进口、销售或者以其他方式提供受保护的布图设计，含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品的行为。
值得注意的是，从各国现有的集成电路法规定看，布图设计权均不包括任何精神权利，且布图设计权不影响权利人根据其他法律而对布图设计所享有的权利。
（二）布图设计专有权的权利限制
作为一种知识产权，和专利权及版权一样，布图设计权的行使也存在一定的限制。从各国立法的情况来看，对布图设计权利的限制主要有以下几种：
1.合理使用。这与版权中的合理使用相类似，主要包括为个人目的而复制或利用和为教学研究而复制或利用。
2.合理的反向工程。反向工程是现代集成电路工业发展的主要手段之一，但是反向工程也具有一定的特殊性，因为在复制他人布图设计时也可能会用到反向工程的技术，以科学研究为目的的反向工程是合法的，而单纯为获取他人布图设计而进行的反向工程则是非法的，这又涉及到一个侵权认定的问题。
3.权利穷竭。布图设计权人或经其受权的人将受保护的布图设计或含有该布图设计的集成电路产品投入市场以后，对与该布图设计或该集成电路产品有关的任何商业利用行为，不再享有权利。
4.善意买主。即基于善意，不知道有关半导体芯片产品的保护的存在而购买了该半导体芯片产品的人。这些人的行为是不能构成布图设计侵权的。
5.强制许可。即在一定条件下，一国政府可以不经布图设计权利人的同意强制作可他人或有关的组织使用其布图设计。这一做法主要由一些发展中国家采用，一些发达国家如美国对此持反对意见。《WIPO条约》对强制许可采取了肯定的态度，允许缔约各国根据自己实际情况在法律上规定强制许可制度。
根据我国《集成电路布图设计条例》第四章的规定，我国对布图设计专有权行使的限制主要体现在以下这几个方面：
（1）为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计的。
（2）在依据前项评价、分析受保护的布图设计的基础上，创作出具有独创性的布图设计的。
（3）对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的。
（4）受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品，由布图设计权利人或者经其许可投放市场后，他人再次商业利用的。
（5）在国家出现紧急状态或者非常情况时，或者为了公共利益的目的，或者经人民法院、不正当竞争行为监督检查部门依法认定布图设计权利人有不正当竞争行为而需要给予补救时，国务院知识产权行政部门可以给予使用其布图设计的非自愿许可。但是取得非自愿许可的自然人，法人或其他组织应向布图设计权利人支付合理的报酬，其数额由双方协商；双方不能达成协议的，由国务院知识产权行政部门裁决。
由以上这些规定可以看出，我国基本上采用了与《WIPO条约》相似的规定，这有利于我国的集成电路布图设计与国际法律规定的接轨。
（三）布图设计侵权及其认定
所谓布图设计侵权，即指侵犯了布图设计权利人的权利，依法应承担法律责任的行为。它主要包括非法复制与非法进行商业利用两种。其中非法进行商业利用的行为比较容易认定，也易取证，但对非法复制的认定却存在一定的难度。非法复制主要有两种：
1.完全复制，即将原布图设计原封不动照搬下来。这种情况比较好认定，因为开发一种布图设计是一项艰巨复杂的脑力劳动，两个相互独立的开发人在互不接触的情况下独立开发的两种功能相同的布图设计，虽然在电路原理上有可能相似，但是表现在掩膜版上的具体元件布置、连线等布局完全一模一样的可能性几乎为零，因此在实践中如发现两种完全一样的布图设计，那么必定是后一布图设计人复制了前一设计人的布图设计，举证责任主要集中在开发时间先后上，如果规定有布图设计的登记制度，这就比较容易认定。
2.部分复制，即仿制，这是目前存在的布图设计侵权行为中占比重最大，而且也是最难认定的一种侵权行为。它之所以难以认定的主要原因是布图设计中有许多共同遵循的基本电路原理和技术原则，再加上新旧布图设计之间需有兼容性的要求，在功能相类似的布图设计中不可避免地会有一些相同或相似的地方。因此许多布图设计侵权人在获取他人布图设计作品以后，将一些无关紧要的元件位置作一定的改动，在电路设计连线上再作一些调整，就会使新的布局与原有的布局很不相同，尤其在制作成集成电路产品以后，肉眼无法观察，必须借助机器进行复杂的技术处理后才能认定，这就更增加了对此种侵权行为认定的难度。
笔者认为，在认定这种侵权行为时必须抓住两个关键：一是两种布图设计是否实质相似，二是另一布图设计创作人是否曾接触过受保护的布图设计。确定了这两点，侵权的判定即可成立。对是否实质相似的认定，主要可从两个方面着手：（1）从设计组成上看，首先在量上确定，两种布图设计相同的部分有多少，占全部布图设计的比重有多大，一般而言，相同的越多，是复制的可能性就越大，另外在质上可考察相同的部分在整个设计中所起的作用是否相同，如果起的都是核心的作用，那么就很容易构成实质相似。（2）从功能上看，两种布图设计的功能是否相同是二者是否实质相似的根本要件，如果两种功能完全不同的布图设计，即使其元件布局、线路布置绝大部分相同，也不可能构成实质相似。抓住了这两个关键，对于仿制的侵权认定就相对容易了。
总之，我国的《集成电路布图设计条例》已初步建立了我国的集成电路布图设计的知识产权保护理论体系，对布图设计侵权作了规定，并且规定了侵权人应当承担的法律责任。但我们仍需要在今后的布图设计权利保护实践中进一步改善我国的保护制度，使布图设计专有权的保护更全面更完善，从而促进我国集成电路产业的进一步发展。
[注 释]：
①即《关于集成电路的知识产权条约》（Treaty on the Intellectual Property in Respect of Integrated Circuits），是世界知识产权组织（WIPO）于1989年5月在华盛顿通过的一部国际条约，简称《WIPO条约》。现在已在这个条约上签字的国家有埃及、加纳、利比里亚、危地马拉、南斯拉夫、赞比亚、印度和中国等。
[参考书目]
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专用集成电路设计方法范文4
关键词:专利文献;EDA工具;低功耗
1引言
随着超深亚微米技术和系统芯片技术的日益成熟,便携式电子产品获得了迅猛的发展和快速的普及,开发周期也越来越短,对开发和生产成本的制约也日趋严格,对性能要求也越来越高。便携和无线通讯消费电子设备的功耗考虑已经成为很多产品规范的主要考虑因素。即便是有线设备以及在过去电池电力不成问题的其它产业领域,封装、稳定性和冷却成本也使得功耗成为更小尺寸工艺中的突出问题。特别是当设计转向90 nm以下工艺节点之后,功耗管理成为整个设计和制造链中的一个重要考虑。
功耗问题在集成电路设计中并不是一个新问题。从早期双极型晶体管的广泛使用到如今CMOS电路成为集成电路设计的主流,功耗一直是促成集成电路变革和发展的主要原因之一,但是当工艺节点进入90nm后,晶体管在亚阈值区的漏电流问题日益凸现,CMOS静态功耗骤增,功率管理开始成为一个重要的考虑因素。当工艺节点不断减小,即进入45nm以后,栅极氧化层厚度越来越薄,栅极漏电流增加,漏电流现象更加严重,功耗也会因此陡增。CMOS电路的低功耗优势面临着挑战,功耗又一次成为了阻碍集成电路持续发展的问题所在。
目前来看似乎还没有一种新的工艺可以马上解决低功耗的问题,电路结构、流水线、存储系统、总线、并行处理、编译、操作系统以及算法和应用程序设计等方面,都需要考虑降低功耗的方法。这就迫使业界必须从集成电路的设计初期就开始采用低功耗设计技术。但是现在产品设计的时间短,上市时间(time to market)紧迫,而这一重要因素能决定产品成败,因此最好在设计早期进行有效的功率评估,借助有效的EDA工具来完成低功耗设计能保证面市时间。因此下面我们就对几家重要的EDA生产商的技术及专利进行分析。
2EDA中的低功耗技术及专利
由于设计上的复杂度及缺乏EDA自动化手段的原因,长期以来设计师只能采取手工分析的方法来解决功耗问题,这样的方法由于缺乏灵活性,使得效率低下,上市时间长,芯片故障风险高,功耗及性能之间难以权衡。因此借助于EDA工具来完成自动化设计是非常必要的。
Cadence、Synopsys、Magma这几家公司的产品在EDA行业内占据有主导地位,他们的低功耗解决方案各有异同,在EDA工具的低功耗的相关专利中,Cadence公司的数量最多,其次是Synopsys和 Magma。其中Cadence公司在低功耗技术上共有34件专利,Synopsys共有5件低功耗专利,这包括被它收购的Synplicity和Avanti的低功耗专利,Magma是近几年兴起的EDA公司,但是唯一一家为客户提供数字 IC 热分析工具的供应商,该工具集成在Blast-Rail产品中,相关专利共有4件。本文将主要以Cadence的34件低功耗专利为样本来分析EDA工具的低功耗技术解决方案的发展。
3Cadence 的低功耗技术与专利
3.1 Cadence的低功耗技术
Cadence 的 低功耗解决方案(Low-Power Solution)是第一套完整的低功耗芯片设计、验证和实现的解决方案。而Cadence也成为首家能向设计师提供在寄存器传输级自动实现低功耗技术的解决方案的EDA公司,并保证能够在验证、前端实现和物理实现步骤的全过程使用一个通用的格式正确执行(如图1所示),它能满足设计工程师在较短的设计周期内追求低功耗的迫切要求,同时通过极高的测试覆盖率保证产品质量。这种解决方案可以看做一个集成环境。其中,Cadence的“Power Forward Initiative,PFI”工具通过使用CPF格式来实现低功耗设计。CPF是在设计过程初期详细定义节约功耗技术的标准化格式,从设计到验证再到实现均可标识,从而保证了整个流程的一致性。该解决方案既避免了费时费力的人工操作,也大大降低了与功耗相关的芯片故障,并在设计过程初期提供功耗的可预测性,促进了IP复用。而基于SystemVerilog的“开放式验证方法学(Open Verification Methodology,OVM)”是Cadence最新一代的高速硬件加速与模拟技术,Cadence Incisive功能验证及Encounter数字IC设计平台等,都是Cadence低功耗解决方案的重要组成部分。CPF是可在设计初期详细定义功耗架构的标准化格式,因此在设计流程初期就可提供功耗的可预测性,这对降低日益增长的设计成本及流片一次成功非常有利。将这种方法应用于低功耗设计,能降低风险,将手动调整的需要降到最低,使用强劲的验证方法,设计团队可以消除源自功能和结构缺陷的芯片故障风险,带来更高的效率和更短的上市时间,主要是指通过在流程中减少迭代次数,并控制芯片的重新投片,设计团队可以有效解决上市时间问题。还有就是改进的芯片质量(QoS):通过流程初期易于使用的“假设”探索,设计师可以确定最理想的功率结构,以实现目标规格。随后,实现流程中的优化引擎能够对时序、功率和面积目标进行最适当的权衡。
从2007年伊始,围绕针对低功耗IC设计的标准,两大EDA阵营就展开了激烈竞争。一方是由Cadence公司开发,Si2(Silicon Integration Initiative)的低功耗联盟(LPC)管理的CPF;而另一方则是由Synopsys、Mentor Graphics和Magma Design Automation公司支持的UPF。UPF和CPF都允许用户在整个RTL-to-GDSII设计流程中定义功率设计意图和约束条件,并且二者的实现方法也非常相似。
3.2 Cadence早期的低功耗专利
通过使用数据库检索得到Cadence降低功耗的专利共有34件,图2为Cadence公司的低功耗设计专利的申请年份分布图,以1999年为界限将专利分为两个阶段,在1999年之前仅有三件低功耗的专利;从1999年开始,关于低功耗专利的数量开始增加,除2004年以外,几乎每年都有一定数量关于低功耗的专利,到了2006年,仅是EDA中低功耗技术的专利数量就达到8件,可见cadence公司在推广低功耗技术解决方案的同时,也开始进行相关技术的专利布局。
1995年Cadence公司曾申请了三个关于EDA工具中降低功耗的专利,并于1997年获得授权,通过分析发现这三个专利的主要发明人相同,分别是Saldanha Alexander、McGeer Patrick,发明内容近似。这三件专利都是优化在门级电路综合时对输入端充电的功耗,所使用的功耗模型也相同,每个门电路输出端的功耗与扇出的个数成正比。
专利US5649166的发明点在于设计一个仲裁选择电路和一个仲裁门电路,该方案适用于有至少两个主要输入端的电路,仲裁门电路耦合到电路的主要输出端,该电路耦合到输入端,当冲裁电路重新选择时,重要门电路则耦合到新的输入端。专利号为US5696692的专利发明点是设计了一个条件选择的电路,包括一个两位的“或”树,和一个与门,将与门耦合到“或”树和主要输入端。通过加入仲裁电路或者条件选择电路的导通,控制晶体管的动态功耗。专利号为US5682519的专利也是通过电路控制开关节点的功耗。
这三件专利十分相似,但是从不同的角度来控制电路中晶体管消耗的能耗,可见Cadence公司对这一技术的保护力度。
3.3 Cadence近年来的低功耗技术
1999年后Cadence申请的专利被划分为近年来cadence的低功耗技术,这些专利最大的特点在于数量多,内容分布广泛,通过UPC分布的雷达图就能看出。发明点设计低功耗技术中的各方面,从系统级设计方法,到晶体管的功耗模型评估,从仿真到验证都有涉及。专利覆盖的范围与前面分析的Cadence公司正建立起一套完整的低功耗方案这一趋势是吻合的。
4Synopsys的低功耗技术与专利
Synopsys的低功耗技术相对比较少,资料显示Synopsys曾收购了Avanti,和Synplicity公司,因此对这两家公司的相关专利进行检索。共得到9件专利。
Synopsys的专利集中在多电压、是否采用电源关断、采用片上还是片外电源管理、低功耗IP的选择等方面。在这阶段的评估,一方面是通过对过往系统的评估经验,一方面可以通过快速原型设计,对设计原型进行功耗估算。
5Magma公司的低功耗技术与专利
MAGMA公司是唯一一家为客户提供数字IC热分析工具的供应商,该工具集成在这家公司的Blast-Rail产品中。这些工具采用了一种可升级的多项式泄漏模型,可获得片上温度变化的精确读数。用户在全芯片级上确认热点,并在工具判定热点后进行深入分析。通过检索发现,有四件相关专利,这些工具都采用了一种升级的多项式泄漏模型,可获得片上温度变化的精确读数。用户在全芯片级上确认热点,并在工具判定热点后进行深入分析。
6结论
EDA中的低功耗设计技术越来越受到重视,通过专利我们发现,几乎所有关于EDA的低功耗专利都是2000年以后的,并日益增加,这主要是因为现在产品的设计周期短,上市时间要求紧迫,因此需要借助EDA工具中的低功耗设计方案来实现功耗的自动优化。由此可见,EDA厂商不仅仅提供的是设计工具,还需要根据客户的设计需求提供问题的解决方案。
根据专利的重要性可将专利分为:核心专利,重要专利、普通专利。所谓核心专利是指在某一领域占有重要地位,他人很难避开的专利保护范围,具有很高的商业价值的专利;所谓重要专利是指在技术或者商业方面具有较高价值的专利。但是从EDA几个占据主导地位的公司申请的低功耗专利来看,还没有发现建立起战略性的专利布局。
通过专利分析可知,不同低功耗技术的EDA支持没有形成体系。因此,有效的低功率设计要求设计团队、IP供应商以及工具和解决方案提供商之间展开协作。只有通过实施连贯一致的方法,并将这些方法运用在供应链赖以存在的整个工具领域,电子行业才能真正解决低功率设计所面临的不断增长的挑战。
作者简介
徐文苑,工业和信息化部软件与集成电路促进中心专利分析师,集成电路设计硕士,研究方向为微处理器设计,主要从事处理器技术领域的专利分析。
专用集成电路设计方法范文5
关键词：教学;科研;集成电路设计;人才培养模式
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）09-0076-02
对我国现行的高等教育结构体系而言，本科教育与教学一直是高校教育的主体与重点，也是国内外高等教育改革过程中人才培养模式研究探索的重点。近年来，为适应社会与时代的飞速发展，本科教育教学工作在教育理念、教学方法与人才培养模式等方面都面临着新的挑战与探索。随着各高校正在积极开展本科教育教学改革的研究与实践，本科教育教学的系列改革与举措的根本目标是提高人才培养的质量。本科教育如何发展，如何适应不断进步的社会，为社会输送高科技、高质量、创新性人才，成为当前需迫切解决的问题。探索行之有效的、满足社会发展需求的人才培养模式，具有深刻的理论意义与重大的实践意义。
黑龙江大学作为省部共建重点大学，是一所历史悠久、承载着我国高等教育重任的综合性大学。黑龙江大学坚持教学立校，以科学研究为支撑，以先进优质的教育资源为依托，以提高人才培养质量和社会适应能力为重点，以提升高校科技创新水平为目标，走教学质量与科研并进的兴校之路。黑龙江大学积极开展并实施多项教学改革工程，被教育部确定为全国九所创业教育试点院校之一[1]。在把教学与人才培养作为学校生命线的同时，高度注重科学技术研究工作，加强本科教育教学与科研的相互融合与促进，正积极、深入、全方位地进行人才培养模式探索与改革。
一、集成电路设计专业人才培养现状与问题
大学的根本任务是人才培养。纵观古今，高校能否培养出适合社会经济与科技发展的人才主要取决于人才培养条件和人才培养模式。适应当前社会发展进步的人才培养模式是提升人才培养质量的重中之重。我国在高等教育的发展历程中，对人才培养模式的研究、制定一直紧跟时代与社会发展的脚步，与时俱进。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》把“改革创新”与“提高人才培养质量”作为当前与未来教育工作的重要方针，重点提出高校应根据自身办学特点与优势，广泛深入地开展人才培养模式的探索与改革。构建适用的、多样化的人才培养模式是我国新时期发展对高等教育提出的新要求[2]，也是对高等教育工作者提出的要求。
以当前社会发展为前提，教学与科研相融合成为培养人才的基础[3]。随着集成电路产业在科技进步历程中的飞速发展，社会对“高、精、专”的集成电路人才需求前所未有地增加。集成电路人才的培养在我国各高校中也在积极行动。东南大学、天津大学等国内知名高校在提高教学质量的同时，积极建设国家集成电路人才培养基地，为人才培养计划的实施搭建有力的设计平台，以满足新形势下集成电路人才培养与科学技术研究的需要[4]。哈尔滨理工大学集成电路专业所倡导的CDIO工程教育理念是教学与科研相融合培养模式的充分体现[5]。哈尔滨工业大学作为科研教学型全国重点高校，对于集成电路人才培养充分实践着科研与教学相结合的模式，优秀本科生在进入专业课学习阶段就执行导师制，通过参与导师的科研项目，加深对所学专业知识与技术的理解和掌握，导师的言传身教、实验室良好奋进的学术氛围进一步激励学生对学术的探索精神。
黑龙江大学与国内各高校集成电路专业人才培养计划虽总体框架基本相似，本科实践教学也具备较为完整的体系，基本满足人才培养需要。而目前仍然存在一定问题。黑龙江大学办学经费主要来源于国家教育经费拨款和科研经费，有限的经费投入与专业所必需的、昂贵的EDA工具相制约，导致集成电路专业实验室软硬件建设出现滞后于高校教学的问题，在教学过程中偏重专业知识的传授，本科生在集成电路实际设计能力与EDA工具使用的系统掌握方面会略有欠缺。同时，在宏观政策与现行教师评价体系影响下，专业教师队伍中出现偏重科研的现象，通过科研增强专业敏感度，提升集成电路设计的实践水平与创新能力，如何将科研能力带入到教学与人才培养中则是关键所在。然而，由于目前人才培养模式的不完善，教师的科研项目与所提升的专业能力很难有机地实施在人才培养工作中，导致专业教学与科研融合的程度还较低。
二、集成电路设计专业人才培养目标
为将高校教师的工作职责与人才培养目标落在实处，黑龙江大学集成电路设计专业在充分利用学校所提供的教学与科研平台、提升自身教育教学与科研能力的同时，也担负着教育教学、人才培养、科研等任务。在科研与教学作为高校的两个重要职能的有力推动下，一方面在科研中探索真理、提升创新能力，另一方面通过教学为社会培养具有一定技能与创造性的人才，并积极探索科研与教学的有机结合方式，努力实践科研与教学相融合的人才培养模式，即以教学为根本、科研为支撑，教研互促、协同共进。黑龙江大学集成电路设计专业人才培养模式探究的具体目标如下。
（一）通过教学与科研相融合人才培养模式的研究和实践，建设一支精于、善于开展产学研的教师队伍，有效拓展专业教育教学视野，把建立高质量的教师群体作为培养高素质人才的重要保证，从而构成社会可持续发展的原动力。
（二）通过教学与科研相融合人才培养模式的探索与实践，切实提高集成电路设计专业大学生的设计与创新能力，增加学生的就业通道，提高学生的就业率，为集成电路产业发展输送高精专人才。
（三）努力探索适应新时期教学改革与人才培养的教学运行管理体制、方法及手段，实现人才培养模式改革与创新为主的综合改革实践目标。通过人才培养模式的探究，积极带动并推进集成电路设计专业在课程建设、教学实践等多发面发展。
三、集成电路设计专业人才培养模式的建构
集成电路设计专业具有专业技术含量高、产业发展快、实践性强的特点，从人才培养与就业的角度而言，专业学习与产业的联系非常紧密，应培养学生运用所学专业知识解决设计问题的能力、紧跟技术更新及发展的能力，同时具备创新能力、团队合作精神及其沟通能力，这是对课堂知识掌握的基础上的提升。对于高校人才培养则需在教学基础上有机融合科研，是提高上述能力的最好且有效的方式。
根据集成电路设计专业人才培养模式的发展情况，以培养具有扎实专业知识、熟练专业技能、创新精神的人才为目标，探索适应新形势发展的、符合社会与行业需求的人才培养模式。教学与科研相融合人才培养模式的具体研究内容如下。
（一）充分发挥专业科研项目优势，探索并实践教学与科研相融合的人才培养模式
以黑龙江大学集成电路设计专业现有的科学技术研究项目及预研项目为所依托的平台，通过开展与集成电路产业发展需求相适应的集成电路设计专业课程体系的深入、细化的研究，结合专业实情与特色，积极、踏实地探索现实可行的、教学与科研相融合的人才培养模式的改革之路。
（二）符合教学与科研相融合人才培养模式的教学方法
孤立进行人才培养模式的研究会造成空中楼阁现象，有效的人才培养模式应与教学方法、课程体系改革互为依托、互为促进。建立基于教学与科研相融合的先进理念的教学方法，进行考核方式改革与推进，充分运用现代教学手段，改变单一灌输式、应试的教学方法，深入浅出，将重要知识点的分析、讲解与科研项目中相关技术与应用相结合，使学生对难点问题有直观、系统的认知，充分感受到学有所用而建立专业兴趣与信心，由“被动吸收”到“主动内化”专业知识，通过课程设计、毕业设计等环节使学生受到工程实践、集成电路设计和基本科研能力的培养。
（三）完善集成电路设计实践平台，促进教师科研项目的良性发展
完善集成电路设计实践平台的建设和运作管理，增加实验室开放性，促进教师科研项目与企业的产学研合作，在保证教学前提下增加学生参与科研项目的实践机会，培养学生的创新精神、科研能力，使学生在知识、能力和素质上全面协调发展。
（四）建立资源开放共享机制，推行教学与科研资源共享
建立集成电路设计资源开放共享机制，协调教学设备与科研设备的使用，充分利用现有资源，加强对学生动手能力和创新能力的培养。同时为解决集成电路设计所需的、昂贵的EDA工具短缺现象提供灵活方案，实现实验室建设的良性发展，为促进教学与科研的有机结合提供良好的平台与环境。
通过立足于集成电路产业人才需求的背景，紧扣专业教师科研项目开展需要，积极探索并完善适应教学与科研相融合的人才培养模式的课程体系，提高学生的设计、创新能力，最大可能地扩大集成电路专业学生的受益度。通过教学与科研相融合的人才培养模式的探索研究，促进校企联合研发中心的建设，激发教师科研灵感，提升人才培养质量，提高学生就业率，也帮助企业选择人才、培养人才和稳定人才队伍。形成企业、学校、教师和学生多赢局面。
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专用集成电路设计方法范文6
[关键词]集成电路 教学改革 Tanner Pro FPGA
[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0165-02
集成电路课程是我院电子电气工程学院电子科学与技术专业的骨干课程，其与半导体物理基础、集成电路制造与工艺等课程共同构成了电子科学与技术专业微电子方向课程群。该课程旨在要求学生掌握坚实的模拟、数字集成电路的分析和设计方法，能够从事集成电路及系统设计、版图设计、芯片加工、芯片测试等方面的工作。
一、教学改革的起因
（一）人才培养目标错位
集成电路公司需求人才类型不一而同。如数字集成电路方面，包括算法设计、RTL、逻辑综合、布局布线、测试等;而模拟集成电路方面，包括电路设计、版图设计、DRC、LVS、生成GDSII、测试等。人才的需求既有高端也有低端。我院属于独立学院，以本科生培养为目标。独立学院的本科生无法与研究生竞争，相比于其他一本、二本院校也处于一定的劣势，在人才的需求端明显处于低端。然而本课程的培养目标却以算法设计、电路设计等高端人才需求为主，导致学生就业错位。
（二）实践性教学缺失
集成电路课程是门实践性很强的课程，但传统的教学过于重理论，而企业招聘，看中的是学生动手的能力，只知道一些公式、概念的学生，难以吸引企业眼球，造就了部分毕业生找不到合适的工作。
二、改革的思路
结合我院《南京理工大学泰州科技学院大学生主体性个性化教育培养方案》，在加强主体性，彰显个性化发展的目标下，坚持正确的人才培养目标定位很重要。因此，改革找准定位是关键。应在指导学生掌握系统集成电路框架知识的前提下，着力引导学生掌握集成电路制造、版图设计、RTL、逻辑综合、布局布线、测试等较基础的技能，使其具有一定的微电子工程实践能力和工程素养。
（一）弱化抽象理论
弱化抽象理论实质是定位的问题。集成电路，尤其是模拟集成电路，有过多公式的推导和抽象理论。理论的重要性在于集成电路的算法设计、电路设计等对于高端人才的培养尤为重要。而高端人才的培养明显偏离我院的培养目标。过多的强调抽象理论，不利于学生主体性的发挥。
（二）加强实践训练
该课程的教学定位于使毕业生有较高的工程素质、较强的实验技能和动手实践能力。实践训练中，引入Tanner Pro集成电路专用软件[1]和FPGA开发平台。利用课内实验和课程设计相结合，采用工程项目化管理模式有条件分级教学，突出学生个体化，挖掘学生潜能。
三、改革的具体措施
（一）改革课程体系
组建由模拟和数字集成电路、集成电路课程设计、FPGA系统设计三门课程构成的集成电路课程群。打通模拟集成电路、数字集成电路理论教学和实践环节，让学生在学中练，练中学。
1.课程合并
教学改革之前，集成电路课程由模拟集成电路设计和数字集成电路设计两门课程组成。两门课程分开教学，虽然能够更为详尽的讲解模拟和数字集成电路，然而知识点庞杂，知识量巨大，高于学生的接受能力，学生反响平平。因此，将模拟集成电路设计和数字集成电路设计两门课程合二为一，改为模拟和数字集成电路，选用王志功编著《集成电路设计（第3版）》教材。[2]该教材提供了集成电路设计从前端、版图、流片到封装测试的完整流程相关知识，并结合设计工具进一步强化了设计实例，具有难度适中，应用性强等特点。
授课过程中，注重和前期课程半导体物理基础、集成电路制造与工艺的知识衔接，避免知识讲解的跳跃性。在讲解集成电路材料、结构与理论章节和集成电路基本工艺章节时，引入视频教学，通过让学生观看教学录像、教学图片，形象地给学生展示制造集成电路的详细过程，避免纯粹语言授课的枯燥，提高教学效果，同时也解决了集成电路工艺线不适宜组织大量的学生进行实地参观的难题。在讲解模拟集成电路基本单元章节时，弱化放大器各项指标性能的公式推导，专注讲解电路工作原理，增强学生的感性认识，减轻学生学习的畏难情绪。
2.开设集成电路课程设计课程
学生能够熟练使用EDA软件，熟悉EAD软件开发设计的流程非常重要。开设集成电路课程设计课程旨在培养学生电路仿真、版图设计、布局布线等技能。该课程教学基于Tanner Pro实践教学平台。在实践教学的平台选择中，有Cadence、Synopsys等公司产品，但这些软件昂贵，使用成本较高。基于我院实际，本着经济实用性原则，最终选择了Tanner Pro实践教学平台。Tanner Pro软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。
结合人才定位，该课程注重培养学生L-Edit版图编辑器的使用。L-Edit版图编辑器包含IC设计编辑器（Layout Editor）、自动布线系统（Standard Cell Place & Route）、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器（LVS）等模块，用于电路特别是模拟集成电路的版图设计。[3]
该课程包含基础性实验和综合性实验。基础性实验，充分发挥学生主体性，要求每个学生都必须完成。综合性实验，体现学生个性化，设置难度梯度及不同的侧重训练方向，学生可根据自身掌握能力和兴趣，自由选择。
3.开设FPGA系统设计课程
FPGA系统设计课程任务是讲解Verilog或VHDL语言，要求学生利用所学硬件描述语言，编写测试脚本文件，在FPGA硬件平台上进行软件测试。[4]该课程以我院“FPGA系统设计实验室”为依托。我院“FPGA系统设计实验室”设有多套FPGA硬件开发实验箱和逻辑分析仪，选用Altera公司CycloneII系列，能够满足一般的验证和测试要求。
在FPGA系统设计课程学习中，要求学生从基本的与非门芯片开始，再到复杂的总线接口芯片。利用FPGA硬件开发实验箱搭建测试平台，在QuartusII、Modelsim软件中，完成测试脚本文件的编写，通过逻辑分析仪或者示波器观察测试波形。
（二）改革考核体系
之前的考核模式，仅通过一张试卷来考查学生掌握知识的情况，缺乏全面性与科学性。因此将考核的重心从理论转向实践，变结果性考核为过程性考核。在授课的课程中，根据学生课堂的表现，特别是实践训练课程完成实验的情况，给学生打分。完成实验难度的等级越高，得分越高，从而激发学生学习的热情。
（三）加强学生就业引导
据相关部门统计，极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路高端设计方向相关工作。这是因为一方面本科生基本知识储备不够，更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。[5]然而，随着集成电路产能的急速释放，以及EDA开发工具的发展，集成电路较低端设计的人才需求逐渐从研究生向本科生倾斜。集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。就个人的长远发展而言，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因此，在学科专业讲座时，加强学生就业引导，避免就业时与高端人才竞争，找准自我就业方向。
同时，定期举办学术报告会，让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势，了解相关人才市场需求，了解就业前景，从而激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。
四、结语
随着我国经济转型升级速度加快，集成电路产业的基础性、战略性、先导性的地位愈发凸显。党中央国务院高度重视集成电路产业，并于2014年6月24日正式了《国家集成电路产业发展推进纲要》，开启了国家集成电路产业的盛宴。在集成电路人才巨大需求的形势下，找准学生定位，强化理论与实践的结合，将有助于提升我院学生的竞争力。
[ 注 释 ]
[1] 李鸿强.以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究[J].教育教学论坛，2009（44）：89-90.
[2] 王志功，陈莹梅.集成电路设计（第3版）[M].北京：电子工业出版社，2013.
[3] 李冰.两门集成电路课程的教学模式改革[J].电气电子教学学报，2009（3）：6-8.
