【摘要】半導體科學是一門近幾十年迅猛發展起來的重要新興學科，是計算機、通訊技術、電子技術、雷達、自動化技術等信息科學的基礎。半導體制造是半導體工業的重要分支，是集成電路產業的基礎。

【關鍵詞】CDIO；半導體制造技術；課程改革；產業結合

一、工程教育（CDIO）模式

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，在國家工業化信息化進程中，對獨立完整門類齊全的工業體系的形成與發展，有著不可替代的作用。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是以Conceive、Design、Implement、Operate（即構思、設計、實現、運作）一系列從產品研發到產品運行的產業周期為載體，讓學生在理論和實踐間過渡，完成自主學習。電子科學與技術專業是一個典型的工科專業，工程性和實踐性非常強，希望通過課程學習使得學生具有以下工程核心能力：（1）具有運用數學、自然科學及工程知識的能力；（2）具有設計與開展實驗，分析與解釋數據的能力；（3）具有開展工程實踐所需技術、技巧及使用現代工具的能力；（4）具有設計工程系統、組件或工藝流程的能力；（5）具有項目管理、有效溝通、領域整合與團隊合作的能力；（6）具有發掘、分析、應用研究成果基于工程教育理念的《半導體制造技術》課程改革◎潘穎司煒裴雪丹及綜合解決復雜工程問題的能力；（7）培養終身學習的習慣與能力；（8）具有基本工程倫理認知，尊重多元觀點。

二、課程目標與存在的問題

《制造》是面向高校電子科學與技術專業的一門工程技術核心主干課程。本課程主要介紹半導體工藝流程、關鍵工藝步驟，以及相關領域的新工藝、新設備、新技術，其目標是培養掌握基礎理論，熟悉專業知識，了解技術前沿，拓展科技視野，并具有一定工藝設計、分析解決實際工藝問題的電子科學與技術領域應用型工程創新人才。隨著電子行業對半導體器件微型化、高頻率、大功率、可靠性等要求的提高，半導體科學近幾十年的迅猛發展，《制造》內容也隨之不斷充實，內容繁雜、綜合性強、與實際工藝結合緊密。在這樣的現實情況下，《制造》課程的教學難度越來越大，主要體現在以下幾個方面（1）教學信息量大、課程學時有限，難以合理安排教學進度；（2）工藝設備昂貴，課程實踐需求難以滿足；（3）理論知識抽象，與實際工業聯系不緊密，學生的積極性和創造性難以提高；（4）課程考核形式單一，難以全面檢查教學成果。課程教學內容、方法、考核等一系列問題的背后，根本原因是當前《制造》課程的教學模式不盡合理，教學改革勢在必行。

三、課程建設思路

【摘要】當前，我國的半導體制造已經進入28納米制程量產節點，所以很多工廠都引進了相應的設備，所引進的相應設備所使用的化學品量和相應制程與以往有很大的不同。同時，在注重環保的理念下，相應的排放規則也與以往有所不同，所以這就對其廢水處理有著嚴格的要求。論文首先介紹了先進制程對廢水排放的影響，以及半導體先進制程的廢水處理系統的變化，進而為半導體先進制程的廢水處理提供相應參考。

【關鍵詞】半導體；先進制程；廢水處理技術

1引言

2017年，我國的半導體工廠數量越來越多，目前的數量已經能夠滿足社會發展的需求，而且在數量不斷增多的基礎上，也在不斷地研究更高水平的半導體。而對于這其中的處理部門而言，在生產過程中濕式蝕刻和化學機械研磨這兩個部門所消耗的水量較大，那么就會在生產過程中出現大量的廢水。因此，這就需要根據這兩個部門來研究其廢水處理技術，減少對水資源的浪費，更好地保護環境。

2先進制程對廢水排放的影響

在傳統情況下，濕式蝕刻一般會利用相應的機械來完成濕式蝕刻的具體處理工序，所利用的機械是將數十個半導體送入機械中，然后對其進行蝕刻和清洗。在這其中，化學品的更換標準有兩個[1]：第一，實際的Lot數；第二，物理時間。無論先達到哪一個指標，都會對其進行換酸處理。在這種方法應用下的化學品能夠反復使用，其沖洗則是按照Lot的具體情況來進行，將對其完成沖洗后的水通過相應系統進行回收。而在先進制程情況下，則開始利用SingleWafer這種機器，這類機器的構成更為精密，其化學品處理方式與傳統的機械處理并不相同，此類機器中可能會有幾種不同的制程，例如，清洗、噴氫氟酸，等等。因此，濕式蝕刻部門的廢水總量就開始有所下降，其能夠進行回收的水量也與以往相比有所下降。大多數情況下，利用這類機器時沒有產生任何回收水，一些化學品在這種情況下，也不能夠反復使用，其化學品的用量有所增長，廢水的濃度增加。光照部門在應用先進制程后，其酸堿的廢水并沒有過多改變，其芯片變得復雜，并且其廢水中的各類廢物，如單乙基醚丙二醇等廢液有所增多，其曝光次數也明顯增多，排水總量有所增加。

3化學品用量的變化

摘要：“半導體物理”是微電子科學與工程等工學專業最重要的一門專業基礎課程。為了適應工程教育專業認證對人才培養的要求，筆者以CDIO工程教育理念為指導，通過改革授課方式、授課內容以及借助于多種媒體教學手段進行理論、實踐和創新為一體的半導體物理教學改革和實踐，不但提高了學生主動學習的積極性，而且增強了學生綜合利用所學知識解決工程實踐問題的能力。

關鍵詞：半導體物理；工程教育；教學改革；工程實踐

工程教育專業認證是工程教育質量的重要保障，有利于促進工程教育改革，提高工程教育質量，增強工程教育人才適應社會的能力。半導體物理作為半導體科學的理論基礎，是微電子科學與工程、集成電路設計與集成系統等工程教育專業所必修的專業基礎課程，對學生深入學習專業知識，增強解決實際工程問題的能力具有重要的作用。然而現有半導體物理的教學方式仍以注重理論知識傳授為主，忽略了學生工程實踐能力和創新能力的培養，不能滿足國家工程教育專業認證的要求。為了解決這種以理論教學為主而忽略工程實踐的關鍵性問題，學校以CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）的工程教育理念為指導，將理論、實踐、創新融為一體，構建符合現代工程教育的半導體物理教學，通過融入工程教育思路的半導體物理教學改革，全面提升學生創新意識和解決工程實踐問題的能力。

一、半導體物理教學現狀分析

1.課程注重理論知識講授，學生解決復雜工程問題的能力不足

目前半導體物理課程的教學過程以理論講授為主，主要講解基本物理概念和理論，缺乏與實踐結合的綜合性案例分析來指導學生進行工程實踐。雖然筆者所在學校已在整個半導體物理的教學過程引入了研究性學習的思想，將科研中涉及半導體物理的主要知識點融入教學中，但學生應用所學的理論知識解決半導體材料、工藝和器件中問題的能力還不夠。學生還需在老師的指導下進一步進行實踐和創新能力的訓練，提高工程設計意識和綜合工程設計的能力。

2.課程知識點繁多，學生主動學習的積極性不高

1電子技術課程的重要性

在教學過程中盡可能將知識融入生活，使學習更加輕松易懂。在課堂教學中，要改變學生的學習方式和方法。比如在學習第一章半導體器件的課程中，首先要告訴學生了解和掌握各種半導體器件的結構、工作原理、特性和參數的重要性。電子器件是由半導體制成的，而半導體是怎么定義的呢？通過學習可以了解到自然界中物質根據導電能力大小可分為半導體、導體和絕緣體，其中我們利用半導體具有熱敏、光敏、摻雜、壓敏性、磁敏性、氣敏性等各種特性，可以制作出種類繁多的半導體器件，例如：常用的二極管、雙極結型晶體管、場效應晶體管等。這些半導體器件被廣泛應用在各種信號的檢測、轉換和自動控制系統中。

2要激發學生學習電子技術的興趣

教學中要提倡科學探究與合作，讓學生學會交流與合作，改變學生的學習方式，增強“學生是學習的主人”意識。這樣可以讓學生十分投入并且對它產生興趣，而且有利于培養學生學習知識的主動性、積極性、創新意識與創新欲望。因此在教學半導體器件時為了提高學生的學習興趣，筆者提出了幾個問題讓學生思考：PN結是怎么形成的，它為什么具有單向導電性？二極管與PN結有什么聯系等等，讓學生帶著問題去聽課。當講到“在純凈的半導體中摻入不同的雜質，可形成P型半導體和N型半導體，P型半導體中多數載流子是空穴，N型半導體中多數截流子是自由電子，當采用適當的工藝將P型半導體和N型半導體做在同一片基片上，在它們的交界面，當漂移運動和擴散動達到平衡時，在交界面形成了一個相對穩定的空間電荷區，這就是PN結”這個內容時，學生就會認真去聽，教學效果會更好一些。

3把電子技術教學帶出課堂

電子技術的發展與生活是分不開的，生活中處處都體現著電子技術。因此，在教學時，可以根據教學內容將課堂搬到室外。比如說做一次有趣的實驗，利用二極管的單向導電特性測一下它的正負極的問題，告訴學生二極管其實就是在PN結的兩端各接一條引出線，再封裝在管殼里。現在的課堂過于單調枯燥，許多人將電子技術視為一門需要去死記硬背的學科，其實不然，它可以是生動有趣的，適當進行課外實踐，也是踐行“可持續發展”教育理念的具體體現。

4關注電子技術未來發展

摘要：半導體產業是現代信息社會的基石，是契合節能減排、智能制造、信息安全等國家重大戰略需求，支撐新一代移動通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯網等產業自主創新發展和轉型升級的重點核心材料和電子元器件產業，是支撐當前經濟社會發展和保障國家安全的基礎性、戰略性和先導性產業，是信創產業的核心和基石。天津下一步應加強半導體產業重點承接平臺建設，確保轉移來津項目留得住、發展好，推動經濟高質量發展，加快推進承接北京非首都功能疏解。

關鍵詞：半導體;信創產業;非首都功能疏解

0引言

我國目前正處于快速夯實半導體產業科技基礎的重要階段，加快半導體材料、器件與應用技術的開發及其產業化仍然是目前我國發展半導體產業的首要任務。“十三五”以來，我國各級政府部門出臺了多個科技領域相關政策，以及由國家指導性政策衍生的多個具體實施規劃及舉措，旨在促進我國半導體產業及技術的發展，為我國半導體產業的發展方向提供戰略性建議[1]。

1半導體產業發展現狀

1.1全球半導體產業格局處于重塑期

從全球半導體產業區域競爭格局來看，美國仍然是全球半導體產業綜合實力最強的國家，擁有科銳、道康寧等公司，其技術創新成果及產業規模位居全球首位；韓國作為后發地區，在技術引進與自我創新相結合的推動下，產業發展態勢良好，韓國在半導體市場處于領先地位，擁有三星、LG等知名企業；歐洲的半導體產業鏈完整，恩智浦、英飛凌和意法半導體等公司實力出眾；日本在化學材料、核心零部件領域處于全球領先水平，擁有富士電機、羅姆等著名企業。由于歐盟和日本產業正呈現走弱趨勢，全球半導體產業格局重塑再一次到來[2]。