香港科技大学（广州）四大学域系列介绍（三）微电子学域
发布时间：2021-11-12 09:15:48 阅读量：
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网 咨询邮箱: micst@ust.hk 学域介绍 微电子学是信息时代的基石。本学域涵盖电子/光子集成电路、系统架构和集成电路设计自动化等方面的研究。微电子学域跨越多个学科，包括将新型电子和光子器件集成为电路、构建计算系统、网络系统和传感系统、以及自动化集成电路的设计和优化。 重点融合学科领域 ·电子与光子集成电路 ·集成电路设计自动化 ·系统架构 ·毫米波与太赫兹技术 人才培养 课程：微电子哲学博士 学制：全日制 时间：3年 (有相关研究型硕士学位) ，4年 (无相关研究型硕士学位) 授课单位：功能枢纽微电子学域 课程主任：须江教授 (署理主任) 微电子学博士（PhD）课程将在相关基础理论、关键技术和工业实践方面对学生进行严格培训，内容包括：基于新型电子和光子器件的模拟和数字集成电路；后摩尔定律时代的计算系统、网络系统和传感系统的架构；智能化的集成电路设计自动化工具和方法等。同时，课程还将提供现代教学培训，培养学生在后摩尔定律集成电路和系统方面的专业技能。 01 核心课程示例 跨学科研究方法 本课程聚焦于使用多样的方法对现实案例进行定量分析。学生将学习如何在跨学科项目中使用不同的工具，以及如何自主获取新技能。本课程提供跨学科/多功能的不同模块，可广泛应用于各种问题。 跨学科设计思维 本课程侧重于用户协同设计方法，以出具集成利益相关者和产品功能视角的包容性产品解决方案。学生将通过使用递归用户反馈参与方法、实验原型以及发散和收敛的创意策略，来创建指定的产品/过程/政策/协议/计划(5P)概念模型。课程专题包括设计思维;利益相关者研究;概念开发、筛选和选择;以及交互设计。 面向可持续的未来的功能枢纽入门 本课程涵盖功能枢纽四大学域的背景知识，包括先进材料、可持续能源与环境、微电子学、地球与海洋大气科学。 02 特色选修课程示例 (21-22春季学期) 自动推理及其在电子系统验证中的应用 课程会讨论自动推理技术，及该技术在验证电子系统软件与硬件设计中的应用。课程会涵盖形式化验证的基础算法及常用工具的介绍。 计算机体系结构与安全 该门课程主要介绍计算机体系设计中的安全性问题。它既涵盖了一些计算机体系结构设计的基础，又包含了体系结构设计及优化给计算机系统带来的安全问题。这门课主要包含了体系结构在CPU设计、GPU设计、存储器设计、I/O接口设计中的优化和安全性问题。它要求学生能够了解计算机体系结构设计中的各种选择和优化方法，并能阅读最新的研究报告和论文，从中分析和判断出这些体系结构的选择和优化带来的安全攻击和防范方法。 半导体材料与器件：基础与应用 回顾现今为各种商业应用制造的半导体材料与器件。课程会重点关注材料性能与器件性能特征的关系。 03 其他选修课程示例 并行编程 这门课程主要介绍并行计算机体系结构，平行算法设计原理，共享内存编程模型，集群计算中消息传递编程模型，GPU中的数据并行编程模型。课程会对并行算法，系统与应用的一些案例进行分析，并且培养学生动手编写并行程序的能力。 高级算法技术概论 本课程为研究生的算法入门课程。课程内容包括高级数据结构、图算法、均摊分析、近似算法、在线算法、随机与概率分析。 高级模拟集成电路分析与设计 课程主要内容包括：噪声分析，高级运算放大器设计技术，模拟超大规模集成电路的标准组件（如乘法器，振荡器，混频器，锁相环，模/数及数/模转换器），无源滤波器设计，变频技术，有源滤波器设计。 高级CMOS器件 这门课程介绍现代集成电路中半导体器件的原理与特性。课程重点讨论深亚微米 MOS管的设计、表征与建模，短沟道效应，强电场效应，热载流子效应，器件可靠性，以及在当前与未来技术下的器件尺寸微缩等问题。 超大规模数字集成电路设计与设计自动化 结构化的集成电路设计风格，使用硬件描述语言进行建模、逻辑综合与仿真，结构化的芯片设计与系统设计，系统标准组件（如运算单元，存储系统）的电路设计，系统设计中的时钟与性能问题，设计自动化工具及其应用。 电脑辅助设计/制造/工程的理论与实践 曲线和曲面、几何建模、计算机图形学、工程优化、刀轨生成算法、制造优化、工艺规划、用于分析的网格生成技术、逆向工程和快速原型制作。 微系统概论：技术与器件 缩放物理学；能量转换、传感和驱动原理；微制造技术和技术基础；成膜、光刻和蚀刻；集成微系统和微系统封装。 电磁波、麦克斯韦方程和相对论 麦克斯韦方程、电磁波传播、散射和衍射的波解；傅立叶光学；金属和电介质的介电常数及其解析特性；导波；加速电荷的辐射；狭义相对论和麦克斯韦方程组的变换；移动电荷的辐射。 高等量子力学 讨论量子力学的各种应用，比如碰撞理论、原子和分子的光谱理论、固体理论、二次量子化、辐射发射和相对论量子力学。 现代半导体物理 基于量子力学对半导体的电子、振动、传输和光学特性的详细阐述。强调纳米结构的异质结构、量子尺寸和低维效应，以及在现代电子学和光电子学中的应用。 培养目标 课程计划重视理论和实践培训。基础课程涵盖基本理论和实验技能。技术课程注重锻炼学生解决问题、撰写报告、协作团队的能力。因此，毕业后的学生将会得到全方位的发展。同时，课程鼓励校企合作，学生的其中一名合作导师可以是企业从业人员。 完成哲学博士课程的修读后，毕业生将能够： 1. 识别微电子学中的重要科学挑战和工程问题； 2. 运用对微电子学研究必备的批判性思维； 3. 基于系统的研究方法论推进微电子学的理论突破，方法进步，或技术创新； 4. 有效地使用各种方式报告和交流科学发现。 就业前景 集成电路和系统是信息时代的基石，而微电子学域正是为了培养相关领域的专业人才。学域毕业生的去向一般有以下几种： 1. 在全球的理工类院校从事研究和教学工作； 2. 在工业研究实验室做研发； 3. 在区域性或国际化公司里面担任工程师或管理人员，设计和开发相关产品； 4. 微电子是风投热点，有的毕业生可能会选择创业。 署理主任寄语 微电子具有举足轻重的战略地位。作为前沿学科，微电子课程需要与产业界密切配合，也需要来自业界和政府充足的资金支持。微电子学域处于中国最大的微电子产业聚集地，因应国家性和区域性发展规划，享有得天独厚的天时地利。我们的课程涵盖范围广：除计算机工程的技术课程外，还包括电气工程、计算机科学、机械工程、物理和数学等基础课程。我们为学生提供跨学科的基础培训，帮助学生能更好地迎接未来的挑战，在探索与创新集成电路和系统的征途中不断收获。 微电子学域署理主任 须江教授 |