2023甘肅省集成電路應用開發賽項樣題1

集成電路應用開發賽項來源于集成電路行業真實工作任務，由

“集成電路設計與仿真”、“集成電路工藝仿真”、“集成電路測試”

及“集成電路應用”四部分組成。

第一部分集成電路設計與仿真

使用集成電路版圖設計軟件，根據下面計數器功能要求（計數器

初值和進制隨機抽取），使用指定工藝PDK，設計集成電路原理圖和

版圖，并進行功能仿真。

設計要求如下：

1.芯片引腳：1個CP時鐘輸入端；3個信號輸出端Q2、Q1、

Q0；1個VCC電源端；1個GND接地端。

2.功能要求：輸出端Q2、Q1、Q0由高到低組成狀態S(Q2Q1Q0)，

S狀態范圍為1~7即二進制值(001)2~(111)2。CP上升沿計數，

每次計數S的值自增m，若超過(111)2則再從(001)2繼續增加。

初始狀態S0由比賽現場裁判長抽取的任務參數確定，m值由

比賽現場裁判長抽取的任務參數從1~6之中確定。

3.仿真設置：VCC為+5V，CP為1kHz。

4.通過DRC檢查和LVS驗證。

5.使用MOS管數量應盡量少。

6.所設計版圖面積應盡量小。

現場評判要求：

1.只允許展示已完成的電路圖、仿真圖、DRC檢查和LVS驗證

結果、版圖及尺寸。

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2.不能進行增加、刪除、修改、連線等操作。

參數抽取舉例：

如圖1-1所示，現場抽取初始狀態S0=110，現場抽取m值為3；

則第一個CP上升沿到來后，S值自增3次（111、001、010）變為

(010)2；第二個CP上升沿到來后，S值自增3次（011、100、101）

變為101；第三個CP上升沿到來后，S值自增3次（110、111、001）

變為001；以此類推，繼續循環計數。注意：上述自增3次的過程僅

供分析參考，并不體現在電路時序中。

S0（Q2Q1Q0）

抽取結果

待抽取參數

（舉例）110

011010

初始狀態值

110

S0（Q2Q1Q0）

111101

每次自增m值3

100001

圖1-1舉例說明狀態轉移圖

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第二部分集成電路工藝仿真

選擇題應根據工藝問題或視頻片斷選擇適合的答案，漏選、多選、

錯選均不得分。仿真操作題應根據題目要求，按照集成電路工藝規范，

在交互仿真平臺進行仿真操作。

1.（單選）視頻展示的是封裝工藝中引線鍵合的操作過程，其中現

象②表示的環節是（）。

A.燒球

B.植球

C.走線

D.壓焊

2.（單選）在顯影后檢查的視頻中，發現有異常現象，其中造成①

標注現象的原因可能是什么？

A.選錯對位標記

B.對準偏差

C.顆粒沾污

D.前道涂膠異常

3.（單選）視頻結尾處為某工藝設備的操作界面，若此時需要打開

該設備載片臺的真空系統，應點擊（）號位置的按鍵。

A.①

B.②

C.③

D.④

3

4.（單選）視頻展示的裝片機外觀中，進行芯片粘接動作的位置是

（）標注的區域。

A.①

B.②

C.③

D.④

5.（單選）視頻中是塑料封裝時的操作，如果在視頻結尾處時未及

時取塑封料，而是靜置一段時間后再將塑封料投入塑封機，此時

可能會造成（）。

A.塑封體氣泡

B.塑封體上的打標字跡模糊

C.塑封溢料

D.塑封料流動性差

6.（多選）在視頻中，沒有被粘接而留在藍膜上的晶粒可能存在的

不良現象是什么？

A.崩邊

B.缺角

C.針印過深

D.針印偏出PAD點

4

7.（多選）視頻中表述的是在晶圓外檢過程中使用油墨筆進行打點

的操作。在操作過程中，如果跳過標注為①的操作，可能會出現

怎樣的異常現象？

A.無影響

B.墨點沾污到其他合格晶粒

C.墨點偏大

D.墨點偏小

8.（多選）視頻表述的是封裝工藝中引線鍵合的操作過程，其中①

指示的部位是（）。

A.第一焊點

B.第一鍵合點

C.第二焊點

D.第二鍵合點

9.（多選）晶圓劃片后對其外觀進行檢查，觀察到視頻中的不良現

象，出現該異常的原因可能有（）。

A.載片臺步進過大

B.劃片刀磨損

C.劃片刀轉速過大

D.冷卻水流量過小

10.（多選）激光打標是為芯片打上標識的過程，當大量出現視頻中

①標注的現象時，下列操作正確的有（）。

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A.繼續完成本批次作業

B.暫停設備作業

C.將存在該問題的芯片報廢處理

D.技術人員檢修光路

11.（仿真操作）晶圓打點—故障結批：集成電路制造晶圓測試工藝

打點環節故障處理和作業結批

12.（仿真操作）芯片粘接——設備運行：集成電路制造封裝工藝芯

片粘接部分裝片機設備運行

13.（仿真操作）曝光—設備運行：集成電路制造流片工藝光刻部分

曝光環節的曝光機設備運行過程

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14.（仿真操作）干法刻蝕—故障與結批：集成電路制造流片工藝刻

蝕部分的干法刻蝕操作過程中故障排除和作業結批

15.（仿真操作）晶圓劃片—參數設置：集成電路制造封裝工藝的晶

圓劃片部分參數設置

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第三部分集成電路測試

參賽選手從現場下發的元器件中選取待測試芯片及工裝所需元

件和材料，參考現場下發的技術資料（芯片手冊、元器件清單等），

在規定時間內，按照相關電路原理與電子裝接工藝，設計、焊接、調

試工裝板，搭建和配置測試環境，使用測試儀器與工具，實施并完成

測試任務。

集成電路測試共分為數字集成電路測試和模擬集成電路測試兩

項子任務。

子任務一：數字集成電路測試

待測芯片：加法器（例如：CD74HC283E）

參數測試

（1）開短路測試

（2）VOL輸出低電平電壓測試

（3）IOH輸出高電平電流測試

（4）IIH輸入高電平電流測試

功能測試

設計、焊接、調試完成測試工裝，搭建并配置測試環境，測試芯

片邏輯功能，應設置輸入引腳、控制引腳狀態，記錄輸出引腳電壓值

并標注單位。

子任務二：模擬集成電路測試

待測芯片：LM358

LM358是雙運算放大器。內部包括有兩個獨立的、高增益、內部

頻率補償的運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也

適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓

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無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用

單電源供電的使用運算放大器的場合。

參數測試

(1)輸入失調電壓

(2)輸入失調電流

(3)電源供電電流

(4)輸出短路電流

(5)輸出電壓范圍

(6)共模抑制比

(7)電源抑制比

(8)開環增益

應用電路測試

利用比賽現場提供的LM358芯片、萬能板、各類阻容元件、晶體

管器件等，搭建一個300mA的恒流源。

測試并記錄以下數據;

（1）恒流源輸出電流穩定性。

（2）負載兩端的電壓以及紋波系數。

（3）恒流源的效率。

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第四部分集成電路應用

集成電路應用任務要基于單片機（LK32T102或stm32f103c8t6）

及運放（LM358）等設計一款頻率及幅度可調方波信號發生器。

參賽選手利用LM358、LK32T102或stm32f103c8t6、AMS1117

等集成電路芯片及4位8段數碼管模塊搭建方波信號發生器，編寫控

制程序，實現頻率、占空比可調等功能。

1．數碼管顯示部分如圖4-1和圖4-2所示。

0000000

圖4-1頻率顯示圖4-2占空比顯示

2．實現過程

(1)開機初始化PWM、定時器等相關資源；

(2)通過上下按鍵切換需要設置參數欄；

(3)圖4-1所示是設置頻率參數，設置完成后按下確認按鍵后立

即生效；

(4)圖4-2所示設置占空比參數；

(5)以上兩個參數設置全部通過數字按鍵輸入參數，程序內判斷

輸入參數的范圍是否正確；

(6)設置完成后點擊打開輸出按鍵，即可正常輸出設置的方波；

(7)通過模式切換按鍵直接切換模式，切換后立即生效無需按下

確認按鍵。

3．說明

(1)