产教融合背景下集成电路专业卓越工程师培养模式研究 被引量：2

1

作者 邵琳 张悦 《北京交通大学学报(社会科学版)》 北大核心 2025年第2期145-153,共9页

集成电路是国家核心竞争力的关键领域,该专业人才培养对国家科技实力和经济发展具有重要战略意义。在“卓越工程师教育培养计划”、新工科建设等推动下,我国集成电路专业卓越工程师教育培养不断迭代升级,为行业输送了大批专业人才。但目... 集成电路是国家核心竞争力的关键领域,该专业人才培养对国家科技实力和经济发展具有重要战略意义。在“卓越工程师教育培养计划”、新工科建设等推动下,我国集成电路专业卓越工程师教育培养不断迭代升级,为行业输送了大批专业人才。但目前,集成电路领域仍面临严峻的核心技术和人才短缺问题,高校培养体系与企业实际需求存在明显错位,产教融合的紧迫性日益凸显。从产教融合视角看,集成电路专业卓越工程师培养中存在的主要问题表现为课程体系偏重理论、校企导师协同不够、教学实训真平台不足、研究选题学校主导偏多、多元评价标准欠缺。要解决这些问题,必须深化产教融合,创新卓越工程师培养模式。集成电路专业卓越工程师培养模式“V模型”系统架构以高校与企业协同为核心,从课程体系、师资队伍、实训条件、课题研究和学位评价等方面重塑人才培养从“入口”到“出口”的全过程,可实现人才培养全链条的产教深度融合,有利于培养出大批具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的卓越工程师。 展开更多

关键词 产教融合 人才培养模式 集成电路专业 卓越工程师

在线阅读 下载PDF 职称材料

材料基因工程加速新材料设计与研发 被引量：9

2

作者 孙志梅 王冠杰 +1 位作者 张烜广 周健 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1575-1588,共14页

在未知材料化学成分和性能关系的情况下,通过传统的“试错-纠错”方法研发具有特定功能的新材料成本高且经常失败。随着人工智能和数据驱动的第四科学范式的发展,材料基因工程(MGE)已经成为材料设计与研发的新模式。综述了材料基因工程... 在未知材料化学成分和性能关系的情况下,通过传统的“试错-纠错”方法研发具有特定功能的新材料成本高且经常失败。随着人工智能和数据驱动的第四科学范式的发展,材料基因工程(MGE)已经成为材料设计与研发的新模式。综述了材料基因工程中高通量计算、材料数据库和人工智能方法的研究进展。介绍了材料高通量计算常用的框架和方法;阐述了材料数据库在材料数据类型和数据标准两方面的发展现状和有待解决的难题;总结了人工智能方法在材料关键基础问题中的应用。从高通量可视化计算方法、材料多类型数据库和可视化机器学习框架三方面重点证述了自主开发的多尺度集成可视化的高通量自动计算和数据管理智能平台ALKEMIE。展望了材料基因工程未来的发展趋势。 展开更多

关键词 材料基因工程(MGE) 高通量计算 材料数据库 机器学习 智算平台

在线阅读 下载PDF 职称材料

广义多项式混沌框架下软件可靠性增长模型的数值解法

3

作者 杨晓艺 兰雨晴 张越 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第6期1656-1665,共10页

随着软件系统质量的提高,用户对软件系统可靠性的需求增加。由于软件系统复杂,加之运行环境中含有不确定性,研究人员较难获取精确的软件可靠性估计。基于非齐次泊松过程(NHPP)的软件可靠性模型可将运行环境中的不确定性纳入软件可靠性... 随着软件系统质量的提高,用户对软件系统可靠性的需求增加。由于软件系统复杂,加之运行环境中含有不确定性,研究人员较难获取精确的软件可靠性估计。基于非齐次泊松过程(NHPP)的软件可靠性模型可将运行环境中的不确定性纳入软件可靠性评估。将环境中的不确定性量化,提出了基于NHPP及广义多项式混沌框架的可靠性模型数值解法,将软件测试环境的不确定性的影响纳入考虑,以完成软件可靠性评估。在量化环境中不确定性的前提下,拟通过分析输入参数状态及分布形式,给出统一广义多项式混沌框架求解常微分方程数值解。为验证上述方法的性能,将三个基于不同的故障检测率的软件可靠性模型的传统解法作为对照,用系列常用统计指标来给出面向不同模型数值求解的表现。结果表明,该数值解法的表现可与三个经典模型解析解的结果媲美。同时,该数值解法能够快速获得模型结果,降低了模型本身的要求,为软件质量保障领域提供了一种高效且实用的分析工具,有较好的推广价值。 展开更多

关键词 可靠性 故障检测率 广义多项式混沌 非齐次泊松过程(NHPP)

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用混合MTJ/CMOS和SABL结构的密码算法电路设计

4

作者 王晨旭 闫涛 +4 位作者 宫月红 罗敏 曾琅 张德明 徐天亮 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期72-78,共7页

为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm,LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction,MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table,LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier... 为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm,LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction,MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table,LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier based logic,SABL)元件配合可以实现完整的PRESENT-80加密算法电路。设计将MTJ器件引入防护电路设计中,进而提出了一种基于混合MTJ/CMOS结构的双轨查找表(Look-up table,LUT)电路结构。首先,基于40 nm CMOS工艺库和MTJ器件仿真模型,使用新提出的双轨查找表结构设计了加密算法电路工作过程中所需要的关键S-box电路并通过了仿真验证。然后,利用该电路和敏感放大器逻辑元件电路结构组合设计了PRESENT-80密码算法的完整电路。最后对所设计的电路模型进行了相关性功耗分析攻击(CPA)攻击,同时为了方便进行对比研究,还对使用传统CMOS单轨和SABL双轨结构实现的PRESENT-80加密算法电路模型进行了相同条件下的仿真和功耗分析研究。对比仿真结果表明,基于新结构实现的电路具有良好的抗功耗攻击性能,能够抵御10000条功耗迹下的CPA攻击,同时新结构的电路在工作时的平均功耗要明显低于经典的SABL电路。 展开更多

关键词 MTJ SABL PRESENT 低功耗 抗CPA攻击

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于卫星云图的大区域云层预测方法 被引量：3

5

作者 顾轶 韩潮 +2 位作者 刘建勋 刘升刚 邢炜 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期165-173,共9页

云层覆盖是影响对地观测卫星成像的一个重要问题,如果遥感图像中云层比例太高,或者特定目标不可见,则遥感图像就会失效。对地观测卫星能够根据云层预测信息,在多个观测目标之间进行选择。面向对地观测卫星任务规划的应用,设计了大区域... 云层覆盖是影响对地观测卫星成像的一个重要问题,如果遥感图像中云层比例太高,或者特定目标不可见,则遥感图像就会失效。对地观测卫星能够根据云层预测信息,在多个观测目标之间进行选择。面向对地观测卫星任务规划的应用,设计了大区域范围的短期云层预测方法,首先通过光流法获取云运动矢量,然后依据云运动矢量外推获得预测的云层图像,同时引入拉普拉斯算子刻画云层运动过程中的扩散现象,利用风云二号卫星的真实云图序列数据,通过神经网络的反向传播算法优化扩散因子,以提升云层预测的效果。通过对结果进行分析,引入的拉普拉斯算子方法能够提高云层预测的精度,80%分位数的云层覆盖率误差约为11.7%,该精度的云层预测可以用于指导对地观测卫星任务规划。 展开更多

关键词 云层预测 卫星云图 大区域 光流法 拉普拉斯算子

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于深度学习训练加速的自适应框架设计 被引量：2

6

作者 范涛 樊平 成元庆 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期974-982,共9页

用FPGA加速深度学习算法的训练过程通常需要较长的开发周期和丰富的硬件设计经验.为了应对这一挑战,设计了一种基于自适应模板技术的深度学习算法训练加速框架,在应用规模、并行调度策略、资源使用和功能扩展上进行了深入的研究并提出... 用FPGA加速深度学习算法的训练过程通常需要较长的开发周期和丰富的硬件设计经验.为了应对这一挑战,设计了一种基于自适应模板技术的深度学习算法训练加速框架,在应用规模、并行调度策略、资源使用和功能扩展上进行了深入的研究并提出了相应的优化策略.采用CPU-FPGA异构加速模板技术,提出了自适应的上层模型编译框架实现与不同硬件加速资源的适配.这种基于定制模板的软硬件协同设计可以很好地适配不同的FPGA芯片并支持算法的快速迭代.用图神经网络算法数据进行加速对比实验,实现了与CPU相比7~41倍的速度提升. 展开更多

关键词 深度学习 图神经网络 异构加速器 现场可编程门阵列

在线阅读 下载PDF 职称材料

自旋太赫兹源发展及其在生物医学的应用前景分析 被引量：1

7

作者 杨晴 田祺云 +9 位作者 李竞 聂天晓 王海宇 寻璐璐 黄炎 张帆 许涌 温良恭 吴晓君 赵巍胜 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期948-962,共15页

太赫兹(terahertz,THz)辐射的光子能量极低,不会对分子、晶格造成有害的电离,且生物大分子的振动和转动频率均在THz波段,因而THz在生物医学上的应用引起了广泛的关注。然而,目前的商用THz源无法兼顾室温工作、低成本、小型化等生物医学... 太赫兹(terahertz,THz)辐射的光子能量极低,不会对分子、晶格造成有害的电离,且生物大分子的振动和转动频率均在THz波段,因而THz在生物医学上的应用引起了广泛的关注。然而,目前的商用THz源无法兼顾室温工作、低成本、小型化等生物医学应用方面的需求。自旋THz源辐射效率高,可实现THz偏振调谐,有望打破生物医学领域的应用瓶颈。为系统全面地对自旋THz源的发射机理和调控方式进行研究,并对THz源在生物医学方面的应用展开分析,从光电流的来源入手梳理了THz产生机制并总结了其发射机理。根据生物医学的应用需求,分别从材料、生长条件等角度分析了多种自旋材料中的THz发射优化方式,揭示了THz发射与材料性质、外界环境等因素的依赖关系,探究了自旋THz源的优势和调控手段。结合生物医学检测的需求与特点,以铁磁/非铁磁金属异质结和铁磁/拓扑绝缘体异质结两种发射源为例介绍了自旋THz源在生物医学领域的初步探索,并对其未来的应用前景和发展方向做出展望。 展开更多

关键词 太赫兹(THz)源 自旋THz 生物医学 THz发射机理 自旋材料 应用

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于压控自旋轨道矩磁性随机存储器的存内计算全加器设计

8

作者 刘晓 刘迪军 +2 位作者 张有光 罗力川 康旺 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期3228-3233,共6页

随着互补金属氧化物半导体技术的特征尺寸的不断缩小,其面临的静态功耗问题缩越来越突出。自旋磁随机存储器(MRAM)由于其非易失性、高速读写能力、高集成密度和CMOS兼容性等良好特性,受到了学术界的广泛关注和研究。该文采用电压调控的... 随着互补金属氧化物半导体技术的特征尺寸的不断缩小,其面临的静态功耗问题缩越来越突出。自旋磁随机存储器(MRAM)由于其非易失性、高速读写能力、高集成密度和CMOS兼容性等良好特性,受到了学术界的广泛关注和研究。该文采用电压调控的自旋轨道矩随机存储器设计了一个存内计算可重构逻辑阵列,能够实现全部布尔逻辑功能和高度并行计算。在此基础上设计了存内计算全加器并在40 nm工艺下进行了仿真验证。结果表明,与当前先进研究相比,该文提出的全加器具有更高的并行度,能够实现更快的计算速度(约1.11 ns/bit)和更低的计算功耗(约5.07 fJ/bit)。 展开更多

关键词 全加器 存内计算 自旋轨道距 磁隧道结 可重构

在线阅读 下载PDF 职称材料

声表面波辅助亚铁磁CoTb薄膜中磁畴壁移动

9

作者 郑文慧 边肖南 +6 位作者 蔺涛 曹洋 苏丹 孙一铭 杨德政 阎照文 雷娜 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期737-742,761,共7页

利用电压产生的动态应力———声表面波调控材料磁性,具有高效率、低功耗和长传输距离等优点,近年来成为自旋电子学领域研究的热点。亚铁磁材料因其较快的磁畴壁移动速率而深受关注,因此,探究声表面波辅助作用下亚铁磁体系中磁畴壁的移... 利用电压产生的动态应力———声表面波调控材料磁性,具有高效率、低功耗和长传输距离等优点,近年来成为自旋电子学领域研究的热点。亚铁磁材料因其较快的磁畴壁移动速率而深受关注,因此,探究声表面波辅助作用下亚铁磁体系中磁畴壁的移动,对磁存储、磁逻辑等自旋电子器件的研究具有重要意义。以具有垂直磁各向异性的亚铁磁CoTb薄膜作为研究材料体系,制备出声表面波与亚铁磁材料的耦合器件,研究了声表面波对CoTb薄膜矫顽场以及磁畴壁移动的调控效应。实验表明,在声表面波的辅助作用下CoTb薄膜的矫顽场减小了10%。经分析确认,磁畴成核场及磁畴壁传播场的减弱是矫顽场减小的主要原因。此外,利用磁光克尔显微镜观测磁畴壁移动,发现在声表面波的辅助下磁畴壁移动速率提高了约76%,达到3683μm/s。在亚铁磁材料体系中成功实现声表面波辅助磁畴壁的快速移动,为未来低功耗自旋电子器件发展开辟了新的路径。 展开更多

关键词 声表面波 亚铁磁 CoTb薄膜 矫顽场 磁畴壁移动

在线阅读 下载PDF 职称材料

存内计算芯片研究进展及应用 被引量：6

10

作者 郭昕婕 王光燿 王绍迪 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1888-1898,共11页

随着数据快速增长,冯诺依曼架构内存墙成为计算性能进一步提升的关键瓶颈。新型存算一体架构(包括存内计算(IMC)架构与近存计算(NMC)架构),有望打破冯诺依曼架构瓶颈,大幅提高算力和能效。该文介绍了存算一体芯片的发展历程、研究现状... 随着数据快速增长,冯诺依曼架构内存墙成为计算性能进一步提升的关键瓶颈。新型存算一体架构(包括存内计算(IMC)架构与近存计算(NMC)架构),有望打破冯诺依曼架构瓶颈,大幅提高算力和能效。该文介绍了存算一体芯片的发展历程、研究现状以及基于各类存储器介质(如传统存储器DRAM,SRAM和Flash和新型非易失性存储器ReRAM,PCM,MRAM,FeFET等)的存内计算基本原理、优势与面临的问题。然后,以知存科技WTM2101量产芯片为例,重点介绍了存算一体芯片的电路结构与应用现状。最后,分析了存算一体芯片未来的发展前景与面临的挑战。 展开更多

关键词 存算一体 存储墙 功耗墙 存内计算 近存计算 冯诺依曼架构瓶颈

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超快自旋电子学太赫兹发射源的研究与应用

11

作者 孙芸 张帆 +17 位作者 王航天 白中扬 孙统 彭静宜 张盈 刘永山 王梓力 李竞 高凡 赵兴科 谢魏然 田祺云 张婕 许涌 张慧 温良恭 聂天晓 赵巍胜 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2854-2873,共20页

太赫兹科学技术在生物传感、显微成像、无线通信、无损检测等领域展现出了巨大的研究潜力和应用价值.然而,目前制约太赫兹技术快速发展的瓶颈之一在于缺乏高效率、高集成度、低功耗以及易调制的太赫兹发射源器件.自旋太赫兹源基于铁磁层... 太赫兹科学技术在生物传感、显微成像、无线通信、无损检测等领域展现出了巨大的研究潜力和应用价值.然而,目前制约太赫兹技术快速发展的瓶颈之一在于缺乏高效率、高集成度、低功耗以及易调制的太赫兹发射源器件.自旋太赫兹源基于铁磁层/非磁层异质结体系中的超快自旋-电荷转换产生太赫兹辐射,具有宽频带、低成本、易加工、高场强等优势,近年来吸引了许多国内外学者的研究兴趣.本文首先对基于超快自旋动力学的太赫兹发射机理进行了简要介绍,分析并综述了其效率调控与优化的可行方案;并进一步针对自旋太赫兹的新型发射机理及研究应用前景进行了重点分析,新型发射包括基于不同手性及偏振态自旋太赫兹的发射及基于新材料体系的自旋太赫兹发射源探索,应用前景包括自旋太赫兹光谱技术、自旋太赫兹成像技术及自旋太赫兹发射-调控一体化技术等;最后总结全文,并对未来基于超快自旋电子学太赫兹发射源的改善、探索及应用,以及基于太赫兹电磁脉冲研究自旋电子学的微观机理做出了展望. 展开更多

关键词 太赫兹发射 自旋电子学 超快自旋动力学 自旋太赫兹发射源 太赫兹发射-调控一体化 太赫兹通信

在线阅读 下载PDF 职称材料

自旋波电子学研究进展

12

作者 盛路通 陈济雷 于海明 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期939-947,共9页

近年来,传统的半导体工艺遭遇瓶颈,摩尔定律逐渐失效,亟需寻找下一代新型电子元器件。伴随着自旋波电子学的蓬勃发展,电子自旋作为一种信息传输的媒介引起了人们的广泛关注。自旋波是电子自旋的集体进动模式,是磁振子的宏观体现。自旋... 近年来,传统的半导体工艺遭遇瓶颈,摩尔定律逐渐失效,亟需寻找下一代新型电子元器件。伴随着自旋波电子学的蓬勃发展,电子自旋作为一种信息传输的媒介引起了人们的广泛关注。自旋波是电子自旋的集体进动模式,是磁振子的宏观体现。自旋波电子学旨在利用自旋波的特性实现低功耗的信息器件制备,为下一代电子元器件的发展和应用提供可靠的理论基础和技术路线。自旋波电子学包含十分丰富的物理学知识和现象,自旋波本身可以被限制和引导,也可以被放大。根据激发方式的不同,自旋波也可以产生不同程度的相干性。聚焦于相干自旋波,着重介绍了自旋波电子学近年来的研究进展,包括磁振子晶体、自旋波与电流的相互转换、交换自旋波的激发和探测、基于自旋波的多体系耦合和基于自旋波的逻辑计算器件等,并对自旋波电子学的发展方向做出了展望。 展开更多

关键词 自旋波电子学 自旋波 磁振子 逻辑器件 磁振子晶体

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞秒脉冲激光诱导超快自旋动力学研究进展

13

作者 张伟 张晓强 +3 位作者 刘永山 姜芸青 许涌 赵巍胜 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期963-971,共9页

当前,由于自旋电子学器件的工作频率越来越高,磁性材料中超快自旋动力学的研究已经成为凝聚态物理领域的一大研究热点。同时,飞秒脉冲激光泵浦磁性材料导致的超快自旋动力学现象蕴含丰富的物理内涵,涉及到电子、声子和自旋在非平衡态下... 当前,由于自旋电子学器件的工作频率越来越高,磁性材料中超快自旋动力学的研究已经成为凝聚态物理领域的一大研究热点。同时,飞秒脉冲激光泵浦磁性材料导致的超快自旋动力学现象蕴含丰富的物理内涵,涉及到电子、声子和自旋在非平衡态下的量子多体相互作用等基本问题,从而开辟了磁学研究的一个新方向——飞秒磁学。基于此,系统综述了飞秒脉冲激光诱导超快自旋动力学的发展历程、实验装置、理论和实验研究的重要进展以及磁光领域的重要应用——全光学磁矩翻转效应。通过系统综述相关研究结果,发现要想更准确、更深入地研究超快自旋动力学的微观机制,还需要建立超越唯象的研究模型,发展更直接的描述方法,从而寻找具有高热稳定性、高自旋极化率、低功耗和高速存储等优点的新材料,以期设计出具有超低能耗、超快响应的新型自旋电子学器件。 展开更多

关键词 磁性材料 自旋动力学 全光学磁矩翻转 磁阻尼 飞秒脉冲激光

在线阅读 下载PDF 职称材料

抗辐照MRAM研究进展

14

作者 孙杰杰 王超 +5 位作者 李嘉威 姜传鹏 曹凯华 施辉 张有光 赵巍胜 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期174-195,共22页

新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发... 新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发展历程、技术变革及应用情况,列举了近年成熟的MRAM产品,对不同的代际MRAM的优缺点进行了剖析;对MRAM核心存储单元——磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)和外围基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的读写电路的辐射效应分别进行了探讨;总结了近年来MRAM抗辐照加固设计方面的最新成果;对抗辐照MRAM在航空航天领域甚至核能领域的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 磁性随机存储器 磁隧道结 辐照 电离总剂量 单粒子效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向自旋存内计算架构的图算法优化设计

15

作者 王雪岩 陈序航 +3 位作者 贾小涛 杨建磊 屈钢 赵巍胜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期3193-3199,共7页

图计算广泛应用于社交网络分析、推荐系统等诸多关键领域,然而,传统的大规模图计算系统面临冯诺依曼架构下访存带来的性能瓶颈。新型存内计算架构成为加速大规模图计算非常有前景的方案,尤其是非易失自旋磁存储器(MRAM)具备超高耐擦写... 图计算广泛应用于社交网络分析、推荐系统等诸多关键领域,然而,传统的大规模图计算系统面临冯诺依曼架构下访存带来的性能瓶颈。新型存内计算架构成为加速大规模图计算非常有前景的方案,尤其是非易失自旋磁存储器(MRAM)具备超高耐擦写性和超快写入等优点,可使图计算的存内实现更为高效。实现这种潜力的关键挑战之一是如何优化存内计算架构下的图算法设计。该文的前期工作表明,三角形计数算法和图连通分量计算算法可以通过按位运算实现,从而高效地部署在自旋存内处理核中加速。该文探索了更多图算法的优化实现,例如单源最短路径、K-core、链路预测,并提出了面向新型存内计算架构的图算法优化设计模型。该研究对于突破冯诺依曼架构下大规模图计算的内存访问瓶颈具有关键意义。 展开更多

关键词 图计算 存内计算架构 位逻辑运算 自旋磁存储器

在线阅读 下载PDF 职称材料