东南大学集成电路工程考博考试自2018年启动以来,已形成以半导体物理与器件、集成电路设计与集成系统、先进制程工艺技术为核心的三维考核体系。2023年真题显示,半导体器件物理基础占比28%,集成电路系统设计占35%,先进封装与3D集成技术占22%,新兴交叉领域(如量子器件、光电子集成)占15%,体现"基础+前沿"的命题导向。
在半导体器件物理部分,2021-2023年连续五年出现非平衡载流子传输特性计算题,典型如2022年第三题要求计算MOSFET源漏极电阻比与阈值电压的关系,需结合EAG模型推导出R DS(on)/R DS(off) = (φ FB /φ FD )²的结论。器件可靠性专题中,2023年新增氢陷阱对FinFET退化的影响分析,需运用Tafel方程结合陷阱态密度分布进行失效机理阐释。
集成电路系统设计领域,2020年首次引入RISC-V指令集扩展设计题,要求设计针对边缘计算场景的定制指令模块,涉及指令格式优化、流水线停顿机制设计等。2023年新增存算一体架构设计题,给定512b×64b SRAM参数,要求设计基于AES-128算法的混合存储单元,重点考察面积-功耗-延迟的权衡能力。近三年EDA工具应用题中,Synopsys Design Compiler和Cadence Innovus的协同使用占比达67%,需掌握物理规则约束下的布局布线优化策略。
先进制程技术方向,FinFET与GAA晶体管对比分析题连续四年出现,2023年新增全环绕栅极(FET)器件迁移率与短沟道效应关系推导,要求从量子隧穿概率公式出发,结合DIBL效应解释μ n随沟道长度L的指数衰减规律。3D集成部分,2022年出现晶圆级封装(WLP)热应力计算题,给定铜 pillar 堆叠高度200μm,需运用热膨胀系数差异和泊松比计算层间剪切应力,得出σ = αΔT E[1/(1-ν)]的公式应用。
封装测试专题中,2021年首次引入晶圆级封装可靠性验证流程设计,要求制定包含热循环(-55℃~125℃)、机械应力(200g冲击)、ESD(±2000V)的三级测试方案。2023年新增晶圆键合工艺缺陷分析,需结合热压焊(Thermal Bonding)和超声焊(Ultrasonic Bonding)的机理差异,解释虚焊(Voids>5%)和断线(Break)的成因及检测方法。
备考建议方面,建议构建"三层知识体系":基础层重点掌握半导体物理(推荐陈星宇《半导体器件物理》)、器件设计(FangOX2《CMOS VLSI Design》)、系统架构(Weste《数字设计基础》);技术层需精通EDA工具链(Synopsys IC Compiler+PrimeTime,Cadence Innovus+In spectre)和工艺文件解读;前沿层应关注IEEE ISSCC、VLSI Symposium等顶会论文,重点掌握3D IC、Chiplet、GAA器件等方向。模拟训练建议采用"真题三阶训练法":2020-2022年真题用于基础诊断(占比40%),东南大学近三年实验室论文用于技术深化(占比30%),IEEE/ACM期刊论文用于创新思维培养(占比30%)。