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半导体器件基础
2024 年 秋学期
陈佰乐
半导体器件 - EE120 简评
我会比较客观地评价这门课的课程质量，给分水平，考核难度，作业用时等等方面。
免责说明：“你不能只在拿到 A 的情况下，才觉得这门课是一门好课。”--- 我也深谙这个道理
数字集成电路I
2024 年 秋学期
李娟 寇煦丰
数字集成电路课程评价 课程质量: 4.5 星 作业用时: emmm 好像没有作业，除了大 proj 考核难度：期中考试：4 星，期末考试：3.5 星 给分情况：貌似非常好？...
半导体器件 - EE120 简评
我会比较客观地评价这门课的课程质量，给分水平，考核难度，作业用时等等方面。
免责说明：“你不能只在拿到 A 的情况下，才觉得这门课是一门好课。”--- 我也深谙这个道理
况且本人水平有限，可能在半导体器件这个领域没有非常深的造诣，假设通过最后给出的成绩来判断这门课的学习状态，那本人的水平不足以战胜那些前百分之三十拿到 A 及 A - 的同学们，也某种程度上没有资格对这门高阶难度的课程评头论足，我仅作为一个可能平时中规中矩上课，作业认真完成，project 认真对待，一个普通地不能再普通地一位学生地视角来看待这门课。
整体评价：
课程质量：3.5 (min=3，max=4) 星；
考核难度：作业：4.5-5 星，proj：5 星 +/ 满分 5；考试难度：4 星 （免责：考的相对简单与能拿到一个相对不错的分数不是正相关）
作业概况：1 个大 proj，为期 1-2week；8-9 次作业，一次 drop off，大多是最后一次，但是 hw9 极有可能因为各种考试或 proj，常常被放弃，也是相对比较低地一次分（免责：不排除一些比较优秀刻苦的同学们认真对待作业）
作业用时：本人，每周～=2.5 天，不算上课或者是网课地学习时间（免责：不排除一些同学比较有天赋，效率较高）
proj 用时：本人而言，从你开始的那一刻起到最后结束 check 的整日，(三人一队，用时>=5-6 “整” 天)
给分情况：强制 curve30%，缓考同学剔除在分母之外，会有少部分大四缓考哥 / 姐
较为详细地阐述： 课程质量：由于本人学的不是很好，只能大致讲一下。期中之前，讲的半导体器件的底层原理，例如物理中的晶格，量子力学，薛定谔方程，一到三维深陷井，能带分布，载流子输运模式分析，Generation&Recombination 电子复合速率等等；期中到期末之后，由器件为主，例如 PN 结大致的能带图，一些简略的 I-V 曲线介绍，Schottky Diode 肖特基二极管；BJT 的浓度分布以及基本原理；MOSCAP&MOSFET: 这部分期末考试没有涉及到，本人也只是按着 ppt 以及 hw 按部就班地学习。
另外需要提出疑问的一点是，相对于其他大学的一些半导体器件课程，包括一些非常优秀如清北复交和一些 985，211 大学，对比下来，这门课更像是量子力学前半部分 + 固体物理前半部分 + 半导体器件精简版 + 半导体物理及其应用和特性的浅学，其他大学可能花 2-3，甚至 4 门课学习的一些课程，有一些是划分到物理学院中的选修课，如固体物理以及量子力学类似的。导致我这门课回想起来，真的只是非常机械化地记了一些结论，可能有一些如何背诵这些公式的小理解，但是我整体不知道如何一个器件是如何从 0 到有，如何判断这个器件的好坏，或是很多特性相关的知识。这一部分也可能是因为陈 bl 老师是中科大物理系出身，做的方向本身就是物理偏 EE，但是对我来说会非常不适应通过大量数学公式推导，以及在作业中用大量数学工具作出可能类似正确的结果，并且几乎是上课内容与作业以及 proj 脱节度比较非常大，本人体验不能称作好。
另外提及，这门课难度考核量巨大，期中一面 A4cheatsheet，期末一页 A4cheatsheet，对于像我一样无法快速推导结论的同学，需要比较注意 cheatsheet 的字体大小以及整理规划，确保一些重难知识点在 cheatsheet 上。 又另外提及，这门课有网课，相对而言在我这儿是加分项，许多人发现网课的质量略好，但是有很多与上课讲的内容不符，或者与上课知识点重合度非常低的一些章节，建议搭配作业食用；但某种意义上说，只能通过网课来学习，也能说明上课的质量或是认可度不高，这也是我给这门课打 min=3，max=4 的原因。
考核难度 & 作业概况 & 作业用时 & proj 概况
平时 HW：（所有分析建立在没有前几届的答案的情况下，如您有幸要到了一份非常优秀的答案，请自动忽略此条。ps. HW 都一样） 之前也提及到，总共 8-9 次作业，如果是 9 次，那大概率取前八次作业，但是很大一部分人第九次作业都不是很理想，因为和半导体的 proj 是并行进行的，需要合理分配时间，舍弃一次 HW 是极其正确的。HW 几乎每一次作业一定会用到 Matlab 作图，或是相关的求解方式，并且往往一眼看不出答案，需要经过 “相对复杂” 的 matlab 语法以及计算，甚至有几次需要辗转反侧，翻来覆去你的代码和图像，能够作出一个貌似正确的答案。另外，相信大家也都会默认的，use AI like chatgpt...... 等工具，这些答案具有思路上的参考作用，但面对这些较为困难的题目，可能你问 100 次都很难得到一个较为正确的答案，唯一有用的是你会知道貌似课上讲或者没讲过的一些公式，并且跟着 gpt 的思路和公式一步步纠错，最后用浅薄的知识对照上课的内容，能得到一个比较不错的答案。ps. 我不认为有人能够以一遍就能学会的速度快速秒杀这些题目，常常我会被几道题恶心长达以天为单位。(免责：本人水平和认知有限)
ps. 大家可以期待作业答案在期中前一个礼拜，或是期末之前都基本不公布不讲解的最差情况。
考试难度：相对而言，我认为考试相比你第一次遇到作业，观感肯定没有那么差，但是我保留一个观点，考核相对不是非常难不代表你能做的好。陈 bl 老师上课提到，助教批的较松的部分，假设你错了，他都 “大手一挥”，直接扣 15，扣 30 分。 notice** 这门课今年为了杜绝同学们对期中或是期末考试成绩有意见，选择不公布所有的考试成绩，包括期中期末 project (project 可以 pre 完偷偷下去的时候看到分数)。
故，我认为有很多人会和我一样，有一种知道自己可能考的相对中规中矩，但是死不瞑目的感觉。(中规中矩：指每道题都有解题思路和相关知识点串联，作出一个答案，并且自认为是能力范围内的最优解)，但考试就是考试，评分标准掌握在老师手里，况且学生们没有机会接触评分标准，考试答案，甚至是自己的考卷本身，和分数数值。
来到了我总算可以正大光明 diss 的部分，“逆天” 的 project： project 的概况，复现 IEEE 顶刊的前几页，用仿真软件 silvaco 作出和 IEEE 论文一样的图像或者结果，通常为：雪崩二极管，光电二极管，3-5 族半导体相关的器件。这门课绝对会硬控所有想做 proj 的三位队友同学，可能也是因为我们选择了第二简单的 project，相对而言最简单的那个 project 貌似还行。仅针对我们组，我们对 project 的理解是，你会浪费巨量的时间在如何使用这个仿真软件的语法上，教程仅仅只有几本纸质 pdf 教材，唐龙古和官方的几个 example，如果需要找语法单词，只能在几千页的 pdf 手册里 ctrl-f，一个个 check，完全无头绪的乱试。最后我们花费了 >=2 天弄懂了基本的语法，>=2 天花费在各种语法调参上，这门课是几乎不可能做到根据 IEEE 原文章材料，在前几遍作出一模一样的图像，你需要不断改变某些论文中未提及到的变量和参数，并且完全无人会给你提示，你需要通过各种渠道发掘以及知道这个语法背后的含义，例如一些诡异的 model，诡异的材料定义，诡异的调整材料的某些偏方特性参数，并且在你浑天黑夜尝试了无数次之后，都不知道怎么能够调出来之后，会陷入深深的怀疑，然后开始魔改图像，意识到你需要调整各种论文里的材料来达到图像中的各种特性曲线。（如何魔改也是一门技巧）
最后的结果是，我知道我的 project 分数非常高，接近满分，但是这依然不影响我认为这门课的 project，十分十分不合理。在我看来，我除了会识别几个变量，知道变大变小怎么调整之外，与课程内容及其脱离，由于 project 都是陈 bl 老师组里做的相似方向，难免会夹带一点私活，但是请配备给同学们一个相对能看的教程，我们体验真的很差。
给分情况： 从结果上来看，本人没有资格评论，陈老师说过，如果你认为你是 A，那你拿 B + 是正常的，假设你是 B+，那你拿 B - 是正常的。同学们都大三了，也不用太 care gpa 这种事情，给多给少都没有太大影响，所以给的低一点也无所谓。像我中科大的时候，大一的时候绩点也不好，觉得自己怎么努力怎么绩点就是不太高，大二的时候就猛猛卷，卷到了 3.7 左右，但是发现之后怎么也卷不上去了，我相信大家也是和我类似的想法，可能绩点 gpa 这种东西唯一有用的就是对于保研线边缘的同学而言，还是有点用的，所以.....）-- 请自行补充。
首先自我批评，本人能力和天赋有限，不足支撑我拿到一个比较高的分数，即使我真的试图想认真学会这门课，老老实实写作业，做 project，以及上课和网课内容都有覆盖过，我也不认为，一：我配得上这个成绩；二：这门课有很多我印象非常深刻的知识点；三：这门课我十分有收获 (例如 project 做出了一个很伟大的项目)；四：这门课给分很好。[未避免认错，前四点都是反话，请勿识别错误]
这门课在期中之后，萌生了非常多想通过缓考来避免出成绩的同学，想必也是听到了半导体给分差的风声，与其在这耗着，不如另寻其路。不得不说，虽然我可能不会选择这样做，但是这确实是报了这门课的最优解，选择晚一年出成绩，在知道自己 “一定” 考不好的情况下。ps.(今年 3+1，完全有理由，通过 “在考试后一个礼拜及以上的起飞的机票” 拿到缓考的资格)
总而言之，这称不上是一个给分好的课，甚至可以认为是我目前 EE 开头的课里，能称上 top 不友善的一门课 (可能会有之一，但我高阶课没有学的那么多，故带 “之一”)。
大的总而言之，我能感受到，这门课陈 bl 教授的科研水平是过关的，其教学内容的态度也是过关的，不存在偷懒摸鱼的情况，严格按照评分标准和教学大纲来进行教学，从其手推公式，和各种现推能推断出来。但我相信，对于我而言的绝大多数同学，体验非常糟糕 (非常抱歉，我不得不用 “糟糕” 这个词语)。由于今年评教假设不评，会晚两天出成绩，我担心会错过 argue 的时间，结果发现根本没机会在这门课上 argue，所有信息都不透明，由于可能老师害怕像前几届的同学因为分数低在闹事，有消息称，前几届的考试平均分在 40 分 - 45 分左右 (如不准确，请谅解)。故我给出的综合评分和我的评教一样，3 星 / 5 星满分，勉强合格，一是老师态度相对认真，花费时间制作了网课，二是老师水平过关，不存在自己不懂乱教的情况。不过缺点实在是...，可翻前几十行，无精力赘述。我甚至会阴谋论地想，这门课在过程上恶心我，在结果上恶心我，而且我从头到尾啥分数和答案都不知道，(故 / 因) 我给了个差评，像是 black box，抽彩票式地给你一个结果，我相对而言，不是那么接受这个过程。（仅仅谈论这门课在过程上的 terrible，尽可能不以主观情绪为导向，无脑喷这门课，“你不能只在拿到 A 的情况下，才觉得这门课是一门好课。”）
再最后提一嘴，假设我是一个中规中矩的 EE 学生，且我希望能通过大三的努力，争取到保研的机会，选择半导体这个看上去非常 charming 的方向，但是最后会发现，往往你付出了大量的时间，且没做出来什么成果，反而因此框框掉绩点，你们会如何评价这门课程，我会非常同情类似的同学。(虽然本人不处于这个区间段，但是 emmm，没有对比就没有伤害) 这不是正与陈老师说的，“只有那些保研线边缘的同学才需要卷一卷” 呼应上了吗。
建议：课程上，等价于外校三到四门课的杂糅，物院甚至都为选修，是否物理底层理解层面偏向度大于器件应用层面，是否有更好的解决办法？
建议：同学们，分档次来推荐（虽然很现实，但是非常抱歉只能按照 gpa 来分）
top 档：无所谓，随便学 中上档：请你做好 50-50 可能掉到 B + 的准备，甚至更差，除非你不 care 绩点，对专业方向很感兴趣，且自己有自信能够卷到自己能够接受的水平，and 能够接受以付出大量精力为代价，可能取得也可能取得不到好成绩的 trade-off，请鼓起勇气，大胆选择这门课程，你会在上完这门课后对 EE 专业课课程的 complexity 祛魅，挖掘自己心灵深处的那点仅存的光，适当的打击也是非常必要的。 中坚力量：同中上档次的同学，但前提是千万不要因小失大，摆大烂，即使会硬控你一学期。 中下档次：默认为保研线边缘选手，请一定三思，很多课性价比都比这门课要高许多许多，gpa 就是王道，请务必多加考虑，谨慎选修 "三" 选 "二"。 最后一个档次：emmm，可能本人了解较少，望更多同学提供相关经验
祝这门课办的越来越好。
数字集成电路课程评价 课程质量: 4.5 星 作业用时: emmm 好像没有作业，除了大 proj 考核难度：期中考试：4 星，期末考试：3.5 星 给分情况：貌似非常好？... 在前几天刚做完 proj，以一个亲历者比较粗略地阐述这门课的大致情况，尽可能地保持客观。
老师是寇老师，最年轻的双一流学校副院长，主攻方向是半导体的器件层面，但是来教这门数字集成电路，事实也证明在期中之前，确实介绍了非常多底层的器件的知识。
就课程内容上来说，寇老师也说了，这是一门介绍型的课程，像是之后如果要从事这一方向，目前数集 I 的本科生内容大体上不会在任何之后学习的内容中用到，这门课在我看来可能就是听讲座式地学习知识，由于平时比较懒，加上没有 HW，网课也不怎么听，就靠着每周两次的上课内容，尽可能地多听一点知识点。不过假设你不预习，像我一样，你会觉得上课实际上的速度和节奏还是非常快的，可能一节课下来，我十分勉强地能够以各种手段在上完课之前将内容理清，搞懂百分之八十九十。
回到课程内容，期中之前和半导体器件类似，不过是以应用和结论的形式告诉大家，当然肯定有推导，但是与半导体器件侧重点不一样。一些例如 I-V 曲线，vsat，sat，linear，cutoff region 等各类开关状态，static cmos 的搭建方法等。期末之后以几个经典的元器件为例，transmission gate, full-adder, adder tree, 以 timing analysis 为导向介绍了 D-Latch 和 D-FlipFlop 的 setup time, hold time 和相应功能等。
另外是考核形式，这门课以绝对分算分，期中期末各 30%，proj 40%- 做完即满分，以及相应的 bonus point，邮件发送上课思考题以及上课回答相应问题会得到每个 0.5 分的绝对分加分，proj 最高 bonus 分是 15 分绝对分，是实现各类功能的。据老师所说，期中平均 65 分，期末平均 75 分。假设我是一个中规中矩的学生，650.3+750.3+1000.4=82 分，邮件和上课回答问题，每一个人都能够东拼西凑回答 6 个问题，无论是课上课后，得到绝对分 0.56=3 分，假设我是一个平均水平的同学，我能拿到 85 分的基础分，等价于 A - 的基准线。
另外非常不同的是，这门课假设你期中考到了 80 分及以上，能够给同学们出期末题，并且自己不用考期末考试，期末成绩换算成出题质量给分，由考试给出，平均分为 80 左右。这也是 emmm 非常有利有弊的一种考核方式吧。我期中是差了 1-2 分，但假设我能出题，由于时间和学习各种问题，可能我也不会选择。但是假设期中考到了 80 分，我大可之后一节课不听，非常浅层次的学习之后混一个不错的分。 并且今年在期末复习时，给出的是同学们设计的期末卷，只能说答案和思路，一些同学为了出的新颖拿高分，十分不契合上课内容，并且期末卷子在我和一些同学们做的时候，认为真的是漏洞百出，我像是以一个纠错的角度在做这些期末卷子， 并且我比较觉得相对而言，你帮忙纠错完这些卷子后肯定是比单纯出卷和给出所谓的答案理解要深一点。（不喜勿喷，这是我们很多同学一直得出的结论）
最后是期末大 proj，今年的考核根据助教所说，有一定挑战性。期中之前是 DSP：实现某芯片内部类似的加减乘除计算功能，后半部分是 SPI，有关寄存器，RAM 和收发数据功能。
由于我和我的队友这学期末异常地忙，各当了两门专业课的 TA，且我还在刚考完试后去了 3+1 交换，幸好期中跟着进度把前半部分的的 DSP 做完了，只剩后半部分的 SPI 部分。我们开始讨论 proj 是我上飞机前十几个小时前，正式开始做 SPI 部分是 proj ddl 前 3-4 天，此时人在外国，还有时差的问题。
这门课的 proj 考核方式略微与上课是有一些割裂的，像提及到的改变 size，和一些优化手段在我这儿的 proj，改变不大，也不是一个很好完成并且拿到分数的最优选择。光画一个基础元器件的 layout 就会给自己上很大的压力，经常头痛欲裂在那儿 debug (ps.EDA 都能自动生成但是不让用) 这门课相当于让我自己变成人体 EDA 优化芯片布局，proj workload 我会给到：不紧不慢地做 1week+1week，比较赶时间的做：5days+5days，我和我的队友在期末部分，通了两次宵，总共没睡几个小时 (我是两天就睡了一下午......) 在第二天把前仿搭完，第三天非常狗屎运地把后仿搭完并通过，第 3.5 天实现了三分之二的 bonus 分数 (队友分不够求捞）。 只能说在你不睡觉的情况下，且运气非常好，你能在 3.5 天内非常困难地将这个 proj 做完，包括 bonus，但是本人 proj 体验极其差，workload 太大，仅仅实现基本功能就枉费了不少时间，无法再想其他的事情，我和我的队友由于期末琐事，实在无法腾出更多的时间来做这个 proj，这门课的 proj 瞬时强度我认为是本科生之最，范围信院，有生之年不想再体验老大的一句话：“你有见过凌晨四点半的洛杉矶吗”。
虽然有一些主观上的情绪输出，但是这门课相对而言，也是一个 trade-off，你如果能够花大量时间在 proj 上，那你一定能拿一个好分，且会学到很多东西，假设你有很多课程和考试或者一些学院里的事情，那期末你非常非常需要合理安排时间，并且需要做好充足的准备，与自己以及 proj 和解。
ps：纯个人理解，如有雷同和不满，也没啥问题，由于听说这可能是寇老师最后一届带数字集成电路 I 这门课，后面会由新加盟 skd 的一位老师来上这门课，也许不会是这届，就是下一届。所以之后几届不一定能够有如此 “独具一格”，并且让人 “印象深刻” 的课程体验，但也不排除会进行一定的改革和优化。
请忽视下面那个看似恐怖的作业时长，因为我也不知道怎么填，后解释…
选课情况： 选这门课的时候我是大二，第二周过后班里应该有约 25 位同学选课，其中有 4 位大二的同学 (如果没有记错的话)，大三是主要选择人群，也有 4-5 位大四的同学来选这课。
课程概览： 这门课主要的内容是讲解，基于半导体器件例如 MOSFET，BJT，IGBT，晶闸管等，的拓扑结构，通过高频率的开关元器件，达到稳态状态下分析电路的一些特性，从而实现 dc-dc，dc-ac 逆变，ac-dc 整流的一些功能。
考核方式： 40 作业：三次 30 两次期中 20 project：期末 10 quiz：1-2 周一次，总数：随机
老师： 在 24 年，由于信导课的电路部分被削减，王 hy 老师来电力电子课上客串了半个学期，所以这一年比较特殊，以前一直是傅老师一人上课，今年 1-3 周，以及期末的 part 是傅老师上，王老师负责 4 周之后，一直到临近期末最后一 part 的部分。
课程质量： 这门课的课件是由傅老师亲手制作，据他所说，ppt 上电路图都是自己一个个画的，将近 1000 页的总 ppt，质量非常非常高，过程和讲解都十分详尽，如果是傅老师讲解，基本不会有非常难的不理解的知识点。
另外，b 站和 mooc 平台都有电力电子这门课，搭配上课使用，不会花很长时间，这门课也被评为上海市优秀课程之一。有一位交大的同学听不懂他们学校的课还问我要傅老师的课件哈哈。
作业用时： 下面那一栏作业时长请无视... >8h 指的是单次作业总时长
这门课的作业仅有三次，但是占比 40%，需要认真对待，多加小心。但是好在 TA 批的时候比较宽松，不会在各种地方难为同学。
评论区有些说题目挺简单的，我认为这个题说难不难，说简单也一点不简单。每一次的作业 ddl 是两周，我身边的几位大二的同学都需要花比较长的时间高质量的完成一次作业，具体可能在 2-3 天时间左右。 主要难点：1. 题型没有遇见过，非常新颖，很多题目需要灵机一动才能想出来，我和几位同学也是在 ddl 的前两天疯狂讨论，然后加班加点讨论出一稿我们认为正确的答案。 2. 格式要求：最好使用 latex 或者可被接受的 word，手写或不工整将被扣除一定的分数，需要花一些时间将电路图，数学公式的过程导入电子版的格式，我是用 visio 和一些自带的电路元器件画电路图，latex 或者 word (摆烂了) 直接写也可以。
我写 > 8h 仅仅是针对一次 ddl 为 2 周的作业而言，作业的频次不高，题目难度差异比较大，简单题目做出来的时长应该不长，一些难题要完全克服需要时间和讨论。
ps 个人得分：每次作业扣除 5-10 分以内 (我觉得大部分同学都做的非常好，所以不要在占比最大的地方被拉开分数了）
考核难度 第一次：偏易 + 第二次：中偏难 有两次期中，第一次期中平均分约为 80，可带 cheatsheet (无限张)。如果光看 ppt 觉得没什么好复习的话就多看看作业吧。 也是说难不难，但是要做到没有失误也不简单。
第二次期中平均分应该是 70 多，还是 60 多有点不太记得了，难度和涉及的范围大于第一次期中，考场中会遇到一些古怪的电路拓扑，需要随机应变，和正确摘抄 cheatsheet 上的内容。
ps 得分情况：TA 批的比较松，我在一些一系列的计算题上有幸算出了正确的答案，得分较高。
project： 不公布成绩，期末直接亮等地了 note：看到很多同学早早的就交掉了 project，推测：balabala
另：参加电赛电源类的比赛可以直接用电赛的报告，并且获得 20 分的加分。
很不幸我参加的是控制类的电赛，只能乖乖做普通的 project 选择题目。 借鉴了一些往届的经验，对我的上手也有很大的帮助，但是也要仔细甄别。projec 用时：3 天。
吐槽，这个课程的某些缺点也是在 project 身上： 我们在反复阅读和研究题目的过程中，发现了很多矛盾的地方，需要实现的功能和指标，他们的指向性不明确，到底是这一个系统，还是负载身上，抑或是如何实现指标的方法，需要自行判断并合理做出选择。
在与 TA 沟通下来，他也认为我们找出了某个错误，他也声称是这个 proj 多年以来一直被人提问和诟病的一个点。于是我的 project 就开始了云里雾里不知道怎么实现，但是又莫名其妙实现了的一个 project。希望以后 proj 能够在题目要求上解释的更加清楚。
给分情况： 傅老师在第一周也比较明确的说了，这门课小班制，40% 的 A 率。 个人得分情况：好
给出我一位同学的典型分数： 作业两次质量不错，扣了五分到十分，一次扣的比较多，约 15-20 分？ 期中平均之上约 6 分，第二次期中平均之上 10 分，普通 project topic，质量尚可，等地 A。
有 40% 的 A - 及以上率，基本上在 EE 的课程中也非常不低了。
结语： 晚上睡不着顺便写的，这是 skd “强电” 唯一的本科生课，甚至还算不上强电，因为电力电子最近几年的应用场合扩展很多。例如王 hy 老师本科生以 PMIC (电源管理芯片) 为研究方向，从芯片方向跳到无线充电的方向，这都是电力电子的领域之一。
推测：此课是智慧能源中心开设的课，希望 EE 本科生体验和启蒙启发为主。 在后摩尔中心盛行 EE 的当下，选一门电力电子的课，可能对于不同水平的同学，都有着不小的启发作用。大二的同学也不用害怕高手云集，这门课对于大二到大四都是非常友好的。