集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)方案探究

胡靖

摘 ? ?要：集成電路是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心。當(dāng)前面對(duì)國內(nèi)外集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)，國內(nèi)集成電路專業(yè)人才缺口數(shù)量大，對(duì)集成電路人才培養(yǎng)提出了更高的期待。文章以黑龍江大學(xué)為例，通過分析集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，結(jié)合集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提出集成電路專業(yè)課程體系方案，為學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)集成電路相關(guān)課程夯實(shí)基礎(chǔ)，通過健全產(chǎn)學(xué)研融合體系，建立學(xué)分互抵機(jī)制，旨在培養(yǎng)企業(yè)發(fā)展急需的專業(yè)研究人才，使得人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求無縫連接。

關(guān)鍵詞：集成電路;人才培養(yǎng)方案;實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G640 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2020）11-0089-02

集成電路作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國防建設(shè)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。自2000年信息產(chǎn)業(yè)部18號(hào)文件《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)品和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》發(fā)布后，國內(nèi)才真正開始大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，涌現(xiàn)出一批中國人自己的芯片公司。

2018年，中興事件暴露出中國芯片、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題[1-2]。政府、學(xué)術(shù)專家、企業(yè)在2018年集成電路人才發(fā)展高峰論壇及2019年集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上，分析國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，研討縮短與發(fā)達(dá)國家技術(shù)差距的具體措施，其中關(guān)鍵決策之一就是對(duì)國內(nèi)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。

2019年5月美國對(duì)華為的打壓升級(jí)，在沒有任何有效證據(jù)的情況下將華為公司列入“實(shí)體清單”，對(duì)華為提起了貿(mào)易禁令，封殺華為，IEEE不允許華為科學(xué)家出席會(huì)議，擔(dān)任評(píng)委，西方半導(dǎo)體企業(yè)搞非正常競(jìng)爭(zhēng)，美國提高關(guān)稅，中美經(jīng)貿(mào)摩擦升級(jí)[3-5]。

2019年6月中國工信部宣布正式向中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，意味著中國要按照自己的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)5G，決心走自力更生的技術(shù)開拓之路。作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商的華為、中興等公司需要大量的專案開發(fā)人力，其需求增幅將是以往的數(shù)倍。同時(shí)國內(nèi)各知名企業(yè)也采取了相應(yīng)舉措，博通集成對(duì)子公司增資、格力集團(tuán)計(jì)劃投資20億推進(jìn)芯片技術(shù)研究，培養(yǎng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，引進(jìn)海外高端技術(shù)人才。但國內(nèi)企業(yè)是否能夠成功突圍，根本問題在于人才。過硬的研發(fā)團(tuán)隊(duì)是自建供應(yīng)鏈的關(guān)鍵所在，因此目前重中之重是培養(yǎng)相關(guān)人才。

中國集成電路產(chǎn)業(yè)及上下游企業(yè)發(fā)展處于上升期，很多高端關(guān)鍵性技術(shù)仍依靠國外，技術(shù)型人才嚴(yán)重缺乏，尤其領(lǐng)軍人才嚴(yán)重不足。人才需求矛盾日益突出，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年中國集成電路從業(yè)人數(shù) 39.4 萬人，其中技術(shù)人員 14.1 萬人;預(yù)計(jì)到 2020 年，從業(yè)人數(shù)將達(dá)到 79.2 萬人，其中技術(shù)人員 32.44 萬人[6]。針對(duì)集成電路專業(yè)人才國內(nèi)市場(chǎng)需求缺口嚴(yán)重等問題，結(jié)合企業(yè)對(duì)人才的迫切需求，國內(nèi)各高校應(yīng)進(jìn)一步凝練集成電路專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)研究型并且具有應(yīng)用能力的人才，構(gòu)建符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

一、集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

（一）課程內(nèi)容重復(fù)滯后

國內(nèi)各高校集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)方案模式陳舊，相關(guān)課程間易重復(fù)或缺失，導(dǎo)致學(xué)生在不同課程中所學(xué)內(nèi)容交叉，部分知識(shí)點(diǎn)缺失。銜接的內(nèi)容講授不清，有些互相依托的知識(shí)講授順序混亂，課程的理論內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不一致，學(xué)生很難掌握。例如，目前黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)數(shù)字方向的“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”這門課理論課內(nèi)容為全定制設(shè)計(jì)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻設(shè)定為半定制設(shè)計(jì)，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

國內(nèi)大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)定主干類課程包括“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”“模擬集成電路設(shè)計(jì)”“數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)”。教學(xué)內(nèi)容與目前集成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)脫節(jié)，跟不上現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，很難與企業(yè)需求進(jìn)行無縫對(duì)接。

（二）實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際聯(lián)系不緊密

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不合理，例如目前黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)數(shù)字方向的“硬件描述語言”“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”和“FPGA原理與應(yīng)用”這三門課都設(shè)有實(shí)驗(yàn)課，但所設(shè)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)，沒有針對(duì)課程特色而實(shí)踐，影響實(shí)踐教學(xué)效果。

實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不緊密，目前學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)施條件有限，開發(fā)環(huán)境、仿真工具不能及時(shí)更新?lián)Q代。個(gè)別學(xué)校會(huì)參加知名公司大學(xué)計(jì)劃，租用相關(guān)專業(yè)性的軟件工具，僅僅能給學(xué)生提供軟件開發(fā)環(huán)境，而多數(shù)院校很難提供正規(guī)的設(shè)計(jì)環(huán)境。另外，集成電路加工、測(cè)試設(shè)備過于昂貴，一般的企業(yè)都無力安裝，學(xué)校更是如此。有的學(xué)校與企業(yè)合作，在校內(nèi)建起了集成產(chǎn)業(yè)線，但維護(hù)費(fèi)用高，沒有辦法堅(jiān)持下來。因此，關(guān)于芯片加工、集成電路測(cè)試方面的課程很少有學(xué)校開設(shè)。

二、完善集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)方案的策略

針對(duì)以上問題，黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)課題組對(duì)相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)研究，為了體現(xiàn)集成電路專業(yè)特色，提出了合理的課程整合方案，規(guī)范人才培養(yǎng)方案。

（一）優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

為了避免授課內(nèi)容重復(fù)，合理解決課程交叉、銜接問題，結(jié)合集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)更新了理論授課內(nèi)容，而且重新設(shè)置了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，保證理論內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相一致，并且結(jié)合企業(yè)崗位需求，增列了新課程，如“集成電路芯片測(cè)試技術(shù)”“專用模擬IC設(shè)計(jì)”等課程。

課堂上的實(shí)例要以目前市場(chǎng)上產(chǎn)品以及企業(yè)研發(fā)的成熟產(chǎn)品為主，例如可以提前參考大四實(shí)習(xí)期間校企聯(lián)合項(xiàng)目的產(chǎn)品，讓學(xué)生從產(chǎn)品功能及應(yīng)用出發(fā)，逐漸熟悉實(shí)例產(chǎn)品本身，進(jìn)而產(chǎn)生興趣，一步步將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。因此課堂就不再是教師的一言堂，而是學(xué)生和教師互動(dòng)的課堂。教師和學(xué)生也可以互換角色，形成翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生將自己產(chǎn)生的想法分享給大家，教師和學(xué)生一起討論，分析利弊，從而得出結(jié)論。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

集成電路專業(yè)課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)人才的培養(yǎng)研究能力除了理論研究能力外，還要有實(shí)驗(yàn)探究能力，兩者是相輔相成的。實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)包括學(xué)生動(dòng)手能力，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，熟練運(yùn)用集成開發(fā)、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析能力，發(fā)現(xiàn)并確定科學(xué)問題、理解并分析科學(xué)問題、提出并解決科學(xué)問題的能力，實(shí)驗(yàn)合作能力，計(jì)劃和管理實(shí)驗(yàn)時(shí)間的能力，實(shí)驗(yàn)過程的控制能力，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不斷改進(jìn)的能力，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫能力[7-8]。

為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，教師鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出問題，分析問題，探究問題的解決方法。在新的培養(yǎng)方案中增列了集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、專用芯片測(cè)試實(shí)驗(yàn)、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)等，各種實(shí)驗(yàn)具備專業(yè)特色，既不重復(fù)又能做到合理銜接。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)各種問題情境，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，并帶著問題從實(shí)驗(yàn)中找解決途徑，當(dāng)學(xué)生通過不斷嘗試找到解決方法時(shí)學(xué)習(xí)意愿更加強(qiáng)烈，學(xué)習(xí)效果更好。

集成設(shè)計(jì)開發(fā)軟件、芯片測(cè)試設(shè)備昂貴，校內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件有限，因此黑龍江大學(xué)建立校企聯(lián)合項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠利用企業(yè)豐富的硬件、軟件資源，進(jìn)行實(shí)地考察、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、芯片測(cè)試、參數(shù)分析、改進(jìn)研究。采用企業(yè)實(shí)踐課和校內(nèi)課程學(xué)分互抵機(jī)制，學(xué)生在掌握理論知識(shí)、相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及提前了解企業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，在大四上學(xué)期參加校企聯(lián)合項(xiàng)目，到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)崗位培訓(xùn)，運(yùn)用課堂上的知識(shí)，利用企業(yè)的設(shè)備與實(shí)踐資源進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐能力培養(yǎng)。通過參與市場(chǎng)調(diào)研，芯片研發(fā)，設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、分析一整套的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)加工流程，來真正體驗(yàn)集成電路專業(yè)實(shí)踐，并且在大四下學(xué)期可以在企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文寫作，實(shí)現(xiàn)校企無縫連接。

三、結(jié)論

經(jīng)過理論及實(shí)踐教學(xué)研究，面向?qū)W生就業(yè)，讓學(xué)生提前了解并熟悉市場(chǎng)上的集成設(shè)計(jì)產(chǎn)品。完善集成電路人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)學(xué)生的理論思維和實(shí)踐能力，培養(yǎng)符合當(dāng)代振興集成產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的人才。黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)2019年重新修訂了培養(yǎng)方案，得到了相關(guān)專家們的一致認(rèn)同。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳怡文.從“中興事件”看我國通信行業(yè)的發(fā)展[J].科技? ? 傳播，2018，（23）.

[2]文炳洲，陳琛.中興事件、核心技術(shù)與中國集成電路產(chǎn)業(yè)? ? ——兼論全球化背景下的國家產(chǎn)業(yè)安全[J].技術(shù)與創(chuàng)新? ? 管理，2019，（2）.

[3]沈逸.美國壓制華為出于私心和錯(cuò)誤認(rèn)知[N].環(huán)球時(shí)報(bào)，? ? 2019-03-22.

[4]孫興杰.以開放應(yīng)對(duì)封殺 華為經(jīng)驗(yàn)昭示中國企業(yè)崛起? ? 之路[N].中國經(jīng)營報(bào)，2019-05-27.

[5]孫海泳.特朗普政府對(duì)華科技戰(zhàn)略及其影響與應(yīng)對(duì)[J].? ? 國際展望，2019，（3）.

[6]中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院（CCID），工業(yè)和信息化部? ? 軟件與集成電路促進(jìn)中心（CSIP）.中國集成電路產(chǎn)業(yè)? ? 人才白皮書（2018-2019）[R].2018：15-20.

[7]林海軍，劉勻佳.關(guān)于集成電路專業(yè)本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)? ? 的探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，（46）.

[8]張笑笑，張奇.大學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究能力的培養(yǎng)[J].黑龍江? ? 高教研究，2019，（3）.