微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)的問題分析及方法探索

劉斐然

摘要：本文在調(diào)研基礎(chǔ)上分析了微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)的問題，提出了專業(yè)培養(yǎng)方向應(yīng)有所側(cè)重的應(yīng)對方案。以期能夠適應(yīng)當前集成電路新工科的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求。

關(guān)鍵詞：微電子專業(yè);實踐培養(yǎng)

近年來工信部與教育部等部門提出推進設(shè)立集成電路一級學科[1]，進一步做實做強示范性微電子學院，加快建設(shè)集成電路產(chǎn)教融合協(xié)同育人平臺等措施。這說明從主管部門到教育、科技和產(chǎn)業(yè)界，都普遍關(guān)心微電子集成電路的人才培養(yǎng)問題，本文就微電子學科及專業(yè)的界定、產(chǎn)業(yè)需求和人才培養(yǎng)方向提出一管之見。

一、目前微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)存在的問題

（一）校外實習環(huán)境要求高，規(guī)?；袑嵙曤y以落到實處

實踐訓練一個最重要的方式就是實習，學生通過在企業(yè)生產(chǎn)線參觀和操作，達到綜合實踐能力訓練目的。但微電子專業(yè)相關(guān)的集成電路、微電子器件等生產(chǎn)環(huán)境為超凈環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境的控制要求極高，生產(chǎn)現(xiàn)場的人員人數(shù)及出入都要符合一定標準。因此，相關(guān)企業(yè)的微電子生產(chǎn)工藝線通常不允許大批學生到現(xiàn)場進行參觀學習，加上企業(yè)技術(shù)保密等因素，學生能有機會在企業(yè)遠遠的隔著玻璃墻走馬觀花已算不錯，集體性實習操作無法實現(xiàn)。根據(jù)我們組織的學生（本校組織的學生）到武漢新芯集成電路制造有限公司和武漢天馬微電子股份有限公司（芯恩（青島）集成電路有限公司、青島嘉星晶電科技股份有限公司）認知實習的情況看，大規(guī)模學生到企業(yè)進行生產(chǎn)實習不夠現(xiàn)實，學生實習主要以參觀通道參觀為主。因此如果沒有相應(yīng)的補充措施，實習訓練就無法落到實處，達不到實踐能力培養(yǎng)的要求。

（二）實驗條件的不足，造成實踐內(nèi)容設(shè)置的方向性偏離

因為缺乏實驗平臺，大部分高校微電子實驗集中在集成電路設(shè)計和簡單的半導體器件性能測試，微電子人才培養(yǎng)中也不自覺的存在重設(shè)計、輕工藝的方向性偏離。部分將本應(yīng)起輔助作用的虛擬仿真作為工藝實驗全部，加上企業(yè)實習的難度，使學生始終沒有微電子工藝設(shè)備和工藝過程的實際感受。從頭到尾都是書本及屏幕里的實驗教學無法使學生產(chǎn)生工程認知，難以激發(fā)學生的興趣及潛能，達不到學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的要求。

二、微電子實踐平臺建設(shè)的探索

（一）實踐教學的分級開展模式

面向項目的實踐教學是實踐教學的高級形式，從理論知識的學習到項目制的實踐中間存在一定的壁壘。如果沒有銜接環(huán)節(jié)，讓學生學習完理論課程直接進入項目實踐，則可能造成學生的學習曲線比較陡峭，容易影響學習的效果。有必要研究分級的實踐教學體系，形成從理論知識到項目實踐的過渡，降低學習的梯度，幫助學生很好地完成最終的項目實踐學習。

（二）以相關(guān)專業(yè)比賽為抓手

有一些集成電路與微電子相關(guān)的優(yōu)質(zhì)比賽，如“全國大學生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“全國大學生電子設(shè)計競賽”等。這些比賽的組織形式，往往是一個賽題作為一個相對獨立的小項目，由幾位學生組成一個小組，共同完成賽題。其模式與本項目最后一級的培養(yǎng)形式契合度較高，而且比賽具有規(guī)范和專業(yè)的評價機制，可以更客觀地對教學效果進行評價，因此可以考慮將本項目的最后一級培養(yǎng)環(huán)節(jié)與本領(lǐng)域的專業(yè)比賽相結(jié)合。根據(jù)集成電路與微電子專業(yè)的特點選擇哪些比賽作為主要的參與目標;如何選擇與本專業(yè)培養(yǎng)目標契合度較高的賽題;比賽組織的過程如何與校內(nèi)實踐教學的過程從時間上和內(nèi)容上相匹配;如何對比賽小組中承擔不同任務(wù)的學生進行學習效果的評價等，均是值得進一步研究的議題。

（三）專業(yè)實驗的整合及與理論課程體系的接口

大多數(shù)高校工科專業(yè)的實踐教學依附于理論課教學，往往作為某門專業(yè)課程的實驗環(huán)節(jié)存在。這一實踐教學模式有利于學生消化和理解理論課程的內(nèi)容。本項目擬將部分專業(yè)課程實驗從相關(guān)專業(yè)課中分離出來，整合成一個完整的實踐教學體系。以具體項目為綱，以各專業(yè)課程為目，通過某個項目的完整實現(xiàn)過程，串聯(lián)起各專業(yè)課程的理論內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)，達到“綱舉目張”的效果。在這一過程中，有一些問題有待進一步研究。對于哪些專業(yè)課程處于這一實踐教學體系的核心鏈條上需要進行甄別和梳理;部分基礎(chǔ)性的專業(yè)實驗緊貼理論教學，適合和理論教學同步進行，部分現(xiàn)行專業(yè)實驗則適合被提取到打通的項目制實踐教學環(huán)節(jié)中，對于現(xiàn)實專業(yè)實驗內(nèi)容，需要做分析、整理與調(diào)整;實踐教學實際上是理論課程落地整體和融會貫通的過程，因此，對于作為一個整體的項目制實踐教學，其需要來自理論課程的支撐，需要研究項目實現(xiàn)過程中各環(huán)節(jié)如何與相關(guān)理論課程相呼應(yīng)，什么樣的項目設(shè)計可以盡可能全面地覆蓋所學習的理論知識。

（四）融合實踐項目，構(gòu)建校外-校內(nèi)實習模式

微電子專業(yè)企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)實習不能深入落地是客觀事實，通過校外企業(yè)參觀實習和校內(nèi)綜合項目實驗操作落實實習實訓，使學生生產(chǎn)實習落到實處，實現(xiàn)學生綜合實踐能力培養(yǎng)。以我校集成電路和微電子專業(yè)學生為例，實習分為企業(yè)參觀實習和校內(nèi)項目設(shè)計和操作兩部分：首先到長江存儲、武漢新芯集成電路制造有限公司、天馬微電子股份有限公司（芯恩（青島）集成電路有限公司、青島嘉星晶電科技股份有限公司）等企業(yè)實地參觀生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程，開設(shè)介紹微電子行業(yè)基本生產(chǎn)技術(shù)和行業(yè)發(fā)展動態(tài)等內(nèi)容的專題講座，使學生對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式、本行業(yè)生產(chǎn)常用儀器設(shè)備及自動化程度、目前發(fā)展的先進設(shè)備和工藝水平及微電子行業(yè)的國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展等產(chǎn)生系統(tǒng)了解。然后依托校內(nèi)芯片設(shè)計與工藝實驗中心集成電路設(shè)計和微電子工藝實驗平臺，對整合的項目實驗內(nèi)容，以項目小組的形式進行作品完成設(shè)計作品、制造工藝操作和相關(guān)性能測試，利用校內(nèi)相對簡單和自動化程度低的工藝實驗平臺，完成無法在企業(yè)完成的實操訓練。通過參觀實習和項目設(shè)計、工藝實驗一體化，既保證了學生對工業(yè)生產(chǎn)的整體認知，又解決學生企業(yè)生產(chǎn)線實習無法深入落地問題。

幾十年來，國家一直重視微電子學科的發(fā)展。然而，隨著學科的不斷發(fā)展，創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)成為目前微電子專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的難題。現(xiàn)在教育部和工信部比以往更重視和支持微電子專業(yè)的發(fā)展，新的一輪建設(shè)和資助已經(jīng)開始，本文所思考的一些根本性問題應(yīng)該得到重視。

參考文獻：

[1]雷冰潔，耿莉，伍民順，程軍，雷紹充.新工科背景下微電子專業(yè)實踐教學改革[J].電氣電子教學學報，2019，41（05）：144-146+158.

[2]徐玲芳，王瑋，張軍，吳靜，陳勇.微電子專業(yè)科研實踐型人才培養(yǎng)模式研究[J].教育教學論壇，2018（25）：165-166.