集成電路工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)模式研究

王元發(fā) 周前能 楊 虹

（重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 重慶 400065）

0 引言

集成電路作為智力密集型產(chǎn)業(yè)，人才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本。國務(wù)院于2011年頒發(fā)了《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，并明確指出集成電路人才培養(yǎng)應(yīng)深化改革，努力培養(yǎng)國際化、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。2014年國務(wù)院印發(fā)的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》進(jìn)一步指出要加大人才培養(yǎng)力度。2016年教育部等七部委再次發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)集成電路人才培養(yǎng)的意見》，要求創(chuàng)新集成電路人才培養(yǎng)機(jī)制。2020年底，教育部和國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)聯(lián)合發(fā)文確定將集成電路科學(xué)與工程設(shè)為一級(jí)學(xué)科。由此可見，國家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)及其人才培養(yǎng)的重視程度可見一斑。高校作為人才培養(yǎng)的主渠道，肩負(fù)著重要的使命。本文針對(duì)重慶郵電大學(xué)（以下簡稱“我?！保┘呻娐饭こ填悓I(yè)教學(xué)實(shí)際情況，以培養(yǎng)集成電路工程專業(yè)國際化人才為導(dǎo)向，從課程體系修訂、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、校政企及產(chǎn)學(xué)研合作等方面探索集成電路工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)模式。

1 課程體系的修訂

1.1 更新課程設(shè)置

集成電路專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科的交叉新興專業(yè)，該專業(yè)本科教學(xué)的課程內(nèi)容包括物理、通信、計(jì)算機(jī)、微電子器件與工藝，集成電路設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)既要交叉融合，又要避免高度重合。同時(shí)，課程設(shè)置既要考慮由淺入深的學(xué)習(xí)原則，又要考慮專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的前后銜接，整個(gè)課程體系設(shè)置應(yīng)該緊扣集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的主要任務(wù)，重點(diǎn)圍繞集成電路設(shè)計(jì)流程，并針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)深入展開教學(xué)。為了適應(yīng)國際化人才需求，我校結(jié)合國內(nèi)外著名高校的微電子與集成電路一流專業(yè)，對(duì)課程設(shè)置進(jìn)行修訂。比如，將原來的量子力學(xué)、固體物理、數(shù)學(xué)物理方程三門課程合并為微電子學(xué)科基礎(chǔ)導(dǎo)論，結(jié)合微電子與集成電路專業(yè)特色進(jìn)行講解，注重實(shí)踐，刪除理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)。為了注重專業(yè)的工程實(shí)踐性，新增《模擬集成電路設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)》《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)》《混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)》等課程。為了注重知識(shí)的連貫性，將原來一學(xué)期同時(shí)開設(shè)數(shù)字邏輯電路和硬件描述語言進(jìn)行調(diào)整，先修數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)課程，再開設(shè)硬件描述語言課程。

1.2 修訂教學(xué)資源

教師在授課時(shí)教材選擇尤為重要，選擇經(jīng)典教材有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的接收和學(xué)習(xí)方向的把握。然而國內(nèi)集成電路相關(guān)教材版本較多，要求教師不局限于熟悉現(xiàn)有的教材和教學(xué)資源，還應(yīng)該結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿和集成電路產(chǎn)品發(fā)展方向更新知識(shí)結(jié)構(gòu)。我校緊密圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型的集成電路工程性人才為導(dǎo)向，選擇了國外經(jīng)典集成電路相關(guān)教材如BehzadRazavi編著的《模擬CMOS集成電路設(shè)計(jì)》，Allen的《CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)》，JanM.Rabaey編著的《數(shù)字集成電路-電路、系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》等。在《處理器體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中，結(jié)合當(dāng)前處理器熱點(diǎn)和前沿，新增RISC-V架構(gòu)及指令章節(jié)，并聯(lián)合阿里平頭和和重慶芯愛智能有限公司開展RISC-V設(shè)計(jì)人才培訓(xùn)。基于阿里平頭哥玄鐵處理器開發(fā)平臺(tái)，編著了《基于FPGA的平頭哥RISC-V與SoC設(shè)計(jì)》培訓(xùn)講義。根據(jù)集成電路專業(yè)特色，編著了《VLSI數(shù)字信號(hào)處理》《體域網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》。引進(jìn)了Cadence公司和Synopsys公司的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)資料。另外，每學(xué)期期末，各門課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)集體討論課程效果，及時(shí)反饋學(xué)生意見及其建議，修訂課程教學(xué)大綱、課程教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，完善教學(xué)總結(jié)，提出持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)資源。

2 建立健全集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)之一要求學(xué)生具有較高的工程性和實(shí)踐性,要求培養(yǎng)較高工程素質(zhì)、較強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力的專業(yè)人才。而集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)必然需要學(xué)生熟悉集成電路設(shè)計(jì)軟件的使用，并能將課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容和項(xiàng)目設(shè)想變?yōu)閷?shí)際。在高校集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)之初，一些高校將教學(xué)軟件安裝在個(gè)人電腦，然而，學(xué)生需要掌握的集成電路設(shè)計(jì)軟件較多，加之個(gè)人電腦配置和使用年限等問題不一致，每年教學(xué)過程會(huì)出現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件運(yùn)行故障較多，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)更需要幾個(gè)人共同完成，獨(dú)立的個(gè)人電腦設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)阻礙設(shè)計(jì)進(jìn)程。同時(shí)，該方法與企業(yè)集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)不一致，導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)生不能較快適應(yīng)企業(yè)對(duì)人才的需求。我校在2年內(nèi)建成了集成電路設(shè)計(jì)公共平臺(tái)。該平臺(tái)不僅可以使學(xué)生全面掌握集成電路設(shè)計(jì)的各種方法流程,更充分培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí),使之成為全面復(fù)合型集成電路國際化人才。同時(shí)，基于該平臺(tái)，學(xué)生可以參加大學(xué)生科研訓(xùn)練、集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，全國集成電路設(shè)計(jì)大賽，畢業(yè)設(shè)計(jì)等。推動(dòng)學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)變?yōu)樽晕壹?lì)型的主動(dòng)探索與實(shí)踐。

3 組建優(yōu)秀師資隊(duì)伍

集成電路專業(yè)要求教師不僅具有強(qiáng)的理論知識(shí)，而且具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我校在現(xiàn)有重慶市優(yōu)秀人才，重慶市優(yōu)秀中青年骨干教師的基礎(chǔ)上，重視集成電路人才隊(duì)伍建設(shè)，針對(duì)性引進(jìn)和培養(yǎng)尖端領(lǐng)軍人才、高端專業(yè)人才、工程技術(shù)人才。積極組建優(yōu)秀的集成電路教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，聘請(qǐng)國家級(jí)和重慶市級(jí)教學(xué)名師到校指導(dǎo)和講課，聘請(qǐng)企業(yè)優(yōu)秀工程師指導(dǎo)與交流。利用國家留學(xué)基金，鼓勵(lì)青年教師到國外一流高校一流專業(yè)繼續(xù)深造，積極引進(jìn)國外著名高校博士及博士后人才，或有國際知名企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的博士人才來校工作。鼓勵(lì)青年教師參加國家級(jí)集成電路工程高級(jí)研修項(xiàng)目培訓(xùn)。通過“走出去，引進(jìn)來”方式，充分利用國內(nèi)外資源，組建穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)秀師資隊(duì)伍。

4 政、企、校及產(chǎn)學(xué)研合作

國內(nèi)高校開始重視校企合作以及產(chǎn)學(xué)研的培養(yǎng)機(jī)制，然而校企和產(chǎn)學(xué)研合作方式和合作效果要求不僅局限于教師，也應(yīng)該讓大多數(shù)學(xué)生參與具體實(shí)踐。在集成電路國際化人才的培養(yǎng)方法方面，我國已借鑒國外高校的成功經(jīng)驗(yàn)，在校企合作和產(chǎn)學(xué)研合作方面不斷進(jìn)行探索與實(shí)踐。我校在校政企及產(chǎn)學(xué)研合作方面經(jīng)過多年的探索與嘗試，取得了一定的成效，與著名的集成電路設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等進(jìn)行合作，三大著名供應(yīng)商不僅為我校提供EDA大學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)軟件，還多次派遣資深工程師來我校為師生作技術(shù)指導(dǎo)與培訓(xùn)。與中電科第24研究所、西南集成電路有限公司、重慶兩江半導(dǎo)體研究院有限公司、重慶粵嵌科技有限公司、重慶雙芯科技有限公司等有深入的合作，不僅限于教師與企業(yè)的科研合作，同時(shí)注重學(xué)生深入企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐學(xué)習(xí)。與 Intel FPGA中國創(chuàng)新中心進(jìn)行長期深入合作，為我校提供高端FPGA開發(fā)板，定期提供培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)。與華潤微電子重慶有限公司進(jìn)行合作，學(xué)生可以深入企業(yè)學(xué)習(xí)集成電路制造過程。通過校企合作，使學(xué)生達(dá)到理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)緊密結(jié)合，教學(xué)與生產(chǎn)緊密結(jié)合，師生與一線技術(shù)人員緊密結(jié)合。在校政合作方面，與重慶高新區(qū)、西永微電子園進(jìn)行合作，設(shè)立西永微電子研發(fā)中心，為集成電路工程專業(yè)的建設(shè)提供實(shí)質(zhì)性的經(jīng)費(fèi)支柱及科研環(huán)境。

5 小結(jié)

本文結(jié)合集成電路公司人才需求以及多年教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)我校實(shí)際情況，以集成電路工程專業(yè)國際化人才需求為導(dǎo)向，從課程體系修訂、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、師資隊(duì)伍建設(shè)和校政企及產(chǎn)學(xué)研合作方面進(jìn)行探索，期望為集成電路工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)模式提供幫助。