產(chǎn)教研協(xié)同育人模式下電子封裝專業(yè)教學(xué)改革實踐與探索

摘 要：針對不斷發(fā)展的電子封裝新技術(shù)以及新業(yè)態(tài)，“產(chǎn)教研協(xié)同發(fā)展、培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才”成為高校電子封裝專業(yè)教學(xué)改革的新模式。該文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）電子封裝專業(yè)產(chǎn)教研改革實踐為例，提出包括企業(yè)名師講座、校企聯(lián)合實訓(xùn)、多方合作攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)協(xié)同科研轉(zhuǎn)化等產(chǎn)教研協(xié)同育人的若干舉措，著力提升學(xué)生解決電子封裝工程實際問題的綜合能力，為培養(yǎng)高層次應(yīng)用型復(fù)合科技人才提供借鑒。

關(guān)鍵詞：電子封裝；教學(xué)改革；人才教育；應(yīng)用型復(fù)合人才；校企聯(lián)合

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）33-0135-04

Abstract： Targeting the constantly evolving new technologies and business models of electronic packaging， the collaborative development of industry， universities， and research institutes （IUR） to cultivate applied comprehensive talents has become a new mode of teaching reform in the field of electronic packaging. Taking the IUR reform of electronic packaging major at Harbin Institute of Technology， Shenzhen as an example， the new model proposes several measures for the collaborative education of IUR， including lectures by enterprise renowned teachers， joint training between schools and enterprises， multi-party cooperation in tackling key issues， and collaborative research transformation between industry and academia. The aim is to enhance students' comprehensive ability to solve practical problems in electronic packaging engineering and provide reference for cultivating high-levell applied comprehensive talents.

Keywords： electronic packaging; curriculum reform; talents cultivation; applied comprehensive talents; cooperation between college and enterprise

集成電路按照制造流程，主要可分為上游芯片設(shè)計、中游芯片制造以及下游封裝測試三個環(huán)節(jié)。其中電子封裝是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中將裸片轉(zhuǎn)換為能夠可靠工作的器件關(guān)鍵過程，其涉及到設(shè)計、機械、材料、電子、物理、化工、測試、環(huán)境和可靠性等多學(xué)科領(lǐng)域[1-3]。在后摩爾時代，在先進制程突破乏力的情況下，通過先進封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為了集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，也是西方國家對我國芯片制造產(chǎn)業(yè)進行封鎖下實現(xiàn)突圍的重要技術(shù)方向之一，并引起了工信部、教育部和其他相關(guān)部門高度重視[4]。而培養(yǎng)本土芯片制造業(yè)亟需的相關(guān)人才成為了解決國內(nèi)芯片制造業(yè)困境的重要環(huán)節(jié)[5-6]。

《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展白皮書（2017—2018年版）》指出，2020年中國芯片專業(yè)人才缺口預(yù)計超20萬[7]。預(yù)計到2025年，人才缺口將擴大至30萬[8]。這嚴重制約了我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時由于電子封裝技術(shù)發(fā)展速度快，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式難以適應(yīng)企業(yè)所需的芯片產(chǎn)業(yè)人才的需求，亟需接力好從學(xué)校到產(chǎn)業(yè)的最后一棒[9-11]。2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)成為首批獲建“電子封裝”專業(yè)的兩大高校之一，距今已有17年的教學(xué)歷史，為國內(nèi)培養(yǎng)了一大批芯片領(lǐng)域人才。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）結(jié)合電子封裝專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及困境，提出了產(chǎn)教研協(xié)同培養(yǎng)的改革方案，以提升學(xué)生解決電子封裝工程實際問題的綜合能力為目標，初步建立了與制造企業(yè)、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才的教學(xué)新模式。

一 電子封裝產(chǎn)教研改革創(chuàng)新模式

如圖1所示，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（以下簡稱“我校”）電子封裝專業(yè)圍繞芯片產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)、核心工藝和共性問題，通過開設(shè)企業(yè)名師前沿講座、建立校企聯(lián)合實訓(xùn)課堂、多方合作科研攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)協(xié)同成果轉(zhuǎn)化等，探索了聯(lián)合培養(yǎng)、協(xié)同育人的治學(xué)新體系。目前，我校通過建立實習(xí)和聯(lián)合培養(yǎng)基地、共同承擔(dān)課題、黨支部共建和定期互訪等形式與深圳市賽意法微電子有限公司（以下簡稱“賽意法”）、工業(yè)和信息化部電子第五研究所（以下簡稱“電子五所”）等在內(nèi)的18家企業(yè)及科研院所形成了多層次、多領(lǐng)域的應(yīng)用型復(fù)合人才培養(yǎng)機制。

（一） 開設(shè)企業(yè)名師講座，拓寬學(xué)生科研視野

理論教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生電子封裝理論知識、提高學(xué)生掌握電子封裝基礎(chǔ)技能的重要環(huán)節(jié)。由于電子封裝技術(shù)更新迭代速度快，在傳統(tǒng)授課模式下教學(xué)材料難以做到實時更新，存在教學(xué)內(nèi)容滯后于封裝技術(shù)發(fā)展的問題。我校通過與企業(yè)及科研院所建立企業(yè)導(dǎo)師專家?guī)?，聘請?5位來自賽意法、華為、電子五所和中國航天科工二院等知名企業(yè)及科研院所的校外導(dǎo)師，聯(lián)合打造電子封裝工藝和可靠性實際案例分析等精品課程，部分課程見表1。如圖2所示，來自賽意法的企業(yè)名師在講座上分享行業(yè)動態(tài)、前沿技術(shù)、實踐經(jīng)驗、工程案例和企業(yè)最新研究成果，突出封裝技術(shù)的先進性和時效性，提升學(xué)生的工程技術(shù)能力，補齊了學(xué)生入職后經(jīng)常發(fā)生的“書本知識與實際應(yīng)用脫節(jié)”的短板。與此同時，學(xué)生與企業(yè)名師可就產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)與工程問題深入交流，激發(fā)學(xué)生的求知欲，拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。

（二） 開展校企聯(lián)合實訓(xùn)，提高學(xué)生實踐能力

實踐教學(xué)是鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識、提高學(xué)生分析和解決實際問題能力的重要環(huán)節(jié)。由于場地、經(jīng)費等綜合條件設(shè)置，電子封裝專業(yè)的實踐教學(xué)普遍存在工藝流程多、設(shè)備臺套數(shù)少的現(xiàn)狀，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下往往需要多人一組、統(tǒng)一授課、共同參與完成某項任務(wù)。然而，此種模式存在學(xué)生主動性不強或者渾水摸魚的現(xiàn)象，導(dǎo)致實踐教學(xué)效果差等問題。如圖3所示，我校打造了校企聯(lián)合實訓(xùn)平臺，具體校企聯(lián)合實訓(xùn)教學(xué)大綱見表2。

一方面，學(xué)校組織學(xué)生前往賽意法、芯火科技等教學(xué)實訓(xùn)基地開展工廠實習(xí)。上述企業(yè)委派資深工程師介紹半導(dǎo)體生產(chǎn)概況和流程，然后給實習(xí)學(xué)生配備一對一的工段企業(yè)導(dǎo)師。企業(yè)導(dǎo)師負責(zé)通過現(xiàn)場教授培訓(xùn)包括晶圓貼片、芯片互連、環(huán)氧塑封、塑封成品電測和塑封成品篩選等工段項目的工藝流程特點和相關(guān)案例，并就學(xué)生提出的具體問題進行解答。隨后，工段企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)生輪換直至完成生產(chǎn)線流程；另一方面，學(xué)生在完成工廠實習(xí)回到學(xué)校后，可以自由選擇課程實踐時間及工藝環(huán)節(jié)，并進入到學(xué)校的工程訓(xùn)練中心以LED燈珠產(chǎn)品制備為目標進行實操。通過在LED晶圓切割及擴晶、芯片黏接及引線鍵合、芯片配膠及涂敷和燈珠IV曲線測試等工藝環(huán)節(jié)的針對性訓(xùn)練，學(xué)生可以及時將在上述企業(yè)工廠實習(xí)學(xué)習(xí)到的內(nèi)容以及工程技能進行固化。最后，由學(xué)校電子封裝專業(yè)實踐課老師和企業(yè)導(dǎo)師共同出題綜合考核，完成對學(xué)生電子封裝產(chǎn)品生產(chǎn)知識的考察和典型產(chǎn)品制作，使其高效掌握電子封裝產(chǎn)業(yè)所需工程技能。通過形成校企聯(lián)合實踐的模式，我校電子封裝專業(yè)實踐課彌補了教學(xué)資源短缺、教學(xué)模式單一、教學(xué)時間固定的短板，切實提升了學(xué)生解決實際工程問題的能力，起到1+1>2的教學(xué)效果。

（三） 多方合作攻關(guān)，培養(yǎng)工程人才

高校學(xué)生傳統(tǒng)的畢業(yè)訓(xùn)練普遍是在校內(nèi)完成，由高校教師與學(xué)生商議確定科研課題。該種模式好處在于學(xué)生能夠明確知道自己的科研方向，弊端在于課題的工程屬性偏弱。如圖4所示，我校大力倡導(dǎo)應(yīng)用型人才培養(yǎng)新模式。通過學(xué)院教師與企業(yè)及科研院所的專家共同申請項目，聯(lián)合培養(yǎng)碩士和博士生，將科研由論文聚焦到實際的“卡脖子”難題和科研攻關(guān)課題，貫通書本知識、科研訓(xùn)練和工程實踐三個環(huán)節(jié)。在研究生開題、中期和答辯各個環(huán)節(jié)，企業(yè)和研究所導(dǎo)師全過程參與指導(dǎo)，進一步提升研究生解決實際工程問題的能力。同時，參與校外聯(lián)合培養(yǎng)的學(xué)生由企業(yè)和科研院所組織完成入職培訓(xùn)以及科研技能訓(xùn)練，在企業(yè)和科研院所內(nèi)進行輪崗頂崗學(xué)習(xí)，并以項目為抓手，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和解決實際問題的能力，幫助學(xué)生更早地了解企業(yè)文化和行業(yè)需求，明確未來就業(yè)發(fā)展方向。學(xué)生畢業(yè)后可以選擇留在研究所或者企業(yè)，成為企業(yè)重點人才，形成雙向良性互動。由表3可知，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）與西北核技術(shù)研究院、 中國空間技術(shù)研究院、電子五所、鋼鐵研究總院有限公司和賽意法等多家單位合作建設(shè)產(chǎn)教融合培養(yǎng)平臺。根據(jù)對學(xué)生就業(yè)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，自2018年以來，我校電子封裝專業(yè)約10%學(xué)生在上述研究院所及企業(yè)開展實習(xí)或畢業(yè)設(shè)計，其畢業(yè)后進入航天、中電科等知名院所以及華為、中興、比亞迪等世界500強企業(yè)比例高達98%。

（四） 產(chǎn)學(xué)協(xié)同科研轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)急先鋒

本碩博學(xué)生是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的有生力量，然而目前還面臨著成果多而轉(zhuǎn)化少的矛盾局面。如圖5所示，我校為打破這一矛盾局面，與企業(yè)之間建立了緊密的科研成果轉(zhuǎn)化新模式：一方面定期與企業(yè)、科研院所舉辦前沿技術(shù)發(fā)展論壇，明確行業(yè)發(fā)展動態(tài)、重點需求、攻關(guān)方向以及面臨難題，并將其前沿?zé)狳c、共性問題導(dǎo)入到科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中，以問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生想象力、創(chuàng)造力和創(chuàng)新活力；另一方面，我校通過舉辦碩博研究生學(xué)術(shù)論壇等會議，主動向企業(yè)、研究院所分享來自科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中的階段性成果以及研究進展，增大學(xué)生科研成果曝光度，增大與重點企業(yè)、科研院所的互動性和黏性，推動科研成果由實驗樣品向商品化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生由知識單一型人才向符合電子封裝產(chǎn)業(yè)需求的創(chuàng)新型復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變。

目前，在產(chǎn)教研協(xié)同發(fā)展模式下，我校部分學(xué)生畢業(yè)后選擇了自主創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)辦了多家與材料領(lǐng)域密切相關(guān)的高新技術(shù)企業(yè)。以博士畢業(yè)生胡博為例，在其科研成果納米銀技術(shù)得到相關(guān)企業(yè)的肯定及期許后，他畢業(yè)后創(chuàng)辦了深圳市芯源新材料科技有限公司（下稱“深圳芯源”），實現(xiàn)了由學(xué)生身份向企業(yè)CEO的身份轉(zhuǎn)變。深圳芯源在學(xué)校以及企業(yè)相關(guān)導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下對該燒結(jié)銀技術(shù)進行了持續(xù)優(yōu)化和改進，先后攻克批量納米銀制備技術(shù)、無釬劑綠色有機載體合成工藝和微納米組織結(jié)構(gòu)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。最終，如圖6所示，該納米銀產(chǎn)品獲得了中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎，進入了相關(guān)企業(yè)的原材料供應(yīng)鏈，并實現(xiàn)了批量穩(wěn)定供貨。除此之外，深圳芯源公司還獲得諾延資本和元禾璞華（蘇州）投資管理有限公司共同領(lǐng)投的數(shù)千萬Pre-A輪融資，天使輪投資方中南創(chuàng)投基金跟投。

二 結(jié)束語

產(chǎn)教研協(xié)同發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才是推進電子封裝專業(yè)改革的新機制、新模式。然而真正實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的前提和關(guān)鍵是要建立合理科學(xué)的人才培養(yǎng)體系。以對哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）電子封裝專業(yè)改革與實踐為例，本文提出了開創(chuàng)企業(yè)名師講座、開展校企聯(lián)合實訓(xùn)、多方合作攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)協(xié)同科研轉(zhuǎn)化等新機制，積極探索了新型應(yīng)用型電子封裝技術(shù)復(fù)合人才產(chǎn)教研實踐的新模式。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）電子封裝專業(yè)改革與實踐結(jié)果表明，產(chǎn)教研協(xié)同發(fā)展能切實提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，促進學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)質(zhì)量提升，為培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才的產(chǎn)教研實踐提供了新的思路和案例。

參考文獻：

[1] 楊東升，張賀，馮佳運，等.電子封裝微納連接技術(shù)及失效行為研究進展[J].焊接學(xué)報，2022，43（11）：126-136，169.

[2] 張振哲.現(xiàn)代芯片制造技術(shù)的發(fā)展趨勢展望[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（6）：22-23.

[3] 張倩.集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢研究[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（9）：1-3.

[4] 周曉陽.先進封裝技術(shù)綜述[J].集成電路應(yīng)用，2018，35（6）：1-7.

[5] 盧向軍，張勇.電子封裝可靠性課程教學(xué)改革探索與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2020（36）：181-182.

[6] 邵輝，簡剛，王小京，等.《電子封裝材料》課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，13（22）：154-155.

[7] 工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心.中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2016—2017年版）[R].2017-05.

[8] 電子工程專輯.《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報告（2020—2021年版）》發(fā)布，未來兩年仍有20萬人才缺口[EB/OL].（2021-11-02）.https：//www.eet-china.com/news/202111020204.html.

[9] 史郁，謝安，張旻澍.普通本科高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系改革研究——以電子封裝技術(shù)專業(yè)為例[J].長春教育學(xué)院學(xué)報，2014， 30（6）：3-4.

[10] 王小京，劉寧，周慧玲，等.《電子封裝結(jié)構(gòu)》課程內(nèi)容設(shè)計探索——以江蘇科技大學(xué)電子封裝技術(shù)專業(yè)教學(xué)為例[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2022，21（18）：170-172.

[11] 程東海，熊震宇，戎易，等.航空院校課程思政方案研究與設(shè)計——以電子封裝材料課程為例[J].高教學(xué)刊，2021，7（30）：177-180，184.