集成电路专业人才培养方案探究

    胡靖

    摘 ? ?要：集成电路是信息技术产业的核心。当前面对国内外集成电路产业发展形势，国内集成电路专业人才缺口数量大，对集成电路人才培养提出了更高的期待。文章以黑龙江大学为例，通过分析集成电路专业人才培养现状，结合集成电路产业发展需求，提出集成电路专业课程体系方案，为学生进一步深入学习集成电路相关课程夯实基础，通过健全产学研融合体系，建立学分互抵机制，旨在培养企业发展急需的专业研究人才，使得人才培养与产业需求无缝连接。

    关键词：集成电路;人才培养方案;实践教学

    中图分类号：G640 ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ? ? ?文章编号：1002-4107（2020）11-0089-02

    集成电路作为信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和国防建设的关键产业。自2000年信息产业部18号文件《鼓励软件产品和集成电路产业发展的若干政策》发布后，国内才真正开始大力发展集成电路产业，涌现出一批中国人自己的芯片公司。

    2018年，中兴事件暴露出中国芯片、半导体产业发展存在的问题[1-2]。政府、学术专家、企业在2018年集成电路人才发展高峰论坛及2019年集成电路产业发展高峰论坛上，分析国内发展现状，研讨缩短与发达国家技术差距的具体措施，其中关键决策之一就是对国内集成电路专业人才培养提出了更高的要求。

    2019年5月美国对华为的打压升级，在没有任何有效证据的情况下将华为公司列入“实体清单”，对华为提起了贸易禁令，封杀华为，IEEE不允许华为科学家出席会议，担任评委，西方半导体企业搞非正常竞争，美国提高关税，中美经贸摩擦升级[3-5]。

    2019年6月中国工信部宣布正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，意味着中国要按照自己的标准建设5G，决心走自力更生的技术开拓之路。作为网络设备生产商的华为、中兴等公司需要大量的专案开发人力，其需求增幅将是以往的数倍。同时国内各知名企业也采取了相应举措，博通集成对子公司增资、格力集团计划投资20亿推进芯片技术研究，培养研发团队，引进海外高端技术人才。但国内企业是否能够成功突围，根本问题在于人才。过硬的研发团队是自建供应链的关键所在，因此目前重中之重是培养相关人才。

    中国集成电路产业及上下游企業发展处于上升期，很多高端关键性技术仍依靠国外，技术型人才严重缺乏，尤其领军人才严重不足。人才需求矛盾日益突出，据统计，2015 年中国集成电路从业人数 39.4 万人，其中技术人员 14.1 万人;预计到 2020 年，从业人数将达到 79.2 万人，其中技术人员 32.44 万人[6]。针对集成电路专业人才国内市场需求缺口严重等问题，结合企业对人才的迫切需求，国内各高校应进一步凝练集成电路专业培养目标，培养研究型并且具有应用能力的人才，构建符合产业发展的集成电路专业人才培养方案。

    一、集成电路专业人才培养现状

    （一）课程内容重复滞后

    国内各高校集成电路专业人才培养方案模式陈旧，相关课程间易重复或缺失，导致学生在不同课程中所学内容交叉，部分知识点缺失。衔接的内容讲授不清，有些互相依托的知识讲授顺序混乱，课程的理论内容与实验内容不一致，学生很难掌握。例如，目前黑龙江大学集成电路专业数字方向的“数字集成电路设计”这门课理论课内容为全定制设计，而实验内容却设定为半定制设计，严重影响了教学效果。

    国内大学集成电路设计与集成系统专业培养方案设定主干类课程包括“数字集成电路设计”“模拟集成电路设计”“数模混合集成电路设计”。教学内容与目前集成产品结构脱节，跟不上现代技术发展，很难与企业需求进行无缝对接。

    （二）实践教学与实际联系不紧密

    实践教学内容不合理，例如目前黑龙江大学集成电路专业数字方向的“硬件描述语言”“数字集成电路设计”和“FPGA原理与应用”这三门课都设有实验课，但所设立的实验内容重复，没有针对课程特色而实践，影响实践教学效果。

    实践教学与实际应用联系不紧密，目前学校的实验设施条件有限，开发环境、仿真工具不能及时更新换代。个别学校会参加知名公司大学计划，租用相关专业性的软件工具，仅仅能给学生提供软件开发环境，而多数院校很难提供正规的设计环境。另外，集成电路加工、测试设备过于昂贵，一般的企业都无力安装，学校更是如此。有的学校与企业合作，在校内建起了集成产业线，但维护费用高，没有办法坚持下来。因此，关于芯片加工、集成电路测试方面的课程很少有学校开设。

    二、完善集成电路专业人才培养方案的策略

    针对以上问题，黑龙江大学集成电路专业课题组对相关课程教学内容进行系统研究，为了体现集成电路专业特色，提出了合理的课程整合方案，规范人才培养方案。

    （一）优化理论教学内容

    为了避免授课内容重复，合理解决课程交叉、衔接问题，结合集成电路产业技术发展状况，黑龙江大学集成电路专业更新了理论授课内容，而且重新设置了相应的实验内容，保证理论内容与实验内容相一致，并且结合企业岗位需求，增列了新课程，如“集成电路芯片测试技术”“专用模拟IC设计”等课程。

    课堂上的实例要以目前市场上产品以及企业研发的成熟产品为主，例如可以提前参考大四实习期间校企联合项目的产品，让学生从产品功能及应用出发，逐渐熟悉实例产品本身，进而产生兴趣，一步步将所学知识运用到实践中去，以调动学生的积极性。因此课堂就不再是教师的一言堂，而是学生和教师互动的课堂。教师和学生也可以互换角色，形成翻转课堂，让学生将自己产生的想法分享给大家，教师和学生一起讨论，分析利弊，从而得出结论。

    （二）加强实践教学

    集成电路专业课程的理论性和实践性都很强。集成电路设计专业人才的培养研究能力除了理论研究能力外，还要有实验探究能力，两者是相辅相成的。实验探究能力的培养包括学生动手能力，合理设计实验能力，熟练运用集成开发、测试、实验环境对实验现象的观察分析能力，发现并确定科学问题、理解并分析科学问题、提出并解决科学问题的能力，实验合作能力，计划和管理实验时间的能力，实验过程的控制能力，分析实验结果的能力，根据实验结果不断改进的能力，实验报告撰写能力[7-8]。

    为了培养学生的实验探究能力，教师鼓励学生在学习过程中提出问题，分析问题，探究问题的解决方法。在新的培养方案中增列了集成电路专业实验、集成电路设计综合实验、专用芯片测试实验、集成电路工艺实验等，各种实验具备专业特色，既不重复又能做到合理衔接。在实验教学中创设各种问题情境，使学生在实验中发现问题，并带着问题从实验中找解决途径，当学生通过不断尝试找到解决方法时学习意愿更加强烈，学习效果更好。

    集成设计开发软件、芯片测试设备昂贵，校内实验条件有限，因此黑龙江大学建立校企联合项目，让学生能够利用企业丰富的硬件、软件资源，进行实地考察、设计实验、芯片测试、参数分析、改进研究。采用企业实践课和校内课程学分互抵机制，学生在掌握理论知识、相关实验以及提前了解企业产品的基础上，在大四上学期参加校企联合项目，到企业进行相关岗位培训，运用课堂上的知识，利用企业的设备与实践资源进行产品设计实践能力培养。通过参与市场调研，芯片研发，设计、制造、测试、分析一整套的产品研发设计加工流程，来真正体验集成电路专业实践，并且在大四下学期可以在企业进行相关的毕业设计和毕业论文写作，实现校企无缝连接。

    三、结论

    经过理论及实践教学研究，面向学生就业，让学生提前了解并熟悉市场上的集成设计产品。完善集成电路人才培养方案，培养学生的理论思维和实践能力，培养符合当代振兴集成产业发展急需的人才。黑龙江大学集成电路专业2019年重新修订了培养方案，得到了相关专家们的一致认同。

    参考文献：

    [1]陈怡文.从“中兴事件”看我国通信行业的发展[J].科技? ? 传播，2018，（23）.

    [2]文炳洲，陈琛.中兴事件、核心技术与中国集成电路产业? ? ——兼论全球化背景下的国家产业安全[J].技术与创新? ? 管理，2019，（2）.

    [3]沈逸.美国压制华为出于私心和错误认知[N].环球时报，? ? 2019-03-22.

    [4]孙兴杰.以开放应对封杀 华为经验昭示中国企业崛起? ? 之路[N].中国经营報，2019-05-27.

    [5]孙海泳.特朗普政府对华科技战略及其影响与应对[J].? ? 国际展望，2019，（3）.

    [6]中国电子信息产业发展研究院（CCID），工业和信息化部? ? 软件与集成电路促进中心（CSIP）.中国集成电路产业? ? 人才白皮书（2018-2019）[R].2018：15-20.

    [7]林海军，刘匀佳.关于集成电路专业本科应用型人才培养? ? 的探索[J].教育教学论坛，2017，（46）.

    [8]张笑笑，张奇.大学生科学实验研究能力的培养[J].黑龙江? ? 高教研究，2019，（3）.