微电子技术专业人才培养如何适应我国集成电路产业新形势下的发展需要

◎ 李玉峰 计红军 李明雨

集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，其重要地位日益突显。特别是在现阶段美国对我国高科技领域封锁和制裁日益严重的新形势下，我国集成电路产业的发展对专业人才的需求更为紧迫。作为人才培养的重要基地，高校如何满足我国集成电路产业新形势下的发展需要，如何克服高校人才培养与产业实际需求之间的脱节现象，已经成为现阶段高校微电子技术专业教学改革亟需解决的重要问题。本文通过结合我国集成电路产业的现状和未来发展需求，探讨了在新形势下微电子技术专业教学改革和人才培养模式的发展方向。

当今社会已经进入到高度发达的信息化社会，且随着信息化技术不断渗入我们生活的各个方面，当今世界的政治、经济、科技、文化、军事等领域也发生了深刻变革，这给我们带来难得的发展机遇，也提出严峻的挑战。集成电路产业作为国民经济和社会发展中极具重要战略意义的产业，它不仅仅是当代信息化发展的技术基础，更是衡量一个国家或地区经济、技术等国力水平的重要标志。特别是最近二十年，集成电路产业已经在计算机、监控、消费应用、医疗、航天、移动通信、照明、汽车等行业发挥出越来越广泛和重要的作用，被人们称为“工业的粮食”。并且随着集成电路产业的高速发展，推动着科技进步、传统产业的技术升级和社会生产力的蓬勃发展，给人们生活带来了前所未有的方便。

一、我国集成电路产业发展现状和存在的问题

集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，是转变经济发展模式、优化和升级产业结构、保障国家信息安全的重要支撑。国家高度重视推动集成电路产业发展，近年来集成电路扶持政策密集颁布，产业发展的政策环境不断优化。2011年国务院发布《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，对于集成电路制造企业执行税收政策优惠。2014年国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，将集成电路产业新技术研发提升至国家战略高度。纲要中明确提出，到2020年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，企业可持续发展能力大幅增强；到2030年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。2018年政府工作报告也将集成电路产业列入加快制造强国建设第一位，延续了国家政策的大力支持集成电路产业发展。

但我国集成电路产业市场虽大但自给率低。作为全球最大的集成电路消费国，我国市场需求接近全球的1/3，但国内产值却不足全球的7%。一些高端通用芯片如CPU、DSP和FPGA等仍被国外垄断，基本上全部依赖国外进口。我国集成电路进口额已经连续五年超过2000亿美元，超过石油、天然气和粮食等。特别是以2019年美国对华为发起的制裁为起始，美国对我国集成电路产业一直依赖国外的EDA设计软件、制造设备和制造代工等方面不断加强限制。这些明确提示我们，目前集成电路产业依然是中国被卡脖子的产业，通过自主创新等方式逐步实现产业升级和产业链自主可控已经迫在眉睫。

二、微电子技术专业人才培养存在的问题

集成电路产业是典型的知识密集型产业，其生产步骤超过上千步，涉及到多个学科，是一门集各学科大成的系统性工程。其复杂的设计和生产流程决定了其对于高素质人才的需求十分迫切。按照2020年我国集成电路产业达到一万亿元产值来算，至少需要70万名相关人才，但现在却不到30万人，缺口超过40万人。但现阶段高校集成电路人才培养的现状却又难以跟上整个产业的发展速度，现阶段，我国高校微电子技术专业人才培养所面临的主要问题有：

1.学科定位和课程体系不合理。

按我国高校现有学科目录，并没用单独的集成电路一级学科。与集成电路相关的学科目录是电子科学与技术一级学科下面的微电子与固体电子学二级学科，其负责研究电子元器件（主要是半导体元器件）。而集成电路只是在这个二级学科下面的三级学科，这不仅极大的限制了集成电路专业的发展空间，也不利于专业认知度的提高。如今，随着微电子和集成电路技术的飞速发展，一个电子信息系统的大部分甚至全部功能都可以靠一个集成电路或者几个集成电路配合完成，使得现在集成电路所涉及的方向由传统的器件变为材料、器件、模拟和系统。因此原有的专业课程设置已经严重不适应现在微电子技术专业人才培养的要求，也无法满足集成电路产业的现实需求。

2.人才培养目标不明确。

我国高校微电子技术专业为顺应经济社会发展的要求，专业发展迅速，开展相关专业招生的高校也日益增多。但是很多高校在设定本校微电子技术专业学生培养目标时，缺少对国家集成电路产业发展规划相关政策的理解，缺少对集成电路产业未来发展方向和产业规模的了解，缺少对各层次相关从业人员必备素质和类型数量的掌握，导致高校微电子技术专业人才培养目标空泛没有特色，培养出来的学生与同等院校其它专业学生相比没有竞争力，无法满足集成电路产业对毕业生的要求。

3.师资队伍构成不合理。

目前我国高校微电子技术专业的授课教师，大部分为来自高校体系自身培养，这就导致授课教师理论水平虽然较高，但缺少生产实践能力和经验，对集成电路产业的发展和需求缺少直观认识。

4.实践能力培养不足。

目前高校的微电子技术专业本科教育偏重于理论基础知识的培养，基础理论课占据了大量的授课学时，而对集成电路生产实践相关动手能力的培养严重不足。在理论授课过程中虽然包含相关课程实验内容，但是实验内容多为基础性和验证型简单实验，与集成电路企业需要的实践能力存在一定程度的偏差。从集成电路企业的调研来看，集成电路设计、晶圆制造和封测等相关企业要求毕业生具有一定的软件和集成电路生产线实践能力与经验，如EDA软件使用、晶元制造设备的操作和分析测试设备的操作等。通过对高校微电子技术专业的本科毕业生调研情况来看，学生毕业后对集成电路工艺生产设备不熟悉，无实际上手操作经验，会造成入职到集成电路企业后，需要企业从新进行实践能力的再培训。这不仅大大增加了企业用人成本，也严重阻碍了我国集成电路的快速发展。

三、微电子技术专业人才培养改革的方向

1.推进集成电路一级学科设立，明确应用型人才培养目标定位，优化教学课程体系。

设立与集成电路有关的一级学科已经有过多年的讨论，但由于一直存在各种争议而无法成形。伴随着我国集成电路产业的高速发展，以及高校微电子技术专业学科的不断发展变化，原有的学科划分在事实上确实已经制约了我国集成电路产业人才的培养，进而影响到了我国集成电路产业的良性发展。但值得高兴的是国家高层已经认识到集成电路产业发展中的“人才之殇”，积极推动我国高校集成电路一级学科的设立。在2020年7月国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》中（以下简称《若干政策》），明确提出“进一步加强高校集成电路和软件专业建设，加快推进集成电路一级学科设置”。如果集成电路成为一级学科，那么高校就可以按照现今集成电路产业的发展规划，在集成电路一级学科下面来设置细分的专业。这样高校也可以根据集成电路的产业发展方向，组建专业的教师队伍和科研创新团队，形成与产业相匹配的集成电路人才培养体系和学科体系。同时《若干政策》中也指出要“紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式，努力培养复合型、实用型的高水平人才”。这就要求高校人才培养目标定位上和专业课程体系设置上，要充分考虑到现今我国集成电路产业新形势下的发展需要，要努力适应集成电路内涵和外延的不断扩大，拓展专业课程体系的丰富性和交叉性，提升专业实践能力，使得高校培养的毕业生成为满足集成电路产业对“复合型、实用型的高水平人才”的需求。

2.加强具有“双师”型素质的教师队伍建设。

应用型人才的培养就要求高校师资队伍的专业实践能力要很强。因此，需要加强高校教师与集成电路企业工程师的良性互相流动。通过鼓励高校教师深入到集成电路企业进行调研，了解集成电路产业最新发展动态和企业对高校毕业生的要求；通过高校教师参与企业第一线生产实践活动，使得高校的专任教师具备企业工程师素质。同时，高校要积极建立特殊人才引进通道，吸引优秀的集成电路企业工程师进入专业教师队伍，成为全职或企业兼职教师。高校还要主动邀请集成电路企业工程师参与学科培养目标和专业课程体系的制定，共同确定课程教学内容，共同开发教材和课件等。从而培养出一批理论水平高、实践能力强的的“双师”型教学队伍，在满足课程教学内容顺利开展的同时，有助于提高教师的工程化能力。

3.完善教学实验室条件，创建开放式实践教学。

教学实验室是校内实践教育的平台和重要技术支撑，必须能够提供集成电路制造工艺步骤相关的工艺设备，供学生在课程内外、竞赛、毕设等活动中培养实践能力。使学生在本科生阶段就能实际接触集成电路制造生产线上的相关设备，从而深化理论基础知识，培养实践技能，积累实践经验，最终达到毕业时与集成电路企业的无缝过渡。在实践教学内容方面，构建以专业课程实验、创新创业项目、竞赛项目和教师科研项目等组成的开放式实践教学体系，摆脱理论教学内容和教学计划进程的限制和约束，建立“理论教学-实践教学一体化”和“教室-实验室一体化”。通过学生的主动参与，自主完成，充分调动起学生的积极性和主观能动性，培养学生的创新精神和创新能力。在实践教学评估方面，兼顾课上与课下相结合、教学结果与教学过程相结合、学生自我评价与教师考评相结合的原则，不断完善实践教学的考核体系，形成以学生为中心的适应学生能力培养和鼓励探索的多元实践教学考核体系。最终实现全面、准确地评估学生的实践能力，为提高实践教学质量的提供可靠保障。

4.加强校企产学合作，构建校企联合培养环境。

在《若干政策》中明确提出国家现阶段“鼓励有条件的高校采取与集成电路企业合作的方式，加快推进示范性微电子学院建设。优先建设培育集成电路领域产教融合型企业”。通过政府或行业协会的桥梁作用，促进高校与相关企业开展产学合作，建立校外实训基地，利用企业的设备优势，开展学生生产实习和毕业设计活动。其次利用高校的自身优势，给企业的技术人员开展理论培训。通过高校与相关企业间的良性双向互动，形成校内校外联动的校企联合培养环境。此外，还可以依托校企联合培养环境，根据企业需求，设计人才培养方案，增设应用性的新课程，为企业培养和输送急需人才。同时鼓励企业和高校根据企业在产品研发和生产制造中所遇到的问题，设立联合科研基金，吸引高校学生参与科研项目研究工作，增强学生综合运用专业理论知识解决实际问题的能力。

四、结束语

为了适应我国集成电路产业新形势下的发展，满足集成电路产业对人才的需要，高校微电子技术专业应该在学科设立、教学课程体系优化、师资队伍建设、实践教学完善以及校企产学合作等方面进行教学改革，从而推动我国集成电路产业的良性高速发展，体现高校在国民经济和社会发展中的服务作用。