产教融合视域下芯片领域校企合作双元育人模式探索与研究

王卫民 吴永乐 张一凡

摘 要：针对芯片领域产业发展和人才培养需求，围绕深化产教融合，对校企合作和双元育人模式展开探索研究，结合校企合作实践提出了打造协同育人“双元”联合体，创新应用型人才培养模式，构建校企“产学研”创新共同体等方案，对促进芯片产业创新链、人才链和高校教育链的有效衔接，加强芯片产业的人才培养、校企合作和科技成果产业化具有重要意义。

关键词：芯片产业;产教融合;校企合作;协同育人

一、研究概述

随着我国产业结构由劳动力推动型向创新驱动型转变，创新成为引领国家发展的第一驱动力。创新的关键是人才，为使人才供给侧改革适应产业结构调整，2017年12月国务院办公厅出台《关于深化产教融合的若干意见》（国办发〔2017〕95号），明确指出要促进教育链、人才链、创新链有机衔接，发挥企业的重要主体作用，促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位融合。产教融合是一种教育新形态，可以有效连接教育体系和产业体系，实现双方人才、技术、教育和服务等资源共享，通过成果创新、技术改革和人才培养输出助力产业转型升级[1]。深化产教融合是优化人才培养的务实举措，也是实现科技自立自强的创新之举。

当前，芯片等高科技产业已经成为科研领域竞争的主战场，依赖国外技术和供应链提供芯片已经不可靠。我国具有大规模的市场和内需潜力，所以构建国内芯片自主产业链具有重要意义。2020年8月4日，国务院印发《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》，为集成电路和芯片产业的发展制定了一系列利好政策，我国集成电路和芯片产业将进入高速高质发展的关键时期。产业发展需要以人才和技术为支撑，而我国目前在芯片领域面临巨大的人才缺口，在集成电路核心技术领域面临着“卡脖子”难题。根据工信部公布的《国家集成电路产业推进纲要》，芯片产业规模到2030年将扩大5倍以上，对人才需求成倍增长。根据中国电子信息产业发展研究院编制的《中国集成电路产业人才白皮书（2019—2020年版）》显示，中国半导体产业2019年就业人数在51.2万人左右，同比增长11%，到2022年，集成电路专业人才缺口将近25万，人才培养总量严重不足而且存在结构性失衡的问题。但目前高校人才供给与产业发展增速不匹配，芯片领域人才断层问题已经十分明显。而要补齐芯片人才短板，深化产教融合是一剂良药，通过高校与企业协同发力，以人才培养和技术创新为核心，围绕“教育”和“产业”双主体构建针对芯片产业新型人才培养机制，打开校企双主体协同育人、联合创新的新局面，形成产业与教育统筹发展、人才与创新互为促进的良性循环，方能为国家发展芯片产业提供坚实的保障。

二、路径创新

1.聚焦“双精准”，促进产业與教育统筹发展

目前，芯片产业正在逐步拓展，芯片产业链涉及芯片设计调试、光刻掩膜板制造、晶圆生产加工和封测、良率评估等环节，产业发展急需具备扎实理论知识、工程实践能力和创新意识的高素质专业人才，包括芯片版图设计工程师、基板设计工程师、FAE技术支持工程师、晶圆制造和工艺管理员、芯片封装测试工程师等。但高校在专业设置、课程设计和教学内容等方面存在和产业需求脱节的现象，实验设备资源难以与企业媲美，芯片制造工程实践教学缺乏，导致所需的人才培养数量和质量与产业增速不匹配。

产教融合通过人才培养连接教育和产业两大主体，“精准对接，精准育人”是整合企业需求侧与高校供给侧要素的关键点，其内涵包括专业与产业对接、教学与实践对接、育人与就业对接、课堂与实践对接[2]。唯有在人才培养过程中将“所能”和“所需”对接，形成一个双向转化深度融合的体系，才可以切实拓展产教融合的深度和广度，实现教育和产业的互融互通和统筹发展。

一方面，人才链和产业链的精准对接有助于提升人才供给与芯片产业需求的吻合度。芯片产业为知识密集型和高新技术型产业，芯片产品研发设计加工流程复杂，急需从事芯片电路设计、制造、封装测试及产品开发和应用等工作的创新型、应用型人才，对人才的基础知识、专业素养和实践经验要求较高。高校需要切实立足产业需求，建设全方位紧密对接产业链的学科专业体系，推动学科专业建设与产业转型升级相适应，在人才培养目标、培养计划和课程设置等方面加强产学结合，在夯实学生基础理论的同时，增强学生的专业技术能力，进一步提升人才的专业综合素质（如图1所示）。高校专业设置与芯片产业需求实现精准对接，专业课程设置与职业标准实现精准对接，教学内容和芯片生产实践实现精准对接，促进人才培养全方位对接就业标准和行业需求，并全面提升人才的职业能力和职业素养。

另一方面，高校的精准育人有助于提升人才培养质量。目前芯片领域人才培养跟不上芯片产业的跑步快进的节奏，芯片产业链主要包括设计、制造、封装、测试和应用开发等环节。面对芯片产业技术变革的趋势，高校在人才培养的方面受到教学内容和实验资源等条件的制约，致使学生在校内难以接触产业前沿技术、先进工艺和设备，高校毕业生往往理论基础较强但实践能力缺乏。高校输出人才与企业需求有很大差距，需要经过培训之后才可以上岗，所以亟须提高芯片企业参与高校芯片人才培养的程度，健全以需求为导向且与产业精准对接的人才培养模式。高校可以到芯片产业考察调研，积极引入芯片企业先进的实践、人才和技术经验，在强化学生理论基础知识的同时，进一步增强学生的实践应用能力，培养学生的创新意识和创新能力，提升高校毕业生的就业竞争力，提高学生对企业岗位的适应力和战斗力，并最终实现“校—企—生”三方共赢。

2.引企入教，打造协同育人“双元”联合体

面对芯片产业技术升级和快速发展的趋势，产业急需掌握芯片底层设计方法、制造工艺流程以及封装与测试等技术的人才。

高校作为人才培养的主力军，存在课程内容与产业发展前沿脱节、师资实践经验不足、教学资源落后于技术发展的情况[3]。传统“闭门育人”的人才培养方式已不可靠，亟须提高企业参与高校办学的程度，与企业共同打造校企协同育人“双元”联合体，扩大产教融合的深度、广度，将协同培养深入人才培养的各个环节。让教育发展紧跟产业变革的步伐，并实现校企双主体的优势互补，发挥其规模优势和重组优势。

（1）联合制定培养目标和培养计划。高校应积极拓展与芯片企业的沟通渠道，定期调研企业的行业技术发展现状和趋势，听取芯片企业相关建议，基于当前产业人才需求并结合未来产业发展的人才需求趋势，立足高校的专业特色、师资队伍和校内教学资源，优化人才培养理念和思路，制订契合芯片产业需求和行业发展趋势的人才培养目标。芯片产业具备较强的工程实践性，从业人员不仅需要基础理论知识，还需要较强的工程实践能力和一定的创新能力。因此，高校芯片人才培养目标应以“强化基础，重视实践”为基本点，加大理论和实践的结合力度，增强学生的实战能力，并培养学生的探究精神和创新能力。通过聘请行业专家和高级技术人员，与校内教学经验丰富的专家组成校企协同教改指导联盟，根据高校自身的专业设置，结合产业需求导向优化培养方案，联合制订教学大纲，创新人才培养内容，培养出能够在芯片产业领域从事研发设计、流片制造和封测管理的高级工程技术人才，以及能够从事芯片产品自主研发的创新型专业人才，自上而下与企业需求精准对接，使学生掌握所需的基础知识、原理和实践能力。

（2）共同开发教学资源，优化课程体系。在构建课程体系的过程中，高校可以根据芯片企业的建议调整课程目标和内容，合理优化课程建设，联合企业开发课程，加强校企协同课程开发能力。芯片企业具有与专业教学课程相关的实践资源，如线上芯片设计调试、线下工艺流程和制造、光刻相关设备、工程案例和实际产品等，通过整合提炼企业教学资源，可以建立芯片实践工程库，充分发挥高校的理论优势和企业实践资源优势打造精品课程，联合构建校企课程平台，共同开发线上课程，录制讲解经典工程案例、企业技术培训和工艺流程培训等课程视频，积极打造线上虚拟实验平台，进而建立从基础理论到实践应用的全方位、全过程的课程体系。使学生不但具备扎实的专业基础知识，还可以了解芯片的版图设计、工艺、封装和测试等工程实践知识。

（3）共建协同育人师资团队。构建协同育人师资团队，打造校企协同育人联盟，可以充分发挥校企双方的人才优势，鼓励芯片企业的技术专家和经验丰富的工程师作为实践型导师，开设产业和实践相关课程，并将芯片产业技术和实践经验与高校的系统化学科理论体系整合，形成全新的产学结合教学体系。同时组织校内导师到企业进行短期进修，定期开展技术讲座和师资培训，进一步紧跟芯片产业技术前沿并且掌握工程实操能力。通过校企“双导师”协同合作丰富课程教学体系，聘请芯片企业专家帮助学生将理论学习和工程实践相结合，打造理论与实践一体化的教学环节。校内外导师还可以开展项目合作，联合申报课题，并将企业技术课题作为学生毕业课题，拓展课题的理论深度并增强学生的实践能力。

3.工学结合，创新应用型人才培养模式

芯片产业链涉及“电路设计—晶圆生产加工—封装与测试”流程，产业的发展需要大量高素质应用型、创新型人才。由于芯片加工测试设备过于昂贵，高校的实验设施资源有限，学生在校内难以接触产业实际的加工测试环境，往往理论知识丰富，实践经验与产业需求差距大，专业技术能力难以满足芯片产业的人才需求[4]。所以，高校在芯片人才培养中应聚焦芯片产业链，以“知行合一”为原则，采取“工学结合”的人才培养理念，以塑造学生的“工匠精神”为基本点，联合芯片企业开拓教学资源，创新教学手段，建立人才培养校内外实践架构，对接芯片企业人才需求，培养兼具创新精神的实践应用型人才。

（1）构建校内芯片实验平台。学生通过专业基础课程可以掌握基础电路设计知识，但实际芯片制造涉及工艺流程、封装、测试分析等复杂环节，例如在实际芯片产品生产过程中，电路设计往往需要考虑芯片制造工艺带来的偏差增加电路预设计环节，所以从基础电路设计到实际芯片产品设计有巨大鸿沟。高校可以联合企业构建校内芯片实验平台，建立校内芯片实验中心，搭建系统的芯片设计实验环境，通过实验平台教学对接企业的工厂化生产。基于芯片实验平台开设芯片实验类课程，包括仿真设计类实验、实测验证类实验和研究探索类实验课程等。

通过实测验证类实验学生可以验证基础理论知识，熟练掌握电路仿真、测试和实验环境，并加深对电路知识的理解。通过仿真设计类实验进行电路和版图的设计、仿真，可以帮助学生夯实理论基础，提升学生的动手能力以及工程思维能力。研究探索类实验则可以让学生针对芯片产业的前沿课题和生产难题进行探究，并提供实验平台验证，进而激发学生的探究精神和创新意识，提升学生分析和解决工程问题的能力。由于实际芯片生产工艺在校内难以实现，可以通过软件模拟芯片的制造流程，利用多媒体教学手段帮助学生了解包括氧化、扩散、镀膜、光刻、划片在内的芯片工艺原理，进而弥补芯片校内实验课程教学的不足。

（2）建设校外实训实践基地。高校可以扩大与芯片企业的合作，联合建设校外实训实践基地，聘请芯片企业专家组建实训兼职教师团队，对学生的实践操作进行指导。同时利用企业丰富的芯片实际生产经验，选取典型案例和科研项目打造项目式教学体系，建设贴近生产实践环节的芯片设计、工艺和测试开发的项目经验库，以项目为导向增强学生的实践能力。高校教师可以带领学生在实践基地参与校企项目研发和芯片产品设计，使学生切实参与芯片設计制造的全流程，包括电路版图设计、晶圆制造、芯片封装与测试等，体验实际科研开发和产品设计过程。在理论学习的基础上，进行实践应用和反复训练，将其转化为企业所需的工程经验，使学生做到“边学边用，边用边创”，进而提升学生分析解决复杂工程问题的能力，并在集成电路的设计中培养学生的创新意识和创新能力。高校可以与企业签订实训协议，企业可以与学生签订就业协议，基于校企实践平台优化高校的人才培养，并为企业输送更多高质量人才，最终实现生产与教学的相辅相成，企业与高校的合作共赢。

4.校企合作，构建“产学研”创新共同体

芯片产业是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量，而当前我国芯片产业发展面临核心技术“卡脖子”难题。高校具有丰富的科研资源，科研团队理论经验丰富，但是完整的芯片产品设计与开发需要复杂的“设计—流片—反馈”流程，所以推进芯片核心技术的科研攻关，需要整合高校的科研和人才资源以及企业在生产技术、生产条件和成果转化等方面的优势资源，打造校企“产学研”创新共同体，汇聚各方力量进行有效创新，加强双方协同科研攻关，打造校企“产学研”协同创新平台，优化校企项目合作形式，促进科研成果的转化，帮助企业抢占技术制高点，并助力芯片产业的科技自主创新。

（1）共建校企“产学研”协同创新平台。校企共建“产学研”协同创新平台，可以促进校企双方人才、技术和应用等资源的有效流通，实现校企协同创新和创新成果共享。校企“产学研”协同创新平台应以芯片企业为主体，基于市场需求导向，将平台创新与产业技术创新需求结合，避免研究成果与应用脱节。芯片企业应为协同创新和研发攻关的组织者、成果转化和应用的主力军，对市场充分调研后，准确把握市场需求，建立协同创新目标，将技术创新成果转化为产品和服务，使技术研发和创新成果更好地服务产业需求，最终助力芯片产业的自主创新。高校具有优秀的科研團队、丰富的基础研究成果、良好的技术和研发环境，可以为协同创新提供人才、专业技术和知识，与芯片企业合作开展前沿性技术合作。同时，校企可以联合开展科创电子设计竞赛和创新应用竞赛等，通过“以研竞赛，以赛促学”，挖掘并培养具有创新意识的高素质人才，并建立校企双向人才流动制度，为芯片企业输送更多具备自主创新能力的专业应用型人才，进而激发校企双方的创新活力。

（2）优化校企项目合作模式。高校具有将科技成果转化落地的需求，校企项目合作可以加快科研成果转化落地，帮助产业解决实际问题。高校的科研应该更加贴近芯片产业的生产实践，注重与产业新技术和市场需求相结合。校方可以根据企业需求确定科研课题，企业先进的技术设备和生产条件可以为高校科研提供验证和实验条件，而研发成果可以转让给企业，企业可以基于高校的科研成果进行技术和产品转化。同时，高校可以为企业提供研发支持，从而提升自身的研发效率，节约研发成本，实现产品的有效创新。另外，企业可以根据市场需求和技术发展趋势和高校合作开发，芯片企业自身的研发机构具有先进的技术经验，但是往往缺乏理论知识，高校和企业可以联合建立技术研发团队，共同进行新产品和新技术的研发和应用拓展，实现双方经验、技术和人才资源的有效协作。最终把科技成果推向市场，助力科研成果产业化，并推动芯片产业科技的自主创新。

三、结语

深化产教融合是助力芯片产业发展和人才培养的重要举措，整合高校和企业的优势资源，实现高校人才供给侧和产业需求侧的有效衔接，积极构建校企双元育人联合体，创新应用型人才培养模式，有助于解决芯片产业人才短缺的困境。打造校企创新共同体，优化校企合作模式，有助于芯片产业技术自主创新。通过高校教育和产业的全方位对接，可以实现校企共赢和优势互补，补齐芯片产业的人才短板，提升我国芯片人才素质水平，助力芯片产业结构升级和科技自主自强。

参考文献：

[1] 胡敏强. 产教融合新工科育人模式探索与研究[J]. 中国大学教学，2019（6）：7-11.

[2] 刘耀东，孟菊香. 校企协同培养人才的反思与模式构建[J].中国大学教学，2018（3）：71-74.

[3] 张倩. 集成电路产业的发展现状与趋势研究[J]. 集成电路应用，2019（9）：1-3.

[4] 侯群，周颖，刘硕，等. 集成电路设计需求现状与人才培养对策分析[J]. 教育现代化，2020，7（9）：13-15.

[基金项目：（1）北京邮电大学2020年研究生教育教学改革与研究项目“微波电路与射频芯片领域产教融合研究生联合培养”（项目编号：2020Y002，主持人：吴永乐）;（2）国

家自然科学基金联合基金重点支持项目“人工智能无线操控高频滤波器芯片”（项目编号：U20A20203，主持人：王卫民）;（3）北京邮电大学2020年本科生教育教学改革项目“面向微波电路与射频芯片创新创业人才培养的‘产教融合实践及探索研究”（项目编号：2020CXCY04，主持人：吴永乐）]

[责任编辑：余大品]