半导体技术联合创新实验基地的建设与运行探索

商世广　武利翻　刘有耀　金蕾　苗瑞霞

［摘 要］培养工科学生创新意识、创新精神和创新能力是創新型人才教育的中心思想，而创新来源于实践，创新实验基地是高校创新人才培养的重要保障。文章针对半导体技术创新型人才培养过程中实践教学的短板，阐述了校企联合创新实验基地建设的背景、目标和内容，分析校企合作过程中存在的主要问题；提出了整合校内外优势资源、校企合作共建联合创新实验基地，按照分层次、开放型的思路，建立创新实验内容体系；探索了联合创新实验基地的管理模式、运作方式、考核体系和运行机制。

［关键词］校企合作；创新实验基地；创新能力；运行机制

［中图分类号］ G648 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）06-0135-03

半导体产业已成为关系国民经济及保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，是推进信息化的重要力量。随着国家对半导体产业的重视度日益提升、投资规模大幅增加，加之半导体技术人才的培养是一个漫长的过程，半导体技术创新人才面临巨大缺口。半导体技术人才的培养，须以半导体材料、设备、分立器件、集成电路设计、半导体制造和封装测试等专业方向为纽带，要求该专业技术人才不仅要有较强的专业实践能力，更要有一定的创新能力。西安邮电大学（以下简称我校）微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业开设时间较短，因行业发展速度快而导致其教学条件和教学管理不能满足半导体技术创新型人才培养的要求。在实验设施方面，半导体制造设备价格昂贵、运行成本及维护费用高，实验设备陈旧；在师资队伍方面，青年教师比重大，实践教学能力欠缺；在考核机制方面，考核主体对考核客体的态度、应用能力和实际技能只能主观认定，没有统一的衡量标准[1]。我校通过校企联合创新实验基地建设、深化产教融合，为半导体技术相关专业学生提供了良好的实践环境和真实的锻炼机会，有效地培养了学生的创新意识、创新精神和创新能力，为半导体产业发展注入了新的动力。

一、联合创新实验基地建设现存的主要问题

创新实验基地是专业创新人才培养的重要载体，助力校企深层次的合作。我校微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业经过十几年的发展，集成电路设计、半导体制造专业方向的实践教学条件得到了良好的发展，已具有自己的特色与优势；而半导体材料、设备、分立器件和封装与测试等专业方向的实践教学，存在实验设施不足、师资队伍实践能力欠缺等问题。校企共建联合创新实验基地，有益于完备实践教学条件、提高师资队伍教学水平和教学质量，是高校提升学生创新能力的重要途径。目前，几乎所有高校都有或多或少的合作企业，但部分高校的校企合作仅限于企业提供实习基地、聘请企业技术骨干作为兼职教师、横向课题的合作开发等，甚至有的高校校企合作只停留在书面协议上，严重违背了校企合作的初衷 [2]。校企合作的深度、广度均不够，使部分高校的校企合作流于形式。这主要是因为企业是自负盈亏的经济实体，设立的目的就是营利，面临着激烈的市场竞争，所以在面对校企合作时部分企业积极性不高、内驱力不强[3]。因此，推进实践教学基地、师资团队、实践教学体系和运行机制的建设，开展校企合作、促进共赢发展，是高校提升创新人才培养质量的必由之路。

二、联合创新实验基地的构建

（一）校内联合创新实验基地的建设

半导体技术联合创新实验基地建设不是单纯地购置实验室仪器设备，而是将分散的实验设备、人员和实验场所按照半导体产业链的上游、中游和下游进行重构，实行统一规划、建设和管理，实现资源共享和利用最大化。我校微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业经过多次的校内自建、部省共建以及校企共建，下设实验基地拥有微电子学基础实验室、微纳材料器件制备实验室、微纳器件测试分析实验室、半导体工艺仿真实验室、半导体工艺联合实验室、集成电路设计实验室和微电子学系学生创新实验室。该基地可开展微电子学基础实验、新型微纳电子材料与器件、半导体工艺模拟和器件仿真、半导体工艺生产实习、集成电路设计与仿真以及集成电路参数测试分析等多类实验，不仅可满足课内基础实验教学需求，还可满足课外科技活动、创新、培训和竞赛以及相关科研项目的实践需求。其中，我校与北京微电子技术研究所（航天772所）共建的半导体工艺联合实验室，能有效填补因半导体制造可控工艺环境（全封闭工厂）导致我校学生无法进行生产实习的空白；同时，该实验室也对西北地区高校相关专业提供开放共享服务，起到区域辐射示范作用。长安大学、西安科技大学和陕西科技大学等兄弟院校相关专业的本科生以及西安交通大学的部分研究生来我校进行参观学习，对我校给予了高度赞誉。

（二）校外联合创新实验基地的建设

校外联合创新实验基地建设，能有效弥补我校半导体技术人才培养的短板，有利于减少办学成本及引进行业最前沿的技术和理念，为创新人才培养奠定坚实的实践教学基础。校外联合创新实验基地建设将企业的前瞻理念、先进设备和前沿技术引入实践教学体系，建设了具有现场观摩、行业体验、动手操作和项目实践等各种功能的实验基地，丰富了高校的实践教学资源。我校微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业先后与芯派科技股份有限公司、陕西半导体先导技术中心有限公司和深圳微纳研究院等单位签订了长期合作协议，有效地弥补了我校实践教学资源的不足。例如，芯派科技股份有限公司在元器件测试、可靠性测试和失效分析等领域，拥有先进的设备、雄厚的技术力量，有效补齐了我校封装测试专业方向人才培养过程中实践教学的短板。

（三）合理实践教学体系的构建

实践教学是理论与实践相结合、知行合一的关键纽带。结构完善、层次清晰、衔接紧密和循序渐进的实践教学体系的构建，可有效培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。我校微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业按照“需求引导、强化实践、项目驱动、突出创新和全面发展”的培养思路，借助校企联合创新基地优良的软硬件，将相互独立的课内基础实验、课外科技活动以及创新、培训和竞赛实践环节，变成创新实践的有机部分 [4]，围绕半导体材料、设备、分立器件、集成电路设计、半导体制造和封装测试等专业方向的实践教学内容，形成具有纵向时间关联性的“操作能力—综合能力—开发能力”阶梯渐进式的实践教学体系。同时，及时追踪经济社会发展需求，建立紧密对接产业链、创新链的专业实践教学体系；将学生纳入创新实验的主体，调动学生的主动性、积极性和创造性，在校园内形成创新教育氛围[5]，多层次、多角度地提升学生的创新能力。

（四）“双师型”师资队伍的组建

半导体技术创新型人才培养要求师资队伍具有很强的专业实践能力。为组建半导体技术“双师型”师资队伍，教学团队积极为任课教师创造条件，坚持“走出去”与“请进来”紧密结合的原则，主要有利用校内的教学资源加强对教师的内部培训、鼓励教师进入企业锻炼和深化校企产教融合等多种方式[6]。然而，部分高校内部的师资队伍培训一般为安排经验丰富的老教师对青年教师进行传、帮、带的方式，容易受思维模式限制，导致知识和经验积累的同质化；进入企业锻炼则多表现为高校主动发展合作企业，但校企合作深度不够、合作质量不高。产教融合是校企合作的高级阶段[7]，目的是建立产、教、学互动的创新实验基地，实现高校教师和企业技术骨干互聘互派，组建“双师型”师资队伍。企业选派实践经验丰富的技术骨干，参与学生的课内基础实验、课外科技活动以及创新、培训和竞赛实践环节的指导工作，能将前沿技术、科研成果与教学内容相结合，将一线的信息、经验直接带给学生。教师通过挂职锻炼、脱产培训和假期集训等方式，深入合作企业从事相应的生产管理和工程技术工作[8]。目前，我校已有多位教师到企业进行参观交流及培训，取得了多种职业资格认证，例如教育部颁发的高等学校骨干教师培训证书、英特尔公司颁发的Nano?Hub课程研讨会培训证书、人力资源和社会保障部颁发的光伏发电技术工程师（高级）职业培训证书等。“双师型”师资队伍的组建，有效地提高了教师的执教能力和科研能力，丰富了教学内容，为教学质量、教学效果的提升提供了强有力的保障。

三、创新实验基地的运行管理

（一）规范化和安全化管理制度的建立

创新实验基地管理制度是实验基地有效发挥作用的前提，能为学生实践教学、科学研究以及创新能力的培养提供良好氛围，同时也能为企业提供技术服务。创新基地实行校企双方共同参与、各有侧重的管理机制，即高校主管校内创新实验基地、企业主管校外创新实验基地。管理人员分为固定人员和流动人员：固定人员主要由创新基地主任、实验系列教师或企业主管、技术骨干担任；流动人员则通过设置助教、助研、助管岗位，聘请经验丰富、责任心强、敬业爱岗的研究生担任[9]。固定管理人员主要负责平台的贵重设备操作、大型设备保养、设备日常维护、耗材采购以及使用人进入实验室前的安全教育培训等工作；流动管理人员主要负责平台在使用过程中的监督和指导等工作。同时，创新实验基地负责制（修）订系列制度与文件，例如安全化与规范化管理制度、设备仪器管理制度、实验废弃物处理与管理制度、课题经费管理制度，以及教师岗位职责和仪器设备操作流程，以确保实验基地安全有序、平稳高效地运转。

（二）自由开放创新实验基地的运作

半导体技术联合创新实验基地长期坚持所有设备“不怕用坏，就怕放坏”的原则。校内创新实验基地在课表安排以外的空余时间，24小时面向全校微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统和相关专业的广大师生及企业技术骨干实行预约开放制度，使用人有充分的自主权。对创新实验基地实行信息化管理，给实验室配备门禁系统、监控系统和电源控制系统，实现实验室内仪器设备的运转控制及状况监视，确保人员和设备安全。校外创新实验基地除学校集中组织的实习外，日常活动以综合型、创新型和探索型项目及各类竞赛为主，以学生申报参与、高校教师和企业技术骨干指导的模式对外开放，充分发挥学生的主观能动性，提高学生的自主学习能力，培养学生的创新意识和能力。

（三）实践教学考核体系的健全

实践教学考核体系是考查学生的动手能力和创新能力的标准，其主要作用为判断学生应用所学的理论知识在实践中分析和解决问题的实际能力。我校在半导体技术人才培养的过程中，对课内基础实验、课外科技活动以及创新、培训和竞赛实践环节量化为学分制度，实行学分选修制度。另外，支持学生积极申报校级、省级和国家级创新实验项目以及参与各类科研项目，更好地拓展学生个性化发展和自主成才的空间。根据实践教学内容、参数测试和性能指标，兼顾定性与定量相结合、过程与结果相结合、课内与课外相结合、考核与考评相结合的原则，考虑合理性、可行性和性能优劣等多种因素，建立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[10]，确保在评测过程中公正、公平、全面、准确地反映学生的应用能力和实际技能，为提高实践教学质量提供可靠保障。

（四）互利共赢的长效运行机制的构建

部分高校的校企合作模式是从学校到企业的单向过程，仅限于企业提供实习基地、聘请企业技术骨干作为兼职教师、横向课题的合作开发等，使部分企业在面对校企合作时积极性不高。要构建校企合作的长效机制，必须本着教育性、互利性和共赢性等原则，有效发掘企业积极参与合作的利益驱动点。在实际的运行过程中，校企双方以合作优先、谁出资谁受益为准则，在向对方提供技术服务的基础上，均可以单独或共同向第三方提供相應的有偿服务，收取相应的服务费用。在人才培养目标、教学内容上，高校可根据企业的用人要求进行设置调整，向企业定向输送专业人才。同时，高校可以参与企业员工再培训，帮助企业进行技术革新、攻关和产品开发，提高成果转化能力，促进产业升级，增强企业的市场竞争力，激发企业参与办学的积极性。

四、结语

本文围绕工科学生创新意识培养、创新精神塑造和创新能力提升的中心思想，通过校企合作，共建融教学、科研和技术服务为一体的联合创新实验基地；将相互独立的课内基础实验、课外科技活动以及创新、培训和竞赛实践环节，有机地融入整个大学四年的实践教学之中，灵活把握实践环节的考核方式，满足半导体技术创新型人才的培养要求。同时，高校应综合考虑企业的人才需求及员工培训需求，为企业提供技术支持，基于资源共享、优势互补和共同发展的理念，突破深层次校企合作的瓶颈，形成稳定的校企合作办学关系和机制，发挥示范引领作用。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 商世广，赵玲，刘有耀，等.基于应用型半导体制造工艺人才培养模式的探索与实践[J].教育现代化，2019，6（A3）：8-9.

[2］ 周滟.职业教育校企合作现状及发展难点分析[J].科技资讯，2018，16（10）：179.

[3］ 于春宝.试论校企合作的难点破解[J].才智，2019（24）：178.

[4］ 李伯奎，左晓明，刘远伟.机械类高等教育人才培养模式创新实验基地的构建[J].装备制造技术，2010（1）：187-188.

[5］ 耿悦杰，申亚男.高校夏季学期教学模式的探究与实践[J].教育观察，2020，9（21）：48-51.

[6］ 汪晓毛.应用型本科院校双师型师资队伍建设研究[J].教育现代化，2017，4（38）：63-64.

[7］ 汤正华，谢金楼.应用型本科院校产教融合的探索与实践[J].高等工程教育研究，2020（5）：123-128.

[8］ 王雄.新建应用型本科院校师资队伍建设探讨[J].教育评论，2017（8）：120-123.

[9］ 方静，宗传鑫，赖延清，等.大学生开放性创新实验平台的建设[J].创新与创业教育，2018，9（5）：81-83.

[10］ 商世广，赵萍，巩稼民，等.集成电路工艺原理与实践课程体系改革与探索[J].大学教育，2015（11）：112-114.

［责任编辑：刘凤华］