“双一流”建设背景下新兴交叉学科建设路径探析

黄萍华 李健

摘  要：在国家统筹推进新一轮“双一流”建设的大背景下，集成电路科学与工程学科肩负着培养产业急需高端芯片人才的重大使命，并成为各高校“双一流”建设的关键发力点和新的增长点。各高校应按照“需求牵引的新战略导向、交叉会聚的新发展定位、协同创新的新建设思路、产教融合的新培养模式”的总体原则，积极探索集成电路科学与工程学科建设路径，努力在危机中育新机、在变局中开新局，支撑和驱动我国集成电路事业的自主创新发展和高质量可持续发展。

关键词：“双一流”建设；新兴交叉学科；集成电路；集成电路科学与工程

中图分类号：G632.4    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2023）26-0007-04

集成电路作为现代信息技术产业和装备制造业的“基石”和“心脏”，既是支撑经济社会发展和保障国家安全的基础性、先导性、战略性产业，也是全球高科技国力竞争的战略必争制高点［1］。在国家统筹推进新一轮“双一流”建设的大背景下，集成电路科学与工程学科肩负着培养产业急需高端芯片人才的重大使命，并成为各高校“双一流”建设的关键发力点和新兴增长点。

一、困局：面临高端“芯片”人才瓶颈

1947年12月，美国贝尔实验室成功研制出世界上第一支点接触型锗晶体管，这是20世纪的一项重大发明，为集成电路的诞生吹响了号角。1949年以来，我国也一直在全力发展集成电路这一战略性新兴技术和产业。我国大力优化集成电路产业发展的政策环境，发挥新型举国体制优势集中攻关、奋力追赶，大力培育具有国际竞争力和影响力的行业领先企业。2000年印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2000〕18号）；2004年中国大陆第一条12英寸线在中芯国际投产生产；2016年，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，成立“国家集成电路产业发展投资基金”；2018年深圳市海思半导体有限公司跻身全球芯片设计领域前10位；2020年印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》（国发〔2020〕8号）；2022年上海微电子装备有限公司交付首台国产2.5D/3D先进封装光刻机，使14纳米先进工艺规模实现量产。综合来看，经过六十多年的长期发展，我国集成电路设计、制造能力与国际先进水平差距不断缩小，封装测试技术已经处于国际先进水平，但是产业整体发展水平依然存在较大差距，在芯片设计、制造等环节存在明显“短板”［2］。

集成电路产业作为国家发展重点产业，不仅是一个技术密集、资金密集的产业，更是一个需要大量创新人才的产业。既要考虑“从0到1”的原始创新，也要考虑如何提高制造工艺水平、提升芯片产品质量。原电子工业部部长胡启立在回顾中国的“芯”路历程时总结了三点经验教训：第一，真正的核心技术很难通过市场交换得来，引进不是目的，目的是发展自己，为我所用，最终实现自主创新，走自己的路；第二，始终坚持以市场为导向，如果与市场不合拍，即使技术水平再高也得不到市场的回报，就会被淘汰出局；第三，牢牢抓住人才这个高科技企业发展的核心，优秀人才是创新的主力和中坚［3］。历史和實践告诉我们，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，必须自力更生，必须牢牢掌握在自己手中。人才是创新的第一资源，是自主创新的关键，创新驱动本质上是人才驱动，综合国力竞争说到底是人才竞争［4］。我国芯片产业长期落后的主要原因是缺乏专业人才特别是顶尖高端人才。根据中国半导体行业协会数据统计，2022年中国芯片专业人才缺口将超过25万人，预计到2025年这一缺口将扩大至30万人。人才特别是高端人才团队短缺的问题，成为制约我国芯片产业可持续发展的关键因素和症结所在。要从根本上破解高端芯片“困局”，最核心最急需的是大力发展集成电路领域的学科专业，培养造就一大批既懂科学原理又掌握尖端工艺的集成电路高端人才。

二、布局：大力支持集成电路学科发展

（一）增设集成电路一级交叉学科

为加强对人才培养和学科建设的指导和规范，我国自1983年颁布并开始施行学科专业目录，作为进行学位授权审核与学科管理、学位授予单位开展学位授予与人才培养工作的基本依据。为满足集成电路行业的人才需求，国家一直高度重视相关学科专业的建设。1983年就设置了电子学与通讯、计算机科学与技术、自动控制等一级学科，1996年后设置了光学工程、计算机科学与技术、信息与通信工程、电子科学与技术等相关一级学科。但是，集成电路一直没有成为单独设置的一级学科，仅仅作为电子科学与技术一级学科下面的一个专业（二级学科）存在。本科阶段会受到课程设置和培养方案的制约，研究生课程教师则分布在各个学科甚至是不同学院之中，集成电路人才培养的针对性、专业性、系统性都存在很大问题，无法满足产业发展需求。

对此，学术界、教育界的有识之士呼吁，国家应针对集成电路产业人才需求成立专门的一级学科。2018年9月，中国科学院院士王阳元就曾在新时期中国集成电路产业论坛中提议将微电子学科提升为一级学科。2019年10月，工信部公布了《关于政协十三届全国委员会第二次会议第2282号（公交邮电类256号）提案答复的函》，明确提出将推进设立集成电路一级学科。2020年7月，国务院学位委员会会议表决通过了关于将集成电路专业从电子科学与技术一级学科中独立出来作为新的一级学科的提案。2020年12月30日，国务院学位委员会、教育部正式下发通知，根据党和国家事业发展需要，决定设置“交叉学科”门类并下设“集成电路科学与工程”等两个一级学科，要求加强“集成电路科学与工程”学科建设，做好人才培养工作。作为一门以集成电路为研究对象的战略性新兴学科，将紧扣集成电路全产业链的重点任务和突出短板，致力于解决集成电路设计、制造、封装、测试和工艺技术的核心科学和工程技术问题。这意味着我国集成电路的学科专业体系趋于完备，支撑集成电路产业升级发展的拔尖创新人才培养体系臻于完善，必将极大促进新一代专业人才的培养，从根本上突破制约集成电路产业发展的人才瓶颈。

（二）组建集成电路相关学院/学科

在国家明确支持建设“集成电路”一级学科后，全国各高校特别是“双一流”高校纷纷整合相关学科资源，组建集成电路学院，建设集成电路科学与工程一级学科。2020年10月，北京航空航天大学率先成立集成电路科学与工程学院；2021年2月，中山大学成立集成电路学院；同年4月清华大学成立集成电路学院；6月北京理工大学成立集成电路与电子学院；7月北京大学和华中科技大学成立集成电路学院；10月湖南大学成立集成电路学院；11月华南理工大学和华东师范大学分别成立集成电路学院、集成电路科学与工程学院。相关一流学科建设高校也不甘落后，2021年2月安徽大学成立集成电路学院，11月广东工业大学成立集成电路学院。与此同时，各高校竞相申报集成电路科学与工程一级学科博士学位授权点。根据2021年11月教育部公布的名单，共有18所高校获批全国首批集成电路科学与工程一级学科博士学位授权点，包括北京大学、清华大学、中国科学院大学、浙江大学、上海交通大学、南京大学、华中科技大学、北京航空航天大学、北京理工大学、东南大学、厦门大学、西北工业大学、华南理工大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京邮电大学、南京邮电大学、杭州电子科技大学。在获批高校中，除了南京邮电大学和杭州电子科技大学外，其余高校均是国家“双一流”建设高校。

至此，我国初步形成了以国内顶尖高校为引领、以“双一流”建设高校为主体的集成电路学科建设格局。这些新组建的学科将聚焦集成电路学科发展前沿和产业升级需求，瞄准集成电路领域“卡脖子”技术难题和国产替代高端装备，深化政产学研用合作，打破学科专业壁垒，强化交叉融合创新，突破关键核心技术，培养国家急需的高层次人才，努力解决科技与产业的“两张皮”问题，支撑和驱动我国集成电路事业的自主创新发展和高质量可持续发展。

三、破局：探索集成电路学科建设新路径

集成电路科学与工程学科建设是一项事关我国学科建设和科技创新高质量发展的系统工程，属于涉及诸多学科领域的新兴交叉学科，肩负着服务国家重大战略和国民经济主战场的重大使命，需要有效整合政府、高校、企业、研究机构等各方资源进行集成攻关和协同创新，不断实践探索基于新战略导向、新发展定位、新建设思路、新培养模式的建设路径。

（一）需求牵引的新战略导向

如何解决当下集成电路人才缺口问题？如何培养适合企业需求的集成电路人才？在2020中国（上海）集成电路创新峰会上，来自政产学研各领域的专家一致认为，“读懂”产业需求，解决教育“脱节”，是弥补集成电路领域人才缺口的关键［5］。中国工程院院士、微电子工艺技术专家吴汉明坦言：“总体来说，目前的集成电路人才培养太偏理论了，而集成电路是一个产业需求引领的领域。”“双一流”建设高校作为国家重要的战略科技力量，要想国家之所想、急国家之所急、应国家之所需，聚焦集成电路产业发展的痛点堵点难点，加大对“卡脖子”环节的科技攻关和人才培育，在专业设置、课程设置上注重解决关键核心技术的特色化培养，力争填补产业空白、实现国产替代。探索产业导向的订制化、个性化人才培养方式，由企业根据自身的人才需求向学校下达人才培养订单，深度参与人才培养方案制定并提供实训设备和场地，高校在企业的协作下按订单进行人才培养，为集成电路领域领军企业定向输送高素质创新人才和专业技术人才。

（二）交叉会聚的新发展定位

正如钱学森先生所说，交叉科学是非常有前途、非常广阔而又重要的科学领域。当今世界，科学研究日益呈现出多点突破、交叉汇聚的新态势，学科前沿的重大突破和重大创新成果大多是多学科交叉、融合汇聚的结果，学科交叉汇聚已成为科学技术发展的重要途径。习近平总书记多次指出，“厚实学科基础，培育新兴交叉学科生长点，用好学科交叉融合的‘催化剂。”为推动交叉学科发展，促进学科交叉融合，加快知识生产方式变革和人才培养模式创新，2021年11月国务院学位委员会专门印发了《交叉学科设置与管理办法（试行）》。集成电路科学与工程学科应该发挥新兴交叉学科的优势，进一步明晰多学科交叉汇聚的发展定位，着力打破传统学科的种种壁垒，深化与物理学、设计学、计算机科学与技术、电子科学与技术、材料科学与工程等相关学科的交叉融合，凝练优势特色交叉研究方向，注重引进和培养具有宽口径、厚基础、多学科背景的高素质创新人才，积极探索有利于新兴交叉学科深度融合发展的科研组织模式和考核评价机制，厚植促进学科交叉融合发展的制度土壤。

（三）协同创新的新建设思路

协同创新是政府、高校、科研院所、企业以及相关研究机构等，为了实现重大科技创新而开展的以知识增值为核心的大跨度整合的创新模式。协同创新是当今科技创新和学科建设的新范式，借力国家意志的引导和机制安排，促进高校、政府、企业、研究机构等创新主体发挥各自的能力优势、整合互补性资源来实现资源共享和优势互补，协同推进科技创新和科技成果转化。要破解当前面临的集成电路产业发展困局，亟须针对关键核心领域“卡脖子”难题，集中优势力量，强化协同创新，打通基础研究、应用开发、成果转移与产业化链条。集成电路科学与工程学科建设，要充分发挥举国体制和市场机制相结合的制度优势，加强学院与学院之间合作、校校合作、校地合作、校企合作，建立健全政产学研用同频共振联合攻关的协同创新机制，打造优势互补、成果共享的协同创新平台和集群创新网络，汇聚人才、技术、产业、资金等创新要素，加速科技成果的工程化、商品化、产业化进程，助力实现集成电路产业链供应链的自主可控和整体跃升。

（四）产教融合的新培养模式

深化产教融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，是推动教育优先发展、人才引领发展、產业创新发展、经济高质量发展相互贯通、相互协同、相互促进的战略性举措，是推进人力资源供给侧结构性改革的战略性任务［6］。集成电路产业的人才培养具有门槛高、实践缺、学科杂、知识散的特点，其中，设计、制造、封装、测试等领域都需要全方位、全生态化的产教融合人才培养模式。教育部按照“面向产业集聚科学规划布局、面向一流学科突出扶优扶强、面向协同创新深化产教融合、面向区域需求促进共建共享”的原则，遴选“国家集成电路产教融合创新平台”项目，采取共建共享的人才培养和交流方式，探索高校与企业联合培养高端人才机制，目前已有清华大学、北京大学、复旦大学、厦门大学、电子科技大学、南京大学、西安电子科技大学、华中科技大学八所高校入选。

产教融合，“产”和“教”不能分开，核心任务是服务产业。集成电路科学与工程学科的产教融合培养模式，要以人才培养和技术创新为核心，围绕“教育”和“产业”双主体构建针对集成电路产业新型人才培养机制，实现专业与产业、教学与实践、育人与就业、课堂与实践的精准对接，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，为国家发展集成电路产业提供坚实的人才保障［7］。

四、结语

“双一流”建设高校因应我国集成电路产业亟待破局的时代重任和现实需要，以需求牵引为战略导向、以交叉会聚为发展定位、以协同创新为建设思路、以产教融合为培养模式，积极探索集成电路科学与工程新兴交叉学科建设的新路径，努力在危机中育新机、在变局中开新局，大规模地培养集成电路高端人才，孕育催生一流学科建设新的增长点，为我国集成电路事业的自主创新发展和高质量可持续发展做出应有贡献。

参考文献：

［1］ 熊缨，王伊. 全球芯片产业人才发展现状及主要发展战略［J］. 中国人事科学，2021（05）：59-69.

［2］ 国务院. 国家集成电路产业发展推进纲要（国发〔2014〕4号）［EB/OL］. （2014-06-26）［2023-02-08］. http：//www.cac.gov.cn/ 2014-06/26/c_1111325916.htm.

［3］ 胡启立. “芯”路历程：909超大规模集成电路工程纪实［M］. 北京：电子工业出版社，2006：238-241.

［4］ 习近平. 深入实施新时代人才强国战略 加快建设世界重要人才中心和创新高地［J］. 求是，2021（24）：4-15.

［5］ 沈湫莎. 产教融合，集成电路产业探索“订单式”人才培养［N］. 文汇报，2020-12-23（05）.

［6］ 国家发展改革委. 关于印发国家产教融合建设试点实施方案的通知（发改社会〔2019〕1558号）［EB/OL］. （2019-09-25）

［2023-01-30］. https：//zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp？id=16431.

［7］ 王衛民，吴永乐，张一凡. 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［J］. 中国大学教学，2021（06）：67-71.

（责任编辑：罗欣）