“沉浸式”产教融合人才培养模式的探索和实践——以集成电路设计与集成系统专业为例

赵俊霞，杨喆娴

（1.无锡科技职业学院 集成电路学院，江苏 无锡 214028；2.三江学院 电子信息工程学院，江苏 南京 210012）

引言

集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量［1］。2021年中国集成电路产品进口额为4 325.5亿美元，逆差2 787.6亿美元［2］。加大的“剪刀差”，倒逼着国内集成电路产业的发展，特别是设计业。2021年中国集成电路设计业销售额4 519亿元，长三角2 383.3亿，江苏省706.09亿元，南京市33.28亿元。2021年南京市集成电路设计业营销收入过亿的企业有70家［3］。《江苏省“十四五”科技创新规划》提出：“培育高端自主服务器CPU、集成电路EDA工具、刻蚀机核心部件等重大战略产品，基本实现关键领域的自主可控。”［4］学校培养了大量的毕业生，尽管就业率很高，但能够胜任高新技术、高薪岗位及对口解决重大战略产品设计的应用型人才少之又少。

一、现有人才培养模式的痛点

本文针对应用型本科人才的要求，研究集成电路设计与集成系统专业课程的现状，主要如下。

1.现有高校集成电路教材知识滞后，不能满足新工科教学背景下高质量应用型人才培养的需求［5-7］。集成电路发展遵循的是摩尔定律：集成电路中的元件数在18个月左右翻一番。这意味着10年前的教材就是32代之前的技术，更何况现在市面上的很多教材是2000年左右出版发行的，其知识体系明显滞后于新工科发展趋势和高质量人才培养需求，甚至有些观点、结构与现代集成电路完全不一致，特别是进16 nm FinFET先进制程以后，其设计理念、器件结构、工艺变化极大，甚至有些地方相左，这些先进的知识是需要作者深入行业第一线才能获得的资讯与经验。

2.面向应用型本科人才的集成电路课程对高校教师的科研和教学能力提出了全面要求，教师专业能力亟待提升。集成电路行业的特殊性，要求教师有很强的专业能力、高水平的设计理念和技能，需要不断参与项目。很多高校教师，特别是中西部的教师甚至没有机会见到集成电路内部实物结构，更谈不上设计集成电路，只能照本宣科。与产业和科技结合的应用型本科人才的集成电路专业课程的缺失，成为制约集成电路教师队伍发展的亟待解决的问题。

3.现有集成电路课程系统陈旧，与应用型本科人才导向不符。进入超大规模阶段后，数字集成电路设计理念与多年前完全不一致，导致部分教师和学生花费大量的时间和精力掌握了较为滞后的知识。

二、“沉浸式”产教融合理念

现在整个社会一直在鼓励校企合作，国家给校企合作的企业减免税款，学校也鼓励各学院各专业开展校企合作，可学校和企业依然如两条平行线，很难交叉。虽然学校也经常邀请行业专家来学校商谈教学计划，但效果不佳。主要原因有：（1）教学计划由课程构成，商谈的要点粗糙；（2）一般是一起开专家座谈会，顾忌情面，很难开放地讲解重点，很多时候流于形式；（3）有时虽然提了很多意见，但多停留于理论层面，无法在教学中实施。

本文针对上述原因，反复探索，形成如图1所示“沉浸式”校企融合人才培养理念，以企业需求为导向，结合学校自身定位及特点，根据学生的学习规则，针对技术能力、专业知识、动手能力、实践课程重构人才培养计划。

图1 “沉浸式”校企融合人才培养理念

以应用型本科人才教育教学理念为导向，形成如图2所示的以知识点为基本单元的人才培养方案，以知识点为最小单元，面向行业需求和集成电路发展现状，在现有基础上重构集成电路基础知识体系，优化课程内容，拓展集成电路基础课程体系，建立包括系统、电路、器件、版图、工艺5个模块的集成电路设计与集成系统专业的知识体系，使几个模块之间彼此关联和衔接，让学生知其然并知其所以然。

图2 以知识点为基本单元的人才培养方案

三、“沉浸式”产教融合人才培养模式的实践

根据“沉浸式”产教融合理念，设计“沉浸式”校企融合人才培养模式，如图3所示。首先根据教育部（标准、思政）、《华盛顿协议》、企业技术骨干、企业HR、高校教师、心理专家、毕业生和在校大学生共7方面对集成电路设计与集成系统专业人才的要求，自动匹配、反复计算、迭代各知识点的权重，生成教学计划和相关课程的教学大纲。

图3 “沉浸式”校企融合人才培养模式

本文以《集成电路设计与集成系统》专业2021级教学计划的修订过程为例，修订前走访了5所有特色、水平较高的同类型大学，含有三江学院毕业生的5家集成电路设计方面的上市公司（含A股、港股、美股）、4家中小型企业，举办了4次覆盖集成电路应用、数字集成电路设计、模拟集成电路设计的三江学院电子信息工程学院毕业的校友（15人）等多群体调研活动。

本文将所有课程拆分成知识点，如图2所示，以知识点为主题，进行各部分权重的讨论。在本次调研中，各公司均由技术总监、业务骨干和人力资源部经理接待，双方深入探索每个知识点对集成电路设计的影响，甚至给出具体的教材、章节、难点和重点，特别是针对高校讲授0.5 μm工艺还是5 nm工艺的困惑，公司给出了详细的意见及实施步骤。

组织相关问题的问卷调查、访谈、技术预测等，广泛征求意见，深入行业一线，统计集成电路各公司对人才知识与能力的要求，分析各项能力在集成电路领域所占权重，汇总行业对未来人才的要求，指导课程材知识系统的编写。

结语

经过实施，三江学院集成电路设计与集成系统专业人才培养模式已经形成系统，其部分项目和课程已经应用于2021届毕业生的培养，现培养的集成电路后端设计人才在长三角产业界具有很好的口碑和评价。集成电路产教融合相关事宜应邀接受新华日报南京分社的采访（2020年10月19日新华日报13版）。受中国电子信息产业发展研究院邀请开展2018—2019年度中国集成电路产业应用型本科、职业院校人才状况调研活动［8］，参与《中国集成电路产业人才白皮书》的编制。在“2019年南京市集成电路行业人才需求对接会”做主题报告。现有的研究成果已经推广到河北科技师范学院、黄山学院等应用型人才培养学校。