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關(guān)鍵詞：課程體系改革；教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化；集成電路設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）34-0076-02
以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2000年，國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》（18號(hào)文件），2011年1月28日，國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而，我國的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年，全國進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進(jìn)口。2014年3月5日，國務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中，首次提到集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)，明確指出，要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)，在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn)，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月，國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年，我國芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%，集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場(chǎng)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求，2001年，教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。
我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，期間，由于專業(yè)調(diào)整，暫停招生。2012年，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生，主要專業(yè)方向為集成電路設(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求，從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。
一、專業(yè)課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí)，將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難，更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水，不可能學(xué)得懂。但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課，開設(shè)較少課時(shí)量，學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí)；有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如，我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程，而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。
2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，前者是后者的基礎(chǔ)，后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且，在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒學(xué)好的基礎(chǔ)上，開設(shè)后面的課程，將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂，嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如：在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中，沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”，直接開設(shè)“晶體管原理”，造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ)，很難進(jìn)入狀態(tài)，學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí)，如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。
3.課程內(nèi)容理論性太強(qiáng)，嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí)，過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)，而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握，使得學(xué)生（尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生）學(xué)習(xí)起來很吃力，學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業(yè)課程體系改革的主要措施
1.“4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式：“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”；“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測(cè)試”，實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則，根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，環(huán)環(huán)相扣，合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序，形成先專業(yè)基礎(chǔ)課，再專業(yè)方向課，然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。
我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，也就是三個(gè)本科專業(yè)大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開設(shè)課程，主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程，重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí)，為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級(jí)開始，分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，大學(xué)三年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起，課時(shí)量為64學(xué)時(shí)，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性，擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1～12周，而其他3門課程的開課時(shí)間從第6周開始，從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外，“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí)，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容，課時(shí)量為48學(xué)時(shí)，開設(shè)時(shí)間為6～17周；再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容，課時(shí)量為48學(xué)時(shí)，開設(shè)時(shí)間為8～19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測(cè)試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程，并設(shè)置其為選修課，這樣設(shè)置的目的在于：對(duì)于有意向考研的同學(xué)，可以減少學(xué)習(xí)壓力，專心考研；同時(shí)，對(duì)于要找工作的同學(xué)，可以更多了解專業(yè)方面知識(shí)，為找到好工作提供有力保障。
2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，專業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開始開設(shè)，時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才，需要對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。
在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導(dǎo)，側(cè)重于對(duì)基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí)，以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。
對(duì)于專業(yè)方向課程，教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此，在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中，總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變，理論課由原來的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級(jí)運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí)，融會(huì)貫通，有效地促進(jìn)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、結(jié)論
集成電路產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)，而集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果，分析目前集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)課程體系存在的主要問題，結(jié)合我校實(shí)際情況，對(duì)我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革，提出“4+3+2”專業(yè)課程體系，并對(duì)專業(yè)課程講授內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。從而滿足我校集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求，為培養(yǎng)實(shí)用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才提供有力保障。
參考文獻(xiàn)：
[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)課程體系改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（5）.
[2]方卓紅，曲英杰.關(guān)于集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)本科專業(yè)課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.
[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索[J].電力教育，2013，（28）.
[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實(shí)踐[J].教育與教學(xué)研究，2008，（22）.
以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(18號(hào)文件),2011年1月28日,國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而,我國的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年,全國進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進(jìn)口。2014年3月5日,國務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中,首次提到集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè),明確指出,要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái),在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn),引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月,國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年,我國芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%,集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場(chǎng)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求,2001年,教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。
我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè),期間,由于專業(yè)調(diào)整,暫停招生。2012年,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生,主要專業(yè)方向?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求,從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。
一、專業(yè)課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí),將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難,更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性,學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水,不可能學(xué)得懂。
但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課,開設(shè)較少課時(shí)量,學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí);有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程,而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。
2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且,在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒學(xué)好的基礎(chǔ)上,開設(shè)后面的課程,將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂,嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如:在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中,沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”,直接開設(shè)“晶體管原理”,造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ),很難進(jìn)入狀態(tài),學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí),如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。
3. 課程內(nèi)容理論性太強(qiáng),嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng),公式推導(dǎo)較多,并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí),過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo),而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握,使得學(xué)生(尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生)學(xué)習(xí)起來很吃力,學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業(yè)課程體系改革的主要措施
1“。 4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式:“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”;“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測(cè)試”,實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí),環(huán)環(huán)相扣,合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序,形成先專業(yè)基礎(chǔ)課,再專業(yè)方向課,然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。
我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,也就是三個(gè)本科專業(yè)
大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開設(shè)課程,主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程,重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí),為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級(jí)開始,分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),大學(xué)三年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起,課時(shí)量為64學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù),其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí),又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性,擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1~12周,而其他3門課程的開課時(shí)間從第6周開始,從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外,“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為6~17周;再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為8~19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測(cè)試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程,并設(shè)置其為選修課,這樣設(shè)置的目的在于:對(duì)于有意向考研的同學(xué),可以減少學(xué)習(xí)壓力,專心考研;同時(shí),對(duì)于要找工作的同學(xué),可以更多了解專業(yè)方面知識(shí),為找到好工作提供有力保障。 2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,專業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開始開設(shè),時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才,需要對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。
在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導(dǎo),側(cè)重于對(duì)基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí),以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。
對(duì)于專業(yè)方向課程,教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí),也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中,總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變,理論課由原來的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級(jí)運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí),留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí),融會(huì)貫通,有效地促進(jìn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì)；本科教學(xué)；改革探索
作者簡介：殷樹娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，教授。（北京 100192）
基金項(xiàng)目：本文系北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：KM201110772018）、北京信息科技大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2010JG40）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）04-0064-02
1958年，美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標(biāo)志著世界從此進(jìn)入到了集成電路的時(shí)代。在近50年的時(shí)間里，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個(gè)領(lǐng)域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本也相對(duì)低廉，便于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。自改革開放以來，我國集成電路發(fā)展迅猛，21世紀(jì)第1個(gè)10年，我國集成電路產(chǎn)量的年均增長率超過25%，集成電路銷售額的年均增長率則達(dá)到23%。我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)由2001年不足世界集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的2%提高到2010年的近9%。我國成為過去10年世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。伴隨著國內(nèi)集成電路的發(fā)展，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅(qū)動(dòng)下，政府從“十五”計(jì)劃開始大力發(fā)展我國的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)。
在20世紀(jì)末21世紀(jì)初，國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程都是在研究生階段開設(shè)，本科階段很少涉及。不僅是因?yàn)槠潆y度相對(duì)本科生較難接受，而且集成電路設(shè)計(jì)人員的需求在我國還未進(jìn)入爆發(fā)期。我國的集成電路發(fā)展總體滯后國外先進(jìn)國家的發(fā)展水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的集成電路發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計(jì)需求劇增。[1]為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，同時(shí)也為更好地推進(jìn)我國集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展，國家開始加大力度推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的本科教學(xué)工作。經(jīng)過十年多的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)取得了較大的成果，較好地推進(jìn)了集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，但凸顯出的問題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合對(duì)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的調(diào)研，詳細(xì)分析集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)探索集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的改革。
一、集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)存在的主要問題
在政府的大力扶持下，自“十五”計(jì)劃開始，國內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)開始走向正軌。從最初的少數(shù)幾個(gè)重點(diǎn)高校到后來眾多相關(guān)院校紛紛設(shè)置了集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)并開設(shè)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。近幾年本科學(xué)歷的集成電路設(shè)計(jì)人員數(shù)量逐漸增加，經(jīng)歷本科教學(xué)后的本科生無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，都對(duì)國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)人員緊缺的現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。但從企業(yè)和相關(guān)院校的反饋來看，目前國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)仍然存在很多問題，教學(xué)質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，教學(xué)手段需做相應(yīng)調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多地適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界發(fā)展需求。其主要存在以下幾方面問題。
首先，課程設(shè)置及課程內(nèi)容不合理，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低?，F(xiàn)階段，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)，國內(nèi)的多數(shù)院校在本科階段主要開設(shè)有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，同時(shí)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。一方面，復(fù)雜的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)嚴(yán)重降低了本科生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是對(duì)于很多總體水平相對(duì)較差的學(xué)生。而另外一方面，較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求又進(jìn)一步打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，還有一些高等院校在設(shè)置課程教學(xué)時(shí)間上也存在很多問題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導(dǎo)體器件物理”課程放在同一個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué)，對(duì)于學(xué)生來說，沒有固體物理的基礎(chǔ)就直接進(jìn)入“晶體管原理”課程的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生很長一段時(shí)間都難以進(jìn)入狀態(tài)，將極大打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而直接導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至放棄相關(guān)方向的學(xué)習(xí)。而這兩門課是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課，集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)需要這兩門課的相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)，如果前面的基礎(chǔ)沒有打好，很難想象學(xué)生如何進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的的學(xué)習(xí)，從而直接導(dǎo)致學(xué)業(yè)的荒廢。
其次，學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)量較少，學(xué)生動(dòng)手能力差。隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic design automatic，EDA）無論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界都已經(jīng)成為必備的基礎(chǔ)手段，一系列的設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究成果在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮作用。因此，作為集成電路設(shè)計(jì)方向的本科生，無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具是必備的本領(lǐng)，也是促進(jìn)工作和學(xué)習(xí)的重要方式。為了推進(jìn)EDA工具的使用，很多EDA公司有專門的大學(xué)計(jì)劃，高校購買相關(guān)軟件的價(jià)格相對(duì)便宜得多。國家在推進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也投入了大量的資金，現(xiàn)在也有很多高等院校已經(jīng)具備購買相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)軟件的條件，但學(xué)生的實(shí)際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力方面確實(shí)下足功夫，學(xué)生有公用機(jī)房可以自由上機(jī)，只要有興趣學(xué)生可以利用課余時(shí)間摸索各種EDA軟件的使用，這對(duì)他們以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。但仍然還有很多高校難以實(shí)現(xiàn)軟件使用的最大化，購買的軟件主要供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上使用，平時(shí)學(xué)生很少使用，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的一點(diǎn)知識(shí)大都是教師填鴨式灌輸進(jìn)去的，學(xué)生沒有經(jīng)過自己的摸索，畢業(yè)后實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的知識(shí)已經(jīng)忘得差不多了，在后續(xù)的工作或?qū)W習(xí)中再用到相關(guān)工具時(shí)還得從頭再來學(xué)習(xí)。動(dòng)手能力差在學(xué)生擇業(yè)時(shí)成為一個(gè)很大的不足。[2]
再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設(shè)計(jì)方向從專業(yè)內(nèi)容及專業(yè)性質(zhì)上分應(yīng)該屬于工科性質(zhì)，但很多高校在專業(yè)劃分時(shí)卻將該專業(yè)劃歸理科專業(yè)。這就使得很多學(xué)生在就業(yè)時(shí)遇到問題。很多招聘單位一看是理科就片面認(rèn)為是偏理論的內(nèi)容，從而讓很多學(xué)生錯(cuò)失了進(jìn)一步就業(yè)的好機(jī)會(huì)。而這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致后面報(bào)考該專業(yè)的學(xué)生越來越少，最后只能靠調(diào)劑維持正常教學(xué)。其實(shí)，很多高校即使是理科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)W習(xí)的課程和內(nèi)容，與工科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結(jié)果卻大相徑庭。
二、改革措施
鑒于目前國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)現(xiàn)狀，可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)，從而更好地推進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)。
1.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)量
現(xiàn)階段的集成電路本科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)量太少，以“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程為例，多媒體教學(xué)量40個(gè)學(xué)時(shí)但實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅8個(gè)學(xué)時(shí)。相對(duì)于40個(gè)學(xué)時(shí)的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生學(xué)以致用或?qū)⒗碚撊谌雽?shí)踐的需求。40個(gè)學(xué)時(shí)的理論課囊括了單級(jí)預(yù)算放大器、全差分運(yùn)算放大器、多級(jí)級(jí)聯(lián)運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓源電流源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)，而8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課除去1至2學(xué)時(shí)的工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生電路設(shè)計(jì)的課時(shí)量太少。
在本科階段就教會(huì)學(xué)生使用各種常用EDA軟件，對(duì)于增加學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造機(jī)會(huì)是非常必要的。一方面，現(xiàn)在社會(huì)的競(jìng)爭是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長的時(shí)間專門充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過的。另一方面，實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來說比純理論的學(xué)習(xí)更容易接受，而且實(shí)驗(yàn)過程除了可以增加學(xué)生的動(dòng)手操作能力，同樣會(huì)深化學(xué)生對(duì)已有理論知識(shí)的理解。因此，在實(shí)踐教學(xué)工作中，增加本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)量可以有效促進(jìn)教學(xué)和增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.降低理論課難度尤其是復(fù)雜的公式推導(dǎo)
“教師的任務(wù)是授之以漁，而不是授之以魚”，這句話對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)老師來說恰如其分。對(duì)于相同的電路結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)電路參數(shù)的變化都可能會(huì)導(dǎo)致電路性能發(fā)生翻天覆地的變化。在國際國內(nèi)，每年都會(huì)有數(shù)百個(gè)新電路結(jié)構(gòu)專利產(chǎn)生，而這些電路的設(shè)計(jì)人員多是研究生或以上學(xué)歷人員，幾乎沒有一個(gè)新的電路結(jié)構(gòu)是由本科生提出的。
對(duì)于本科生來說，他們只是剛剛涉足集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最基礎(chǔ)的集成電路相關(guān)理論知識(shí)、電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。在創(chuàng)新方面對(duì)他們沒有過多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復(fù)雜的公式及公式推導(dǎo)，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。例如，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長的公式及繁瑣的推導(dǎo)極大地削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解也沒有太多的益處。[3]另外，從專業(yè)需要方面出發(fā)，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)者來說更多的是需要學(xué)生掌握各種半導(dǎo)體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學(xué)中繁瑣的公式推導(dǎo)，轉(zhuǎn)而側(cè)重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對(duì)于學(xué)生來說更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”的教學(xué)。
3.增加就業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)含量
從集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)入本科教學(xué)后的近十年間本科生就業(yè)情況看，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科生畢業(yè)后直接從事集成電路設(shè)計(jì)方向相關(guān)工作的非常少，多數(shù)選擇繼續(xù)深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因?yàn)楸究粕诨局R(shí)儲(chǔ)備方面還不能達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求外，更主要的原因是隨著國家對(duì)集成電路的大力扶持，現(xiàn)在開設(shè)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的高等院校越來越多，很多都是具有研究生辦學(xué)能力的高校，也就是說有更多的更高層次的集成電路設(shè)計(jì)人才在競(jìng)爭相對(duì)原本就不是很多的集成電路設(shè)計(jì)崗位。
另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測(cè)試等方面也都是與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的工作，而且這些崗位相對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)崗位來說對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測(cè)試相關(guān)工作若干年的知識(shí)積累將極大地有利于其由相關(guān)崗位跳槽至集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)崗位。因此，從長期的發(fā)展目標(biāo)考慮，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科畢業(yè)生從事版圖、工藝、測(cè)試相關(guān)方向的工作可能更有競(jìng)爭力，也更為符合本科生知識(shí)儲(chǔ)備及長期發(fā)展的需求。這就對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學(xué)生就業(yè)，在集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容方面，教師應(yīng)該更多地側(cè)重于基本的電路版圖知識(shí)、硅片工藝流程、芯片測(cè)試等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。
三、結(jié)論
集成電路產(chǎn)業(yè)是我國的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)。大力推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須強(qiáng)化集成電路設(shè)計(jì)在國內(nèi)的本科教學(xué)質(zhì)量和水平，而國內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)還處在孕育發(fā)展的嶄新階段，它是適應(yīng)現(xiàn)代IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展及本科就業(yè)形勢(shì)的，但目前還存在很多問題亟待解決。本文從已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研情況做了一些分析，但這遠(yuǎn)沒有涉及集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科教學(xué)的方方面面。不過，可以預(yù)測(cè)，在國家大力扶持下，在相關(guān)教師及學(xué)生的共同努力下，我國的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)定會(huì)逐步走向成熟，更加完善。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；本科培養(yǎng)方案；課程設(shè)置；辦學(xué)特色
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）30-0070-02
21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代，電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用，必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)反過來對(duì)本專業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，也對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此，本文從人才的社會(huì)需求出發(fā)，結(jié)合我校實(shí)際情況，進(jìn)行了本科專業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索，并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。
一、人才的社會(huì)需求情況
目前，我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè)，市場(chǎng)對(duì)專業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均，分類較細(xì)，且發(fā)展變化較快。另外，電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性，既有勞動(dòng)密集型的大型企業(yè)、大公司，更多的是小公司和小企業(yè)；既有國有企業(yè)和私營企業(yè)，更有合資、獨(dú)資的外企。因此，社會(huì)需求與本專業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會(huì)繼續(xù)存在。
二、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位
本專業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，熟練實(shí)驗(yàn)技能，能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開發(fā)和設(shè)計(jì)技能，有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我校“大工程觀”人才培養(yǎng)特色，依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則，培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。
三、本科培養(yǎng)方案制定的思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求，以及專業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個(gè)本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐工程能力，使畢業(yè)生能滿足長三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養(yǎng)方案的改革探索
要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色，對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究，并對(duì)省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研，最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，主要內(nèi)容如下：
1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時(shí)，根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下，專業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會(huì)科學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課三個(gè)模塊，下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個(gè)專業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程，到大三時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇專業(yè)方向，選修各自方向的專業(yè)課。由于兩個(gè)方向的不同培養(yǎng)要求，因此在專業(yè)基礎(chǔ)選修課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊，每個(gè)專業(yè)方向必須修滿相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。
2.改革專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程是為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)，因此，在保留了原有電子信息類專業(yè)通常所開設(shè)的電子類課程外，增加了與專業(yè)相關(guān)的課程，如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程，刪減了原先與物理類相關(guān)的一些課程，如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等，并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類課程，如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊，兩個(gè)專業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。
3.優(yōu)化專業(yè)課程。專業(yè)課程是整個(gè)專業(yè)教育中的主干部分，微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向，開設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向，開設(shè)光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專業(yè)課程里面還設(shè)置有專業(yè)實(shí)驗(yàn)，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力，增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)。
五、與省內(nèi)外專業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別
具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū)，服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì)，這就要求專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系，也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
1.專業(yè)定位。各個(gè)學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依托1個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合，以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位于服務(wù)長三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè)，培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力，在課程設(shè)置上開設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力，開設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等專業(yè)課程，以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)，從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的能力，開設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)課程，以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用的能力，開設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號(hào)處理、光輻射測(cè)量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)光電子材料與器件的能力，開設(shè)有信號(hào)與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專業(yè)課程，以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力，開設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)課程，以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。
3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合，以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。
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微電子技術(shù)專業(yè)簡介 本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握微電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，具備集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用開發(fā)及營銷等能力，從事集成電路設(shè)計(jì)、FPGA 應(yīng)用與開發(fā)、集成電路生產(chǎn)、電子產(chǎn)品開發(fā)以及 IC 產(chǎn)品營銷和技術(shù)支持等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。
主干課程：電子技術(shù)基礎(chǔ)、集成電路工藝原理、集成電路封裝與測(cè)試基礎(chǔ)、硬件描述語言(Verilog/VHDL)、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IC 設(shè)計(jì)方法、數(shù)字系統(tǒng) CAD、FPGA 應(yīng)用開發(fā)、集成電路版圖設(shè)計(jì)等。
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在集成電路制造廠家、集成電路設(shè)計(jì)中心以及通信和計(jì)算機(jī)等信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事開發(fā)和研究工作。
微電子技術(shù)專業(yè)就業(yè)方向有哪些 就業(yè)方向：電子類企事業(yè)單位：半導(dǎo)體集成電路芯片制造、產(chǎn)品檢測(cè)、產(chǎn)品封裝、版圖設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理、設(shè)備維護(hù)及技術(shù)研發(fā)。
學(xué)生可選擇到中、高等職業(yè)院校從事專業(yè)教學(xué)和管理工作，或到集成電路制造廠家、集成電路設(shè)計(jì)中心以及通信和計(jì)算機(jī)等信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事研究、開發(fā)及管理等工作，也可選擇微電子科學(xué)與工程、固體電子學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科繼續(xù)深造，攻讀碩士研究生。
微電子技術(shù)專業(yè)主要職業(yè)能力 1.具備對(duì)新知識(shí)、新技能的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;
2.具備熟練使用通用電子儀器、儀表及集團(tuán)電路相關(guān)測(cè)試設(shè)備的能力;
3.具備電子系統(tǒng)組裝調(diào)試能力;
4.具備從事集成電路應(yīng)用推廣工作的能力和銷售能力;
5.掌握數(shù)字系統(tǒng) Verilog/VHDL 編程及調(diào)試技能;
6.掌握集成電路前端(邏輯綜合)/后端工具(自動(dòng)布局布線)的使用方法;
7.掌握集成電路版圖工具的使用方法;
8.掌握 FPGA 設(shè)計(jì)工具的使用方法;
我當(dāng)年就是懷著對(duì)集成電路未來的美好憧憬，幻想著IC從業(yè)者西裝革履喝咖啡的小資生活。再加上那時(shí)開設(shè)該專業(yè)的還有清華、北大等“985工程”院校。于是我報(bào)考了這個(gè)前途無量的集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)（下簡稱集電）專業(yè)。
IC課堂知多少
前面提到了IC從業(yè)者，那IC究竟是什么呢？IC是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。那學(xué)這個(gè)有什么用呢？比方說自稱國產(chǎn)發(fā)燒級(jí)的小米手機(jī)，你知道它用的四核CPU是什么架構(gòu)？28nm工藝又是什么工藝呢？更省電的電源管理芯片又是什么邏輯構(gòu)造呢？這些在選擇了集電專業(yè)后，你都會(huì)一一了解到。在不久的將來，也許你設(shè)計(jì)的芯片還會(huì)在流水線上量產(chǎn)呢。
既然這個(gè)專業(yè)那么有用，那它是學(xué)什么的呢？首先，要做的就是電路設(shè)計(jì)，根據(jù)市場(chǎng)的需求依據(jù)電路功能設(shè)計(jì)出電路；接下來就是前期電路功能的仿真（就是將電路原理圖用專業(yè)軟件模擬出電路所實(shí)現(xiàn)的功能，主要是為了節(jié)省研發(fā)經(jīng)費(fèi)和研發(fā)周期），檢測(cè)其是否能達(dá)到所要的參數(shù)需求；再次，用專業(yè)的軟件將電路版圖畫出來；最后，將畫出來的版圖進(jìn)行后期仿真，與前期的仿真對(duì)比，看是否需要做出修改。若符合要求就生成版圖文件交給晶圓廠進(jìn)行量產(chǎn)，最后到封裝測(cè)試廠完成芯片的最后一道工藝。
如今，集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)已走過了9年，它變得越來越適應(yīng)就業(yè)市場(chǎng)的需求。目前該專業(yè)分為三個(gè)方向。第一個(gè)方向是設(shè)計(jì)。這個(gè)方向又分兩類，數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)是偏軟件類；而模擬集成電路設(shè)計(jì)是偏硬件類。有設(shè)計(jì)就要有生產(chǎn)，該專業(yè)的第二個(gè)方向就是生產(chǎn)工藝。IC工藝能力決定了芯片的性能、功耗、散熱等諸多因素。而第三個(gè)方向是集成電路的封裝與測(cè)試。好的封裝才能夠使芯片發(fā)揮正常的功能，并保證其具有高穩(wěn)定性和可靠性。而芯片是否達(dá)到預(yù)期的研發(fā)目標(biāo)，則需要更多的測(cè)試才能確定。
集電專業(yè)開設(shè)的課程較多，光專業(yè)基礎(chǔ)課就要分硬件和軟件，加上計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、模擬電路與數(shù)字電路、電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、集成電路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)制圖、微機(jī)原理與應(yīng)用、固體電子學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波這些專業(yè)課，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的大學(xué)四年會(huì)過得格外充實(shí)。不過你放心，由于實(shí)驗(yàn)課很多，學(xué)習(xí)并不會(huì)覺得枯燥。
就拿集電專業(yè)的核心課程——集成電路工藝課來說吧。這門課教授我們?nèi)绾伟堰€只是一個(gè)概念的集成電路芯片從有到無的“變”出來。喜歡玩手機(jī)的同學(xué)一定聽說過現(xiàn)在市面上最先進(jìn)的高通的四核CPU吧，它的電路構(gòu)成需要用到上百萬個(gè)我們所熟知的晶體管、電阻、電容等元器件?？墒俏覀兊氖謾C(jī)只有那么小，上百萬個(gè)元器件怎么集中在那么小的一個(gè)芯片上呢？這就需要運(yùn)用這門課所學(xué)的工藝技術(shù)，將這些元件制作在一小塊硅片、玻璃或陶瓷襯底上，再用適當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行互連，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，使整個(gè)電路的體積大大縮小，引出線和焊接點(diǎn)的數(shù)目也大為減少。而這其中的奧妙，就需要你帶著一份好奇心，步入大學(xué)的殿堂用心學(xué)習(xí)了！
前途寬廣，錢途無量
目前，很多歐美IC巨頭企業(yè)都在中國設(shè)有工廠或者研發(fā)機(jī)構(gòu)，比如AMD、飛思卡爾、德州儀器、意法半導(dǎo)體、英特爾等。本土的IC公司也如雨后春筍般層出不窮，越來越多的海歸人才帶著國外的尖端技術(shù)和項(xiàng)目基金回國創(chuàng)業(yè)。這些電子廠都是離不開IC設(shè)計(jì)人才的。
2006年考研結(jié)束后，我只身南下，去上海找工作。在火車上，我接到了德州儀器的電話面試，可惜最后因?yàn)橛⒄Z口語不過關(guān)被淘汰了，這也說明這個(gè)專業(yè)對(duì)于英語應(yīng)用能力的要求還是比較高的。不過之后的半個(gè)月時(shí)間，各種面試電話就成了我幸福的煩惱，對(duì)于只是一名應(yīng)屆本科畢業(yè)生的我，有的公司甚至開出了4500元月薪的條件，這是當(dāng)時(shí)很多畢業(yè)生想都不敢想的，更何況一年還發(fā)16個(gè)月薪水！由此可見，對(duì)于集電專業(yè)的畢業(yè)生，只要你做了充分的準(zhǔn)備，就會(huì)有成百上千的大門向你敞開。選擇做IC人，你將“錢途”無量！
集電專業(yè)的畢業(yè)生有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力，就業(yè)范圍寬，可從事集成電路設(shè)計(jì)與制造、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信、消費(fèi)類電子等信息技術(shù)領(lǐng)域的研究、開發(fā)和教學(xué)工作。
選“山”拜師很重要
關(guān)鍵詞：集成電路專業(yè)；實(shí)踐技能；人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-0845（2012）09-0102-02
集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國家安全的新戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國家核心競(jìng)爭力的重要體現(xiàn)?！秶窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有很高的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。然而，目前很多應(yīng)屆畢業(yè)生實(shí)踐技能較弱，走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設(shè)計(jì)的能力。其主要原因是一些高校對(duì)集成電路專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠，技能培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容不明確，導(dǎo)致培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加強(qiáng)集成電路專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的目標(biāo)
集成電路專業(yè)是一門多學(xué)科交叉、高技術(shù)密集的學(xué)科，工程性和實(shí)踐性非常強(qiáng)。其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數(shù)字電路、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，以及集成電路制造的整個(gè)工藝流程，掌握集成電路設(shè)計(jì)基本理論和基本設(shè)計(jì)方法，掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具有集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試及電子系統(tǒng)開發(fā)能力，能夠從事相關(guān)領(lǐng)域前沿技術(shù)工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。
根據(jù)集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們明確了集成電路專業(yè)的核心專業(yè)能力為：模擬集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、射頻集成電路設(shè)計(jì)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)四個(gè)方面。圍繞這四個(gè)方面的核心能力，集成電路專業(yè)人才實(shí)踐技能培養(yǎng)的主要目標(biāo)應(yīng)確定為：掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具備模擬集成電路設(shè)計(jì)能力、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力、射頻集成電路設(shè)計(jì)能力、集成電路版圖設(shè)計(jì)能力以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。
二、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的內(nèi)容
1.電子線路應(yīng)用模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生具有模擬電路、數(shù)字電路和信號(hào)處理等方面的應(yīng)用能力。其課程主要包含模擬電路、數(shù)字電路、電路分析、模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以及電路分析實(shí)驗(yàn)等。
2.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識(shí)，具備能夠從事面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。其課程主要有C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)、傳感器原理、傳感器接口電路設(shè)計(jì)、FPGA原理與應(yīng)用及SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。
3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生熟悉半導(dǎo)體集成電路制造工藝流程，掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法，具備一定的集成電路版圖設(shè)計(jì)能力。其課程主要包含半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體材料、集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)和集成電路版圖設(shè)計(jì)等。
4.模擬集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，熟悉模擬集成電路設(shè)計(jì)流程，熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含模擬電路、半導(dǎo)體物理、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路CAD設(shè)計(jì)、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設(shè)計(jì)方法和混合集成電路設(shè)計(jì)等。此外，還包括Synopsis認(rèn)證培訓(xùn)相關(guān)課程。
5.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含數(shù)字電路、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、硬件描述語言、VLSI測(cè)試技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)綜合和時(shí)序分析等。
6.射頻集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握射頻集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)技術(shù)、電磁場(chǎng)與
天線和通訊原理等。
在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、安排上要符合認(rèn)識(shí)規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)與基本技能的訓(xùn)練，既要有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)取的科學(xué)精神，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又要保證基礎(chǔ)，注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，強(qiáng)化綜合和創(chuàng)新。因此，在集成電路專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上，應(yīng)減少緊隨理論課開設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例，增加綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使學(xué)有余力的學(xué)生能發(fā)揮潛能，有利于因材施教。
三、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的策略
1.改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。學(xué)校應(yīng)抓住教育部本科教學(xué)水平評(píng)估的機(jī)會(huì)，加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，加大實(shí)驗(yàn)室軟、硬件建設(shè)力度。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè)，制訂修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件，修訂完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和指導(dǎo)。
2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。應(yīng)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，科學(xué)安排課程實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給學(xué)生充分的自由空間，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考應(yīng)該怎樣做，使實(shí)驗(yàn)成為可以激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的結(jié)合點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)新提供條件。應(yīng)注重利用多媒體技術(shù)來豐富和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，如借助實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)，利用仿真技術(shù)，加強(qiáng)新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，使學(xué)生增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。高水平的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。應(yīng)制定完善的有利于實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)的制度，對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的人員數(shù)量編制、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，從職稱、待遇等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍予以傾斜，保證實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的穩(wěn)定和發(fā)展。
4.保障實(shí)習(xí)基地建設(shè)，增加就業(yè)競(jìng)爭能力。開展校內(nèi)外實(shí)習(xí)是提高學(xué)生實(shí)踐技能的重要手段。
實(shí)習(xí)基地是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)、提高實(shí)踐技能的重要場(chǎng)所，對(duì)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學(xué)校應(yīng)積極聯(lián)系那些具有一定實(shí)力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè)，給能夠提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所并愿意支持學(xué)校完成實(shí)習(xí)任務(wù)的單位掛實(shí)習(xí)基地牌匾。另外，可以把企業(yè)請(qǐng)進(jìn)來，聯(lián)合構(gòu)建集成電路專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地，把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來，實(shí)現(xiàn)在校教育與產(chǎn)業(yè)需求的無縫聯(lián)接。
5.重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是集成電路專業(yè)教學(xué)中最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)工作一般都被安排在最后一個(gè)學(xué)期，此時(shí)學(xué)生面臨找工作和準(zhǔn)備考研復(fù)試的問題，畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和質(zhì)量有時(shí)很難保證。為了進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，應(yīng)讓學(xué)生從大學(xué)四年級(jí)上半學(xué)期就開始畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)槟菚r(shí)學(xué)生已經(jīng)完成基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，部分完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而專業(yè)課教師往往就是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師，在此時(shí)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面可以和專業(yè)課學(xué)習(xí)緊密結(jié)合起來，另一方面便于指導(dǎo)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育和督促。
選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過選題來確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和主要內(nèi)容，是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，決定著畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。因此教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)應(yīng)從幫助學(xué)生選好設(shè)計(jì)題目開始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要符合本學(xué)科研究和發(fā)展的方向，在選題過程中要注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問題的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，可以讓學(xué)生們適當(dāng)?shù)貐⑴c教師的科研活動(dòng)，以激發(fā)其專業(yè)課學(xué)習(xí)的熱情，在科研實(shí)踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。
6.全面考核評(píng)價(jià)，科學(xué)檢驗(yàn)技能培養(yǎng)的效果。實(shí)踐技能考核是檢驗(yàn)實(shí)踐培訓(xùn)效果的重要手段。相比理論教學(xué)的考核，實(shí)踐教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)不易把握，操作困難，因此各高校普遍缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)的考核，影響了實(shí)踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐技能培養(yǎng)貫穿于大學(xué)四年，每個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的考核，既要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，也要加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的考核。
對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行過程中進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控，教師要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作表現(xiàn)、學(xué)術(shù)態(tài)度以及參與程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)；事后考核是指實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩部分構(gòu)成實(shí)驗(yàn)課考核成績，并于期末計(jì)入課程總成績。這樣做使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度大大提高，能夠有效地提高實(shí)驗(yàn)課效果。此外，還可將學(xué)生結(jié)合教師的科研開展實(shí)驗(yàn)的情況計(jì)入實(shí)驗(yàn)考核。
7.借助學(xué)科競(jìng)賽，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽是通過針對(duì)基本理論知識(shí)以及解決實(shí)際問題的能力設(shè)計(jì)的、以學(xué)生為參賽主體的比賽。學(xué)科競(jìng)賽能夠在緊密結(jié)合課堂教學(xué)或新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以競(jìng)賽的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生通過完成競(jìng)賽任務(wù)來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及研究的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神。
在參加競(jìng)賽的整個(gè)過程中，學(xué)生不僅需要對(duì)學(xué)習(xí)過的若干門專業(yè)課程進(jìn)行回顧，靈活運(yùn)用，還要查閱資料、搜集信息，自主提出設(shè)計(jì)思想和解決問題的辦法，既檢驗(yàn)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，又促使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)，最終使學(xué)生的動(dòng)手能力、自學(xué)能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學(xué)生在參賽過程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，認(rèn)真總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)，分析由此暴露出的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的問題和不足，能夠相應(yīng)地改進(jìn)教學(xué)方法與內(nèi)容，有利于提高技能教學(xué)的有效性。
此外，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)校內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目的研究可以極大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
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