校企合作集成电路产业化人才多元化培养的探索

2020-02-23刘匀伽林海军

科教导刊·电子版 2020年34期

梁旭刘匀伽林海军

（[1]厦门市科技产业化集团有限公司福建·厦门 361000；[2]厦门理工学院福建·厦门 361001）

近年来，以5G通信为代表的我国高科技产业蓬勃发展，然而其核心的集成电路产品大部分依赖进口的局面并未得到根本改善。2019年我国集成电路进口额为3055.5亿美元，依然是我国最大宗的进口产品品类。2019以来，美国持续对我国以华为为代表的高科技企业实行技术封锁，严重威胁了我国的国家安全和科技产业的健康发展。集成电路产业的自主可控是今后一段时间我国科技攻关的重要目标。

然而目前我国集成电路产业发展的瓶颈在于人才严重不足，根据《中国集成电路产业人才白皮书（2017-2018）》数据，到2020年集成电路产业总需求量72万人，2017年的人才总数为40万人，每年从高校毕业的集成电路相关毕业生有20万，只有19%真正进入半导体行业。同时我国高校集成电路人才培养质量也难以符合企业需求。主要问题体现在：（1）人才培养模式相对僵化，注重理论学习而忽视或者缺乏实践学习的必要条件，课程内容严重滞后于产业发展；（2）师资力量薄弱且分布不均衡，高校集成电路专业相关教师主要集中于材料、器件研究领域，缺乏集成电路设计、工艺方面的人才，同时高校教师普遍缺乏在企业从事实际研发等工作的经验，在教学中无法将企业的真实需求反映到教学活动；（3）校企合作不紧密，涵盖范围不广泛，校企合作大部分集中于国家示范性微电子学院的研究生层面，对应用科技型高校，尤其是地方高校的校企人才培养合作的支持力度不够，学生实践能力提升帮助不大。针对以上问题，厦门理工学院微电子科学与工程专业通过与厦门市龙头集成电路企业、本地集成电路产业园区紧密协作，建立合作企业专家库，通过“校企3+1”的人才培养模式，将人才培养与企业实际需求紧密结合，在课程体系建设中依据企业需求建立能力清单，确保学生能力符合企业人才需求，毕业生大部分就业于厦门市集成电路相关企业，人才培养质量获得企业好评。

1 校企合作确立人才培养方案

集成电路具有较长的产业链，包括了材料、器件制备；集成电路制造工艺；集成电路设计；集成电路封装、测试等产业环节。其专业内容包含范围较广，与电子信息、材料、物理等专业内容有一定交叉性，根据产业链中不同行业的技术需求。

微电子科学与工程专业本科学生的人才培养的目的就是为企业一线提供合格的工程技术人员，经过与企业专家充分交流，确定其知识结构主要兼顾集成电路设计、集成电路制造及封装测试行业，本科毕业生主要能够在企业胜任数字电路设计工程师、版图设计工程师、测试工程师、应用工程师、设备工程师、品质管理工程师、系统工程师等职务。各类工程技术人员均需要掌握半导体物理的相关知识、电路及电子技术的基本知识，此外，针对不同行业需求，设计相关领域需要掌握集成电路设计的基本知识、各类集成电路设计所需要的EDA工具，学习电路设计、仿真的相关技术，同时学会使用集成电路测试设备进行电路及系统测试；在制造领域学生需掌握半导体器件物理的理论知识、集成电路制造流程、重要设备使用及维护、调试的基本方法；对于测试行业，需要学习PCB设计、版图设计及系统测试的基本方法与技巧。在培养方案中均需要体现毕业生应该掌握的各项能力。

2 校企合作进行课程模块建设

培养方案所确定的能力要求需要通过课程体现，根据不同的行业需求，与企业专家合作就课程设置、课程内容进行充分探讨。发动关联企业提供人才技术要求清单，具体说明人才需求标准，考核方式及标准，建立不同行业的课程模块，将行业人才能力需求标准融入课程模块的各课程内容中。图1为专业课程模块。

图1：专业课程模块

该模块主要由基础知识模块、专业理论模块、专业实践模块和专业拓展模块构成，其中高校师资优势主要在基础知识模块及专业理论模块中，这两个模块也是集成电路相关专业本科教学较为基础的课程模块，通过电路理论、半导体基础理论、电路设计基本知识及技巧的理论学习能够保证本科生对集成电路相关专业的基本理论知识的掌握。专业实践模块为企业师资优势及企业对本科生能力需求的重要环节，专业实践模块的课程设置及能力清单由高校及企业共同探讨确定，授课教师也邀请企业资深技术专家进行专题讲座。例如集成电路测试技术主要面向集成电路设计企业的研发测试岗位，企业需求的能力清单包括集成电路测试板的版图能力、测试设备使用能力、软件编程能力、数据分析及表格制作能力等。专业拓展模块主要为专业选修课程，主要涵盖了高级数字电路设计及系统设计，为本科生将来个人职业发展奠定基础。基础课程模块主要在大一下学期至大二全年授课；专业理论知识模块主要在大二下学期至大三上学期授课；专业实践知识模块由大二下学期至大三全年授课；专业拓展模块由大三全年授课；大四一年赴相关签约企业进行企业实习，获得实际工作经验的同时在企业完成毕业设计。通过明确课程模块、每个课程模块需要达成的能力清单，确保本科生在接受各课程模块学习后具备企业所需要的工程技术能力。

3 课程建设

课程模块中的基础知识模块、专业理论模块所包含的课程主要由高校负责，其课程产出、能力清单主要由高校制订，在与企业讨论最终确定，专业实践模块的课程大纲及授课内容、能力清单则由企业为主确定。例如《模拟集成电路版图设计》课程中课程能力清单包括：（1）掌握Cadence版图设计软件的基本使用方法；（2）掌握器件工艺(PDK)中重要参数的分析方法；（3）掌握设计规则检查（DRC）的基本方法；（4）掌握电路与版图一致性检查（LVS）的基本分析方法；（5）掌握版图后仿真的分析基本技巧。课程内容紧密围绕课程能力清单展开，课程考核也围绕能力清单进行。

分配课时中一半课时由高校教师进行基础能力讲授及培训，由企业专家进行另一半的专题培训。例如《模拟集成电路版图设计》课程课时为48小时，其中24小时为Cadence软件版图设计的基础技巧练习，其余24小时由企业版图设计资深工程师进行两级放大电路的版图设计训练，包括版图设计、PDK信息查找技巧、DRC使用规范、LVS检测规范、电路寄生成分抽取技巧、后仿真技巧等。通过企业实际版图设计训练，使学生基本上能够掌握版图设计的基本流程和基本软件使用技巧。其进阶课程为主要由企业专家讲授《集成电路版图综合实践》课程，该课程主要进行振荡电路的设计及版图设计，在掌握基本版图设计的基础上通过后仿真了解不同版图设计对于集成电路性能的影响、寄生成分对集成电路工作频率的影响等实际工程中需要掌握的技术。通过确定每门课程的能力清单和明确课程内容、课程过程追踪及课程考核标准，使每门课程均可以进行量化考核，使企业能够清楚了解本科生能力水平。

4 “校企3+1”的人才培养模式

为解决本科生毕业时掌握能力与企业需求差异较大的问题，同时为降低企业技术人才招聘成本，我专业实施了“校企3+1”的人才培养模式，即本科生四年培养过程中三年在学校进行理论知识及基础能力培养，第四年赴企业实习一年，同时在企业完成毕业设计。

整个实习过程包括实习单位双向选择、实习岗位确定及轮岗、企业导师确定、校企联系制度的确立、实习单位内课程履修及考核、毕业设计程序管理等。

4.1 实习单位双向选择

在实习前的3个月，由专业负责人负责与同我校签署人才培养基地协议的本地集成电路相关企业接洽了解企业实习学生需求，大型企业可直接赴学校进行实习宣讲及面试、中小企业通过各产业园区组团进校进行实习宣讲、面试，本科生听取企业宣讲后选择企业进行面试，每名学生有3次选择机会。通过学生与企业的双向选择可促进学生与企业间的相互了解，提高双方签约意愿。

4.2 签署协议

学生与企业面试成功后将与企业签署由高校、企业及学生和学生家长签署的《三方实习协议》，在协议中规定各方的责、权、利，确保学生利益、企业权益及学校责任。在协议中明确规定学生意外伤害保险购买、实习学生津贴、实习期限及每日工作时间、考勤管理等信息。学生家长也必须知晓及同意实习事项，协议中明确高校指导教师每两周必须赴企业与企业相关人员沟通及与学生交流，确认学生实习情况及解决问题。

4.3 岗位确定

学生实际到岗前通过企业参观将由企业、教师及员工共同讨论学生实习岗位，明确学生实习岗位以研发岗位为主，实习过程中至少轮岗2次，使学生在不同岗位中得到锻炼。

4.4 校企联系制度

学生进入实习后，通过学校与企业建立校企联系制度了解学生实习过程、掌握学生实习动向。由高校指定教师定期走访企业，与企业导师沟通学生实习进度，学习情况，向学生了解实习中遇到的困难并协助学生解决困难。

4.5 课程学习

实习期间、高校与企业共同制定两门课程，包括《企业项目管理》、《企业研发文档写作》，通过在企业从事项目研发学习企业研发项目的整体管理，包括研发立项流程管理、内部评审管理、研发进度管理、预算管理等；同时学习企业项目研发过程的文档写作，包括项目调研文档、立项文档、评审文档、研发技术文档、测试文档等。通过两门课程的学习使学生能够了解企业技术研发的总体过程及管理方式。