对集成电路科学与工程专业教材选题策划的思考

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2103-5042-0137

摘  要：集成电路产业的强弱是国家综合实力强大与否的重要标志。但是，我国集成电路自给率不到1/3，技术上受到以美国为首的西方国家的封锁。为了解决“卡脖子”问题，2020年8月，国家发布了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，教育部随后将集成电路科学与工程设立为一级学科。该文从我国集成电路发展的现状和高校集成电路专业现状出发，分析集成电路学科的教材建设，以期能为促进我国集成电路发展贡献一份力量。

关键词：集成电路   本科专业   人才培养   选题策划

中图分类号： G232.1                       文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（b）-0179-03

Thoughts on the Topic Selection of Integrated Circuit Science and Engineering Teaching Materials

XU Huairong

（Higher Education Press， Beijing， 100029  China）

Abstract： The strength of the integrated circuit industry is an important symbol of whether the country's comprehensive strength is strong or not. However， China's IC self-sufficiency rate is less than 1/3， which is technically blocked by western countries led by the United States. In order to solve the "bottleneck" problem， in August 2020， the state issued several policies to promote the high-quality development of integrated circuit industry and software industry in the new era， and the Ministry of Education subsequently established integrated circuit science and engineering as a first-class discipline. Starting from the current situation of integrated circuit development in China and the current situation of integrated circuit specialty in colleges and universities， this paper analyzes the textbook construction of integrated circuit discipline， in order to contribute to the development of integrated circuit in China.

Key Words： Integrated circuit; Undergraduate major; Talent training; Topic planning

1  我国集成电路的发展现状

2020年全年，作为世界第一大贸易国，我国对外贸易总额达4.65万亿美元。但在某些领域，我国的逆差数额也很惊人。从2013年开始，集成电路取代了原油成为我国贸易逆差最大的产品。2020年，我国集成电路中的进口额攀升至近3 800亿美元，约占当年进口总额的18%。虽然过去10年我国集成电路产业快速发展，整体实力显著提升，产业集聚效应日趋明显，然而相比一些先进国家来说，我国集成电路在高精尖技术方面还有一定距离，尤其在创新能力方面亟待提高。目前我国所应用的高端芯片，仍然需要依靠国外进口，对于国家产业核心技术以及信息安全的保障方面极为不利。目前，我国的集成电路自给率不足1/3^[1]。习近平总书记多次强调，核心技术是国之重器，而核心技术依赖、受制于他国则是当前我国信息产业所面临的最大问题。要解决这一问题关键是对高素质人才的培育，更是我国产业创新的重要因素。

据统计，截至2017年底，现有集成电路人才总数是40万人，预计到2020年集成电路产业总需求量将增至72万人。而目前每年集成电路专业毕业生总供给数量大概在3万人左右，那么到今年，我国集成电路人才缺口将近30万，表明我国在该专业领域人才的需求极大^[2]。当前我国信息产业已经进入SOC时代，对于集成电路技术人才的能力水平提出了更高的要求，社会市场对于该领域技术人员除了要求具备基本技能与原理知识，更要具备高超专业能力和综合素养，并具备一定创新探究意识和能力。

为了从根本上突破“卡脖子”问题，国家从教育入手，2020年7月27日，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，对相关专业人才培育政策做出指示：“进一步加强高校集成电路和软件专业建设，加快推进集成电路一级学科设置工作，紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式，努力培养复合型、实用型的高水平人才。”即在高校中推进集成电路一级学科设置^[3]。同时，在师资团队构建、实验室建设等方面也有指导意见：“加强集成电路和软件专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设。教育部会同相关部门加强督促和指导……支持示范性微电子学院和特色化示范性软件学院与国际知名大学、跨国公司合作，引進国外师资和优质资源，联合培养集成电路和软件人才。”

就目前的情况来看，在院校教育中培养集成电路相关专业人才的重要性不言而喻，具体方法包括进行集成电路一级学科设置、建设示范性微电子学院、联合国际知名院校等。设立集成电路一级学科已势在必行，可以推动资源的整合，解决“卡脖子”问题。

2  我国高校集成电路的专业现状

自2020年8月集成电路产业质量发展的政策发布后，教育部首先公布了国家示范性微电子学院包括支持建设的9所高校和一批支持筹建的高校如表1所示。

2021年1月，国务院学位委员会批准，决定设置“集成电路科学与工程”（以下简称集成电路）一级学科（学科代码为“1401”），集成电路作为一级学科，并将从电子科学与技术一级学科中独立出来。国内开设电子科学与技术专业（专业代码0809）的高等院校约215所^[4]。在集成电路被确立为一级学科后，预计近3年申请集成电路的学校将有爆发式增长。由于集成电路又具有多学科交叉、技术集成和融合的特点，传统的电气类、电子信息类、自动化类、测控类、计算机类、机械类专业院系也陆续开设相关课程。目前，国内开设集成电路相关专业的院校，在人才培育以及具体教学方案设计等方面，基本上都是参照国内有一定影响力的院校，但是不同院校的办学优势各不相同，在生源招收、培育目标等方面并不完全相适应。那么，也就暴露出现有的传统教材难以满足集成电路教学需求的问题，目前急需一系列适合用于该专业教学的高质量教材。

3  集成电路教材选题策划的思考

集成电路教材的选题策划，要求体现创新和突破，使其适应并契合“新工科”需求。在我国高等教育领域，目前正进行的“新工科”建设行动。这是加快工程教育改革创新的重大举措，同时也为应对新一轮科技革命和产业变革的挑战。“新工科”体现为5个方面的“新”，包括教学理念、结构设置、人才培养、教学成效以及专业分类等^[5]。

3.1 进行市场调研，确定选题范围

目前，全国开设集成电路专业的高校已有近两百所，由于不同院校的创建背景、办学理念、探究基础以及优势专业都各不相同，对于专业人才培养的方案设计以及课程安排也不一样，所以应以集成电路专业的专业基础课和专业核心课为目标，保证出版的教材能满足更多院校教育教学的使用需求。

包括北京大学、清华大学、上海交通大学、东南大学、华中科技大学以及西安交通大学等在内的16所高校中的9所在其示范性微电子学院的官网中公布了集成电路专业的培养计划和课程设置情况。

根据各校公布的培养方案可以看出，集成电路的专业基础课主要有：电路、信号与系统、模拟电子线路、数字电子线路、半导体物理、半导体器件物理、C语言、微机原理、单片机等;专业核心课主要有（各个学校课程设置名称有所不同）：微电子学概论、固体电子学、微电子器件、数字集成电路、模拟集成电路、集成电路分析与设计、半导体工艺、微电子封装、CAD设计等。

由此可知，集成电路的专业基础课与电类其他的专业基础课几乎一致，在这些课程上，国内有许多经典教材，如邱关源版《电路》、吴大正版《信号与线性系统分析》、郑君里版《信号与系统》、康华光版《电子技术基础》等。所以，集成电路专业的教材建设重点应放在专业核心课上。

3.2 适应时代特点，确定出版方式

在技术发展迅猛的今天，专业核心课程的迭代很快，合适的出版方式将对集成电路专业建设的推动起到巨大作用。传统的纸质教材已经不能适应“新工科”教学的需要，对比传统的纸质教材出版，数字出版有更新快、周期短的特点。因此，集成电路专业的教材建设可以考虑以下两种方式。

3.2.1 数字课程出版

以该专业现有各级精品课程、优秀在线课程（如各级视频公开课、资源共享课、MOOC等）为基础进行升级出版。可以涵盖集成电路专业所有课程，包括专业基础课和专业课。为满足数字课程出版条件，课程建设初期即制定建设内容，包括：基本涵盖教学课程知识点的教学视频，与教学视频配套PPT，辅助教学的自测题或课后作业题。课程出版需包括但不限于以上基本内容，可根据课程需要或者學校自身资源情况，加入其他类型资源，如实际案例分析、编程案例等。

3.2.2 新形态教材出版

新形态教材是纸质教材为核心，加强整合数字资源，数字化资源、数字课程开发应用相结合的新形教材出版模式。新形态教材可以通过扫码进入数字课程网站，实现纸质+网络教材相结合，提升课程教学成效^[6]。新形态教材在内容实时更新等方面具有传统教材不可比拟的优势，与集成电路专业的发展速度快相适应。因此，在课程建设成熟的情况下启动教材建设，本着“成熟一批，出版一批”的原则，打造一批集成电路专业精品教材。

3.3 在选题策划时还要注意的其他问题

（1）要主动通过教育部电子信息类教学指导委员会工作平台去了解人才培养的状态，积极进行市场调查研究;（2）根据选题以进行信息搜集的方式和渠道要多元化，并对所采集的相关信息进行筛选、判断，择优而用;（3）不断拓宽思路，汲取其他专业优秀教材出版的经验;（4）邀请业内有经验和影响力的编著人员参与教材的编著出版，提升教材出版质量。

4  结语

加快集成电路专业的教材出版，对于促进我国高校集成电路专业的建设将起到巨大作用。随着国家政府的投入和相关政策的引领，在各位优秀人才的努力之下，我国一定能尽快掌握集成电路的核心科技，不再受制于人。

参考文献

[1] 联办财经研究院课题组.中国必须成为集成电路强国[J].中国对外贸易，2020（5）：28-30.

[2] 向建军.技术和人才是做强“中国芯”的关键[N].四川日报，2020-06-16（6）.

[3] 新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策[N].中国电子报，2020-08-07（3）.

[4] 殷树娟.面向应用型人才培养目标的集成电路设计本科课程改革[J].教育教学论坛，2016（14）：59-60.

[5] 黄宝忠.从“大工程观”到“大教材观”：“新工科”人才培养与教育出版创新[J].浙江大学学报：人文社会科学版，2018，48（5）：105-117.

[6] 刘鑫.集成电路测试向量的调度与优化[D].成都：电子科技大学，2020.

作者简介：许怀镕（1973—），女，硕士，编辑，研究方向为电子电气类课程教学与教材出版。