地方高校微电子科学与工程专业人才培养现状分析

李 昶，孙小香，钱 坤，李宏民

（湖南理工学院，湖南 岳阳 414000）

1 背景分析

当前，集成电路产业因其重要的战略地位成为全球关注的焦点和国际竞争的主战场。在此新形势下，构筑以集成电路为核心的现代信息技术产业成为推进我国信息和工业化发展、提升国家安全战略的核心驱动力[1-3]。1956年国务院组织并发布了《1956至1967年科学技术发展远景规划纲要》，半导体技术被列为国家重点科学技术项目之一，从此我国的集成电路产业发展便踏上了筚路蓝缕的征程。纵观集成电路产业的前期发展与建设，大致可划分为三个阶段，分别是1956-1978年的自力更生初创期、1979-1989年的改革探索发展期以及1990-1999年的重点投入建设期[4]。2000年后，伴随着国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的发布，我国集成电路产业的建设进入黄金发展期；之后的2014年和2020年，国务院又相继发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》和《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》，国家层面的一系列强有力举措推动了集成电路产业的飞速发展。

筚路蓝缕，以启山林。经过近70年不遗余力地辛勤耕耘与投入，我国集成电路产业的发展与建设迈上了新台阶，但飞速发展过程中暴露出来的矛盾问题也亟待我们去解决，“大而不强，快而不优”的突出矛盾阻碍了我国集成电路产业的高质量发展。总结起来，主要存在以下两个方面的问题：（1）国内企业无法突破低端产品定位锁定的格局。我国集成电路产品覆盖全面，在各个主要集成电路领域都不缺乏国内企业的参与，但大部分企业提供的产品无法获得高价值和高端市场份额；（2）基础工艺环节受制于西方的局面没有得到根本性改变与突破。美国对华为和中兴等企业进行的制裁让我们深刻认识到我国集成电路产业基础的薄弱性，在产业链最上游和最基础的环节不能实现自主可控[5-7]；（3）芯片设计人才供不应求。依据《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020年版）》的数据分析，我国集成电路产业从业人员的结构需求正在发生调整与改变，芯片设计人才需求量旺盛，占总调研企业人才需求量的81.80%，需求量保持第一。按照当前的人才需求，集成电路产业设计从业人员仍存在大量缺口，人才供应不足势必会阻碍产业的进一步发展。

习近平总书记强调：创新的事业呼唤创新的人才。要想冲破我国集成电路产业面临的发展瓶颈和美国等西方国家对我们的技术封锁，关键核心在产业人才。基于以上现状分析，我国集成电路产业发展亟须应用型和科研型人才的助力。应用型人才的输入能有力提升企业在产品研发、试制、测试以及投产过程中的核心竞争力，提高产品的科技含量，从而冲破低端产品定位的格局，进击高端产品市场；科研型人才的输入能夯实薄弱的集成电路产业基础环节，在先进工艺、设备、材料以及电子设计自动化（EDA）工具受严重制约的背景下，要自力更生并实现弯道超车离不开科研人才的艰难攻关[8]。

微电子科学与工程是电子信息科学技术的关键核心，被誉为现代信息产业的最高指挥中枢，它是在物理、电子、材料、计算机、集成电路设计与制造等多学科和超净、超纯、超精细加工技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科。微电子科学与工程专业的研究内容涉及半导体器件物理、功能电子材料、固体电子器件，超大规模集成电路、微机械电子系统以及计算机辅助设计制造，其研究领域几乎涵盖了集成电路产业所有的重要环节[9，10]。因此，当下微电子科学与工程专业的建设关乎集成电路产业未来的发展，具备微电子科学与工程专业本科生培养能力的地方院校应积极响应国家的政策与号召，以主导工程科技和产业创新，引领新技术和新产业，支撑地方经济发展和产业转型升级为目标，努力为国家输送实践能力强劲、创新能力优良、具备国际竞争力的高质量复合型集成电路产业人才。

2 现状分析

2020年，第三届半导体才智大会发布的《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020年版）》显示，截至2019年底，我国直接从事集成电路产业的人员规模在51.19万人左右，增长11.04%，人才资源供需的矛盾问题正在逐步得到缓解。尽管如此，我国集成电路产业仍处于重要攻坚发展期，离不开人才的推动，未来集成电路人才培养的工作重点将朝着保“量”提“质”的方向发展[11]。

新形势下，微电子科学与工程专业作为我国集成电路人才培养体系的重要组成之一，肩负着为国家输送产业人才的使命。目前，芯片制造工艺已深入到5纳米以下，已经进入到量子力学范畴，新理论和新技术层出不穷。传统的微电子科学与工程专业人才培养模式必然难以应对集成电路产业日新月异的发展，如何应对理论和技术的更新迭代，满足产业对当下人才的需求，成为微电子科学与工程专业人才培养面临的紧迫问题[1，3]。当前，我国微电子科学与工程专业人才培养模式存在的共性问题可总结如下[11-15]：

2.1 学生实践能力培养的缺乏

传统的大学本科教育可归纳“学术型”培养模式，偏重于理论基础知识的教授与学习。微电子科学与工程专业的培养模式亦是如此，对大部分本科生而言，通识课程和学科基础理论课程占据了大量的学时，而与集成电路产业相关的实践能力培养较为缺乏。一部分基础理论课程中设置了相关的专业实验，但大多数实验内容为基础性的理论验证型实验，虽可帮助学生强化对理论知识的理解和掌握，但与用人单位和企业要求的实践能力存在一定的偏差。出现这一现象的原因是多方面的，但意识薄弱和资源短缺问题是关键核心。一方面，部分高校教师认为学生实践能力的培养是企业的责任，员工为企业创造价值和收益，企业有义务对员工进行职业技能培训，高校的主要职能是教授学生基础理论知识以及为人处事的道理；另一方面，集成电路产业链涉及的相关工艺、材料和设备价格非常昂贵，如图1所示，集成电路产业链中单晶/外延材料、材料与器件工艺以及封装等环节都需要高精尖的工艺和设备作为支撑。因此，很多地方性高校不具备学生实践能力培养的硬件条件，而具备硬件培养条件的部分高校又因本科生数量过于庞大而选择只对数量相对较少的研究生开放。以上两方面的原因导致微电子科学与工程专业本科生的实践能力较为缺失。

图1 集成电路产业链流程示意图

2.2 学生学习能力培养的缺乏

学习能力是企业考察员工个人综合素质的一项重要指标，是关乎企业发展和创新的重要基因。同时，学习能力也决定了本科生进入企业后能否快速的适应工作岗位以及未来能否成长为企业发展的中坚力量。但高校教育中对于本科生学习能力的培养较为缺乏，大多穿插在不同的课程中并通过调研和实验等形式进行，效果并不明显。学生学习能力的缺乏一方面与高校的课程设置有关，很多高校的课程设置追求全覆盖，学生大量的学习时间用于应对各式各样的“必修”课程，疲于消化和吸收海量的知识信息，专注于接受和理解知识能力的培养，无暇顾及自身学习能力的培养，长此以往必将导致自主学习意识的缺失；另一方面与高校的课程考核内容有关，在对课程进行考核的环节中，高校更加注重考查学生对知识的理解和掌握情况，而对学生学习能力的考查几乎处于缺失状态，学生也就失去了培养自身学习能力的意识。

2.3 学生拓展技能培养的缺乏

集成电路产业涉及物理、电子、材料、计算机等多学科，是一个交叉性非常强的领域，其发展速度也是日新月异。学生要跟上理论和技术更新迭代的步伐，需要开阔的视野和思维。但目前地方性高校的微电子科学与工程专业课程体系设置较为保守，以基础性课程为主，课程面比较狭窄，拓展性的交叉学科课程不多，学生未来的就业面不宽，与国外先进大学的宽口径、多融合课程体系相比还存在一定的差距。此外，前沿性、实用性课程的缺失也是学生拓展技能缺乏的原因之一，前沿性课程的缺失导致学生缺乏“高瞻远瞩”的眼界，实用性课程的缺失导致学生缺乏“匠石运金”的技能，从而导致拓展技能的缺失。

2.4 教师“双师双能”体系构建的缺乏

“双师双能”师资体系的建设能改善高校人才培养目标与用人单位、企业人才需求相脱节的现状，有企业任职或锻炼履历的高校教师了解用人单位、企业的运转机制以及人才需求和人才发展现状，在课程教学设计的过程中能结合企业内部的实际情况对教学目标、教学内容和教学手段进行调整，为学生和企业之间制定一对一的培养方案。但现状是，一方面教师的教学和科研任务普遍比较重，没有时间和精力去到企业进行锻炼；另一方面，企业有自己的生产需求和任务，给教师提供锻炼机会的主观意愿不强烈。此外，对于微电子科学与工程专业而言，具有相关关硕士和博士学历的人才大部分在企业受到了较高的重视和待遇，去往高校任教的个人意愿亦不强烈。因此，微电子科学与工程专业中“双师双能”型教师的数量普遍较低，在一定程度上促使了高校人才培养方案与企业用人需求的进一步脱节。

3 结语

综上所述，当前的微电子科学与工程专业人才培养体系在多个环节与集成电路产业实际的用人需求存在偏差甚至是脱节现象。要改变这一现状，需要在人才培养体系层面进行改革，以企业的实际人才需求为出发点，面向集成电路产业链，有针对性地开展教学改革，构建符合产业发展需求的人才培养体系，实现高校人才培养与企业用人需求之间的精准对接，达到保“量”提“质”的人才培养目的。