微电子工程专业课程群的研究与实践探索

　　摘要：近年来，微电子（集成电路）产业已上升为国家战略。厦门作为微电子产业的东南重镇，力争在未来十年打造千亿级的完整集成电路产业链。本文首先分析了以厦门为代表的东南沿海集成电路发展和人才需求概况。之后在此基础上根据人才需求和学校定位，建立符合产业实际的培养课程群，用于指导我校微电子工程专业的发展与建设，在将来为东南沿海地区输送急需的亲产业人才。

　　关键词：微电子；集成电路；课程群；亲产业

　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2019）19-0163-02

　　一、引言

　　微电子（集成电路）被称为现代信息社会的“食粮”，是一个国家工业化和信息化的基础。自2014年我国发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，设置千亿级的集成电路发展基金以来，南京、合肥、重庆、成都、武汉、厦门等地相应出台了区域性的集成电路发展政策。厦门依据毗邻台湾的区位优势，设立了500亿人民币的集成电路产业基金，并陆续发布了《厦门市加快发展集成电路产业实施意见》和《厦门集成电路产业发展规划纲要》，拟形成区域性的集成电路产业集聚地，打造集成电路千亿产业链，最终形成我国集成电路的东南重镇。

　　在此背景下，厦门政府在集成电路设计、生产制造、封测以及人才储备，全方位进行布局和规划。设计方面：紫光集团投资40亿元设立紫光展锐产业园、研发中心项目，引进展讯等国内通信芯片设计的龙头企业。厦门优讯、矽恩、科塔等集成电路设计企业也在高速、射频芯片领域取得可喜进展，仅2016年，厦门就新增加60余家集成电路设计企业。2017年整体产值达到140亿元；生产制造方面：与台湾集成电路巨头联华电子合资设立了联芯12寸晶圆厂项目，总投资达62亿美元，已于2016年12月正式投产；三安集成电路有限公司和杭州士兰微电子股份有限公司，主攻三五族化合物半导体芯片生产；泉州晋华12寸存储器厂则着眼于动态存储器的生产和销售；封测方面则引入通富微电子股份有限公司，力争打造一小时产业生态圈；人才储备方面：厦门政府与中国科学院微电子所共建中国科学院大学厦门微电子工程学院，辅以厦门大学、厦门理工学院、华侨大学等微电子学科，为厦门集成电路的生产和设计输送人才。

　　在此背景下，我校于2016年12月建立微电子学院，联合台湾交通大学、元智大学等微电子老牌名校，共同探索适合厦门及周边地区的微电子人才培养策略，力求建立较为完善的课程群体系，为在闽的微电子企业培养专业人才。

　　二、微电子工程专业特点

　　首先，微电子专业与传统的机械、化工、电子等专业不同，是一门交叉性很强的学科，需要该专业学生系统地学习数字、物理、电子、半导体器件、集成电路设计、电路封装、计算机等多方面的知识理论，并且能够将各门学科融会贯通，熟练运用。其次，微电子专业入门门槛高、知识体系更新速度快，贴近产业。这就要求学生在具有坚实理论基础的同时，实践动手能力较强，才能在短时间内将所学理论和实践结合，迅速融入工业界或者科学研究。第三，微电子是一个庞大的系统专业。从大类上可以分成工艺、器件、设计、封装、测试五个大方面。但每一個大类又可分为几个甚至数十个小门类。如设计类又可细分为模拟集成电路、数字集成电路、射频集成电路、混合信号集成电路等四个门类。而例如数字集成电路，又可继续分为数字前端、数字后端、验证、测试等小方向。各个方向之间知识理论差异较大，对学生素质提出了极高的要求[1]。

　　三、微电子工程课程群实践

　　（一）微电子工程专业培养策略

　　结合厦门微电子产业特点，以市场需求为导向，同时充分利用海峡两岸交流方面的优势，立足于我校“亲产业、重应用”的办校原则，我校微电子工程专业设置为工艺和设计两大类方向，应对周边产业需求，对该专业学生进行差异化培养。在本科前两年公共课的基础上，大三学年，根据学生兴趣及教师双向筛选，确定学生未来两年的学习方案，分别在器件/制造、模拟/数字集成电路设计两方面进行课程教授和实践锻炼，培养专业门类细化、适应企业实用化需要的高素质、实践型人才。同时，在一些专业课程讲授上，聘请台湾方面有经验的教师和工程师，结合产业现状进行教授和辅导。

　　（二）微电子工程专业培养目标

　　对于我校应用型本科院校的定位，区域产业经济和行业的发展是重要的风向标，因此在微电子专业人才培养上必须突出“工程型、实用型和快速融入型”的特点。主要培养目标如下：（1）掌握半导体器件及工艺的基本理论基础、电子线路的基本理论与应用、计算机使用、电子系统信号处理的基本知识、集成电路及板级设计的基本技能。（2）具备半导体及集成电路设计、制造，PCB板级设计、制造、测试的基本能力，工程项目管理、品质管理、设备维护的基本素养。（3）能在半导体、集成电路设计、制造行业，从事集成电路设计、制造、研发、测试、品质管理、厂务管理、设备维护等相关工作，毕业三到五年后通过自身学习逐步成长为本领域的骨干技术人员和具有较强工作能力的核心工程师[2]。

　　（三）微电子工程专业课程群制定实践

　　基于我校应用型本科“亲产业”的学校定位，在微电子专业课程群建设中，我们首先引入CDIO的教学理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即构思—设计—实施—运作）工程教育是以理论教学为基础，工程实际反馈互动为主要形式的培养方案[3，4]。基于此，课程群制定从知识逻辑（课程环节）和项目实施（工程实践）两个角度，对学生的综合素质进行培养、锻炼。

　　1.课程环节。（1）课堂讲授。课堂讲授分为教师讲授和学生相互讲授两部分。教师讲授的重点集中在课程知识的架构内容和工程案例。教师引导学生在知识架构下进行知识内容的自学和理解。之后以教师讲授为主体转变为学生自学为主体，学生进行分组讨论讲授，发现、解决问题。同时还结合如调研、报告等其他环节，加深理解。（2）实验实践。实验实践是微电子专业的重点环节，采用进阶式设计，包括基础实验和项目制（问题导向式）实验两个层次。基础实验包括软件使用方法、基本电路仿真等，这部分主要是教师准备好详细的实验指导书和视频，提供给学生进行基本的练习。项目制（问题导向式）实验，这部分是重点内容，教师选取适当的项目进行发布，学生采用提出项目、制定解决方案、实施解决方案、持续迭代的全自主过程进行实践。

　　2.工程实践。项目制实验要求教师选取2—3个具有一定规模的工程性项目，这些项目具有明确的项目需求和完整的项目内容，适合作为项目制实验。每组学生（2—3人）选取1个项目进行实施，主要环节包括：项目需求分析、项目指标分析、项目内容架构、知识点需求、调研总结、方案规划、模块设计、验证等全流程环节，最终实现学生整体工程实践能力的提升。