虞致國+趙琳娜

[摘 要]校企合作提高集成電路設(shè)計類課程教學(xué)質(zhì)量需要不斷提升。針對微電子專業(yè)集成電路設(shè)計類課程的實踐性強(qiáng)、教學(xué)內(nèi)容更新快、條件建設(shè)昂貴等特點(diǎn)，進(jìn)行校企合作提高集成電路設(shè)計類課程教學(xué)質(zhì)量的探索。只有對校企合作教育進(jìn)行創(chuàng)新模式的理性思考與實踐探索，才能更好地提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)實踐條件和實踐資源，有效提高學(xué)生的實驗動手能力與工程實踐技能，培養(yǎng)更多的實用人才。

[關(guān)鍵詞]校企合作；微電子專業(yè)；集成電路設(shè)計；教學(xué)質(zhì)量

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）05-0106-02

微電子技術(shù)是信息技術(shù)的硬件支撐，也是我國優(yōu)先發(fā)展的電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，是當(dāng)前發(fā)展最迅猛的技術(shù)之一；而集成電路（integrated circuit，IC）設(shè)計技術(shù)又為其中的核心。作為信息領(lǐng)域的核心專業(yè)，由于專業(yè)知識的快速發(fā)展，高校的人才培養(yǎng)建設(shè)常落后于市場化的發(fā)展需求，導(dǎo)致高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量和目標(biāo)與企業(yè)需求對接度不高。IC設(shè)計是一個工程性和實踐性很強(qiáng)的行業(yè)，要求教學(xué)應(yīng)定位于使畢業(yè)生具有較高的工程素質(zhì)、很強(qiáng)的實驗技能和動手實踐能力，而這些素質(zhì)和能力需要通過實踐教學(xué)來培養(yǎng)。[1]因此，迫切需要IC設(shè)計類課程緊跟技術(shù)步伐，不斷更新教學(xué)方式，與市場接軌，培養(yǎng)出社會需要的高素質(zhì)人才。

一、國內(nèi)外微電子學(xué)科校企合作的基本情況

在通過校企合作提高教育質(zhì)量方面，一些發(fā)達(dá)國家已具有上百年的歷史，目前形成了較為先進(jìn)的工作理念及管理體系。國外的相關(guān)法律，無一例外都是從法律層面出發(fā)，樹立校企合作教育的重要性，明確學(xué)校和企業(yè)雙方合作的權(quán)利和義務(wù)，如德國的《職業(yè)教育法》，美國的《莫雷爾法案》《高等教育法》，英國的《技術(shù)白皮書》《產(chǎn)業(yè)訓(xùn)練法》，日本的《日本科學(xué)技術(shù)基本法》等。[2]在專業(yè)開設(shè)方面，國外高校（如美國）一般并無獨(dú)立的微電子系，從事相關(guān)研究的教授往往隸屬于電氣工程或電子工程（EE）、電氣與計算機(jī)工程（ECE）、材料科學(xué)與工程（MSE）、物理或應(yīng)用物理，甚至化工（如有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件）或機(jī)械（如化學(xué)機(jī)械平坦技術(shù)）等系部，這也從一個側(cè)面反映了本學(xué)科教學(xué)及研究方向的多樣性和復(fù)雜性。

目前，國內(nèi)職業(yè)教育對校企合作探討已非常多[3]，但對于本科院校如何開展探討還處于探索階段[4-5]，特別是如何結(jié)合所在高校的發(fā)展和建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行探討方面。

二、課程的基本情況

在國內(nèi)，許多院校相繼開辟了微電子學(xué)專業(yè)。但是對于設(shè)計類的課程往往存在著一些共性的困難：課程實踐環(huán)境的條件建設(shè)所需費(fèi)用十分昂貴，比如一套EDA設(shè)計軟件往往價值在數(shù)百萬人民幣以上（在大學(xué)計劃下一套EDA軟件也至少要數(shù)十萬）。目前，只有極少數(shù)高校具備了微電子學(xué)科完整的教學(xué)條件，同時往往很大程度地依賴和相關(guān)企業(yè)、基地與園區(qū)的合作。

江南大學(xué)IC設(shè)計類課程主要是為微電子科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)“數(shù)字IC設(shè)計”、“模擬IC設(shè)計”、“微電子學(xué)專業(yè)實驗”、“集成電路CAD”、“版圖設(shè)計技術(shù)”、“VHDL程序設(shè)計”、“VLSI設(shè)計基礎(chǔ)”等課程。同時，這些課程也供計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程等本科專業(yè)選修。目前，IC設(shè)計類課程的實驗條件面臨著一些問題：1.設(shè)計軟件已經(jīng)落后于時代的發(fā)展，與主流軟件的版本、功能有一定的差距；2.EDA的教學(xué)軟件不可能像商業(yè)公司一樣配備齊全，近年來發(fā)展的新工具和流程有所缺乏，與設(shè)計公司有一定的差距；3.由于EDA軟件的飛速發(fā)展，對存儲服務(wù)器和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要求越來越高，原來的硬件系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的IC設(shè)計EDA軟件的需要。因此，相關(guān)設(shè)計課程開展，一方面需要更新軟硬件條件；同時，迫切需要基于校企合作建立新的IC設(shè)計實踐教學(xué)平臺，通過該平臺學(xué)生可掌握較為全面的數(shù)?；旌想娐吩O(shè)計技術(shù)，并和企業(yè)界、工業(yè)界的最新需求、最新技術(shù)實現(xiàn)對接。

三、課程教學(xué)探索

（一）依托無錫微電子產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)

無錫是我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)祥地，有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和深厚的基礎(chǔ)。2011年以來，無錫的微電子產(chǎn)業(yè)實力及集成電路銷售額一直居全國前列，特別在設(shè)計企業(yè)，數(shù)量、規(guī)模和質(zhì)量上近年來更是得到了飛速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，無錫市集成電路產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模占到全國同業(yè)的五分之一，位居全國第二；其中，設(shè)計業(yè)位列全國第四。[5]因此，江南大學(xué)提出“做無錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫”，江南大學(xué)的教學(xué)、科研需加強(qiáng)與無錫本地的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)進(jìn)行對接。[6]在校企合作背景下，結(jié)合無錫市的IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)狀，更新、優(yōu)化IC設(shè)計類課程的教學(xué)目標(biāo)，有效提高微電子類專業(yè)的本科教育質(zhì)量成為江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院的重任。

（二）基于微電子學(xué)科卓越工程師計劃的實施，探索校企合作的運(yùn)行模式

江南大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)科作為卓越工程師實施專業(yè)，已與本地多個知名企業(yè)、研究所簽訂了校企合作計劃，共同培養(yǎng)優(yōu)秀人才，切實提高人才質(zhì)量。如何更好的開展校企合作，使學(xué)生能更好地融入具體生產(chǎn)實踐中，并通過合作有效提高自身的師資和培養(yǎng)能力，成為一個需要重點(diǎn)考慮的問題?？梢愿鶕?jù)時代的發(fā)展，企業(yè)和社會的不斷的需求，及時更新教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容，有效提升學(xué)生的IC設(shè)計能力。通過與重點(diǎn)廠所建立研究生共同培養(yǎng)平臺，充分利用企業(yè)的經(jīng)驗和硬件環(huán)境、學(xué)校的前沿基礎(chǔ)性課題和技術(shù)資料，在良好溝通的基礎(chǔ)上擬定雙方滿意的課題，爭創(chuàng)共贏。

（三）基于與時代同步的校企合作項目，有效驅(qū)動教學(xué)質(zhì)量的提高

2013年9月21日，無錫日報刊文指出，江南大學(xué)要以項目為平臺，廣泛開展校企合作，為地方科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型添磚加瓦，這是江南大學(xué)推進(jìn)與區(qū)域、產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的方式和途徑。[7]微電子學(xué)科研究的內(nèi)容具有多樣性、復(fù)雜性及快速更新等特點(diǎn)，因此只有不斷豐富校企合作教育的內(nèi)容，探索與時代同步的校企合作課題，才能適應(yīng)日新月異的職業(yè)需求和社會變化。通過加強(qiáng)校企合作，以項目合作為契機(jī)，給予學(xué)生相應(yīng)IC設(shè)計方面的實習(xí)科研機(jī)會，將本科教育工作融入其中，從而有效提高教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。同時，微電子作為無錫最主要的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，給我們提供了切入無錫地方經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)校企合作的機(jī)會。

IC設(shè)計包括系統(tǒng)設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計、前端RTL（Register Transfer Level）設(shè)計、后端設(shè)計等流程。由于設(shè)計的各個過程之間存在反復(fù)迭代，因此很難在一個課程中完成一個真正的項目教學(xué)，不少課程都是闡述一個器件（如反相器）的設(shè)計過程。通過校企合作，教學(xué)以科研中產(chǎn)生的真實項目為紐帶，通過教學(xué)和學(xué)生自我參與闡述各個階段的項目實踐活動，可以達(dá)到提高學(xué)生的設(shè)計能力的目的，同時也提高了教學(xué)質(zhì)量。

（四）基于已完成的校企合作課題，開展IC設(shè)計的項目教學(xué)實踐

IC設(shè)計是一種實踐性、綜合性、協(xié)作性非常強(qiáng)的教學(xué)過程；同時又是耗費(fèi)非常大的過程，如流片成本非常大（動輒價值達(dá)十幾萬人民幣）。因此，本科學(xué)生基本上不太可能獲得流片機(jī)會，很難像其他課程一樣獲得實際的檢驗機(jī)會。更為關(guān)鍵的是，企業(yè)界又很重視是否有流片的經(jīng)歷，甚至把流片經(jīng)歷作為招聘的條件。因而IC設(shè)計課程比較難以有效開展，難以符合社會預(yù)期，同時學(xué)生往往覺得實踐活動非?？辗海碚撎珡?qiáng)，學(xué)習(xí)的積極性不高。

我們的做法是，以若干個已獲得成功的校企合作課題為基礎(chǔ)，進(jìn)行有效的去密處理，總結(jié)出若干的芯片設(shè)計或模塊設(shè)計案例。這些案例有效涵蓋系統(tǒng)設(shè)計、模擬設(shè)計、數(shù)字設(shè)計、代碼編寫、后端設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合實踐教學(xué)環(huán)境，以6-8人小組為單位，以IC設(shè)計流程為線索，系統(tǒng)地闡述設(shè)計方法，介紹主流的Cadence、Mentor、Synopsys設(shè)計平臺及流行EDA軟件，完成整個芯片設(shè)計項目的過程。通過這個項目實踐教學(xué)，讓學(xué)生較系統(tǒng)掌握IC設(shè)計領(lǐng)域的項目方法，有效整合學(xué)生的專業(yè)知識，有利于學(xué)生掌握專業(yè)技能，另一方面，通過上述的項目教學(xué)實踐，也有效地提高了學(xué)生的團(tuán)隊合作性。

四、結(jié)束語

綜上，無論是從政策導(dǎo)向、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，還是從微電子科學(xué)與工程本專業(yè)自身的特色來看，校企合作都是提高本專業(yè)教育質(zhì)量的主要途徑。因此，探索在校企合作背景下如何提高微電子專業(yè)本科生的設(shè)計類課程的教學(xué)質(zhì)量，具有非常重要的現(xiàn)實意義。只有對校企合作教育進(jìn)行創(chuàng)新模式的理性思考與實踐探索，才能提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)實踐條件和實踐資源，從而有效提高學(xué)生的實驗動手能力與工程實踐技能，培養(yǎng)更多的實用人才。

[ 注 釋 ]

[1] 阮穎. “集成電路版圖設(shè)計”教學(xué)探索與實踐[J].中國電力教育，2014（36）：125-126.

[2] 蔡志奇，黃曉珩.發(fā)達(dá)國家校企合作教育對我國應(yīng)用型本科教育的啟示[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)），2013（3）：114-117.

[3] 吳塵，陳偉元.依托實訓(xùn)基地的高職微電子專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013（3）：72-74.

[4] 余華，楊世博.產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的微電子專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013（3）：18-19，24.

[5] 王福學(xué)，虞致國，肖少慶，等.校企合作提高本科教育質(zhì)量的探索——以微電子學(xué)科為例[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014（4）：1-3.

[6] 無錫市信電局.無錫市微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）[EB/OL].http：//www.wuxi.gov.cn/zxzx/bmdt/6445510.shtml，2013-07-09.

[7] 淵博.江南大學(xué)發(fā)揮高校優(yōu)勢，開展校企合作，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)——做無錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫[N].無錫日報，2013-09-21（A01）.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]