劉斐然

摘要：本文在調(diào)研基礎(chǔ)上分析了微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)的問(wèn)題，提出了專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方向應(yīng)有所側(cè)重的應(yīng)對(duì)方案。以期能夠適應(yīng)當(dāng)前集成電路新工科的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求。

關(guān)鍵詞：微電子專(zhuān)業(yè);實(shí)踐培養(yǎng)

近年來(lái)工信部與教育部等部門(mén)提出推進(jìn)設(shè)立集成電路一級(jí)學(xué)科[1]，進(jìn)一步做實(shí)做強(qiáng)示范性微電子學(xué)院，加快建設(shè)集成電路產(chǎn)教融合協(xié)同育人平臺(tái)等措施。這說(shuō)明從主管部門(mén)到教育、科技和產(chǎn)業(yè)界，都普遍關(guān)心微電子集成電路的人才培養(yǎng)問(wèn)題，本文就微電子學(xué)科及專(zhuān)業(yè)的界定、產(chǎn)業(yè)需求和人才培養(yǎng)方向提出一管之見(jiàn)。

一、目前微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)存在的問(wèn)題

（一）校外實(shí)習(xí)環(huán)境要求高，規(guī)?；袑?shí)習(xí)難以落到實(shí)處

實(shí)踐訓(xùn)練一個(gè)最重要的方式就是實(shí)習(xí)，學(xué)生通過(guò)在企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)參觀和操作，達(dá)到綜合實(shí)踐能力訓(xùn)練目的。但微電子專(zhuān)業(yè)相關(guān)的集成電路、微電子器件等生產(chǎn)環(huán)境為超凈環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境的控制要求極高，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人員人數(shù)及出入都要符合一定標(biāo)準(zhǔn)。因此，相關(guān)企業(yè)的微電子生產(chǎn)工藝線(xiàn)通常不允許大批學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，加上企業(yè)技術(shù)保密等因素，學(xué)生能有機(jī)會(huì)在企業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的隔著玻璃墻走馬觀花已算不錯(cuò)，集體性實(shí)習(xí)操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)我們組織的學(xué)生（本校組織的學(xué)生）到武漢新芯集成電路制造有限公司和武漢天馬微電子股份有限公司（芯恩（青島）集成電路有限公司、青島嘉星晶電科技股份有限公司）認(rèn)知實(shí)習(xí)的情況看，大規(guī)模學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)不夠現(xiàn)實(shí)，學(xué)生實(shí)習(xí)主要以參觀通道參觀為主。因此如果沒(méi)有相應(yīng)的補(bǔ)充措施，實(shí)習(xí)訓(xùn)練就無(wú)法落到實(shí)處，達(dá)不到實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求。

（二）實(shí)驗(yàn)條件的不足，造成實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置的方向性偏離

因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)平臺(tái)，大部分高校微電子實(shí)驗(yàn)集中在集成電路設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件性能測(cè)試，微電子人才培養(yǎng)中也不自覺(jué)的存在重設(shè)計(jì)、輕工藝的方向性偏離。部分將本應(yīng)起輔助作用的虛擬仿真作為工藝實(shí)驗(yàn)全部，加上企業(yè)實(shí)習(xí)的難度，使學(xué)生始終沒(méi)有微電子工藝設(shè)備和工藝過(guò)程的實(shí)際感受。從頭到尾都是書(shū)本及屏幕里的實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法使學(xué)生產(chǎn)生工程認(rèn)知，難以激發(fā)學(xué)生的興趣及潛能，達(dá)不到學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求。

二、微電子實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)的探索

（一）實(shí)踐教學(xué)的分級(jí)開(kāi)展模式

面向項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的高級(jí)形式，從理論知識(shí)的學(xué)習(xí)到項(xiàng)目制的實(shí)踐中間存在一定的壁壘。如果沒(méi)有銜接環(huán)節(jié)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)完理論課程直接進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)踐，則可能造成學(xué)生的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)比較陡峭，容易影響學(xué)習(xí)的效果。有必要研究分級(jí)的實(shí)踐教學(xué)體系，形成從理論知識(shí)到項(xiàng)目實(shí)踐的過(guò)渡，降低學(xué)習(xí)的梯度，幫助學(xué)生很好地完成最終的項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)。

（二）以相關(guān)專(zhuān)業(yè)比賽為抓手

有一些集成電路與微電子相關(guān)的優(yōu)質(zhì)比賽，如“全國(guó)大學(xué)生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”等。這些比賽的組織形式，往往是一個(gè)賽題作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小項(xiàng)目，由幾位學(xué)生組成一個(gè)小組，共同完成賽題。其模式與本項(xiàng)目最后一級(jí)的培養(yǎng)形式契合度較高，而且比賽具有規(guī)范和專(zhuān)業(yè)的評(píng)價(jià)機(jī)制，可以更客觀地對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此可以考慮將本項(xiàng)目的最后一級(jí)培養(yǎng)環(huán)節(jié)與本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)比賽相結(jié)合。根據(jù)集成電路與微電子專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)選擇哪些比賽作為主要的參與目標(biāo);如何選擇與本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)契合度較高的賽題;比賽組織的過(guò)程如何與校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程從時(shí)間上和內(nèi)容上相匹配;如何對(duì)比賽小組中承擔(dān)不同任務(wù)的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)等，均是值得進(jìn)一步研究的議題。

（三）專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的整合及與理論課程體系的接口

大多數(shù)高校工科專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)依附于理論課教學(xué)，往往作為某門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)存在。這一實(shí)踐教學(xué)模式有利于學(xué)生消化和理解理論課程的內(nèi)容。本項(xiàng)目擬將部分專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)從相關(guān)專(zhuān)業(yè)課中分離出來(lái)，整合成一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)體系。以具體項(xiàng)目為綱，以各專(zhuān)業(yè)課程為目，通過(guò)某個(gè)項(xiàng)目的完整實(shí)現(xiàn)過(guò)程，串聯(lián)起各專(zhuān)業(yè)課程的理論內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)，達(dá)到“綱舉目張”的效果。在這一過(guò)程中，有一些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。對(duì)于哪些專(zhuān)業(yè)課程處于這一實(shí)踐教學(xué)體系的核心鏈條上需要進(jìn)行甄別和梳理;部分基礎(chǔ)性的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)緊貼理論教學(xué)，適合和理論教學(xué)同步進(jìn)行，部分現(xiàn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)則適合被提取到打通的項(xiàng)目制實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，對(duì)于現(xiàn)實(shí)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需要做分析、整理與調(diào)整;實(shí)踐教學(xué)實(shí)際上是理論課程落地整體和融會(huì)貫通的過(guò)程，因此，對(duì)于作為一個(gè)整體的項(xiàng)目制實(shí)踐教學(xué)，其需要來(lái)自理論課程的支撐，需要研究項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)如何與相關(guān)理論課程相呼應(yīng)，什么樣的項(xiàng)目設(shè)計(jì)可以盡可能全面地覆蓋所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)。

（四）融合實(shí)踐項(xiàng)目，構(gòu)建校外-校內(nèi)實(shí)習(xí)模式

微電子專(zhuān)業(yè)企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)習(xí)不能深入落地是客觀事實(shí)，通過(guò)校外企業(yè)參觀實(shí)習(xí)和校內(nèi)綜合項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)操作落實(shí)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)。以我校集成電路和微電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生為例，實(shí)習(xí)分為企業(yè)參觀實(shí)習(xí)和校內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和操作兩部分：首先到長(zhǎng)江存儲(chǔ)、武漢新芯集成電路制造有限公司、天馬微電子股份有限公司（芯恩（青島）集成電路有限公司、青島嘉星晶電科技股份有限公司）等企業(yè)實(shí)地參觀生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程，開(kāi)設(shè)介紹微電子行業(yè)基本生產(chǎn)技術(shù)和行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)等內(nèi)容的專(zhuān)題講座，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式、本行業(yè)生產(chǎn)常用儀器設(shè)備及自動(dòng)化程度、目前發(fā)展的先進(jìn)設(shè)備和工藝水平及微電子行業(yè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展等產(chǎn)生系統(tǒng)了解。然后依托校內(nèi)芯片設(shè)計(jì)與工藝實(shí)驗(yàn)中心集成電路設(shè)計(jì)和微電子工藝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)整合的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以項(xiàng)目小組的形式進(jìn)行作品完成設(shè)計(jì)作品、制造工藝操作和相關(guān)性能測(cè)試，利用校內(nèi)相對(duì)簡(jiǎn)單和自動(dòng)化程度低的工藝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成無(wú)法在企業(yè)完成的實(shí)操訓(xùn)練。通過(guò)參觀實(shí)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工藝實(shí)驗(yàn)一體化，既保證了學(xué)生對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的整體認(rèn)知，又解決學(xué)生企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)習(xí)無(wú)法深入落地問(wèn)題。

幾十年來(lái)，國(guó)家一直重視微電子學(xué)科的發(fā)展。然而，隨著學(xué)科的不斷發(fā)展，創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)成為目前微電子專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)面臨的難題?，F(xiàn)在教育部和工信部比以往更重視和支持微電子專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，新的一輪建設(shè)和資助已經(jīng)開(kāi)始，本文所思考的一些根本性問(wèn)題應(yīng)該得到重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷冰潔，耿莉，伍民順，程軍，雷紹充.新工科背景下微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（05）：144-146+158.

[2]徐玲芳，王瑋，張軍，吳靜，陳勇.微電子專(zhuān)業(yè)科研實(shí)踐型人才培養(yǎng)模式研究[J].教育教學(xué)論壇，2018（25）：165-166.