微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)的問題分析及方法探索

劉斐然

摘要：本文在調研基礎上分析了微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)的問題，提出了專業(yè)培養(yǎng)方向應有所側重的應對方案。以期能夠適應當前集成電路新工科的發(fā)展和產業(yè)需求。

關鍵詞：微電子專業(yè);實踐培養(yǎng)

近年來工信部與教育部等部門提出推進設立集成電路一級學科[1]，進一步做實做強示范性微電子學院，加快建設集成電路產教融合協(xié)同育人平臺等措施。這說明從主管部門到教育、科技和產業(yè)界，都普遍關心微電子集成電路的人才培養(yǎng)問題，本文就微電子學科及專業(yè)的界定、產業(yè)需求和人才培養(yǎng)方向提出一管之見。

一、目前微電子專業(yè)實踐培養(yǎng)存在的問題

（一）校外實習環(huán)境要求高，規(guī)模化集中實習難以落到實處

實踐訓練一個最重要的方式就是實習，學生通過在企業(yè)生產線參觀和操作，達到綜合實踐能力訓練目的。但微電子專業(yè)相關的集成電路、微電子器件等生產環(huán)境為超凈環(huán)境，生產環(huán)境的控制要求極高，生產現(xiàn)場的人員人數(shù)及出入都要符合一定標準。因此，相關企業(yè)的微電子生產工藝線通常不允許大批學生到現(xiàn)場進行參觀學習，加上企業(yè)技術保密等因素，學生能有機會在企業(yè)遠遠的隔著玻璃墻走馬觀花已算不錯，集體性實習操作無法實現(xiàn)。根據(jù)我們組織的學生（本校組織的學生）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）認知實習的情況看，大規(guī)模學生到企業(yè)進行生產實習不夠現(xiàn)實，學生實習主要以參觀通道參觀為主。因此如果沒有相應的補充措施，實習訓練就無法落到實處，達不到實踐能力培養(yǎng)的要求。

（二）實驗條件的不足，造成實踐內容設置的方向性偏離

因為缺乏實驗平臺，大部分高校微電子實驗集中在集成電路設計和簡單的半導體器件性能測試，微電子人才培養(yǎng)中也不自覺的存在重設計、輕工藝的方向性偏離。部分將本應起輔助作用的虛擬仿真作為工藝實驗全部，加上企業(yè)實習的難度，使學生始終沒有微電子工藝設備和工藝過程的實際感受。從頭到尾都是書本及屏幕里的實驗教學無法使學生產生工程認知，難以激發(fā)學生的興趣及潛能，達不到學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的要求。

二、微電子實踐平臺建設的探索

（一）實踐教學的分級開展模式

面向項目的實踐教學是實踐教學的高級形式，從理論知識的學習到項目制的實踐中間存在一定的壁壘。如果沒有銜接環(huán)節(jié)，讓學生學習完理論課程直接進入項目實踐，則可能造成學生的學習曲線比較陡峭，容易影響學習的效果。有必要研究分級的實踐教學體系，形成從理論知識到項目實踐的過渡，降低學習的梯度，幫助學生很好地完成最終的項目實踐學習。

（二）以相關專業(yè)比賽為抓手

有一些集成電路與微電子相關的優(yōu)質比賽，如“全國大學生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“全國大學生電子設計競賽”等。這些比賽的組織形式，往往是一個賽題作為一個相對獨立的小項目，由幾位學生組成一個小組，共同完成賽題。其模式與本項目最后一級的培養(yǎng)形式契合度較高，而且比賽具有規(guī)范和專業(yè)的評價機制，可以更客觀地對教學效果進行評價，因此可以考慮將本項目的最后一級培養(yǎng)環(huán)節(jié)與本領域的專業(yè)比賽相結合。根據(jù)集成電路與微電子專業(yè)的特點選擇哪些比賽作為主要的參與目標;如何選擇與本專業(yè)培養(yǎng)目標契合度較高的賽題;比賽組織的過程如何與校內實踐教學的過程從時間上和內容上相匹配;如何對比賽小組中承擔不同任務的學生進行學習效果的評價等，均是值得進一步研究的議題。

（三）專業(yè)實驗的整合及與理論課程體系的接口

大多數(shù)高校工科專業(yè)的實踐教學依附于理論課教學，往往作為某門專業(yè)課程的實驗環(huán)節(jié)存在。這一實踐教學模式有利于學生消化和理解理論課程的內容。本項目擬將部分專業(yè)課程實驗從相關專業(yè)課中分離出來，整合成一個完整的實踐教學體系。以具體項目為綱，以各專業(yè)課程為目，通過某個項目的完整實現(xiàn)過程，串聯(lián)起各專業(yè)課程的理論內容和實踐環(huán)節(jié)，達到“綱舉目張”的效果。在這一過程中，有一些問題有待進一步研究。對于哪些專業(yè)課程處于這一實踐教學體系的核心鏈條上需要進行甄別和梳理;部分基礎性的專業(yè)實驗緊貼理論教學，適合和理論教學同步進行，部分現(xiàn)行專業(yè)實驗則適合被提取到打通的項目制實踐教學環(huán)節(jié)中，對于現(xiàn)實專業(yè)實驗內容，需要做分析、整理與調整;實踐教學實際上是理論課程落地整體和融會貫通的過程，因此，對于作為一個整體的項目制實踐教學，其需要來自理論課程的支撐，需要研究項目實現(xiàn)過程中各環(huán)節(jié)如何與相關理論課程相呼應，什么樣的項目設計可以盡可能全面地覆蓋所學習的理論知識。

（四）融合實踐項目，構建校外-校內實習模式

微電子專業(yè)企業(yè)大規(guī)模生產實習不能深入落地是客觀事實，通過校外企業(yè)參觀實習和校內綜合項目實驗操作落實實習實訓，使學生生產實習落到實處，實現(xiàn)學生綜合實踐能力培養(yǎng)。以我校集成電路和微電子專業(yè)學生為例，實習分為企業(yè)參觀實習和校內項目設計和操作兩部分：首先到長江存儲、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)實地參觀生產環(huán)境、生產設備和生產過程，開設介紹微電子行業(yè)基本生產技術和行業(yè)發(fā)展動態(tài)等內容的專題講座，使學生對現(xiàn)代工業(yè)生產方式、本行業(yè)生產常用儀器設備及自動化程度、目前發(fā)展的先進設備和工藝水平及微電子行業(yè)的國內外現(xiàn)狀與發(fā)展等產生系統(tǒng)了解。然后依托校內芯片設計與工藝實驗中心集成電路設計和微電子工藝實驗平臺，對整合的項目實驗內容，以項目小組的形式進行作品完成設計作品、制造工藝操作和相關性能測試，利用校內相對簡單和自動化程度低的工藝實驗平臺，完成無法在企業(yè)完成的實操訓練。通過參觀實習和項目設計、工藝實驗一體化，既保證了學生對工業(yè)生產的整體認知，又解決學生企業(yè)生產線實習無法深入落地問題。

幾十年來，國家一直重視微電子學科的發(fā)展。然而，隨著學科的不斷發(fā)展，創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)成為目前微電子專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的難題。現(xiàn)在教育部和工信部比以往更重視和支持微電子專業(yè)的發(fā)展，新的一輪建設和資助已經開始，本文所思考的一些根本性問題應該得到重視。

參考文獻：

[1]雷冰潔，耿莉，伍民順，程軍，雷紹充.新工科背景下微電子專業(yè)實踐教學改革[J].電氣電子教學學報，2019，41（05）：144-146+158.

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