“沉浸式”產教融合人才培養模式的探索和實踐
——以集成電路設計與集成系統專業為例

趙俊霞，楊喆嫻

（1.無錫科技職業學院 集成電路學院，江蘇 無錫 214028；2.三江學院 電子信息工程學院，江蘇 南京 210012）

引言

集成電路產業和軟件產業是信息產業的核心，是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量［1］。2021年中國集成電路產品進口額為4 325.5億美元，逆差2 787.6億美元［2］。加大的“剪刀差”，倒逼著國內集成電路產業的發展，特別是設計業。2021年中國集成電路設計業銷售額4 519億元，長三角2 383.3億，江蘇省706.09億元，南京市33.28億元。2021年南京市集成電路設計業營銷收入過億的企業有70家［3］。《江蘇省“十四五”科技創新規劃》提出：“培育高端自主服務器CPU、集成電路EDA工具、刻蝕機核心部件等重大戰略產品，基本實現關鍵領域的自主可控。”［4］學校培養了大量的畢業生，盡管就業率很高，但能夠勝任高新技術、高薪崗位及對口解決重大戰略產品設計的應用型人才少之又少。

一、現有人才培養模式的痛點

本文針對應用型本科人才的要求，研究集成電路設計與集成系統專業課程的現狀，主要如下。

1.現有高校集成電路教材知識滯后，不能滿足新工科教學背景下高質量應用型人才培養的需求［5-7］。集成電路發展遵循的是摩爾定律：集成電路中的元件數在18個月左右翻一番。這意味著10年前的教材就是32代之前的技術，更何況現在市面上的很多教材是2000年左右出版發行的，其知識體系明顯滯后于新工科發展趨勢和高質量人才培養需求，甚至有些觀點、結構與現代集成電路完全不一致，特別是進16 nm FinFET先進制程以后，其設計理念、器件結構、工藝變化極大，甚至有些地方相左，這些先進的知識是需要作者深入行業第一線才能獲得的資訊與經驗。

2.面向應用型本科人才的集成電路課程對高校教師的科研和教學能力提出了全面要求，教師專業能力亟待提升。集成電路行業的特殊性，要求教師有很強的專業能力、高水平的設計理念和技能，需要不斷參與項目。很多高校教師，特別是中西部的教師甚至沒有機會見到集成電路內部實物結構，更談不上設計集成電路，只能照本宣科。與產業和科技結合的應用型本科人才的集成電路專業課程的缺失，成為制約集成電路教師隊伍發展的亟待解決的問題。

3.現有集成電路課程系統陳舊，與應用型本科人才導向不符。進入超大規模階段后，數字集成電路設計理念與多年前完全不一致，導致部分教師和學生花費大量的時間和精力掌握了較為滯后的知識。

二、“沉浸式”產教融合理念

現在整個社會一直在鼓勵校企合作，國家給校企合作的企業減免稅款，學校也鼓勵各學院各專業開展校企合作，可學校和企業依然如兩條平行線，很難交叉。雖然學校也經常邀請行業專家來學校商談教學計劃，但效果不佳。主要原因有：（1）教學計劃由課程構成，商談的要點粗糙；（2）一般是一起開專家座談會，顧忌情面，很難開放地講解重點，很多時候流于形式；（3）有時雖然提了很多意見，但多停留于理論層面，無法在教學中實施。

本文針對上述原因，反復探索，形成如圖1所示“沉浸式”校企融合人才培養理念，以企業需求為導向，結合學校自身定位及特點，根據學生的學習規則，針對技術能力、專業知識、動手能力、實踐課程重構人才培養計劃。

圖1 “沉浸式”校企融合人才培養理念

以應用型本科人才教育教學理念為導向，形成如圖2所示的以知識點為基本單元的人才培養方案，以知識點為最小單元，面向行業需求和集成電路發展現狀，在現有基礎上重構集成電路基礎知識體系，優化課程內容，拓展集成電路基礎課程體系，建立包括系統、電路、器件、版圖、工藝5個模塊的集成電路設計與集成系統專業的知識體系，使幾個模塊之間彼此關聯和銜接，讓學生知其然并知其所以然。

圖2 以知識點為基本單元的人才培養方案

三、“沉浸式”產教融合人才培養模式的實踐

根據“沉浸式”產教融合理念，設計“沉浸式”校企融合人才培養模式，如圖3所示。首先根據教育部（標準、思政）、《華盛頓協議》、企業技術骨干、企業HR、高校教師、心理專家、畢業生和在校大學生共7方面對集成電路設計與集成系統專業人才的要求，自動匹配、反復計算、迭代各知識點的權重，生成教學計劃和相關課程的教學大綱。

圖3 “沉浸式”校企融合人才培養模式

本文以《集成電路設計與集成系統》專業2021級教學計劃的修訂過程為例，修訂前走訪了5所有特色、水平較高的同類型大學，含有三江學院畢業生的5家集成電路設計方面的上市公司（含A股、港股、美股）、4家中小型企業，舉辦了4次覆蓋集成電路應用、數字集成電路設計、模擬集成電路設計的三江學院電子信息工程學院畢業的校友（15人）等多群體調研活動。

本文將所有課程拆分成知識點，如圖2所示，以知識點為主題，進行各部分權重的討論。在本次調研中，各公司均由技術總監、業務骨干和人力資源部經理接待，雙方深入探索每個知識點對集成電路設計的影響，甚至給出具體的教材、章節、難點和重點，特別是針對高校講授0.5 μm工藝還是5 nm工藝的困惑，公司給出了詳細的意見及實施步驟。

組織相關問題的問卷調查、訪談、技術預測等，廣泛征求意見，深入行業一線，統計集成電路各公司對人才知識與能力的要求，分析各項能力在集成電路領域所占權重，匯總行業對未來人才的要求，指導課程材知識系統的編寫。

結語

經過實施，三江學院集成電路設計與集成系統專業人才培養模式已經形成系統，其部分項目和課程已經應用于2021屆畢業生的培養，現培養的集成電路后端設計人才在長三角產業界具有很好的口碑和評價。集成電路產教融合相關事宜應邀接受新華日報南京分社的采訪（2020年10月19日新華日報13版）。受中國電子信息產業發展研究院邀請開展2018—2019年度中國集成電路產業應用型本科、職業院校人才狀況調研活動［8］，參與《中國集成電路產業人才白皮書》的編制。在“2019年南京市集成電路行業人才需求對接會”做主題報告。現有的研究成果已經推廣到河北科技師范學院、黃山學院等應用型人才培養學校。