面向緊缺人才培養(yǎng)的集成電路“產(chǎn)-教-學協(xié)同”特色課程體系研究

摘 "要：在當前國際環(huán)境下，我國倡導大力發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的集成電路產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)集成電路領域緊缺人才，完成產(chǎn)業(yè)升級。因此，高校進行集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)，既需要滿足“產(chǎn)-教”人才需求不匹配問題，也需要滿足“教－學”課程體系合理性問題。該文旨在研究并構建一套符合緊缺人才需求的集成電路“產(chǎn)-教-學協(xié)同”特色課程體系。首先，通過政策解讀和實地調(diào)研，詳細分析集成電路行業(yè)的發(fā)展趨勢和地方人才需求。其次，提出“產(chǎn)-教-學協(xié)同”教學模式的基本理念和實施策略，并針對核心技術和專業(yè)能力進行課程設置和實驗實踐教學方案的設計。最后，利用問卷調(diào)查和論證分析的方法，評估該特色課程體系的效果，并實現(xiàn)持續(xù)改進的效果。

關鍵詞：集成電路；人才需求；培養(yǎng)目標；產(chǎn)-教-學協(xié)同；特色課程體系

中圖分類號：G640 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）08-0158-05

Abstract： In the current international environment， China advocates vigorously developing the integrated circuit industry with independent intellectual property rights， training talents in the field of integrated circuits， and completing industrial upgrading. Therefore， the cultivation of IC industry talents in colleges and universities needs to meet not only the mismatch of \"production-teaching\" talent demand， but also the rationality of \"teaching-learning\" curriculum system. The purpose of this paper is to study and build a set of integrated circuit curriculum system with characteristics of \"production-teaching-learning collaboration\" that meets the needs of talents in short supply. Firstly， through policy interpretation and field research， the development trend and local talent demand of IC industry are analyzed in detail. Then， the basic idea and implementation strategy of \"production-teaching-learning collaborative\" teaching mode are put forward， and the curriculum and experimental practice teaching scheme are designed according to the core technology and professional ability. Finally， using the method of questionnaire survey and demonstration analysis， the effect of the characteristic curriculum system is evaluated， and the effect of continuous improvement is realized.

Keywords： integrated circuit; talent demand; training objectives; production-teaching-learning coordination; characteristic curriculum system

集成電路是關系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎性、先導性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。當前，國際環(huán)境日趨復雜，中美之間持續(xù)升級的大國博弈和不斷深化的利益脫鉤對全球集成電路產(chǎn)業(yè)鏈格局產(chǎn)生了深遠影響[1]。隨著美國出臺2022年《芯片與科學法案》，并聯(lián)手日本、韓國以及中國臺灣地區(qū)組建“四方芯片聯(lián)盟”，構建“圍堵”中國的“統(tǒng)一戰(zhàn)線”，試圖將中國集成電路產(chǎn)業(yè)孤立在全球供應鏈體系之外。值此百年未有之大變局之際，國家早已在“十四五”規(guī)劃中積極倡導發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的集成電路產(chǎn)業(yè)，并布局全國，超過20個省市將半導體/集成電路列入“十四五”規(guī)劃中[2]。預示著國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)的區(qū)域競爭將愈發(fā)激烈，中國半導體集成電路區(qū)域發(fā)展會出現(xiàn)“芯”格局[3]。本文通過介紹所在高校的集成電路專業(yè)發(fā)展規(guī)劃和人才培養(yǎng)方案，闡明了集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)首先需要滿足地方產(chǎn)業(yè)結構需求。然后提出了集成電路專業(yè)“產(chǎn)-教-學協(xié)同”教學模式的基本理念和實施策略，并針對行業(yè)需求的技術和能力進行了課程設置和教學方法的設計[4]。最后，通過對用人單位和畢業(yè)學生的雙向調(diào)研，以及行業(yè)專家的論證分析，評估了該特色課程體系的效果，并實現(xiàn)持續(xù)改進的效果，據(jù)此探索出一條滿足地方人才需求集成電路“產(chǎn)-教-學協(xié)同”課程體系建設的具體路徑[5]。

一 "集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)需要滿足地方人才需求

地方高校的集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)首先需要配合地方人才需求。根據(jù)國家中西部地區(qū)集成電路發(fā)展規(guī)劃部署，成都市乃至川渝地區(qū)的集成電路產(chǎn)業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。成都信息工程大學積極配合政府與企業(yè)，作為監(jiān)事單位，參與市級集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)會。通過走訪多家企業(yè)，了解到當前的集成電路行業(yè)人才供需狀況不平衡，主要表現(xiàn)在以下兩個方面[6]。

（一） "頂尖技術與特色創(chuàng)新能力缺失

對比京津冀、長三角、珠三角和閩三角等地區(qū)，抑或是合肥、武漢等地區(qū)，成都地區(qū)缺乏獨立成長起來的頂尖創(chuàng)新團隊，尚未能夠在集成電路某一領域展示較為領先的創(chuàng)新引領作用，產(chǎn)業(yè)集群仍然主要依靠以Intel為代表的外來團隊，制約了集成電路行業(yè)的技術創(chuàng)新和核心競爭力的提升。

（二） "應用技能不足

當前人才培養(yǎng)對實踐內(nèi)容的培養(yǎng)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，實踐內(nèi)容和實踐條件距離產(chǎn)業(yè)開發(fā)有較大差距，導致畢業(yè)生在實際工作時面臨較大的適應壓力，也增加了用人企業(yè)的培訓成本。

成都信息工程大學作為省屬高校中少數(shù)同時開辦了微電子科學與工程專業(yè)和集電電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的地方院校之一，每年為成都地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)提供了大量的人才，長期占據(jù)行業(yè)人才供需側(cè)的前兩名。因此，兩個專業(yè)的發(fā)展必須依靠地方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也必須盡最大能力去解決地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“痛點”問題[7]。

二 "適應人才需求的“產(chǎn)-教-學協(xié)同”特色課程體系的構建與研究

根據(jù)從集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)會收集到的主要問題，通過邀請來自政府、企業(yè)和高校的領導和專家，從政策解讀、發(fā)展規(guī)劃、英才落地等多個層面進行探討，逐步摸索出一套適應地方人才需求的“產(chǎn)-教-學協(xié)同”特色課程體系[8]。

（一） "總結自身特點和優(yōu)勢，確定符合產(chǎn)業(yè)需求的人才培養(yǎng)目標

從人才角度來看，集成電路大約可分為科技領軍型人才、一般科研型人才、工程應用型人才、技能產(chǎn)線型人才。這一人才劃分符合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實，并能夠?qū)崿F(xiàn)向上轉(zhuǎn)換。也就是說，要解決第一部分提到的頂尖技術與特色創(chuàng)新能力的提升問題，就需要一定數(shù)量的科技領軍人才形成合力。而科技領軍人才必定具備長期的訓練和培養(yǎng)，需要從一般科研型人才、工程應用型人才抑或技能產(chǎn)線型人才中產(chǎn)生。

成都地區(qū)在集成電路人才培養(yǎng)領域具備一定地利優(yōu)勢，集中了包括電子科技大學、成都信息工程大學、成都工業(yè)學院和電子科技大學成都學院等一批專門設立了集成電路專業(yè)的院校，也包括四川大學、西南交通大學、西南科技大學等一批設立了微電子相關專業(yè)的院校。各個高校發(fā)展只有確立正確的定位，才能突出自身的特色，做到不浪費寶貴的實踐資源。

作為四川省屬院校，成都信息工程大學集成電路人才培養(yǎng)主要有以下特點：師資隊伍方面，80%的教師具有一年以上企業(yè)工作經(jīng)驗；招生規(guī)模方面，近年來每年招生人數(shù)在省屬院校中規(guī)模較大；科研水平方面，近年來雖有較大提升，但距離示范性微電子學院還有較大差距；學科平臺方面，雖擁有“四川省集成電路實驗教學示范中心”和“集成計算及芯片安全協(xié)同創(chuàng)新中心”等省級教學和科研平臺，但平臺硬件建設水平不高。

基于以上分析，學校集成電路相關專業(yè)的首要定位是培養(yǎng)應用工程型人才，而不是培養(yǎng)對于資源要求更高的一般科研型人才。同時，也避開了高職和中專類院校的技能產(chǎn)線型人才培養(yǎng)賽道，可以集中精力去建設應用工程型人才所需要的教學環(huán)境，有針對地建設省級集成電路實驗示范中心和省級集成電路產(chǎn)業(yè)學院。

成都信息工程大學集成電路專業(yè)制定的人才培養(yǎng)目標為：本專業(yè)貫徹執(zhí)行黨的教育方針，堅持立德樹人，根據(jù)國家對新一代電子信息產(chǎn)業(yè)和技術發(fā)展規(guī)劃，結合西南地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、具備科學精神與人文素養(yǎng)，掌握數(shù)學、自然科學和集成電路科學與工程領域的理論知識與技能，具有創(chuàng)新意識、實踐能力和一定國際視野，能夠在集成電路領域及相關行業(yè)，尤其是集成電路與集成系統(tǒng)設計領域從事產(chǎn)品設計、工藝制造、技術研發(fā)、管理服務和市場推廣工作的應用型工程技術人才[9]。

并在此基礎上提出四點培養(yǎng)目標，具體為通過5年左右實際工作的鍛煉，畢業(yè)生能夠成長為技術或管理崗位的骨干，達到以下目標。

培養(yǎng)目標1：具備集成電路工程師的知識和技能，能勝任所從事的產(chǎn)品設計、工藝制作、技術研發(fā)、管理服務或市場推廣等方面的工作；

培養(yǎng)目標2：在解決工程問題的過程中能夠綜合考慮社會、法律、經(jīng)濟和環(huán)境等多方面因素的影響，具有科學的思維方式，嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力和行業(yè)使命感；

培養(yǎng)目標3：有良好的職業(yè)道德、溝通水平和團隊合作能力，有意愿并有能力服務所在行業(yè)和社會；

培養(yǎng)目標4：能適應社會經(jīng)濟和科技發(fā)展需要，具備終身學習能力和創(chuàng)新意識，不斷更新自己的知識和技能。

清晰的培養(yǎng)目標，有助于集成電路專業(yè)形成特色課程體系，并培養(yǎng)出廣受企業(yè)認同的畢業(yè)生群體。

（二） "“產(chǎn)-教-學協(xié)同”特色課程體系的構建思路

構建好以設計導向為主，以培養(yǎng)工程應用型人才為目標的人品培養(yǎng)方案。按照這一思路構建的集成電路專業(yè)課程體系如圖1所示。為解決應用技能不足的問題，集成電路專業(yè)完全按照數(shù)字集成電路與系統(tǒng)工程設計體系進行構建。課程選擇了更多的應用性課程，包括介紹數(shù)字整體架構的計算機體系結構課程和SoC設計課程，介紹仿真軟件的EDA技術課程，介紹前端設計流程的Verilog數(shù)字系統(tǒng)設計課程，介紹驗證流程的數(shù)字集成電路驗證技術課程，介紹數(shù)字前后端整體流程的數(shù)字集成電路設計課程，還包括介紹數(shù)字后端為主的IC版圖設計課程，介紹操作系統(tǒng)的Linux操作系統(tǒng)課程。從而按照數(shù)字前端、驗證和后端的框架，構建了基本的專業(yè)課程。

圖1 "集成電路專業(yè)課程體系與數(shù)字集成電路工業(yè)設計體系

對應關系分解圖

為培養(yǎng)具有高素質(zhì)和實戰(zhàn)能力的工程應用型人才，在課程體系的制定時，特意加強了每門課程的實習和實踐環(huán)節(jié)，同時弱化了一些需要投入巨大精力的基礎知識環(huán)節(jié)。例如，將固體物理、半導體物理和微電子器件原理這三門課程的內(nèi)容進行了整合，只簡單介紹了能帶理論、載流子、PN結、雙極性晶體管、MOS場效應管等基本內(nèi)容，合并后的課程命名為半導體器件物理，從而降低了對學生學習能力的要求，使得學生能夠?qū)⒏嗟膶W習精力投入到設計課程的環(huán)節(jié)。

為加強專業(yè)在數(shù)字設計領域的特色，學院還積極和SoC設計企業(yè)、FPGA設計企業(yè)、CPU/GPU設計企業(yè)、數(shù)字EDA企業(yè)、AI芯片企業(yè)加強合作，引入企業(yè)導師制度，計劃在2024年版的培養(yǎng)方案中，提供更多類似DFT設計之類的選修課程，豐富并加強學生在數(shù)字設計領域的能力。

（三） "加強實驗和實踐環(huán)節(jié)在特色課程體系中的地位

為了進一步加強學生的實驗實踐能力，集成電路專業(yè)采取“項目貫穿”的方式，項目貫穿強調(diào)項目要有產(chǎn)業(yè)價值，并且貫穿到課程體系中。

表1以一款圖像處理SoC芯片為例說明“項目貫穿”設計方法。項目采用的是實訓項目合作公司開發(fā)的，芯片以免費授權的ARM Cortex-M0為核心，內(nèi)置存儲器、時鐘和復位單元，帶有通用的IIC、SPI接口和LVDS高速接口，能夠支持鎂光NAND flash、AFE7017、NRF905 等外設?！绊椖控灤睌?shù)字前端設計、數(shù)字驗證、數(shù)字后端設計，并將制造工藝、封裝工藝、測試和應用進行體系化，由一款芯片的全流程項目貫穿課程體系始終，實施“一芯一專業(yè)”的教學體系。從SoC芯片的前端設計、后端版圖設計、半導體制造、芯片封裝、成品測試到芯片應用全流程均分解成不同模塊的項目，全流程“項目貫穿”課程體系解決了各個課程之間邊界不清晰的問題，同時又保證了課程之間的連續(xù)，避免知識點遺漏或重復的現(xiàn)象[10]。

在貫穿項目實施過程中，專業(yè)在課程體系建設中，有意識地提升實驗課時，并且可以將部分實驗內(nèi)容以課后作業(yè)的形式交給學生完成。另外，在實驗實踐過程中，高校大概率會遇到師資能力不足的問題，從而需要引入部分企業(yè)導師，進一步加強了產(chǎn)業(yè)界、教育界和學生之間的密切聯(lián)系。真正實現(xiàn)了以企業(yè)需求為導向，與時俱進，并能夠根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷迭代實驗實踐課程的內(nèi)容。

（四） "突出產(chǎn)業(yè)界在特色課程體系中的作用

教學體系是校企協(xié)同建設，企業(yè)參與人才培養(yǎng)全過程，共同制定人才培養(yǎng)方案與課程體系、共同組建教學團隊、共建項目化優(yōu)質(zhì)教學資源、共同實施課程教學、共同負責學生就業(yè)。企校共同構建了集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)各個關鍵要素，實現(xiàn)人才培養(yǎng)背靠行業(yè)、融入產(chǎn)業(yè)，構建“產(chǎn)-教-學協(xié)同”的人才培養(yǎng)生態(tài)，如圖2所示。

人才培養(yǎng)模式遵從“三層次”人才培養(yǎng)思路，從基本技能訓練、綜合能力訓練到工程實訓階段，企業(yè)參與度由淺入深。基本技能訓練階段，學校承擔基礎課程講授，企業(yè)提供企業(yè)軟硬件資源和貫徹項目的模塊實訓；綜合能力提升階段，學生以集成電路協(xié)會為載體，以科技勤工助學為模式承接企業(yè)項目，并結合項目內(nèi)容參與企業(yè)杯學科競賽；工程能力實踐階段主要完成學校和企業(yè)共同實施的“貫徹項目”的綜合實踐，同時到對口企業(yè)進行實習，實現(xiàn)了與企業(yè)員工培訓的同步化，使集成電路本科生的實踐能力達到了企業(yè)和行業(yè)的高層次需求。

圖2 "“產(chǎn)-教-學協(xié)同”的集成電路人才培養(yǎng)模式

三 "特色課程體系的評價與持續(xù)改進措施

（一） "特色課程體系的四點評價結論

本次研究面向畢業(yè)生和用人企業(yè)，采用了雙向問卷調(diào)查和行業(yè)專家論證分析相結合的方法進行了特色課程體系效果的評估。首先，通過設計問卷，對用人單位和畢業(yè)學生進行調(diào)查，以了解集成電路行業(yè)對人才需求的具體情況和當前課程體系的不足之處。其次，邀請行業(yè)專家組成專家論證小組，對調(diào)查結果進行深入分析和論證，以確定課程改進的方向和具體措施。

通過對雙向問卷調(diào)查的統(tǒng)計分析和專家論證小組的討論，本研究得出以下結論：

1）當前集成電路專業(yè)的人才培養(yǎng)方案符合地區(qū)發(fā)展特點，工程應用型人才培養(yǎng)目標適合學生實際學習情況，從而有效提升學習效率。

2）設立了以模擬電路設計和封裝方向為主導的微電子專業(yè)，以數(shù)字電路和系統(tǒng)設計為主導的集成電路專業(yè)， 相關課程體系的建設受到用人企業(yè)的好評，適應成都地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)的人才需求。

3）引入“項目貫穿”實驗課堂的教學方案，能夠緊跟產(chǎn)業(yè)需求和行業(yè)熱點，將實際問題融入課堂教學中，幫助學生提升解決問題的能力和實踐能力。

4）企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)各個關鍵要素，實現(xiàn)人才培養(yǎng)背靠行業(yè)、融入產(chǎn)業(yè)，構建“產(chǎn)-教-學協(xié)同”的人才培養(yǎng)模式。

（二） "特色課程體系的持續(xù)改進措施

一套行之有效的特色課程體系，還需要根據(jù)產(chǎn)業(yè)反饋，做到動態(tài)調(diào)整。因此，集成電路專業(yè)在學校人才培養(yǎng)質(zhì)量體系范疇內(nèi)，進一步建立了校、院兩級教學質(zhì)量監(jiān)控體系，校院兩級督導組、校院兩級教學管理人員、教師和學生全員參與的全方位、全過程的質(zhì)量保障體系。各管理機構分工與責任明確，負責對教學工作的全過程進行決策、計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、評估和評價。

學院基于特色課程體系建立了面向產(chǎn)出明確的教學質(zhì)量標準，建立了課程體系及質(zhì)量評價和監(jiān)控機制，如圖3所示，對教學、實驗課程過程進行監(jiān)督、檢查、評價和反饋。學院建立了嚴格的考核內(nèi)容和考核方式審查機制，確保考核結果能夠全面反映學生的學習情況，保證考核內(nèi)容達到課程目標要求，保證評分標準能證明課程目標的達成；在實踐教學運行過程中建立更加規(guī)范的持續(xù)改進機制，增加來自各方面的實驗教學評價結果，并將實驗、實踐教育教學問題及時反饋給相關責任人，以便進一步改進原有的實驗教學內(nèi)容、課程體系和實驗教學模式，促進集成電路人才培養(yǎng)的更高質(zhì)量發(fā)展。以面向產(chǎn)出為導向重構了培養(yǎng)目標－畢業(yè)要求－課程教育體系，建立了面向產(chǎn)出明確的教學質(zhì)量標準；根據(jù)OBE思路設置培養(yǎng)方案的各個環(huán)節(jié)，建立了課程體系及質(zhì)量評價機制，并在基礎上建立了課程直接評價為主、主觀達成評價為輔的畢業(yè)要求達成評價機制，每兩年開展一次畢業(yè)要求達成情況的評價。從而有效做到對課程體系的持續(xù)改進。

圖3 "基于產(chǎn)出導向的課程體系質(zhì)量監(jiān)控機制

四 "結束語

本論文通過對集成電路特色課程體系的研究與改進，以雙向問卷調(diào)查和專家論證分析為基礎，提供了一條滿足地方人才需求的集成電路“產(chǎn)-教-學協(xié)同”課程體系建設的具體路徑。研究結果表明該課程體系的實施對學生的綜合素質(zhì)和就業(yè)競爭力有積極的影響，同時也為地方集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了可持續(xù)的支持。本論文的研究成果對于推動地方集成電路產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實踐意義。

參考文獻：

[1] 魏少軍.人間正道是滄桑——關于大變局下的戰(zhàn)略定力[J].中國集成電路，2020，29（12）：13-22.

[2] 沈叢，魏少軍.中國集成電路設計產(chǎn)業(yè)仍處于高速增長期[N].中國電子報，2022-12-30（006）.

[3] 丘聰，許志良，李春霞.“產(chǎn)教科”融合破解高職集成電路人才培養(yǎng)難題的探索與實踐[J].中國職業(yè)技術教育，2023（25）：72-78.

[4] 高占占，童丁毅.寧波集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、瓶頸及對策[J].科技中國，2023（7）：77-80.

[5] 王尚，馮佳運，張賀等.集成電路學科建設背景下電子封裝技術專業(yè)人才培養(yǎng)探索與實踐[J].電子與封裝，2023，23（7）：37-43.

[6] 李大為，廖立奇，陳錕，等.集成電路設計專業(yè)選修課程的建設探索[J].電氣電子教學學報，2023，45（3）：76-79.

[7] 劉小輝，劉小娣，陳達.微電子專業(yè)產(chǎn)教融合、校企合作育人模式探索[J].江蘇科技信息，2023，40（6）：7-11.

[8] 田曄非，王寶英，吳娟.基于“互利共生”理論的高職院校專業(yè)群建設路徑研究——以重慶電子工程職業(yè)學院集成電路技術專業(yè)群建設為例[J].重慶電子工程職業(yè)學院報，2022，31（6）：1-5.

[9] 余東升，胡善姣，鄒雪城，等.研究型大學集成電路人才培養(yǎng)的難點及破解策略——華中科技大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)教改案例研究[J].高等工程教育研究，2022（3）：52-59.

[10] 康海燕，馮曉麗，蔡覺平.數(shù)字集成電路實驗教學改革與實踐[J].高教學刊，2019（12）：141-143.