【芯视野】集成电路成一级学科意义深远 加速我国高端芯片人才培养

集微网(文/Kelven)如同钢铁是工业社会的粮食一般,类比过来,集成电路会是当今信息产业的粮食和动能。

在中美贸易的摩擦和外部承压的环境下,我国的集成电路产业面对着前所未有的危机,因此国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,明确从国家层面的战略和政策上实现核心技术的攻关。

《若干政策》里面提到,加强集成电路和软件专业建设,加快推进集成电路一级学科设置,支持产教融合发展。早前消息,7月31日国务院学位委员会会议已投票通过集成电路专业将作为一级学科,并将从电子科学与技术一级学科中独立出来。集成电路专业拟设于新设的交叉学科门类下,待国务院批准后,将与交叉学科门类一起公布。

在当前国际形势和疫情形势下,培养科技前沿和关键领域的高层次人才已迫在眉睫,尤其是中美贸易争端和新冠肺炎疫情中显露出“卡脖子”重要性的电子信息技术。

集成电路成为一级学科有什么重大意义?它对我国集成电路发展中人才培养起到什么作用?

集成电路为什么会成为一级学科?

在中兴事件后,国内纷纷讨论应该拥有自身的核心竞争力才能不受制于人。可是细想一下,改革开放40年的时间,集成电路产业为何还是如此被动?这当中与我们长久集成电路人才流失和培养有关系。

据关注EDA领域人才培养的清华大学退休教授周祖成回忆道:“早在30年前,当时已经明确软件和集成电路是两个高技术的拳头。我们这些年近半百的教师当时带领了一批年轻有为的研究生合力设计出第一块通信专用的集成电路。”

“不过碍于当时经济环境对于集成电路人才的待遇(薪酬和房屋福利等)不足,因此培养出来的人才都纷纷出国和去外企工作,人才的流失实属无奈。”周祖成老教授补充。

周祖成老教授认为,一个专业结构基本形成的大学毕业生,毕业后在他们读硏3-5年的时间内,跟着导师,在导师的项目背景的支持下,集中全力设计芯片,是可以完成一个集成电路设计來的。如果有国家项目背景支持,企业需求的拉动,高校这个集成电路人才主渠道会越来越宽

在周祖成教授2019年做了EDA调查后,他表示国家开始越来越重视培养集成电路所需要的专业人才,应该在所有“示范性微电子学院”中开设“EDA专业”,培养开发EDA软件工具和使用EDA工具做集成电路设计的人才,改变目前仅仅在清、北、复、交少数几所高校中有EDA专业的局面。

同时他还提出了要尽快确认“集成电路”(还是“微电子”)作为一级学科,相应的EDA专业作为“二级学科”,让学生有明确的专业方向好选,让老师有理有据地围绕EDA专业开出相关的专业课程。

集成电路在很长一段时间里不是以一级学科而存在,在新时期是限制了它的学科建设,专业建设的方案也不明确。以清华电子工程系为例,微电子始终放在了光电子信息和系统这个一级学科下,显然限制了其发展,进而延伸影响长久以来集成电路产业的人才培养。

目前集成电路产业已经是一个包括设计,制造,测试,封装,材料和装备的综合体。以设计为例,其需要用到EDA等集成电路和芯片的设计软件,加上国内这方面实力偏弱急需发展。在这个前提下便需要在集成电路这个一级学科下设立EDA软件的二级学科,这样才能制定相应的培养课程补齐短板

电子科技大学电子科学与工程学院副教授黄乐天在接受采访的时候表示,集成电路升级为国家的一级学科会是意料之中的事情,原因在于国际国内环境的压力下,加上原有学科的设置也会阻碍人才的培养,最后实质也会对集成电路产业发展造成不同程度的损害

“国际战略层面上已经明确要积极发展集成电路产业,同时也会高度重视人才的培养。集成电路成为一级学科可以算是国家意志上的体现,而且这动作只是第一步,后续还涉及了背后多个学科的交叉和门类调整。”黄教授告诉记者。

如何理解学科的重要性?

根据黄乐天介绍,我国将学科划分为哲学类、经济学类、法学类、教育学类、文学类、历史学类、理学类、工学类、农学类、医学类、管理学类、艺术学类等12个学科门类。在这12个门类下面又有若干个“一级学科”,“一级学科”下再设“二级学科”。在传统的划分模式下,集成电路属于“工学类”下面的一级学科“电子科学与技术”下面的二级学科“微电子学与固体电子学”下面的一部分,等于是一个“三级学科”。

“学科”的建设是我国高等教育的基本,最明显的例子便是时常说的“双一流”建设。“双一流”包含了“一流大学”和“一流学科”,两者相辅相成。在实际的高校教学质量评比当中,学科质量是重要的指标,同时也是财政拨款进行学科建设的重要依据。

说白了,在集成电路被提升为一级学科后,其会接受“双一流”的评比,最直接便是有专门的学科建设经费。这不但能形成全面的学科人才体系培养,而且对于整个学科的师资水平和队伍建设也是有裨益

黄教授告诉记者:“假如集成电路没有独立的学科,它会被分散到各个学科当中,而它也没有独立的建设经费,所得到的建设经费可能是从一级学科、二级学科甚至三级学科层层分配而来。这会对其教学设备、师资队伍建设造成很大的限制。”

此外黄教授还指出,集成电路相关方向由于研究周期长、成果见效慢、经费投入大等问题其实一直在各个学科中不太受欢迎,这意味着日常的学科管理其实不太支持相关高校教师从事这部分相关的研究课题。

不过这些现象在近年来得到了改善,如国家强调要建立科学、合理的评价体系,依靠更加科学的机制来消除这些影响,而集成电路成为一级学科也会对于改变这些现象有积极的作用,毕竟学科的重要性提升了不少。

除了教师的研究课题外,目前的学科设置对于人才培养的全面性具有限制。黄教授以自己的亲身经验告诉记者,他出于对研究生在硬件结构方面的培养需求,其申请开设硬件结构方面的选修课,可是得到的答复是不能开设,原因在于研究生的课程必须基于一级学科开设,而且每个学科培养方案中课程数据和总学分是有限制的。

“即使你认为这个课程对于学生是至关重要,可是在原有学科课程的设计中加减课,这个操作空间基本是没有的。”黄教授表示。如果集成电路成为了一级学科,那就可以改变以往的培养计划,包括课程设置和管理等。

值得留意的是,这次单独设立集成电路一级学科是针对研究生教育层面的改革。在首次全国研究生教育会议中提到,学科专业是研究生人才培养的基石,但目前我国一些高校的一级学科调整周期过长,不能很好地适应经济社会发展新要求;部分高校自设二级学科存在不规范、小而散等问题,亟待优化调整。

对于集成电路,其仍然属于一个门槛高成长慢的行业,从业人员应该主要还是研究生群体,这是因为客观来说本科层次的教育对于培养集成电路人才是远远不够的,而这次学科的调整会是培养高端人才的重大利好措施

如何助力人才培养?

集成电路成为一级学科后,主要有三方面的好处,一是利于“专业建设”,二是有助于学生的专业选择,三是促进产教融合

前面已经提到,集成电路成为一级学科后,整个学科的建设目标会更加明确。集成电路产业链包括了设计,制造,测试,封装,材料和装备,其一级学科确认后,针对不同的领域,二级学科的设置和相关课程设计也会有更大的空间。最后目前学科体制下考核评比和建设经费也会趋于合理,有利集成电路教育的稳步前进。

对于集成电路下二级学科的设置,黄乐天有自己的看法,他认为可以把成电路学科划分为:集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学、器件与工艺技术三个子方向。当中集成电路与系统芯片培养是电路设计类人才,面向设计公司;集成电路设计方法学培养EDA技术的人才;器件与工艺技术面向制造、封装设备等企业的人才。

第二个好处便是能够吸引学生到集成电路学科上,有助于学生的专业选择。周祖成老教授举了一个例子:“以往集成电路还不是一级学科的情况下,即使找来了当时行业上有名的微电子企业的老总来给学生做宣讲,可是学生选择专业上大部分均是选择电子工程通信与信息系统作为专业,鲜有学生选择微电子专业。”

原因显而易见,那就是集成电路行业的微电子专业并不是一级学科,相比较清华当时出名的电子通信与信息系统专业,其名气不足,而且前途定位也不明确。“集成电路成为一级学科,对于人才培养,尤其是学生的专业选择是非常有利的。”周祖成老教授认为。

学科的地位实际会影响着学生对其重视的程度,如果这个专业的定位明确了,集成电路微电子专业的定位也明确了,那么其会很快吸收大量的优秀学生投身于此。从产业的角度来看,通过这种学科设置培养了更多人才,产业才能够更好发展。

第三点便是能够推进产教融合。汇顶科技董事长张帆认为学生在高校学习是以思维方法的培养和基础知识为主,培养学生的学习能力和求知的愿望,大量实际技能和新知识还是要在未来的工作中学习。

这意味着要成为一个真正的集成电路产业所需要的人才是需要学校和企业的共同努力。让企业里面有实践经验的人到学校里做分享或者教学,同时也可以与企业进行合作让学生到企业里面实习学习经验,这是目前比较普遍的做法。

在集成电路成为一级学科后,拥有更多空间,相信更多种形式的高校与企业、高校与产业之间的活动会陆续开展。周祖成老教授在清华大学负责的“华为杯中国硏究生EDA竞赛”已经坚持了23届,为集成电路输送了一批批人才。随着集成电路行业的发展需求越来越大,类似促进人才培养的产教融合的案例也会频繁出现。

中芯国际在去年赞助了“中国研究生创芯大赛”的开幕式,对此周祖成老教授建议中芯国际可以给高校赞助“MPW”,或许可以先从高校参加“创芯大赛”获奖队伍的项目做起,奖励免费的“MPW”面积,这会是对鼓励集成电路人才培养有积极的作用,此外还可以以优惠的价格吸引高校教师适当投片。

我国集成电路产业经历了几十年的发展,目前在面临外部压力的环境下急需探索新的发展模式。以往引进一条生产线,没有设计去加工“下锅”,即使你引进再多的“生产线”还是“巧妇难为无米之炊”。

虽然可以通过引进国外加工来让生产线动起来,这可能对于一个企业生存是并无问题,但是放在国家层面上,没有自己核心的加工技术,从历史来看,不论哪个行业,显然是不能长久走下去。

不容置疑,集成电路成为一级学科具有历史性的意义,能够加速优质和高端的人才培养速度,同时也会是产业未来加速发展的重要基础。在产业的发展道路上,这或许只是我们的一小步,可是不积跬步无以至千里,未来是令人兴奋的。(校对 LAU)

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