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
集微網(文/Kelven)如同鋼鐵是工業社會的糧食一般,類比過來,集成電路會是當今信息產業的糧食和動能。
在中美貿易的摩擦和外部承壓的環境下,我國的集成電路產業面對著前所未有的危機,因此國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》,明確從國家層面的戰略和政策上實現核心技術的攻關。
《若干政策》里面提到,加強集成電路和軟件專業建設,加快推進集成電路一級學科設置,支持產教融合發展。早前消息,7月31日國務院學位委員會會議已投票通過集成電路專業將作為一級學科,并將從電子科學與技術一級學科中獨立出來。集成電路專業擬設于新設的交叉學科門類下,待國務院批準后,將與交叉學科門類一起公布。
在當前國際形勢和疫情形勢下,培養科技前沿和關鍵領域的高層次人才已迫在眉睫,尤其是中美貿易爭端和新冠肺炎疫情中顯露出“卡脖子”重要性的電子信息技術。
集成電路成為一級學科有什么重大意義?它對我國集成電路發展中人才培養起到什么作用?
集成電路為什么會成為一級學科?
在中興事件后,國內紛紛討論應該擁有自身的核心競爭力才能不受制于人。可是細想一下,改革開放40年的時間,集成電路產業為何還是如此被動?這當中與我們長久集成電路人才流失和培養有關系。
據關注EDA領域人才培養的清華大學退休教授周祖成回憶道:“早在30年前,當時已經明確軟件和集成電路是兩個高技術的拳頭。我們這些年近半百的教師當時帶領了一批年輕有為的研究生合力設計出第一塊通信專用的集成電路。”
“不過礙于當時經濟環境對于集成電路人才的待遇(薪酬和房屋福利等)不足,因此培養出來的人才都紛紛出國和去外企工作,人才的流失實屬無奈。”周祖成老教授補充。
周祖成老教授認為,一個專業結構基本形成的大學畢業生,畢業后在他們讀硏3-5年的時間內,跟著導師,在導師的項目背景的支持下,集中全力設計芯片,是可以完成一個集成電路設計來的。如果有國家項目背景支持,企業需求的拉動,高校這個集成電路人才主渠道會越來越寬。
在周祖成教授2019年做了EDA調查后,他表示國家開始越來越重視培養集成電路所需要的專業人才,應該在所有“示范性微電子學院”中開設“EDA專業”,培養開發EDA軟件工具和使用EDA工具做集成電路設計的人才,改變目前僅僅在清、北、復、交少數幾所高校中有EDA專業的局面。
同時他還提出了要盡快確認“集成電路”(還是“微電子”)作為一級學科,相應的EDA專業作為“二級學科”,讓學生有明確的專業方向好選,讓老師有理有據地圍繞EDA專業開出相關的專業課程。
集成電路在很長一段時間里不是以一級學科而存在,在新時期是限制了它的學科建設,專業建設的方案也不明確。以清華電子工程系為例,微電子始終放在了光電子信息和系統這個一級學科下,顯然限制了其發展,進而延伸影響長久以來集成電路產業的人才培養。
目前集成電路產業已經是一個包括設計,制造,測試,封裝,材料和裝備的綜合體。以設計為例,其需要用到EDA等集成電路和芯片的設計軟件,加上國內這方面實力偏弱急需發展。在這個前提下便需要在集成電路這個一級學科下設立EDA軟件的二級學科,這樣才能制定相應的培養課程補齊短板。
電子科技大學電子科學與工程學院副教授黃樂天在接受采訪的時候表示,集成電路升級為國家的一級學科會是意料之中的事情,原因在于國際國內環境的壓力下,加上原有學科的設置也會阻礙人才的培養,最后實質也會對集成電路產業發展造成不同程度的損害。
“國際戰略層面上已經明確要積極發展集成電路產業,同時也會高度重視人才的培養。集成電路成為一級學科可以算是國家意志上的體現,而且這動作只是第一步,后續還涉及了背后多個學科的交叉和門類調整。”黃教授告訴記者。
如何理解學科的重要性?
根據黃樂天介紹,我國將學科劃分為哲學類、經濟學類、法學類、教育學類、文學類、歷史學類、理學類、工學類、農學類、醫學類、管理學類、藝術學類等12個學科門類。在這12個門類下面又有若干個“一級學科”,“一級學科”下再設“二級學科”。在傳統的劃分模式下,集成電路屬于“工學類”下面的一級學科“電子科學與技術”下面的二級學科“微電子學與固體電子學”下面的一部分,等于是一個“三級學科”。
“學科”的建設是我國高等教育的基本,最明顯的例子便是時常說的“雙一流”建設。“雙一流”包含了“一流大學”和“一流學科”,兩者相輔相成。在實際的高校教學質量評比當中,學科質量是重要的指標,同時也是財政撥款進行學科建設的重要依據。
說白了,在集成電路被提升為一級學科后,其會接受“雙一流”的評比,最直接便是有專門的學科建設經費。這不但能形成全面的學科人才體系培養,而且對于整個學科的師資水平和隊伍建設也是有裨益。
黃教授告訴記者:“假如集成電路沒有獨立的學科,它會被分散到各個學科當中,而它也沒有獨立的建設經費,所得到的建設經費可能是從一級學科、二級學科甚至三級學科層層分配而來。這會對其教學設備、師資隊伍建設造成很大的限制。”
此外黃教授還指出,集成電路相關方向由于研究周期長、成果見效慢、經費投入大等問題其實一直在各個學科中不太受歡迎,這意味著日常的學科管理其實不太支持相關高校教師從事這部分相關的研究課題。
不過這些現象在近年來得到了改善,如國家強調要建立科學、合理的評價體系,依靠更加科學的機制來消除這些影響,而集成電路成為一級學科也會對于改變這些現象有積極的作用,畢竟學科的重要性提升了不少。
除了教師的研究課題外,目前的學科設置對于人才培養的全面性具有限制。黃教授以自己的親身經驗告訴記者,他出于對研究生在硬件結構方面的培養需求,其申請開設硬件結構方面的選修課,可是得到的答復是不能開設,原因在于研究生的課程必須基于一級學科開設,而且每個學科培養方案中課程數據和總學分是有限制的。
“即使你認為這個課程對于學生是至關重要,可是在原有學科課程的設計中加減課,這個操作空間基本是沒有的。”黃教授表示。如果集成電路成為了一級學科,那就可以改變以往的培養計劃,包括課程設置和管理等。
值得留意的是,這次單獨設立集成電路一級學科是針對研究生教育層面的改革。在首次全國研究生教育會議中提到,學科專業是研究生人才培養的基石,但目前我國一些高校的一級學科調整周期過長,不能很好地適應經濟社會發展新要求;部分高校自設二級學科存在不規范、小而散等問題,亟待優化調整。
對于集成電路,其仍然屬于一個門檻高成長慢的行業,從業人員應該主要還是研究生群體,這是因為客觀來說本科層次的教育對于培養集成電路人才是遠遠不夠的,而這次學科的調整會是培養高端人才的重大利好措施。
如何助力人才培養?
集成電路成為一級學科后,主要有三方面的好處,一是利于“專業建設”,二是有助于學生的專業選擇,三是促進產教融合。
前面已經提到,集成電路成為一級學科后,整個學科的建設目標會更加明確。集成電路產業鏈包括了設計,制造,測試,封裝,材料和裝備,其一級學科確認后,針對不同的領域,二級學科的設置和相關課程設計也會有更大的空間。最后目前學科體制下考核評比和建設經費也會趨于合理,有利集成電路教育的穩步前進。
對于集成電路下二級學科的設置,黃樂天有自己的看法,他認為可以把成電路學科劃分為:集成電路與系統芯片、集成電路設計方法學、器件與工藝技術三個子方向。當中集成電路與系統芯片培養是電路設計類人才,面向設計公司;集成電路設計方法學培養EDA技術的人才;器件與工藝技術面向制造、封裝設備等企業的人才。
第二個好處便是能夠吸引學生到集成電路學科上,有助于學生的專業選擇。周祖成老教授舉了一個例子:“以往集成電路還不是一級學科的情況下,即使找來了當時行業上有名的微電子企業的老總來給學生做宣講,可是學生選擇專業上大部分均是選擇電子工程通信與信息系統作為專業,鮮有學生選擇微電子專業。”
原因顯而易見,那就是集成電路行業的微電子專業并不是一級學科,相比較清華當時出名的電子通信與信息系統專業,其名氣不足,而且前途定位也不明確。“集成電路成為一級學科,對于人才培養,尤其是學生的專業選擇是非常有利的。”周祖成老教授認為。
學科的地位實際會影響著學生對其重視的程度,如果這個專業的定位明確了,集成電路微電子專業的定位也明確了,那么其會很快吸收大量的優秀學生投身于此。從產業的角度來看,通過這種學科設置培養了更多人才,產業才能夠更好發展。
第三點便是能夠推進產教融合。匯頂科技董事長張帆認為學生在高校學習是以思維方法的培養和基礎知識為主,培養學生的學習能力和求知的愿望,大量實際技能和新知識還是要在未來的工作中學習。
這意味著要成為一個真正的集成電路產業所需要的人才是需要學校和企業的共同努力。讓企業里面有實踐經驗的人到學校里做分享或者教學,同時也可以與企業進行合作讓學生到企業里面實習學習經驗,這是目前比較普遍的做法。
在集成電路成為一級學科后,擁有更多空間,相信更多種形式的高校與企業、高校與產業之間的活動會陸續開展。周祖成老教授在清華大學負責的“華為杯中國硏究生EDA競賽”已經堅持了23屆,為集成電路輸送了一批批人才。隨著集成電路行業的發展需求越來越大,類似促進人才培養的產教融合的案例也會頻繁出現。
中芯國際在去年贊助了“中國研究生創芯大賽”的開幕式,對此周祖成老教授建議中芯國際可以給高校贊助“MPW”,或許可以先從高校參加“創芯大賽”獲獎隊伍的項目做起,獎勵免費的“MPW”面積,這會是對鼓勵集成電路人才培養有積極的作用,此外還可以以優惠的價格吸引高校教師適當投片。
我國集成電路產業經歷了幾十年的發展,目前在面臨外部壓力的環境下急需探索新的發展模式。以往引進一條生產線,沒有設計去加工“下鍋”,即使你引進再多的“生產線”還是“巧婦難為無米之炊”。
雖然可以通過引進國外加工來讓生產線動起來,這可能對于一個企業生存是并無問題,但是放在國家層面上,沒有自己核心的加工技術,從歷史來看,不論哪個行業,顯然是不能長久走下去。
不容置疑,集成電路成為一級學科具有歷史性的意義,能夠加速優質和高端的人才培養速度,同時也會是產業未來加速發展的重要基礎。在產業的發展道路上,這或許只是我們的一小步,可是不積跬步無以至千里,未來是令人興奮的。(校對 LAU)
總結
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