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谈集成电路成为一级学科的重要性

2020-01-08 13:16:15 来源:芯思想 赵元闯
2019年11月29日,复旦大学官网发布“复旦大学率先开展‘集成电路科学与工程’一级学科试点”的消息。消息称“集成电路科学与工程” 博士学位授权一级学科点将于2020年试点建设,并启动博士研究生招生。

 

复旦大学“集成电路科学与工程”一级学科的建设内容将紧扣集成电路产业链各环节的主要任务,致力于解决集成电路设计、集成电路制造和工艺技术,以及集成电路封测各个环节的核心科学与工程技术问题。它是一门以集成电路为研究对象,研究从半导体材料、器件,到芯片设计和制造工艺,再到封装、测试和系统应用的学科。它既是在物理、化学、数学、材料等基础学科上发展起来的应用为主的学科,更是以电子科学与技术、光学工程、机械工程、自动化等应用学科为支撑的战略性新兴学科。将有利于聚集力量,实现产教融合,牵引集成电路技术源头创新,加速学科发展,促进集成电路领域人才的高质量培养,为破解我国集成电路“卡脖子”问题做贡献。复旦大学获批开展“集成电路科学与工程”一级学科试点建设将极大促进复旦大学国家集成电路产教融合创新平台项目的建设,同时也表明国家对产教融合的重视程度越来越高,也许集成电路的一级学科建设的曙光就要来临。

 

一石激起千层浪,瞬间让整个产业,都不淡定了起来。

 

其实,2018年9月12日,在北京召开的“新时期中国集成电路产业发展战略论坛暨《集成电路产业全书》首发式——纪念集成电路发明60周年”大会上,中国科学院院士王阳元在演讲中就提到将“微电子学科提升为一级学科”,当时全场掌声雷动;而在2019年的两会上,“积极推动微电子等半导体集成电路相关学科归并成为一级学科”的提案也同样引起热议。

 

此后,学术界和产业界对集成电路成为一级学科就表现的异常关注。

 

就在2019年10月8日,工信部官网发布《关于政协十三届全国委员会第二次会议第2282号(公交邮电类256号)提案答复的函》中表示,工信部与教育部等部门将进一步加强人才队伍建设。推进设立集成电路一级学科,进一步做实做强示范性微电子学院,加快建设集成电路产教融合协同育人平台,保障我国在工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模块产业的可持续发展。此消息一出,更是让产业欢呼。

 

集成电路成为一级学科真得很重要吗?答案似乎是肯定的。因为设立一级学科,往低层次说,最起码可以提高集成电路学科在高校资源分配中的地位,获得更多的教育经费支持;往高层次说,可以使集成电路人才培养与国家战略需求和产业发展相匹配。

 

集成电路是信息技术产业的核心,是支撑国家经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。拥有强大的集成电路产业和领先的技术,已成为实现科技强国、产业强国的关键标志。

 

近年来,我国集成电路产业快速发展,整体实力显著提升,设计和制造能力与国际先进水平差距不断缩小,封装测试技术逐步接近国际先进水平,产业集聚效应日趋明显。但是,与先进国家和地区相比,我国集成电路技术依然存在较大差距,持续创新能力薄弱,高端芯片产品大量依赖进口,难以对构建国家产业核心竞争力、保障信息安全等形成有力支撑。

 

解决我国集成电路核心技术受制于人的关键在于人才,人才是产业创新和发展的第一要素。有专家表示,人才有数量的问题,有质量的问题,还有结构的问题。数量是基础,质量是关键,结构是层次分布问题。

 

数量问题:《中国集成电路产业人才白皮书(2017-2018)》中的数据表明,到2020年集成电路产业总需求量是72万人,现在是40万人,还差32万人。3年30万人,也就是一年需要10万人,而残酷的事实是,目前每年集成电路专业毕业生总供给数量大概在3万人左右。

 

质量问题:人才的质量问题说到底就是培养机制的问题。可以说高校的教育体制和教育学科的限制在很大程度上制约了集成电路产业人才的培养。电子科技大学电子科学与工程学院副教授黄乐天在《浅谈集成电路成为一级学科》一文中指出,按现有学科划分,微电子与固体电子学只是电子科学与技术下面的二级学科,负责研究电子元器件(主要是半导体元器件,别的元器件分别由其它二级学科研究)。而集成电路只是在这个二级学科下面的三级学科,这显然极大的限制了集成电路专业的发展空间。就好像一个长到十八岁的小孩还在穿他五岁时候的衣服一样,必然是“勒得慌”。

 

结构问题:结构问题就是高端、中端、低端人才的层次问题。行业需要建立人才梯队,不仅需要顶级人才,同时需要专业知识丰富、具有工匠精神的工程师队伍。我国集成电路人才严重短缺,不仅缺少领军人才,也缺少复合型创新人才和骨干技术人才。

 

短期来看,通过重金从海外引进尖端人才是最目前最便捷的路径,长期来看,完善高校人才培养体制,才是根本。我们不仅要引进人才,更重要的还是要培养人才。不管是高校正规的教育,还是后续的继续教育和各种形式的培训等,这对于集成电路产业来讲都是非常的重要。

 

其实,我国自从2000年发布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(简称18号文)以来,在集成电路人才培养方面也做了大量的工作。

 

2003年,为了适应我国经济结构战略性调整、推进新型工业化和壮大科研开发团队的要求,使我国集成电路技术与产业的发展得到高水平人才支撑和强有力的智力支持,实现专利、标准和人才三大科技战略目标,教育部、科技部决定在部分集成电路教学与科研有相对优势的高等学校设立国家集成电路人才培养基地。同年10月,教育部、科技部批准了清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、西安电子科技大学、上海交通大学、东南大学、华中科技大学 、电子科技大学等九所高校为首批国家集成电路人才培养基地的建设单位;2004年8月,教育部批准了北京航空航天大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、同济大学、华南理工大学和西北工业大学等六所高校为国家集成电路人才培养基地的建设单位;2009年11月教育部批准了北京工业大学、大连理工大学、天津大学、中山大学、福州大学等五所高校国家集成电路人才培养基地的建设单位。到此我国共建设了20所国家集成电路人才培养基地,分布在12个省市,其中北京4所、上海3所、西安3所,合计占了一半数量。国家集成电路人才培养基地的目标是通过6至8年的努力,为国家培养4万名集成电路设计人才和1万名集成电路工艺人才。可惜集成电路人才培养基地在后续的发展中逐步流于形式,在2010年以后就基本停止了。原因之一就是由于不是一级学科,在高校内部得不到重视,无法实现有效资源配置。

 

但是2003年为适应信息技术学科和信息产业的发展趋势,教育部新设立了电子信息类“集成电路设计与集成系统”本科专业,该专业得到了极大的发展,据不完全统计,目前全国共有超过50所高校设置了该专业。

 

在集成电路人才培养基地停止后,为高位谋划、统筹推进,积极探索政产学研用合作办学模式,全面提升微电子和集成电路人才培养能力,加快培养集成电路产业急需的工程型人才,2015年6月10日,教育部、国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部、国家外专局等六部委共同批复26家全国示范性微电子学院建设,支持北京大学、清华大学、中国科学院大学、复旦大学、上海交通大学、东南大学、浙江大学、电子科技大学、西安电子科技大学建设示范性微电子学院,支持北京航空航天大学、北京理工大学、北京工业大学、天津大学、大连理工大学、同济大学、南京大学、中国科技大学、合肥工业大学、福州大学、山东大学、华中科技大学、国防科学技术大学、中山大学、华南理工大学、西安交通大学、西北工业大学等17所高校筹建示范性微电子学院;2017年批复支持厦门大学、2019年2月批复支持南方科技大学筹建示范性微电子学院。至此我国共有28所示范性微电子学院。可惜只有西安电子科技大学、复旦大学等少数几个高校把微电子学院升级成一级学院,其他微电子学院都还只是二级学院,有的甚至还只是筹划阶段。原因无他,还是由于不是一级学科,在高校内部无法实现有效资源配置。

 

2019年5月,教育部发文,正式批复同意北京大学、复旦大学、厦门大学、清华大学建设教育部新一代集成电路技术集成攻关大平台“国家集成电路产教融合创新平台”,实施期从2019年起至2021年。北京大学国家集成电路产教融合创新平台项目批复总投资超过3亿元,将依托北京大学在集成电路器件方向的研究基础,与中芯北方、华大九天、兆易创新、北大方正集团等北京地区集成电路龙头企业合作建设,突出器件与集成、器件与电路的协调设计,通过“工艺-器件-电路”一体化,以EDA为抓手,服务于CMOS集成电路为主的制造和电路设计行业,并延伸服务材料和装备等行业。复旦大学国家集成电路产教融合创新平台项目建设总经费4.7亿元,将针对我国集成电路发展中的关键“卡脖子”难题,深入研发新一代节点集成电路共性技术,涵盖芯片设计、EDA工具、器件工艺与芯片封装等方向,点突出集成电路紧缺人才的培养与工程实践,建成后具备每年为2000人次提供集成电路实训手段的能力。厦门大学国家集成电路产教融合创新平台项目项目总经费2.02亿元,将依托电子科学与技术学院为建设主体,联合国内相关龙头企业、区域集成电路产业园区和其他高校,秉承共建共享理念,通过“企业化管理,项目化运作”新模式,打造区域共享型跨学科国家集成电路产教融合创新平台。平台将针对我国集成电路发展中的关键卡脖子难题,着力突破第三代半导体等集成电路前沿核心技术,聚焦Micro LED等新一代显示技术,涵盖芯片设计、EDA工具、特色工艺和先进封测等方面,着力推进海西经济区集成电路产业升级,带动海峡西岸集成电路产业与人才聚集,为福建省和厦门市半导体集成电路产业发展提供人才和技术支撑。清华大学国家集成电路产教融合创新平台项目依托清华大学在集成电路领域的优势基础,建设集CMOS逻辑器件与电路、存储器技术、传感器等于一体的京津冀地区人才培养、科学研究、学科建设综合创新平台,面向京津冀及周边地区的相关高校和企业,每年提供至少1600人次的集成电路教学和实训。通过联合设计培养方案、联合培养定向人才、举办高级主题研修班等多种方式,以需求为导向,以实训平台建设等措施带动人才培养质量的显著提升,促进清华大学与集成电路行业龙头企业在人才培养上的双向深度合作。

 

2019年8月,国家微电子示范性微电子学院建设专家组组长严晓浪教授在“第二届中国研究生创‘芯’大赛高峰论坛”演讲时指出,不管集成电路一级学科批不批,作为示范性微电子学院一定要大力推进产教融合。

 

集成电路领域的校企合作不是新鲜事,2011年国家发布的《关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知(国发〔2011〕4号)》中,便提出鼓励有条件的高校采取与集成电路企业联合办学等方式建立微电子学院,支持建立校企结合的人才综合培训和实践基地。但也有高校老师表示,国家一直在强调高等学校和企业进行产教融合,而真正提出产教融合的是2017年年底下达的文件《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见(国办发〔2017〕95号)》。文件下达后,各个示范性微电子学院也都在推进。可惜的是,集成电路的一级学科建设没有获得批准,上面婆婆太多,事实上造成示范性微电子学院还没有能力独立在高校里推进产教融合。

 

2019年10月,教育部官方发布了《普通高等学校高等职业教育(专科)专业设置管理办法》公告,表示在相关学校和行业提交增补专业建议的基础上,教育部组织研究确定了2019年度增补专业共9个,自2020年起执行。公告显示,增补专业共分为7个专业大类和8个专业类,集成电路技术应用位列其中,可见教育部对于集成电路领域的重视程度逐渐加深。

 

不过在一级学科没有获批之前,一切都还是未知数。可现在必须未雨绸缪,关于如何合理设置集成电路一级学科内部的各个二级学科;如何明确各个二级学科的建设方向,以及每个方向的发展目标和建设任务;如何配备师资力量、如何设置课程更有利于培养工程性人才;如何推进“引企入教”改革、配备产业教授、推行企业真实环境的人才培养模式,都是摆在眼前的问题。毕竟,集成电路产业链还是比较长的,有设计、制造、封装、测试、材料、装备,涉及到的学科也非常多,包括电子、化学、物理、材料等,每个高校也不是万能的,于是最后,挂一级学科之名,无一级学科之实,就成了笑话。
 

关键词: 集成电路 半导体

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