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微电子学科建设的研究与探讨

李可为 张玉平

(成都工业学院 四川成都 610031)

摘要:微电子学科建设的任务和目标,既要符合国家高新技术产业发展趋势,又要依据国家区域产业发展规划和要求进行设置与建设。本文从学院已建立的“微电子制造工程”本科专业和“微电子技术”、“光电子技术”专科专业积累的经验和做法出发,论述了加速微电子学科建设的必要性,提出了学科建设的总目标和总要求以及六大技术支持和保证体系。

关键词:微电子;集成电路;学科建设;目标;技术支持

Abstract:The task and goal of microelectronic discipline construction should be not only according to the development trend of national new high-tech industry,but also pursuant to the national regional industry's development plan,requirement for setting up and construction.This paper is based on the experience and method that the new specialty of“Microelectronics Manufacturing Engineering”,“Microelectronics Technology”and“Photonics technology”already set up from the school of this text accumulates set out, has expound the fact that accelerates the necessity of microelectronic discipline construction,and proposed the final target,general requirements,six major technical support of discipline construction and the guaranteed system.

Keywords:Microelectronics;Integrated Circuit;Discipline Construction;Goal;Technical Support

1 前言

微电子学科建设课题组微电子(集成电路设计与制造工程)学科建设课题组成员:朱晋蜀、陈传伟、李可为、张玉平、杨艳、何茗、吴非、吕国皎、赵百川。,按照学院2005—2015年的总体发展规划和对学科建设的基本要求,结合学院已经建立“微电子制造工程”本科和“微电子技术”、“光电子技术”专科专业的具体实际,就专业发展和学科建设从宏观和微观两方面进行研究与探讨。本研究论文主要从宏观角度就学科建设的地位和作用、学科建设的总体目标和总要求以及目标实施的技术支持与保证体系三方面进行论述。

我校“集成电路设计与制造”专业(制造工艺方向 三年制)的现状。学院于2003年6月提出筹建“集成电路设计与制造”专业建设计划,2003年底经省教育厅批准建立。2004 年该专业招收第一批学生,学院同时批准成立微电子专业教研室,作为该学科的专业教学机构和研究部门。该专业运用新的办学理念,在教学管理模式、课程设置、师资配备、实验室和实训基地等方面进行了尝试;采取与英特尔公司等世界知名企业及科研院所联合办学,共同设计人才培养方案,在主干课程设置和教材选择上与企业需求同步,具有“国际化、高水平、应用型”的专业特色。专业建设以来,得到了国内外著名大学和多家用人单位的支持,在校学生被多家用人单位签署了录用意向,专业发展前景十分看好。该专业是国家同类全日制普通高等专科学院中第一家。

根据教育部新发布的高职高专专业目录标准,原《集成电路设计与制造》专业名称改为《微电子技术》(集成电路制造工艺技术方向),并于2005年招生时启用新专业名称。

2 学科建设的地位和作用

集成电路是当今一切现代信息技术设备和系统的核心元件,是电子信息产业的基础,也是制约电子信息产业发展的瓶颈。集成电路发展的技术水平和产业发展规模是衡量一个国家经济实力和技术进步的重要标志,更是高技术革命和高技术产业角逐的核心。

我国早在 20 世纪 80 年代中期就提出电子工业要迈入以集成电路为基础的新阶段,完成向微电子转移的任务,进入集成电路时代,缩小与国外发达国家的差距的目标。集成电路产业发展的中长远规划被列入国家863计划。进入21世纪,我国集成电路产业发展速度之快、势头之好,大大超出计划目标,令世界瞩目。成都作为国家西部集成电路产业的中心地位日益巩固,在封装测试领域已经成为继上海、北京之后的第三大产业基地,由此带动上下游产业链逐步形成,也带来了西部地区在技术和人才需求方面能够长期保持稳定和增长势头。

我校已近百年历史,建校伊始的电科专业到现在已经发展有电气自动化、应用电子、建筑电气、通信工程、计算机应用等较齐全的专业设置,但在微电子技术方面除新近建立的“微电子制造工程”本科和“微电子技术”专科(集成电路制造工艺方向)专业外,在这方面还存在缺项和空白以及整合现有资源的问题。因此,建立发展以微电子为基础的相关专业,不仅是学科建设、专业结构协调合理发展的需要,也是学院发展上档次、上水平的重要步骤和必然取向。

集中力量重点扶持微电子学科,不仅能够带动学院基础学科建设,而且更能推动现有同类专业的协调同步发展,同时也为同类相近新专业的建立奠定基础和创造条件。例如,能够促进目前学院较薄弱的基础物理、应用物理、应用化学等基础学科的发展;同时为相近新专业如半导体材料与器件、敏感元件与传感器、光学集成技术与光电器件、薄膜物理与制备技术、半导体环境工程等的建立提供条件和支持。

3 学科建设的总目标和总要求

3.1 总目标

1)专科教育

微电子技术专业(集成电路制造工艺技术方向)(2003年)

光电子技术专业(液晶平板显示技术方向)(2007年)

2)本科教育

微电子制造工程专业(集成电路制造工程方向)(2012年)

微电子科学与工程专业(集成电路设计工程方向)(2013年)

半导体材料与敏感元器件专业

3)研究生教育

薄膜材料与微细加工技术(研究方向)(2017年)

4)教学与研究机构

教学机构:微电子工艺教研室

微电子设计教研室

微电子基础教研室

先进电子制造工程中心

研究机构:(1)集成电路制造工程实验实训中心(4英寸生产流水线)

成都高新区集成电路制造职业技能培训鉴定中心(对外挂牌)

(2)集成电路产业技术发展研究中心

微电子制造工程研究所

3.2 总要求

(1)根据学院发展的总体规划,学科建设立足西部、面向全国。学生培养目标定位培养工程和研发的应用型人才。专科、本科、研究生招生比例要符合实际、科学合理。本学科的师资队伍和整体科研水平达到国内同类专业中上等水平,在普通本科院校具有先进水平。

(2)在培养方式和管理手段上,采用国内外同类学院先进的教学管理模式,与英特尔等世界知名企业及科研院所联合办学,采用多种培养形式,共同设计人才培养方案,在主干课程设置和教材选择上与企业需求同步,具有“国际化、高水平、应用型”的专业办学特色。

(3)在培养目标和方向上与其他学院同类学科相比更注重培养生产线的实践经验和动手技能,在理论基础、知识面以及外语能力方面具有优势。形成一套有自身办学特色的教材体系,采用多种教学手段,注重教学方法的灵活性。加强对集成电路制造工艺和封装测试两个环节的实践教学。建立自己的科研课题从事科学研究,保持一定数量的学术论文和科研成果。

4 目标实施的技术支持

4.1 教学管理和教学保证体系

1)教学管理

教学管理的基本思路和要求:瞄准国内外同类学院教学管理有效的成功的经验和做法,管理理念要新、起点要高、手段要先进、渠道畅通、过程控制能力强。

(1)教学管理人员队伍精干,时效观念强。灵活运用各种管理手段和方法,做到管理有监控,实施能到位。

(2)建立一支工程素养好的师资队伍,适应新型管理方式。

(3)在教学的方式方法上,形成一套有自身办学特色的体系;研究和探索采用多种教学手段进行教学。使各种方式、方法和体系相互兼容。

(4)在实践教学方面,加强对集成电路制造工艺和封装测试两个环节的教学管理和实践。

2)教学体系

说明:

(1)理论建设把三大模块作为重点教学内容,做到基础理论扎实、知识面宽。

(2)加强实验课程的比重,保证占总学分的三分之一强,突出新技术新工艺的教学。

(3)注重理论教学体系和实践教学体系的有机结合。

4.2 师资队伍建设的目标和措施

目标:3年内正教授达到3名,副教授4~6名,培养青年教师多名。具有博士、硕士学位的教师比例达到80%。

为了适应教学和科研的需要,本着“突出重点,全面建设”的原则,以学术带头人的培养和学术梯队建设为重点,努力建设一支与学院改革发展相适应、思想政治素质好、教学科研能力强、结构合理、充满活力、富有创新意识和敬业精神的师资队伍和学术梯队。

措施

(1)加大引进和培养力度:应制定人才引进、培养奖励制度,设定专项经费用于师资队伍建设,做到“稳定、发挥、发展”的人才新机制。

(2)加速培养:平均每年选送1~2名有培养前途的青年教师,到国内外相关大学或科研机构(脱产或在职)攻读研究生,加速改善师资队伍的学历结构。同时,加强青年教师的教学岗位实践锻炼,不断提高教学业务能力;鼓励教师参加科研开发和推广应用工作,推动教学科研人员提高科研能力和学术水平。

(3)积极引进:根据学院的人才激励政策,从教学、科研等方面创造条件,大力引进具有博士学历和副教授以上的高层次人才(包括留学归国人员),进一步调整优化教师队伍的学历、职称结构和年龄结构,逐步形成一支教学水平高、科研能力强的学术梯队。同时,建立相对稳定的高水平的校外兼职教师队伍。

(4)坚持派出:坚持多渠道选派中青年骨干教师到国内外大学深造;创造条件,积极支持具有副教授以上职称的教师、科研人员到国内外大学或科研机构作高级访问学者,鼓励教师参加国内和国际学术会议。

(5)鼓励合作:鼓励教师与国内外大学、科研机构和企事业单位合作开展科学研究和科技开发,不断提高教学科研人员的研究水平和工程实践能力,促进师资队伍建设。

(6)科学管理:严格执行学院有关聘任制度和考核制度,激发教学科研人员内在潜力,集中精力搞好教学、科研工作。

4.3 实验设施建设的目标和措施

目标:建设先进电子制造工程中心。

中心下设:

(1)半导体物理实验室(基础与专业物理 电子元器件识别与参数测试);

(2)集成电路制造工程实验实训中心(4英寸生产流水线);

(3)集成电路设计与封装测试实验室;

(4)真空与薄膜实验室;

(5)光电技术工艺实验室;

(6)可靠性分析实验室;

(7)成都高新区集成电路制造职业技能培训鉴定中心。

措施:

(1)先进电子制造工程中心是学科建设的基础和关键。要坚持联合办学,充分调动社会资源,与学院、企业和科研院所及政府共同建立实验实训基地。

(2)充分动员各方面的力量,发挥各方面的积极性多渠道筹措资金。

(3)结合新校区的建设,将先进电子制造工程中心的建设和学院新校区的基础设施建设相结合,既可节约实验室建设经费,又可节约大量的设备维护费用和人员费用。

(4)发挥中心所处成都高新区的地域优势,主动与成都五大封装测试厂联系,开展实验、实习和毕业设计等实践教学环节的联合培养。

(5)积极调动教师的积极性,结合我校培养学生实际动手能力方面的优势和特点,自制具有我校特色的实验设备。

(6)在新建实验室管理上,将实验室管理与专业教研室建设和科研工作相结合,根据集成电路设备和实验室特殊环境条件要求,应设专门的实验教师和设备维护人员。

(7)整合基础实验室,充分利用公共资源,避免重复建设。

(8)利用中心资源,积极开展企业员工培训,承担兄弟院校的学生实习任务。

4.4 科学研究与科技成果

目标:立足校级、面向省级、在单项领域争取进入行业和国家级。

措施:

(1)建立一支以学科带头人牵头的科研队伍,根据专业形成若干课题组。

(2)科研选题立足于提高教学水平,紧密联系集成电路生产实际,在以下方面立项和选题:

关于集成电路制造工艺理论的探索和研究;

关于微电子学科前沿的发展方向的探索研究;

半导体器件制造;

集成电路芯片制造;

集成电路芯片封装工艺;

集成电路芯片测试技术;

半导体薄膜制备技术研究;

工艺实验室建立可行性论证及实施方案;

半导体材料制造技术探讨与研究;

新型半导体设备的跟踪及在生产线上的应用。

(3)发挥先进电子制造工程中心和产业发展研究中心的作用。产业发展研究中心要建立网页(网站),发行刊物,制订发展规划,选准研究方向与研究课题。

(4)建立科研激励竞争机制和奖励制度。

4.5 对外交流与学术团体

目标:对外交流活跃,具有一定行业学术地位,学科点有影响力。

措施:

(1)加强与国内外高校、科研机构、学术团体以及行业公司的联系,组成与企业横向联合的交流队伍,聘请行业顾问、客座教授,建立学术和专家委员会,定期为学科的建设进行指导和咨询。

(2)建立4大信息网络。

国外交流网络;

国内交流网络;

行业交流网络;

学生就业服务交流网络;

(3)发挥两个中心的作用,特别是产业发展研究中心在对外交流和媒体传播上的作用。

(4)鼓励教师积极参加各级各类学术团体,鼓励教师热衷于学术团体活动的热情。学科点要参加主要的行业学会,并成为会员单位。

4.6 毕业生就业趋向与分布

从企业经营角度讲,学院的毕业生就好比工厂的产品,产品的成品率、售出价格是衡量企业经营效益、技术水平、管理水平的重要指标。学院的二级管理部门(系)、各专业,甚至专业教师在不同层次上都发挥各自独特的作用。加强毕业生就业指导和管理,不仅是学院招就处和二级管理部门(系)的工作,学科点和各专业也要发挥作用。

(1)毕业生就业岗位:集成电路制造工艺方向主要是在工艺生产线、产品开发、设备管理与维护三个技术系列,主要岗位有工艺生产线上的操作员、工艺技术员、设备维护管理员、产品开发与设计工程师,以及中层生产管理和技术管理岗位。集成电路设计方向的毕业生可从事印刷电路板的设计、测试,小规模半定制芯片的辅助开发设计、大规模半定制芯片的维护和测试岗位、IC 测试及封装设备的维护和管理工作岗位,可以在大中型计算机、电子通信企业和集成电路设计企业以及EDA中心、实验室或培训机构从事相关工作。

(2)毕业生就业区域分布:一是要立足于成渝两地,特别是天府新区建设,成都 5 个封装测试厂对工艺方向毕业生的需求要绝对占有,重庆的 3 个研究所和成都高新区的相关企业也要绝对占有。二是长三角洲地区的上海、苏州、无锡等半导体企业相对集中,我们要采取播种子的方式有计划布局,扩大影响,提高知名度。三是以深圳为代表的珠江三角洲地区也要有一定比例毕业生分配,重点占有振华、华晶微电子厚膜集成电路领域。对西安、天水、贵州、武汉等地也要星星点点地布局。

5 结束语

以上的研究内容指出了在研究微电子学科建设的基本任务和目标时,既要考虑国家高新技术产业发展趋势,又要考虑依据国家区域产业发展规划要求这两方面因素。在此基础上从宏观上提出了学科建设的总目标和总要求以及六大技术支持和保证体系。

从学院已建立的“微电子制造工程”本科和“微电子技术”、“光电子技术”专科专业积累的经验和做法以及毕业生良好就业趋势出发,论述了我校不失时机加速微电子学科建设的必要性和可行性,指出我校不仅具有悠久办学历史和学科专业建设经验的优势,也具有地处成都高新技术产业区,毗邻Intel等著名国际半导体企业的区位优势,加强微电子学科建设的扶持力度也是学院发展上档次、上水平的需要和重要步骤。

在巩固和发展现有研究成果基础上,下一步课题组的研究工作放在微观的具体内容上,特别是要在实验实训基地、课程建设、联合办学等方面下工夫,总之,学院的微电子专业和学科建设步入正常的发展态势后会有较快的发展。