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建设集成电路设计相关课程的视频教学资源,包括集成电路设计基础理论课程讲授视频、典型案例设计讲解视频、集成电路制造工艺视频等;构建集教师、博士研究生、硕士研究生和本科生于一体的设计数据共享平台。集成电路设计是一项知识密集的复杂工作,随着该行业技术的不断进步,传统教学模式在内容上没法完全展示集成电路的设计过程和设计方法,尤其不能展示基于EDA软件进行的设计仿真分析,这势必会严重影响教学效果。另外,由于课时量有限,学生在课堂上只能形成对集成电路的初步了解,若在其业余时间能够通过视频教程系统地学习集成电路设计的相关知识,在进行设计时能够借鉴共享平台中的相关方案,将能很好地激发学生学习的积极性,显著提高教学效果。
二、优化课程教学方式方法
以多媒体教学为主,辅以必要的板书,力求给学生创造生动的课堂氛围;以充分调动学生学习积极性和提升学生设计能力的目标为导向[3],重点探索启发式、探究式、讨论式、参与式、翻转课堂等教学模式,激励学生自主学习;在教学讲义的各章节中添加最新知识,期末开展前沿专题讨论,帮助学生掌握学科前沿动态。传统教学模式以板书为主,不能满足集成电路设计课程信息量大的需求,借助多媒体手段可将大量前沿资讯和设计实例等信息展现给学生。由于集成电路设计理论基础课程较为枯燥乏味,传统的“老师讲、学生听”的教学模式容易激起学生的厌学情绪,课堂教学中应注意结合生产和生活实际进行讲解,多列举一些生动的实例,充分调动学生的积极性。另外,关于集成电路设计的书籍虽然很多,但是在深度和广度方面都较适合作为本科生教材的却很少,即便有也是出版时间较为久远,跟不上集成电路行业的快速发展节奏,选择一些较新的设计作为案例讲解、鼓励学生浏览一些行业资讯网站和论坛、开展前沿专题讲座等可弥补教材和行业情况的脱节。
三、改革课程考核方式
改革课程考核、评价模式,一方面通过习题考核学生对基础知识和基本理论的掌握情况;另一方面,通过项目实践考核学生的基本技能,加大对学生的学习过程考核,突出对学生分析问题和解决问题能力、动手能力的考察;再者,在项目实践中鼓励学生勇于打破常规,充分发挥自己的主观能动性,培养学生的创新意识。传统“一张试卷”的考核方式太过死板、内容局限,不能充分体现学生的学习水平。集成电路设计牵涉到物理、数学、计算机、工程技术等多个学科的知识,要求学生既要有扎实的基础知识和理论基础,又要有很好的灵活性。因此,集成电路设计课程的考核应该是理论考试和项目实践考核相结合,另外,考核是评价学生学习情况的一种手段,也应该是帮助学生总结和完善课程学习内容的一个途径,课程考核不仅要看学生的学习成果,也要看学生应用所学知识的发散思维和创新能力。
四、加强实践教学
在理论课程讲解到集成电路的最小单元电路时就要求学生首先进行模拟仿真实验,然后随着课程的推进进行设计性实验,倡导自选性、协作性实验。理论课程讲授完后,在暑期学期集中进行综合性、更深层次的设计性实验。集成电路设计是一门实践性很强的课程,必须通过大量的项目实践夯实学生的基础知识水平、锻炼学生分析和解决问题的能力。另外,“设计”要求具备自主创新意识和团队协作能力,应在实践教学中鼓励学生打破常规、灵活运用基础知识、充分发挥自身特点并和团队成员形成优势互补,锻炼和提升创新能力和团队协作能力。
五、总结
摘要集成电路产业的发展,促使人才需求量增加。本文通过对我国市场调查,得出应用型集成电路设计人才是该行业目前大量需求的人才,并从几个方面进行分析。
关键词应用型人才IC设计需求分析
随着我国IC产业的迅速发展,相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据,08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人,但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户,但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘,其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才,而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中,应用型IC设计人才更加受到欢迎。
一、IC设计人才短缺
2008年,全国集成电路(IC)人才需求将达到25万人,按照目前IC人才的培养速度,今后10年,IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明,近日,从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到,目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个,每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师,而2008年,IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万-30万人。有专家预测,到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币,而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系,新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说,这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。
专家指出,我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科,国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业,现在从事IC设计专业的人才,大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生,但是和实际的IC工作比起来,还是有差距,学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以,许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外,IC设计的实验环境要求,恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解,建一个供30人使用的IC实验室,光是购买硬件设备就需要15万美元。
最新研究指出:到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6%,位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42%的速度递增,这大大高于全球10%的平均增长速度。仅就IC卡一项来看,我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用,将是十亿计的数量,百亿计的销售额,此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说,2002年全国的IC设计单位已达到了240家,根据北京市发展微电子产业的建设规划,到2010年,北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线,200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测,北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。
二、应用型IC设计技术人才需求日切
IC产业飞速发展,现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示,IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大,在我国的高等教育里,这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情,一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢?董秀琴讲,这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏;另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。
由此我们可以看出,对于应用型的设计人员来讲,是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢?他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发,甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等,其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。
目前,需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外,设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师,即要有电路的设计和理解能力,也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物,模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同,不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别,模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验,并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。
由此我们可以看出,在IC人才的需求中,应用型IC设计人才的需求更大,而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。
三、以社会需求为导向,培养应用型IC设计人才
国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说,到2010年,全国IC产量要达到500亿块,销售额达到2000亿元左右,将近占世界市场份额的5%,满足国内市场50%的需求。同时,国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,支持和鼓励软件和IC产业加速发展,加快IC设计人才培养。
IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始,2001年,清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班,2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年,成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员,同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略,电子科大还成立了微电子与固体电子学院,并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划,提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。
作为人才培养的摇篮,高校在这一方面应进一步加快改革,制定可行的、新的人才培养计划,以社会需求为导向,加强教学、实验和实训投入,多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。
参考文献
关键词:集成电路;毕业论文指导;实践教学
本科毕业论文是目前高校考察学生专业基础和基本技能的一个综合性实践课程,目的在于提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。通过本科毕业论文将大学生四年的学习进行深化和升华,最终为社会输送具有创新精神和实践能力的人才 。
作为一名工作多年的高校教师,指导了多届集成电路设计与集成系统专业本科毕业论文工作。在实际的教学指导实践过程中,结合工科类专业特点以及毕业论文工作的各个环节,对于如何提高工科类本科毕业生的毕业论文质量,锻炼学生的实践能力,做出如下的一些思考和探讨。
一、 论文选题与资料查阅
论文题目选定是整个论文工作开始的第一步,也是至关重要的一步。指导教师应根据集成电路专业特点,结合相关学科前沿、热点问题、实际教学情况及软硬件的实践条件,制定出具有一定科学性、创新性、实用性的课题,使得学生在论文工作中体会到研究工作的重要意义和乐趣,使学生的创新精神和实践能力得到充分的发挥和提高。同时,指导教师可结合自己的科研工作,将所承担的科研课题提出相应的子课题供学生选择,对于即将读研的学生则是今后学习和科研工作的一个简单借鉴和延续。我校集成电路设计与集成系统专业本科生人数众多,指导教师在模拟、数字、射频集成电路设计等多个领域制定题目的同时,需考虑选择制定不同难易程度的毕业课题,满足不同层次的学生选题需求,保证每个学生都能够最大限度地发挥个人能力,顺利完成毕业论文工作。
其次,学生应通过查阅大量的文献资料,在充分理解论文题目的实际意义和课题内容的基础上,判断是否可以按时地独立完成。因此,文献查阅的准备工作显得尤为重要,不容忽视。而一些学生意识不到其重要性,盲目草率地进行选择,致使超出个人理解和实践的能力范围,无法保证毕业论文的顺利进行和论文质量。还有一些学生,文献检索能力不强,不知道如何利用科技文献检索工具来获得自己需要的文献。因此,指导教师应有意识地培养学生此方面的能力,指导学生选择正确的检索工具,学习掌握检索技巧,提高工作效率。
所以,通过查阅大量文献资料进行合理选题,是确保论文质量及论文工作顺利完成的首要步骤。
二、 论文开题
学生围绕选定的论文课题,借助图书馆、网络信息库、教科书及参考书籍等多方途径查阅理解国内外的相关文献资料,独立拟定合理的工作方案及工作进度安排,与指导教师讨论开展毕业论文工作的可行性和合理性,为开题做好充分的准备。
本专业的论文开题工作是由多名专业指导教师参与完成的。通过听取每位学生的开题汇报,了解学生对论文课题理解掌握情况、工作内容的难易程度和饱满程度、工作进度安排情况、论文成果的检验形式等情况,给出合理意见,避免出现理解偏颇或不符合毕业论文要求的情形。所以,论文开题也是非常重要的环节,不可只是走走形式过场,而忽略该环节对于论文把关的重要性以及各位指导教师给出宝贵意见的机会。
三、 论文工作开展过程
论文工作的开展过程是整个论文工作的主体部分,也是历时最长的一个阶段。指导教师要指导学生根据工作进度及拟定的工作方案,按期完成每一阶段的工作任务;同时,指导学生做好实验数据、实验图片等的记录与存储,并正确处理实验数据和分析相关数据反映的问题;通过数据对比,引导学生去探索存在的问题和解决的方法,真正地将所学知识运用到实践中,为论文撰写及答辩做好准备。
指导过程中应因材施教,对于能力稍弱的学生,帮助学生掌握和理解相关的理论知识,培养和锻炼学生独立思考和实践操作能力;对于能力较强的学生,则以“学生为主,教师为辅”的原则,用讨论提问的方式,鼓励和培养学生创新能力,并在过程中不断抛出技术要点和难点,激发学生积极思考,锻炼学生独立发现问题、解决问题的能力。让不同层次的学生都能够通过毕业论文工作得到适当的锻炼和提高,最大限度地激发学生的个人潜能,为今后的就业和科研工作等积累良好的经验和基础。
某些学生在毕业论文过程中,也会存在着因修补学分、找工作、实习、考研或其他原因而出现论文工作迟滞或停顿的情况。因此,在指导毕业论文工作的同时,也需要完善指导教师对于学生的管理制度。除经常组织小组会议,进行工作进展汇报外,还可充分利用网络平台资源实时交流;在实现灵活管理的同时,能够有效进行师生沟通,及时解决各阶段遇到的问题并修正偏差,确保论文工作按时完成。近两年,本专业的本科生毕业论文开展过程中,我们实施了毕业论文师生见面记录工作,督促教师和学生顺利开展毕业论文工作,效果较好。
四、 毕业论文撰写
毕业论文的撰写工作是让学生对课题的背景意义、工作原理、实验内容及方法、实验数据及结论等各个方面进行整理和撰写,并为答辩做准备。指导教师须在此阶段进行严格把关,对论文结构的合理性、论文内容的丰富性、论文格式排版的规范性等方面给予合理的指导,同时对于写作语言的表达、专业词汇的合理运用、数据结果详细准确的分析说明、图表表格的清晰表达等多方面进行审核监督,以帮助学生达到毕业论文的撰写要求。在论文撰写过程中,引导学生实事求是、严谨务实,坚决杜绝伪造数据、编造结果等虚假投机的行为,让学生明白诚实的重要性。良好的诚信度将是他们今后走入社会、走上工作岗位后需要具备的非常贵重的品质。
近两年,我们在本专业的本科生毕业论文工作中实施了“导师互审”环节。在答辩前,将不同指导教师的学生论文送至其他指导教师处进行审核批阅,在进行相互监督的同时为学生从不同角度更全面地提出合理指导意见,帮助学生更好地完成毕业论文工作和提高论文的质量,取得了较好的效果。
五、 毕业论文答辩
论文答辩是整个毕业论文工作的最后一个环节,关系到最终的论文成绩,须引起学生的足够重视。答辩前,学生应与指导教师沟通答辩重点和要点,以便答辩过程简洁扼要、突出重点。论文答辩不是演讲比赛也不是辩论赛,在这一过程中每个学生的情况各有不同。答辩委员会将通过学生答辩过程中提出的问题,判断学生是否掌握原理知识、是否独立完成实验方案、是否采取有效的方法获得正确结果、是否具有创新性或实用性。鉴于以上诸多方面的判断,结合论文撰写质量,再根据课题难易程度进行综合评定,给予合理成绩。因此,学生在答辩前须要做好充分的答辩准备。
六、 结论
为确保本科毕业论文工作的顺利进行,须加强本科生对毕业论文的重视,同时强调指导教师的关键作用,教师在以身作则的同时科学引导学生,达到提高本科生论文质量的目的。
参考文献:
[1]徐华栋,沈美华.指导本科毕业论文的思考[J].高教论坛,2013,9:64-65.
[2]周桂林,谢红梅.指导教师在提高本科毕业论文质量中的作用―以理工科学生为例[J]. 重庆工商大学学报(自然科学版), 2013,2(30): 60-63.