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時(shí)間:2023-06-14 16:28:04
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關(guān)鍵詞:電子科學(xué)與技術(shù);本科培養(yǎng)方案;課程設(shè)置;辦學(xué)特色
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)30-0070-02
21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代,電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用,必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)反過(guò)來(lái)對(duì)本專業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用,也對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此,本文從人才的社會(huì)需求出發(fā),結(jié)合我校實(shí)際情況,進(jìn)行了本科專業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索,并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。
一、人才的社會(huì)需求情況
目前,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長(zhǎng)三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè),市場(chǎng)對(duì)專業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均,分類較細(xì),且發(fā)展變化較快。另外,電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性,既有勞動(dòng)密集型的大型企業(yè)、大公司,更多的是小公司和小企業(yè);既有國(guó)有企業(yè)和私營(yíng)企業(yè),更有合資、獨(dú)資的外企。因此,社會(huì)需求與本專業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會(huì)繼續(xù)存在。
二、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位
本專業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),熟練實(shí)驗(yàn)技能,能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)技能,有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開(kāi)發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我?!按蠊こ逃^”人才培養(yǎng)特色,依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則,培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。
三、本科培養(yǎng)方案制定的思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求,以及專業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個(gè)本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐工程能力,使畢業(yè)生能滿足長(zhǎng)三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養(yǎng)方案的改革探索
要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色,對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究,并對(duì)省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研,最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要內(nèi)容如下:
1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時(shí),根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下,專業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會(huì)科學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課三個(gè)模塊,下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個(gè)專業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程,到大三時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇專業(yè)方向,選修各自方向的專業(yè)課。由于兩個(gè)方向的不同培養(yǎng)要求,因此在專業(yè)基礎(chǔ)選修課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊,每個(gè)專業(yè)方向必須修滿相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。
2.改革專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程是為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ),因此,在保留了原有電子信息類專業(yè)通常所開(kāi)設(shè)的電子類課程外,增加了與專業(yè)相關(guān)的課程,如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程,刪減了原先與物理類相關(guān)的一些課程,如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等,并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類課程,如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊,兩個(gè)專業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。
3.優(yōu)化專業(yè)課程。專業(yè)課程是整個(gè)專業(yè)教育中的主干部分,微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向,開(kāi)設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向,開(kāi)設(shè)光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽(yáng)能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專業(yè)課程里面還設(shè)置有專業(yè)實(shí)驗(yàn),通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力,增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)。
五、與省內(nèi)外專業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別
具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū),服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì),這就要求專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系,也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
1.專業(yè)定位。各個(gè)學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依托1個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位于服務(wù)長(zhǎng)三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè),培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力,在課程設(shè)置上開(kāi)設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力,開(kāi)設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等專業(yè)課程,以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng),從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的能力,開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)課程,以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的能力,開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號(hào)處理、光輻射測(cè)量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)光電子材料與器件的能力,開(kāi)設(shè)有信號(hào)與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專業(yè)課程,以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力,開(kāi)設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽(yáng)能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)課程,以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。
3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]陳鶴鳴,范紅,施偉華,徐寧.電子科學(xué)與技術(shù)本科人才培養(yǎng)方案的改革與探索[A]//電子高等教育年會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].17-20.
關(guān)鍵詞:集成電路;測(cè)試;PMU Device Characterization
中圖分類號(hào):TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 10-0033-01
一、測(cè)試系統(tǒng)的基本介紹
傳統(tǒng)的集成電路的測(cè)試以SOC技術(shù)為主,SOC的復(fù)雜程度非常高,在一塊芯片內(nèi)不僅可能包含CPU、DSP、存儲(chǔ)器、模擬電路等多種芯片,甚至還可能包括射頻電路、光電器件、化學(xué)傳感器等器件,因而SOC的測(cè)試系統(tǒng),具備數(shù)字、混合信號(hào)、存儲(chǔ)器、射頻等各種測(cè)試,同時(shí)各個(gè)模塊之間還不會(huì)產(chǎn)生相互影響。
一般的集成電路的測(cè)試系統(tǒng)稱為ATE,測(cè)試系統(tǒng)主要由單片機(jī)模塊(CPU)、DC(Device Characterization)測(cè)量模塊和通道傳輸模塊等組成。各個(gè)模塊之間通過(guò)總線單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和連接。而隨著現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,較好測(cè)試系統(tǒng)組成主要的還有:由電子電路和機(jī)械硬件組成,是在同一個(gè)主控制器指揮下的電源、計(jì)量?jī)x器、信號(hào)發(fā)生器、模式(pattern)生成器和其他硬件項(xiàng)目的集合體。
二、整個(gè)系統(tǒng)主要組成
(一)單片機(jī)模塊(CPU)---測(cè)試系統(tǒng)的心臟
該模塊是所有數(shù)字測(cè)試系統(tǒng)都含有的基本模塊,是測(cè)試系統(tǒng)的起點(diǎn)?!癈PU”是系統(tǒng)的控制中心,這里的CPU與計(jì)算機(jī)中的中央處理器不同,它由控制測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)的基本I/O通道組成。許多新的測(cè)試系統(tǒng)提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口用以傳輸測(cè)試數(shù)據(jù);計(jì)算機(jī)硬盤(pán)和Memory用來(lái)存儲(chǔ)本地?cái)?shù)據(jù);顯示器及鍵盤(pán)提供了測(cè)試操作員和系統(tǒng)的接口。
(二)DC(Device Characterization)測(cè)量模塊
DC子系統(tǒng)包含有DPS(Device Power Supplies,器件供電單元)、RVS(Reference Voltage Supplies,參考電壓源單元)、PMU(Precision Measurement Unit,精密測(cè)量單元)。
1.DPS與RVS單元
被測(cè)器件的電源管腳所需要的電流及電壓是由DPS所供給的;而系統(tǒng)內(nèi)部的管腳測(cè)試單元的比較電路以及驅(qū)動(dòng)所需要的參考電壓,則是由RVS單元來(lái)供給,包括了VOL、VIH、VOH、VIL四種電壓設(shè)置方式。而相對(duì)比較老的測(cè)試系統(tǒng)中,所擁有的RVS也是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少的,所以在測(cè)試程序時(shí),所提供的輸出、輸入電平也是比較少。。一些測(cè)試系統(tǒng)稱擁有“per pin”的結(jié)構(gòu),就是說(shuō)它們可以為每一個(gè)pin獨(dú)立地設(shè)置輸入及輸出信號(hào)的電平和時(shí)序。
2.PMU電路
PMU用于精確的DC參數(shù)測(cè)量,它把驅(qū)動(dòng)電流送入被測(cè)器件而去測(cè)量電壓或者為器件加上電壓而去測(cè)量產(chǎn)生的電流。PMU的數(shù)量跟測(cè)試機(jī)的級(jí)別有關(guān),低端的測(cè)試機(jī)往往只有一個(gè)PMU,用共享的方式被測(cè)試通道逐次使用;中端的則有一組PMU,通常為8個(gè)或16個(gè),而一組通道往往也是8個(gè)或16個(gè),可以整組逐次使用;而高端的測(cè)試機(jī)則會(huì)采用每個(gè)channel配置一個(gè)PMU。
(三)通道傳輸模塊
1.通道單元
通道單元有兩個(gè)功能,一是把測(cè)試碼合成最終的測(cè)試信號(hào)施加到DUT(Device under test,被測(cè)器件),二是比較及分析DUT的返回信號(hào),并且通過(guò)總線,將所得到的結(jié)果返回單片機(jī)模塊。利用邏輯控制單元以及譯碼電路,控制總線對(duì)DUT管腳的地址實(shí)現(xiàn)設(shè)定并控制,而DUT管腳數(shù)據(jù)的輸出及輸入功能,則是由控制單元驅(qū)動(dòng)和管腳驅(qū)動(dòng)所共同控制著的繼電器陣列來(lái)進(jìn)行的。VIH(VIL)是由DPS模塊設(shè)定產(chǎn)生的測(cè)試所需的高(低)驅(qū)動(dòng)電平??偩€發(fā)送由程序預(yù)先生成的測(cè)試向量,電平轉(zhuǎn)換與驅(qū)動(dòng)單元把測(cè)試向量轉(zhuǎn)換為設(shè)定電平的測(cè)試時(shí)序波形,管腳驅(qū)動(dòng)與控制單元控制繼電器陣列將要輸入的波形施加到DUT的輸入管腳。
2.芯片引腳電路
芯片腳電路是測(cè)試系統(tǒng)資源部和待測(cè)期間之間的接口,它給待測(cè)器件提供輸入信號(hào)并接收待測(cè)器件的輸出信號(hào)。
每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)都有自己異于其它系統(tǒng)的設(shè)計(jì)但是通常其芯片引腳電路都會(huì)包括:
(1)配有輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。
(2)切換驅(qū)動(dòng)及對(duì)電流負(fù)載輸入輸出選擇通道電路。
(3)比較輸出電平的電壓檢驗(yàn)電路。
(4)芯片引腳電路與PMU的連接電路。
(5)能夠編程控制的電流負(fù)載。
(6)提供能測(cè)試高速電流的輔助電路。
3.總線單元
總線(Bus)是各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線,它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束,按照所傳輸?shù)男畔⒎N類,是用于各個(gè)模塊和單元傳遞信息的公用通道,各個(gè)部分通過(guò)總線相連接,通過(guò)總線單元進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和交換。
三、結(jié)束語(yǔ)
隨著數(shù)字技術(shù)不斷發(fā)展,在消費(fèi)電子、通信和計(jì)算等領(lǐng)域?qū)y(cè)試技術(shù)不斷提出的挑戰(zhàn),適應(yīng)測(cè)試和組裝外包已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)的必然要求。盡管集成電路的測(cè)試技術(shù)伴著新的測(cè)試?yán)砟?、新的測(cè)試流程、方法和技術(shù)不斷的出現(xiàn)。但從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā),測(cè)試系統(tǒng)都是從單片機(jī)模塊、DC測(cè)量模塊和通道傳輸模塊等基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。
參考文獻(xiàn):
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集成電路(Ic)的靜電放電(ESD)強(qiáng)固性可藉多種測(cè)試來(lái)區(qū)分。最普遍的測(cè)試類型是人體模型(HBM)和充電器件模型(CDM)。這兩種EsD測(cè)試類型旨在揭示包含基本EsD控制的制造環(huán)境下,電路在EsD應(yīng)力下的存續(xù)情況如何。HBM是應(yīng)用最久的EsD測(cè)試,但工廠EsD控制專家普遍認(rèn)為,在現(xiàn)代高度自動(dòng)化的組裝運(yùn)營(yíng)中,CDM是更重要的ESD測(cè)試。CDM應(yīng)力的大小會(huì)隨著器件的尺寸而變化。有關(guān)CDM的“傳統(tǒng)智慧”更認(rèn)為不需要測(cè)試尺寸極小的集成電路,因?yàn)榉逯惦娏骺焖僮冃≈敝料?。我們?cè)诖饲暗奈耐性赋觯瑯O小器件的峰值電流并不像通常認(rèn)為的那樣快速變小直至消失。高速示波器測(cè)量顯示,即使脈沖寬度變得很窄,極小器件的峰值電流仍令人吃驚地保持高電平。過(guò)去,由于這些大峰值電流被忽略,因?yàn)槭褂昧藞?chǎng)致CDM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)所提倡的1GHz示波器,而場(chǎng)致CDM測(cè)試是最普及的CDM測(cè)試形式。
測(cè)試小器件時(shí)面臨的問(wèn)題
觀測(cè)到極小集成電路超出預(yù)料的峰值電流,對(duì)負(fù)責(zé)測(cè)試極小器件(尺寸僅為較小的個(gè)位數(shù)毫米等級(jí))的ESD測(cè)試工程師而言可不是什么好消息。圖1顯示了置于場(chǎng)致CDM測(cè)試裝置上的8球柵(ball)芯片級(jí)封裝。必須接觸每個(gè)被測(cè)引腳的探針(的尺寸)占到整個(gè)集成電路尺寸的不小比例。顯而易見(jiàn),移動(dòng)被測(cè)器件并不需要太多的探針接觸:只是要求反復(fù)調(diào)整器件的位置。
在場(chǎng)致CDM測(cè)試期間、按慣例要使用真空來(lái)固持(hoId)被測(cè)器件(DUT)的位置。真空通常不能非常安全地固持極小的器件。此外,真空孔(的截面積)占到被測(cè)器件尺寸的不小比例,可能會(huì)影響器件應(yīng)力。當(dāng)真空孔尺寸超過(guò)被測(cè)器件面積的18%時(shí),應(yīng)力的大小就開(kāi)始下降。圖2比較了置于真空孔與不置于真空孔上的器件在峰值電流或完整電荷(total charge)條件下測(cè)量得到的應(yīng)力大小。
在CDM測(cè)試期間使用真空來(lái)固持器件,由此帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題。首先,它不起作用,即便起作用,也會(huì)開(kāi)始影響測(cè)試結(jié)果。業(yè)界已經(jīng)嘗試使用兩種方法來(lái)改善小器件的可測(cè)試性――將小封裝貼在某類夾具(holder)上,或以支撐結(jié)構(gòu)或模板來(lái)固持器件的位置。
使用夾具固持小器件
已經(jīng)在三種條件下使用6uSMD裸片來(lái)進(jìn)行cDM測(cè)試:僅器件本身、器件貼裝在14DIP轉(zhuǎn)換板上,以及在36LLP替代板(Surrogate Board)上,如圖3所示。圖4顯示了這三種條件下以500 v電壓采用8 GHz示波器所獲得的CDM測(cè)試波形。這些結(jié)果顯示,貼裝在電路板上會(huì)增加施加給集成電路的應(yīng)力。36LLP替代板上應(yīng)力的增加頗為適度,可以視為易于操作性與更可靠測(cè)試結(jié)果之間的最佳折衷。貼裝在14DIP轉(zhuǎn)換板上的應(yīng)力增加更為嚴(yán)重,大概不是一個(gè)可接受的折衷辦法。好消息是36LLP替代板實(shí)際上比測(cè)試期間會(huì)移動(dòng)的14DIP轉(zhuǎn)換板更易于操作。
支持模板
第二種處理小型集成電路的方法是使用支持模板。業(yè)界存在關(guān)于支持模塊這種方法的顧慮:由于小器件周?chē)薪殡姵?shù)較高的材料,介電的存會(huì)在多大程度上改變集成電路與場(chǎng)板(6ddplate)之間的電容?被測(cè)器件與場(chǎng)板之間的電容是被測(cè)器件上應(yīng)力大小的決定因素。圖s顯示了固定在CDM裝置中一個(gè)模板內(nèi)的6usMD封裝。此時(shí)被測(cè)器件位于絕緣體中精心加工的孔,而絕緣于cDM裝置使用真空的場(chǎng)板中。圖6顯示了6LLP封裝使用與不使用FR4支持模板時(shí)以8GHz示波器捕獲的波形。此圖顯示這模板在測(cè)試條件下僅為集成電路增加極小的應(yīng)力。
【關(guān)鍵詞】邏輯芯片;功能測(cè)試;FPGA;MFC
在最原始的測(cè)試過(guò)程中,對(duì)集成電路(Integrated Circuit,IC)的測(cè)試是依靠有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員使用信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表和示波器等儀器來(lái)進(jìn)行測(cè)試的。這種測(cè)試方法測(cè)試效率低,無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大批量的測(cè)試。隨著集成電路的集成度和引腳數(shù)的不斷增加,工業(yè)生產(chǎn)上必須要使用新的適合大規(guī)模電路測(cè)試的測(cè)試方法。在這種情況下,集成電路的自動(dòng)測(cè)試儀開(kāi)始不斷發(fā)展。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的同類型產(chǎn)品中,一部分采用了單片機(jī)實(shí)現(xiàn),這部分儀器分析速度慢,難以用于大規(guī)模的測(cè)試系統(tǒng)之中,并且在管腳的擴(kuò)展性上受到嚴(yán)重的限制。另一部分使用了DSP芯片,雖然功能上較為完善,但造價(jià)不菲,實(shí)用性能有限。本文的設(shè)計(jì)是基于FPGA實(shí)現(xiàn)邏輯芯片的功能故障測(cè)試。由于FPGA芯片價(jià)格的不斷下降和低端芯片的不斷出現(xiàn),使用FPGA作為主控芯片可以更適合于市場(chǎng),且有利于對(duì)性能進(jìn)行擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,能對(duì)被測(cè)芯片進(jìn)行準(zhǔn)確的功能測(cè)試。
1.邏輯芯片功能測(cè)試的基本理論簡(jiǎn)介
功能測(cè)試也稱為合格―不合格測(cè)試,它決定了生產(chǎn)出來(lái)的元件是否能正常工作。一個(gè)典型的測(cè)試過(guò)程如下:將預(yù)先定義的測(cè)試模板加載到測(cè)試設(shè)備中,它給被測(cè)元件提供激勵(lì)和收集相應(yīng)的響應(yīng);需要一個(gè)探針板或測(cè)試板將測(cè)試設(shè)備的輸入、輸出與管芯或封裝后芯片的相應(yīng)管腳連接起來(lái)。測(cè)試模板指的是施加的波形、電壓電平、時(shí)鐘頻率和預(yù)期響應(yīng)在測(cè)試程序中的定義。
元件裝入測(cè)試設(shè)備,測(cè)試設(shè)備執(zhí)行測(cè)試程序,將輸入模板序列應(yīng)用于被測(cè)元件,比較得到的和預(yù)期的響應(yīng)。如果觀察到不同,則表示元件出錯(cuò),即該元件功能測(cè)試不合格。
2.測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該測(cè)試系統(tǒng)由下位機(jī)硬件電路和上位機(jī)測(cè)試軟件兩大部分構(gòu)成。系統(tǒng)采用功能模塊化設(shè)計(jì),控制靈活,操作簡(jiǎn)單,而且采用ROM存儲(chǔ)測(cè)試向量表庫(kù),方便以后的芯片型號(hào)添加和擴(kuò)展,有很好的實(shí)際應(yīng)用性。
2.1 硬件設(shè)計(jì)
控制器模塊選用Altera的FPGA芯片EP3C16Q240C8N,配置芯片選用EPCS4??刂破饔墒褂肰erilogHDL硬件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了包括串口接收模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與測(cè)試保護(hù)模塊和串口發(fā)送模塊三個(gè)部分的功能設(shè)計(jì)。串口接收模塊完成與串口芯片MAX3232進(jìn)行通信,接收由上位機(jī)發(fā)送來(lái)的測(cè)試指令;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與測(cè)試保護(hù)模塊產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)類似于D觸發(fā)器的保護(hù)器,對(duì)測(cè)試端的被測(cè)芯片輸出腳進(jìn)行雙保護(hù),保證其在測(cè)試后的回測(cè)值不受初值影響;串口發(fā)送模塊將測(cè)試后得到的數(shù)據(jù)組合為一個(gè)回測(cè)寄存器,并按照串口通信協(xié)議將回測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送回上位機(jī)。
串口通信模塊選用MAX3232芯片,現(xiàn)串口的全雙工數(shù)據(jù)傳輸。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
3.系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證
3.1 常規(guī)測(cè)試
以芯片74LS08為例,測(cè)試流程如下:
(1)使用Microsoft Office Access 2003軟件建立測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù),并在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立幾款不同被測(cè)芯片的測(cè)試數(shù)據(jù)。
(2)在芯片型號(hào)檢索對(duì)話框中輸入“74LS08”型號(hào)后,點(diǎn)擊“確定”按鈕即可完成芯片檢索的流程。
(3)自動(dòng)測(cè)試模式下,系統(tǒng)將調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中被測(cè)芯片的完整測(cè)試數(shù)據(jù),并且完成整個(gè)測(cè)試集的循環(huán)測(cè)試。
3.2 故障測(cè)試
此時(shí),如果被測(cè)芯片依然為74LS00芯片,而從上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中重新調(diào)入74LS00芯片的測(cè)試信息進(jìn)行測(cè)試,其測(cè)試結(jié)果則顯示為“該芯片功能測(cè)試全部通過(guò)”。其顯示界面如圖3所示。由此可以驗(yàn)證,測(cè)試系統(tǒng)對(duì)芯片功能故障的判斷十分準(zhǔn)確,并且測(cè)試系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的識(shí)別存在故障的測(cè)試矢量位置,以便于用戶進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
4.結(jié)論
本文用FPGA進(jìn)行了一個(gè)芯片功能測(cè)試系統(tǒng),并對(duì)其功能進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)測(cè)試方法簡(jiǎn)單,測(cè)試過(guò)程迅速,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。該系統(tǒng)為芯片功能測(cè)試提供了一個(gè)很好的解決方案,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)專業(yè) 課程進(jìn)度 數(shù)字電路與設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.132
“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是電氣信息類專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的先修課程和基礎(chǔ),是學(xué)生開(kāi)展課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的必備知識(shí),是解決工程實(shí)際問(wèn)題的重要理論和方法,結(jié)合目前的實(shí)際情況,對(duì)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行改革。
1 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的本質(zhì)
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)必修的一門(mén)重要課程。該課程中介紹了與數(shù)字系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí),體系等。設(shè)置這門(mén)課程的重要性在于讓學(xué)生能夠更好地了解數(shù)字計(jì)算機(jī)和其他系統(tǒng)的基本邏輯電路,能夠熟練運(yùn)用課程中所學(xué)到的知識(shí)并在實(shí)際操作中對(duì)案例進(jìn)行分析,客觀地提出要求。
通過(guò)這門(mén)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí),可以加強(qiáng)同學(xué)的邏輯思維能力,落實(shí)到具體工作中,可以解決具體問(wèn)題,可以對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行檢測(cè),并有一定的創(chuàng)新能力。數(shù)字電路課程教學(xué)之所以進(jìn)行改革是為了提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施的了解,為日后的學(xué)習(xí)做鋪墊。我們從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度劃分,可以把其課程分為:分析電路,數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì),微機(jī)原理等。從這些課程不難看出,數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)起的是承上啟下的作用。
2 電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用加快了數(shù)字電路的發(fā)展
現(xiàn)階段,是科技的時(shí)代,電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用廣泛,電子元素是計(jì)算機(jī)和電路不可缺少的構(gòu)成元素。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防各領(lǐng)域的逐漸滲透,使得數(shù)字電子技術(shù)在相關(guān)專業(yè)的地位越來(lái)越重要。通過(guò)探討,認(rèn)為要對(duì)以前的教程進(jìn)行革新,減少理論性過(guò)強(qiáng)的內(nèi)容,著重掌握數(shù)字集成電路器的特性與實(shí)際運(yùn)用,將重點(diǎn)放在學(xué)生的實(shí)際操作上面。
此外要加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生們多進(jìn)行課外實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生們把課堂上所學(xué)的知識(shí)用于實(shí)踐,這樣讓學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)理論知識(shí),有利于學(xué)生們知識(shí)的全面掌握。多媒體技術(shù)可以形象并明了地展示復(fù)雜的圖表,便于老師課堂上的教學(xué),還方便了學(xué)生們觀看和理解。更重要的一點(diǎn)是,它節(jié)約了課堂信息量,增加了課堂上的教學(xué)內(nèi)容。以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主線,堅(jiān)持“三個(gè)結(jié)合”,實(shí)現(xiàn)“二個(gè)轉(zhuǎn)變”,達(dá)到“一個(gè)提高”。堅(jiān)持實(shí)踐內(nèi)容與理論知識(shí)相結(jié)合,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與科學(xué)研究相結(jié)合,課堂教學(xué)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合;實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)向創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變;達(dá)到學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的提高。提高教學(xué)的工作環(huán)境,利于開(kāi)展實(shí)踐教學(xué),從而有利于人才的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高。圍繞實(shí)踐這個(gè)中心,增加新的教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)電子信息技術(shù)的專業(yè)特點(diǎn),制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程,在內(nèi)容中多以實(shí)驗(yàn)為主,增加教學(xué)模板,提高教學(xué)方法,總結(jié)出一套科學(xué)性、系統(tǒng)性的教學(xué)體系。
3 數(shù)字電路教學(xué)的改革方向
由于數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的實(shí)踐性很強(qiáng),所以,在實(shí)際的教學(xué)改革中要做到周全考慮,針對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容都要做出調(diào)整。還需要注意的是,做到書(shū)本上所學(xué)的知識(shí)配套進(jìn)行實(shí)踐。理論結(jié)合實(shí)際,多結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行訓(xùn)練。其內(nèi)容包括:工具運(yùn)用能力,繪制電路,電路分析能力,項(xiàng)目綜合能力等。
3.1 課程體系的調(diào)整
為了更好地適應(yīng)電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,要優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)的總體要求出發(fā),進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì),使數(shù)字電路與邏輯課程內(nèi)容體系具有系統(tǒng)性,科學(xué)性,先進(jìn)性等。
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)從課程內(nèi)容上被分為兩大塊。數(shù)字電路介紹了數(shù)字系統(tǒng)的組成,數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)等;在內(nèi)容上先邏輯電路,邏輯部件,先單元電路后系統(tǒng)電路等等。數(shù)字電路多以理論為重點(diǎn),在講解中多涉及外部邏輯功能。數(shù)字電路部分多以運(yùn)用為主。這樣的課程組合可以讓學(xué)生對(duì)數(shù)字電路更加了解。
3.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的課程很多,為了讓學(xué)生在有限的實(shí)踐內(nèi)把課程學(xué)好,要求教師掌握基本理論的同時(shí)有效地組織課程教學(xué)。在介紹運(yùn)用時(shí),要根據(jù)其不同的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從隨堂實(shí)驗(yàn)到改革教學(xué)后進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn),這其中包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等。
通過(guò)有效的組織,可以增加學(xué)生們的實(shí)踐操作,調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性,從而有助于知識(shí)能力的提高。
3.3 加大實(shí)踐的內(nèi)容與次數(shù)
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)在教學(xué)中需要增加實(shí)踐內(nèi)容,這有利于課程的安排,更提高了學(xué)生們的動(dòng)手能力。在實(shí)踐中發(fā)揮良好的教學(xué)效果,要合理地拆分實(shí)踐內(nèi)容:①基本實(shí)驗(yàn);②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。我們來(lái)了解一下這兩種實(shí)驗(yàn)的概念:基本實(shí)驗(yàn)室使用電子儀器的能力;而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則是為了實(shí)現(xiàn)邏輯功能,而采用的是數(shù)字系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目,并將課外活動(dòng)結(jié)合進(jìn)來(lái),使學(xué)生的思維更加廣闊。
目前的電子大賽就是為高校的改革服務(wù),它是結(jié)合了電子信息的專業(yè)內(nèi)容,這種比賽在教學(xué)改革中起到了引導(dǎo)的作用。這十多年來(lái),在全國(guó)開(kāi)展了很多電子計(jì)算機(jī)的競(jìng)賽,這些競(jìng)賽對(duì)高校體系改革幫助十分明顯,它有助于有才能的年輕人展示自己的能力與專業(yè)水平。在電子竟賽出題中增大數(shù)字電路EDA的內(nèi)容可以引導(dǎo)高校建設(shè)EDA的實(shí)驗(yàn)室,例如:SOPC(系統(tǒng)集成芯片)是我國(guó)“十一五”制定的重大專項(xiàng),目前全國(guó)已在12個(gè)高校中成立了集成電路人才培養(yǎng)基地。
4 結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)階段是電子化的時(shí)代,科學(xué)的進(jìn)步帶動(dòng)了電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。大量的可編程器件被采用,這使得傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯方法明顯變化。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越高,使得人們對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)逐漸深刻,計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念開(kāi)始突破原有的范圍。數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)在各種現(xiàn)代技術(shù)的合力推動(dòng)之下,得到了明顯的提升,可以做到使學(xué)生緊跟在市場(chǎng)的前沿。所以,數(shù)字電路和邏輯設(shè)計(jì)的改革加快了這門(mén)科學(xué)的發(fā)展,提高了學(xué)生們解決實(shí)際問(wèn)題的能力,給學(xué)生們的就業(yè)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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[2]曹魏,徐東風(fēng).計(jì)算機(jī)教育[J].
【關(guān)鍵詞】集成電路設(shè)計(jì) 工業(yè)化教學(xué)模式 研究與實(shí)踐
一、集成電路設(shè)計(jì)業(yè)背景
集成電路(Integrated Circuit,IC)是指將很多微電子器件電路集成在芯片上的一種高級(jí)微電子器件。通常使用硅為基礎(chǔ)材料,在上面通過(guò)擴(kuò)散或滲透技術(shù)形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體及PN結(jié)。20世紀(jì)中期,半導(dǎo)體設(shè)備可實(shí)現(xiàn)真空管功能的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以及半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,使得集成電路成為可能。第一個(gè)集成電路雛形是由杰克?基爾比于1958年完成的。僅僅在其開(kāi)發(fā)后半個(gè)世紀(jì),集成電路變得無(wú)處不在,電腦、手機(jī)和其他數(shù)字電器成為現(xiàn)代社會(huì)結(jié)構(gòu)不可缺少的一部分。
二、Linux/Unix背景
UNIX操作系統(tǒng)(UNIX)是美國(guó)AT&T公司1971年在PDP-11上開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng),具有多用戶、多任務(wù)的特點(diǎn),支持多種處理器架構(gòu)。Linux操作系統(tǒng)(Linux),是一系列類Unix計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。Linux操作系統(tǒng)是自由軟件和開(kāi)放源代碼發(fā)展中最著名的例子。
在集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)中,有著簡(jiǎn)明清晰的權(quán)限控制、高穩(wěn)定性、高性能、可大規(guī)模并行以及有著深厚開(kāi)發(fā)工具基礎(chǔ)的Linux/Unix操作系統(tǒng)被廣泛地使用。這就意味著,掌握Linux/Unix操作系統(tǒng)的使用是集成電路設(shè)計(jì)工程師必需的基本技能。為了滿足工業(yè)界的需求以及培養(yǎng)合格的工程碩士,數(shù)字集成電路與系統(tǒng)集成專業(yè)設(shè)置了工業(yè)Linux/Unix課程以培訓(xùn)相關(guān)技能。
工業(yè)Linux/Unix課程則主要針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)工業(yè)界的需求,對(duì)未來(lái)的集成電路工程師進(jìn)行必要的職業(yè)技能培訓(xùn),使其能在進(jìn)入工業(yè)界后迅速地熟悉相應(yīng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)并在該平臺(tái)上發(fā)揮其集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的知識(shí)與技能。該課程有著以下特點(diǎn):
(一)針對(duì)性強(qiáng)。本課程的教學(xué)目標(biāo)非常明確:使得學(xué)生們通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)能夠掌握工業(yè)生產(chǎn)流程中最有可能遇到的部分知識(shí)與技能,擁有很強(qiáng)的針對(duì)性。
(二)注重培養(yǎng)實(shí)際操作能力。本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)可進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的集成電路設(shè)計(jì)工程師,滿足工業(yè)界的需求,而不是為研究院所提供科研人才,實(shí)際的操作能力是本課程的重點(diǎn)所在。
三、工業(yè)化教學(xué)模式
為滿足該課程的教學(xué)目標(biāo),建議對(duì)工業(yè)化產(chǎn)業(yè)化的教學(xué)模式在該課程教學(xué)中實(shí)施2.以下幾個(gè)方面的措施:
(一)課程結(jié)構(gòu)原子化。針對(duì)該課程知識(shí)點(diǎn)眾多針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn),重新梳理課程結(jié)構(gòu)、整理課程體系。將課程內(nèi)容按照工業(yè)界開(kāi)發(fā)流程分割排列為若干相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的單元。即仿真以下情景:一組從未接觸過(guò)Linux/Unix操作系統(tǒng)的工程師被要求在該操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),同時(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與時(shí)間進(jìn)度均有著相應(yīng)的要求,那么他們應(yīng)該如何學(xué)習(xí),何時(shí)以及如何在學(xué)習(xí)階段和開(kāi)發(fā)階段相互切換,才能以最優(yōu)解完成任務(wù)。
(二)講練結(jié)合。針對(duì)該課程注重實(shí)際操作能力的特點(diǎn),該課程一半以上的課時(shí)設(shè)置為實(shí)驗(yàn)課;并在時(shí)間上與講授課程結(jié)合,講完一個(gè)單元隨即練習(xí)一個(gè)單元。既能及時(shí)鞏固講授課程內(nèi)容,又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足。比如在版本控制工具subversion講授課后,安排學(xué)生上機(jī)以小組形式使用該工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)。通過(guò)不同組員同時(shí)更改同一源代碼文件后自動(dòng)報(bào)告有需要解決的更新沖突這一虛擬場(chǎng)景,使得學(xué)生能充分體會(huì)到使用版本控制工具的優(yōu)勢(shì)和好處,進(jìn)而自發(fā)地進(jìn)行練習(xí)希望能夠掌握并使用該工具來(lái)完成自己最終的課程設(shè)計(jì)。
(三)產(chǎn)品代替實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課中,以逐步完成一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品為最終目標(biāo),有機(jī)結(jié)合不同單元的教學(xué)內(nèi)容。拋棄了以往的給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容列表,學(xué)生們按部就班走流程的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?。?shí)驗(yàn)課沒(méi)有硬性要求,但最終需要提交完整的產(chǎn)品作為實(shí)驗(yàn)成果。同時(shí),在實(shí)驗(yàn)課最后會(huì)提出若干思考問(wèn)題,鼓勵(lì)創(chuàng)新,引導(dǎo)學(xué)生完成額外的功能以完善自己的產(chǎn)品。如前面所述的makefile實(shí)驗(yàn)中,鼓勵(lì)學(xué)生改進(jìn)優(yōu)化原有示例,不同的學(xué)生就會(huì)提出不同的解決方案,改良的方式各有側(cè)重,有的傾向與代碼的簡(jiǎn)潔性,有的傾向于功能的完整性,有的則傾向于用戶體驗(yàn)的舒適性。這樣不但鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力,同時(shí)還培養(yǎng)了其跳出書(shū)本、主動(dòng)思考的創(chuàng)新精神。
(四)工程代替考試。課程終期設(shè)置從實(shí)際工業(yè)環(huán)境中抽象出來(lái)的實(shí)際工程來(lái)作為對(duì)學(xué)生水平的考核。給予學(xué)生的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)文檔相當(dāng)于工業(yè)界的客戶需求文檔。學(xué)生需要靈活應(yīng)用課程中學(xué)到的內(nèi)容、模仿實(shí)驗(yàn)課中使用的流程進(jìn)行自主開(kāi)發(fā),完成能夠滿足需求書(shū)上描述功能的產(chǎn)品,提交包括最終產(chǎn)品、源代碼、用戶手冊(cè)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、測(cè)試計(jì)劃書(shū)以及工程開(kāi)發(fā)進(jìn)度記錄等一系列成果。并在最后課上通過(guò)產(chǎn)品展示的方式向全班同學(xué)“推銷”其產(chǎn)品,而其他同學(xué)則通過(guò)客戶角度給予該產(chǎn)品評(píng)價(jià)。通過(guò)前期的產(chǎn)品測(cè)試、撰寫(xiě)用戶手冊(cè)、設(shè)計(jì)推銷手段等流程給予成果自評(píng),并通過(guò)其他學(xué)生的反饋得到客戶評(píng)價(jià),從而使得學(xué)生能更深刻地認(rèn)識(shí)到自己產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),進(jìn)而在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的流程中掌握課程中所要求的知識(shí)與技能。
筆者認(rèn)為,研究生階段的教學(xué)工作一定要傾向于研究性教學(xué)或工程性教學(xué)。這兩種教學(xué)和之前階段的高等教育最大的不同就在于開(kāi)放性、可擴(kuò)展性的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生的自學(xué)意識(shí)和創(chuàng)新精神是非常必要的。通過(guò)在集成電路專業(yè)實(shí)用Linux/Unix教學(xué)中研究并實(shí)踐工業(yè)化的教學(xué)模式,并觀察總結(jié)學(xué)生的反饋,該教學(xué)模式非常適用并且效果優(yōu)秀。該教學(xué)模式不但能夠顯著提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的關(guān)注度與投入度,而且還能培養(yǎng)其自學(xué)能力、創(chuàng)新精神、活學(xué)活用的能力等潛在能力,是工程型課程教學(xué)中不可多得的優(yōu)秀教學(xué)模式。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞]示范性微電子學(xué)院;集成電路;人才培養(yǎng);產(chǎn)學(xué)協(xié)同
[中圖分類號(hào)]G64[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]2095-3437(2020)07-0001-04
回顧整個(gè)中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)歷程,作為高等教育中至關(guān)重要的一部分,工程教育在國(guó)家現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮著不可替代的作用。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)改革和世界范圍產(chǎn)業(yè)變革的過(guò)程中,我國(guó)的工程教育也在不斷改革創(chuàng)新。從工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的建立,到PBL和CDIO理念的引入,實(shí)施卓越工程師計(jì)劃和建立國(guó)家示范性軟件學(xué)院、微電子學(xué)院,再到加入《華盛頓協(xié)議》和新工科的提出,中國(guó)的工程教育一直在實(shí)踐中發(fā)展。在中國(guó)工程教育改革中,2001年開(kāi)始的國(guó)家示范性軟件學(xué)院建設(shè)作為教育改革的“示范區(qū)”,發(fā)揮著重要的作用。本文在借鑒示范性軟件學(xué)院十多年建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)階段示范性微電子學(xué)院的建設(shè)情況,對(duì)2015年開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行思考與總結(jié)。
一、示范性微電子學(xué)院成立背景
21世紀(jì)初,信息化在世界范圍內(nèi)開(kāi)始普及,軟件產(chǎn)業(yè)在世界社會(huì)發(fā)展中的地位和重要性開(kāi)始顯現(xiàn)。軟件產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)時(shí)的新興產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)出向發(fā)展中國(guó)家大規(guī)模轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),國(guó)內(nèi)外巨大的軟件市場(chǎng)導(dǎo)致對(duì)軟件從業(yè)人員需求量的劇增。國(guó)家從當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外行業(yè)背景及國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),于2001年由教育部正式設(shè)立國(guó)家示范性軟件學(xué)院,首批試點(diǎn)35所(后增加至37所),均由國(guó)家重點(diǎn)高校負(fù)責(zé)建設(shè);2004年教育部針對(duì)高職類學(xué)校又設(shè)立了36所高職示范性軟件學(xué)院。其后,各省、市結(jié)合自身地方產(chǎn)業(yè)成立了省級(jí)示范性軟件學(xué)院50多所,對(duì)軟件人才進(jìn)行儲(chǔ)備。從2001年至今,示范性軟件學(xué)院經(jīng)歷了十多年的建設(shè)與發(fā)展,在人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)上都取得令人矚目的成就。在此期間,我國(guó)的軟件產(chǎn)業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展,其中尤以華為、阿里巴巴、百度、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為代表。
經(jīng)過(guò)十多年的積累和追趕后,我國(guó)不但解決了軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期規(guī)模弱小、產(chǎn)業(yè)單一、人才技術(shù)短缺等諸多問(wèn)題,而且在部分領(lǐng)域超過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家,并形成了中國(guó)特色的“互聯(lián)網(wǎng)+”新型經(jīng)濟(jì)模式。接下來(lái),國(guó)家開(kāi)始效仿軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,對(duì)信息領(lǐng)域更基礎(chǔ)、更關(guān)鍵但更薄弱的“卡脖子”短板——集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)起沖鋒。特別是近年來(lái),在國(guó)際貿(mào)易保護(hù)主義抬頭和美國(guó)對(duì)華貿(mào)易戰(zhàn)的背景下,從晉華、中興到華為、大疆,以集成電路為代表的高科技產(chǎn)業(yè)形勢(shì)尤為嚴(yán)峻,發(fā)展變得刻不容緩。
2014年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》(以下簡(jiǎn)稱《綱要》),指出“集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)”?,F(xiàn)階段我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)主要面臨核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)業(yè)鏈不完善、資金投入不足、創(chuàng)新人才短缺4個(gè)核心問(wèn)題。參考軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,為解決集成電路產(chǎn)業(yè)4個(gè)核心問(wèn)題中的人才短缺問(wèn)題,示范性微電子學(xué)院應(yīng)運(yùn)而生。
二、示范性微電子學(xué)院的成立
《綱要》從組織領(lǐng)導(dǎo)、資金政策、金融稅收、人才保障等8個(gè)方面采取了保障措施,指出“加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度,建立健全集成電路人才培養(yǎng)體系,支持微電子學(xué)科發(fā)展,通過(guò)高校與集成電路企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才等方式,加快建設(shè)和發(fā)展示范性微電子學(xué)院和微電子職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)”。這是繼2011年國(guó)務(wù)院《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》后,國(guó)家再次對(duì)高校示范性微電子學(xué)院建設(shè)提出的明確要求。
2014年教育部《關(guān)于試辦示范性微電子學(xué)院的預(yù)通知》。2015年六部委《關(guān)于支持有關(guān)高校支持建設(shè)示范性微電子學(xué)院的通知》(以下簡(jiǎn)稱《通知》),明確支持清華、北大、浙江大學(xué)等9所高校建設(shè)示范性微電子學(xué)院,支持北京航空航天大學(xué)、南京大學(xué)等17所高?;I備建設(shè)示范性微電子學(xué)院,示范性微電子學(xué)院建設(shè)序幕自此開(kāi)啟。
三、示范性微電子學(xué)院定位及現(xiàn)狀
《通知》指出:示范性微電子學(xué)院的建設(shè)要以人才培養(yǎng)為中心,深入開(kāi)展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人,加快培養(yǎng)集成電路產(chǎn)業(yè)急需的工程型人才。可以看出,“以人才培養(yǎng)為中心”和“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”是示范性微電子學(xué)院建設(shè)的兩個(gè)核心要求,“工程型”人才是示范性微電子學(xué)院培養(yǎng)人才的根本目標(biāo)。
自2015年第一批示范性微電子學(xué)院成立至今,各個(gè)示范性微電子學(xué)院的建設(shè)歷程和辦學(xué)模式各不相同,有的是在原有信息學(xué)院或微電子學(xué)院的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè),有的是新設(shè)立微電子學(xué)院掛靠其他成熟學(xué)院運(yùn)行,有的是整體新建并單獨(dú)運(yùn)行。由于處于建設(shè)初期,不同學(xué)校都因地制宜、因時(shí)制宜地進(jìn)行摸索,或大刀闊斧,或小步慢跑。目前,各個(gè)學(xué)校的微電子學(xué)院都在人才培養(yǎng)、師資規(guī)模、校企合作等方面都取得了一定的階段性成果。
與此同時(shí),示范性微電子學(xué)院在建設(shè)的過(guò)程中,也都面臨一些共性的難題,如示范性微電子學(xué)院與一般學(xué)院的定位區(qū)別、如何進(jìn)行“工程型”人才培養(yǎng)、如何擴(kuò)大招生規(guī)模與影響、如何更好地與企業(yè)結(jié)合,以及如何對(duì)示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行評(píng)價(jià)等,這些都是示范性微電子學(xué)院面臨或?qū)⒁媾R的問(wèn)題。
四、對(duì)示范性微電子學(xué)院建設(shè)的幾點(diǎn)思考
當(dāng)然,示范性微電子學(xué)院建設(shè)也并非無(wú)樣板可以參考,2001年開(kāi)始建設(shè)的示范性軟件學(xué)院就是很好的借鑒,特別是在辦學(xué)模式、人才培養(yǎng)、師資管理等諸多具體、常規(guī)問(wèn)題上。然而,軟件行業(yè)和集成電路行業(yè)相差較大,而且當(dāng)今的時(shí)代背景和2000年也完全不同,如何圍繞“人才培養(yǎng)為中心”“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”這兩個(gè)核心來(lái)建設(shè)微電子學(xué)院,需要全體高等教育工作者進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)地思考和探索。本文從浙江大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“浙大”)示范性微電子學(xué)院建設(shè)的實(shí)踐出發(fā),分享一些經(jīng)驗(yàn)與思考。
(一)學(xué)科劃分與評(píng)估體系
學(xué)科劃分和評(píng)價(jià)問(wèn)題是微電子學(xué)院建設(shè)能否成功的核心問(wèn)題,關(guān)乎微電子學(xué)院的建設(shè)方向和結(jié)果。單獨(dú)的學(xué)科設(shè)置及評(píng)估體系,不僅能加強(qiáng)微電子學(xué)院的獨(dú)立性辦學(xué),也能更有效地促進(jìn)微電子學(xué)院建設(shè)的展開(kāi)。
1.設(shè)置微電子一級(jí)學(xué)科
人才作為第一資源以及集成電路產(chǎn)業(yè)的核心,微電子學(xué)院成立的根本目的就是為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)急需的“工程型”人才。然而受招生名額等條件的限制,現(xiàn)階段我國(guó)高校每年培養(yǎng)的集成電路高級(jí)專業(yè)型人才不足萬(wàn)人,而且缺口仍在擴(kuò)大,可見(jiàn),擴(kuò)大集成電路招生名額勢(shì)在必行。以浙江大學(xué)為例,2014年以前學(xué)校集成電路每年碩士、博士的招生人數(shù)在30人左右,即使示范性微電子學(xué)院成立以后,新增了微電子本科專業(yè),微電子學(xué)院每年本碩博招生也不足200人,以如此培養(yǎng)速度,根本不足以填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)人才需求的缺口。由于我國(guó)大學(xué)招生名額是與學(xué)科劃分掛鉤的,這就涉及一級(jí)學(xué)科設(shè)置的問(wèn)題。
目前,浙大微電子所在的一級(jí)學(xué)科是電子科學(xué)與技術(shù),其下含有電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)、電磁場(chǎng)與波、物理電子學(xué)四個(gè)二級(jí)學(xué)科,其中與微電子學(xué)院直接對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二級(jí)學(xué)科是:電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)。研究領(lǐng)域分別對(duì)應(yīng)集成電路的軟件部分和硬件部分,前者主要包括集成電路設(shè)計(jì),后者主要涉及集成電路產(chǎn)業(yè)中的制造、封裝測(cè)試。
此外,微電子一級(jí)學(xué)科問(wèn)題,除了與擴(kuò)大招生名額相關(guān)外,也和微電子學(xué)院的建設(shè)成敗有關(guān),因?yàn)檫@涉及微電子學(xué)院與高校原有信息學(xué)院的定位問(wèn)題,以及在學(xué)校的學(xué)科地位問(wèn)題。其實(shí)在建設(shè)示范性軟件學(xué)院時(shí),由于學(xué)科劃分的問(wèn)題,就存在著軟件學(xué)院與原有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)院的“瑜亮之爭(zhēng)”,學(xué)科資源配置之爭(zhēng)。最終,2011年教育部將軟件工程提升為一級(jí)學(xué)科,這才在一定程度上解決了上述問(wèn)題。從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,將微電子學(xué)與固定電子學(xué)、電路與系統(tǒng)等二級(jí)學(xué)科重整、提升為一級(jí)學(xué)科十分必要,且宜早不宜遲。
2.修訂學(xué)科評(píng)估體系
微電子學(xué)院建設(shè)要求以“人才培養(yǎng)為中心”,而傳統(tǒng)學(xué)科評(píng)估體系以“學(xué)科建設(shè)為中心”。因?yàn)椤爸行摹钡牟灰粯樱谶M(jìn)行微電子學(xué)院建設(shè)時(shí),學(xué)校在資源配置時(shí)就必須考慮效益比問(wèn)題。如果微電子學(xué)院建設(shè)的投入無(wú)法對(duì)學(xué)校的學(xué)科發(fā)展形成促進(jìn)作用,甚至因?yàn)榉至飨拗屏艘延袑W(xué)科的建設(shè),學(xué)校不僅不會(huì)支持微電子學(xué)院的建設(shè),甚至可能還會(huì)限制其發(fā)展。因此,在現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系下,示范性微電子學(xué)院很難做到完全以“教學(xué)”為中心,只能“教學(xué)科研”兼顧,最終微電子學(xué)院在很大概率上將會(huì)和傳統(tǒng)的信息學(xué)院同質(zhì)化。上述情況在軟件學(xué)院建設(shè)時(shí)出現(xiàn)過(guò),且仍未得到有效解決,這也是很多軟件學(xué)院選擇異地發(fā)展的原因,其目的是避免與本校原有的計(jì)算機(jī)學(xué)院分流資源。
在現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系下,即使能做到以“教學(xué)”為中心,也很難滿足微電子學(xué)院“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”的人才培養(yǎng)要求。因?yàn)楝F(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系偏向于理科化,重理論而輕實(shí)踐,無(wú)論是“教學(xué)”還是“科研”,學(xué)生注重“卷面”,教師注重“文章”。而微電子學(xué)院的建立要求緊貼產(chǎn)業(yè),注重實(shí)踐,產(chǎn)學(xué)協(xié)同,因此培養(yǎng)“工程型”人才在現(xiàn)有體系下很難做到。
其實(shí),2016年教育部提出新工科建設(shè),其本質(zhì)也是針對(duì)現(xiàn)有“理科化”學(xué)科評(píng)估體系與工科建設(shè)要求不相匹配的問(wèn)題??梢源竽懺O(shè)想對(duì)現(xiàn)有學(xué)科評(píng)估體系進(jìn)行必要的改革,如對(duì)基礎(chǔ)性學(xué)科依舊使用現(xiàn)有“理科性”評(píng)估體系;對(duì)應(yīng)用性學(xué)科,如新工科,則在原有的體系上建立新的“工科性”評(píng)估體系。這樣或許能從根本上改變我國(guó)“寫(xiě)論文的太多,做應(yīng)用的太少”、應(yīng)用研究和理論研究比例失衡的現(xiàn)狀。為體現(xiàn)示范性,上述設(shè)想甚至可以率先在示范性微電子學(xué)院進(jìn)行試點(diǎn),實(shí)踐可行后再逐步推廣到新工科乃至其他工程性學(xué)科。
(二)師生考核體系
示范性微電子學(xué)院要求“堅(jiān)持人才培養(yǎng)為中心”,在國(guó)家層面需要解決的是學(xué)科問(wèn)題,具體到學(xué)校和學(xué)院操作時(shí),就要考慮內(nèi)部的考核與評(píng)價(jià)問(wèn)題,其中主要涉及兩個(gè)方面,一是教師的考核,二是學(xué)生的考核。
1.教師考核體系
以人才培養(yǎng)為中心,要求教師的工作重心應(yīng)該是教學(xué),因此微電子學(xué)院教師在考核上應(yīng)該與傳統(tǒng)學(xué)院有明顯區(qū)別,比如加大教學(xué)在考核中的比重。微電子學(xué)院培養(yǎng)的人才要強(qiáng)調(diào)工程性,所以在教學(xué)考核中,要突出工程實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容。另外,在引進(jìn)師資時(shí),可以效仿軟件學(xué)院偏向引進(jìn)有企業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的教師,形成本校專職教師、企業(yè)兼職教師、適當(dāng)比例外教的格局,這一點(diǎn)浙江大學(xué)微電子學(xué)院在人才引進(jìn)時(shí)就尤為注重教師的行業(yè)或工程背景。
為了保證公平性,調(diào)動(dòng)教師的積極性,可以實(shí)行聘崗制和聘期制,不同崗位考核不一樣、聘期不一樣,如在浙江大學(xué),對(duì)不同類別的教師設(shè)置有:教學(xué)科研并重崗、工程教育創(chuàng)新崗、社會(huì)服務(wù)與技術(shù)推廣崗等,其中工程教育創(chuàng)新崗就是浙江大學(xué)針對(duì)工程教育改革新設(shè)置的崗位。
2.學(xué)生考核體系
微電子學(xué)院要培養(yǎng)“工程型”人才,因此針對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程、考核過(guò)程、評(píng)價(jià)過(guò)程要緊緊圍繞“工程”來(lái)設(shè)置。微電子學(xué)院學(xué)生與傳統(tǒng)學(xué)生培養(yǎng)最本質(zhì)的區(qū)別是“工程實(shí)踐”能力。在此之前,要提前區(qū)別一下其與動(dòng)手能力的差別。“工程實(shí)踐”能力與傳統(tǒng)工科學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的動(dòng)手能力不同,是要在工業(yè)生產(chǎn)的背景下,通過(guò)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)”,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的“工程師式思維和行為”。這要求學(xué)校必須為學(xué)生提供企業(yè)的工程環(huán)境而非簡(jiǎn)單的高校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。
正是因?yàn)槲㈦娮訉W(xué)院培養(yǎng)的人才需要工業(yè)生產(chǎn)背景,這就要求企業(yè)參與培養(yǎng),這從源頭上保證了學(xué)生培養(yǎng)會(huì)緊貼產(chǎn)業(yè)。通過(guò)設(shè)置新的學(xué)生評(píng)價(jià)體系來(lái)保證和監(jiān)督學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的獲得,這一點(diǎn)至關(guān)重要。也只有這樣,學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)才能立即上手,無(wú)須企業(yè)的再熏陶和培訓(xùn)。
浙江大學(xué)微電子學(xué)院對(duì)于學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的培養(yǎng)是根據(jù)學(xué)生的不同階段分步進(jìn)行的。首先,針對(duì)低年級(jí)的本科生,加大培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)課程的比例和學(xué)分,以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“動(dòng)手操作”能力。其次,對(duì)于高年級(jí)的本科生,則是通過(guò)到企業(yè)實(shí)習(xí)、參與導(dǎo)師企業(yè)課題(學(xué)業(yè)導(dǎo)師制)、科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)(SRTP)、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等來(lái)初步熏陶學(xué)生的“工程實(shí)踐”能力。最后,到研究生階段,通過(guò)企業(yè)、導(dǎo)師聯(lián)合制定課題,學(xué)生選題并到企業(yè)培養(yǎng)或參與企業(yè)橫向課題等方法來(lái)完成“工程能力”的塑造。
(三)校企合作
校企合作是微電子學(xué)院建設(shè)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)高校教學(xué)以學(xué)校為主,這在一定程度上導(dǎo)致了高校研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)、高校培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)需求脫節(jié)。高等工程教育改革的目的之一就是如何將高校與企業(yè)聯(lián)系緊密,互相促進(jìn),“如何引入企業(yè)參與到高校的人才培養(yǎng)”,從而達(dá)到“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”。
校企合作的目的是互利共贏。中國(guó)高校以育人為宗旨,具有一定的公益性,而企業(yè)以利益為根本,公益性只是其附帶屬性,只投入不計(jì)回報(bào)的企業(yè)少之又少。如何讓兩個(gè)不同的主體做到有機(jī)結(jié)合,使得“企業(yè)愿意參與,高校愿意放開(kāi)”是困難所在。從需求來(lái)看,高校育人,企業(yè)用人,高校和企業(yè)合作的紐帶在人——學(xué)生,解決好“如何以學(xué)生為紐帶將企業(yè)和高校緊密聯(lián)系在一起”是校企合作的關(guān)鍵所在。
從軟件學(xué)院的經(jīng)驗(yàn)看,多是通過(guò)校企理事會(huì)、共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地、共建師資隊(duì)伍、共設(shè)課程等方式來(lái)開(kāi)展校企合作。無(wú)論是以何種合作方式,想要長(zhǎng)久有效就必須做到互惠互利,純粹的一方投入不可持續(xù)。從浙江大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,比較有效的手段之一是:通過(guò)導(dǎo)師與企業(yè)的橫向合作為依托,以項(xiàng)目的形式將學(xué)生的培養(yǎng)參與其中。這是一種“基于項(xiàng)目的培養(yǎng)模式”,企業(yè)提出技術(shù)需求和課題資金,學(xué)校再給予學(xué)生名額、教學(xué)工作量等支持。通過(guò)一個(gè)個(gè)的具體項(xiàng)目,將學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)串聯(lián)起來(lái),形成規(guī)模效應(yīng)后再以創(chuàng)建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、研發(fā)中心、實(shí)踐基地等方式進(jìn)行深化。浙江大學(xué)成立工程師學(xué)院就是希望從學(xué)校層面來(lái)推進(jìn)和引導(dǎo)校企合作。此外,不同地區(qū)的微電子學(xué)院在專業(yè)設(shè)置上也應(yīng)針對(duì)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)需求開(kāi)設(shè)專業(yè),面向企業(yè)培養(yǎng)人,甚至可以對(duì)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行定向培養(yǎng),吸引企業(yè)深度參與學(xué)院建設(shè)。
校企合作不僅僅是學(xué)校和企業(yè)的問(wèn)題,政府的作用也尤為重要,因?yàn)檎莆罩诵牡纳a(chǎn)資料和分配政策。比如政府在審批、稅收減免、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助、教育資金、就業(yè)引導(dǎo)等各方面都能非常有效調(diào)動(dòng)企業(yè)和高校的積極性,促進(jìn)雙方的結(jié)合。日本20世紀(jì)70年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起,就是通過(guò)高校(實(shí)驗(yàn)室)、企業(yè)、政府三方的共同發(fā)力,成立“VLSI技術(shù)研究組合”,從而打破美國(guó)的壟斷。20世紀(jì)80年代韓國(guó)三星的崛起也與韓國(guó)政府的大力扶持密不可分,所以在這一點(diǎn)上值得我們國(guó)家借鑒和學(xué)習(xí)。
(四)硬件建設(shè)及平臺(tái)共享
集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)硬件設(shè)施要求極高,這是其與軟件產(chǎn)業(yè)最大的不同之一。如小型工藝操作、流片、實(shí)訓(xùn)等都需要高昂硬件和財(cái)力的支撐,因此微電子學(xué)院建設(shè)要格外重視大型共享平臺(tái)建設(shè),并以共享平臺(tái)建設(shè)為契機(jī)將校企合作、校地合作、學(xué)生實(shí)踐培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)連接。然而一般平臺(tái)投資都十分巨大,很難靠一己之力來(lái)進(jìn)行建設(shè),如浙江大學(xué)微納加工中心一期投入6000萬(wàn)、工程師學(xué)院微電子實(shí)訓(xùn)平臺(tái)投入近3500萬(wàn),紹興微電子研究中心投資近1億。微電子學(xué)院建設(shè)更應(yīng)注重開(kāi)放式辦學(xué),嘗試通過(guò)國(guó)家出資、政府出地、企業(yè)出技術(shù)、學(xué)校出人等多重模式,把握本地發(fā)展機(jī)遇以產(chǎn)業(yè)園、孵化器、共享平臺(tái)的形式來(lái)共贏發(fā)展。
(五)國(guó)家和學(xué)校支持
從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,建設(shè)成功與否與國(guó)家和學(xué)校的支持息息相關(guān)。因?yàn)檐浖W(xué)院建設(shè)經(jīng)費(fèi)自籌,所以從建立之初,就面臨著資金的壓力。從十多年后的評(píng)估結(jié)果來(lái)看,發(fā)展得好的軟件學(xué)院與學(xué)校的長(zhǎng)期支持密不可分;純粹依靠企業(yè)、學(xué)費(fèi)等來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作則很難實(shí)現(xiàn)。以浙江大學(xué)軟件學(xué)院為例,軟件學(xué)院之所以能在寧波辦學(xué),首先與寧波市政府給予啟動(dòng)資金、場(chǎng)地、師資、經(jīng)費(fèi)等全面的支持分不開(kāi),此外,與浙大持續(xù)的師資、運(yùn)營(yíng)等投入也密不可分,可以說(shuō)寧波市政府和浙大的支持二者缺一,浙大軟件學(xué)院就不會(huì)有今天的規(guī)模。從產(chǎn)業(yè)性質(zhì)來(lái)看,因?yàn)榧呻娐沸袠I(yè)對(duì)硬件的要求要比軟件行業(yè)高很多,這就決定了微電子學(xué)院的硬件投入要比軟件學(xué)院投入要大得多,所以微電子學(xué)院勢(shì)必更需要從國(guó)家、從學(xué)校爭(zhēng)取更多可持續(xù)的資金,如專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、低息貸款等,這樣才有可能實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。