尋找產(chǎn)學(xué)引爆點(diǎn)！微電子專業(yè)一線教學(xué)親歷者的心里話

現(xiàn)在的IP公司，EDA公司把很多東西都給你打好包了，相對(duì)設(shè)計(jì)起來(lái)其實(shí)沒(méi)那么難了。

趙新（嘉賓）

是的。其實(shí)EDA最需要的是計(jì)算機(jī)類的知識(shí)，就是說(shuō)你得懂算法，然后你還要懂一些模擬電路的原理，這樣你就可以寫出對(duì)應(yīng)的軟件算法。

幻實(shí)（主播）

我之前了解到趙老師您是川大非常受歡迎的老師，您的課很多人都愿意聽(tīng)。我想問(wèn)問(wèn)您在做教學(xué)設(shè)計(jì)或者在給學(xué)生講課的時(shí)候思路是什么？

趙新（嘉賓）

我們以本科微電子的培養(yǎng)為例，首先我們要做第一件事就是學(xué)情分析，所謂學(xué)情分析說(shuō)白了就是同學(xué)們希望老師以什么樣的方式上課，同學(xué)們希望老師上什么樣的課。

幻實(shí)（主播）

有點(diǎn)產(chǎn)品定位的感覺(jué)？

趙新（嘉賓）

就是解決痛點(diǎn)嘛。當(dāng)然也不能學(xué)生要什么就講什么，還要結(jié)合學(xué)校的教學(xué)要求，在這個(gè)大前提下我們?nèi)Q定講什么。

除了學(xué)情分析，我們盡量在做的教改嘗試是有關(guān)產(chǎn)業(yè)界的需求。因?yàn)楝F(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：學(xué)生畢業(yè)之后發(fā)現(xiàn)他學(xué)的東西與工作內(nèi)容不完全匹配，存在一定的差距，我們可能會(huì)針對(duì)這一點(diǎn)采取一些解決方案。

我們?cè)谂囵B(yǎng)本科學(xué)生的時(shí)候，正常的教學(xué)方式是老師在前面講學(xué)生在底下聽(tīng)，有人做過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種方式學(xué)生理解老師傳達(dá)的信息量最多只有75%，也就意味著課后還需大量的復(fù)習(xí)才有可能實(shí)現(xiàn)100%的轉(zhuǎn)化，這種效率是很低的。還有一種辦法，反客為主——老師變成“學(xué)生”，學(xué)生上臺(tái)來(lái)講，讓學(xué)生多說(shuō)，老師則作為一個(gè)引導(dǎo)的角色。數(shù)據(jù)顯示，這種方式同學(xué)們基本可以達(dá)到90%的效率，甚至有人可以實(shí)現(xiàn)100%的效率學(xué)到東西。

具體我舉一個(gè)例子，微電子學(xué)中我們有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)叫*I-V特性曲線，它講的是晶體管的一個(gè)漏電流和它輸入輸出電壓的一個(gè)關(guān)系曲線，這條曲線的一個(gè)特點(diǎn)就是很雜亂。根據(jù)以往的的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)是學(xué)生比較頭疼的難點(diǎn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，針對(duì)多個(gè)變量同時(shí)影響漏電流縱軸的變化部分，我們一般采用多講幾遍的方式，但是我們研發(fā)了一個(gè)帶AR功能的APP，學(xué)生只要在手機(jī)中安裝這個(gè)程序，掃描電路圖后這個(gè)曲線就躍然紙上了。

*趙老師手機(jī)app中的伏安特性曲線圖:常用縱坐標(biāo)表示電流IDS、橫坐標(biāo)表示電壓VDS，以此畫出的I-V圖像叫做晶體管的伏安特性曲線圖。伏安特性曲線主要是針對(duì)半導(dǎo)體的電阻的變化規(guī)律，是物理學(xué)常用的圖像法之一。

幻實(shí)（主播）

這有點(diǎn)仿真的概念,你們是把學(xué)生的電路圖提前給仿制出一個(gè)結(jié)果嗎？

趙新（嘉賓）

沒(méi)錯(cuò)。其實(shí)只是一個(gè)2D和3D的區(qū)別。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上還加了兩個(gè)進(jìn)度條，當(dāng)你滑動(dòng)左邊的進(jìn)度條，對(duì)應(yīng)改變的是輸入電壓（Vgs），當(dāng)你滑動(dòng)右邊的進(jìn)度條改變的是輸出電壓（Vds），如此這般，曲線從不同趨勢(shì)的改變就一目了然，這樣我們同學(xué)在認(rèn)知和了解的時(shí)候，就能全方位、多角度、全身心地參與學(xué)習(xí)。不僅如此，它還可以實(shí)現(xiàn)這些單獨(dú)變量對(duì)漏電流的精準(zhǔn)影響，通過(guò)這樣的方式同學(xué)就可以很快地了解這個(gè)曲線。

另一方面，現(xiàn)在的大學(xué)課堂上，手機(jī)的吸引力很多時(shí)候?qū)ξ覀兝蠋熒险n造成了很大的挑戰(zhàn)。當(dāng)你利用小屏讓學(xué)生去參與這件事情，他反而就不會(huì)拿手機(jī)做其他事情。這個(gè)APP會(huì)長(zhǎng)期的存在于我們同學(xué)的手機(jī)中，某種程度上都是對(duì)他的一個(gè)記憶引爆點(diǎn)，將來(lái)他們每次看到小程序要嘗試操作時(shí)，在玩的過(guò)程中，知識(shí)就能得到復(fù)習(xí)和加強(qiáng)。

幻實(shí)（主播）

在研究怎樣激發(fā)學(xué)習(xí)興趣方面確實(shí)花了很多心思。這種程序是您自發(fā)去做的嗎？

趙新（嘉賓）

主要的想法都是我想的，我們也會(huì)找一些公司共同合作。這里我想給很多老師一個(gè)建議：我們沒(méi)有必要在教學(xué)之外把任何創(chuàng)新設(shè)計(jì)都完全自己來(lái)做，當(dāng)然你自己能做就更厲害。如果某些方面是你的強(qiáng)項(xiàng)，某些方面你不擅長(zhǎng)，你可以找一些公司去合作，幫你做教改的課件或者像我們這個(gè)小程序的設(shè)計(jì)。

幻實(shí)（主播）

我知道你之前也在產(chǎn)業(yè)里工作過(guò)，你為什么當(dāng)時(shí)選擇了回高校教書？當(dāng)時(shí)對(duì)產(chǎn)業(yè)有什么樣的感受？

趙新（嘉賓）

干過(guò)兩天不能說(shuō)十分了解。我碩士的時(shí)候做過(guò)實(shí)習(xí)，在北京的一家小的創(chuàng)業(yè)公司，當(dāng)時(shí)做的就是集成電路、模擬電路方面的一些工作。后來(lái)讀了博士，其中兩年是在復(fù)旦，師從黃玉萍老師，另外兩年是在新加坡南洋理工大學(xué)，在劉愛(ài)群老師的指導(dǎo)下畢業(yè)。這個(gè)時(shí)候我主要的方向就不是集成電路設(shè)計(jì)了，而是MEMS傳感器這方面的內(nèi)容。后來(lái)到了新加坡的*IME，中國(guó)有中科院，我稱他們?yōu)椤靶驴圃骸?，在那邊我做了大量?shí)踐。總之，我把設(shè)計(jì)學(xué)了點(diǎn)，工藝也學(xué)了點(diǎn)，后來(lái)在美國(guó)待了一段時(shí)間，也看到了硅谷的一些創(chuàng)業(yè)方式。

最后選擇回歸學(xué)校有多種原因，其中一個(gè)原因就是我經(jīng)常回想本科時(shí)我的學(xué)習(xí)方式和方法，如果能夠?qū)⑦@些個(gè)人在學(xué)習(xí)過(guò)程中的心得分享給學(xué)生的話，可能會(huì)起到更大的作用。畢竟一個(gè)人的能力是有限的，但是作為一個(gè)老師，如果能把自己以前的聽(tīng)課方法，學(xué)習(xí)的方式，對(duì)這門課和這個(gè)領(lǐng)域的一種態(tài)度感染給學(xué)生，這樣將來(lái)你為這個(gè)領(lǐng)域做的貢獻(xiàn)可能就更大。我本人也比較能交流，我喜歡分享。

微電子研究所（IME） （圖源：新加坡微電子研究所官方網(wǎng)站）

幻實(shí)（主播）

喜歡和大家一起探討，其實(shí)這可能也是骨子里的底色了。我覺(jué)得有這么好的國(guó)際化視野，然后再去帶學(xué)生，確實(shí)會(huì)給學(xué)生很多新的想法。我覺(jué)得學(xué)這么枯燥的東西，如果能有很好的引路人確實(shí)不錯(cuò)，所以這里我也歡迎收聽(tīng)我們欄目的小伙伴們，如果想去報(bào)考研究生博士生，不妨聯(lián)系我們?nèi)フ亿w新老師。

趙新（嘉賓）

歡迎報(bào)考我們川大微電子系。

幻實(shí)（主播）

最后在我們節(jié)目里您有沒(méi)有想對(duì)行業(yè)發(fā)的呼吁？

趙新（嘉賓）

近期我看了最新的集成電路白皮書，最后相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)總結(jié)出了四點(diǎn)存在的問(wèn)題。其中第二點(diǎn)重點(diǎn)說(shuō)的就是我們集成電路的師資，某種程度上還是匱乏。就目前來(lái)說(shuō)，我們有大約20萬(wàn)的人才缺口。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，高校培養(yǎng)的人才正好差不多是20萬(wàn)，有人說(shuō)這不就解決了？但真實(shí)情況是，根據(jù)統(tǒng)計(jì)這20萬(wàn)人里面只有大約12%，也就是3萬(wàn)左右的人會(huì)去進(jìn)入相關(guān)的領(lǐng)域?，F(xiàn)在隨著薪資待遇的提高，從事我們這個(gè)行業(yè)的人員比例會(huì)越來(lái)越高，換句話說(shuō)，你缺雞蛋，某種程度上其實(shí)更缺的是下雞蛋的母雞；你缺人才，相應(yīng)也缺培養(yǎng)人才的老師。

作為我們高校老師，說(shuō)實(shí)話科研壓力還是挺重的，既要搞科研又要搞教學(xué)，這個(gè)工作時(shí)長(zhǎng)比培養(yǎng)一個(gè)工程師還要長(zhǎng)。以模擬電路為例，培養(yǎng)一個(gè)可以獨(dú)立做項(xiàng)目的工程師至少要5年，更高級(jí)別的工程師可能要10年。作為高校老師，如果你想教學(xué)生，本身也得具備這樣的能力，這就需要花5到10年，另外你還要在教學(xué)技巧、教學(xué)方法上去不斷突破。像我自己現(xiàn)在教了8年學(xué)，我才感覺(jué)教的那兩門課在逐漸成型，能夠達(dá)到讓同學(xué)們漸漸滿意的程度了。

2015-2020年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)及增速 （圖源：集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心）

幻實(shí)（主播）

這是一個(gè)很厚重的時(shí)間積累。

趙新（嘉賓）

需要長(zhǎng)時(shí)間地培養(yǎng)意味著需要長(zhǎng)時(shí)間地投入，作為教師，用有限的精力兼顧科研和教學(xué)，實(shí)現(xiàn)合理的分配，這是一個(gè)難點(diǎn)。另外，我們希望在教育政策方面能夠考慮給教師一些激勵(lì)方案，如果僅讓老師“為愛(ài)發(fā)電”，我覺(jué)得不見(jiàn)得有顯著的效果。

幻實(shí)（主播）

優(yōu)秀的老師可能留不下來(lái)，這是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，可能相關(guān)機(jī)制上要更加的合理。

趙新（嘉賓）

沒(méi)錯(cuò)，雖說(shuō)集成電路有很多被卡脖子的技術(shù)，但解決技術(shù)的關(guān)鍵還是人，培養(yǎng)人才的教師同樣是稀缺人才，缺少了一個(gè)教師，培養(yǎng)學(xué)生的人數(shù)就不是1:1的比例，可能1:70或更多。所以希望能夠在教學(xué)的根本上，為老師方面多做考慮。

幻實(shí)（主播）

這也是替我們整個(gè)教師群體在做呼吁。集成電路雖然已經(jīng)成為了一級(jí)學(xué)科，但未來(lái)的路還有很長(zhǎng)，需要更多的人來(lái)加入。

目前國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)于微電子學(xué)專業(yè)的人才需求量還很大。然而，高校的供給和市場(chǎng)的需求還不能匹配，缺口問(wèn)題始終存在。此外，高校教師的缺乏使得師資力量分布不均，這些都潛移默化地影響著行業(yè)的人才輸送。

集成電路行業(yè)并非只需要高學(xué)歷人才，學(xué)歷是跨入這個(gè)領(lǐng)域的敲門磚，事實(shí)上，它更看重從業(yè)者的能力。完全沒(méi)學(xué)過(guò)電路設(shè)計(jì)也可以畫芯片版圖，往往藝術(shù)類的人畫得更好，因?yàn)樗麄兏袆?chuàng)造性，更能兼顧實(shí)用和美觀。

無(wú)論數(shù)字電路還是模擬電路，想要做到頂尖，都必須對(duì)版圖和計(jì)算機(jī)原理有深刻的認(rèn)識(shí)；另一方面，數(shù)字電路的入門更快速，有編程能力的軟件工程師或通信類、電信類專業(yè)的學(xué)生也可以從事相關(guān)行業(yè)。

根據(jù)《中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2019-2020年版）》統(tǒng)計(jì)分析顯示，集成電路從業(yè)人數(shù)逐年增多，2019年就業(yè)人數(shù)在51.2萬(wàn)人左右，同比增長(zhǎng)了11%，半導(dǎo)體全行業(yè)平均薪酬同比提升了4.75%，發(fā)展環(huán)境逐趨改善。但從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)看，集成電路人才在供給總量上仍顯不足，也存在結(jié)構(gòu)性失衡問(wèn)題，亟待通過(guò)集成電路一級(jí)學(xué)科，以及產(chǎn)教融合育人平臺(tái)的建設(shè)，解決產(chǎn)教脫節(jié)、供需失配等問(wèn)題。

高校作為培養(yǎng)人才的重地，應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注產(chǎn)業(yè)需求，用需求來(lái)帶動(dòng)就業(yè)。只有產(chǎn)教深度融合，才能開(kāi)啟我國(guó)IC人才培養(yǎng)的大格局。