半導體產業亮紅燈,人才培養已成高校重大難題

半導體的高校人才培養是一個循序漸進又急需加速的過程。

在探討我國集成電路發展比國外慢半拍的時候,有個關鍵的問題便是人才,缺芯缺人才,是繞不過去的一道坎。

上個月,工信部在答政協函中提到,“將推進設立集成電路一級學科,進一步做實做強示範性微電子學院。”

而從北大清華伊始,我國的集成電路高校教育起點並不低,如今再回顧集成電路教育發展或許可以管中窺豹,瞭解為什麼我國半導體產業會長期處於缺人的困境中。

集成電路專業的開始,從“草臺班子”到重點學科

高校教育一直是人才的主要來源地,回看我國集成電路教育的發展,1956年是非常關鍵的一年,這一年的3月,當時的國家科學規劃委員會提出了“發展計算技術、半導體技術、無線電電子學、自動學和遠距離操縱技術的緊急措施方案。”

彼時在北大物理系任教的黃昆,大力號召國家培養專門的半導體人才,一場關乎我們未來幾十年乃至更長時間的教育變革開始了。

中國科學院應用物理所舉辦了半導體器件短期培訓班,把黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導體理論、晶體管制造技術和半導體線路的專家請回來。

在多方合力推動下,教育部又將北京大學、復旦大學、南京大學、廈門大學以及現在吉林大學的物理系老師和大四學生集中到北大物理系,開設了全中國第一個五校聯合的半導體專業。

聯合辦學的氣氛頗有些當年西南聯大的味道在其中,巧的是以一己之力促成第一個半導體專業的黃昆,也是從西南聯大走出來的。

五校聯合的半導體專業,短時間內就開設出了《半導體物理》、《半導體器件》、《晶體管原理》、《半導體材料》、《固體物理》、《半導體專門化實驗》等系列課程,時任班主任和副班主任的黃昆和謝希德,更是編纂了我國第一本半導體教材《半導體物理學》,以此為界,打開了我國半導體教育的新世紀大門,同時從北大物理系走出了一大批優秀的半導體學術帶頭人。

半導體產業亮紅燈,人才培養已成高校重大難題

在北大物理系陳辰嘉撰寫的《憶創辦中國第一個五校聯合半導體專業》文章中,提到從教學和培養人才的角度來看,五校聯合半導體專業所以能取得比較好的效果,主要原因在於十分重視與半導體學科有關的基礎教學,當時並不因為國家急需人才而把物理系重要的基礎課:《量子力學》、《統計物理》、《電動力學》、《理論力學》砍去,學生們不僅學習了傳統的物理系基礎課四大力學與固體物理,也攻讀了各種半導體專業課。

這是我國集成電路高等教育的開始,脫胎於物理系,又自成一派,奠定了之後集成電路專業的建設方向,很多高校的微電子專業早期都被歸屬到物理系,又稱為半導體物理與器件專業。

但遺憾的是,由於一些特殊原因,之後集成電路的教育被耽擱了一些年。真正大刀闊斧,自上至下地推動集成電路教育變革是千禧年之後。

2003年10月教育部、科技部批准了清華大學、北京大學、復旦大學、浙江大學、西安電子科技大學、上海交通大學、東南大學、電子科技大學、華中科技大學等九所高校為首批國家集成電路人才培養基地的建設單位。

之後的幾年裡,又陸陸續續批覆了十多所高校。

2015年,教育部等六部門發文要在全國範圍內支持建設示範性微電子學院共26所,各大高校陸續增開微電子專業以及集成電路專業。

在上述教育改革中,清華、北大、復旦、浙大、西電都是由科技部直接撥付專項經費支持專業建設和人才培養,由於半導體的實驗材料和設備都非常昂貴,專款專用,可以更有效地推動集成電路的高校教育發展。

但即便如此,半導體產業還是走不出人才慌的困境。

半導體人才培養為什麼脫節了?

確實,在半導體高等教育方面,國家一直通過教育改革,去優化完善專業的設置,以及課程體系的合理安排,但依然避免不了一個事實:落後的差距並沒有縮小,人才依然緊俏。

問題的癥結在哪裡?

首先是後期發力晚,人才培養週期很長,有些高校自身缺乏優秀的師資力量以及完備的半導體設備材料。能培養出頂尖IC人才、在半導體產業嶄露頭角的主要就是清華、北大、上交、東大、西電等高校。

舉個例子,清華大學電子工程系走出了中芯國際的三位關鍵人物江上舟、張文義、趙海軍,以及紫光的趙偉國等。

半導體的人才和設備都很“昂貴”,僅僅這兩個必備要素,就將多數高校的集成電路教育攔在了達標的門檻之外,這也是為什麼科技部和教育部要批覆集成電路人才培養基地的建設單位、建設示範性微電子學院。

半導體產業亮紅燈,人才培養已成高校重大難題

一方面是頂尖IC人才的數量少,另一方面雖然微電子專業的在校生數量多,但畢業後真正從事相關領域工作的卻少之又少。

如今的就業市場中,互聯網、通信、房地產、金融等高薪崗位帶走了一批IC人才,再加上熱門的算法、大數據工程師崗位,留給“錢少事多”的IC崗位的人更少了。

更為關鍵的是,半導體產業涉及到的旁支學科非常多,非常強調多學科的融合以及複合型人才的培養。既要懂IC,也需要對電子、信息物理、化學、材料等多學科觸類旁通。

但是在漫長的一段時間中,集成電路產業一直遵循著摩爾定律的概念發展,高校教育也一直沿襲著傳統的教學課程和方式。一邊追趕,一邊改革,不免有許多被忽略的東西。而且隨著產業發展進入到新階段,集成電路的內涵和外延也在不斷擴展,高校專業和課程設置的問題也越來越多。

在電子科技大學黃樂天教授看來,

研究集成電路已經不再是研究一種元器件,而是包含了從器件、電路到系統甚至軟件的綜合性學科。

就像如今大火的兩個技術方向:大數據和人工智能,教育部很快設立了單獨的專業來順應技術變遷和產業變革,今年有35所高校獲得首批人工智能專業建設資格。同樣的規律也適用於當前國內的集成電路教育。

在集成電路教育方面,也有不少高校的教授反映過當前國內微電子專業課程體系不完整的問題,比如我國的微電子專業基本沒有開設計算機體系架構、通信與網絡、媒體處理等方面的課程,但移動互聯網時代,這些都是非常關鍵的知識點。

綜上種種,讓國內的集成電路高校教育走入了瓶頸。

集成電路高校教育要何去何從?

為了培養集成電路人才,我們做了諸多努力和嘗試,但從結果來看,恐怕有不少產業內人士會覺得有些失望。

作為一個普通半導體產業觀察者,我們總是在各種會議上聽到大家高談闊論,說缺人,缺錢、都很著急。

但培養人才是個階段性的工作,並不是早上撒種澆水晚上就能結果,而半導體產業也是一個要“坐足冷板凳”的產業,教育也好、投資也罷,要有足夠的耐心,激進、速成都難以得到最優結果。

如今,高校教育的變革還在穩步推進中,早期的人才基地建設和示範性微電子學院建設也小有成果。

這是一個循序漸進的過程,一批優秀的IC人才從校園輸出到社會,或者回流到學校,才能有第二批乃至後續更多IC專業人才,去反哺高校教育和產業。

另外,集成電路教育被詬病的一點是產學研的結合。我國不少專業都是專業教育與實際應用脫鉤嚴重,但半導體教育的性質決定了,紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。

以臺灣為例,像臺灣大學在內的很多大學都在非常早期開通了半導體相關的專業,同時和美國半導體巨頭達成產學研的合作,向硅谷輸送人才,等技術成熟人才回來推動產業,臺積電的張忠謀、聯電的曹興誠以及聯發科的蔡明介都是非常典型的成功案例。

產、學、研三位一體,是普遍的共識,高校和企業合作,不是拉橫幅簽字拍照,而是真正落到實處,以己之長補他人之短。但冰凍三尺非一日之寒,細化到每個領域,都有無數的細節問題要逐一解決。

半導體產業亮紅燈,人才培養已成高校重大難題

而產業的變遷,對高校教育的影響顯而易見。所以,有了開篇將集成電路設為一級學科的建議,雖然學科的分類是我國特色,但從考評機制、到研究經費,一二級學科都是不同的待遇,本科和研究生的教育也能更加系統。

黃樂天教授接受媒體採訪時也表示,“以前的模式中,集成電路是被分散到各個學科中的。因此建設經費實際上是經過了“二次分配”甚至是“三次分配”,很多時候是拿不到建設經費的,尤其是對於一些集成電路方向實力偏弱的學校。對應的師資隊伍建設、教師職稱晉升等層面也會受到較大的限制甚至是打壓。而如果集成電路成為一級學科,等於將集成電路學科單列進入了考核和撥款計劃中,其發展空間相比於之前大了很多。這首先有利於形成一支較為全面的專業教師隊伍,也會在研究生招生名額等問題上有所改進。”

在高校集成電路教育方面,也有業內人士持不同意見,此前,鎂客網在採訪某半導體公司高管時,對方提到,國內各地的技術人員其實也很多,問題本質並不是沒有足夠數量的人才,而是沒有用好這些人。管理人才的人才(領軍人物)很重要,如果管理人才的最終是內耗,這是大大的糟蹋人才。

一級學科也好,二級學科也罷,歸根結底要解決的是集成電路教學和人才培養的難題,所以,

半導體的高校人才培養是一個循序漸進又急需加速的過程,我國集成電路產業的追趕速度如何最終也得看有多少優秀的人才湧入到這個行業,共同推動產業的創新和自強。

文章部分內容參考自:

1、《憶創辦中國第一個五校聯合半導體專業》作者:陳辰嘉

2、《再談集成電路成為一級學科》源自:半導體行業觀察

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