尋找產(chǎn)學(xué)引爆點！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，相對設(shè)計起來其實沒那么難了。

趙新（嘉賓）

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

幻實（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。我想問問您在做教學(xué)設(shè)計或者在給學(xué)生講課的時候思路是什么？

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（主播）

有點產(chǎn)品定位的感覺？

趙新（嘉賓）

就是解決痛點嘛。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。因為現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)一個問題：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，我們可能會針對這一點采取一些解決方案。

我們在培養(yǎng)本科學(xué)生的時候，正常的教學(xué)方式是老師在前面講學(xué)生在底下聽，有人做過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，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)生上臺來講，讓學(xué)生多說，老師則作為一個引導(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，甚至有人可以實現(xiàn)100%的效率學(xué)到東西。

具體我舉一個例子，微電子學(xué)中我們有一個知識點叫*I-V特性曲線，它講的是晶體管的一個漏電流和它輸入輸出電壓的一個關(guān)系曲線，這條曲線的一個特點就是很雜亂。根據(jù)以往的的教學(xué)經(jīng)驗，這個知識點是學(xué)生比較頭疼的難點。為了解決這個問題，針對多個變量同時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)了一個帶AR功能的APP，學(xué)生只要在手機(jī)中安裝這個程序，掃描電路圖后這個曲線就躍然紙上了。

*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（主播）

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

趙新（嘉賓）

沒錯。其實只是一個2D和3D的區(qū)別。我們在此基礎(chǔ)上還加了兩個進(jìn)度條，當(dāng)你滑動左邊的進(jìn)度條，對應(yīng)改變的是輸入電壓（Vgs），當(dāng)你滑動右邊的進(jìn)度條改變的是輸出電壓（Vds），如此這般，曲線從不同趨勢的改變就一目了然，這樣我們同學(xué)在認(rèn)知和了解的時候，就能全方位、多角度、全身心地參與學(xué)習(xí)。不僅如此，它還可以實現(xiàn)這些單獨(dú)變量對漏電流的精準(zhǔn)影響，通過這樣的方式同學(xué)就可以很快地了解這個曲線。

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，他反而就不會拿手機(jī)做其他事情。這個APP會長期的存在于我們同學(xué)的手機(jī)中，某種程度上都是對他的一個記憶引爆點，將來他們每次看到小程序要嘗試操作時，在玩的過程中，知識就能得到復(fù)習(xí)和加強(qiáng)。

幻實（主播）

在研究怎樣激發(fā)學(xué)習(xí)興趣方面確實花了很多心思。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，我們也會找一些公司共同合作。這里我想給很多老師一個建議：我們沒有必要在教學(xué)之外把任何創(chuàng)新設(shè)計都完全自己來做，當(dāng)然你自己能做就更厲害。如果某些方面是你的強(qiáng)項，某些方面你不擅長，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小程序的設(shè)計。

幻實（主播）

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

趙新（嘉賓）

干過兩天不能說十分了解。我碩士的時候做過實習(xí)，在北京的一家小的創(chuàng)業(yè)公司，當(dāng)時做的就是集成電路、模擬電路方面的一些工作。后來讀了博士，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)，在劉愛群老師的指導(dǎo)下畢業(yè)。這個時候我主要的方向就不是集成電路設(shè)計了，而是MEMS傳感器這方面的內(nèi)容。后來到了新加坡的*IME，中國有中科院，我稱他們?yōu)椤靶驴圃骸?，在那邊我做了大量實踐?？傊?，我把設(shè)計學(xué)了點，工藝也學(xué)了點，后來在美國待了一段時間，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，其中一個原因就是我經(jīng)?；叵氡究茣r我的學(xué)習(xí)方式和方法，如果能夠?qū)⑦@些個人在學(xué)習(xí)過程中的心得分享給學(xué)生的話，可能會起到更大的作用。畢竟一個人的能力是有限的，但是作為一個老師，如果能把自己以前的聽課方法，學(xué)習(xí)的方式，對這門課和這個領(lǐng)域的一種態(tài)度感染給學(xué)生，這樣將來你為這個領(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（主播）

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

趙新（嘉賓）

歡迎報考我們川大微電子系。

幻實（主播）

最后在我們節(jié)目里您有沒有想對行業(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)出了四點存在的問題。其中第二點重點說的就是我們集成電路的師資，某種程度上還是匱乏。就目前來說，我們有大約20萬的人才缺口。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，高校培養(yǎng)的人才正好差不多是20萬，有人說這不就解決了？但真實情況是，根據(jù)統(tǒng)計這20萬人里面只有大約12%，也就是3萬左右的人會去進(jìn)入相關(guān)的領(lǐng)域?，F(xiàn)在隨著薪資待遇的提高，從事我們這個行業(yè)的人員比例會越來越高，換句話說，你缺雞蛋，某種程度上其實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，說實話科研壓力還是挺重的，既要搞科研又要搞教學(xué)，這個工作時長比培養(yǎng)一個工程師還要長。以模擬電路為例，培養(yǎng)一個可以獨(dú)立做項目的工程師至少要5年，更高級別的工程師可能要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年中國集成電路市場規(guī)及增速 （圖源：集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心）

幻實（主播）

這是一個很厚重的時間積累。

趙新（嘉賓）

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

幻實（主播）

優(yōu)秀的老師可能留不下來，這是一個很現(xiàn)實的問題，可能相關(guān)機(jī)制上要更加的合理。

趙新（嘉賓）

沒錯，雖說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（主播）

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

目前國內(nèi)業(yè)界對于微電子學(xué)專業(yè)的人才需求量還很大。然而，高校的供給和市場的需求還不能匹配，缺口問題始終存在。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)歷是跨入這個領(lǐng)域的敲門磚，事實上，它更看重從業(yè)者的能力。完全沒學(xué)過電路設(shè)計也可以畫芯片版圖，往往藝術(shù)類的人畫得更好，因為他們更有創(chuàng)造性，更能兼顧實用和美觀。

無論數(shù)字電路還是模擬電路，想要做到頂尖，都必須對版圖和計算機(jī)原理有深刻的認(rèn)識；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)《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2019-2020年版）》統(tǒng)計分析顯示，集成電路從業(yè)人數(shù)逐年增多，2019年就業(yè)人數(shù)在51.2萬人左右，同比增長了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)性失衡問題，亟待通過集成電路一級學(xué)科，以及產(chǎn)教融合育人平臺的建設(shè)，解決產(chǎn)教脫節(jié)、供需失配等問題。

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，用需求來帶動就業(yè)。只有產(chǎn)教深度融合，才能開啟我國IC人才培養(yǎng)的大格局。