半导体工艺基础知识范文
时间：2023-11-23 17:53:36
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篇1
关键词：电子科学与技术；实验教学体系；微电子人才
作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]
一、学科背景及问题分析
1.学科背景
21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。
湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
2.存在的问题与影响分析
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。
二、建设思路
电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：
第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。
第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。
第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。
第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。
三、建设内容
微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。
电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。
（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。
（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。
（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。
（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。
四、总结
本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
参考文献：
[1]刘瑞，伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，（5）：6-9.
篇2
关键词：微电子；微项目；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0178-03
一、引言
微电子器件课程是一门以实践教学为主，以半导体基本理论和器件工艺知识为向导，以培养学生的实践创新能力和科学研究能力为目标的课程，是电子工程专业的重要内容[1]。它以微小型电子器件和各种传感器的设计、制作和测试为载体，培养学生的实践工程能力，使学生获得微纳器件制备工艺的基础知识，了解微纳器件的生产过程，并初步具备开发新型微纳米半导体器件的能力[2]。随着微纳米加工和检测技术的不断进步，新材料、新器件层出不穷。然而，由于微纳电子器件和传感器的制造和加工设备价格昂贵，国内拥有供科研和教学用的实验平台极其有限[3]。对于绝大多数的高校而言，传统的教学内容和教学模式与新形势下以培养学生的创新能力和工程实践能力为目标的教学要求之间的矛盾日益突出。本文以苏州科技学院的实际情况出发，发挥地域优势，通过跟中科院苏州纳米所的实践教学合作，探索出了一条具有开发微电子新产品、新技术和新工艺的应用型人才培养模式。
本文以电子科学与技术专业核心课程“微电子器件”教学实践为研究对象，针对本校电子工艺教学中存在的问题就该教学内容、教学方法和考核方式进行了探讨。
二、本校微电子器件教学中存在的问题
微电子技术的发展日新月异，对微电子人才的要求不断提升，2013苏州科技学院院电子信息工程专业被遴选为江苏省“十二五”高等学校重点专业和江苏省卓越工程师培养计划试点专业，自立项以来，学院始终坚持以“重点专业建设”为主线，坚持以创新理念思路为先导，以推进学生优质就业为导向，以提高人才培养质量为目标，加强专业建设。在各个方面有了极大的进步，形成了鲜明的特色，但在实践中仍存在一些问题，主要有如下几方面：
1.教学内容陈旧。授课内容依然局限于半导体基础知识、基本理论、基本方程、PN结、二极管、双极性晶体管与绝缘栅场效应晶体管的基本工作原理，以及二极管和三极管的小信号模型等，而对于真正的微电子工艺介绍则仅限于概念性的介绍，授课内容理论性太强、知识点过于抽象。随着MEMS加工技术的快速发展，超大规模集成电路、新型太阳能电池、陀螺仪、加速度计等新产品发展迅猛，传统的焊接训练、组装收音机、万用表等简单的电子产品越来越跟不上电子元器件和电子工业的飞速发展。以授课为主的传统教学模式已无法充分调动学生的学习兴趣和积极性，更无法锻炼学生的创新能力和实践能力，微电子器件教学应以生为本，以授为辅，向以培养学生的综合应用能力和创新实践能力的综合训练模式过渡。
2.经费的不足，实验设备缺乏。由于微纳器件加工和制造设备价格昂贵，实验环境要求苛刻，加之经费严重短缺，教学设备和实验仪器得不到及时的补充和更新，微电子器件教学只能停留在理论教学阶段，而对于电子工艺教学只能借助企业和科研院所进行短期参观和实习教学，学生没有机会亲自动手，无法深入理解所学的理论知识，严重影响教育和教学质量。
3.考核方式单一。单一的以卷面考试为核心，不能充分体现学生的实践能力、创新意识和综合素质。因此，本课程对学生的考核，以强调理论与实践的有机结合，校内与校外的结合。其中理论考试占学生总成绩的40%，实践考核占60%，理论考试由本校组织，实践考试由中科院苏州纳米所组织。真正做到有理论、有实践，最终考核以实践为主，组成双方参加的教学团队完成教授内容。
三、以生为本的高校微电子器件教学研究
1.优化教学内容。教学内容的设计是决定教学效果和课程建设优劣的先决条件，它决定了培养目标的实现与否。将传统的重理论、轻实践的教学内容和要求调整为重实践和轻理论。将微电子器件工艺课程内容分为理论教学（弱化）和实践教学（强化）两个模块进行施教：（1）了解微电子器件的基本原理，主要包括：半导体器件基础知识、能带理论、PN结以及MOS管的工作原理等内容。这部分内容介绍了集成电路制造的基础知识，阐述了集成电路制造工艺的物理基础和基本原理，铺平了学生探索之路，为实践工作奠定了理论基础。（2）掌握先进的微纳加工技术，主要包括：硅片的加工、掺杂技术、刻蚀技术、镀膜技术以及封装技术。这部分内容属于重点学习和掌握的内容。其中，掺杂技术包括离子注入技术和扩散技术，刻蚀技术包括光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀技术，镀膜技术包括氧化、物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积以及电镀技术，封装技术包括引线焊接技术、倒装焊技术以及TSV技术。而对于各章的单项工艺，如介绍光刻工艺工艺时，应强调光刻工艺的原理、光刻的步骤（八步）、光刻胶的类型（正向光刻胶和负向光刻胶）及特性、光刻的方式（接触式、接近式等）及各种方式的优缺点、影响光刻分辨率和对比度的因素等内容。这部分内容几乎涉及到半导体光电器件制备的所有流程，是培养学生实践能力和综合素质的重要环节。
2.多媒体辅助教学方式。运用多媒体技术辅助教学能使学生看到图文并茂、视听一体的交互式集成信息。笔者从教学实践出发，从多年的器件加工工作中积累了大量的视频资料和各种现场加工图片，在讲述工艺制备过程时，除了用实际生产过程中采集到的多幅图像外，还通过动画详细介绍了设备的内部结构、工作原理以及展示工艺设备的外形，同时利用EntaurusTCAD软件模拟工艺设备的工作过程及工作原理。如图1为甩胶工艺示意图；图2为课件中采用的光刻机工作原理。所用的图片均使CorelDRAW软件手工制作。一些较复杂的工艺采用视频录像的方式来展示，如图3所示为笔者在实验过程中录制的喷胶工艺视频录像，通过视频展现主要操作步骤和设备的关键结构。
3.强化参观-理论-实践相结合的教学模式。教师带领学生参观校外实习基地。中科院苏州纳米所的加工平台拥有电子束曝光机、透射电子显微镜、光刻机、倒装焊机等重大仪器设备，为各研究部项目的实施提供工艺条件和测试服务。同时也是一个公共的服务平台，具有广泛的服务对象，包括其他研究院所、全国各地大学和企业。参观这样的科研机构，能使同学全面了解本行业国内外发展的概况及先进的设备和工艺水平。在操作人员、技术人员和管理人员的讲解和交流中，学到更多的实践知识。
在实际操作教学环节上，对学生进行微电子器件加工综合培训，主要内容有：（1）理论学习：学习纳米加工平台的管理规定、行为规范以及安全知识等；（2）参观学习：通过学习纳米加工平台超净间知识讲解，实地参观介绍超净间的布局、环境，设备仪器的工作原理等；（3）实践考核：将学生划分为小组，每组不超过8人，参与研究所提供的微项目研究，每个微项目都包括一些基本的器件制备工艺，从硅片的清洗、光刻、刻蚀、镀膜、裂片到最后的封装测试。最终通过实验和理论相结合的形式对学生进行考核和测评。
通过微项目的实施，大大提高了学生的实践能力和创新能力[4]。使同学们感悟到，在微电子器件生产过程中，任何一个条件、一个参数甚至一个小小的失误都有可能导致流片过程的失败，从而使同学们树立正确、严谨的科学态度。通过参观学习与讲解指导相结合，动手实践与课堂学习相结合，学习到更多的宝贵经验和实践知识，极大地调动了学生的积极性，激发了学生的创作激情[5]。
4.完善考核办法。完善有效的考核方案，精减理论内容考核，把动手能力和综合分析问题的能力及创新能力作为主要考核内容。强调理论（40%）与实践（60%）的有机结合，校内与校外的结合，组成双方参加的教学团队完成考核内容，此种方法促进了学生对实践技能培养的重视和学习质量的提高。
结束语：
针对本校电子与信息工程学院微电子器件工艺课程的特点和教学中存在的问题，利用多媒体教学手段和中科院苏州纳米所加工平台为教学实习基地，建立了由教学内容的优化、教学方式的改革、参观微纳加工生产线及参与微项目实施相结合的特色教学方式，达到质量良好的整体教学效果。这种微电子器件教学模式的建立，有助于提高学生的工程素质、实践能力和创新意识。
参考文献：
[1]李鸿儒，王天曦，韦思健.在工程训练中注重“电子实习”课程的建设与改革[J].实验技术与管理，2007，24（12）：4-7.
[2]韩芝侠，脱慧，饶汉文，杨长安.电子工艺实习教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2007，26，（11）：108-111.
[3]梁齐，杨明武，刘声雷，等.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008，（1）：41-42.
篇3
在工作人员的陪同下，我们来到了首钢NEC的小礼堂，进行了简单的欢迎仪式后，由工作人员向我们讲解了集成电路半导体材料、半导体集成电路制造工艺、集成电路设计、集成电路技术与应用前景和首钢NEC有限公司概况，其中先后具体介绍了器件的发展史、集成电路的发展史、半导体行业的特点、工艺流程、设计流程，以及SGNEC的定位与相关生产规模等情况。
IC产业是基础产业，是其他高技术产业的基础，具有核心的作用，而且应用广泛，同时它也是高投入、高风险，高产出、规模化，具有战略性地位的高科技产业，越来越重视高度分工与共赢协作的精神。近些年来，IC产业遵从摩尔定律高速发展，越来越多的国家都在鼓励和扶持集成电路产业的发展，在这种背景下，首钢总公司和NEC电子株式会社于1991年12月31日合资兴建了首钢日电电子有限公司（SGNEC），从事大规模和超大规模集成电路的设计、开发、生产、销售的半导体企业，致力于半导体集成电路制造（包括完整的生产线――晶圆制造和IC封装）和销售的生产厂商，是首钢新技术产业的支柱产业。公司总投资580.5亿日元，注册资金207.5亿日元，首钢总公司和NEC电子株式会社分别拥有49.7％和50.3％的股份。目前，SGNEC的扩散生产线工艺技术水平是6英寸、0.35um，生产能力为月投135000片，组装线生产能力为年产8000万块集成电路，其主要产品有线性电路、遥控电路、微处理器、显示驱动电路、通用LIC等，广泛应用于计算机、程控和家电等相关领域，同时可接受客户的Foundry产品委托加工业务。公司以“协力敬业创新领先，振兴中国集成电路产业”为宗旨，以一贯生产、服务客户为特色，是我国集成电路产业中生产体系最完整、技术水平最先进、生产规模最大的企业之一，也是我国半导体产业的标志性企业之一。
通过工作人员的详细讲解，我们一方面回顾了集成电路相关的基础理论知识，同时也对首钢日电的生产规模、企业文化有了一个全面而深入的了解和认识。随后我们在工作人员的陪同下第一次亲身参观了SGNEC的后序工艺生产车间，以往只是在上课期间通过视频观看了集成电路的生产过程，这次的实践参观使我们心中的兴奋溢于言表。
由于IC的集成度和性能的要求越来越高，生产工艺对生产环境的要求也越来越高，大规模和超大规模集成电路生产中的前后各道工序对生产环境要求更加苛刻，其温度、湿度、空气洁净度、气压、静电防护各种情况均有严格的控制。
为了减少尘土颗粒被带入车间，在正式踏入后序工艺生产车间前，我们都穿上了专门的鞋套胶袋。透过走道窗户首先映入眼帘的是干净的厂房和身着“兔子服”的工人，在密闭的工作间，大多数IC后序工艺的生产都是靠机械手完成，工作人员只是起到辅助操作和监控的作用。每间工作间门口都有严格的净化和除静电设施，防止把污染源带入生产线，以及静电对器件的瞬间击穿，保证产品的质量、性能，提高器件产品成品率。接着，我们看到了封装生产线，主要是树脂材料的封装。环氧树脂的包裹，一方面起到防尘、防潮、防光线直射的作用，另一方面使芯片抗机械碰撞能力增强，同时封装把内部引线引出到外部管脚，便于连接和应用。
在SGNEC后序工艺生产车间，给我印象最深的是一张引人注目的的海报“一目了然”，通过向工作人员的询问，我们才明白其中的奥秘：在集成电路版图的设计中，最忌讳的是“一目了然”版图的出现，一方面是为了保护自己产品的专利不被模仿和抄袭；另一方面，由于集成电路是高新技术产业，毫无意义的模仿和抄袭只会限制集成电路的发展，只有以创新的理念融入到研发的产品中，才能促进集成电路快速健康发展。
在整个参观过程中，我们都能看到整洁干净的车间、纤尘不染的设备、认真负责的工人，自始至终都能感受到企业的特色文化，细致严谨的工作气氛、一丝不苟的工作态度、科学认真的工作作风。不可否认，我们大家都应该向他们学习，用他们的工作的态度与作风于我们专业基础知识的学习中，使我们能够适应目前集成电路人才的需求。
篇4
在无锡芯片设计群落中,美新在全球的专利超过30项,是国内少见的拥有MEMS产业核心技术的企业。在纳斯达克上市的四家中国芯片设计公司中(珠海炬力、中星微、展讯、美新),美新也显得卓尔不群。跟前三家不同,它的总部设在美国,高层都曾在国际级大公司独当一面。更重要的是,虽然整个半导体产业正处在前所未有的衰退之中,美新却是活力仍存。美新主管生产的副总经理张卫告诉记者,从2008年12月开始,美新的单子都来不及做,工人的数量一直在增加,形势远远好于预期。
赵阳则显得更为轻松,他甚至用“天赐良机”这个词来形容经济危机对美新的影响。“全行业的衰退对美新当然有影响,但谈不上有什么压力,比行业内其它公司要好得多,2009年业内同行的业绩平均要跌三成,但美新业绩能与2008年持平。这是企业转型的最佳时机。”
毫不夸张地讲,初闻此言的瞬间,记者甚至有被侮辱智商之感。半导体产业目前的萧条足以将任何经历过寒冬的业界老手彻底雷翻,行业风向标英特尔很可能在2009年第一季度终结持续盈利22年的神话;台积电总执行长蔡力行认为2009年全球半导体以营收为计算将会衰退30%;即便是长期被视为全球半导体市场增长发动机的中国,半导体产业也出现了有史以来的第一次衰退。iSuppli公司预计,2009年中国半导体市场将下降5.8%,甚至更糟。
2007年12月,美新半导体在纳斯达克上市,股价最高时曾超过10美元,如今已跌破2美元,由于市值缩水,2008年12月,业界甚至盛传联发科(MTK)准备收购美新。再看营收。美新2008年前三季度的营收约为1490万美元,同比下降了约20%,约为2007年全年营收(2527万美元)的59%。身处地球上竞争最惨烈的行业,面临百年不遇的经济危机,在股价大幅缩水之际“谈不上什么压力”,怎能不让记者感到怀疑?
蓝海
赵阳并不讳言美新股价的下滑,但他认为这并不能反映公司真正的价值。“美新股价下滑,一是因为大形势的影响,二是目前有很多基金面临困难,投资我们的几个基金也在兑现。在股灾来临时,受影响更多的是小公司,因为投资者此时看的不是你公司的实力和运作,而是看你的公司现金有多少,这是作价一家公司最安全的做法。”
很有道理,但依然是老生常谈。其实,赵阳真正的底气来自于其从事的行业――MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,即微机电系统),这是半导体行业的发展方向和前沿领域,有着广阔的成长空间。它是系统级的制造模式,整合了微电子和微机械,能按系统的思路来设计、制造、封装芯片。
“在美新出现之前,MEMS行业历史上没有一家公司赚过钱。我们是全球第一家,而且过去几年是以100%的增长速度在发展。”赵阳告诉记者,“你可以把人看成一个完整的电子系统。传统的半导体就像人的大脑,现在大脑已经极为发达,但缺了眼睛、耳朵、鼻子,无法感知外界环境,这就需要很多传感器,温度、光线、压力、风向、动作等等,MEMS就在做这些工作。”
这个趋势得到一些业内人士的认可。国金证券电子分析师程兵告诉记者,MEMS市场目前已超过300亿美元,它分为很多领域,美新所专注的传感器领域便是其中之一。随着任天堂的Wii游戏机和苹果公司的iPhone的成功,MEMS在消费电子产品方面的使用急剧增长。
“加速度传感器将成为手机的标准配置,这个趋势目前已经出现。”程兵说,美国法律规定2012年前全美所有轻于1万镑的汽车都要使用急剧转弯稳控技术,用于汽车电子稳定控制(ESC)的MEMS传感器全球销售也有望在未来几年内实现翻番。
国际巨头们的表现也与此相印证。ADI、飞思卡尔、意法半导体以及英飞凌并未因当前局势减少对MEMS的相关投资,反倒咬紧牙关反手加码,甚至将其升级至8寸厂生产。台积电、联电、联发科等台湾厂商也纷纷传出进军MEMS领域的消息,台湾工研院为了加强台湾MEMS产业地位,也将推出一套完整配套措施。
高科技企业在踩中产业大势之后的飞速成长很容易理解,但看不懂的是:美新仅有400余名员工,年营业额不过两三千万美元。这样一个小公司,何以能与这些营收动辄以几十亿美元计算的巨头们同场竞技,还让领军者“谈不上什么压力”?
美新“新”在哪儿?
“从成立之日起,美新参与的就是全球竞争,我们在国内没有竞争对手,能跟我们竞争的都是世界级厂商。”美新半导体副总经理张卫很自豪,“我们有三大优势,这是我们的核心竞争力。”
第一个优势是美新拥有的基于热对流技术的加速度传感器架构技术。MEMS主流市场是基于电容式的,美新是全球第一家基于热对流技术的MEMS厂商,到目前为止也是惟一一家,拥有100%的自主知识产权。
这是一个革命性的技术创新。如果仅凭这一项技术,想要在竞争激烈的半导体行业立足亦非易事,但美新在工艺上的优势弥补了这一点。同样,这也是驱动赵阳离开ADI选择自主创业的最关键因素。
“我在ADI开发出一项技术,可以用标准的CMOS工艺来开发MEMS,而当时所有加速度传感器都是非标准工艺,成本非常高。这套技术可以把成本降低90%。”赵阳告诉记者,半导体产业早已发展到设计、制造、封装、测试四业分离的阶段,Fabless(无生产线半导体供应商)模式已成为业界主流,但四五十年前并不是这样,那时半导体生产并没有一套标准工艺流程,每家做半导体的公司都得自己建厂并开发流程,费用昂贵到不堪忍受。
赵阳告诉记者,他开发的这套技术,意味着MEMS也可以像传统半导体行业一样,通过四业分离来降低运营成本。这也就成为美新具备的第二个优势。“这是竞争成败最关键的因素。”赵阳很是感激ADI当年的大度,在挽留无果的情况下,ADI决定帮助他创业,以技术入股的形式把这些技术和专利授权给了这家新成立的公司。
一套全新的商业模式随之而生,这构成了美新第三个核心竞争力。“要跟欧美厂商竞争,你得看清楚他们的弱点在哪里。”赵阳指出了欧美厂商的两大致命伤:成本太高以及对设计决定权的控制力正在丧失。
他解释说,在半导体产业,欧美厂商必须要保证有40%-50%的毛利,再拿出20%左右的资金来做新产品,必须不断研发新产品,没钱就没办法往前走。同时,随着越来越多的OEM改成了ODM模式,半导体行业的科技含量也越来越低。
“两岸没有太多自主研发的东西,基本是抄袭,好听点叫反向设计。”研发费用少致使中国半导体产业成本大幅度降低,加上人力资源便宜,因此台湾厂商有30%的毛利就肯干,大陆厂商更狠,20%、15%的毛利都肯干。“这么低的利润率,老美根本见都没见过,你说他们有什么可玩的?”
但反向设计能力太强也意味着原创能力不足,这是中国芯片设计公司致命之处。但美新有核心技术,独创的SemiFab(半代工)模式又恰能把美国的技术和中国低成本的运作完美结合。
“我们在创办美新时就定好了策略:技术在美国,生产在中国。我们在台积电流片(流片,像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片),然后再拿回美新做MEMS加工,最后再到南通富士通封装。”赵阳强调,所谓的Semi(一半)最多只有1/10,但却是最关键的技术。这样既节省了巨大的生产投入费用,又把关键技术掌握在自己手里,避免了纯Fabless很容易被抄袭、模仿的问题。
2004年-2007年,美新年销售额增长在70%以上,每年净收入的增长超过100%,2007年的毛利率接近60%,而国内半导体厂商毛利率达到20%就很已经很了不起。
静待时机
但美新真正的挑战目前还没有展开。赵阳真正关心的是一个目前看起来还不太明显的问题:价格。
“MEMS相对半导体而言成长是很快的领域,未来几年年增长率至少在20%以上,但目前增长主要是在手机上,这个钱很难赚,因为MEMS太贵了就没人用,但同时价钱又跌得快,到最后很难再赚到钱。”
这种情况已经出现过。美新第一个产品很有名,是ThinkPad著名的硬盘保护技术中的关键元器件――加速度传感器,最初IBM设计部门把专利做完了,却由于成本高达5美元被市场部门砍掉,美新把这个成本降到了2美元,获得了大量的市场订单,但做了一段时间美新选择了放弃。
“我们当时的竞争对手是大公司,觉得丢掉IBM这样的大客户很没面子,宁可亏本做,但之后再做下去已经没有意义。此外,电脑硬盘不会存在太久了,以后都是FLASH,所以硬盘保护技术也不会太久。”赵阳说。
这才是赵阳面临的真正难题,消费类电子长远来看很难做。为此,美新需要拓展更多的产品线,进入更多的领域以熨平市场波动。
赵阳认为目前这个时间点对转型来说再合适不过。
“转型是需要时间的,大家都不好的时候你可以藏起来,好的时候转型躲都躲不掉,对上市公司尤其如此。”赵阳告诉《中国企业家》,美新没有外债,账面上还有7000万美元现金,顺境中很多很难推进的公司变革,现在做起来也是事半功倍。
赵阳所做的第一件事是创办美新研究院,加大对研发的投资。“现在大家都在减速,这个时候要拼命搞研发,美新今年至少会在研发上投入500万美元。”赵阳透露,整个行业都在缩减开支,美新总开支没减,但把其它部门的开支紧缩再紧缩,重点扶持研发部门。
美新也在增加产品线。美新目前已生产出20多种型号的加速度计传感器,现在又研发新的传感器产品,光学传感器也正在研发之中。同时,美新也在向产业链上游延伸,做系统的解决方案。“光做元器件没有意义,我们想做真正有自己知识产权的系统,用美新特有的技术、器件和专利去构建,而不是像大多数公司那样买一堆零件自己拼凑。”
不久前,美新刚刚并购了杭州一家做工业流量表的企业。赵阳告诉记者,MEMS理论上能将工业流量表的灵敏度提高100万倍,实际上提个几万、十几万倍是完全可以做到的,这对工业来说是翻天覆地的变化。“这个杠杆效应很大,一个几百元的工业用表,加个几块钱的传感器,可以卖到上万元。”
赵阳相信这个数十亿美元的市场是一片更广阔的蓝海。“工业流量表这个行业目前是诸侯分据。他们的行业基础知识都在机械,电子是不懂的,更不要说MEMS。而我们在技术上有绝对优势,有全部的知识产权、解决方案和成熟团队。如果做好了,美新甚至有可能一统天下。”他同时透露,美新已经造出了样机。“我们还想借经济危机抄抄底,在国内外并购一些系统应用的MEMS公司,把业务扩展到航空航天、工业应用等利润更高的领域。”
赵阳同时也在致力于改善公司内部管理,不久前还毅然解雇了两位他认为伤害公司内部文化的老美副总。他坦言自己的强项是对技术开发和市场走向的把握,但需要一些深入理解中美两地文化和半导体业务的人做执行。同样,对自己是否能很好的管理已到一定规模的公司,他也颇感担心。
“上市只是拿到大学文凭,能否再上一个台阶就看这两年的转型了。”赵阳对美新的前景充满了信心,他认为半导体行业会在2010年前后逐步复苏,接下来会有五六年的好日子,现在所做的一切都是在为产业复苏做准备。“五年后,美新至少要做到一两亿美元,如果没做到,只能说明我这个董事长当得极为失败。”
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关键词：电子科学与技术；专业建设；办学定位
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0104-02
一、引言
常州大学电子科学与技术专业的办学定位是：结合我校“大工程观”人才培养特色，依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则，培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识、熟练实验技能，能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能，有较强的工程实践能力，能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。主要面向长三角地区微电子、新能源和新兴光电行业。
二、专业现状
1.社会需求情况。目前，电子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多的是小公司和小企业；既有国有企业和私营企业，更有合资、独资的外企。市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求，特别是高层次设计人才的短缺。
2.师资力量。本专业共有14位专职教师，其中教授1位、副教授3位，高级职称教师比例为28.6%，具有博士学位的教师9位，占比64.3%，另有4位教师博士在读，即将毕业。
3.科研情况。现有实验设备资产超过300万元，近五年来，获国家自然科学基金项目2项，市厅级以上项目4项，累计科研到款70余万元。发表三大检索论文50余篇、申请国家发明专利10余项。
4.课程设置情况。根据专业培养目标，课程设置时注重协调基础课、专业基础课和专业课之间的学时比例，并且加强实验教学环节，对于培养学生的专业知识和动手能力是十分必要的。主要的专业基础课有：模拟电子技术、数字电子技术、量子力学、数学物理方法、热力学与统计物理等课程。主要的专业课有：固体物理、半导体物理、半导体器件物理、MEMS技术、集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析等课程。实验环节有：基础物理实验、近代物理实验、专业实验、模拟电路实验、数字电路实验。
5.人才培养。本专业培养的学生，既有一定的数理基础，又具备凝聚态物理、材料物理、微电子技术等专业的相关知识，在薄膜制备、微电子工艺、电子技术产品的研制开发以及在边缘学科与交叉学科领域内就业的机会较多。近年来毕业生就业率一直超过95%，学生最近在人才市场应聘的反馈信息说明，我校本专业的学生与其他院校同专业的学生相比，就业有一定竞争优势。另外，考取硕士研究生的人数逐年在上升，近5年，共有37名学生考取了南京大学、东南大学、上海交通大学、苏州大学、山东大学、华中科技大学、上海大学、江南大学、北京工业大学等校相关专业的研究生继续深造，其中2011年、2012年和2013年考研录取率分别达到12.3%、15.9%和24.2%。
三、在专业建设方面，存在的主要问题有
1.师资力量仍然比较薄弱，教师专业结构还需要进一步优化和调整。主要体现在高级职称的教师比例仍然较低，教师专业结构较分散且偏物理，具有微电子或半导体领域研究背景的教师较少。原因就在于：（1）本专业属于热门专业，全国相关的企业众多，对高层次研究人员的需求较大，而培养相关专业研究生的院校相对较少，研究生毕业的规模还满足不了企业的需求。（2）企业给出的薪酬待遇较之高校要高出不少，这也是造成引进不到具有专业背景教师的一个极重要原因。（3）近一半教师是从事理论物理方面的研究工作，与电子科学与技术专业的工科背景相差很大，很难为专业建设提供必要的支撑。因此，需要进一步调整教师的专业结构。
2.科研平台和专业实验室建设仍需大力加强。物理学科在校内是属于弱势学科，不仅缺少高层次领军型的学术带头人，而且教师的科研水平还有待提高，因此面临着科研经费少、科研设备缺、科研氛围不浓厚等问题，科研平台的建设也存在着巨大的压力。虽然近年来专业实验室的建设取得了一定的成效，购买了一定数量的实验设备，基本满足了本科学生专业实验、毕业论文和研究生科研的需要，但仍然面临与实际生产联系不紧密、设备利用率低、维护人员缺、维护经费少、管理制度不完善等问题。
3.专业的教育质量有待进一步提高。电子科学与技术专业的教育质量、招生规模和培养方向与市场的关系是一种相互制约、相互相成的辩证关系。教育应该适应社会的发展需要，在社会需求和市场调节的作用下，如何提高教育质量是一个重大和综合性的课题。在这方面存在着：（1）缺少具有专业知识背景的教师，课程设置不规范，不是按需设课而是“因人设课”。（2）教材选择和讲授内容没有统一标准，仍然是“因人而异”。（3）课程知识讲授与实际生产联系不紧密，容易造成“照本宣科”的现象；（4）学生学习多以“自我为中心”，学习目的不明确、缺乏学习动力、对专业认识不够、毕业去向不明等问题。因此，必须从“教”与“学”两个方面来抓“质量”，只有经过“教”与“学”双方的协调发展，才能保证教学质量的提高。
4.专业实验教学环节有待进一步加强。专业实验的教学能使学生掌握实验知识和实验设备的使用，提高学生的动手能力和实践能力。从近几年学生的就业情况看，专业实验为学生就业打下了良好的基础。但是目前出现了专业实验开设数多、教学学时长、所需教师多，而教师个人工作量少、无人愿意承担实验课程等问题。
5.毕业生的就业导向有些许偏离。由于近几年毕业生的就业主要面向光伏企业，而且就业形势良好，这直接导致下面几届的学生认为本专业是面向光伏企业就业的，甚至有些老师也有同样的看法，这就限制了学生的就业面，也会使就业形势容易受到国际国内大环境的影响，而电科专业的学生培养和就业应当是面向整个微电子行业的。
四、专业建设措施
1.师资队伍建设。师资队伍建设是一切工作的基础，因为专业人才培养质量和科研水平全部依托于此。师资队伍建设应外引内培相结合，坚持以引进具有博士学位的高层次人才为主，并且重视制度设计，形成一整套卓有成效的人才引进、使用、培养和激励机制。（1）引进的人才应能满足电子科学与技术本科专业以及凝聚态物理、光电信息材料硕士点建设的需要，可定位于引进具有半导体材料与器件、集成电路设计、MEMS技术等领域研究背景的年轻博士，其中主要以引进半导体材料与器件领域的人才为主。考虑到专业的长远发展，应尽可能引进实验研究人才，相关的学科有物理学、材料科学与工程和电子科学与技术等。（2）在人才引进后的使用上应明确其主要任务是科研和专业建设，有计划地为其搭建科研设备。（3）制定科学合理的考核和奖励制度。人才引进工作应主动出击，按需引进，省内外相关的院校有：南京大学电子科学与工程学院、中科院上海技术物理研究所、苏州大学、华东师范大学信息科学技术学院、南京航空航天大学理学院等。
2.科研平台建设。好的科研平台是吸引优秀人才加入的一个关键因素，也是提升整体科研水平的重要保证。而目前的现状是投入到科研平台建设的经费较少，这有多方面的原因。不过，《常州大学“十二五”事业规划发展纲要》中明确提出要建设多学科协调发展的学科体系。因此，我们应加强科研平台建设与专业实验室建设的融合，使基础科研平台不仅能满足电子科学与技术专业本科生的毕业论文需求，而且能满足凝聚态物理和光电信息材料专业硕士生、相关教师的科研任务，以科研带动教学。
3.课程建设。课程建设是教学质量提高的保证，可以从以下几方面进行：（1）专业课的开设必须满足专业发展的需要。为此，教研室应认真讨论每一届学生的培养方案，根据市场需求、人才引进等情况及时调整培养方案。可以新增一些与专业、就业联系紧密的课程。（2）注重教材的通用性、经典性和新颖性。选择本专业多数院校都采用的教材。经典教材是国内或国外在本专业学习中长期使用并得到公认的优秀教材。学生通过经典教材的学习能够较为全面、系统地掌握所学的知识并提高分析问题、解决问题的能力。教材的新颖性是指新版和再版教材包含有本专业的最新知识和技术的内容，学生通过新版教材的学习能够了解当今世界上本专业领域中的最新知识和发展方向，拓展知识面。（3）为了解决目前出现的课堂讲授“照本宣科”、书本知识与实际生产联系不紧密等问题，可以考虑有计划地、有选择性地选派专业课教师下企业锻炼，提高教师的实践能力。
4.专业实验教学环节。针对目前专业实验中出现的问题，可以考虑大型设备的相关实验课仍由原先的几位老师承担，其余实验课由新引进的博士上，适当增加实验课教学的工作量。此外，除了目前已开出的专业实验，应充分利用已购买的设备，开设与企业生产工艺相关的专业实验，学习与制备一些半导体器件，同时应投入经费、人力，保证有专人负责维护、保养这些设备。
5.专业思想教育。专业课教师、系部负责人应加强对低年级学生的专业思想教育，使其对专业有清楚的认识，引导学生做好专业规划，明确学习目标，尽早准备。可以通过教师讲座、请已经工作或读研的同学参加座谈会、进企业参观实习等形式开展专业思想教育。
参考文献
[1]刘继春，毛剑波，杨明武.“电子科学与技术专业”学科建设探索与实践[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2008，（22）：138-141.
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关键词：电子科学与技术；培养方案；产学研；微电子；专业
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）44-0224-02
天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月，2003年正式开始招生，设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向，目前已开设的专业方向为微电子技术，以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设，目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点，建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室，达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试，以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点，充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势，把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。
一、拓宽专业方向、夯实专业基础
从电子科学与技术专业培养过程来看，为了突出专业方向，以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程，但每门课程的课时数较少，同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数，造成学生基础课没有学好，专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣，也就是专业基础没掌握牢，专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场，能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才，这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖，注重拓宽专业基础，增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础，培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深，给予了学生比较宽泛的知识，让学生了解本专业的各种研究方向，同样由于现在微电子技术发展很快，知识更新的周期很短，专业课不要求讲得很深，主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上，了解本专业方向的研究内容，掌握解决问题的基本思路和方法，以便能够根据实际工作需要，迅速掌握相关专业知识。
二、电子科学与技术专业培养方案特点
电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求，是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求，对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划，制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。（1）加大培养方案的宽松度与灵活性，重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程，增大选修范围，使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内，参考指导性教学计划的建议，结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养，创造了更大的空间。（2）重组专业基础课和专业课，构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课，拓宽专业的内涵，增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础，按一级学科构建专业基础，按一级学科或二级学科重组专业方向课程。（3）加强实践，将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性，增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力，培养学生的团队意识，本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上，又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于，引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题，因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识，课程设计采取组队的形式，由3～4名学生组成一个课题小组，互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设，为期8～10周，由学生利用课余时间完成，采用毕业设计的模式进行管理，最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于，通过阶段性实验使学生明确学习目的，并能理论联系实际，激发学生的求知欲，提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设，分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架，并提出一些专业上的问题，告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题，使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主，使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理，并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主，熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。
三、强化实践教学环节
大力加强实习教学环节，拓展一批校外实习基地，才能使学生走出去，学得成，真正做到学有专长。在校内，我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势，配备高水平的实习指导教师，向学生全天候开放，让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外，我们充分发挥高校科研优势，为天津滨海新区企业服务，建立稳固的校外实习基地，为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间，目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系，让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践，这样的实习取得了较好的实践效果。
四、开拓“产学研”模式的特色人才培养
随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划，其强大的功能集聚优势开始迅速形成，这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心，以集聚国内外研发资源为主线，构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系，建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集，发展电子信息产业等新型高科技产业，将加快滨海新区的总体建设步伐，奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时，国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的高新技术领域之一。因此，作为服务于电子信息产业的关键学科，在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设，我们已初步建立微电子专业方向，在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色，培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现，我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺，在教学方式上加强针对能力培养的实践教学，不断由校内向校外，由教室向生产现场延伸，在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺，培养出大批能熟练应用新技术、新工艺，并具有一定创新能力的高素质人才。
五、搭建竞赛平台，提高学生的创新精神和实践能力
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摘 要：激光加工产业作为国家重点发展的高端装备制造业，国家一直给予了较大的政策支持，其相关技术是政府重点扶植的高新技术。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确将激光技术列为重点发展的高新技术。结合专业建设需求，对市场进行调研，为了培养与社会主义现代化建设要求相适应，具备激光加工设备装配、调试、使用、维护及激光加工设备操作能力的高素质应用型专门人才，同时使激光加工技术的专业建设及课程设置能更好的体现高职教育的特点。
关键词：激光加工技术；专业建设；职业院校
为了培养服务激光加工设备制造和激光加工行业，培养与社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美全面发展，适应生产、建设、管理和服务第一线需要，具备激光加工设备装配、调试、使用、维护及激光加工设备操作能力的高素质应用型专门人才。同时使职业院校培养的学生更能符合企业对人才的需求。笔者特将企业对学生的基本技能等方面进行了调研。
1 情况说明
针对位于武汉・中国光谷东湖高新技术开发区的等十多家大型激光公司进行调研。调研主要采用了随机抽样的方式，发放问卷共50份，共计收回问卷43份，有效问卷40份，这次调研得到了公司的大力支持，报告内容丰富，结果客观公正。
2 调研结果及分析
2.1 企业对院校岗位的设置要求以及岗位对职工性别的要求
从激光加工技术专业的岗位设置情况来看，激光控制板焊接工、激光腔体装配工、激光机械构件装配工、激光器光学构件装配及调试工、激光器售后服务人员等为主要岗位，不同的岗位对职工性别的要求有很大的差异。每个岗位的具体要求如表1。
2.2 企业要求学生所需要掌握的基础知识
由于激光加工技术是国家重点支持和推广的一项高新技术，应用市场相当广泛，在汽车制造、半导体、航天航空等领域应用较多，在其它领域还有较大的发展空间。因此，要求学生所要掌握的基本知识也有较高的要求。学生所需要掌握知识的基本情况如表2。
2.3 企业要求学生所需要掌握的基本技能
高等教育的技能培养目标，除了考虑具体行业和职业岗位的需求外，还必须考虑学生日后会遇到的职业变更、技术更新及个人发展的需要。既要重视“专业技能”，又要重视“通用技能”的培养，以适应未来社会生活中知识更新的需要，为学生今后的发展和接受继续教育奠定一个较为宽厚的基础。从调研的结果来看，企业对学生的专业技能和通用技能的要求都比较高，几乎要求每位学生必须掌握电工基本技能、激光加工工艺技能、常见光学仪器的使用调试等基本技能。学生所要掌握的基本技能具体情况如图1。
学生所需掌握的基本技能2.4 企业要求学生具有的基本素质
由于基本的工作能力、良好的职业道德、职业意识和职业精神，是大学生作为社会人、单位人应该具备的基本素质。在这些方面，很多大学毕业生缺乏对岗位应有的热爱与理解，思想素质和心理素质都有待提高，适应职业岗位需要的时间较长，明显缺乏应有的基本工作能力。因此，在校期间应该培养学生具备吃苦耐劳、团结协作、诚实守信的精神，要让学生明白先做人后做事的哲理。
3 结论
激光设备种类向技术含量更高的高端设备（光纤激光器、半导体激光器等）发展，大功率激光设备所占市场份额越来越大。激光加工应用领域向航空、轮船、高速铁路等高端制造业、太阳能等新能源利用、集成芯片制造精密加工行业发展。通过调研发现，激光加工技术专业具有良好的发展局面，企业对学生的要求也越来越高，高职教育人才的培养模式得到了企业的充分肯定，同时还有许多地方还需要进一步完善。主要体现以下几个方面：
（1）应该加强学生对专业基础知识和基本理论的学习，如：工程光学、机械制图与CAD、单片机原理与应用、机械加工技术、光电探测与处理技术、激光设备调试维护与加工工艺训练、精密机械基础、工业控制技术、光学零件加工等基础课程。可以尝试实行“教考分离”等措施，以进一步提高教育教学的质量，以适应未来社会生活中知识更新的需要，为学生今后的发展和接受继续教育奠定一个较为宽厚的基础。
（2）学院可以轮流安排教师到企业为期半年或者一年的实践，这样可以使教师知识不断更新；同时也可以安排在校学生要尽量多的到企业顶岗实习，通过实习，可以使学生更加清楚在校期间应该怎样去学习，使学生从被动的接受学习转化为主动的去钻研，从而提高学生的专业技能。
（3）为了得到企业的认可，学校应该和企业联合对学生进行职业资格认定，以进一步深化和推广“激光订单班”、“激光定岗班”、“激光医疗班”等办学模式。
（4）综合素质有待提高。信息收集与处理能力、准确定位能力、抓住机遇的能力、表达沟通能力、自我推销能力、自我保护能力等，是决定大学生能否实现劳动者和生产资料的结合，达到人职匹配的重要因素。
（5）进一步加强学生具备良好的道德品质和团队合作精神的教育。
参考文献
［1］王中林，李建新.基于订单班的产学研结合人才培养模式［J］.职业教育研究，2008，（4）:2729.
［2］肖坤.高职院校人才培养方案的制订探析［J］.教育与职业，2008（33）:1719.
篇8
关键词 微波电路；教学实践；教学效果
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671—489X（2012）30—0056—02
1 课程特点
微波电子线路课程是一门研究在微波频段工作的电子器件及其电路组成的专业基础课。微波电子线路一般泛指构成微波系统中各种功能模块的元器件与电路结构，也称为微波有源电路。随着微波半导体材料技术和工艺水平的发展，先后出现半导体二极管、砷化镓金属半导体场效应管、PIN二极管和变容管等微波半导体器件，并在微波系统中获得广泛的应用。这种以半导体为核心组成的微波电子线路称为微波固态电路。在微波半导体器件发展的同时，又研制出微波混合集成电路（MIC）和单片微波集成电路（MMIC），同时，低噪声集成电路、大规模和超大规模微波集成电路发展迅速，中功率微波发射机实现固态化，但是大功率微波振荡和放大必须依靠微波电真空器件，比如行波管、速调管、磁控管等。这些微波器件在雷达、通信、导航、卫星地面站等得到广泛应用。
微波电子线路课程所学习的内容具有应用广泛、技术难度高、内容更新较快的特点，这要求微波电子线路课程的教学要不断地探索和研究，以适应微波频段电子装备教学和工作的需要。
该课程的学习可以采用微波技术的分析方法，从电磁场的角度去分析，但是比较复杂；也可以等效成电路去分析，这是习惯的分析方法，在分析过程中做一些等效和近似在工程上是允许的，是不影响本质的。学习过程中强调物理概念原理分析、重视实践能力的培养以及最新技术发展在课程中的体现。教学方法体现启发性，重视知识能力、素质的协调发展，注重实践能力和创新能力的培养。
2 教学内容设计
根据人才培养方案的要求，该课程教学时间为30大纲学时。依据该课程的课程标准、课程设计，理论教学20学时，实践学时10学时；授课方式上采用理论和实践相结合的教学方式，理论教学上突出岗位任职所需的基础理论，借助实际微波器件的应用介绍，分析微波电子器件和微波设备的发展前景。通过边讲解边实践的方式，加深学员的理解。
具体进度：为了方便学习和知识的交流，首先对微波传输线理论和其他微波无源元器件组成微波无源电路进行回顾复习；对微波无源器件及等效电路，简要介绍一下微波电抗元件、连接元件、终接元件、衰减器和移相器、阻抗匹配器和变换器以及定向耦合器、微波滤波器谐振器、微波铁氧体等的特点和运用。
对微波有源器件分4个模块进行学习。
第一个模块的内容是微波频率变换器（混频器），主要介绍频谱搬移的原因、原理及工作过程。采用数学的方法对频率变换的原理进行定量分析，并结合实际的频率变换电路进行讲解。进而介绍微波混频器件即微波二极管工作原理，重点分析微波混频器的特性和主要技术指标，介绍各种微波混频器的工作原理，最后讨论微波混频器的镜像回收。
第二个模块内容是微波晶体管放大器，主要介绍微波晶体管低噪声放大器。与低频放大器相比，微波放大器是采用S参量作为分析和设计放大器的主要网络参数，说明S参数（分布参数）与集总参数的区别、微波双极型晶体管低噪声放大器和微波场效应管低噪声放大器设计方法、使用特点与应用场合，讨论以双极型晶体管放大器为主。
第三个模块内容是微波控制器件与微波控制电路。微波控制器件是组成微波控制电路的重要部件，主要讲述微波控制电路及其应用，包括微波开关、数字移相器、电调衰减器、微波调制器及限幅器等。微波控制元件有微波半导体器件和微波铁氧体器件，重点内容是微波PIN二极管的原理及其组成。
最后一个模块内容是微波电真空器件。尽管近年来微波半导体器件得到迅速发展，微波电真空器件仍然有存在的必要性。主要介绍三大电真空器件即磁控管、速调管、行波管的结构、工作原理和应用特点。
3 教学方法设计
教学改革的核心是教学方法的改革，教学方法要体现在整个课堂教学过程中。在教学方法上，基于任职教育学员底子薄、基础差、学习水平参差不齐的现状，力求避免单纯的注入式，改用启发式、讨论式、答辩式的教学方法。将课堂讲授、课内讨论、课外自学、技能训练等合理结合，把教学过程分为课题引入、设疑激学、讲练结合、精选例题、总结巩固等环节进行教学实践。课题引入阶段尽量由设计实例或工程实际问题引入课题，即在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，通过分析、设计，引入相关知识和理论，等学员的兴趣被调动起来，并产生诸多疑问时再进行内容讲解。而有实验条件的内容要争取进行现场教学，讲练结合。即将课堂讲授与技能训练合理结合起来，有些教学内容可以安排在实验、实训中进行，边讲边练，讲练结合。边讲边练主要用于介绍微波电路工作原理后，由学员对电路的功能及外部特性进行测试；讲练结合则是由学员根据微波电路的功能对电路进行测试后，由教师和学员对测试结果进行讨论，归纳总结，以加深对理论的理解。这样，将教学过程放在实验、实训中，有利于学员实现由感性到理性的自然过渡，在边学边练中更深刻地领会所学知识，在头脑中建立起理论与实际的联系，使学员逐步提高学习能力和实践技能，引导学员将基本理论、基本分析方法应用于解决实际问题。
4 考核方式设计
该课程的教学以提高学员的综合能力素质为最终目标，考核方式采用对教学全过程综合评估，具体考核环节包括4个环节：课堂表现、实验成绩、创新能力和课程结束考试。在4个方面进行加权，综合评估后得出学习成绩。
1）课堂表现：根据学员的课堂表现进行评价，包括学员功能的积极性、互动性、课堂回答问题的质量等。重点考查学员学习态度、课堂表现等情况。
2）实验成绩：实验环节的定位在于使学员加深对理论的理解和增强实践能力。通过观察学员实验的科学性、规范性，根据实验科目的完成情况进行评价。
3）创新能力：由于微波电子线路是一门实践性很强的课程，创新能力通过学员的小制作和参与科技创新活动等情况来评估。考核重点在于学员对理论知识的掌握以及相应的实践能力。
4）课程结束考试：课程结束考试主要考查对微波器件、电子电路的理论知识的理解掌握情况和综合应用能力。
5 教学效果分析
微波电子线路课程已经在雷达、通信等专业的多个教学班进行讲授，从教学效果来看，学员对微波电子线路的有关理论有了深入的认识，顺利地从集总参数的低频电子线路跨入分布参数的微波器件和微波电子线路的分析运用，实验技巧、动手能力得到锻炼和加强。存在的问题主要是有的课易放难收，学员在讨论中思维纵横捭阖，天马行空，致使教学任务完不成；课堂教学的内容丰富了，学员的基础知识掌握得又不够牢。但总的说来，收获总是多于问题。该课程教学设计的实施培养了学员的创新精神和多元化思维，学员的成长与进步非常显著。
参考文献
[1]周道雷.任职教育理论与实践研究[M].北京：军事科学出版社，2009.
篇9
微电子专业培养目标
本专业培养掌握微电子学专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能，能在微电子学及相关领域从事科研、教学、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的高级专门人才。
微电子专业就业方向
电子类企事业单位：半导体集成电路芯片制造、产品检测、产品封装、版图设计、质量控制、生产管理、设备维护及技术研发。
学生可选择到中、高等职业院校从事专业教学和管理工作，或到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事研究、开发及管理等工作，也可选择微电子科学与工程、固体电子学、通信、计算机科学等学科继续深造，攻读硕士研究生。
微电子专业的就业前景怎么样
微电子科学与工程专业近年来也逐渐热火起来了，竞争力也很大。微电子专业一直是经久不衰的报考热门。微电子科学与工程专业主要研究新型电子器件及大规模集成电路的设计、制造，计算机辅助集成电路分析，各种电子器件的基础理论、新型结构、制造工艺和测试技术，以及新型集成器件的开发。微电子学近年来的发展，使计算机能力成倍数地增加，硬件成本大幅度降低，从而极大地推动了工业以及信息产业的发展。
篇10
优化教学过程，打牢学习基础
认清基础，端正认识，循序渐进
在职业学校电子专业课程教学中，教师不应该盲目接受学生学习基础本来就薄弱、文化根底浅的片面认识，从而降低对学生本专业文化课程教学的要求。在电子专业基础课程教学中，的确有一些学生对于基础知识的学习心不在焉，对文化课程不感兴趣。对此，我们要做好客观分析，一方面，由于一些学生的自身原因，他们已经把电子专业的学习简单地与为谋生而学一门技术笼统地联系在一起，导致他们错误地认为，只要能动手就可以达到预期的目标；另一方面，由于教师在转变学生思想认识方面的方法和措施还存在差距，部分教师不能够有效纠正学生的认识偏差，因而一味迁就学生的不良学习行为。事实上，没有电子专业基础知识的铺垫，学生不仅得不到职业思想的熏陶，而且也找不到动手实践的支撑。例如，随着电子新器件的不断出现，以及集成元件规模功能的不断完善，加之芯片内部集成元件愈加丰富、电路愈为复杂，假若学生对诸如半导体物理等相关基础知识学习不扎实，那么很难想象他们能够很好地驾驭自己的动手实践过程。因此，为了有效达成教学目标，教师要在正确认识学生文化基础前提下，对学生提出合理的学习要求，确保学生循序渐进的发展。
把握教材内容，删减有别
教材作为教师教和学生学的重要载体，一直起着重要的桥梁作用，可以说，教材无论是现在还是将来都是无可替代的课程资源。电子专业课程教学中，教材建设为了适应课程教学的需要进行了一些改革，取得了有目共睹的成效，但是，电子技术发展步伐之快仍然在某种程度上表明为了全面、客观反映电子技术的运用和发展趋势，教师需要合理把握教材，尤其要做好教材的“查漏补缺”工作，即把教材中没有体现到的新知识、新技术，以及新器件、新工艺等进行及时补充，防止电子专业教材教学与电子技术实际应用不协调情形的发生。在电子专业课程教学中，教师照本宣科，确实省事，但是这样的教学方式难以激发学生的思维，难以调动学生的学习热情，学生创新能力的培养也将受到制约，因此，电子专业课程教学要紧跟时展步伐，必须善于研究和分析教材所阐述的内容是否完全覆盖了本学科的前沿领域，敢于把那些不能拓宽学生知识面、对本课程教学意义并非明显的知识给予略讲，适时补充一些新兴知识，诸如常见的经典电路，一些元器件的分类和应用场合等，延伸教材功能，同时，教师还要经常鼓励学生自主阅读一些课外电子方面的书籍、报刊作为教材的补充。
提供展示平台，鼓励学生动手
立足有限课堂，体现以人为本的思想
电子专业课程教学强调夯实学生文化基础知识与鼓励学生动手实践是相辅相成的，因为学生只有在理论指导下才能过好实践关。电子专业课程教学中，教师指导学生动手实践很好体现了以学生为主体的教学思想，符合职业学校培养和造就合格人才的目标。
电子专业课程教学过程中，一些教学活动少不了学生亲自动手，否则学生在没有教学情境帮助下很难理解知识的发生与发展过程，电子专业课程教学中的诸多知识或者相关知识，诸如电子元件的焊接，仅靠教师讲清楚文本内容，没有学生动手实践，学生难以真正巩固所学知识。
在学生实践过程中，需要教师给予必要的指导。例如，焊接过程中，教师必须确保学生知晓烙铁的温度要求、焊按时间的长短等。而学生亲自动手焊接的过程，对于他们理解教材中的焊接安装技能、焊接工艺知识，理想焊点理论的形成，以及对虚焊、假焊危害的了解都是非常有益的。事实上，电子专业教材中的诸多专业术语也必须通过学生的实践而被理解和记忆，可以说，动手操作是电子专业教学培养学生运用所学知识解决实际问题的重要环节之一，它不仅可以加深学生对所学知识的理解，而且还可以促使学生反思知识学习对发展动手能力的价值所在。
放眼课堂之外，体现学以致用的思想
中职学校电子专业学生毕业后将主要从事与电子产品有关的生产和电子设备的安装、调试以及维修等方面的工作，因此，把学生动手能力的培养仅仅局限于课堂是远远不够的，教师还要把视野瞄准至广阔的社会，带领学生走出课堂，让学生接受更为现实的挑战。例如，通过要求学生利用节假日到电子企业实地参观和了解，熟知电子行业对技术人才的具体要求，激发学生在校努力学习的热情；通过鼓励学生在社区进行电子产品的维修活动，帮助他们体验知识的运用，从而在一定范围把学习和实现个人价值有机结合起来；通过举办课外诸如电子器件的小制作，小发明、小实验等活动，鼓励学生发挥想象力和创造力；通过建立课外电子兴趣学习小组，让学生通过相互探讨，培养探究意识和创新思维等。以上各种电子模拟生产、制作等实践活动能够坚定学生学好本课程的信心，形成学习理论知识与动手实践能力培养相互促进的学习模式，这样既挖掘了学生的学习潜能，又树立了学生的学习信心。在鼓励学生课外动手实践时，教师要教育学生只有遵循本专业操作规范，才能确保一切实践活动符合专业课程的要求，从而逐渐养成学生严谨的动手风格，这对于学生真正踏入工作岗位无疑是大有裨益的。
结束语
信息化时代，电子人才的竞争必然日趋激烈，这种情形对电子专业课程教学也相应提高了要求，教师只有冷静思考、与时俱进才能高效达成教学目标。
参考文献
[1]施养智,周小方.电子技术基础实验[M].厦门:厦门大学出版社,2007.
[2]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1999.