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交叉學(xué)科門類下集成電路科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科建設(shè)路徑探析*

2023-11-28 10:31:12孫曙光
高等理科教育 2023年6期
關(guān)鍵詞:交叉學(xué)科集成電路學(xué)科

孫曙光

(吉林大學(xué) 研究生院,吉林 長春 130012)

2020 年12 月,國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部印發(fā)《關(guān)于設(shè)置“交叉學(xué)科”門類、“集成電路科學(xué)與工程”和“國家安全學(xué)”一級(jí)學(xué)科的通知》,交叉學(xué)科成為第14 個(gè)學(xué)科門類,集成電路科學(xué)與工程被確定為一級(jí)交叉學(xué)科。 2021 年10 月,北京大學(xué)等18 所高校獲批集成電路科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)(以下簡稱“集成電路學(xué)科”),這標(biāo)志著我國集成電路學(xué)科建設(shè)正式進(jìn)入制度化、規(guī)范化、科學(xué)化的快車道。 設(shè)立集成電路一級(jí)學(xué)科,充分體現(xiàn)了國家解決制約集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”技術(shù)的戰(zhàn)略意志以及集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)高素質(zhì)人才的迫切需求。 如何在交叉學(xué)科建設(shè)背景下,加快建設(shè)集成電路一級(jí)學(xué)科、加速構(gòu)建支撐集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,成為一個(gè)亟待探討的理論和實(shí)踐課題。

一、交叉學(xué)科的形成機(jī)理

(一)學(xué)科高度分化與整合的邏輯必然

現(xiàn)代學(xué)科的發(fā)展正表現(xiàn)出越來越強(qiáng)烈的非平衡混沌特征,其主要表現(xiàn)就是在高度分化基礎(chǔ)上的高度綜合,是分化與綜合的對(duì)立統(tǒng)一,這是現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展趨勢的本質(zhì)[1]。 顯然,從學(xué)科的發(fā)展歷程看,學(xué)科綜合、學(xué)科交叉已成為學(xué)科發(fā)展的主要趨勢之一。 近半個(gè)世紀(jì)以來,各學(xué)科間交叉綜合的趨勢日益明顯,這是學(xué)科發(fā)展內(nèi)在邏輯帶來的結(jié)果,也與大科學(xué)時(shí)代科研的新特征有關(guān)。 從學(xué)科內(nèi)在邏輯看,相鄰學(xué)科不斷向縱深拓展,最終在不同層面出現(xiàn)研究共域,促使交叉學(xué)科、新興學(xué)科不斷孕育產(chǎn)生。 因此,從這個(gè)意義上講,交叉學(xué)科的產(chǎn)生并不是偶然的,它符合了學(xué)科分化整合、成長的規(guī)律,是學(xué)科交叉長期作用的結(jié)果。 在學(xué)科發(fā)展和演化的鏈條上,學(xué)科的土壤中始終孕育著交叉的種子,只是在某個(gè)環(huán)節(jié)、某個(gè)時(shí)刻,該種子開始與相鄰、相近學(xué)科發(fā)生關(guān)聯(lián),進(jìn)而形成若干新的研究領(lǐng)域,一旦該領(lǐng)域率先處于領(lǐng)先水平并取得重大進(jìn)展,則其成為交叉學(xué)科的內(nèi)在條件就逐漸成熟。 如果加上外部力量的適當(dāng)催化,一個(gè)新興交叉學(xué)科的產(chǎn)生就只是時(shí)間問題了。

(二)解決復(fù)雜問題需要的知識(shí)結(jié)構(gòu)的外在表征

交叉學(xué)科的出現(xiàn),既是科學(xué)知識(shí)體系自然發(fā)展演變的必然結(jié)果,更與所處的時(shí)代背景密不可分。 作為一門新興的交叉學(xué)科,其必然使命便是以當(dāng)下經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中出現(xiàn)的關(guān)鍵核心問題為導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和理論層面的突破與創(chuàng)新[2]。 當(dāng)前我國的科技創(chuàng)新已進(jìn)入“倡導(dǎo)問題導(dǎo)向,鼓勵(lì)學(xué)科交叉”的創(chuàng)新型研究的新階段[3]。 學(xué)科交叉往往是從解決單一學(xué)科解決不了的復(fù)雜問題開始的,不同學(xué)科之間的合作多以項(xiàng)目的形式存在,進(jìn)而產(chǎn)生跨學(xué)科的一系列研究成果,時(shí)機(jī)成熟再催生一門新興交叉學(xué)科。 現(xiàn)代科技發(fā)展越來越清晰地表明:交叉學(xué)科是推動(dòng)科技創(chuàng)新發(fā)展、催生重大原創(chuàng)性成果的重要驅(qū)動(dòng)力之一[4]。 比如,讓人類飽受摧殘的新冠病毒,僅靠一門學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)顯然是無法解決的,而特別需要公共衛(wèi)生與預(yù)防、臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生命科學(xué)、公共管理、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科發(fā)揮作用。 換句話說,一些涉及多領(lǐng)域的“復(fù)雜問題”是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、交叉學(xué)科研究的凝聚點(diǎn)和連接處,為了解決這些問題,運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)及其之間的交叉融合成為必然選擇。 再比如,由于市場對(duì)芯片工業(yè)的強(qiáng)大需求,發(fā)達(dá)國家對(duì)芯片核心技術(shù)的封鎖等原因,導(dǎo)致我國必須自主解決集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵問題,這就加速推進(jìn)了集成電路學(xué)科的產(chǎn)生,而最終以新興交叉學(xué)科的外在形式呈現(xiàn)出來。

(三)國家戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下政策的催化與引導(dǎo)

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的加速推進(jìn),一些重要科學(xué)問題和關(guān)鍵核心技術(shù)已呈現(xiàn)出革命性的先兆,新的學(xué)科分支和新的增長點(diǎn)不斷涌現(xiàn),學(xué)科深度交叉融合勢不可擋[5]。 科學(xué)前沿的重大突破和標(biāo)志性成果的產(chǎn)生往往是學(xué)科交叉融合的結(jié)果,國家戰(zhàn)略的制定、重大工程的實(shí)施越來越需要交叉學(xué)科。 我國集成電路行業(yè)面臨的突出問題之所以暴風(fēng)驟雨般地爆發(fā),與大國之間的政治博弈不無關(guān)系。 這些都促使解決制約集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)難題很快上升為國家戰(zhàn)略。 為搶占新一輪科技制高點(diǎn),在引領(lǐng)未來科學(xué)發(fā)展方向上占得先機(jī),我國政府主動(dòng)作為,把握學(xué)科交叉融合的新趨勢,設(shè)立了交叉學(xué)科門類,并率先設(shè)置集成電路一級(jí)交叉學(xué)科。 2021 年11 月,國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)印發(fā)了《交叉學(xué)科設(shè)置與管理辦法(試行)》,進(jìn)一步明確了交叉學(xué)科的內(nèi)涵、基本標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)置與退出機(jī)制等,為我國交叉學(xué)科提供了制度遵循。 顯然,與學(xué)科的自然生長相比,國家政策的催化與引導(dǎo)必將推動(dòng)交叉學(xué)科快速發(fā)展、有序發(fā)展、規(guī)范發(fā)展。 對(duì)有條件的高校來說,只有把握交叉學(xué)科建設(shè)的大勢,布局和建成一批交叉學(xué)科,才能在服務(wù)和貢獻(xiàn)中更加直接、更加有效地體現(xiàn)自身價(jià)值。 與此同時(shí),融入國家戰(zhàn)略的學(xué)科也更具有生命力,這些學(xué)科將帶動(dòng)學(xué)校整體實(shí)力的提升。

二、在交叉學(xué)科門類中集成電路科學(xué)與工程的學(xué)科定位

集成電路未形成獨(dú)立的學(xué)科體系之前,屬于電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科下微電子學(xué)及固體電子學(xué)、電路與系統(tǒng)等二級(jí)學(xué)科范疇。 集成電路是現(xiàn)代信息社會(huì)的基石,其學(xué)科含義已遠(yuǎn)超電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科框架之下的學(xué)科范圍,作為學(xué)科意義上的存在,它最典型的特征就是跨學(xué)科、多學(xué)科,國家新版學(xué)科目錄將其列為“一級(jí)交叉學(xué)科”正是這個(gè)原因。 概言之,集成電路是一門涉及電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)以及物理學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的新興交叉學(xué)科。 新版學(xué)科目錄將集成電路學(xué)科列為交叉學(xué)科門類下的“第一學(xué)科”,足見其學(xué)科的交叉屬性和重要地位。 作為交叉學(xué)科,集成電路是以微電子學(xué)及固體電子學(xué)為基礎(chǔ),由多個(gè)學(xué)科衍生而來的,其學(xué)科定位和理論體系的構(gòu)建自然不同于其他傳統(tǒng)學(xué)科,需經(jīng)歷擺脫理論依附走向理論自主的階段。 以集成電路學(xué)科為研究對(duì)象,不僅是對(duì)該學(xué)科建設(shè)路徑的探討,對(duì)其他新興交叉學(xué)科建設(shè)同樣具有借鑒意義。

(一)從學(xué)科功能看,集成電路科學(xué)與工程是支撐我國集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心學(xué)科

集成電路是典型的集人才密集、技術(shù)密集、資金密集于一體的高科技產(chǎn)業(yè),也是高度開放、國際競爭最為激烈的產(chǎn)業(yè)之一。 近年來,集成電路成為中美博弈的核心領(lǐng)域。 2022 年8 月,美國頒布《芯片和科學(xué)法案》,要求在美的芯片制造企業(yè)“不在中國發(fā)展精密芯片的制造”。 在此背景下,我國不得不加快集成電路自主研發(fā)的步伐。 2020年8 月,國務(wù)院印發(fā)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,強(qiáng)調(diào)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心,是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵力量。 “十四五”期間,我國集成電路產(chǎn)業(yè)將加快邁向高速增長與高質(zhì)量發(fā)展并存的發(fā)展階段。 圍繞集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題及關(guān)鍵核心技術(shù)問題的攻關(guān),不斷增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的自主可控能力,是我國集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的首要難題。 當(dāng)前,我國集成電路產(chǎn)業(yè)正處于攻堅(jiān)時(shí)期,突破核心技術(shù)瓶頸,增加內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力,迫切需要大批領(lǐng)軍人才、專業(yè)技術(shù)人才、經(jīng)營管理人才、工匠型人才的支撐[6]。 毫無疑問,人才作為集成電路產(chǎn)業(yè)的第一資源,是制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸,構(gòu)建支撐集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系是解決問題的不二選擇。

為破解集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)高素質(zhì)人才迫切需求的難題,國家主動(dòng)布局集成電路新興交叉學(xué)科,就是從政策層面強(qiáng)化引導(dǎo)與扶持。 選擇在有基礎(chǔ)、有條件的高校開展集成電路學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)試點(diǎn),就是為了盡早探索出一條新路子,加快提升我國集成電路領(lǐng)域自主創(chuàng)新的能力。 因此,某種意義上講,產(chǎn)業(yè)需求的強(qiáng)大推動(dòng)力加速推進(jìn)了集成電路學(xué)科的誕生。 從高校的角度看,建設(shè)集成電路學(xué)科首先就是保證從數(shù)量上和質(zhì)量上培養(yǎng)滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的創(chuàng)新型人才,為集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)發(fā)展提供人才和智力支持。

(二)從學(xué)科歸屬看,集成電路科學(xué)與工程是從傳統(tǒng)半導(dǎo)體領(lǐng)域中不斷演進(jìn),并結(jié)合新的理論和產(chǎn)業(yè)需求產(chǎn)生的新興交叉學(xué)科

從世界范圍來看,電子管是最早期的電信號(hào)放大器件,產(chǎn)生于二十世紀(jì)初期,這是集成電路概念的起源階段。 到了二十世紀(jì)五十年代,進(jìn)入了晶體管時(shí)代,這是集成電路的雛形階段。 二十世紀(jì)六十年代至今,進(jìn)入集成電路時(shí)期,集成電路產(chǎn)業(yè)正走向創(chuàng)新和成熟發(fā)展的新階段。 我國集成電路研究是從二十世紀(jì)五十年代開始的,這一時(shí)期國家將半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)研究上升到國家戰(zhàn)略,并提出“向科學(xué)進(jìn)軍”的口號(hào)[7]。 進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代,我國集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了探索時(shí)期,雖然國家一度把集成電路作為高新技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)核心任務(wù),并進(jìn)行了重點(diǎn)資助,也培育了一批集成電路制造企業(yè),但技術(shù)上與同期國際水平已存在較大差距。 2000 年以后,在集成電路產(chǎn)業(yè)市場的驅(qū)動(dòng)下,國家加大了政策與資金支持力度,我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。 然而,與產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展形成鮮明對(duì)比的是,我國對(duì)集成電路核心技術(shù)及器件的研發(fā)相對(duì)滯后,一度受制于人,不少高端尖端產(chǎn)品仍然過于依賴進(jìn)口。 長期積累的結(jié)果是,我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展比任何時(shí)候都更加需要系統(tǒng)的理論和高素質(zhì)人才的支持。

隨著國家政策的有力推進(jìn),產(chǎn)業(yè)的迫切需求,我國集成電路學(xué)科建設(shè)已從被動(dòng)跟隨轉(zhuǎn)向主動(dòng)布局,而且正在走上一條區(qū)別于傳統(tǒng)半導(dǎo)體的老路。近年來,以問題為導(dǎo)向的學(xué)科建設(shè)成為政府和學(xué)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一,集成電路不再僅僅是信息技術(shù)層面的問題,而涉及政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化等不同領(lǐng)域,這些也促使集成電路研究領(lǐng)域不斷延伸和拓展。 實(shí)際上,當(dāng)前我國建設(shè)的集成電路科學(xué)與工程學(xué)科就是在半導(dǎo)體領(lǐng)域不斷演變的基礎(chǔ)上,借鑒相關(guān)學(xué)科的理論,在產(chǎn)業(yè)的催化下逐漸發(fā)展起來的一個(gè)新興學(xué)科,是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科的創(chuàng)新和突破。

(三)從學(xué)科特征看,集成電路科學(xué)與工程交叉學(xué)科具有明確的研究對(duì)象和內(nèi)容

作為產(chǎn)業(yè)的集成電路,它的內(nèi)涵較為狹隘。即集成電路是通過一系列制造工藝,將電路中所需的晶體管、電阻、電容等元件及其布線連接并集成在一塊或幾塊微小的介質(zhì)基礎(chǔ)上,并分裝在一個(gè)管殼內(nèi),以實(shí)現(xiàn)所需要電路功能的微型電子器件或部件[8]。 顯然,這是對(duì)集成電路較為傳統(tǒng)的理解,當(dāng)前已無法滿足現(xiàn)實(shí)需求。 如果從集成電路的功能及其對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈乃至社會(huì)的影響來看,集成電路更有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其傳統(tǒng)的意義和價(jià)值。

作為交叉一級(jí)學(xué)科的集成電路,本質(zhì)上是將集成電路產(chǎn)業(yè)知識(shí)化、體系化的一種表現(xiàn)形式,即賦予集成電路以學(xué)科內(nèi)涵和知識(shí)邏輯。 從學(xué)科內(nèi)涵上講,集成電路是以半導(dǎo)體和集成電路的系統(tǒng)理論與科技創(chuàng)新為研究對(duì)象,以集成電路理論、集成電路設(shè)計(jì)、集成電路材料、集成電路器件等為主要研究內(nèi)容的知識(shí)體系。 一般來講,集成電路學(xué)科設(shè)有集成電路新材料設(shè)計(jì)與制備、半導(dǎo)體器件與集成、集成電路制造技術(shù)與裝備、集成電路設(shè)計(jì)與專用軟件等二級(jí)學(xué)科或研究方向。 例如,集成電路新材料設(shè)計(jì)與制備研究方向主要是針對(duì)后摩爾時(shí)代集成電路的新器件、新架構(gòu)需求,研究高性能射頻電路材料、氧化物電子器件材料和寬禁帶半導(dǎo)體材料的制備新原理和新工藝,設(shè)計(jì)出新型高性能信息存儲(chǔ)材料、高遷移率晶體管溝道材料等。 集成電路的人才培養(yǎng)目標(biāo),不僅要培養(yǎng)學(xué)生掌握半導(dǎo)體理論基礎(chǔ),還要培養(yǎng)學(xué)生具備材料物理、電子線路、微電子學(xué)等專門知識(shí)以及數(shù)學(xué)、外語、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科綜合知識(shí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生形成獨(dú)立的開展科學(xué)研究和工程實(shí)踐的能力,造就和培養(yǎng)集成電路領(lǐng)域的高素質(zhì)科研型和應(yīng)用型人才。 如表1 所示,集成電路學(xué)科與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體與集成電路領(lǐng)域的理念有所不同,是逐步演化的過程。

表1 集成電路科學(xué)與工程學(xué)科理念的變化與演進(jìn)

三、交叉學(xué)科視角下集成電路科學(xué)與工程學(xué)科的建設(shè)策略

(一)內(nèi)涵建設(shè)上,加強(qiáng)政策引導(dǎo),以大學(xué)科觀構(gòu)建集成電路科學(xué)與工程的理論體系

任何一門學(xué)科都要經(jīng)歷初創(chuàng)時(shí)期、發(fā)展上升期、成熟創(chuàng)新期等階段,集成電路學(xué)科雖已成為一級(jí)學(xué)科,但尚處在建設(shè)初期,其理論基礎(chǔ)、學(xué)科體系、學(xué)術(shù)體系等需要不斷完善。 這一階段,政府部門的頂層設(shè)計(jì)和宏觀指導(dǎo)尤為重要,一方面,以推進(jìn)交叉學(xué)科管理辦法的落實(shí)與實(shí)施為抓手,從國家層面明確集成電路的學(xué)科內(nèi)涵、學(xué)科范圍、人才培養(yǎng)目標(biāo)等;以新一輪學(xué)科目錄修訂為契機(jī),明確集成電路一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科和研究方向,使集成電路交叉學(xué)科建設(shè)規(guī)范有序、有章可循。 另一方面,聚焦國家戰(zhàn)略急需,對(duì)應(yīng)不同研究領(lǐng)域,設(shè)立集成電路交叉學(xué)科建設(shè)的專項(xiàng)資助基金,并在招生政策、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新、評(píng)價(jià)機(jī)制等方面對(duì)試點(diǎn)高校予以傾斜和支持。

高校是學(xué)科建設(shè)的主體單位和責(zé)任單位,承擔(dān)著構(gòu)建集成電路學(xué)科體系的具體任務(wù)。 試點(diǎn)高校要在國家政策的指引下,錯(cuò)位發(fā)展、特色建設(shè)。需要樹立大學(xué)科觀,集成電路既然作為交叉學(xué)科,其視野就不僅局限于半導(dǎo)體、芯片等研究領(lǐng)域,而要變革傳統(tǒng)學(xué)科單一視角,注意與其他學(xué)科的交叉融合,借勢借力母體學(xué)科,與相鄰、相近學(xué)科繼續(xù)互動(dòng)影響,在深度交叉融合中更加明確自身的研究領(lǐng)域和研究方向。 當(dāng)前高校面臨的問題是,在構(gòu)建集成電路的學(xué)科內(nèi)涵時(shí),發(fā)現(xiàn)其知識(shí)體系仍囿于其他相近學(xué)科理論的范疇之中,要真正獲得獨(dú)立的學(xué)科地位,亟須加強(qiáng)自身理論體系建設(shè)。這需要高校結(jié)合自身學(xué)科基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,進(jìn)一步做好集成電路學(xué)科的建設(shè)規(guī)劃,明確建設(shè)思路以及建設(shè)路徑,才能不斷豐富學(xué)科內(nèi)涵,進(jìn)而形成集成電路學(xué)科特有的學(xué)科范式、研究方法和人才培養(yǎng)模式。

(二)建設(shè)目標(biāo)上,強(qiáng)化集成電路科學(xué)與工程學(xué)科人才培養(yǎng)的核心意識(shí),構(gòu)建高水平人才培養(yǎng)體系

理念是行動(dòng)的先導(dǎo),交叉學(xué)科人才培養(yǎng)理念的相對(duì)缺失才是導(dǎo)致諸多問題的根本所在,把握跨學(xué)科教育發(fā)展大勢,樹立并且強(qiáng)化交叉學(xué)科人才培養(yǎng)理念勢在必行[9]。 學(xué)科建設(shè)不能游離于人才培養(yǎng)體系之外,更不能凌駕于其上,學(xué)科體系是人才培養(yǎng)體系的重要支撐,人才培養(yǎng)體系是學(xué)科建設(shè)最為核心的內(nèi)容[10]。 無論是傳統(tǒng)學(xué)科還是交叉學(xué)科都要圍繞人才培養(yǎng)這一核心任務(wù)來開展,并把人才培養(yǎng)質(zhì)量作為檢驗(yàn)學(xué)科建設(shè)成效的根本標(biāo)準(zhǔn)。 跨學(xué)科人才培養(yǎng)具有發(fā)揮綜合性大學(xué)多學(xué)科資源優(yōu)勢、滿足學(xué)生個(gè)性化與多樣化學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)復(fù)合型人才與推動(dòng)科技發(fā)展等意義,當(dāng)前已成為國際高等教育改革的重要趨勢[11]。 因此,建設(shè)集成電路一級(jí)交叉學(xué)科,其核心是強(qiáng)化人才培養(yǎng)職能,培養(yǎng)跨學(xué)科人才,解決集成電路領(lǐng)域高素質(zhì)人才短缺的問題。 構(gòu)建集成電路學(xué)科高水平育人體系須把握以下幾點(diǎn):

1. 堅(jiān)持集成電路學(xué)科正確的育人方向

把服務(wù)于我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為學(xué)科育人的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想鑄魂育人,凝練學(xué)科精神內(nèi)涵,堅(jiān)持思政課程與課程思政的有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)集成電路專業(yè)學(xué)生的家國情懷、科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí),造就和培養(yǎng)一批堪當(dāng)時(shí)代重任的高素質(zhì)人才。

2. 制定科學(xué)的人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案是落實(shí)黨和國家關(guān)于集成電路人才培養(yǎng)的總體要求,是組織開展高素質(zhì)人才培養(yǎng)的基本依據(jù)。 集成電路學(xué)科除遵循人才培養(yǎng)的一般規(guī)律外,還要體現(xiàn)培養(yǎng)特色,即堅(jiān)持人才培養(yǎng)的國際性、時(shí)代性、實(shí)踐性與綜合性。 所謂國際性是指立足科技與學(xué)術(shù)前沿,培養(yǎng)具有國際視野,在未來產(chǎn)業(yè)競爭中能堪大任集成電路領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才;時(shí)代性是指要適應(yīng)新時(shí)代包容性學(xué)科體系的構(gòu)建和人才培養(yǎng)模式變革,回應(yīng)集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求;實(shí)踐性是指注重教學(xué)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的緊密結(jié)合,構(gòu)建以項(xiàng)目問題為導(dǎo)向的教學(xué)、學(xué)習(xí)模式,為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求儲(chǔ)備人才;綜合性是指在掌握數(shù)學(xué)、外語、物理、電子線路、計(jì)算機(jī)等知識(shí)理論的基礎(chǔ)上,還要熟練掌握半導(dǎo)體集成電路的專門系統(tǒng)知識(shí),具有較強(qiáng)的科研和工程實(shí)踐的能力,能熟練運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)去解決集成電路領(lǐng)域的新問題,體現(xiàn)交叉學(xué)科人才的優(yōu)勢。

3. 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研深度融合育人模式

作為與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合的學(xué)科,高校要發(fā)揮在集成電路學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)系統(tǒng)化、理論創(chuàng)新等方面的優(yōu)勢,企業(yè)要發(fā)揮在實(shí)踐教學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新等領(lǐng)域的優(yōu)勢,共同構(gòu)建集成電路學(xué)科“厚基礎(chǔ)+強(qiáng)實(shí)踐”的教學(xué)體系。 高校加強(qiáng)與企業(yè)共建工程技術(shù)和實(shí)踐中心,共同制定人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)方案,共同建設(shè)課程體系;圍繞產(chǎn)業(yè)需求以實(shí)驗(yàn)班、校內(nèi)外導(dǎo)師聯(lián)動(dòng)等形式健全產(chǎn)學(xué)研用育人機(jī)制,培養(yǎng)一大批復(fù)合型、實(shí)用型、交叉型高素質(zhì)人才。

(三)建設(shè)方向上,強(qiáng)化集成電路科學(xué)與工程學(xué)科的問題意識(shí),解決中國集成電路產(chǎn)業(yè)的實(shí)際問題

強(qiáng)烈的“問題意識(shí)”既是交叉學(xué)科產(chǎn)生的重要根源,也是交叉學(xué)科發(fā)展的永續(xù)動(dòng)力。 伴隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,許多重大問題的不斷凸顯,原有的基于知識(shí)邏輯的“學(xué)科意識(shí)”已無法滿足現(xiàn)實(shí)需要。 傳統(tǒng)的學(xué)科建制往往將整體性的現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為其中每個(gè)分析性學(xué)科各自單獨(dú)面對(duì)才能解釋和應(yīng)對(duì)的問題[12]。 而交叉學(xué)科恰好解決了這一難題,它站在學(xué)科與問題的交匯地帶,能清晰地看到單一學(xué)科的局限,洞悉問題復(fù)雜的一面,進(jìn)而從整體性、系統(tǒng)性的角度去構(gòu)建新的學(xué)科體系。 因此,“問題意識(shí)”已成為我國交叉學(xué)科建設(shè)的主導(dǎo)性理念,也是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科建設(shè)體系的一種超越。

在國際競爭越來越激烈的形勢下,我國集成電路產(chǎn)業(yè)正向核心技術(shù)“國產(chǎn)化”方向邁進(jìn)。 集成電路學(xué)科建設(shè)必須立足中國國情,堅(jiān)持中國化發(fā)展道路,緊緊圍繞國家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的全方位需求,把建設(shè)方向定位在研究中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問題上,不斷提升學(xué)科服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐能力。 也就是說,集成電路學(xué)科建設(shè)要以中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展為基點(diǎn),以高度的問題意識(shí)和使命自覺,把解決集成電路領(lǐng)域的突出問題作為核心任務(wù),助力高精尖技術(shù)的突破和高端產(chǎn)品的研發(fā)。 因此,建設(shè)集成電路學(xué)科不僅要樹立全球視野,博眾家理論之長,加快推進(jìn)學(xué)科建設(shè)的國際化,更要立足中國集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)際,構(gòu)建具有中國特色的集成電路理論體系和實(shí)踐路徑,致力于解決“卡脖子”問題,推動(dòng)我國集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

(四)建設(shè)著力點(diǎn)上,搭建高水平協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),以深度交叉融合激發(fā)科技創(chuàng)新活力

高校協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)是以高校為核心廣泛開放的平臺(tái),平臺(tái)建設(shè)應(yīng)滿足科學(xué)前沿和國家需求的重大方向、具備開展重大機(jī)制體制改革的基礎(chǔ)與條件、具有解決重大問題的綜合能力和學(xué)科優(yōu)勢等基本條件[13]。 一個(gè)成功的跨學(xué)科組織,通常具備“共同的研究主題、多元的學(xué)科知識(shí)、獨(dú)特的問題解決策略、協(xié)同合作的資源設(shè)施、風(fēng)險(xiǎn)收益共擔(dān)共享的運(yùn)作機(jī)制”等特征,但并非固定統(tǒng)一的組織形式[14]。 作為應(yīng)用性極強(qiáng)的交叉學(xué)科,高校亟待加強(qiáng)集成電路學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè),以提升人才、學(xué)科、科研、研發(fā)四位一體的創(chuàng)新能力為核心,依托高?,F(xiàn)有科研平臺(tái),打破學(xué)科壁壘和組織邊界,聯(lián)合企業(yè)的研發(fā)平臺(tái),進(jìn)行有效的校內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源的整合,凝聚校內(nèi)相關(guān)學(xué)科的有生力量,吸引和匯聚校外企業(yè)的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì),建立多學(xué)科背景的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),形成跨組織、跨學(xué)科、多團(tuán)隊(duì)、多要素匯集的重大研發(fā)平臺(tái),充分調(diào)動(dòng)校企雙方人才、技術(shù)、資金、信息等創(chuàng)新要素的活力,發(fā)揮好協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的紐帶、引擎、帶動(dòng)與輻射作用,推動(dòng)集成電路領(lǐng)域基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

四、結(jié)語與展望

大學(xué)在國家創(chuàng)新體系建設(shè)中扮演著關(guān)鍵角色,推進(jìn)學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)適應(yīng)新發(fā)展格局,以高質(zhì)量的人才培養(yǎng)和高水平的科研成果支撐國家科技自立自強(qiáng),是義不容辭的責(zé)任和使命。 我國的集成電路學(xué)科是在國家戰(zhàn)略引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)需求驅(qū)動(dòng)、學(xué)科成長規(guī)律三重力量的共同作用下建立起來的。 清晰可見的是,在其初創(chuàng)時(shí)期,外部因素起到了至關(guān)重要的作用,政府審時(shí)度勢、主動(dòng)布局,產(chǎn)業(yè)急迫需求、解決“卡脖子”技術(shù)等催生了這一個(gè)新學(xué)科的產(chǎn)生。 學(xué)科新設(shè)之后,遵循學(xué)科建設(shè)邏輯使之成為真正意義上的一級(jí)學(xué)科顯得更為迫切。 集成電路學(xué)科既要遵循學(xué)科建設(shè)的普遍規(guī)律,構(gòu)建學(xué)科理論體系,將培養(yǎng)高素質(zhì)人才作為建設(shè)原點(diǎn),更要探索建立符合本學(xué)科特點(diǎn)的自身規(guī)律,比如鮮明的交叉學(xué)科屬性以及依托產(chǎn)業(yè)需求的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力等。 2025 年左右,預(yù)計(jì)我國集成電路銷售額將突破2 萬億元,產(chǎn)業(yè)的廣闊前景某種意義上決定著學(xué)科的未來。 盡管我國集成電路學(xué)科要構(gòu)建與龐大的集成電路產(chǎn)業(yè)體系相匹配的人才培養(yǎng)體系和科技創(chuàng)新體系還有很長的路要走,但其學(xué)科前景仍讓人充滿期待。

首先,極具中國特色的集成電路學(xué)科建設(shè)路徑的構(gòu)建,將加快推進(jìn)學(xué)科由初創(chuàng)期向生長期邁進(jìn)。 我國集成電路學(xué)科構(gòu)建的是“一體兩翼”的學(xué)科建設(shè)方式,即高校以堅(jiān)持學(xué)科內(nèi)涵建設(shè)為“一體”,教育主管部門和集成電路產(chǎn)業(yè)的雙輪驅(qū)動(dòng)為“兩翼”。 這種建設(shè)方式具有強(qiáng)大的生命力,將使我國集成電路學(xué)科的后發(fā)優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。 未來5~10 年或者更長時(shí)間我國集成電路學(xué)科建設(shè)水平將實(shí)現(xiàn)由跟跑到并跑再到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變,逐步引領(lǐng)發(fā)展方向。

其次,建設(shè)主體高校把作為國家戰(zhàn)略的集成電路學(xué)科建設(shè)任務(wù)落實(shí)為學(xué)校的重點(diǎn)工程,將以強(qiáng)烈的使命感和責(zé)任感,調(diào)動(dòng)學(xué)科建設(shè)的內(nèi)生動(dòng)力,以強(qiáng)化交叉融合為導(dǎo)向,聚焦前沿領(lǐng)域,以培養(yǎng)國家急需的高素質(zhì)人才為目標(biāo),探索建立產(chǎn)學(xué)研用深度融合的人才培養(yǎng)模式,把集成電路學(xué)科打造成為一流學(xué)科建設(shè)的新增長點(diǎn),學(xué)科建設(shè)的理論體系更加扎實(shí),學(xué)科建設(shè)的圖景更加清晰。

最后,我國集成電路學(xué)科將與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同促進(jìn)、共榮共生,相伴走向更加美好的未來。 集成電路學(xué)科將通過主動(dòng)融入國家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)需求,獲取外部驅(qū)動(dòng)和技術(shù)要素的大力支持,為國家和社會(huì)培養(yǎng)一大批能夠支撐和引領(lǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)未來的高素質(zhì)人才。 有了高校的協(xié)同支撐,我國集成電路產(chǎn)業(yè)將走上自主創(chuàng)新的發(fā)展道路,更加重視系統(tǒng)創(chuàng)新和源頭創(chuàng)新,以芯片功能的提升來提高產(chǎn)品的性能和競爭力,通過自主掌控產(chǎn)品推動(dòng)我國集成電路產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,進(jìn)而建成達(dá)到國際領(lǐng)先、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的集成電路產(chǎn)業(yè)體系。

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