集成电路测试课程的企业教培模式分析.pdf

390 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用能。制造工艺监控测试：利用质谱仪、原子显微镜等监测并确保氧化刻蚀、离子注入、光刻沉积等生产过程中各项参数符合预定目标。晶圆针测：借助探针平台、自动化测试机等设备，测试晶圆片上上百个裸芯片的晶粒电学性能，检测良品率剔除缺陷。封装测试：对塑封后成品芯片做详细的特性化分析、电学信号参数和可靠性测试。随着芯片集成度的指数级增长和芯片制程的纳米级精进，一次7nm工艺的流片成本就高达3 000万美元，集成电路测试具有成本低、早发现等特点，其重要性也愈加突显。金陵科技学院建设的集成电路测试联合工程技术中心是国内应用型本科院校首个集成电路测试人才实验实践培养示范基地，与美国国家仪器公司(NI)合作，依托其强大的软硬件实施平台，面向学生开设“集成电路测试”“自动化测试导论”“封装测试”“混合信号测试”等实验课程。实验室包含各型半导体集成电路参数测试仪、晶体管特性图示仪、四探针测试仪、高分辨显微镜等相关设备。并不断深化校企合作，优化教育改革，培育了大量集成电路测试新型应用型人才。0 引言集成电路测试贯穿于芯片生产全过程，是保障芯片可靠性的关键一环。根据中国集成电路产业人才白皮书统计，到2022年仅封装测试专业人才缺口就达20.98万人。集成电路产业链长、学科跨度大、人才培养周期长，因而人才缺失是制约我国集成电路产业发展的重要瓶颈。1 研究背景传统的高校教学过程中，存在重设计轻测试，重理论轻操作等现象。学科跨度大大，职业细分多，学生普遍比较迷茫，学习积极性不高。本文将企业文化理念引入课堂教学，调动学生民族企业爱国热情，提前树立工作生产意识；将企业培训方式与高校教学模式相融合，扬长避短，缩短教学周期，提高知识转化率，锻炼学生实际工程能力，更好的衔接未来就业。应用型高校更应立足办学特色、突出产业导向、对接企业需求，为中国集成电路全产业链培育高素质人才队伍。集成电路测试课程。主要分为芯片设计环节验证：基于硬件描述语言验证编程逻辑和门级电路功基金项目：2021年第一批教育部产学合作协同育人立项课题（202101037049），金陵科技学院高层次人才科研启动项目（jit-b-201831），2022年第二批江苏省产学研合作项目（BY20221003）。作者简介：程任翔，金陵科技学院电子信息工程学院，讲师；研究方向：凝聚态。收稿日期：2023-02-01；修回日期：2023-05-27。摘要：阐述集成电路测试课程的特点，集成电路测试教学中的问题，探讨课程教学与产业发展相融合，包括树立职业目标、采用企业教培模式、以实际工作需求为导向，以项目实践驱动课程教学。通过整合、调试器件工艺参数使学生直观地掌握工艺对参数的影响，参数反馈对工艺的控制。关键词：集成电路测试，企业培训模式，校企融合。中图分类号：TN407-4 文章编号：1674-2583(2023)06-0390-03DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.169文献引用格式：程任翔，顾泽杨.集成电路测试课程的企业教培模式分析J.集成电路应用,2023,40(06):390-392.集成电路测试课程的企业教培模式分析程任翔，顾泽杨（金陵科技学院 电子信息工程学院，江苏 211169）Abstract This paper expounds the characteristics of the integrated circuit test course,the problems in the integrated circuit test teaching,and discusses the integration of the course teaching and industrial development,including setting up professional goals,adopting the enterprise teaching and training mode,taking the actual work needs as the guidance,and taking project practice to drive the course teaching.By integrating and debugging device process parameters,students can intuitively grasp the influence of process on parameters and the control of parameter feedback on process.Index Terms integrated circuit testing,enterprise training mode,school enterprise integration.Analysis of Enterprise Teaching and Training Mode of IC Testing CourseCHENG Renxiang,GU Zeyang(School of Electronic Information Engineering,Jinling University of Science and Technology,Jiangsu 211169,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 391江苏省南京市集成电路产业发展概况。南京市江北新区作为国家级高新区，仅数年间，集聚了集成电路相关企业近600家，产业规模超750亿，招引了华为鲲鹏、华天科技、紫光展锐、龙芯中科等龙头企业打造产业集群，形成了涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试、装备材料等环节的产业格局。2020年校企联合成立的首个南京集成电路大学共开设五个学院，分别是集成电路设计自动化学院、微电子学院示范基地、集成电路现代产业学院、集成电路国际学院和未来技术学院，打破了传统大学模式，实现产学研、政校企三位一体的并进发展。南京江北新区力争到2025年，集成电路全产业链规模超3 000亿元，吸引产业人才超3万人，成为全球名副其实的集成电路的创新高地、人才高地和产业高地，打造未来中国“芯片之城”。因此，在宏观政策与产业发展利好的大背景下，地方高校要对接产业需求，推动校企融合，将产业优势转化为教育优势，对南京市产业转型升级发挥支撑作用，实现互利共赢。2 集成电路测试教学中的问题课程体系安排过于紧凑，教科书同质化明显。以我校电子科学与技术专业为例，学生仅在大三期间，就需要学习集成电路设计课程设计集成电路测试集成电路制造工艺等课程和实训。将集成电路相关课程全部紧密安排在同一学期，学生容易产生厌倦心理。此类课程部分章节内容相近，重复讲解会造成学时浪费，且教科书之间的内容差异化、梯度渐进性不明显，易导致学生知识体系混乱。授课方式单一，课堂形式较为单调。教师们大多仍采用PPT与板书的传统灌输式教学。由于学生没有亲历过生产一线，对集成电路自动化测试设备如ATE、分选机、探针台等都极为陌生，因此学生对理论课程大多只能囫囵吞枣，抽象的理解，直到考前背记公式应试。容易本末倒置，考试不是目的，学习的过程才是教育的初衷。综合实训实验操作与课堂教学脱节。集成电路测试课先理论授课16个学时，后实验操作4个学时。前期理论授课时学生没有实际操作机会也不了解实验设备工作原理，因此理论学习效果并不理想，且课堂学习时间跨度长达几月，最后一个月进行实验操作时大多已忘记前面课程内容，间接导致实验课进展也较为缓慢。学生学习目标不清晰，工作定位较为模糊。集成电路上中下游产业链长，涉及半导体IP、EDA设计工具、生产材料设备制造、芯片封测、产品应用等等。每一个产业环节参与企业众多，细分专业工种繁杂。学生不了解自己未来会进入何种企业，从事设计、生产、测试、设备终端等何种工作，因此学习目的性不强，不重视，认为本课程教学与自己未来工作无关。学科体系普遍高于学生定位。每年集成电路企业都有大量的版图设计、质量检测、成品测试、设备维护、产品销售等较简单的工作岗位，是本科生阶段能够胜任的，而现在的应用型高校学科体系建设大多模仿和向全国顶级研究型高校的课程安排看齐，讲授大量设计端、生产端等复杂课程书籍，轻视销售测试等较简单的课程，造成了人才市场供需失衡，导致学生定位不清、能力不足，从而导致就业困难。作为应用型本科高校，应该与当地大型企业生产一线岗位需求看齐，调整学科课程方向，调整人才培养定位，发挥自身优势，扬长避短，与研究型大学人才培养模式形成差异化竞争。3 课程教学与产业发展相融合描述产业形象，树立职业目标。第一堂课由教师介绍集成电路产业链的细分领域以及不同领域将会从事的工作类型，适应了不同阶段不同性格的学生。如芯片设计端需要足够的创新思维，对学生学历要求也较高，适合决心考研的同学；验证工程师则需要熟悉多种测试工具，擅长软件编程，极具耐心逐一找错；模拟芯片工程师需要学生精通电路原理，且通常设计和验证都由自己完成，模拟工程师也更依赖于长期的工作经验；PCB版图工程师，工作入门简单，但是可能需要长期加班；芯片制造工程师，则需要每天穿防尘服亲临生产一线，环境略为艰苦，没有那么自由，适合操作能力强的学生。学业的终点是就业，大部分同学都不知自己喜欢什么样的职业，未来会从事何种工作，没有清晰的目标便没有学习的动力，忽视课程的重要性。老师们需要在一开始就向学生具体的描述不同领域的产业工人形象，让他们憧憬自己的未来，让他们脑海中对未来的工作有清晰的形象和定位，才能明白此刻在教室学习的意义，并且克服工作畏难心理。共营课堂文化氛围，培养学习热情。在学生们找到自己的工作定位后，在集成电路的不同领域，找一家自己热爱的企业，在课前向全班同学介绍该公司的创业史、成长史。每一家成长起来的企业，必都经历了苦难与挫折，必离不开领导者的智慧与胆识。每位学生在了解民族企业的艰难过往时，会心生更强的爱国意识，培养出起艰苦奋斗的进取精神，同时对该企业该行业也会更加了解更加敬佩和热爱，这份热爱会持续带入接下来课程的学习和未来的工作。提高产业意识，转变实验态度。在工作中一次试验的错误，就可能让公司蒙受巨大的损失。然而学生在实验课试错成本低，也不会有人责备，老师往往看重结果忽视操作过程，对实验数据精确度也不会提太高要求。最终会导致学生实验态度不够严392 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用谨、操作过程不够细致、实验结果不够重视，长此以往在未来工作中也会留下巨大隐患。因此在高校实验课程改革中，需完善学生评价体系，突出实验态度与过程的严谨性，增加其分制权重。从学生到操作人员的身份可以直接转变，认知的转变却是长期的，教会正确的实验态度比实验本身更为重要。企业教培模式进高校。（1）企业培训具有周期短、见效快、工程性强、知识转化率高等特点。企业培训其目的是在短时间内提高员工职业技能水平，提高知识转化率，解决公司实际项目问题创造效益。以公司实际工作需求为导向，有目的、有针对性，以项目实践驱动课程教学。与此同时，帮助建立起共同的企业文化价值追求，挖掘员工个人潜力，增强团队协作能力。而高校人才培养目的主要是面向社会需求和国家长期发展战略，以必修课、选修课、理论课加实验课的模式，培养大学生对专业学科系统性、完整性的认知，树立其终身学习的意识和夯实其后期深入研学的基础。集成电路测试学科的复杂性高、操作性强的特点对学生的专业硬技能和文化软技能都提出了更高的要求，为了帮助学生毕业后能尽快适应和衔接半导体产业工作，同时缩短企业培训周期和成本，以加快人才队伍建设速度推动集成电路产业发展速度，因此建议将企业教培模式尽快融入高校教学体系改革。（2）把校内实践课，开到校外，让学生离产业更近一点。近年来随着培养“应用型人才”的需求渐高，许多高校盲目的增加了“课程实践”在总学时和总成绩中的占比，但是大多数高校并不具备昂贵的半导体生产、测试设备以供学生实践操作，更多的是基于院校现有的教学硬件平台设备给学生提供实验锻炼，这些设备往往严重脱离企业的实际生产。如此教学，不仅占据了大量理论授课时间，使得学生基础严重不足，而且未来进入工作岗位也将难以适应新型产业设备。为此需政府牵头加强校企协作，让更多的学生亲临生产一线，观看并学习集成电路测试流程，提高视觉直观性，以一线生产工人为师，亲历实践，方得真知。企业本身没有为高校分担教育责任的义务，参考过往校企合作案例中发现，企业方提供资金、开放工厂、提供工程师，贡献较多，因此积极很难提高，将来仍需政府对参与的企业提供宏观政策扶持和奖制激励，而校方也可对企业提供教师团队的科研技术援助，校企联盟最终受教的是学生，受惠的是校企，受益的是国家。（3）立足企业需求，问题驱动学习。以前授课时，教师会先从每章节的概念介绍和公式引出开始授课，这一开始并不能提起学生的兴趣和集中学生注意。可以在每章节前，选取与该章节内容相关的企业项目案例和工程问题让同学们先行思考，同时将企业培训教案作为教科书补充内容，在教学过程中穿插讲解企业所需工程技能，并把简单工程案例作为每章教学结束后的课外作业，以强化学生理论基础、提高知识转化率。（4）在现行教师评价体系影响下，高校教师队伍偏重科研领域“零的突破”，而企业偏重现有应用产品的研发，如何将科研能力带入人才培养中是关键所在。高校应政策鼓励教师与企业成立联合研发项目，并带领学生在大学时期及早地参与进来，培养相关工程技术经验。（5）树立工作意识，绷紧实验态度。生产不是游戏，没有从头再来。教师需对学生实验报告数据和过程提出更高要求。在半导体材料特性参数的测试分析中，通过整合、调试器件工艺参数使学生直观地掌握工艺对参数的影响，参数反馈对工艺的控制，身临其境的了解实验数据变化背后的物理含义，并且培养学生重视产品良品率、可靠性和利润率这一必不可少的现代工业的意识。在实验教学过程中，模拟企业真实工作环境，教师有意识的培养学生团队合作、协调分工、指挥领导能力。由教师提出课题讲解原理后，提高学生在课堂的主动权，由学生团队自主选举队长、讨论构建框架思路、协调安排课题分工、记录催促实验进度，最终团队演示汇报成果，评选出优秀团队与优秀个人。4 结语受益于5G物联、汽车电子、虚拟交互、工业智能等需求的快速增长，芯片测试的市场规模和发展空间十分巨大。随着国内集成电路产业规模的进一步扩大，行业分工也将更加细化专业化。参考文献1 张鹏展,李玉魁,胡国兵,徐志国,陈正宇.新工科背景下应用型本科院校集成电路测试类课程教学改革研究J.中国新通信,2018,20(20):192-194.2 罗永毅.企业和高校在产学研一体化教育模式中的定位研究J.中外企业文化,2022(11):205-207.3 林海军,刘匀佳.关于集成电路专业本科应用型人才培养的探索J.教育教学论坛,2017(46):147-148.4 刘权中.以企业需求来引导高校创新创业教育的发展J.当代教育理论与实践,2018,10(03):85-88.5 温良恭,白中扬.集成电路专业校企协同培养教学与实训体系的探索与实践J.工业和信息化教育,2021(12):65-69.6 吴中超.“双链融合”应用型大学的产学研协同创新运行机制分析J.宏观经济管理,2020(04):44-50.