集成電路設計與集成系統

2003年，西安電子科技大學、南通工學院和杭州電子工業學院經教育部備案或批准設置集成電路設計與集成系統專業，專業代碼為：080615W ^[5]  。

2004年，山東大學、華南理工大學、 黑龍江大學和哈爾濱理工大學經教育部備案或批准設置集成電路設計與集成系統專業 ^[6-7]  。

2012年，在中華人民共和國教育部發布的《普通高等學校本科專業目錄新舊專業對照表》中，集成電路設計與集成系統專業屬於電子信息類，專業代碼由080615W調整為080710T ^[2]  。

2020年2月，在中華人民共和國教育部發布的《普通高等學校本科專業目錄（2020年版）》中，集成電路設計與集成系統專業屬於工學、電子信息類，專業代碼為：080710T ^[1]  。

集成電路設計與集成系統專業培養適應社會與經濟發展需要，具有道德文化素養、社會責任感、創新精神和創業意識，掌握必備的數學、自然科學基礎知識和相應專業知識，具備良好的學習能力、實踐能力、專業能力和一定的創新創業能力，身心健康，可從事電子信息及相關領域中系統、設備和器件的研究、設計、開發、製造、應用、維護、管理等工作的高素質專門人才 ^[8]  。

集成電路設計與集成系統專業基本學制為四年。四年參考總學分一般為140~180學分。

學生通過學習各門課程修滿總學分並畢業考核合格，可獲准畢業；畢業環節完成並經院校學位委員會審核通過者，可授予工學、理學學士學位。

（1）具有在電子信息領域從事科學研究、工程開發與設計所需要的數學和自然科學基礎知識。

（2）掌握電子信息類相關的基本理論與技術，具有基本的計算機理論、應用與開發能力；具有系統的與電子信息類專業相關的工程實踐或科研訓練經歷，瞭解生產工藝、設備與製造系統，瞭解電子信息類專業的發展現狀和趨勢。

（3）能夠熟練使用常用電子儀器儀表，初步具備設計與實施電子信息領域工程實驗的能力，並能夠對實驗結果進行分析；具有分析、提出方案並解決電子信息領域理論或工程實際問題的基本能力，可參與相關係統的設計、運行與維護。

（4）具有創新精神和創業意識，掌握基本的創新創業方法；授予工學學士學位的專業，應初步具備電子信息領域中綜合類實踐、實驗獨立設計、分析和調試能力以及進行產品開發與設計、技術改造與創新、工程設計與分析等解決實際工程問題的能力；授予理學學士學位的專業，應初步掌握電子信息領域科學研究的基本方法和手段，具備發現、提出、分析和解決電子信息領域及相關學科問題的初步能力；在設計或研究過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。

（5）掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法，具備科技論文寫作基本能力。

（6）瞭解與電子信息類專業相關行業的生產、設計、研究、開發，環境保護和可持續發展等方面的技術標準、方針、政策、法律、法規以及經濟管理知識，能正確認識電子信息技術對客觀世界和社會的影響，具有良好的質量、安全、效益、環保、職業健康和服務意識。

（7）具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及良好的團隊協作精神。

（8）掌握一門外語，能閲讀集成電路設計與集成系統專業外文資料，具有一定的國際視野和跨文化交流與合作能力。

（9）養成良好的學習習慣，對終身學習有正確認識，具有不斷學習和適應發展的能力 ^[8]  。

課程設置應支持培養目標的達成，課程體系應支持各項畢業要求的有效達成。

（1）通識教育類學分佔總學分的40%左右。主要包括：①思想政治教育和人文社會科學課程學分，約佔總學分的15%；②數學和自然科學課程學分，約佔總學分的15%；③經濟管理課程學分；④外語課程學分；⑤計算機信息技術課程學分；⑥創新創業課程學分；⑦體育課程學分。各高校可以根據實際情況適當調整學分。

思想政治教育利於培養學生樹立社會主義核心價值觀，人文社會科學類教育能夠使學生在從事工程設計時考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

數學和自然科學教育能夠使學生掌握理論和實驗的方法，為學生將相應基本概念運用到工程問題的表述和恰當數學模型的選擇當中，並能進行分析推理奠定基礎。

（2）專業教育類學分佔總學分的50%左右，其中學科基礎及專業類課程約佔總學分的30%（3）綜合教育類學分佔總學分的10%左右。主要包括：①心理與健康教育；②學術、科技與創業活動；③文體活動；④跨專業選修課；⑤社會實踐及自選活動等。

（4）總學分中，實踐與實訓教學學分（含課程實驗摺合學分）所佔比例應不低於25%。各高校可根據具體專業的特點進行確定，專業類實踐環節應能體現電子信息領域進行產品開發和設計、技術改造與創新創業、工程設計和分析、解決實際工程問題的能力的培養 ^[8]  。

除國家規定的教學內容外，人文社會科學、外語、計算機文化基礎、體育、藝術等內容由各高校根據辦學定位和人才培養目標確定，其中人文社會科學類知識包括經濟、環境、法律、倫理等基本內容。

數學和自然科學類包括高等數學、工程數學、大學物理等基本內容，各高校可根據自身人才培養定位提高數學、物理學（含實驗）的教學要求，以加強學生的數學、物理基礎。

各高校應結合自身人才培養目標定位和專業實際情況，開設融合專業發展與社會科學內容的創新創業類通識課程。

（一）學科與專業類基礎知識

學科和專業類基礎知識須涵蓋電路與電子技術、計算機系統與應用、信號與系統、電磁場與波等知識領域的核心內容。教學內容可參照教育部相關課程教學指導委員會制定的基本要求。在講授相應專業基本知識領域和專業知識時，應講授相關的專業發展歷史和現狀。

（二）專業基礎知識

集成電路設計與集成系統專業應包括通信原理、數字信號處理、通信電路與系統信息理論基礎、信息網絡、工程圖學中至少4個知識領域的核心內容 ^[6] 。

集成電路設計與集成系統專業課程包括C語言程序設計、電路、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、電磁場與波、半導體物理導論、半導體器件物理、高頻電子線路、數字信號處理、通信原理、微電子技術導論、數字集成電路、模擬集成電路、射頻集成電路、集成電路設計技術、電子封裝原理與技術、集成電路工藝原理、嵌入式系統設計、集成電路版圖設計、集成電路可靠性等 ^[9]  。

在電路類、信號類、計算機基礎和應用類、電磁場類學科基礎課程和專業課程中必須包括一定數量的實驗。

至少完成2個有一定規模的系統的設計與開發。

進行必要的工程技術訓練（其中電子工藝實習必修、金工實習或其他相關實習可選）、專業相關的製作實習、生產實踐等。

須制定與畢業設計（論文）要求相適應的標準和檢查保障機制，對選題、內容、學生指導、答辯等提出明確要求，保證課題的工作量和難度，並給予學生有效指導。選題應符合集成電路設計與集成系統專業培養目標要求，般應結合集成電路設計與集成系統專業的工程實際問題，有明確的應用背景，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力 ^[8]  。

（1）專任教師數量和結構滿足集成電路設計與集成系統專業教學需要，專業生師比不高於25：1，每個專業的專任教師不少於10人。

（2）新開辦專業至少應有10名專任教師。在120名在校生基礎上，每增加20名學生，須增加1名專任教師。

（1）專任教師中具有碩士及以上學位的比例不低於60%，具有博士學位的比例不低於30%，35歲以下專任教師須具有碩士及以上學位。

（2）專任教師中具有高級職稱的比例不低於30%；具有企業或相關工程實踐經驗教師的比例不低於20%（授予理學學士學位的專業可適當降低比例）；實驗教學須配備專任專職實驗技術人員，35歲以下實驗技術人員應具有相關專業本科及以上學歷；有從事創新創業教育的教師。

（1）教師應遵守《高等學校教師職業道德規範》，愛國守法，敬業愛生，教書育人，嚴謹治學，服務社會，為人師表。

（2）專業負責人應具有高級專業技術職務，在集成電路設計與集成系統專業領域具有較高的學術造詣，熟悉並承擔集成電路設計與集成系統專業教學工作。

（3）從事集成電路設計與集成系統專業教學工作的教師，要具有電子信息類專業或相關學科的教育背景，應滿足以下條件之一：①本科畢業於電子信息類專業，或碩士、博士學位屬於信息與通信工程、電子科學與技術、光學工程物理學學科之一；②已從事集成電路設計與集成系統專業教學、科研工作5年以上；③已獲得電子信息相關行業的國家或國際資質或認證。

（4）教師應具有足夠的教學能力，能開展科學研究、技術開發、工程實踐，參與學術交流，滿足專業教學的需要。所有專任教師均須取得高等學校教師資格證。

（5）教師應熟練掌握課程教學內容，能夠根據人才培養目標、課程教學內容與特點、學生的特點和學習情況，結合現代教學理念和教育技術，合理設計教學過程，做到因材施教、注重效果。

（6）教師應至少承擔一門本科生的學科基礎課程或專業課程，指導畢業設計（論文）或專業實習等，為學生職業發展提供必要指導 ^[8]  。

一、教學實驗室

（1）具有物理實驗室、電工電子實驗室、電子信息類專業基礎實驗室、專業實驗室，實驗設備完好、充足，在數量和功能上滿足教學需要，生均實驗教學儀器設備值不低於5000元。

（2）有良好的設備管理、維護和更新機制，近5年年均更新儀器設備值不低於10%，現有儀器設備完好率不低於95%，滿足實驗教學需求。

（3）基礎課程和專業基礎課程實驗提倡一人一組，特殊情況下每組不超過2人；綜合實驗、大型儀器實驗每組不超過4人，以提高學生的獨立思考及獨立操作能力。

（4）實驗室應提供開放服務，滿足學生課內外學習要求，提高設備利用率。

（5）實驗教學過程管理規範，實驗教學計劃、教學大綱、實驗指導書等資料齊全。實驗室建設有長遠建設規劃和近期工作計劃，既要注重專業基礎實驗，又要注重新方向、新技術的發展，還要結合集成電路設計與集成系統專業特長和地方經濟發展需要，建設專業實驗室。

（6）實驗技術人員數量充足，能夠熟練管理、維護實驗設備，保證實驗環境有效利用、學生實驗順利進行。

二、實踐基地

（1）因地制宜建設校內實習基地，能為參加實踐教學環節的學生提供充分的設備使用時間，並設有專門的指導教師對學生的實踐內容、實踐過程等進行全面跟蹤和指導。

（2）根據學科特色和學生的就業去向，本着“就地就近、互惠互利、專業對口、相對穩定”的原則，與科研院所、學校、行業、企業加強合作，建立具有特色的校外實踐教育基地和創新創業基地，參與教學活動的人員應理解實踐教學目標和要求，校外實踐教學指導教師應具有項目開發和管理經驗，為全體學生提供穩定的參與工程實踐的平台和環境，滿足相關專業人才培養的需要。

（3）授予理學學士學位的專業可根據培養目標和教學需要確定是否建立校外實踐基地。

（1）根據專業建設、課程建設和學科發展的需要，加強圖書館服務設施建設。注重制度建設和規範管理，保證圖書資料購置經費的投入，使之更好地為教學、科研工作服務。圖書資料包括文字、光盤、聲像等各種載體的中外文獻資料。

（2）具有一定數量、種類齊全的專業相關圖書資料（含電子圖書）和國內外常用數據庫，滿足教學和科研需要。

（3）充分利用計算機網絡，加強圖書館的信息化建設。具有基於計算機網絡的完善的圖書流通、書刊閲覽、電子閲覽、參考諮詢、文獻複製等服務體系。能夠方便學生學習網絡課程與精品共享資源課程，滿足學生的學習以及教師的日常教學和科研所需。

（4）信息資源管理規範，共享程度高 ^[8]  。

（1）教學經費有保證，能滿足專業教學、建設和發展的需要。

（2）新辦專業應保證充足的專業開辦經費，專業教學科研儀器設備總值不低於300萬元，且生均教學科研儀器設備值不低於5000元；近5年年均更新教學科研儀器總值不低於設備總值的10%；有充足的儀器設備運行維護費，滿足日常實驗教學需求。

（3）已辦專業除正常教學運行經費外，應有穩定的專業建設經費投入，滿足師資隊伍建設、實驗室維護更新、圖書資料、實習基地建設等需求 ^[8]  。

各高校應具有制定培養方案、課程教學大綱（含實驗大綱）、教學計劃的管理規定，具有定期修訂培養方案的機制，一般每4年對培養方案進行一次研討和全面調整，修訂工作有畢業生、用人單位校外專家參與，並綜合考慮各方反饋意見和專業發展情況，確保專業培養定位和規格適應學生和社會發展的需要。

各高校應對主要教學環節（包括理論課程、實驗課程等）建立質量監控機制，使主要教學環節的實施過程處於有效監控狀態，並對課堂教學、課程考核、實驗與實習、畢業設計（論文）等各主要教學環節有明確的質量要求。

各高校應建立對課程體系設置和主要教學環節教學質量的定期評價機制，評價時應重視學生與校內外專家的意見。建立完善的評教、評學制度，有分級教學督導隊伍對日常教學工作進行檢查、監督和指導，有專業學情調查和分析評價機制，能夠對學生的學習過程、學習效果和綜合發展進行有效測評。

各高校應建立畢業生跟蹤反饋機制，及時掌握畢業生就業去向和就業質量、畢業生職業滿意度和工作成就感、用人單位對畢業生的滿意度等各高校應釆用科學的方法對畢業生跟蹤反饋信息進行統計分析，得出包括培養目標、課程體系、理論和實踐課程教學等在內的人才培養工作意見和建議，以及對畢業生知識、素質和能力的評價，並形成分析報告，作為質量改進的主要依據，使反饋信息能有效用於指導專業人才培養質量的不斷提高。

各高校應建立持續改進機制，針對教學質量存在的問題和薄弱環節，定期開展由用人單位、教師、學生共同參與對集成電路設計與集成系統專業的教學質量內部評估，採取有效的糾正與預防措施，使質量監控結果、畢業生跟蹤反饋結果及時用於人才培養工作的改進。

每年對人才培養質量取得的成效和進一步改進措施進行分析、評價和總結，形成該專業的本科教學質量報告，進行持續改進，不斷提升教學質量 ^[8]  。

（一）課程改革

按照CDIO大綱要求對構思、設計、實施、運行系統的能力這四個目標進行細化，建立二級指標和三級指標，並以現行大綱為基礎，找出差距，針對具體問題進行課程改革。為確保改革切實可行，學院成立CDIO工程教育改革委員會，組織全院教師集體學習和研討CDIO理念、CDIO培養大綱、教育框架和標準，明確今後的改革方向和主要任務。

（二）不斷提高教師的實踐能力

CDIO模式是融於產業發展，並與產業發展同步的工程教育模式。切實實踐該工程教育模式，就要不斷提高教師的實踐能力，使其成為“雙師型”教師。不僅要有紮實的理論基礎，還應該具備豐富的實踐經驗。採用“請進來”與“走出去”相結合的方式，請有經驗的工程師到校任課，派年輕的教師到企業中實習。定期舉辦CDIO研討會，讓教師參與討論，讓成功的教師分享其實踐經驗，以便其他教師學習借鑑。加強與集成電路產業緊密合作，發揮校企合作優勢，與企業共同建立適合本項目實施的案例庫。

（三）專業方向課中進行CDIO課程實驗，逐步推廣

為使改革穩妥進行，也為今後全面推廣CDIO模式提供經驗。在集成電路設計與集成系統專業選擇幾門專業方向試點課程進行初步探索，總結經驗，逐步向其他課程推廣。在教學方面實施探究式學習和主動實踐學習，提高學生學習的方向性和主動性。學院CDIO工程教育改革領導小組、教學委員會和試點課程任課教師有計劃、有目的的就試點課程的授課方式、效果、學生的反映以及存在的主要問題等方面進行研討和總結。

（四）改善評價體制，注重對實踐能力的考核

改變以考試為中心、以死記硬背為基礎的考試製度，實行考試方法多樣化，考試評價標準多元化。考核方式必須突破原來比較單一的模式，引入形式多樣、靈活科學的考核手段 ^[10]  。

（一）通過構建實踐教學課程體系，培養學生實踐工程能力

一是系統性與完備性：課程體系需要覆蓋該專業全部的知識點，並且不同知識點之間應具有系統性、連貫性和完備性；二是交叉融合性：課程體系的設置上應該充分考慮不同學科之間的交叉和融合；三是課程的先進性：課程體系的設置要體現出內容先進性並且能夠體現學科未來發展的趨勢；四是課程的實用性：面向企業需要開設實用性強的實踐課程，使實踐教學貫穿本科教學的全部環節。

（二）將集成電路設計EDA技術貫穿整個課程體系

採用EDA工具能實現對模擬電路和數字電路的計算機仿真，可以極大地提高學生對該專業知識的理解。教學過程中，教師可利用這些軟件進行演示，學生可利用相應軟件解題、仿真、驗證和設計。對於實踐教學環節，學生可以通過相關的課程教學和課程設計，更有效地掌握基本的電路仿真和分析方法。

（三）通過設計實踐項目，實現實踐教學課程體系與理論教學課程體系相結合

首先，將常規不同實驗教學環節進行整合與優化，構建三個層次的實驗教學平台：認知實驗、綜合實驗和設計創新實驗，重點突出各階段的能力培養，形成層次分明、任務明確的實驗教學體系：認知實驗培養學生的實驗基本操作能力、綜合性實驗培養學生的綜合能力、設計性實驗培養學生創新意識與能力。其次，在設計實踐項目時，在對IC行業設計人才的能力需求分析的基礎上，分解出對應的知識點和能力目標，再將知識點和能力目標分解到各門課程。然後，設計出每學年專業課程的能力培養目標，通過不同層級的實踐項目的層層遞進，從單一技能訓練到綜合能力培養，最終實現專業的培養目標。最後，在課程實驗和實踐項目設計時，要激發學生的專業學習興趣與鑽研的好奇心，培養創新能力。

（四）轉化教師角色，採用多種手段提高教師實踐能力

從傳統的以教師為中心轉向以學生為中心，讓學生從被動學習轉變主動學習（教師不再是無所不知的知識傳播者，而是教學過程中的參與者，是解決問題的團隊成員）。改變教師重學術輕實踐的思想觀念，通過鼓勵教師加大申報應用型或工程類的項目的力度，加大與公司、研究所合作的力度等手段，全方位提高教師的工程實踐能力。

（五）構建校企合作辦學教育計劃

學生培養應從單純的高校教育轉變為高校、企業和社會多方位培養，為此要藉助IC企業的力量培養在校學生。高校與集成專業對應企業也積極開展課程規劃和專業建設方面的合作，並建立了多個校外實習基地。與企業進行深度合作，建立了互動、多贏的企業-教師-學生之間穩定的、可持續的三角關係。充分利用企業最真實的工程環境，讓學生可以工程師的身份而不是實習生的身份進行企業實習和畢業設計等實踐環節 ^[11]  。

（一）堅持本科教育的基礎性

強調本科階段的教學任務主要是完成本學科該專業的基礎教育，為學生進一步深造和終身學習打下堅實的基礎。此外，本學科正不斷與其他學科交叉融合，學生未來的工作幾乎不可能是“純集成電路或集成系統化”，較寬的專業基礎使學生適應能力更強，也有望在學科邊緣開展創造性工作或深入到某個應用領域中開展工作。

（二）課程系統性、完備性

要求該專業的畢業生應該具有從系統的設計思想、方法到集成電路設計與實現所需的一系列知識與能力。該專業的課程體系包括以下三個部分：基本理論與知識；集成電路與集成系統的設計原理、方法與技術，相關領域的集成電路應用知識。

（三）注重學科交叉專業融合

考慮多學科的交叉和融合。課程體系應該覆蓋電子科學與技術、計算機科學與技術、信息與通信工程等多個學科的主要知識點。

（四）課程整體性優化

對於基礎類課程，主要強調理論基礎知識和能力，同時儘量突顯其應用價值或潛力；對於工程和應用基礎類課程，特別強調對原理、方法、思路、發展趨勢等方面的學習和融會貫通，杜絕教學內容嚴重滯後於學科發展的不良現象。適當壓縮課堂學時，給學生更多自主學習時間。保證課程體系的整體優化，通過加強課程間的銜接和呼應，去掉重複內容；保證授課、自學、實踐相結合；依靠課堂講授技術的現代化，依靠選修課，廣泛展示本學科的新技術、新應用和新方向，為學生提供更多的選擇餘地。

（五）知識、能力、素質協調發展

通過系統的課程學習，學生在本科階段掌握的知識基本定型，但學生如何獲取新知識以及運用所學知識解決問題的能力和學生較強業務素質的培養等方面還要求多個環節分工、配合，共同努力，包括大課講授、課後實習、課程設計、綜合實習、大學生課外科技創新、畢業設計等。此外，集成電路設計與集成系統是實踐性極強的專業，對學生實際動手能力的培養非常重要。為此，本計劃設計了多個課程設計，均綁定在系列課程之後，實驗內容一般為學生自主完成設計性和綜合性實驗。

（六）從“精英”到“羣英”

在高等教育的後大眾化階段，“精英”教學由於受益面過小而受到來自公平與效率的拷問。這就要求制訂培養方案時要突破高校普遍存在的創新人才培養受益面窄、關注“高峯”有餘而“高原”不足、學生自主學習能力缺乏等問題。

（七）突出工程應用

本科教學應該充分考慮社會及企業的需要，某些課程的內容和實驗內容設置應具有明顯的工程特色。為了提高學生的就業競爭力，並使學生在就業後能夠儘快適應工作崗位，應該面向企業需要多開設一些實用性及工程性強的課程，並通過大量的實驗課時和實踐環節來提高學生的動手實踐能力 ^[12]  。

集成電路設計與集成系統專業可在微電子學與固體電子學、物理電子學、電路與系統、集成電路工程、通信與信息系統、計算機技術及相關專業繼續攻讀碩士、博士學位 ^[13]  。

集成電路設計與集成系統專業可以在高新技術企業、國防軍工企業從事微電子工藝、集成電路設計、電子系統集成相關領域從事有關工程技術的研究、設計、技術開發、管理以及設備維護等工作；能在科研院所、高等院校從事半導體物理、半導體器件、集成電路設計等領域的科研、教學工作 ^[14]  。