集成电路设计与集成系统专业:以“芯”为魂 助推产业升级

发布时间:2026-03-11 期号: 1894期

  当汽车可以自动驾驶,手机可以与万物互联,医生可以通过机器人进行远程手术……人们的生活模式正悄然迎来一场“数字革命”。而缔造这一“未来世界”的,便是集成电路工程师手中那一片片功能各异的芯片。

  迈向“工业4.0”时代,数字化、智能化、网络化已逐渐变为各行各业的“刚需”,集成电路也随之成为产业升级的基石。从概念构思到产业化应用,集成电路设计与集成系统专业人才致力于解决芯片全链条中的技术难题,以满足通信、雷达、消费电子、人工智能等各领域的芯片需求。

  

   是什么:打通全链条知识  聚焦产业应用

  小到用手机剪辑视频,大到用超级计算机模拟武器发射,都需要一枚拥有强大运算功能的芯片才能实现。集成电路产业作为现代化产业体系的核心枢纽,早已成为国家战略需求与产业发展的迫切需要。作为支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业,其发展不仅关系到国家安全,也关系到中国式现代化进程。目前,高校开设的集成电路相关专业主要包括“微电子科学与工程”和“集成电路设计与集成系统”。微电子科学与工程专业侧重科学基础与底层机理,强调对半导体物理、器件工作原理和制造工艺等知识领域的深入理解;集成电路设计与集成系统专业则以芯片设计与系统集成为核心,聚焦前端设计、系统架构设计与集成验证等方面,更侧重芯片功能的开发与研究。

  集成电路设计与集成系统专业为何如此重要?广泛的应用性是它的杀手锏。作为一名集成电路工程师,最重要的能力就是运用自己的奇思妙想,设计出能够解决行业问题、提升运作效能的强大芯片。“当前,全球集成电路产业单纯依靠工艺微缩获取性能提升已愈发困难,系统架构创新、异构集成、算法—硬件协同设计成为竞争焦点。”天津大学微电子学院副院长李卓介绍,集成电路设计与集成系统专业关注的就是如何把器件与工艺转化为可用、可靠、高性能的芯片和系统,其研究重心目前已从单一器件上移到电路级、芯片级乃至系统级,是一门典型的工程导向、问题导向和产业导向的专业。

  李卓表示,该专业适合希望直接参与芯片研发、产品落地和产业应用的学生。在具体学习过程中,该专业以“芯片—系统—应用”一体化为目标,研究如何将半导体器件、电路设计、芯片架构、系统集成与实际应用需求深度融合,培养能够解决复杂集成电路工程问题的复合型工程人才。

  为了让学生将理论知识与产业需求深度融合,各高校充分发挥自身资源优势,搭建了各具特色的人才培养体系。

  天津大学集成电路设计与集成系统专业面向国家集成电路战略需求和集成电路技术前沿,依托国家示范性微电子学院、天津国家现代服务业集成电路设计产业化基地等,以“工艺器件—集成电路—集成系统设计”为主线,构建了“通识教育+大类培养+专业模块”的人才培养方案和本硕博贯通的人才培养体系;创新产教融合育人机制,提升学生的实践创“芯”能力和可持续发展竞争力。

  北京邮电大学集成电路学院副院长王志君介绍,该学院集中学校通信、计算机、电子信息等优势学科资源,打通从底层芯片支持到上层系统应用的全链条知识体系;构建本硕博贯通式培养链条,提升人才培养的层次与系统性;搭建与行业龙头企业的深度合作平台,推动教学、科研与产业需求精准对接,培养兼具理论功底与工程实践能力的应用型、创新型人才。

  

   学什么:以行业为师  提升创新应用能力

  要想真正造出一枚能用、好用的“强芯”,在理论学习阶段,集成电路设计与集成系统专业学生不仅要学习集成电路设计相关课程,更要牢牢掌握制造、封测、材料、设备等环节的知识。该专业核心课程覆盖种类繁多,包括固体与半导体物理、集成电路器件、数字/模拟集成电路设计、系统级芯片(SoC)设计、集成电路工艺原理、射频电路基础等。这些课程共同构成“物理—器件—电路—系统”的完整知识链条,是学生理解和解决复杂集成电路工程问题的基础。

  对于集成电路设计与集成系统专业的学生来说,想要打通理论到落地的最后一步,日复一日的实践不可或缺。因此,许多开设集成电路相关专业的高校积极加强产教融合,形成了以行业为师,再反哺行业的良性循环。

  “天津大学集成电路设计与集成系统专业最突出的特色在于以国家重大需求和真实工程问题为牵引,将教学、科研和产业实践深度融合。学生在本科阶段即可接触系统级芯片设计思想,而非仅停留在课程级练习。”李卓说。在培养方式上,该专业注重产教协同与学科交叉,教学模式侧重项目式、案例式学习,通过实验、仿真及综合项目,让学生在真实工程环境中锻炼实践能力。该专业学生不仅能参与教师的科研项目,还可通过校企合作平台进入企业实践,了解产业真实需求。这种培养模式使学生在毕业时就能做到系统思维能力强、工程适应周期短、跨学科沟通能力突出、面对复杂问题不畏难,竞争优势十分明显。

  北京邮电大学集成电路设计与集成系统专业自2024年起开始实施“星辰计划”,打造贯穿大一至大四的项目制“研芯”课程体系。该课程体系由“科研训练+产教融合”两大模块构成,在导师带领下,学生在本科阶段就能系统接受针对科研能力的综合训练。“研芯”课程包括信息微电子和信息光电子两类实践项目,其科研训练课题均与产业需求接轨,学生可根据自身兴趣与能力选择其中一类参与。

  学校同年4月还加入了北京集成电路产教融合基地。该基地是由北京经济技术开发区联合清华大学、北京大学、中国科学院微电子所及行业领军企业共建的产教融合平台。依托该基地,北邮集成电路设计与集成系统专业学生可在京东方、北方华创等行业龙头企业参与项目,直面企业真实需求,逐渐成长为产业所需的“能应用、会创新”的高端技术人才。

  

   干什么:高端产业急需  各领域均可就业

  近年来,我国集成电路产业在规模上发展迅速,但在高端设计、系统集成和原创架构方面仍存在明显短板。这样的产业发展现状需要大量既懂底层器件与工艺,又懂系统与应用的高层次工程人才。

  据《中国集成电路产业人才白皮书》统计,我国集成电路人才缺口每年接近30万人,复合型、行业型高水平集成电路人才短缺尤为突出。因此,集成电路相关专业的复合型人才在集成电路设计、生产制造等领域就业前景十分广阔。该专业毕业生的就业方向包括通信、人工智能、航空航天、新能源汽车等;主要工作岗位包括芯片设计研发、算法研发等;工作内容涵盖应用算法研发、芯片前端设计、芯片验证、后端设计等;晋升路径一般为初级工程师—高级工程师—技术专家或项目负责人—高级经理,部分毕业生还可转向技术管理或系统架构方向。

  王志君表示,学生如果希望进行更深入的研究,可以选择攻读研究生,继续培养自己独立从事高层次科学研究和工程实践的能力。近三年,北邮集成电路学院研究生就业率持续达到100%,毕业生主要就业单位包括中国电子科技集团公司第十三研究所、北京机电工程研究所、中国信息通信研究院等国家高新企业及科研院所,中国移动通信集团、中国电信股份有限公司等国家企事业单位,以及华为、阿里云、比亚迪等大型科技公司。

  天大集成电路设计与集成系统专业毕业生的升学率和就业率也长期保持在较高水平。学校选择读研深造的学生比例超过70%,其升学去向包括清华大学、北京大学、中国科学院微电子所和半导体所等知名高校与科研机构,升学专业方向涵盖集成电路、微电子、电子工程、计算机工程等。而选择就业的该专业本科毕业生大部分直接进入产业一线,入职华为海思、兆易创新、中芯国际等单位,成为推动我国集成电路发展的中坚力量。

  

  (北京考试报记者  岳 阳)

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