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基于IPD流程的应用型集成电路产业人才培养体系的构建与探索*

2023-11-29毕杨张琦

中国教育技术装备 2023年19期
关键词:集成电路应用型流程

毕杨 张琦

西安航空学院电子工程学院 西安 710077

0 引言

近年来,美国制裁中兴、“围剿”华为等事件,折射出我国“缺芯少魂”的致命缺陷,再一次让我们清楚地意识到,没有芯片,没有核心技术,就会被人“卡脖子”,处于受制于人的被动局面。为了摆脱这种受制于人的局面,国家高度重视集成电路自主可控及产业化发展。集成电路产业是信息技术产业的核心,对支撑经济社会发展以及国家安全保障具有重大且深远的意义。产业发展人才先行,集成电路是高技术型产业,集成电路人才的培养无疑是产业发展的重中之重。据2020年9月工信部发布的《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020年版)》的数据显示,基于当前产业发展态势及对应人均产值的预估,预计2022年全行业人才需求将达到74.45 万人左右,其中设计业为27.04 万人,制造业为26.43 万人,封装测试为20.98 万人。针对集成电路人才紧缺,产学研脱节,国家大力发展集成电路人才培养[1]。2021年教育部正式发布“集成电路科学与工程”为一级学科的通知,北京大学、复旦大学等多所重点高校将集成电路专业设置为一级学科,加速学科建设,培养集成电路产业的研发、设计型人才[2]。但是集成电路产业发展的用人需求显示,制造业和封装测试行业的人员需求量剧增,占行业人才需求的63.7%,这一部分用人需求,并不符合北京大学、复旦大学等重点高校的人才培养定位。产业需要的是具有良好的综合素质,扎实的集成电路领域的应用知识基础和能力,并能熟练地应用于生产实践的高素质应用型人才,这类人才主要出自应用型本科院校。

应用型本科院校的办学定位是服务地方经济发展需求,服务区域产业发展需求,培养高素质应用型人才。因此,应用型本科院校势必与区域经济发展深度融合。一方面,按照区域经济发展和产业结构升级的需求设置学科专业,进行人才培养;另一方面,根据区域经济发展和产业结构升级的需求开展科学研究,主动发现并解决经济和产业发展过程中存在的科学问题。因此,构建应用型集成电路产业人才培养体系,探索应用型本科院校集成电路领域人才培养的路径具有重要意义。

1 IPD 介绍

IPD(Integrated Product Development)称为集成产品开发,是国际上一种先进的产品研发流程。如图1所示,产品研发由概念—计划—开发—验证—生产—生命周期管理6 个阶段构成[3]。

图1 IPD 流程

2 IPD 流程与人才培养的关系

在IPD 流程中,产品研发的6 个阶段与人才培养的流程相对应,如图2所示。概念阶段对标人才培养方案中的人才培养目标的确定,人才培养目标是根据经济发展需要、产业发展需求确定的,与产品开发一致,是基于基本需求进行定义的阶段,因此,在这个阶段要进行广泛的市场调研和需求分析。计划阶段对标人才培养方案的制定,人才培养方案是为达成人才培养目标制定的具体实施方案,是通过不同的教学环节和课程体系实现人才培养的过程,与计划阶段一致,是为达成目标制定的具体实施方案。开发阶段对标人才培养方案的实施,依据人才培养方案的计划安排开展具体的教学、实践活动,在人才培养的过程中占据主体地位,也是目标有效达成的关键环节。验证阶段对标人才培养的质量监控,人才培养方案落实得如何,人才培养目标是否达成,都需要通过质量监控体系,对学生的考核成绩、就业情况、学生满意度调查、就业单位反馈等多个环节进行反馈,得到人才培养目标的达成情况。生产阶段对标学生的就业,能够毕业并取得学位的学生是学校生产的合格“产品”,可以服务于经济社会发展需求,完成就业。生命周期管理阶段对标人才培养过程中对不能正常毕业的学生的处理,这些学生因为未能达到人才培养目标的要求,不能正常毕业,可以采用留级或肄业的方式完成人才培养的全过程。

图2 对标IPD 流程的人才培养过程

IPD 流程在企业管理中发挥了较好的作用,其主要体现于在产品开发前端引进市场信息和客户需求,在一开始就准备所需的资源,根据里程碑进行管理,仅在里程碑上更改需求和项目方向,不用再对项目进行不断的修修补补。因此,人才培养过程对标IPD 流程就需要在制定人才培养方案之前进行广泛的市场调研,从而得到准确的人才培养目标,再通过构建合理的人才培养体系制定人才培养方案。

3 集成电路产业对应用型人才的需求分析

对标IPD 流程构建应用型集成电路产业人才培养体系,如图3所示,首先要进行方案的市场调研,从而确定人才培养目标,完成“概念阶段”。集成电路产业对人才的知识积累、能力养成和实践经验的要求都很高。从产业链来看,集成电路产业包括集成电路设计业、集成电路制造业、集成电路封装和测试业等,每个环节对岗位的需求存在差异。应用型本科院校主要培养面向产业链的集成电路制造业、集成电路封装和测试业的人才。这些产业需要学生有一定的集成电路理论知识,掌握专业的软硬件开发工具,接受过工程化的训练,具有较强的工程实践能力,主要从事集成电路应用拓展领域的工作。

图3 产业与高校的结构图

应用型集成电路产业既需要学生具备宽广的学科基础,以满足各岗位用人的要求;又需要学生掌握集成电路应用拓展领域最新的技术动态,以便在技术快速发展的背景下,能跟上企业未来的发展趋势。因此,学生需要全面了解集成电路设计、制造、封装、测试产业链中的基础理论、基本方法及工程技术,建立立体化知识结构体系。

4 基于IPD 的应用型集成电路产业人才培养体系

根据集成电路企业对应用型本科院校的人才需求,可以确定,应用型集成电路产业的人才培养目标是掌握航空产业芯片基础理论、软硬件基本方法与技能,具备包括芯片应用思维在内的科学思维能力,具有良好的职业道德和职业素质,具有团队合作精神和组织管理能力,具有较强的工程实践能力和创新精神,能在航空航天和地方企事业单位从事芯片应用与芯片设计、开发和维护的高素质应用型工程技术人才。

围绕培养目标,对标IPD 理念,将人才培养全过程对照产品生产周期全过程,把“能力培养”作为应用型人才培养的重点,对标集成电路相关企业及具体岗位对应用型人才综合能力的要求,构建基于CDIO 模式的应用型集成电路产业的人才培养体系。应做到四个方面:第一,强化理论教学体系。应对标集成电路产业需求确定人才培养目标,高度重视能力素养的形成,理论教学方面要重视基础和应用,要按照企业和岗位的具体知识需求,构建合理的理论教学体系,使得学生最终实现学用合一。第二,丰富实践教学体系。实现应用型人才的能力培养,要重点强调实践教学体系建设。应充分拓展实践教学渠道和方式,既要有课内实验、实践、课程设计,还要有综合实验以及校外实习,丰富、系统的实践教学体系有助于应用型人才工程实践能力的培养。第三,理论教学体系和实践教学体系应充分融合。根据应用型本科院校的办学定位,培养理论扎实、工程实践能力强的高素质应用型人才,因此,理论和实践的地位同等重要,在构建课程体系时应将理论和实践课程有机融合,使其相互支撑,让学生实现知识学习和能力培养相互促进,同步提升。第四,重视综合素养提升的教学体系。综合素养的形成不仅依赖于理论教学体系和实践教学体系,还要依靠培养学生沟通、协调、合作等多方面素养能力的教学体系。重视综合素养提升的教学体系有助于应用型人才德智体美劳全面发展。

5 结束语

基于企业产品开发的IPD 流程,将概念—计划—开发—验证—生产—生命周期管理的6 个环节分别对应人才培养全过程,把“能力培养”作为应用型人才培养的重点,对标集成电路相关企业及具体岗位对应用型人才综合能力的要求,构建基于CDIO模式的应用型集成电路产业的人才培养体系。该体系充更能满足集成电路企业的岗位标准,有利于应用型本科院校在集成电路产业发展中发挥不可或缺的人才培养作用,助力集成电路产业快速高质量发展。

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