基于IPD流程的應用型集成電路產業人才培養體系的構建與探索*

畢楊 張琦

西安航空學院電子工程學院 西安 710077

0 引言

近年來，美國制裁中興、“圍剿”華為等事件，折射出我國“缺芯少魂”的致命缺陷，再一次讓我們清楚地意識到，沒有芯片，沒有核心技術，就會被人“卡脖子”，處于受制于人的被動局面。為了擺脫這種受制于人的局面，國家高度重視集成電路自主可控及產業化發展。集成電路產業是信息技術產業的核心，對支撐經濟社會發展以及國家安全保障具有重大且深遠的意義。產業發展人才先行，集成電路是高技術型產業，集成電路人才的培養無疑是產業發展的重中之重。據2020年9月工信部發布的《中國集成電路產業人才白皮書（2019—2020年版）》的數據顯示，基于當前產業發展態勢及對應人均產值的預估，預計2022年全行業人才需求將達到74.45 萬人左右，其中設計業為27.04 萬人，制造業為26.43 萬人，封裝測試為20.98 萬人。針對集成電路人才緊缺，產學研脫節，國家大力發展集成電路人才培養[1]。2021年教育部正式發布“集成電路科學與工程”為一級學科的通知，北京大學、復旦大學等多所重點高校將集成電路專業設置為一級學科，加速學科建設，培養集成電路產業的研發、設計型人才[2]。但是集成電路產業發展的用人需求顯示，制造業和封裝測試行業的人員需求量劇增，占行業人才需求的63.7%，這一部分用人需求，并不符合北京大學、復旦大學等重點高校的人才培養定位。產業需要的是具有良好的綜合素質，扎實的集成電路領域的應用知識基礎和能力，并能熟練地應用于生產實踐的高素質應用型人才，這類人才主要出自應用型本科院校。

應用型本科院校的辦學定位是服務地方經濟發展需求，服務區域產業發展需求，培養高素質應用型人才。因此，應用型本科院校勢必與區域經濟發展深度融合。一方面，按照區域經濟發展和產業結構升級的需求設置學科專業，進行人才培養；另一方面，根據區域經濟發展和產業結構升級的需求開展科學研究，主動發現并解決經濟和產業發展過程中存在的科學問題。因此，構建應用型集成電路產業人才培養體系，探索應用型本科院校集成電路領域人才培養的路徑具有重要意義。

1 IPD 介紹

IPD（Integrated Product Development）稱為集成產品開發，是國際上一種先進的產品研發流程。如圖1所示，產品研發由概念—計劃—開發—驗證—生產—生命周期管理6 個階段構成[3]。

圖1 IPD 流程

2 IPD 流程與人才培養的關系

在IPD 流程中，產品研發的6 個階段與人才培養的流程相對應，如圖2所示。概念階段對標人才培養方案中的人才培養目標的確定，人才培養目標是根據經濟發展需要、產業發展需求確定的，與產品開發一致，是基于基本需求進行定義的階段，因此，在這個階段要進行廣泛的市場調研和需求分析。計劃階段對標人才培養方案的制定，人才培養方案是為達成人才培養目標制定的具體實施方案，是通過不同的教學環節和課程體系實現人才培養的過程，與計劃階段一致，是為達成目標制定的具體實施方案。開發階段對標人才培養方案的實施，依據人才培養方案的計劃安排開展具體的教學、實踐活動，在人才培養的過程中占據主體地位，也是目標有效達成的關鍵環節。驗證階段對標人才培養的質量監控，人才培養方案落實得如何，人才培養目標是否達成，都需要通過質量監控體系，對學生的考核成績、就業情況、學生滿意度調查、就業單位反饋等多個環節進行反饋，得到人才培養目標的達成情況。生產階段對標學生的就業，能夠畢業并取得學位的學生是學校生產的合格“產品”，可以服務于經濟社會發展需求，完成就業。生命周期管理階段對標人才培養過程中對不能正常畢業的學生的處理，這些學生因為未能達到人才培養目標的要求，不能正常畢業，可以采用留級或肄業的方式完成人才培養的全過程。

圖2 對標IPD 流程的人才培養過程

IPD 流程在企業管理中發揮了較好的作用，其主要體現于在產品開發前端引進市場信息和客戶需求，在一開始就準備所需的資源，根據里程碑進行管理，僅在里程碑上更改需求和項目方向，不用再對項目進行不斷的修修補補。因此，人才培養過程對標IPD 流程就需要在制定人才培養方案之前進行廣泛的市場調研，從而得到準確的人才培養目標，再通過構建合理的人才培養體系制定人才培養方案。

3 集成電路產業對應用型人才的需求分析

對標IPD 流程構建應用型集成電路產業人才培養體系，如圖3所示，首先要進行方案的市場調研，從而確定人才培養目標，完成“概念階段”。集成電路產業對人才的知識積累、能力養成和實踐經驗的要求都很高。從產業鏈來看，集成電路產業包括集成電路設計業、集成電路制造業、集成電路封裝和測試業等，每個環節對崗位的需求存在差異。應用型本科院校主要培養面向產業鏈的集成電路制造業、集成電路封裝和測試業的人才。這些產業需要學生有一定的集成電路理論知識，掌握專業的軟硬件開發工具，接受過工程化的訓練，具有較強的工程實踐能力，主要從事集成電路應用拓展領域的工作。

圖3 產業與高校的結構圖

應用型集成電路產業既需要學生具備寬廣的學科基礎，以滿足各崗位用人的要求；又需要學生掌握集成電路應用拓展領域最新的技術動態，以便在技術快速發展的背景下，能跟上企業未來的發展趨勢。因此，學生需要全面了解集成電路設計、制造、封裝、測試產業鏈中的基礎理論、基本方法及工程技術，建立立體化知識結構體系。

4 基于IPD 的應用型集成電路產業人才培養體系

根據集成電路企業對應用型本科院校的人才需求，可以確定，應用型集成電路產業的人才培養目標是掌握航空產業芯片基礎理論、軟硬件基本方法與技能，具備包括芯片應用思維在內的科學思維能力，具有良好的職業道德和職業素質，具有團隊合作精神和組織管理能力，具有較強的工程實踐能力和創新精神，能在航空航天和地方企事業單位從事芯片應用與芯片設計、開發和維護的高素質應用型工程技術人才。

圍繞培養目標，對標IPD 理念，將人才培養全過程對照產品生產周期全過程，把“能力培養”作為應用型人才培養的重點，對標集成電路相關企業及具體崗位對應用型人才綜合能力的要求，構建基于CDIO 模式的應用型集成電路產業的人才培養體系。應做到四個方面：第一，強化理論教學體系。應對標集成電路產業需求確定人才培養目標，高度重視能力素養的形成，理論教學方面要重視基礎和應用，要按照企業和崗位的具體知識需求，構建合理的理論教學體系，使得學生最終實現學用合一。第二，豐富實踐教學體系。實現應用型人才的能力培養，要重點強調實踐教學體系建設。應充分拓展實踐教學渠道和方式，既要有課內實驗、實踐、課程設計，還要有綜合實驗以及校外實習，豐富、系統的實踐教學體系有助于應用型人才工程實踐能力的培養。第三，理論教學體系和實踐教學體系應充分融合。根據應用型本科院校的辦學定位，培養理論扎實、工程實踐能力強的高素質應用型人才，因此，理論和實踐的地位同等重要，在構建課程體系時應將理論和實踐課程有機融合，使其相互支撐，讓學生實現知識學習和能力培養相互促進，同步提升。第四，重視綜合素養提升的教學體系。綜合素養的形成不僅依賴于理論教學體系和實踐教學體系，還要依靠培養學生溝通、協調、合作等多方面素養能力的教學體系。重視綜合素養提升的教學體系有助于應用型人才德智體美勞全面發展。

5 結束語

基于企業產品開發的IPD 流程，將概念—計劃—開發—驗證—生產—生命周期管理的6 個環節分別對應人才培養全過程，把“能力培養”作為應用型人才培養的重點，對標集成電路相關企業及具體崗位對應用型人才綜合能力的要求，構建基于CDIO模式的應用型集成電路產業的人才培養體系。該體系充更能滿足集成電路企業的崗位標準，有利于應用型本科院校在集成電路產業發展中發揮不可或缺的人才培養作用，助力集成電路產業快速高質量發展。