競速“芯”賽道：微電子&集成電路

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微電子/芯片產(chǎn)業(yè)已被世界公認是電子工業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長的驅(qū)動力量。這個行業(yè)涵蓋了很多的領(lǐng)域，包括芯片設計、晶圓制造、封裝、測試、EDA工具、半導體原材料、半導體設備等。其中最上游的是芯片設計，與其對應性最好的本科專業(yè)，就是本文要介紹的“微電子”（即微電子科學與工程專業(yè)）、“集成電路”（即集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)）。

/ 微電子科學與工程 /

微電子科學與工程是電子學的一個分支，通俗點說是主要研究在固體（特別是半導體）材料上讓電子設備更加微小，從而構(gòu)成微小型化電路、電路及系統(tǒng)的方式。1947年，貝爾實驗室肖特萊等人發(fā)明了晶體管，這是微電子技術(shù)發(fā)展中的第一個里程碑。如今，微電子科學技術(shù)的發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為一個國家經(jīng)濟實力的重要標志。超高容量、超小型、超高速、超高頻、超低功耗是信息技術(shù)無止境的追求目標，是微電子技術(shù)迅速發(fā)展的動力。

這個專業(yè)需要研究電子或離子在固體材料中的運動規(guī)律及其應用，并學習實現(xiàn)信號處理功能，進而學習實現(xiàn)電路的系統(tǒng)和集成，因此它是一門綜合性很強的邊緣學科，涉及電磁學、量子力學、熱力學與統(tǒng)計物理學、固體物理學、材料科學、電子線路、信號處理、計算機輔助設計、測試和加工等多個領(lǐng)域，對學生的數(shù)理基礎要求比較高。

以西安電子科技大學微電子科學與工程專業(yè)為例，其專業(yè)課程如下。

學科基礎課：電路分析基礎、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)基礎、數(shù)字電路與邏輯設計、射頻電路基礎、微機原理與系統(tǒng)設計、電動力學、熱力學與統(tǒng)計物理、量子力學、固體物理等。

專業(yè)特色課：半導體物理、雙極型器件物理、場效應器件物理、化合物半導體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路、集成電路制造技術(shù)、集成電路可靠性、集成電路測試技術(shù)、硬件描述語言、集成電路EDA基礎等。

微電子科學與工程專業(yè)的門檻相對比較高，此前開設的院校比較少，近些年才逐漸增多。有部分院校從“厚基礎、寬口徑”的角度考慮，在本科階段只設置電子科學與技術(shù)專業(yè)，或者按大類招生，在大三大四再分流向微電子科學與工程方向發(fā)展。考生可重點考慮擁有國家支持建設（籌備）示范性微電子學院的院校。如果想在這個高精尖的行業(yè)里做出一些成果，顯然讀研是更好的選擇，因此建議盡量選擇層次高、保研率高的院校。

畢業(yè)生主要面向各集成電路和電子信息領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)就業(yè)，也可以轉(zhuǎn)向互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域就業(yè)。微電子具有門檻高和重經(jīng)驗的特點，這也決定了有志于進入微電子行業(yè)的學生要做好深耕的準備。與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)不同的是，這個行業(yè)更重視經(jīng)驗的積累，因此不用擔心吃青春飯的問題。

實力特色院校推薦

【南京郵電大學】集成電路科學與工程學院（產(chǎn)教融合學院）成立于2021年11月18日，起源于1971年的半導體器件專業(yè)，2002年微電子學本科專業(yè)開始招生，2021年獲批國家首批集成電路科學與工程一級學科博士學位點。

【桂林電子科技大學】微電子科學與工程專業(yè)的前身是微電子學專業(yè)（2002年正式招生），是國內(nèi)高校中率先設置的本科特色專業(yè)。專業(yè)培養(yǎng)立足于產(chǎn)學研融合，以企業(yè)需求為導向，涵蓋半導體器件、數(shù)字集成電路設計、模擬集成電路設計、光電集成設計等4個專業(yè)研究方向。

/ 集成電路設計與集成系統(tǒng) /

集成電路設計與集成系統(tǒng)是一個比較新的專業(yè)。它是教育部為適應信息技術(shù)學科和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，于2003年新設立。

和微電子科學與工程專業(yè)相比，集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)更強調(diào)應用，以高層次、應用型、復合型的集成電路及各類集成電子系統(tǒng)設計人才培養(yǎng)為目標，因而學習目標和內(nèi)容更為聚焦于研究新型電子器件及大規(guī)模集成電路的設計、制造，并學習用計算機輔助集成電路分析。

學生需要熟悉電子線路、計算機、信號處理、通信等相關(guān)電子系統(tǒng)的基本知識，掌握微電子器件、集成電路及集成系統(tǒng)的基本理論、方法及工具。以西安電子科技大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)為例，其專業(yè)課程如下。

學科基礎課：電路分析基礎、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)基礎、數(shù)字電路與邏輯設計、電磁場與電磁波、射頻電路基礎、通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號處理、計算機組成原理等。

專業(yè)特色課：半導體物理導論、雙極型器件物理、場效應器件物理、硬件描述語言、集成電路EDA技術(shù)、模擬集成電路設計、數(shù)字集成電路設計、集成電路制造技術(shù)、集成電路測試技術(shù)、集成電路可靠性、嵌入式系統(tǒng)與SoC設計、射頻識別技術(shù)理論與實踐、大規(guī)模可編程器件技術(shù)等。

這個專業(yè)的應用屬性相對來說更強，因此選校時應特別關(guān)注學校的實驗室配置及所在區(qū)域的相關(guān)產(chǎn)業(yè)情況。

畢業(yè)生主要面向各集成電路和電子信息領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)就業(yè)，既可從事集成電路設計、制造工作，也可從事電子信息科學基礎領(lǐng)域或新型交叉學科的工作。如果想要往芯片設計方向走，繼續(xù)深造是更好的選擇。

實力特色院校推薦

【湖北工業(yè)大學】擁有科技部/教育部“微電子與集成電路學科創(chuàng)新引智基地”，建有芯片產(chǎn)業(yè)學院芯片設計與工藝實驗中心。該中心設集成電路設計、微電子工藝、半導體器件測試等3個功能區(qū)。學校在湖北省30多家芯片類重點企業(yè)設立實習實踐基地或校企研發(fā)中心。

【安徽大學】集成電路學院獲批建設安徽省高性能集成電路工程中心，參與了合肥綜合性國家科學中心集成電路先進材料與技術(shù)產(chǎn)教研融合研究院建設，目前擁有微電子科學與工程、集成電路設計與集成系統(tǒng)、電子封裝技術(shù)等3個本科專業(yè)。學院的特色研究方向為存儲芯片和人工智能芯片。

對于大多數(shù)人來說，其實很難分辨這兩個專業(yè)的差異。事實上，二者在本科階段的學習可以說是大同小異的。一定要辨析的話，這兩個專業(yè)的差別可以粗略總結(jié)如下：

1.二者是包含與被包含關(guān)系。微電子科學是在物理學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造等多學科和超凈、超純、超精細加工技術(shù)基礎上發(fā)展起來的一門新興學科。由此可見，微電子包含集成電路。而由于不斷微型化是集成電路的一個重要特征，集成電路已然是微電子學科的主要部分。

2.部分院校的微電子科學與工程專業(yè)更偏向于基礎研究，強調(diào)的是“厚基礎，寬口徑”；相對來說，集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)更強調(diào)工程實訓，更聚焦于集成電路開發(fā)、集成電路設計、電子系統(tǒng)集成等方向。

選報建議

在本科階段與其糾結(jié)選這兩個中的哪個一個，不如把更多精力放在對開設這兩個專業(yè)的學校的實力考察上。一是要關(guān)注學校的學科實力，二是要了解學校的實驗條件及學校與工業(yè)界的合作。

在已經(jīng)明確想要進入集成電路/芯片行業(yè)，選報這兩個專業(yè)中的哪個都合適。此外，對這兩個專業(yè)來說，畢業(yè)后繼續(xù)深造都是更好的選擇，讀研時的專業(yè)細分方向會有比較明顯的區(qū)分。因此在同等情況下，想清楚自己想要進入集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈（設計、制造、封測、設備、材料等）中的哪個環(huán)節(jié)很重要。

本科階段選報電子科學與技術(shù)專業(yè)或偏向半導體的應用物理學來夯實基礎，這同樣是不錯的選擇。

小眾，卻是芯片行業(yè)的不可或缺

——電子封裝技術(shù)專業(yè)

在集成電路的生產(chǎn)中，設計、制造和封裝測試都非常重要。這其中，集成電路的封裝測試是現(xiàn)代高密度、高功率、小體積、高頻率電子產(chǎn)品自動化生產(chǎn)制造的一項關(guān)鍵技術(shù)。如東莞市人民政府在2021年印發(fā)的《東莞市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃建設實施方案》中，就提到了“建設國內(nèi)富有競爭力的集成電路產(chǎn)業(yè)基地。突出以應用為牽引，提升集成電路封裝測試環(huán)節(jié)對大灣區(qū)的支撐能力”。

為滿足產(chǎn)業(yè)的蓬勃需求，目前各高校的電子封裝技術(shù)專業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向集成電路IC和微電子封裝技術(shù)，以集成電路和微系統(tǒng)行業(yè)需求為背景，以高端電子產(chǎn)品制造為對象，系統(tǒng)開展先進電子產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)、互連技術(shù)、封裝材料、可靠性和裝備關(guān)鍵zjtzXo1nEIFsI5mCY0QNjA==技術(shù)的研究，幫助學生掌握電子器件的設計與制造、微細加工技術(shù)、電子封裝與組裝技術(shù)、電子封裝材料、電子封裝測試的基本理論和基本技能，具備封裝工藝和封裝材料的設計與開發(fā)以及封裝質(zhì)量控制的基本能力。

電子封裝技術(shù)專業(yè)是電子、電磁、機械、傳熱等多學科的交叉，重點學習集成電路和微系統(tǒng)封裝中的機、電、熱、磁設計，封裝材料與工藝，封裝測試裝備等方面的知識。主干課程（以西安電子科技大學電子封裝技術(shù)專業(yè)為例）如下：

電子封裝工程學科導論、電子封裝結(jié)構(gòu)設計、電子封裝材料與工藝、電子封裝熱設計、微機電系統(tǒng)封裝技術(shù)、微電子技術(shù)概論、半導體器件物理與工藝、集成電路制造原理與工藝、電磁場與電磁波、射頻電路基礎、電磁兼容設計與信號完整性、電路分析基礎、模擬電子技術(shù)基礎、數(shù)字電路與邏輯設計、微機原理與系統(tǒng)設計、自動控制原理、機械原理、電子封裝裝備機械設計、流體力學、理論力學、材料力學、電子封裝力學、電子材料與器件原理、電子設備可靠性等。

就業(yè)去向 畢業(yè)生可在集成電路封裝測試、高端電子制造、微系統(tǒng)設計等領(lǐng)域中從事相關(guān)工作，也可以在通信、計算機、航空航天、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域的企事業(yè)單位從事微電子和傳感器設計、制造、工藝、測試、研發(fā)、管理和經(jīng)營銷售等工作。