教授带你“逛“专业

专业名称:微电子科学与工程

专业导游:信息与电子工程学院何乐年教授董树荣教授


 


Q1:微电子科学与工程专业的学习(研究)对象是什么?

微电子科学与工程专业是浙江大学2015年批准建立的本科专业,其研究对象是半导体器件与集成电路。高性能半导体器件与集成电路技术是信息产业的核心技术,相关产业是关系经济建设、社会发展、国家安全的战略性新兴产业,是国家核心竞争力的重要体现。高性能半导体器件与集成电路技术已经成为我们国家中长期战略性高技术的重要学科领域之一,也是国家重大科技专项的重要内容。这些年来我国半导体芯片产业高速发展,其中的集成电路设计产业的年产值从2000年占全球总量的1%上升到2012年的13%以上,超越了日本和韩国,跃居全球第三。但是我国目前连续5年进口的最大宗产品一直没有变,即集成电路芯片,进口金额达到2300多亿美元。

为加速发展我国的微电子集成电路产业,2015年浙大整合了校内集成电路设计、半导体器件等方向的研究所建立了微电子学院。2015年7月浙大微电子学院被教育部、国家发改委等中央六部委批准为第一批九所“国家示范性微电子学院”建设单位之一。未来是智能化社会,更需要我们把握源头创新,研发智能化的微纳电子器件和芯片。

原浙大半导体器件、集成电路方向的本科生培养主要是由“电子科学与技术”、“电子信息工程”本科专业承担,2016年起将单独建立“微电子科学与工程”本科专业,加大培养微电子产业急需人才。

Q2:微电子科学与工程专业本科核心课程有哪些?

半导体集成电路产业,包括半导体器件与制造工艺、集成电路设计、封装与测试、集成电路芯片应用与系统开发等,我们的本科核心课程主要是环绕着半导体器件、集成电路这条主线构建而成的,包括半导体物理与器件、信号与系统、数字系统设计、模拟与混合信号集成电路设计、超大规模集成电路设计导论、面向集成电路设计的EDA技术等核心课程。

Q3:学微电子科学与工程专业的学生需要具备什么特质?

微电子科学与技术专业的一大特点是软件与硬件的紧密结合,不仅需要掌握半导体器件、电路与系统方向的硬件知识,而且能使用器件、工艺和电路设计仿真软件,并且需要软硬件编程能力。因此要求学生具有较强的数理基础和逻辑思维能力,另外需要一定的实际动手能力,包括开发与测试硬件系统及器件。我们的课程体系丰富完整,给予学生很大的选择空间,因此自主性、进取心强的学生能够得到非常大的发展空间,特别是思维活跃性强的学生会有如鱼得水的感觉,我们为学生的新颖电子设计和新发明提供了强有力的硬件平台服务

Q4:在微电子科学与工程专业学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

我们的课程理论联系实际比较强,需要学生在理论学习的同时,重视实验课程和课题研究项目,以便得到深入的理解。有些课程的信息量比较大,需要学生在课前预习,课后及时消化。

Q5:社会上是否存在对微电子科学与工程专业的理解误区?

提起微电子科学与技术,人们往往会联想到半导体器件,进而形成这个专业主要是研究器件的结论。实际上,我们的专业包括了新型半导体器件设计,而且更重要的有超大规模集成电路、模拟与混合信号集成电路、射频集成电路芯片等的设计,上述芯片的规模是巨大的,可以完成的功能也是非常强大的,其本身就是一个大电路系统。另外,对于芯片的应用系统来讲,其与整机是密切关联的。

此外,专业课程是否很难?实际上,本专业的课程有一定的理论基础,而且还有许多理论联系实际的技术应用课程,两者有着有机的结合,在完成课程设计的同时让学生有成就感,以便增加其对专业的热爱。

Q6:现实中哪些问题需要通过微电子科学与工程专业的人才来解决?

微电子器件与集成电路芯片在日常生活中可以说无处不在,大家熟悉的手机、电视、计算机、音响等,通常一个芯片的特性就决定了一种电子设备的性能,因此我们在理解电子设备功能、开发新的应用目标的时候,就要了解核心的芯片的功能。

今后的智能社会,就是由越来越复杂的集成电路芯片为核心的智能电子设备为基础的社会。

Q7:微电子科学与工程专业的毕业生,主要面向哪些行业就业?

本专业的毕业生主要就业于集成电路设计、集成电路制造、通信等行业,例如IBM、德州仪器(TI)、模拟器件公司、海思(华为)等高科技大型企业,从事电子系统或电子产品的研发工作。另外,一半以上的本科毕业生将进入研究生课程学习,其中又有接近一半的学生选择出国留学。

 

 微电子科学与工程最吸引我的——

我对微电子的兴趣是一点一点培养起来的。一开始只知道微电子是与集成电路相关的,后来上了信电导论课,再加上后续的一些专业课,才对学院的三个专业包括微电子有更深入的了解。作为一个离不开硬件的专业,就内容而言,有包括固体物理、半导体物理等的物理层面、包括IC设计、超大规模设计的应用层面,还有微电子制造工艺。其中最吸引我的,让我“又爱又恨”的,大概就是IC设计。三个方面学院都有开设相关课程,我们可以根据兴趣和需要有选择地学习。此外,微电子的每位同学都有相应的学业导师,大家也可以了解自己感兴趣的方向,早点接触相关研究。

在信电学习的感受是,同学们勤奋乐观,充满活力,老师们严谨认真,平易近人。在这里有良好的学习氛围和环境,如果喜欢迎难而上、对深维度的创新感兴趣、具有冒险家精神,三者有其一二,又或者对某个方向感兴趣,来到信电学习微电子是个很不错的选择。

            ——2016级本科生杨博杰

在我的观点看来,微电子科学与工程专业的主要研究方向有二:一是集成电路的设计方向,二是半导体物理器件与微电子工艺的设计。所以说微电子专业涉及到多门相关学科,综合性很强,比如从第一个研究方向来看,涉及到半导体器件与物理、集成电路和系统的设计及测试,从第二个研究方向来看,涉及到固体物理学、量子力学、信号处理等,同时浙江大学的微电子专业以及信电学院还对同学们的编程能力提出了一定的要求,因此可以说微电子科学与工程这一专业在浙江大学是一门“软硬结合”的学科。

近年以来,人工智能、深度学习等新兴技术逐渐发展起来,但是涉及到这两者的较为成熟的研究仍然针对于软件,比如相关算法的设计、优化等等,而人工智能的硬件化还属于未知的或者不成熟的领域,掌握微电子学有关集成电路的知识,可以将集多种功能为一体的人工智能芯片嵌入集成电路中,进而实现人工智能从抽象到实体的一种转化,也可以成为我们使用者与人工智能交流的一种桥梁。

总之,微电子这门学科是集成电路研究和发展的关键,软硬件兼顾的培养方案也可以使得我们学生能够多元化的发展。

           ——2016级本科生刘梓杰