集成电路设计课程人才培养实践

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了集成电路设计课程人才培养实践范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：以集成电路设计课程为依托，针对微电子技术专业的学生，挖掘与专业核心课程关联的内容，学习集成电路行业发展的相关政策，在课程内容中引入相关的企业案例。

关键词：集成电路设计；育人案例；效果评价 

引言

集成电路产业作为我国当今着力发展的战略支柱产业，对于我国微电子行业的发展和创新来说具有十分重要的地位。随着中兴事件、华为事件、中美贸易战等威胁到我国科技发展的众多事件的发酵，国人也逐渐提高了对集成电路产业的关注度。这有利于激发学生的爱国主义热情和积极拼搏、努力奋斗的职业使命。

1教学设计的背景

我校自微电子技术专业开设以来，集成电路设计课程就应运而生，前后经历了示范校建设、骨干院校建设、诊断改进等一系列的课程建设和改革，有着较深的育人理念和知识沉淀。作为一所高职院校本门课程的德育目标就是培养具有良好的职业道德，较强的专业能力、方法能力和社会能力，能满足生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美、劳全面发展的军工特质高素质技术技能人才,因此将课程思政融入其中探索新的育人培养模式是非常有必要和有意义的。

2教学设计的实践

为了适应陕西微电子行业及区域经济建设发展需要，本课程要求学生掌握集成电路设计和制造工艺的相关知识以及相应的EDA软件的使用和开发，能从事集成电路设计与开发的应用指导和生产管理工作。课程内容主要包括集成电路概述、集成电路材料、集成电路相关的制作工艺、集成电路器件及模型仿真等内容。本文旨在结合课程内容的同时将课程思政融入其中。将育人这条主线始终贯穿在本门课程的所有章节[1]。在第一章集成电路概述中，结合《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》等国家集成电路发展相关政策文件，让学生充分认识集成电路发展的重要性和迫切性，让学生意识到核心技术是求不来、买不来的，只能靠自己奋斗出来的自强意识[2]。在讲解集成电路的发展、设计流程、设计环节、制造途径时，多介绍国内集成电路设计公司的设计流程和环节以及先进的工艺和制造水平。同时穿插一些国外先进技术的设计理念与设计思路，通过国际国内集成电路的发展对比，让学生了解我们的优势与不足，从而激发学生的职业使命感和荣誉感。在第二章集成电路材料、结构与理论中，以上海新昇国内第一家能够生产12英寸晶圆的企业为例，讲解集成电路常用材料的相关内容，同时分享企业员工在生产制造过程中的精湛工艺及工匠精神，激发学生的民族自豪感，弘扬大国工匠精神。在讲解半导体基础知识的过程中，以中国半导体技术奠基人黄昆院士为例，讲述其在半导体物理学中所做出的巨大成就，鼓励学生以科学家们作为自己的偶像，以科学严谨的态度迎接每一次挑战[3]。在第三章集成电路基本工艺中，通过讲解集成电路的核心工艺即光刻原理与流程，让学生了解目前制约我国半导体发展的重要因素之一就是缺乏高端的光刻机，以美国为首的资本主义国家通过贸易战、美国优先等借口限制高端光刻机向我国半导体制造企业（中芯国际）的销售[4]。试图通过此手段达到限制我国集成电路产业从亚微米向纳米阶段的发展。但是我国上海微电子装备股份有限公司作为国内光刻机的龙头企业，肩负着国产光刻机的希望，虽然受到种种技术壁垒的制约，我们仍然通过自主研发实现了90nm光刻机的生产，即使未来的路还很长，但是我们相信一代又一代的集成电路人通过不断奋斗、艰苦卓绝，能够实现高端光刻机的国产化，为集成电路产业的发展贡献自己的力量。通过在课堂教学内容中引入此类案例，激发学生的爱国主义情怀和乐于奉献的精神。在第四章讲解CMOS的基本制造工艺和步骤时，以我国上海的加特兰微电子科技公司为例，通过网络信息化教学平台、融媒体等技术，让学生了解该企业是CMOS工艺毫米波雷达芯片开发与设计的领导者，也是全球第一家量产CMOS工艺77GHz毫米波雷达单芯片的公司，从而增加学生的职业荣誉感，让学生进一步了解我国集成电路行业在某些领域也是处于世界领先地位的[5]。

在第五章讲解MOSFET的阈值电压的含义时，举例北京大学张志勇教授在高能效新型晶体管研究领域取得重要进展，此项研究工作突破了晶体管室温亚阈值摆幅的热发射理论极限，为集成电路工作电压的下降以及制作特征尺寸更小的集成电路打下了良好的基础。通过举例我国科学家的伟大贡献，让学生清楚地认识到科学研究成功的背后是无尽的汗水和付出，培养学生不怕吃苦、敢于迎难而上的科学严谨的作风。在第六章集成电路器件及SPICE模型这一章节中，讲解到SPICE模型时，以伯克利电子系器件模型小组掌门人胡正明教授为例，讲解其在器件模型上所做出的杰出贡献，激发学生对基础学科领域的探索与研究。同时向学生介绍胡正明教授的育人思想，就是要对自己有信心，这样才有能量一步一步解决更困难的问题。在第七章SPICE数模混合仿真程序的设计流程及方法，通过仿真软件的学习，让学生掌握更加科学有效的学习方法和学习方式，提高工作效率。同时SPICE软件同样面临非国产化的问题，有没有可能在未来被卡脖子，引发学生的思考。同时也可以采用辩证的眼光去看待此类技术受限的问题，卡脖子的技术也正是我们要进一步研发的科研项目，让学生们意识到不畏艰难、抓住机遇、迎难而上才是解决问题的最优路径[6]。在第八章讲解版图几何设计规则和版图设计准则时，引入《孟子•离娄上》中的“无规矩，不成方圆”，通过列举设计失败的案例，告诫学生做人做事要有规矩、有准则。在一定的行业企业标准下，结合实际的设计需求，具体问题具体分析，充分调研、充分论证，这样才能设计出优秀的产品。最后通过上机实验软件仿真完成实例，让学生对所学知识有获得感，进一步激发学生对专业学习的热情。每节课后可以通过智慧职教平台以问卷调查的形式，根据学生的作答情况，综合统计和评估课程思政融入教学过程的实际效果。针对不足的地方，可以在下一次上课的时候，进行回顾[7]，也可以在网络平台上与学生一对一进行交流沟通。

3结语

现今在专业课理论知识传授的过程中，应该更多地融入行业发展及行业的最新动态，始终坚持将正能量和爱国主义情怀贯穿在整个专业核心课的教学过程中，更多地在润物细无声中让学生感受到自身所学专业的职业使命感和荣誉感，内在的激发起学生对所学专业的热爱，以及培养学生乐于奉献的精神。同时通过课程思政的教学研究，还可以加速课程思政的浪潮，让更多的教师、更多的课程参与进来，达到课程思政全覆盖，让枯燥乏味的专业课变得有温度、有感动。使得学生在课程内容学习的同时，品德和修养也得到进一步提升。

参考文献

[1]高德毅,宗爱东.从思政课程到课程思政:从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育,2017(01):43-46.

[2]余江涛,王文起,徐晏清.专业教师实践“课程思政”的逻辑及其要领——以理工科课程为例[J].学校党建与思想教育,2018(01):64-66.

[3]陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路——基于专业课程思政的探讨[J].思想理论教育,2018(03):64-69.

[4]张俊安,张庆伟,刘钦晓.“集成电路设计原理”课程中的思政元素及施教策略[J].教育教学论坛,2020(40):21-22.

[5]王晓晖,曹苏群,郭新年.探索集成电路设计课程与思政教育的融合方法[J].文化创新比较研究,2020,4(33):89-91.

[6]孙志雄,谢海霞,钟鹏飞.理工类课程融入课程思政理念的教学探索——以《EDA技术与应用》为例[J].海南热带海洋学院学报,2020,27(05):125-128.

[7]张鹏展,于咏怿,张冷,李方政,李玉魁,徐志国,陈正宇,王正昱.半导体物理与材料课程的思政教学改革[J].集成电路应用,2020,37(01):36-38.

作者：王古森 单位：陕西国防工业职业技术学院