集成电路设计与集成系统：“强芯铸魂”探秘国家战略急需的＂芯＂力量

    什么是集成电路设计与集成系统？主要研究什么？

    集成电路设计与集成系统的开设始于2003年，是教育部针对国家对集成电路设计和系统设计人才大量需求的现状而设立的本科专业之一，隶属于工科门类下的电子信息类，也是支撑国家科技自立自强、突破“卡脖子”技术的核心专业之一。该专业融合了集成电路、计算机、电子工程、通信工程等多方面的知识，属于典型的交叉学科。学生通过系统的理论学习和工程实践，能够掌握芯片设计的流程，具备集成电路及其系统的设计、开发、测试和应用能力。

    概括来说，集成电路设计与集成系统专业研究的终极目标是如何把各式各样的芯片设计制造出来。有的芯片像人类的“大脑”一样存储和处理信号，有的芯片能够接收发射信号，有的芯片能够完成AI推理，有的芯片能够驱动电机。这些芯片最终会被集成应用到电子系统中。所以，该专业的研究覆盖了芯片的物理机理、器件、设计验证、制造、封装、测试以及应用等完整的链条，并且还要研究如何把芯片和软件编程、系统架构结合起来，通过软硬件协同，让芯片为各种智能系统服务，它融合了电子工程、计算机科学、微电子技术、现代通信等多个方向，是一个技术含量非常高、交叉融合程度非常强的专业。这个专业人才培养的目标的是通理论、懂设计、会实现、能创新的芯片设计的高端工程技术人才，解决国家“缺芯少魂”中的一大痛点。

    一般开设在哪些院系？有哪些专业方向？

    集成电路设计与集成系统专业通常开设在工科院系，具体院系因高校学科设置差异而有所不同。2020年，国务院学位委员会、教育部作出设立“集成电路科学与工程”一级学科的决定。包括北京大学、清华大学、复旦大学、南京邮电大学、电子科技大学等在内的19所高校入选首批“集成电路科学与工程”一级学科博士学位授权点。这些高校大多成立了集成电路科学与工程学院或集成电路学院，也有的高校沿袭原有的微电子学院，集成电路设计与集成系统专业通常归属于该类学院。还有一些高校将该专业开设在电子工程学院或电子信息工程学院，如南京大学、山东科技大学等。

    集成电路设计与集成系统专业的专业方向覆盖物理器件、芯片设计、芯片制造、封装与测试、系统级应用的全链条技术，不同高校会根据自身学科优势设置细分方向。主要的专业方向包括集成电路设计方向、功率半导体方向、半导体器件与工艺方向、封装与测试方向、系统集成与应用方向。

专业课程有哪些？

    集成电路设计与集成系统专业的本科课程设置旨在培养学生掌握集成电路设计、制造、测试及系统集成的核心能力。在集成电路设计与集成系统专业的四年本科学习中，学生将系统掌握从“芯片原理”到“系统设计”的理论知识与实践技能，为成为具备工程能力和创新意识的工程和科研人才打下坚实基础。

    专业理论课程主要包括：电磁场与波、信号与系统、半导体物理、微电子器件、半导体工艺、集成电路设计（数字/模拟/射频）、系统级芯片（SoC）设计、微处理器系统设计、集成电路封装与测试等专业核心课程。

    除了理论课外，该专业重视动手能力的培养。高校通过开设综合实验和项目式课程，使学生理论与实践相结合；鼓励学生积极参与科研项目和专业竞赛，在动手中锻炼综合能力，如“全国大学生集成电路创新创业大赛”是目前国内集成电路领域最大的赛事；许多高校与芯片企业建立合作，为学生开设企业实习与校企合作项目，学生的研究成果最终形成竞赛奖或者毕设论文；如电子科技大学等部分优秀高校还会为本科生提供“流片”机会，让本科生体会“从设计到芯片”的完整流程。

    随着智能手机、移动互联网、云计算、大数据和移动通信的普及，集成电路已经从最初单纯实现电路小型化的技术方法，演变为今天所有信息技术产业的核心，成为支撑国家经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，成为实现科技强国、产业强国的关键标志，直接影响国家安全和社会经济的发展。国家“卡脖子”问题，尤其是高端芯片的自给自足问题，已成为国家发展战略的重中之重，集成电路的重要性不言而喻。

    国家战略急需集成电路专业人才

    人工智能与高效能运算进一步推动芯片需求增长，对人工智能驱动硬件的需求空前高涨。世界四大会计师事务所之一德勤预测，到2025年，新一代人工智能芯片的价值将达到1500亿美元。Yole集团首席分析师Pierre Cambou预测，得益于人工智能和机器学习等数字化转型，到2030年，半导体行业将达到1万亿美元的市场规模。

    集成电路是国家基础性、先导性、战略性产业，也是电子信息的基石。集成电路产业和软件产业作为信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量，也是大国战略竞争的制高点。《中国学科及前沿领域2035发展战略丛书》中指出，当前和今后一段时期是我国集成电路与光电芯片技术发展的重要战略机遇期与攻坚期，实现集成电路产业的自主可控发展是我国的重大战略需求。

    未来，集成电路专业将聚焦人工智能、类脑计算、量子计算等未来前沿领域，着重发力的方向包括量子芯片、类脑芯片、无人机/机器人专用芯片等领域，以技术革新驱动产业升级，加快同人工智能、物联网、汽车电子等技术领域的融合，推动整个产业生态的可持续协同发展。

    面临高新科技领域的飞速发展和新一轮技术革命的挑战，国家明确提出要加强包括集成电路在内的事关国家安全和发展全局的基础核心领域的原创性引领性科技攻关，要实现这一目标，需要培养大量的人才为该领域做出贡献。

    目前集成电路人才需求呈结构性紧缺态势。《中国集成电路产业人才白皮书》显示，我国集成电路人才缺口高达30万。预计2025年国内芯片人才的需求是70万，人才缺口很大。我国半导体产业长期面临高端及复合型人才短缺问题，人才缺口主要集中在芯片设计和制造上，为此通过产教融合、提升薪资待遇、加强国际合作等多项措施加速人才培养与引进。国家一直以来面向集成电路产业做了资金、人才、技术发展全方位支持。2021年为推动集成电路产业人才集聚，形成产才融合发展的良好格局，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，加快推进集成电路产教融合。2022年《关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》，接续提出加强集成电路、人工智能等领域急需高层次人才的培养。

    国内核心区域集成电路产业格局

    目前，国内集成电路初步形成了长三角、环渤海、珠三角三大核心区域聚集发展的产业格局。珠三角地区重点发展芯片设计及底层工具软件、芯片制造、芯片封装测试、化合物半导体等细分领域。长三角地区是全球集成电路产业增长最快的地区之一，以上海为核心，是我国集成电路产业最扎实、产业链最完整、技术最先进的区域，产业规模约占全国二分之一，集中了全国50%多的芯片制造生产线，已经初步构建了集成电路全产业链。环渤海地区集成电路产业以北京、天津等为主要增长极，当前，已基本形成了从设计、制造、封装、测试到设备、材料的较为完整的集成电路产业链。

    毕业生主要就业方向

    集成电路产业是国家重点支持的战略性产业，人才需求旺盛。就业多集中在京津冀、长三角、珠三角、川渝、环渤海湾等产业聚集区，就业单位主要为国家重点单位和国内外头部企业，就业质量持续居高。毕业生可在集成电路产业相关的高新技术企业、国家科研单位、国防军工企业、大专院校、政府部门等单位从事集成电路的设计、制造、测试、应用和规划等工作，或者选择继续深造。该专业的毕业生深造比例较高，可以选择的学科方向包括集成电路科学与工程、电子科学与技术、电路与系统等。

    哈尔滨理工大学该专业毕业生主要就职于国内外著名集成电路设计公司、科研机构以及高等院校。具体从事的岗位包括集成电路后端开发、模拟电路后端开发、数字电路验证、电路的研发设计、生产销售，以及专门的集成电路研究及教学工作。在就业地域分布上，毕业生主要集中在长三角地区、珠三角地区以及北京等地。

    电子科技大学近三年本科毕业生深造率均超过78%，2023届本科毕业生深造率超过80%、直博率超过12%、毕业去向落实率稳定在95%左右，绝大部分毕业生前往境内外顶尖高校深造。毕业生前往包括中国电科、航天科工、华为、中兴、芯原等国家重点单位、科研院所和行业头部企业从事研发和管理等工作，就业单位分布地区包括川渝、长三角、珠三角和京津冀等。

    有哪些高校开设该专业？报考集成电路设计与集成系统专业应注意哪些方面？

    28所国家示范性微电子学院，8个国家集成电路产教融合创新平台

    根据阳光高考信息平台数据显示，目前全国共有近百余所高校开设集成电路设计与集成系统专业。考生在报考前要了解各个学校对于该专业人才培养目标的定位，师资力量，专业的培养条件。

    为服务国家集成电路产业发展的战略需求。目前有28所国家示范性微电子学院，这些院校电子信息类专业实力强劲、师资力量雄厚、科研实力突出。这些学院分批建设，其中2015年6月，教育部、国家发改委、科技部、工信部、财政部、国家外国专家局联合发文，公布了首批名单，即9所建设示范性微电子学院和17所筹建示范性微电子学院的高校，分别是北京大学、清华大学、中国科学院大学、复旦大学、西安电子科技大学、上海交通大学、东南大学、浙江大学、电子科技大学、北京航空航天大学、北京理工大学、北京工业大学、天津大学、大连理工大学、同济大学、南京大学、中国科学技术大学、合肥工业大学、福州大学、山东大学、华中科技大学、国防科学技术大学、中山大学、华南理工大学、西安交通大学、西北工业大学、厦门大学、南方科技大学。

    其中，北京大学、清华大学、复旦大学、厦门大学、南京大学、华中科技大学、电子科技大学、西安电子科技大学等8所高校依托在集成电路领域的优势基础，获批由国家发改委、教育部联合牵头组织实施的国家集成电路产教融合创新平台项目。

关注体检要求、注意招生大类和选考科目要求

    集成电路设计与集成系统属于工学门类中的电子信息类专业，根据《普通高等学校招生体检工作指导意见》，一眼失明另一眼矫正到4.8镜片度数大于400度的，不宜就读电子信息科学类。根据《厦门大学2025年本科招生体检实施细则》，任何一眼矫正到4.8镜片度数大于800度的，不宜就读电子信息类专业。考生如有意愿选择集成电路设计与集成系统专业，在填报志愿时应仔细查看高校招生章程中的体检要求，结合体检结论，合理选报志愿。

    部分学校集成电路设计与集成系统专业按电子信息大类进行招生，如南京大学、华中科技大学等，还有按集成电路类进行招生的高校，如重庆邮电大学等。也有以电子信息为特色的高校，直接设置“集成电路设计与集成系统”具体专业，招生时即明确专业方向，无需大类分流，适合目标明确的学生。考生在报考前需仔细查阅目标院校的招生简章及培养方案，确认是否属于大类招生及分流规则。

    高考改革省市考生需注意是否符合选考科目要求，一些本科招生高校集成电路设计与集成系统专业要求选考物理+化学。如哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等。

报考建议

    对于想要报考集成电路设计与集成系统专业的考生，电子科技大学于奇教授有以下建议：

    “集成电路设计与集成系统专业作为一门交叉学科专业，同学们一定要拓宽自己的知识面，不仅要掌握数学、物理、化学等方面的知识，同时也要多涉猎计算机科学、信息技术科学等相关领域的知识，及时关注该领域的热点和前沿。为了能更好的学习该专业，同学们要有开阔的眼界，扎实的数理基础，严谨的逻辑思考能力，要敢于创新、勇于挑战，还需要有一定的动手实践能力，能够将国家的需求同自身的发展目标结合起来。”