在国际前沿技术和人才体系愈演愈烈的“脱钩”、“扼制”和“断供”外部形势下,作为支撑经济社会运转和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,集成电路产业是新发展格局下高水平科技自立自强的重要战略支柱。近年来中国集成电路产业已经积累了一定产业基础、优势方向和专业队伍,但是部分“卡脖子”技术仍严重受制于人。党的二十大报告提出教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。人才是第一资源,半导体科学技术是多种学科高度交叉融合下的科学技术,要实现高水平科技自立自强不仅要重视核心技术创新,更要关注集成电路人才体系供给。站在教育、科技与人才“三位一体”统筹发展的战略高度,思考如何在集成电路产业前沿培养并保持一支真正能打硬仗的高层次人才队伍已迫在眉睫。
01
我国集成电路人才培养发展现状与趋势
人才规模:集成电路人才规模微增,人才缺口依然明显
集成电路人才培养受到中央和有关部委的重视,2020 年国务院正式发布《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》,专门强调了新时期集成电路发展的人才建设问题。《教育部等七部门关于加强集成电路人才培养的意见》聚焦我国集成电路行业人才培育机制体制和人才培育质量两方面内容。根据《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020 年版)》相关数据,中国集成电路产业整体人员数量已经达到 50.2 万人,但未来 1-2 年依然有 25 万人才空缺存在。总体上看,我国集成电路行业仍然处于人才需求旺盛期,从业人才短缺痛点问题一定时期内将依然存在。
人才结构:集成电路人才结构失衡,领军人才依然匮乏
半导体科学技术是多学科交叉融合的领域,涉及大量的隐性知识、技术经验和行业技术诀窍,而这些关键知识载体是产业内的技术人才。我们认为集成电路专业人才内涵应该包含 3 个层次:基础人才、创新人才和领军人才。基础人才指的是行业内掌握基本技能和隐形经验,从事基础流程的人才;创新人才指的是掌握大量的隐性知识和行业技术诀窍,能够推动产业渐进式创新的专业型或复合型人才;领军人才则指的是能够实现集成电路前沿技术“从 0 到 1”的突破、引领产业跨越式发展的关键人才,包含重大源头创新、原始理论创新、重大工艺路径创新等。
调研发现,目前我国集成电路人才体系结构性失衡的问题主要体现在两方面:一是缺乏具有行业经验的复合型创新人才,二是严重缺乏国际视野的产业领军人才。根据对 ISCA 2007—2018 年半导体领域高质量论文第一作者国籍(流向)的不完全统计,有接近 25% 的作者出生国籍为中国,但是在发表论文时这一比例锐减为 5%。在半导体领域创新人才、领军人才等高层次人才的可持续发展和管理方面,尚有不少优化空间。
未来发展:集成电路人才需求扩张趋势明显,结构有待调整
当前,国家创新基础设施和相关应用蓬勃发展。
1. 集成电路对创新基础设施的支撑作用明显。创新基础设施的实体,如大科学装置的核心设备与实验室、大型数据中心等运行过程中的数据分析、物理能源供应和网络计算等,都需要芯片技术作为支撑。
2. 集成电路产业本身是新一代基础设施建设和发展的重要领域之一。在创新基础设施和相关应用蓬勃发展的引领下,集成电路产业迎来快速扩张趋势,对相关从业人员规模和质量都提出更高要求。集成电路行业的良性发展将越来越依赖技能型人才主导的技术创新,特别是交叉复合型芯片人才,人才结构的调整势在必行。
02
我国集成电路人才培养发展的“痛点”
培养阶段:培养基数不足,培养模式与合作机制存在问题
01
人才培养基数不足
示范性微电子学院已经成为集成电路人才培养的重要平台和机制。2015—2018 年,全国“26+1”所示范性微电子学院的招生人数稳中有升,基本可以实现稳定输出。2018 年起,为了尽快培育芯片产业急需的工程性技术人员,微电子专项培养计划专门进行了招生扩张计划。但就实际而言,微电子专项培养计划在本科、硕士和博士等培养阶段招生人数都远无法弥补芯片产业目前人才短缺现状。同时,集成电路产业对材料、化学、物理等弱相关专业学生的吸引力较低对专业人才基数扩大也有一定影响。
02
培养模式产教脱节
1. 高校集成电路培养体系与应用脱节,产业实践能力和工程经验匮乏。根据调研,集成电路行业技术进步更新换代加快,部分专业课程未根据行业的工程化实际需求及时更新,与目前主流技术工艺差异较大。例如,在集成电路产业的各种制造流程方面,需要高校加强对于产业应用主流光刻、离子注入、氧化扩散等半导体芯片制造工艺的重视。
2. 高校相关学科高水平师资队伍能力建设尚有提升空间。一般高校的入职和评价机制通常以论文发表等为主,这可能对部分业内资深工程技术人员教职发展造成一定困难。在理论知识授予方面, “系统”理论不足。集成电路专业培养涉及的基础知识架构应该拓展包含前沿通信知识、最新算法模型知识以及计算机网络和物联网知识在内的基础理论体系,目前微电子学院本科教学阶段尚未涉及如此坚实的系统性知识。
03
校企合作权责不清,机制不明
在集成电路产学合作的内在动力方面,高校旨在通过产学合作接触行业的最新技术和工具,提升人才培养质量。企业希望通过校企合作实现包括后备员工的培养和选拔以及潜在新技术和新产品研发等。目前,高校和集成电路企业合作的双赢路径还未真正清晰。一方面,企业与高校联合培养的学生不一定最终入职;另一方面学生的实践能力培养与高校教师的评价机制并无关联。如何实现校企合作培养的权责清晰,尚待企业、高校、政府合力破解。
流通阶段:虹吸效应、人才争夺加剧集成电路人才失衡
01
缺乏有效激励机制,高校到产业的人才流失不容忽视
根据《中国集成电路产业人才白皮书(2018—2019 年版)》,2018 年我国高校毕业生为 820 万人,集成电路相关专业的毕业生规模是 19.9 万人。根据 2018 年就业市场的实际数据,仅仅有 19% 的相关专业应届生在毕业后选择进入集成电路行业。《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020 年版)》显示,2019 年示范性微电子学院应届生选择集成电路企业就业的人员比例为:本科及以上 55.08%,硕士及以上 73.66%,其余大部分集成电路专业毕业生向金融行业、软件互联网行业的流入仍旧占比不低。“留住”人才和“培养”人才同样重要,目前我国高校培养的人才向产业输送的机制仍有待完善。
02
人才争夺战加剧人才结构性失衡
目前,人才结构性失衡主要体现在以下两方面。
1. 国际人才争夺导致的失衡。根据美国乔治敦大学 2020 年半导体行业研究报告,美国半导体相关领域的国际博士毕业生在完成学位后移民留在美国本土的比例高达 80% 以上。2000—2010 年,美国有大约 10 万集成电路相关专利持有者净流入,而印度和中国则出现了大量净流出 。
2. 国内集成电路行业整体离职率高于正常流动率导致的失衡。我国 2019 年集成电路行业的主动离职率为 12.51%,高于 5%—10% 的全国各行业平均流动率。
原因可能为以下几个方面:
1. 薪酬待遇。行业企业间偏强竞争关系,往往以高薪无序争夺人才。
2. 职业前景受限。集成电路行业人才成长周期相对较长,技术类人员未来职业发展受到一定制约。
3. 生活配套环境方面的影响。许多人才流向以“高薪+落户”和子女教育优待政策吸引人才的城市。
03
高水平科技自立自强下
我国集成电路人才培养体系总体思路
科技强国一定是注重科技人才培养、人才引进和人才使用的领先国家。实现高水平科技自立自强不仅要关注集成电路核心技术创新,更要关注集成电路的人才体系供给。构建一套分层次、多梯队的应用性复合型集成电路人才培养发展体系既是我国集成电路产业持续平稳发展的基本条件,也日益成为关乎国家竞争力打造的核心要素和经济运行的战略性资源。具体来说,高水平科技自立自强下集成电路人才培养发展体系应坚持现实需求导向和问题导向,坚持教育、科技、人才三位一体协同推进,实现人才“需求—流通—供给”环节的有效连接,弱化参与主体边界,实现共同发展机制。
01
有效连接人才“需求—流通—供给”环节
需求端:编制“高精尖技术紧缺人才需求”清单,同步动态更新,有效实现与产业供给的对接。流通阶段:建立集成电路人才薪酬、评价等多元化的激励保障措施,以缓解行业内部激烈人才争夺现状,减缓人才向行业外流失。供给端:构建多学科交叉融合的专业人才培养机制、建设新型集成电路人才培养平台,实现多层级人才的培养与流通。通过有效连接人才“需求—流通—供给”环节,合理优化人才结构,解决集成电路人才培养基数问题和结构性失衡问题。
02
弱化参与主体的原有边界,实现“五个打破”、“五个建立”
1. 打破人才培育与实际需求的“脱节”,建立与行业需求零距离的培育模式;
2. 打破理论研究和产业应用“错位”,建立协同创新攻关机制;
3. 打破高校和企业的“边界”,建立产教融合、双赢合作长效机制;
4. 打破集成电路一级学科和相关学科之间的“约束”,建立跨学科交叉/多学科相融的创新环境;
5. 打破高校与高校间的“壁垒”,建立资源开放共享、共同发展机制。
04
新格局下集成电路人才培养的建议
需求端:强化数字化平台建设,编制行业技术紧缺人才动态清单
国家要加强科技人力资源体系化平台建设,通过大数据挖掘等数字技术分析对接企业需求与市场供给,编制紧缺人才目录,摸清并动态同步掌握产业岗位紧缺状况。重点包括:
1.编制紧缺人才清单。包括紧缺级别分布、紧缺岗位画像、需求企业情况、岗位工薪分布、技能图谱等。
2. 加强岗位紧缺度指数设计。区分流动性紧缺、供给性紧缺、一般紧缺、小规模供给性紧缺。
3.开展人才现状评估和需求科学预测。从经济、社会发展的高度,通过前移回归分析、深度学习等研究方法开展更精准预测人才需求趋势。
供给端:优化多学科交叉融合的新型集成电路人才培养平台
01
深化交叉融合的人才培养方案建设
2020 年 12 月,“交叉学科”成为我国第 14 个学科门类,并于该门类下设立“集成电路科学与工程”一级学科。未来的人才培养应围绕集成电路科学与工程一级学科建设,减少高校课程培养体系与行业实际操作之间的差距。例如,对标产业发展需求,分类融合多学科知识与教材,打造一流的模块化教学模式;大力引进集成电路产业人才进入师资队伍,强化放大“集成电路科学与工程”一级学科设立的意义与带动作用。
02
建设新型集成电路人才培养平台
重点在于细化教育界、产业界和科研界的三方协同共赢路径。
1. 开展集成电路产学研融合机制的试行。共同细化落实专业学生的教学团队、课程体系、教材编写及培养目标的制定。依托国家重点项目,共建实习实践实训平台,实现多方资源的整合。同时厘清协同机制,实现院校、企业之间的人才柔性流动。
2. 构建多层次实践教学体系。充分利用国家职业培训机制实现相关院校学科知识布局和课程体系设计,建设一流项目化课程资源,实现相关院校的科研教师团队与行业技术应用实操人才的能力互补。
03
提前布局集成电路人才的社会培养实践平台
提前布局交叉融合育人平台,提供跨区域、跨产业链和跨企业的从业人员交流平台,统筹各类院校、企业等各地资源,保障相关专业学生获得实训及系统学习的机会。通过共建联合实验室、联合基地等合作模式,开展长期化、网络化专业人才实践培养机制建设与运营。此外积极拓展相关行业知识的在职培训,完善行业资格认证标准,吸纳更多相近专业人才投身芯片行业重点技术领域的发展。
流通阶段:建立集成电路人才薪酬、评价等多元化的激励保障措施
01
实施以创新价值、能力、贡献为导向的人才评价制度
1. 进一步探索行业内分配机制的创新,建立重能力、重贡献、重实绩的收入分配制度。
2. 积极探索政府奖励、单位奖励、社会奖励等多渠道融合的激励机制,推行市场化高层次人才激励制度。
3. 关注高层次人才软环境建设,创新政策设计解决高层次人才与生活的后顾之忧。
4. 建立科学明晰的人才评价制度,推动技能人才常态化认定,通过突出操作和实践的多维度人才评价体系建设,激发年轻从业人员钻研核心技术能力,明确行业内人才的能力迭代方向与机制。
02
加大海外高层次人才的引进力度,
锤炼和培养芯片行业“帅才”“将才”
注重人才发展“软环境”和“硬环境”的建设,通过人才引进和人才培育的“双板斧”提升产业高层次人才的保有率。如:为国际高端人才的引进创造有利宽松的环境,在更大范围、更广领域、更高层次上吸引包括非华裔在内的国际集成电路重点技术领域人才, 建设分层次、多梯队的国际人才队伍和合作平台,形成真正具有核心技术攻坚能力的集成电路人才体系化建设。
作者简介
管开轩,中国工商银行博士后科研工作站博士后。主要研究领域为:战略性新兴产业演进与培育路径、科技政策,以及科创金融突破路径研究等。
余江,中国科学院科技战略咨询研究院产业科技创新研究中心执行主任、研究员,中国科学院大学公共政策与管理学院教授,清华大学技术创新研究中心学术委员会委员。长期关注全球化背景下的高技术创新政策、数字化与竞争战略等研究。
周建中,中国科学院科技战略咨询研究院研究员、中国科学院大学公共政策与管理学院教授。
陈凤,中国科学院大学公共政策与管理学院,博士后。
韩雁,浙江大学微纳电子学院教授,博导。
文章源自:管开轩,余江,周建中,陈凤,韩雁.高水平科技自立自强下我国集成电路人才培养“痛点”与对策[J].中国科学院院刊,2023,38(2):324-332.DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.。
原文刊载于《中国科学院院刊》2023年第2期“政策与管理研究”,原文标题《高水平科技自立自强下我国集成电路人才培养“痛点”与对策》。本文为精简改编版。
【石油机器网】讯
将来呆板人财富的成长前景如何?成长偏向又是什么?在2019中国国际智能财富展览会(以下简称“智博会”)期间,举行了“智能呆板人岑岭论坛”。中国工程院院士封锡盛等来自海表里呆板人行业的知名专家、企业家环绕智能呆板人的前沿技能、焦点产物、将来成长等热点问题作了履历分享交换。
连年来,跟着各国在呆板人规模的一连投入,呆板人的技能成长日新月异,新质料、新型驱动方法的呈现,将使呆板人的形态越发机动多变,既提高了人机交互的安详性,又加强了呆板人的情况适应本领,从而满意从太空到深海差异情况下的种种任务需求。
“今朝,全球呆板人家产进入了新一轮的高速成恒久,应用规模从传统的汽车规模向一般的制造业全面渗透,好比食品饮料行业、金属制造行业等,这些都是将来呆板人应用的主要行业。”中国机器家产连系会执行副会长、中国呆板人财富同盟执行理事长宋晓刚认为,中国的呆板人财富已经开始进入到一个快速成长的时期,呆板人将向具备与人共融、自主进修、适应巨大情况等成果的偏向成长,人机交互的条理将日益加深。
中国工程院院士封锡盛和日本电气通信大学客座传授新井健生认为,呆板人作为智能制造的代表性产物,将跟着人工智能、新型质料、新型感知等前沿技能的进步以及新一代信息技能的成长,而泛起出越发机动、高效、安详、与人共融的新特征,并在社会供应、缔造新消费需求两个方面发挥重要浸染。
“假如凭据国际呆板人财富成长纪律预测,到来岁全球将有210万台新装的呆板人投入应用,出格是智能呆板人将成为呆板人制造的主流。”在中国机器家产连系会执行副会长、中国呆板人财富同盟执行理事长宋晓刚看来,此后智能呆板人将主要应用于三个方面:一是满意社会民众处事需求,如养老、助残;二是满意国度重大项目需求,如航天、航空、深海、消防等;三是面向住民家庭满意本性化需求。
“当前呆板人制造已进入2.0时代,也就是智能呆板人时代。”作为呆板人制造企业代表,沈阳新松呆板人自动化股份有限公司首创人、总裁曲道奎认为,传统的呆板人就是一个多成果的呆板设备,而新一代的呆板人已经成为“人类的同伴”,出格是跟着呆板人制造进程中插手浩瀚前沿技能,此后一批智能呆板人将深度融入人们的家产出产及日常糊口中。
记者相识到,重庆今朝已聚积300多家呆板人企业,劈头形成集研发、整体制造、系统集成、零部件配套和应用处事为一体的智能呆板人财富集群。
“到2022年,重庆累计敦促5000家企业实施智能化改革,建树40个智能工场,培养50个行业级智能制造企业。”重庆市副市长、高新区党工委书记、重庆市成长改良委主任熊雪暗示,在实现这一方针进程中,大量智能呆板人将饰演重要脚色。(高吕艳杏黄淑愿)
对焊接机器人工作站进一步细分,可得以下四种:,生产量大,焊接质量及尺寸要求高的箱体焊接开发的机器人工作站**装备。箱体焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊***送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站适用于各式箱体类工件的焊接,在同一工作站内通过使用不停的夹具可实现多品种的箱体自动焊接,焊接的相对位置高。由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡焊接工艺方式进行焊接,使焊接过程中热输入量**减少,保证产品焊接后不变形,通过调整焊接规范和机器人焊接姿态,保证产品焊缝质量好,焊缝美观,特别对于密封性要求高的不锈钢气室,焊接后保证气室气体不泄露。通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工作夹具,可实现多个品种箱体的自动焊接。ABB IRB 1400机器人是一款紧凑,快速而灵活的机器人,主要设计用来焊接,涂胶和轻载取放工作。泰州全自动焊接机器人解决方案
焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化(ISO)工业机器人属于标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。为了适应不同的用途,机器人一个轴的机械接口,通常是一个连接法兰,可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。苏州ABB焊接机器人公司制造业的机器人取得了明显进展,成为一种标准设备而得到工业界应用,形成了一批在国际上**的机器人公司。
机器人操作手是焊接机器人系统的执行机构,它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节以及内部传感器(如编码盘)等组成。它的任务是精确地保证末端操作器所要求的位置、姿态。
安全设备是焊接机器人系统安全运行的重要保障,其主要包括驱动系统过热自断电保护、动作超限化自断电保护、超速自断电保护、机器人系统工作空间干涉自断电保护及人工急停断电保护等,它们起到防止机器人伤人或周边设备的作用。在机器人的工作部还装有各类触觉或接近传感器,可以使机器人在过分接近工件或发生碰撞时停止工作。
近几年,随着工业机器人的快速发展以及制造业的转型升级,依托于上海东升焊接集团有限公司的数十年深耕的焊接发展,东升焊接洞悉市场发展规律和企业需求变化,凭借着精细的市场定位和差异化服务,在合作期间,ABB机器人产品销量一年一个台阶。在2018年里,ABB机器人产品销量相比去年实现了跨越式增长,除了突破去年机器人单元型号的成绩外,还取得了ABB机器人其它单元型号机器人产品的市场成绩,进一步扩大了机器人产品的市场占有率。此次上海东升焊接集团有限公司再度斩获“价值提供商”殊荣,是ABB机器人对上海东升焊接集团过去一年所出努力的肯定和褒奖,可谓实至名归。但摘得这一殊荣的背后,离不开客户朋友们长期对上海东升焊接集团有限公司的信任与支持。“前瞻市场俯瞰时局”,在即将到来的2019年,上海东升焊接集团将砥砺前行,未来也将投入更多的资源助推机器人行业发展。工业上已经采用把50Hz工频交流变为600~700Hz交流,这使变压器的体积减少、减轻。
弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以在图1a中的弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出,在弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率**来确定电源的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上,也可以放在机器人之外,前者焊***到送丝机之间的软管较短,有利于保持送丝的稳定性,而后者软管校长,当机器人把焊***送到某些位置,使软管处于多弯曲状态,会严重影响送丝的质量。所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。弧焊机器人大多采用电动机驱动机器人,点焊机器人由于焊钳质量都超过35kg,也有采用液压驱动方式的。蚌埠气保焊焊接机器人自动化设备
机械手总成是机器人的执行机构,它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器以及内部传感器等组成。泰州全自动焊接机器人解决方案
是一款通用机器人,为缩短节拍时间进行了优化,其纤巧的机身在高密度的工作单元内游刃有余。使生产单元布置更紧凑,实现产能与质量双提升,推动生产效率迈上新台阶。
采用创新的优化设计,机身紧凑轻巧,加速度达到同类比较高,结合其超快的运行速度,所获周期时间与行业标准相比**短可缩减25%。操作中,机器人在避绕障碍物和路径时,可始终保持比较高加速度,从而提高产能与效率。
超大的工作范围,能实现到达距离、周期时间、辅助设备等诸方面的综合优化。该机器人可灵活采用落地、斜置、半支架、倒置等安装方式,为模拟比较好工艺布局提供了极大便利。泰州全自动焊接机器人解决方案
上海东升安川机器人科技有限公司位于上海市奉贤庄行工业园,是一家集研发、生产、销售、技术服务于一体的专注于自动化焊接、智能化设备生产和机器人系统集成应用的科技型企业,与ABB、KUKA、FANUC、等机器人公司签订了战略合作关系。本公司聚集了一批在机器人自动化领域耕耘多年的骨干人才,是本领域专业的团队之一。
公司主导业务涵盖机器人焊接、切割、搬运、激光技术、机床上下料、钣金折弯、锻造等众多行业和领域。集团累计设计制造两千多套自动化装备,承担了多项工业机器人、焊接自动化装备领域的省级科研项目,并参加起草和制定了相关国家标准。其中焊接自动化成套设备,实现了开发、设计、制造的“交钥匙”工程。参与了世博场馆、奥运场馆、东海大桥、国家会展中心、上海虹桥枢纽、上海轨道交通、上海隧道工程等重大工程建设,为江铃汽车、长城汽车、通用五菱汽车等汽车零部件的焊接提供生产配套设备。