集成电路设计本科教学改革研究论文

一、完善课程设置

合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。

此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。

二、变革教学理念与模式

CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。

三、加强EDA实践教学

首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具以及公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的'需要[5]。其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。

四、搭建校企合作平台

近年来，北京电子协会着手主办了“全国大学生集成电路设计大赛”，为各高校的在校大学生提供了一个集成电路设计专业竞赛的良好平台。通过大赛的举办，不仅提高了本科教学工作的积极性和教学质量，更加有利了提高学生的实践能力和创新能力。同时，大赛以集成电路产业为背景，联合各高校与企业参与其中，促进了高校间和校企间的交流与合作，并且通过大赛可以帮助企业发掘有潜力的优秀专业人才，而对于参赛学生而言亦是为其就业拓宽了渠道。2012—2015年期间，黑龙江大学连续参加多届“全国大学生集成电路设计大赛”，本科生及研究生组都分别取得过特等奖和一、二、三等奖的好成绩，并获得了华润上华0.工艺的多次流片机会，这对于本科阶段的学生来说是弥足珍贵的学习和积累经验的机会。通过参加大赛，学生不仅积累了实践操作经验，完善了知识结构，更对竞技精神有了一种新的认识与体会，增强了创新创业的意识和能力。同时，在竞赛过程中，令学生对自身的优势和劣势有了明确的认识，对于其专业能力和发展潜质也是一次很好的发掘。在今后的赛事中，我们会借鉴以往的大赛经验，对参赛的本科生和研究生进行合理的培训和实践训练，成员以高年级带低年级、老队员带新队员、理论型学生与实践性学生相结合的模式组队，以实现经验传承、知识共享与交流、创新实践、团队合作等优势，有利于专业的发展以及各届学生专业能力和创新能力的提高。

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芯片设计考研学什么专业

芯片设计是一门工程学科，它应用电子学、集成电路设计、计算机科学等知识，主要涉及数字电路设计、模拟电路设计和集成电路系统设计等方面。因此，芯片设计考研需要学习的专业是电子科学与技术。

电子科学与技术

电子科学与技术是一门综合性的工程学科，它涉及电路、电子元器件、信号处理、通信等多个领域。在电子科学与技术专业中，学生需要掌握模拟电路、数字电路、通信原理、电磁场与微波技术、微电子技术、集成电路设计等方面的知识，这些知识都是芯片设计的基础。

学科研究方向

在电子科学与技术专业中，学生需要选择学科研究方向。对于想要从事芯片设计的学生来说，建议选择数字电路设计、模拟电路设计、集成电路设计等方向。这些方向的学习内容与芯片设计密切相关，可以为芯片设计考研打下坚实的基础。

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美国电子电气工程& 是一个相对宽泛的工程领域，不仅有传统的电子电路、通讯等，还涉及到强电的产生、传输等方面。

EE有着很强的交叉学科性，这个学科在有的学校被称为电气工程系，有的被称为电气工程与信息科学系，有的学校则结合计算机工程命名为电气工程与计算机科学系ECE。

工程学是美国留学生最青睐的领域，尤其是电子电气工程专业，培养的多是高级技术人才，无论是回国还是留美当地就业，形势都非常不错。

一、电子电气工程概述

美国电子电气工程是能和微电子抢芯片设计的饭碗，能和软件工程计算机抢码农的饭碗，能和自动化抢无人机的饭碗，能和通信工程抢高频设计的饭碗，还能保自己“魔电”的江山。电气/电子工程（EE）是一门交叉学科，涵盖了数学、物理、电路、计算机科学、生物医学等学科，知识面非常广。除了传统的电子电路、通讯等方面，还包括涉及到强电的产生、传输等方面的电气工程领域。作为具有很强应用性的工程学科，EE方向在每年的留学申请中很受大家青睐，申请人数众多。

美国的EE，一般设立在工程学院下，是工程学院最热门的专业之一，也是中国留学生申请人数最多的专业之一。

在常规的学校，如哥伦比亚大学和南加大，就叫做EE专业。此外，现在有很多院校把EE和CE进行了整合，形成了规模更大的ECE专业，有利于计算机方向的资源整合和研究，比如CMU。也有部分院校提出了EECS部门，如MIT和加州伯克利大学，如果想申请电子工程，应直接申请EECS；如果想申计算机科学应选择MS-CS。

二、电子电气工程分支

1、通讯与网络 and

通讯与网络是目前很热门的学科方向之一，主要包括无线网络与光网络，移动网络，量子与光通讯，信息理论，网络安全，网络协议与体系结构，交互式通讯，运行性能建模与分析，开放式可编程网络，路由算法，多点传送协议，网络电话学，网络中的差错控制理论及应用，多维信息与通讯理论，网络仿真工具，网络分析，神经网络；信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的信息网络化问题，包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本方向与信号处理，计算机，控制与光学等广泛交叉。

就业前景非常不错，可以在电信通信部门，电信通信设备制造业找到工

2、信号处理Image，video，audio，and

信号处理技术是现代电气电子工程的基础。包括声音与语言信号处理，图象与视频信号处理，生物医学成像与可视化，成像阵列与阵列信号处理，自适应与随时间变化的信号处理，信号处理理论，大规模集成电路(VLSI)体系结构，实时软件，统计信号处理，非线性信号处理与非线性系统标识，滤波器库与小波变换理论，无序信号处理，分形与形态信号处理。

就业前景比较广泛，因为该方向中各个分支都具有很强的应用性，可以应用在制造业，航空航天业，医学界，以及军事领域等等。

3、电子与集成电路 &

本领域包括微电子学与微机械学，纳电子学()，超导电路，电路仿真与装置建模，集成电路(IC)设计，大规模集成电路中的信号处理，易于制造的集成电路设计，集成电路设计方法学，A/D与D/A转换器，数字与模拟电路，数字无线系统，RF电路，高电子迁移三极管，雪崩光电管，声控电荷传输装置，封装技术，材料生长及其特征化。

主要可以从事芯片开发，电子产品研发方面的工作，就业前景乐观，在以生产商为代表的电子产品生产领域拥有着广阔的就业空间。

4、计算机工程与科学

计算机科学与工程涉及领域较宽广，包括计算机图形学，计算机视觉技术，口语系统，医学机器人，医学视觉，移动机器人学，应用人工智能，有生物灵感的机器人及其模型。医疗决策系统，计算机辅助自动化，计算机体系结构，网络与移动系统，并行与分布式操作系统，编程方法学，可编程系统研究，超级计算技术，复杂性理论，计算与生物学，密码学与信息安全，分布式系统理论，先进网络体系结构，并行编辑器与运行时间系统;并行输入输出与磁盘结构，并行系统、分布式数据库和交易系统，在线分析处理与数据开采中的性能分析。

5、系统控制

系统控制包括鲁棒与最优控制，鲁棒多变量控制系统，大规模动态系统，多变量系统的标识，制造系统，最小最大控制与动态游戏，用于控制与信号处理的自适应系统，随机系统，线性与非线性评估的设计，随机与自适应控制等等。

6、光子学与光学 and

在美国大学，光子学与光学属于电气电子系的关键方向之一。本方向包括光电子学装置，超快电子学，非线性光学，微光子学，三维视觉，光通讯，软X光与远紫外线光学，光印刷学，光数据处理，光通讯，光计算，光数据存储，光系统设计与全息摄影，体全息摄影研究，复合光数字数据处理，图象处理与材料光学特性研究。

7、电力技术 power tech

此方面主要包括电气材料学与半导体学，电力电子及装置，电机，电动车辆，电力系统动态及稳定性，电力系统经济性运行，实时控制，电能转换，高电压工程等。

8、电磁学

本方面包括卫星通讯，微波电子学，遥感，射电天文学，雷达天线，电磁波理论及应用，无线电与光系统，光学与量子电子学，短波激光，光信息处理，超导电子学，微波磁学，电磁场与生物媒介的相互作用，微波与毫米波电路，微波数字电路设计，用于地球遥感的卫星成像处理，子毫米波大气成像辐射线测定，矢量有限元，材料电气特性测量方法，金属零件缺陷定位。

9、微结构

作为微电子学革命的发源学科，固体电子学技术现在又产生了另一个新的重要的技术领域_微机电系统Micro--S。MEMS是一个极端多学科交叉的领域，对许多工程与科学领域有重大影响，尤其是电气工程，机械工程，生物工程等等。最近的研究表明微加工()为推动化学工程、材料工程、生物学、物理化学的前沿发展提供了强大的工具。MEMS的最基础方面是微制备技术的加工知识，制造微小结构的方法。正是MEMS技术使我们能够制造超声微喷流()和微米尺度电机。

10、材料与装置 and

电气电子材料及其装置是美欧大学电气学科中的重要学科方向之一。这一学科包括光电子装置仿真，纳结构电子学，半导体与微电子学，磁性材料、介电材料与光材料及其装置，固态物理及其应用，小型机械结构及其激励器，微机械与纳机械装置()，物理、化学和生物传感器，装置物理学及其特征化，设备建模与仿真，纳米制备()与新装置，微细加工()，超导电子学。

11、生物工程g

结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理，从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究；提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法，用与疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改善卫生状况等目的。

这个大方向背后还是对应着一个很大的生物医疗器械行业，有时候甚至也可以拓宽到生物技术或者是制药行业。美国马上有大量的们年老退休，他们医疗费用支出会很大，奥巴马也在改革医疗制度让更，所以这个行业背后的市场潜力巨大。你应该考虑自己的研究方向是否是GE，，等这些公司需要的。

三、电子电气工程就业方向：

EE 专业就业方向比较广泛，包括电信通信部门、电信通信设备制造业、航空航天、医学、军事、 电子产品生产领域的相关部门；也包括基础设施建设(地铁系统、电力系统、能源供应、国家电 网)和工业生产(智能手机、高清电视、无线路由器)、政府经济管理部门或建设单位、设计单 位、建筑施工企业、工程建设监理单位、房地产开发企业、工程咨询公司、国际工程公司、投资 与金融，以及高等学校或科研机构。

四、申请要求：

说到EE专业最好的高校，私立里面的斯坦福大学和麻省理工学院，公立里面的伊利诺伊大学香槟分校和加州大学伯克利分校，都是代表着全美最高水平。

电子电气工程专业的分支和研究方向众多，因此申请人数以及申请人的背景也是丰富多样的，也决定了这个申请方向竞争的激烈程度，像国内学电子信息科学、微电子、通信、信息工程等专业的学生，以及一些物理、应用物理等专业的学生跨申请EE专业。

不同大学EE专业有自己的录取偏好，有些对成绩有单项要求，有的更看重学校背景，有的则可能由于申请人数太多而硬把门槛抬高了。硬件三维：GRE、托福/雅思、GPA是肯定的，最重要的是自己的研究背景与申请方向匹配，光成绩上的高分并不是有百分百把握的。

五、美国最佳电子电气工程专业排名