集成电路科学与工程专业
集成电路科学与工程专业简介
集成电路科学与工程本科专业是国家在工科门类中的交叉学科一级分类下设立的本科专业,聚焦芯片全产业链技术攻关,覆盖集成电路设计、制造、封装、测试、材料及装备等全流程环节。其核心目标是培养掌握半导体物理、计算机、电子信息等交叉学科知识,能解决芯片领域“卡脖子”技术的高端工程技术人才。
具体而言,该专业具有两大特性:
1、学科交叉性:融合微电子学、材料科学、物理学、计算机科学及电子信息工程等多领域知识,形成“理论+工艺+设计”三位一体的知识体系;
2、产业导向性:直接对接国产芯片替代需求,教学内容涵盖EDA工具开发、光刻/刻蚀工艺优化、先进封装技术研发等产业化核心技术。
与研究生阶段的学科设置不同,本科专业更注重全产业链基础能力培养,学生需掌握从芯片设计(如数字/模拟电路设计)到制造工艺(如纳米级光刻技术)的完整技术链条。
十年前我国芯片自给率不足10%,一部智能手机90%芯片依赖进口。国家为此设立专项基金超万亿,但人才缺口却高达30万。原有电子信息类专业培养方向过于宽泛,而芯片研发需要精通物理、材料、计算机的复合型人才。就像建造摩天大楼需要专属建筑师,集成电路科学与工程专业正是为芯片产业量身定制的“建筑师培养基地”。
学什么?怎么学?
这个专业构建了独特的“三明治课程体系”:
1、底层基石:用半导体物理课探索硅片导电的奥秘,结合量子力学分析晶体管的微观工作机制,如同学习心脏的解剖学;
2、核心工艺:通过EDA软件绘制比头发丝细千倍的电路(如复旦大学的“一生一芯”项目,复旦大学的“一生一芯”项目是一项创新的集成电路(IC)人才培养计划,旨在让学生通过全程参与芯片设计、流片(制造)和测试的完整流程,培养实战能力,最终实现“每位学生都能设计自己的芯片”的目标。该项目名称中的“一生”谐音“一芯”,强调个性化培养和 hands-on 的芯片设计体验),在超净实验室操作光刻机,像微雕艺术家般在硅片上雕刻电路;
3、顶层应用:开发AI芯片让机器人更聪明,设计5G射频芯片支撑万物互联,如同给数字心脏安装智能引擎。
与传统电子专业相比,学生大二就能接触价值千万的流片机会(将设计转化为实体芯片),南京邮电大学的学生去年就成功量产用于智能手表的低功耗芯片(2023年,南京邮电大学集成电路科学与工程学院的学生团队发布了一款面向智能穿戴设备的低功耗芯片,并宣称已进入量产阶段。相关成果被《中国电子报》《江苏科技报》等地方媒体报道,根据报道,该芯片采用55nm或40nm工艺(成熟制程),主打超低功耗设计(可能通过动态电压调节、时钟门控等技术实现),适用于智能手表的心率监测、运动传感器等场景。芯片集成了一颗RISC-V内核。)
挑战与成就
这个专业的学习过程堪比“微观世界的航天工程”:需掌握纳米级光刻技术(相当于在米粒上刻整部《红楼梦》),应对数字电路设计中百万变量联立方程。但顶尖院校已搭建直通产业的快车道——清华大学拥有12英寸芯片研发平台,电子科技大学与华为共建“天才少年”培养基地,毕业生起薪比同类专业高40%
院校王牌方向一览
1、复旦大学:芯片设计与制造(承担国家02专项光刻机研发)
2、电子科技大学:射频集成电路(支撑5G基站国产化)
3、重庆邮电大学:汽车电子芯片(与比亚迪合作开发车规级芯片)
集成电路科学与工程(2025年新增本科专业)与集成电路设计与集成系统(原电子信息类专业)的区别主要体现在以下五个方面:
一、学科定位与培养目标
学科交叉性
集成电路科学与工程属于交叉学科门类(专业代码083204TK),融合了微电子、材料科学、计算机科学、物理等多领域知识,目标是培养全产业链复合型人才。
而集成电路设计与集成系统属于电子信息类(专业代码080710T),更侧重芯片设计、系统集成等应用型技能,培养目标是解决具体工程问题的工程师。
培养层次差异
新增专业聚焦“卡脖子”技术攻关(如光刻机、EDA工具),注重基础研究与技术突破;传统专业则偏向产业实际需求(如芯片设计、封装测试)。
二、课程体系与学习内容
知识覆盖范围
集成电路科学与工程:课程覆盖全产业链,包括半导体材料、制造工艺(如光刻/刻蚀)、封装测试等环节,例如《纳米集成电路制造工艺》《先进封装技术》。
集成电路设计与集成系统:聚焦设计环节,核心课程为数字/模拟电路设计、EDA工具应用,例如《数字集成电路设计》《FPGA嵌入式系统设计》。
实践环节差异
新增专业要求学生参与芯片制造全流程实验(如操作光刻机、封装测试);传统专业则以芯片设计项目为主(如完成流片验证)。
三、就业方向与行业需求
就业领域
集成电路科学与工程:可进入制造、材料、设备等上游企业(如中芯国际、北方华创),或从事科研攻关。
集成电路设计与集成系统:主要在芯片设计公司(如华为海思、紫光展锐)从事电路设计、系统开发。
薪资与职业发展
新增专业因对接国家战略,毕业生起薪更高(如华为芯片岗年薪30万+),且更易获得科研院所支持;传统专业则侧重企业技术岗位晋升。
四、院校布局与培养资源
招生院校特点
集成电路科学与工程主要在“双一流”高校开设(如清华大学、复旦大学),配备国家级实验室和产业合作资源;
传统专业覆盖更广,包括理工类院校(如电子科技大学、南京邮电大学),侧重校企联合培养。
优势方向举例
清华大学(集成电路科学与工程):光刻工艺、先进封装;
电子科技大学(集成电路设计与集成系统):射频芯片、5G通信系统。
五、适合考生类型
新增专业适合:对数理基础要求高(如物理+化学选科)、有志科研或全产业链发展的学生;
传统专业适合:动手能力强、希望快速进入设计岗位的实践型学生
2025年首批开设“集成电路科学与工程”的专业三所大学简介:
1、复旦大学:拥有集成芯片与系统全国重点实验室、国家集成电路产教融合创新平台等国家级科研平台,承担光刻机研发等国家重大专项。实施“2+X+Y”培养体系,院士及国家高层次人才担任班主任,推行“一生一芯”项目(学生独立完成芯片设计流片)
2、南京邮电大学:依托“双一流”高校优势,成立集成电路科学与工程学院,聚焦通信集成电路、宽禁带半导体、微纳电子器件三大方向。拥有射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,参与5G基站射频芯片研发。
3、重庆邮电大学:2010年成立重庆国际半导体学院,拥有微电子器件与集成电路系统重庆市工程技术研究中心,聚焦汽车电子芯片方向。