《我的专业能干啥》之微电子科学与工程

大学专业学习内容与社会上的工作脱轨是一个重要的问题。这种脱节使得大学毕业生在就业市场上面临着困难和竞争压力。

学习是人一辈子的修行，而学什么，将来能干什么，才是每个人时刻思索的问题。

一、微电子科学与工程是什么

微电子科学与工程主要研究各种微电子器件和集成电路的基本原理、设计方法和基本技能等，进行半导体器件、功能电子材料、集成电路的设计制造和微机电系统的设计开发等。例如：电视机、音响、计算机等所使用的集成电路的设计，太阳能电池、探测器内的半导体器件的研发制造，血压计、汽车安全气囊防护系统等所使用的微机电系统的设计开发。

关键词：微电子 物理 集成电路 传感器

研究方向：微电子学与固体电子学、凝聚态物理、微电子学与固体电子学、材料工程

二、培养目标

本专业培养具备微电子科学与工程专业扎实的自然科学基础、系统的专业知识和较强的实验技能与工程实践能力，能在微电子科学技术领域从事研究、开发、制造和管理等方面工作的专门人才。

三、培养要求

1、 具有较扎实的自然科学基本理论基础；

2、 具备微电子材料、微电子器件、大规模集成电路、集成系统、计算机辅助设计、封装技术和测试技术等方面的理论基础和实验技能；

3、 了解本专业领域的科技发展动态及产业发展状况，熟悉国家电子信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规；

4、 掌握文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；

5、 具有归纳、整理和分析实验结果以及撰写论文、报告和参与学术交流的能力。

四、学习内容

该专业主要有如下课程：高等数学、大学物理及实验、电路分析基础及实验、模拟电路及实验、数学物理方法、数字电路及实验、信号与系统及实验、半导体物理及实验、固体电子学、微电子器件、电子设计自动化等。

以下是微电子科学与工程主要课程的重要知识点以及需要深入掌握的内容：

高等数学

a、 极限与连续性

b、 一元函数的微分与积分

c、 多元函数的偏导数与全微分

d、 重积分与曲线积分

e、 微分方程

大学物理及实验

a、 物理学的基本概念与物理量的测量

b、 力学、电磁学、光学、热学等基础知识

c、 实验方法与数据处理

电路分析基础及实验

a、 基本电路元件和电路定律

b、 电路的分析与计算

c、 交流电路分析

d、 电路实验技术与仪器使用

模拟电路及实验

a、 模拟电路基本概念与分析方法

b、 放大电路设计与频率响应

c、 反馈与稳定性分析

d、 模拟电路实验技术与仪器使用

数学物理方法

a、 向量与矩阵代数

b、 傅里叶级数与傅里叶变换

c、 常微分方程与偏微分方程

d、 能量方法与变分法

数字电路及实验

a、 数字逻辑门与布尔代数

b、 组合逻辑电路设计

c、 时序逻辑电路设计与时钟系统

d、 数字电路实验技术与仪器使用

信号与系统及实验

a、 信号与系统的基本概念

b、 线性时不变系统与卷积

c、 离散时间信号与离散时间系统

d、 信号与系统实验技术与仪器使用

半导体物理及实验

a、 半导体材料的基本特性

b、 PN结与二极管

c、 理想与非理想的晶体管

d、 半导体器件的工作原理与特性

e、 半导体物理实验技术

固体电子学

a、 晶体与晶体缺陷

b、 能带理论与导电机制

c、 半导体的载流子输运

d、 半导体器件物理模型与参数提取

e、 固体电子学设备与技术

微电子器件

a、 半导体器件的制备工艺与工艺流程

b、 NMOS、PMOS、CMOS器件工作原理与特性

c、 半导体器件参数提取与模型分析

d、 微电子器件的性能与可靠性

电子设计自动化

a、 电子设计流程与思想

b、 电子设计软件的使用与仿真

c、 电路布局与封装设计

d、 电子设计自动化工具的应用技巧

五、就业方向

电子类企业：电子技术、产品研发、各种电子和光电子材料的研发、电子和光电子器件的设计制造、IC设计、技术开发。

微电子科学与工程专业毕业后，可以胜任以下岗位：

微电子工程师： 设计和开发微电子器件和电路的工程师。

知识和技能要求：

a、 微电子器件的理论知识和设计原理

b、 电路设计与分析的能力

c、 了解半导体材料特性与工艺

d、 熟悉EDA（电子设计自动化）软件的使用

e、 信号与系统分析的能力

f、 高频电路设计与模拟仿真技能

芯片设计工程师： 负责芯片电路设计与布局布线。

知识和技能要求：

a、 数字电路与系统设计原理

b、 芯片设计流程与工具的使用

c、 熟悉硬件描述语言（如Verilog或VHDL）

d、 芯片布局与线路仿真技术

e、 物理设计规则与工艺约束的理解

f、 电磁兼容性（EMC）和功耗优化技术

半导体工艺工程师： 负责半导体器件的制备工艺和工艺流程设计。

知识和技能要求：

a、 半导体材料和晶体生长知识

b、 半导体器件的制造工艺和工艺流程

c、 薄膜沉积、光刻、离子注入等工艺步骤的操作与优化

d、 过程统计分析与质量控制

e、 设备操作与维护技术

系统集成工程师： 负责将各种单一功能组件整合为完整的微电子系统。

知识和技能要求：

a、 电子系统设计与集成的原理

b、 不同硬件和软件之间的接口设计与调试

c、 系统级仿真与测试技术

d、 熟悉FPGA（现场可编程逻辑门阵列）和SOC（片上系统）设计

e、 了解嵌入式系统和通信协议

这些岗位需要深厚的微电子学科基础知识，如半导体物理、电路与系统设计等。此外，良好的团队合作能力、问题解决能力、沟通能力以及持续学习和创新的精神也是成功担任这些岗位的关键要素。

在微电子科学与工程专业的岗位工作中，需要熟练使用以下软件：

a、 EDA软件（电子设计自动化软件）- 用于电路设计、仿真和布局布线。主要作用：设计电路、模拟电路性能和验证电路功能的EDA工具。例如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics和Altium Designer等。

b、 芯片设计工具- 用于芯片级电路设计和布局布线。主要作用：用于数字、模拟和混合信号IC设计的工具。例如Cadence Virtuoso、Synopsys Design Compiler、Cadence Encounter等。

c、 物理设计工具- 用于芯片布局和线路布线。主要作用：实现芯片电路的布局布线和物理设计。例如Cadence Innovus、Synopsys ICC、Mentor Graphics Calibre等。

d、 仿真软件- 用于模拟电路和系统的性能分析和验证。主要作用：进行数字、模拟和混合信号电路的仿真和验证。例如SPICE仿真器（如Cadence Spectre和Synopsys HSPICE）、SystemVerilog仿真器（如Cadence Xcelium和Synopsys VCS）等。

e、 编程工具- 用于软件开发、芯片编程和嵌入式系统开发。主要作用：用于软件开发、嵌入式系统编程和调试。例如C/C++编译器、Python、MATLAB、微控制器开发环境（如Arduino IDE和Keil）等。

f、 CAD软件- 用于电路、器件和系统设计的计算机辅助设计工具。主要作用：用于电路和系统的绘图、图形建模和设计验证。例如Autodesk AutoCAD、SolidWorks、Altium Designer、KiCad等。

g、 数据分析软件- 用于处理和分析实验数据。主要作用：对实验数据进行处理、分析和可视化。例如MATLAB、Python的NumPy和SciPy库、R等。

请注意，具体使用哪些软件工具和其作用可能因岗位、公司和项目而有所不同。因此，在实际工作中，根据具体的需求和要求，可能需要学习和使用其他特定的软件工具。

微电子专业深度盘点：哪所大学芯片最强？强在哪？（第3弹）

目前国内微电子高校的天花板就是示范性28所微电子学院，我们之前已经讲过了19所，这期视频就来盘点后面这9所高校。

这是微电子高校盘点的第三期，前两期指路：

微电子专业 | 哪所大学芯片最强？强在哪？（深度盘点）

微电子专业深度盘点：哪所大学芯片最强？强在哪？（第2弹）

山东大学

山东作为教育大省，学习氛围非常强，在大学也是如此。

山东大学的微电子学院在2016年正式揭牌，前身是1958年成立的半导体物理专业方向。

微电子系 主要做的是半导体材料、器件和集成电路工艺的，集成电路工程系 主要是做电路设计和系统集成的，这两个系都招收本科、硕士和博士生。

山大目前主要有四大研究方向：

第四轮的学科评估结果是B-。（电子科学与技术）

另外，山大官网的信息比较齐全，想报考的同学可以上官网先搜集信息。

华中科技大学

华中科技大学目前有武汉国际微电子学院和集成电路学院，根据官网信息来看，师资队伍基本是差不多的。

需要注意的是，微电子学院是筹建国家示范性微电子学院的单位。两个学院都是国家集成电路产教融合创新平台（第二批）。

在这里顺便给大家补充一下国家集成电路产教融合创新平台 的名单：

第一批：清华大学、北京大学、复旦大学、厦门大学

第二批：电子科技大学、南京大学、西安电子科技大学、华中科技大学

根据师兄师姐的分享，如果在华中大想搞设计的话，可以先了解集成系的导师。

第四轮学科评估结果是B+。

国防科学技术大学

也就是国防科技大学。微电子/集成电路相关专业属于计算机学院，这也是军队唯一获教育部批准开办“国家示范性微电子学院”的单位。

众所周知，国防科大的计算机在国内是顶尖的。微电子背靠计算机学院，据说微电子所主要做的是DSP和CPU。因为学校的原因，在读期间的实践机会和含金量都很不错。

第四轮学科评估结果是B+。

中山大学

中山大学的电子与信息工程学院是整合了微电子学院、原中山大学-卡内基梅隆联合工程学院、原信息科学与技术学院和原移动信息工程学院的学科专业、师资队伍和科研平台组建而成的。

据了解，中大搞材料的导师数量更多一些，做半导体器件/工艺/设计的相对较少。值得注意的是，中大还有做处理器设计的导师，具体情况可以在官网上搜索，或者咨询师兄师姐。

第四轮学科评估结果是B。

华南理工大学

华南理工大学的微电子学院成立于2018年。

就目前情况来说，研究方向比较齐全，涵盖集成电路“设计-制造-封测-整机” 的专业全链条，具有资深集成电路设计经验人员占比大概在38%。这个占比算是比较高的。

据了解，华南理工和企业联培项目更多（比如华为），更加偏向于实践，就业方面具备一些优势。

第四轮学科评估结果是B。

西安交通大学

西安交通大学的微电子学院隶属于电信学部（电子与信息学部），最早可以追溯到1958年组建的“半导体物理与器件”专业。

据了解，做设计和做器件工艺的老师对半开，搞设计的以模拟占多数，论文发布也主要以IEEE为主。

就西安地区来说，未来求职的情况和西电也相差不大，两所学校各有优势。

第四轮学科评估结果是A-。

西北工业大学

西北工业大学作为国防七子之一，在三航领域实力很强（航空航天航海），所以在微电子方面也是多应用于航电设计、航空微电子等领域。

据了解，目前学院内研究团队主要是微纳电子研究团队、集成电路研究团队、智能集成系统研究团队，研究的方向各有侧重，具体可参考：

微纳电子： 柔性集成电路设计与制造、柔性微纳电子器件与系统

集成电路： 混合信号专用集成电路设计、新一代半导体器件与芯片

智能集成系统： 自旋芯片与先进存算系统、先进微波/毫米波集成电路与系统、人工智能芯片与智能微系统、类脑芯片与智能对抗系统

第四轮学科评估结果是B+。

南方科技大学

南方科技大学的深港微电子学院获批示范性微电子学院是在2019年，所以严格来说，算是“第三批”。

作为示范性28所里的唯一一所双非院校（非985、非211），不得不说南科大确实有点东西，占据一定的地理优势，拥有大湾区的资源。

目前研究方向包含： 第三代半导体器件、集成电路设计、太赫兹集成电路及人工智能芯片、微纳制造及微流控器件、MEMS和微纳传感器、先进微电子材料和器件、三维集成、封装、EDA研究、图像识别处理器等。

据了解，目前学院内是以工艺和设计为主，有一些做设计的导师，不过工艺的比例要更高一点。

第四轮学科评估未参评。

厦门大学

厦大的电子科学与技术学院，源于1924年正式成立的物理学系和1940年创办的机电工程系。和南科大一样，厦大也是“第三批”入选的示范性微电子学院筹建单位。

据了解，厦大在科研和师资上的资金投入力度很大。和大多数学校一样，研究方向包含工艺、器件、材料、设计。

另外，厦大拥有国家集成电路产教融合创新平台 ，而且是和清北复一起进入的第一批。

第四轮学科评估结果是B。

到此为止，示范性28所微电子高校就全部盘点完毕了。

如果大家在28所之外还有感兴趣、想了解的高校，也可以在各大平台评论、私信给我们留言，后面都会陆续安排上。

学习之路上，IC修真院与你同行。

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