天大初心 | 微电子学院副院长刘强访谈

一百二十四年实事求是，一代代天大人不忘初心，兴学强国的天大使命从来都是进行时。适逢国庆校庆隆重欢腾之际，我们推出了“兴学强国，天大初心”系列访谈。本期，我们有幸邀请到微电子学院副院长刘强老师，让我们一起追随着他的回忆，领略天大跨世纪的风采！ 刘强，男，博士，副教授，博士生导师。2008年博士毕业于英国伦敦帝国理工学院电子系。2009-2011年，英国伦敦帝国理工学院计算机系高级助理研究员。研究领域包括高速低功耗数字集成电路设计、人工智能芯片和集成电路安全。 Q1:刘老师好，我们了解到，微电子学院是在原来的电子信息工程学院的基础上于2016年成立的，其历史源渊远可以追溯到成立于1933年的北洋大学电机系，那么您能简要介绍一下学院的发展历程吗？ 刘老师: 虽然微电子学院是2016年成立的，但实际上学院的历史渊源是非常悠久的，最早可以追溯到1933年北洋大学的电机工程系。和微电子有密切联系的专业，最早出现在1960年，我们当时成立了电子元件和材料专业，这就是现在微电子学院的最早前身。我印象中1960年大概全国只有五个高校开设了这个专业，天大是最早开设这个专业的高校之一。 再往后一个比较大的发展，就是1996年成立了电子信息工程学院。那么微电子系，原来叫做电子科学技术系，是学院的三个系之一。直到2015年，教育部又号召有关高校成立示范性微电子学院。它的背景是这样的，国家早在2014年就推出了《国家集成电路产业发展纲要》，要大力发展中国的集成电路行业。中国集成电路行业落后于国外的一个主要因素，就是行业人才匮乏。所以在2015年，教育部号召全国具备条件的高校积极支持建设微电子学院。我们学校在2015年时，就申请成立示范性的微电子学院，并且获得了教育部的批文，成为全国26家建设和筹建单位之一。当时教育部建议微电子学院独立运行，所以到了2016年，我们就从原电子信息工程学院分离出来独立运行。目前的微电子学院，主要就是做微电子相关的材料、器件、工艺到集成电路设计相关的这些科研方向和人才培养。 Q2:咱们学院的科研和集成电路密切相关，《国家集成电路产业发展推进纲要》、《中国制造2025》为中国集成电路的战略性发展目标指明了方向，您能介绍一下目前集成电路行业的发展趋势吗？ 刘老师: 好的。集成电路产业发展非常快，原因就是现在经济发展的方方面面都离不开集成电路。我们国家的集成电路行业在最近十年实际上发展非常快，有统计数据表明每年都有10%到20%的增长量。我国去年进口集成电路芯片的份额在3000亿美金左右，也就是说我们每年进口的集成电路的芯片的价值都会超过石油和铁矿石这些大宗商品。那么为什么我国芯片进口量这么大呢？其实有两个原因，第一个原因就是我们国家的系统或者整机的设计制造能力非常强，像手机，笔记本电脑，各种电器，这些大部分是我们国家生产的。但是这里面用到的芯片，有很大一部分是从国外进口的，这是一个主要方面。另外一个方面就是我们自己开发的，或者是自己设计的芯片，有一部分是不足的，需要从国外进口。 从最近几年看，国家正在大力发展国内的集成电路产业。我们目前在低端的或者中端的集成电路芯片的自主研发能力上发展非常快，基本上能够自主研发、自主生产。但在高端的芯片上，像CPU，高端的FPGA芯片，或者是高端的存储芯片等等，这些还主要依赖进口。集成电路产业目前面临着一个新的发展高峰，原因就是5G、人工智能这些新兴产业的出现，又进一步地拉动了集成电路产业的再一次发展。所以整体看，从我个人来讲，未来的五到十年是集成电路行业发展的一个黄金期。集成电路行业的特点决定了，如果我们要大力地发展集成电路，就要长期的投入，持续地推动。那么五到十年后，我们是有希望赶上欧美国家的集成电路行业的技术水平的。 Q3:我相信很多国人第一次认识到芯片的重要性是从中兴公司被美方制裁开始的，从中兴事件到孟晚舟在加拿大被扣再到最近的华为Mate30无法预装谷歌的GMS一系列的事件，让国人认识到核“芯”技术的重要性，那么请您介绍一下咱们学院在这方面的科研方向和成果可以吗？ 刘老师: 我们微电子学院的集成电路专业其实是一个很长的产业链，涵盖了其中从材料、器件、集成电路到系统的各个环节。 比如说在电子材料方面，我们有教育部的重点实验室，主要是做高端的有特殊应用的电阻、电容、电感这些元器件。 比如说在电子材料方面，我们有教育部的重点实验室，主要是做高端的有特殊应用的电阻、电容、电感这些元器件。 在芯片方面，我们有几个比较有特色的方向，第一个就是做射频、毫米波和太赫兹的芯片，这主要是用于通信、安检、成像等方面。我们有国家重点研发计划项目的支持，国家重点研发计划相当于是中国在科研领域里面最顶端的科技研究项目。另外，我们还有一个CMOS图像传感器研究方向，经过十多年的发展在国内也很有特色，它主要是做这种大面积的，用于航空遥感的成像。 比如说在电子材料方面，我们有教育部的重点实验室，主要是做高端的有特殊应用的电阻、电容、电感这些元器件。 再有就是在系统方面，我们有专门做无线通信系统的，通俗讲就是4G、5G通信系统的，有做水下通信系统的，还有做室内导航系统的。 最后，就是最近比较热门的，比如人工智能方面也有老师在做人工智能的算法，以及人工智能的芯片的设计等等几个方向。成果十分丰硕，比如我们去年科研经费就将近3000万人民币，高水平的学术论文将近一百篇，专利有200多项。 比如说在电子材料方面，我们有教育部的重点实验室，主要是做高端的有特殊应用的电阻、电容、电感这些元器件。 当然整个集成电路行业其实还不止这些，比如说华为事件，它除了限制我们的芯片以外，还限制我们的操作系统，其实大家还不知道，在集成电路行业还有另外一个重要的东西叫做EDA开发工具，这也是我们的一项短板。我们学院主要集中在芯片本身硬件的设计，在操作系统和EDA工具方面，也要大力地发展。 Q4:我们了解到微电子学院已经开始实施大类招生和大类培养，开展通识教育，那么能否请您介绍一下咱们学院的人才培养目标和培养模式？ 刘老师: 好的。微电子学院主要是为中国的集成电路行业、为国家的战略需求，培养能够掌握从集成电路材料、器件、工艺到系统设计的微电子领域的卓越人才。 按照天津大学的人才培养目标要求，我们希望学生具有家国情怀、创新精神、实践能力和国际视野。为了实现这样的人才培养目标，学院搭建了四维的人才培养模式。 其中第一个维度就是校企协同育人，因为集成电路行业有知识密集型、资本密集性的特点，集成电路企业的一些仪器设备会比我们学校的要先进。我们理论讲的多，但实践可能会与企业脱节，所以我们现在就是校企协同来做人才的培养，比如我们申请多项教育部的产学合作项目，把企业的工程师请到学校，一起做课程的建设；同时我们也把学生送到企业去，去做短期的生产实习，去做毕业设计，这样能够拉近跟企业的接触。 第二个维度就是国际视野育人，我们一方面把我们的老师派到国外去交流学习，同时也引进了大批具有海外学历的老师加入到我们的教学团队。同时我们还有像2+2、3+1、3+1+1这种联合培养的项目，可以把学生送出去，开拓学生的国际视野。 第三个维度就是创新实践育人，我们希望培养学生的创新能力和创新精神。在这方面，我们搭建了一个校级的人工智能实践平台，在这个平台上，学院给学生提供各种各样的资源，学生可以在这个平台上，按照他们的兴趣爱好去做一些芯片、电路甚至系统的开发。同时开发的成果可以去参加国内的各项竞赛，以竞赛来驱动实践。 第四个维度就是文化情怀育人，学院大力加强对学生家国情怀的教育。集成电路行业目前缺乏人才，就业人员少。每年全国的集成电路行业的毕业生大概是2万人，这其中可能还有40%的学生流失，没有在集成电路行业工作，所以我们希望加强对学生的家国情怀的教育，希望学生能够立志投身到集成电路行业里来。这也是我们目前在大力推广的，我们建立了多门思政课程，潜移默化地培养学生的爱国精神，以及投身到集成电路行业的报国之志。 Q5:我想问一个很多考生和家长都很关心的问题，咱们微电子学院学生的毕业去向都有哪些？ 刘老师: 好的。我刚才讲了我们集成电路行业有一个特点叫做知识密集型和资本密集型，所以集成电路行业的入职人员的知识门槛很高。这样出现的情况就是我们微电子学院的本科毕业生，每届基本都有70%以上会深造，这个比例非常高，而我们还想逐步地提高这个比例。这样的话，我们学生深造以后，进入到集成电路各个行业，入门的这个台阶会比较高，发展会比较好。那么从就业来看，除了刚才讲的70%多深造以外，本科同学的就业也非常好，都是大型的电子企业，像中兴、华为、电子集团、航空集团这些企业，我们本科生的就业率是百分之九十八点多，硕士的就业率基本是百分之百。硕士生的就业方向基本就是我刚才讲的大型集成电路设计的企业、电子企业，起薪也非常高，年薪在30万左右。 Q6:好的。现在入校的大学生多为00后的学生，正值新中国成立70周年之际，不知您对当代大学生有什么想嘱咐的话？ 刘老师: 好的，对00后的学生我们是寄予厚望的，新中国成立已经70周年，我们这70年来取得了巨大的成绩，但是我们还要继续发展，还要继续快速发展，实现中华民族伟大复兴的中国梦，这就要依赖我们的00后以及后来者，所以我希望我们这些同学要像天津大学的人才培养目标一样，一定要具有家国情怀，具有报国之志，投身于我们国家的建设，把我们的国家建设的越来越好。