灯塔指路 || 专业科普——微电子科学与工程

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作者：惠州一中2018届毕业生，黄少麒，现就读于浙江大学微电子科学与工程专业。

排版/审核：惠州一中杏林学社内建部

一、前言

高考过后，考生面临最大的一个问题就是填志愿，而填志愿总结起来无非三件事：选学校、选专业、排定志愿批次和顺序。对于选学校和排定志愿顺序来说，不同的高考分数自有可选的学校范围，而对于志愿批次和顺序，不考虑专业的选择则很难决定。当然，这里并不是给各位科普如何选一个好专业，仅仅只是给大家详细地介绍一下我所就读的专业，让各位有一个比较清晰的了解，进而决定自己的选择。（以下将以浙江大学微电子科学与工程专业为例介绍该专业）

二：什么是微电子科学与工程

关于什么是微电子科学与工程，我们不妨把它拆开来看。首先是“微电子”，名义上是指微米级别的电子技术，实际上现在早就做到纳米级别了，叫“纳电子”应该更加合适。纳米级别的电子技术是什么呢？其实基本可以看成是我们国家目前正在被卡脖子的芯片和集成电路。第二是“科学”，专业名称里面的科学，一般指的都是偏向于理论的研究，就是研究某某东西的原理以便给工程实践提供指导。第三是“工程”，即工程上的实际应用。

所以按照这个定义来看，微电子科学与工程可以理解为以芯片和集成电路为主要研究对象，进行理论研究和工程实践应用的一个专业。

三：微电子科学与工程专业的课程体系

由于个人刚刚完成本科二年级课程的修读，对于本科三年级的课程也仅仅只是了解，因此对于课程体系的理解仅供参考。下面以浙大的体系为例，对该专业培养方案中的部分课程进行介绍和分析。对于一些几乎所有专业都要修读，且与本专业无直接关联的课程（例如思想道德修养与法律基础、大学英语等），此处省略。部分课程的名称在浙大的培养方案中可能比较奇怪，我会把他修正为常见的名称。

1：大一学年：数理基础与基本技能

主要课程：微积分、线性代数、C语言程序设计、大学物理、常微分方程、工程图学、电子工程训练

大一学年所修读的基本上都是基础性的数学、物理课程，以及一些常用的技能。用高中生可懂的语言来解释：

微积分学的就是求导和积分及其相关原理、定理；

线性代数学的是n元一次方程相关的内容；

C语言程序设计就是学习C语言，写代码，有些学校不一定是C，但必定有编程；

大学物理是初中、高中物理的加强版；

常微分方程是带有导数或者积分的方程；

工程图学是学规范绘制工程零部件的图像；

电子工程训练（可能有些学校叫这个）学的是基本的电路实践知识，比如电路板焊接。

2：大二学年：数理基础和部分学科基础课程

主要课程：复变函数与积分变换、概率论与数理统计、金工实习、大学物理实验、模拟电路、数字电路、信号与系统、半导体物理与器件

大二学年前期同样要修读一些数理类的课程，但同时会修读一些这个学科门类（比如说微电子属于电子信息类）的基础课程，以下同样尽量以高中生能懂的语言进行描述。

复变函数与积分变换学的是以复数为自变量和因变量的函数及其一系列定理；

概率论与数理统计学的就是高中的概率与统计加强版；

金工实习是学习工程制造的技术（比如车床、电火花加工等）；

大学物理实验就是做物理实验；

模拟电路就是信号（也就是电压、电流等）连续的电路，学它的原理和相关器件；

数字电路就是信号只有开和关两种状态的电路，学它的原理和相关器件；

信号与系统就是学习信号的变换和处理，可以理解成函数的变换；

半导体物理与器件就是学习和半导体材料有关的物理原理和相关器件（比如二极管）

3：大三学年：专业课程

由于大三很多都是选修课，部分是必修课，因此此处指列举一些我认为重要的课程。实际上，只有到了大三才能够真正说得上触碰一点“专业”的内容，其他专业也不外如是。

主要课程：模拟集成电路设计、数字集成电路设计、微机原理与接口技术、微电子工艺、CMOS射频集成电路设计、微纳器件测试技术、微电子器件建模与仿真

模拟集成电路设计就是学习怎么设计以模拟信号为基础的集成电路；

数字集成电路设计就是学习怎么设计以数字信号为基础的集成电路；

微机原理与接口技术就是学习微机（微型计算机）的设计开发以及和其他设备的连接；

微电子工艺就是学习整个晶体管制造的流程，浙大是有实践的；

CMOS射频集成电路设计就是学习一种非常常用的集成电路的设计方法；

微纳器件测试技术就是学习怎么测试微米、纳米级器件的性能；

微电子器件建模和仿真……名字应该挺明显的。

4：大四学年：主要是实习、毕业论文、考研和少数课程

5：其他选修课程

包括但不限于：偏微分方程、离散数学、电磁场与电磁波、固体物理基础、硬件描述语言、片上系统、机器学习、人工智能、数据挖掘、通信原理等，不一一细说。

四：微电子——课程之外

其实不仅仅是微电子，很多工科专业除了课程体系的学习，课程外的实践也是有必要的。最常见的实践方式就是——进实验室，做项目，尝试投入科研中。科研对于本科生来说并不是绝对绝缘的，事实上如浙大这种学校，只要你想，基本都能有科研机会。在做项目的过程中，阅读文献、写论文、自学解决问题等非常多的技能都会得到锻炼。另外，通常微电子专业在暑期也会有一些实践性、实验性的课程。

五、微电子科学与工程专业的特点

1：难！

没错，是真的难。事实上，电子类专业应该算是工科专业里面难度最高的一批，微电子更是如此。或许在本科学习中，它在广度上不如医学和法学繁杂，在深度上不如数学、物理这些理学专业艰深，但却是深度和广度的结合体，要求软硬件兼修，设计与制造并行，理论与工程结合。因此，如果高中数理基础较弱的同学，建议审慎选择。

2：做好深造准备

选择微电子基本上就选择了深造，因为本科课程仅仅只是触摸到了它的皮毛，想要真正进行应用实践、具备工作能力，硕士研究生几乎是最起码的要求。

3：实践性非常强。

六：微电子专业的就业方向

微电子专业的发展方向一般有两种：设计和制造。其实挺直白，设计就是集成电路的设计，制造就是集成电路的工艺制造。

而所有专业的就业方向无非五条：一研究二教书三创业四就业五转行。

研究：在大学、科研院所或大型企业进行前沿课题的研究和突破

教书：可以在大学，当然也可以教初高中咯，不过其实这有点像转行了

创业：对于微电子来说，完完全全属于微电子领域的创业是很难的，因为这一方面技术门槛太高了；电子信息领域倒是创业的沃土。

就业：就是打工呗，在企业从事基本的设计、制造工作。

转行：这个不用说了。

七：一些展望

众所周知，集成电路和芯片产业是我国目前非常大的一块短板，人才缺口也很大，因此急需大量人才注入。另一方面，国家已经在对产业进行大力扶持，未来的就业情况或许仍然会不如热门的计算机等行业，但是待遇应该会有明显改善。

微电子行业可以说属于越老、技术越强就越吃香的行业，不存在吃青春饭的说法，不过难度确实大，门槛确实高。希望各位学弟学妹们在考虑未来就业的同时，或许也可以有那么一点点情怀。各位已经是很优秀的学生了，需要想一想如何在自我发展的同时，为我们国家的发展做出自己应有的贡献。

当然，不是推销hhhh。如果自己没有非常明确的意愿的话，还是不太建议报微电子的，因为高难度的课程很容易把人劝退，但希望有志向的同学能够考虑考虑。

最后夹带一点私货，安利一下浙江大学。考浙大没有各位想象的那么难哦，提前批（化学、农学、海洋、环境等专业）事实上省3000前（一中大约理科40名前）都有希望，不过文科和本一批确实需要不俗的成绩。同时也安利一下浙江大学医学院，今年抗击新冠肺炎疫情，浙江的表现相信大家是看得到的，而其中绝大部分成就都是浙大（及其附属医院）贡献的hhh。【PS：李兰娟院士也是浙大医学院的！】

预祝各位高考成功！

2020年7月7日

黄少麒

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