芯片产业人才缺口25万!成立“芯片大学”能解急吗?

来源:《财经》杂志 2020-10-15 20:17:58

文 | 《财经》记者 陈伊凡    

编辑 | 谢丽容  

除了封测,设计、验证、制造的环节,中国与国际先进水平都差距较大。其中制造环节最为薄弱,设备、材料都是被"卡脖子"的环节

南京将成立一所专门培养集成电路人才的大学,这一引发热议的消息今天被确认。

10月15日,南京集成电路产业服务中心副总经理吕会军向包括《财经》在内的多家媒体表示,确实将成立一所大学,这所学校将由江北新区牵头,近期内正式揭牌。

吕会军向《财经》记者强调,这所大学不是一个传统意义上的大学,而是一个开放的创新型产教融合平台,增强大三、大四或者研究生阶段学生实践环节的能力,培养实践能力强的人才。

这透露出几个重要信息:一、这是一所由政府搭台成立的特殊“学校”;二、这所学校将集合产业和高校资源;三、这所学校培养专业集成电路人才的核心点是实践能力。

目前,中国半导体专业人才短缺的问题十分严峻。中国电子信息产业发展研究院编制的《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020年版)》显示,中国半导体产业2019年就业人数在51.2万人左右,同比增长11%,半导体全行业平均薪酬同比提升4.75%。到2022年,中国集成电路专业人才缺口将近25万,而且存在结构性失衡问题。

“中美之争,其实是人才之争。”10月14日,清华大学电子工程系教授周祖成对《财经》记者说。周祖成是中国研究生电子设计大赛和中国研究生创“芯”大赛的创始人、总顾问,。

成立一所专业大学后,如何推动产学研更有效合作?能否有效缓解中国集成电路产业的人才紧缺?回答这些问题,就需要弄清楚真正的"卡脖子"环节。

卡什么脖子,缺哪些人才?

25万的人才缺口如此之大,主要缺乏哪些方面的人才?

"讨论这个议题,首先要搞清楚,中国集成电路产业真正被卡脖子的环节在哪里。"清华大学电子工程系的系主任、教授汪玉对《财经》记者说。

半导体产业全球产业链分工十分成熟,产业链上的几大核心环节市场分别被几家头部厂商垄断,在这样的背景下,全球合作是最好的选择。但中美科技脱钩形势越来越不乐观,中国各产业链环节亟待实现自主发展,要发展,人才必不可少,尤其是能够掌握核心技术的专业人才。

《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020年版)》显示,从现有的从业人员人才结构来看,中国除了高端人才尤其是领军人才缺乏外,复合型人才、国际型创新人才和应用型人才也较为紧缺。

周祖成总结,过去几十年国内集成电路人才的培养虽然存在明显断层,但本土人才仍然为中国集成电路产业打下了坚实的基础。

周祖成将中国半导体产业的人才变迁分为四个阶段。

1956年,由黄昆、王守武、谢希德等开创的半导体学科曾为中国集成电路产业培养了最初的一批人才,1966年之后,中国集成电路人才培养遭遇了长达10年的断崖。

1977年恢复高考,包括清华在内多所高校开始重建半导体或微电子专业,才开始重新为国内半导体和集成电路产业输送人才。但后来,又由于国内的经济环境对集成电路人才的待遇不足,许多毕业生纷纷出国或到外企工作。

清华大学无线电系1985级毕业生曾感叹,1990年刚毕业时,在国内找不到对口的工作,一直到2000年前后和中芯国际的成立后,移动互联网的发展催生了中国的手机产业,朱一明、赵立新等才纷纷回国,创立了兆易创新、格科微电子等企业。

人才培养问题,国家并非不重视。2003年,包括清华大学、北京大学、复旦大学等九所高校就经教育部批准,各自设立国家集成电路人才培养基地。2004年8月,教育部又批准了北京航空航天大学、西安交通大学等六所高校为国家集成电路人才培养基地等建设单位,2009年6月,教育部批准了北京工业大学、大连理工大学、天津大学等五所高校为第三批国家集成电路人才培养基地建设单位。

2016年,教育部等七部门发表了《关于加强集成电路人才培养的意见》,就提出,建立以集成电路产业发展需求为导向的学科专业结构动态调整机制,根据构建“芯片、软件、整机、系统、信息服务”产业链的要求,加快培养集成电路设计、制造、封装测试及其装备、材料等方向的专业人才。

汪玉用一句话概括集成电路人才培养的方向,"需要从一个产业的角度来看,而不仅仅是一个学科的角度来看问题。"

从产业角度看,集成电路产业链条很长,主要环节包括设计、验证、制造和封装测试。在这四大环节中,中国在封测环节上与国际水平差距最小,在全球排名前十的封测厂中,中国占据了3家,在收购了全球排名第四封测厂星科金朋后,长电科技跃升全球排名第三的封测厂。

但除了封测,设计、验证、制造的环节,与国际上仍存在较大差距,其中,制造环节最为薄弱,设备、材料都是"卡脖子"的技术,其中涉及到材料、光学、机械等方面的人才培养。在验证环节,掌握集成电路产业发展命门的EDA工具,市场则主要被Synopsys、Cadence、MentorGraphics三家美国企业垄断,占据国内市场中的EDA销售额的95%以上。

朱贻伟总结,中国IC起步并不晚,1965年底13所在国内第一家鉴定了DTL型双极型集成电路,跟世界上发明IC只有7年距离。但发展30多年之后,中国IC产业在科研、技术水平上与世界水平有15年左右的差距,在工业生产上则有20年以上的差距。朱贻伟是中国最早一批集成电路产业从业人员。

中国如今已是全球半导体最大的市场,据市场研究机构IBS(International Business Strategies)统计,2019年中国市场的半导体供应量约有15.81%来自中国本土企业,84.19%依赖外国公司。预计到2030年,中国市场的半导体供应量将有39.78%来自中国公司,60.22%仍将来自外国公司,在中国进口的集成电路中70%以上是存储器和处理器,高端芯片目前仍然高度依赖进口。

系统性工程

弄清楚真正的"卡脖子"环节,再去思考人才培养,会发现集成电路人才的培养是一个系统性工程。

由于集成电路涉及的产业链很长,涉及面广,从工具、IP选择,再到不同模块设计、生产制造、封装测试,至少要经过40多个环节,脱离任何一个环节都会影响整个系统正常运转。因此,"集成电路人才的培养是一个需要联合诸多学科的系统性工程,绝非单一学科,或是单一专业即可完成。"汪玉说。

汪玉强调,人才培养是一个“非常重要而急迫”的问题,集成电路制造方面,集物理、化学、机械、光学多门学科为一体。集成电路设计领域,又涉及计算机、无线电、软件等各学科。

一位国微集团技术研发领军人士曾向《财经》记者表示,他们在招人的时候不一定要是半导体的,数学专业的、物理专业的、计算机专业的、微电子专业的,都可以,进到企业来了之后,再进行培养。

周祖成曾撰文表示,EDA行业需求的人才包括,工具软件开发人才,工艺及器件背景的工程师、熟悉IC卡设计流程的工程师、数学专业人才、应用及技术支持和销售类人才。仅验证环节,就需要不同专业背景的人才。

今年7月31日,国务院学位委员会会议投票通过了集成电路专业将作为一级学科,从电子科学与技术一级学科中独立出来。

10月8日,北京大学召开新增集成电路科学与工程一级学科专家论证会,专家通过了增设集成电路科学与工程一级学科博士硕士学位授权点。9月24日,清华大学集成电路科学与工程一级学科博士硕士学位授权点也通过了专家论证。

这将意味着,一级学科确认后,二级学科的设置将会有更大空间,交叉学科的设计能够更加合理。同时,也将吸引更多人才学习这个方向,周祖成说,原来在集成电路还不是一级学科时,招生遇到很多问题,他们请了许多知名半导体企业的创始人给学生们宣讲,选择微电子专业的学生仍旧寥寥。

不过,这也只是人才培养上迈出的其中一步,学科如何设置、如何保证交叉学科背景、如何针对情况培养不同梯队的人才,都是要进一步解决的问题。毕竟,如果看美国大学的人才培养会发现,在美国大学中,并没有单独的集成电路专业,举个例子,许多大学计算机系的教授的研究也会涉及EDA算法,再加上美国诸如Intel、博通、高通、TI等丰富的产业生态,培养了一大批集成电路行业的工程师。

汪玉认为,培养工程硕士和工程博士是集成电路人才培养的一个方向。

2017年开始,教育部规划司增加了示范性微电子学院研究生的招生指标,在9所微电子学院里增加了40%的研究生招标指标。在17所示范性微电子学院筹建单位定向增加了30%的研究生招生指标。

应用型人才十分关键

科研和生产之间的“死亡之谷”,使得许多技术成果在实验室终止,从研发到转化,再到形成产品,需要经历很长的过程,这个链条中的每个节点至关重要。

“科研与生产脱节,科研成果不能转化为生产力。”在朱贻伟看来,是集成电路产业落后的原因之一,多次企图将研究所或高校的科研成果转移到工厂生产,都以失败告终。他举例,曾经领导部门决定将位于四川永川的24所分出分所迁到无锡,与江南无线电器材厂组合成联合体,后发展为华晶电子集团公司,但仍未能解决好研制与生产衔接问题,结果只能一而再,再而三从国外引进技术。

应用型人才的缺乏,同样是国内集成电路人才短缺的问题之一。

根据《中国集成电路产业人才白皮书(2019-2020 年版)》统计,企业对于工作经验在 3-5 年的人才需求量最大,占比 32.09%,且这一比例从 2017 年起逐年递增。与往年相比,不要求工作经验以及要求工作经验为 1 年以下的企业比例明显下降。

一位国内集成电路企业的高管也表示,他们招来的应届生们都需要在企业经过一年左右的培训。吕会军此前在接受媒体采访时也说,“政府在招商引资时常被问到,能帮企业招多少人?”

在此前提及的高校在增设集成电路科学与工程一级学科专家论证会中,也都对产教融合进行强调。另外,国科大和中芯国际、长江存储、华进半导体、厦门三安签署企业定制班合作协议,实行“课程学习+企业实践+学位论文”三段式培养模式;华中科大与长江存储、成电与联发科、山东大学与联电、西电和NI等都签署了合作协议。

南京大学电子科学与工程学院特聘教授、博导王中风,将集成电路人才划分为低、中、高三个梯队,其中,中、低端人才占据市场需求约三分之二以上,微电子等相关专业的研究生可以在工作中快速成长。其它理工科类专业的本科或以上学位的毕业生也可以通过1年左右的相关专业(例如集成电路设计等)强化培训而快速上岗。

但由于集成电路行业极强的实践性和对经验积累的要求,这方面的人才需要极强的实践性、工程化能力。

或许此次南京这所面向实践性人才培养的学校能够缓解在应用型人才上的缺口。吕会军向媒体透露,这所“学校”一开始的招生范围将面向大四、研二、研三有就业需求的学。教学方式分线上、线下两种,授课教师主要来自企业资深工程师和部分高校教师。今后可能将下沉到更低年级,和高校现有的教学实践和学生实习培养体系相结合。

只是,由于半导体行业的薪酬待遇、人才成长周期长,许多毕业生都投向了薪酬待遇更高的互联网或金融行业,曾经就有一位国内头部AI芯片企业人士说,三年前他们到清华大学宣讲,前来聆听的学生寥寥无几。

高端人才培养是关键

“集成电路的发展,关键就卡在高端人才上。”周祖成说。

高端人才决定是否能够对未来先进技术进行开发,如汪玉所说,"有没有可能卡别人的脖子,做到不可替代性”。

制造行业中有一个典型的例子,当157纳米光源的光刻技术商业化迟迟推进不下去,摩尔定律面临终结时,美国国家工程院院士、台湾“中央研究院”院士林本坚用“以水为介质的193纳米浸润式微影”技术,改写了这一进程。

对于集成电路的高端人才培养,王中风给出的答案是,多所大学联合成立研究院。

“多所大学联合成立研究院,有利学科交叉和优势互补,但是类似的与集成电路相关的研究院/所目前在国内很少。”王中风对《财经》记者说,

在高端人才的培养则需要较长时间的实践和积累。顶尖人才往往是可遇不可求,他们在行业中占比小于5%,但是对技术和产品的创新至关重要。

王中风总结这批人才的特质是:通常有良好天赋和教育背景,并且拥有良好的发展机遇,能够在实践中不断得到锻炼和提升。先进的专业研究院或研究所,正是培养此类人才的好地方。

集成电路人才的培养是一个系统性工程,南京即将建立的这所由政府牵头的“学校”,是一次全新的尝试,但如何能够吸引到愿意进入这个行业的人才,持续为企业和产业提供人才,是需要与高校院所、政府和企业各方共同合作,亟待解决的问题。