集成電路設計與集成系統專業：“強芯鑄魂”探秘國家戰略急需的"芯"力量

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陽光高考信息平臺作者：劉晶晶



集成電路是信息時代的“工業糧食”，小到手機、家電，大到超級計算機、衛星通信，都依賴于“芯片”。國家“卡脖子”問題，尤其是高端芯片的自給自足問題，已成為國家發展戰略的重中之重。正如華為創始人任正非所言：“未來的競爭是人才的競爭，而芯片則是未來競爭的關鍵。”集成電路設計與集成系統專業正是培養能夠設計、制造、應用“芯片”的高端工程技術人才，是支撐國家科技自立自強、突破“卡脖子”技術的核心專業之一。在集成電路領域國際競爭日益激烈的今天，讓我們隨電子科技大學集成電路科學與工程學院副院長于奇教授一起，走近集成電路設計與集成系統專業。



一、專業解析


什么是集成電路設計與集成系統？主要研究什么？

集成電路設計與集成系統的開設始于2003年，是教育部針對國家對集成電路設計和系統設計人才大量需求的現狀而設立的本科專業之一，隸屬于工科門類下的電子信息類，也是支撐國家科技自立自強、突破“卡脖子”技術的核心專業之一。該專業融合了集成電路、計算機、電子工程、通信工程等多方面的知識，屬于典型的交叉學科。學生通過系統的理論學習和工程實踐，能夠掌握芯片設計的流程，具備集成電路及其系統的設計、開發、測試和應用能力。

概括來說，集成電路設計與集成系統專業研究的終極目標是如何把各式各樣的芯片設計制造出來。有的芯片像人類的“大腦”一樣存儲和處理信號，有的芯片能夠接收發射信號，有的芯片能夠完成AI推理，有的芯片能夠驅動電機。這些芯片最終會被集成應用到電子系統中。所以，該專業的研究覆蓋了芯片的物理機理、器件、設計驗證、制造、封裝、測試以及應用等完整的鏈條，并且還要研究如何把芯片和軟件編程、系統架構結合起來，通過軟硬件協同，讓芯片為各種智能系統服務，它融合了電子工程、計算機科學、微電子技術、現代通信等多個方向，是一個技術含量非常高、交叉融合程度非常強的專業。這個專業人才培養的目標的是通理論、懂設計、會實現、能創新的芯片設計的高端工程技術人才，解決國家“缺芯少魂”中的一大痛點。

一般開設在哪些院系？有哪些專業方向？

集成電路設計與集成系統專業通常開設在工科院系，具體院系因高校學科設置差異而有所不同。2020年，國務院學位委員會、教育部作出設立“集成電路科學與工程”一級學科的決定。包括北京大學、清華大學、復旦大學、南京郵電大學、電子科技大學等在內的19所高校入選首批“集成電路科學與工程”一級學科博士學位授權點。這些高校大多成立了集成電路科學與工程學院或集成電路學院，也有的高校沿襲原有的微電子學院，集成電路設計與集成系統專業通常歸屬于該類學院。還有一些高校將該專業開設在電子工程學院或電子信息工程學院，如南京大學、山東科技大學等。

集成電路設計與集成系統專業的專業方向覆蓋物理器件、芯片設計、芯片制造、封裝與測試、系統級應用的全鏈條技術，不同高校會根據自身學科優勢設置細分方向。主要的專業方向包括集成電路設計方向、功率半導體方向、半導體器件與工藝方向、封裝與測試方向、系統集成與應用方向。

專業課程有哪些？

集成電路設計與集成系統專業的本科課程設置旨在培養學生掌握集成電路設計、制造、測試及系統集成的核心能力。在集成電路設計與集成系統專業的四年本科學習中，學生將系統掌握從“芯片原理”到“系統設計”的理論知識與實踐技能，為成為具備工程能力和創新意識的工程和科研人才打下堅實基礎。

專業理論課程主要包括：電磁場與波、信號與系統、半導體物理、微電子器件、半導體工藝、集成電路設計（數字/模擬/射頻）、系統級芯片（SoC）設計、微處理器系統設計、集成電路封裝與測試等專業核心課程。

除了理論課外，該專業重視動手能力的培養。高校通過開設綜合實驗和項目式課程，使學生理論與實踐相結合；鼓勵學生積極參與科研項目和專業競賽，在動手中鍛煉綜合能力，如“全國大學生集成電路創新創業大賽”是目前國內集成電路領域最大的賽事；許多高校與芯片企業建立合作，為學生開設企業實習與校企合作項目，學生的研究成果最終形成競賽獎或者畢設論文；如電子科技大學等部分優秀高校還會為本科生提供“流片”機會，讓本科生體會“從設計到芯片”的完整流程。


二、專業與就業

全國普通高校畢業生規模：2500-3000

隨著智能手機、移動互聯網、云計算、大數據和移動通信的普及，集成電路已經從最初單純實現電路小型化的技術方法，演變為今天所有信息技術產業的核心，成為支撐國家經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業，成為實現科技強國、產業強國的關鍵標志，直接影響國家安全和社會經濟的發展。國家“卡脖子”問題，尤其是高端芯片的自給自足問題，已成為國家發展戰略的重中之重，集成電路的重要性不言而喻。

國家戰略急需集成電路專業人才

人工智能與高效能運算進一步推動芯片需求增長，對人工智能驅動硬件的需求空前高漲。世界四大會計師事務所之一德勤預測，到2025年，新一代人工智能芯片的價值將達到1500億美元。Yole集團首席分析師Pierre Cambou預測，得益于人工智能和機器學習等數字化轉型，到2030年，半導體行業將達到1萬億美元的市場規模。

集成電路是國家基礎性、先導性、戰略性產業，也是電子信息的基石。集成電路產業和軟件產業作為信息產業的核心，是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量，也是大國戰略競爭的制高點。《中國學科及前沿領域2035發展戰略叢書》中指出，當前和今后一段時期是我國集成電路與光電芯片技術發展的重要戰略機遇期與攻堅期，實現集成電路產業的自主可控發展是我國的重大戰略需求。

未來，集成電路專業將聚焦人工智能、類腦計算、量子計算等未來前沿領域，著重發力的方向包括量子芯片、類腦芯片、無人機/機器人專用芯片等領域，以技術革新驅動產業升級，加快同人工智能、物聯網、汽車電子等技術領域的融合，推動整個產業生態的可持續協同發展。

面臨高新科技領域的飛速發展和新一輪技術革命的挑戰，國家明確提出要加強包括集成電路在內的事關國家安全和發展全局的基礎核心領域的原創性引領性科技攻關，要實現這一目標，需要培養大量的人才為該領域做出貢獻。

目前集成電路人才需求呈結構性緊缺態勢。《中國集成電路產業人才白皮書》顯示，我國集成電路人才缺口高達30萬。預計2025年國內芯片人才的需求是70萬，人才缺口很大。我國半導體產業長期面臨高端及復合型人才短缺問題，人才缺口主要集中在芯片設計和制造上，為此通過產教融合、提升薪資待遇、加強國際合作等多項措施加速人才培養與引進。國家一直以來面向集成電路產業做了資金、人才、技術發展全方位支持。2021年為推動集成電路產業人才集聚，形成產才融合發展的良好格局，國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，加快推進集成電路產教融合。2022年《關于深入推進世界一流大學和一流學科建設的若干意見》，接續提出加強集成電路、人工智能等領域急需高層次人才的培養。

國內核心區域集成電路產業格局

目前，國內集成電路初步形成了長三角、環渤海、珠三角三大核心區域聚集發展的產業格局。珠三角地區重點發展芯片設計及底層工具軟件、芯片制造、芯片封裝測試、化合物半導體等細分領域。長三角地區是全球集成電路產業增長最快的地區之一，以上海為核心，是我國集成電路產業最扎實、產業鏈最完整、技術最先進的區域，產業規模約占全國二分之一，集中了全國50%多的芯片制造生產線，已經初步構建了集成電路全產業鏈。環渤海地區集成電路產業以北京、天津等為主要增長極，當前，已基本形成了從設計、制造、封裝、測試到設備、材料的較為完整的集成電路產業鏈。

畢業生主要就業方向

集成電路產業是國家重點支持的戰略性產業，人才需求旺盛。就業多集中在京津冀、長三角、珠三角、川渝、環渤海灣等產業聚集區，就業單位主要為國家重點單位和國內外頭部企業，就業質量持續居高。畢業生可在集成電路產業相關的高新技術企業、國家科研單位、國防軍工企業、大專院校、政府部門等單位從事集成電路的設計、制造、測試、應用和規劃等工作，或者選擇繼續深造。該專業的畢業生深造比例較高，可以選擇的學科方向包括集成電路科學與工程、電子科學與技術、電路與系統等。

哈爾濱理工大學該專業畢業生主要就職于國內外著名集成電路設計公司、科研機構以及高等院校。具體從事的崗位包括集成電路后端開發、模擬電路后端開發、數字電路驗證、電路的研發設計、生產銷售，以及專門的集成電路研究及教學工作。在就業地域分布上，畢業生主要集中在長三角地區、珠三角地區以及北京等地。

電子科技大學近三年本科畢業生深造率均超過78%，2023屆本科畢業生深造率超過80%、直博率超過12%、畢業去向落實率穩定在95%左右，絕大部分畢業生前往境內外頂尖高校深造。畢業生前往包括中國電科、航天科工、華為、中興、芯原等國家重點單位、科研院所和行業頭部企業從事研發和管理等工作，就業單位分布地區包括川渝、長三角、珠三角和京津冀等。


三、報考指南


有哪些高校開設該專業？報考集成電路設計與集成系統專業應注意哪些方面？

28所國家示范性微電子學院，8個國家集成電路產教融合創新平臺

根據陽光高考信息平臺數據顯示，目前全國共有近百余所高校開設集成電路設計與集成系統專業。考生在報考前要了解各個學校對于該專業人才培養目標的定位，師資力量，專業的培養條件。

為服務國家集成電路產業發展的戰略需求。目前有28所國家示范性微電子學院，這些院校電子信息類專業實力強勁、師資力量雄厚、科研實力突出。這些學院分批建設，其中2015年6月，教育部、國家發改委、科技部、工信部、財政部、國家外國專家局聯合發文，公布了首批名單，即9所建設示范性微電子學院和17所籌建示范性微電子學院的高校，分別是北京大學、清華大學、中國科學院大學、復旦大學、西安電子科技大學、上海交通大學、東南大學、浙江大學、電子科技大學、北京航空航天大學、北京理工大學、北京工業大學、天津大學、大連理工大學、同濟大學、南京大學、中國科學技術大學、合肥工業大學、福州大學、山東大學、華中科技大學、國防科學技術大學、中山大學、華南理工大學、西安交通大學、西北工業大學、廈門大學、南方科技大學。

其中，北京大學、清華大學、復旦大學、廈門大學、南京大學、華中科技大學、電子科技大學、西安電子科技大學等8所高校依托在集成電路領域的優勢基礎，獲批由國家發改委、教育部聯合牽頭組織實施的國家集成電路產教融合創新平臺項目。

關注體檢要求、注意招生大類和選考科目要求

集成電路設計與集成系統屬于工學門類中的電子信息類專業，根據《普通高等學校招生體檢工作指導意見》，一眼失明另一眼矯正到4.8鏡片度數大于400度的，不宜就讀電子信息科學類。根據《廈門大學2025年本科招生體檢實施細則》，任何一眼矯正到4.8鏡片度數大于800度的，不宜就讀電子信息類專業。考生如有意愿選擇集成電路設計與集成系統專業，在填報志愿時應仔細查看高校招生章程中的體檢要求，結合體檢結論，合理選報志愿。

部分學校集成電路設計與集成系統專業按電子信息大類進行招生，如南京大學、華中科技大學等，還有按集成電路類進行招生的高校，如重慶郵電大學等。也有以電子信息為特色的高校，直接設置“集成電路設計與集成系統”具體專業，招生時即明確專業方向，無需大類分流，適合目標明確的學生。考生在報考前需仔細查閱目標院校的招生簡章及培養方案，確認是否屬于大類招生及分流規則。

高考改革省市考生需注意是否符合選考科目要求，一些本科招生高校集成電路設計與集成系統專業要求選考物理+化學。如哈爾濱工業大學、北京航空航天大學等。

報考建議

對于想要報考集成電路設計與集成系統專業的考生，電子科技大學于奇教授有以下建議：

“集成電路設計與集成系統專業作為一門交叉學科專業，同學們一定要拓寬自己的知識面，不僅要掌握數學、物理、化學等方面的知識，同時也要多涉獵計算機科學、信息技術科學等相關領域的知識，及時關注該領域的熱點和前沿。為了能更好的學習該專業，同學們要有開闊的眼界，扎實的數理基礎，嚴謹的邏輯思考能力，要敢于創新、勇于挑戰，還需要有一定的動手實踐能力，能夠將國家的需求同自身的發展目標結合起來。”