电子信息产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性、先导性产业。当前,我国芯片领域仍面临关键核心技术受制于人的严峻局面,突破这一困局,既需攻坚克难的勇气,更需从人才根基、科研体制、工程平台和智能化方法上作出系统性变革。

经在韩国接近一年的深入调研与分析,我认为,我国突破集成电路“卡脖子”难题,必须同步推进学科大融合、人工智能深度赋能和产教深协同,三者缺一不可。仅有学科交叉之名而无产业实践之实,或仅靠单点技术追赶而无系统人才培养,或仅把人工智能停留在辅助工具层面而未形成全链条智能化研发体系,都难以从根本上解决问题。为此,提出以下建议。
一、创设“大融合”的电子信息学科新范式,破壁强基

传统学科体制将半导体所涉及的电子信息、材料、光学、精密机械、人工智能、计算机等领域分置于不同一级学科甚至不同学部之中,导致人才培养和科研组织长期存在割裂现象。一方面,学生知识结构单一,难以形成对“设计—材料—工艺—器件—系统—应用”全链条的系统理解;另一方面,教师协同攻关动力不足,容易形成“懂设计的不懂材料,懂光学的不懂工艺,懂算法的不懂器件”的局面,进而影响关键核心技术突破和产业适配能力。甚至部分半导体相关专业本科生毕业后,仍难以满足产业一线岗位对复合型工程人才的实际需求。
对此,建议在现有一级交叉学科基础上,进一步组建“智能电子科学与技术”大融合学科方向,将其作为面向集成电路、新型显示、智能传感、光电信息与人工智能硬件融合发展的学科交叉特区,系统重构课程体系、师资聘任机制、科研组织模式和评价标准,真正培养既懂基础原理、又懂工程实现、还能面向产业问题开展协同创新的复合型人才。
具体建议如下:
1. 以物理、材料、光学、精密机械、电子、计算机、人工智能为底座,重塑从本科高年级到研究生的贯通式课程群,将半导体材料生长、光刻成像、器件物理、芯片设计、先进封装、AI辅助EDA、制造仿真、缺陷检测、良率预测等内容系统串联。
2. 推行“T”型人才结构培养:既要在量子力学、固体物理、精密机械设计、器件物理、集成电路设计、人工智能算法等某一方向扎深根基,又必须通过链条式实验项目形成全流程视野,使毕业生能够理解并发现跨环节的系统性卡点,而不是仅解决单一技术问题。
3. 将人工智能能力纳入半导体人才培养的核心能力体系,不再把AI仅作为计算机专业的课程,而应将其嵌入材料发现、器件建模、版图优化、工艺参数寻优、光刻仿真、缺陷识别、测试分析和封装可靠性评估等关键环节,培养“懂半导体的AI人才”和“会用AI重构半导体研发流程的工程人才”。
二、发挥我国人工智能和计算机学科优势,建立“AI+集成电路”的新型人才培养体系

我国在人工智能应用场景、计算机人才培养、软件工程训练、算法竞赛、开源生态和产业工程化方面已经形成一定优势。这些经验不应只服务于互联网、软件和大模型产业,也应系统迁移到集成电路领域,成为突破芯片瓶颈的重要支撑。
过去二十多年,我国计算机学科在人才培养中形成了若干有效机制:重视数学和编程基础,强调项目制训练,鼓励算法竞赛和工程实践,推动学生在真实代码、真实系统和真实应用中成长。这种培养方式使大量学生能够较早进入工程状态,具备快速学习、快速迭代和系统实现能力。相比之下,集成电路人才培养长期存在“理论多、流片少,课程多、工程少,单点知识多、系统训练少”的问题。建议借鉴计算机学科的人才培养经验,重构集成电路教育体系。
具体建议如下:
1. 将计算机学科中的项目制培养、开源协作、算法竞赛、代码审查、系统工程训练等模式迁移到集成电路领域,建设面向学生的开源EDA、开源IP、开源PDK、开源芯片设计和开源测试平台,使学生能够像训练软件能力一样训练芯片设计、仿真、验证和系统集成能力。
2. 建立“AI for IC”系列课程和实践模块,重点覆盖AI辅助芯片架构搜索、AI辅助版图设计、AI辅助工艺窗口优化、AI辅助光刻邻近效应修正、AI辅助缺陷检测、AI辅助良率预测、AI辅助可靠性分析等方向,使人工智能真正进入半导体研发和制造的核心流程。
3. 建设面向全国高校学生的“智能芯片设计与流片竞赛”,借鉴计算机领域算法竞赛、程序设计竞赛和开源社区的成功经验,推动学生从“会做题”转向“会设计、会仿真、会验证、会流片、会测试”,形成以真实芯片或核心模块交付为导向的人才选拔和培养机制。
4. 鼓励高校与龙头企业共同建设半导体领域的高质量数据集和基准测试体系,包括器件仿真数据、工艺窗口数据、缺陷图像数据、测试数据、良率数据和可靠性数据,为AI模型介入半导体研发提供基础支撑。没有高质量工业数据,AI难以真正服务于半导体核心环节;没有真实工程问题牵引,AI也容易停留在论文层面。
三、做实产教融合平台,让人才在“真环境、真课题、真流片、真数据”中成长
学科融合和AI赋能的成果,必须通过高密度工程实践才能转化为生产力。我国芯片的许多关键短板,并非原理不清,而是工程迭代不够、工业数据匮乏、工艺积累不足。因此,必须让人才培养与真实产业环境无缝对接。
建议:
1. 重点布局一批产教融合中试平台,由教育部专项基金出钱,合作企业运营,向师生开放标准制程流片、光刻、刻蚀、沉积、量测、封装和测试等真实试验线。以“能流片、能测试、能迭代、能沉淀数据”作为平台建设标准,让学生直面纳米尺度的真实工艺约束,在解决良率、缺陷、均匀性、可靠性等工程难题中锤炼跨学科能力。
2. 在中试平台中同步建设“AI半导体数字孪生系统”,将工艺参数、设备状态、量测结果、缺陷分布、良率变化和测试反馈纳入统一数据平台,推动人工智能参与工艺建模、参数寻优、异常检测和良率提升。这样既可以提升平台运行效率,也可以让学生在真实数据环境中理解半导体制造的复杂性。
3. 设立“全链条攻关”专项本硕一贯制研究生项目,要求学生团队在导师组指导下,完成从材料选型、器件建模、算法设计、版图设计到流片、封装、测试和数据分析的全流程,最终交付可工作的芯片、核心模块或关键工艺方案,并以此作为毕业成果的重要评价依据。导师组应由设计、工艺、材料、光学、机械、人工智能等领域教师联合组成。
4. 高薪聘请企业工程师、资深工艺专家、EDA工具专家和AI算法工程师深度参与教学和课题指导,实行“双牵头制”,使产教融合从松散的合作协议走向实质性的联合攻关体。
四、以重大工程任务为牵引,改革评价体系,破除跨学科协作壁垒

当前,高校和科研院所的评价机制依然主要围绕纵向项目、SCI论文和院系归属展开,教师跨院系合作面临成果归属、职称评定、资源分配等多重障碍。这严重阻碍了围绕真实难题进行多学科长期攻关的可能性。
建议:
1. 对承担国家电子信息重大任务的跨学科团队,实行“单列考核、综合评价”,将解决产业核心难题的贡献度、器件性能指标突破、工艺良率提升、EDA工具贡献、AI模型有效性、专利及标准输出等作为职称晋升和绩效分配的重要指标。
2. 赋予行业领军人才更大自主权,允许组建跨院系、跨学科、跨校企的“无边界”攻关课题组,学校提供长周期稳定经费、博士生名额、工程平台和数据资源支持,不受常规年度考核过度干扰,真正让科研人员能够“十年磨一剑”。
3. 在国家科技奖励和人才评选中,设立专门通道,表彰在全链条融合攻关中作出系统性贡献的团队和个人,特别是对在AI辅助EDA、智能制造、缺陷检测、良率提升、工艺数字孪生、半导体大模型等方向形成实质突破的团队给予重点支持,引导整个科研生态向系统集成和智能化攻关方向聚集。
五、构建“AI设计—产业验证—生态迭代”的研发生态
学科大融合和人才高质量供给,最终要作用于产业突破。而产业突破的终极“深水区”,在于光刻光源、高精度镜头、超纯化学试剂、EDA底层算法、先进封装、关键材料和制造装备等极端复杂的基础研究与工程化验证。为此,建议以更大力度建设国家半导体创新生态,并把人工智能作为提升研发效率和缩短迭代周期的重要工具。
建议:
1. 推动AI深度参与半导体基础研究和工程验证。对于材料体系,可以利用AI辅助筛选新型光刻胶、介电材料、封装材料和宽禁带半导体材料;对于器件体系,可以利用AI进行结构优化、参数反演和可靠性预测;对于制造体系,可以利用AI进行工艺窗口搜索、设备异常诊断、缺陷识别和良率提升;对于设计体系,可以利用AI辅助EDA、架构搜索、版图优化和功耗性能权衡。通过“物理模型+工业数据+人工智能”的融合,形成我国半导体研发的新型方法论。
2. 建立国家级共享流片、测试和数据服务体系,面向全国高校、科研院所和有潜力的中小企业开放,降低验证门槛,使任何有价值的想法都有机会在真实产线上接受检验,形成“发现卡点—AI辅助建模—联合攻关—产线验证—数据反哺”的快速迭代闭环。
3. 以产业带动学科,以学科支撑产业,将人才培养基地与国家半导体产业集群深度绑定,在长三角、京津冀、粤港澳等重点区域,形成科教产融合的示范网络。同时,应鼓励地方政府、龙头企业和高校共同建设“AI+集成电路”创新联合体,使人工智能从单一算法能力转化为支撑芯片产业突破的系统能力。
结语
半导体之争,归根结底是人才之争、体系之争,也是智能化研发范式之争。我国在人工智能、计算机人才培养、工程应用场景和产业组织能力方面已经具备一定基础,应当将这些优势主动迁移到集成电路领域,推动半导体人才培养从传统单学科模式走向“物理基础深、工程链条全、AI能力强、产业适配快”的新模式。
只有下决心打破横亘在学科之间、院校与企业之间、基础研究与工程化之间、传统半导体方法与人工智能方法之间的有形与无形之墙,真正走出一条学科融合、AI赋能、产教协同、生态开放的道路,我们才能持续培养出兼备深厚专业功底、系统全局视野和智能化研发能力的战略型人才,才有望在激烈的全球竞争中从根本上夯实我国集成电路产业的自主创新根基。
夜雨聆风