集成电路设计与集成系统专业人才培养方案

发布者:dzdq发布时间:2023-06-30浏览次数:1099

一、培养目标

本专业培养适应区域经济和科技发展需要,在德、智、体、美、劳诸方面全面发展,具有良好道德文化素养、社会责任感、创新精神和创业意识,遵守法律法规;掌握数学、自然科学基础知识,掌握集成电路领域专业基础知识,具有良好的工程能力、创新能力、创业意识、国际视野和团队精神,能够在集成电路系统设计领域从事模拟与数字集成电路与系统的设计、验证、开发、测试、管理等工作的工程应用型创新人才。

集成电路设计与集成系统专业毕业学生经5年实际工作的历练,应达成以下目标:

培养目标1具有高尚的职业道德和素养、强烈的创新意识和能力;

培养目标2具有良好的团队合作精神及协作攻关的组织、协调和管理能力;

培养目标3具有扎实的数学、物理和编程基础,掌握半导体工艺流程与器件分析、集成电路设计分析及仿真验证等相关领域集成电路理论知识和技术工具;

培养目标4具备从事集成电路设计领域科技研发、工程设计及项目管理等工作的能力;

培养目标5具备科技发展的国际视野和洞察力,能迅速捕捉前沿科技热点并开展产业价值分析。

毕业要求

本专业毕业生应全面地理解工科公共基础知识,系统掌握电子信息工程基础理论和专业知识,具备综合运用基础理论和技术手段分析并解决复杂问题的能力;具备运用现代信息技术获取相关信息的能力;具备较好人文素养、社会责任感、良好的语言表达和沟通能力和终身学习能力;具备团队精神和协作管理能力;具备一定的国际视野和外语水平。

具体而言,本专业学生毕业时应用达到的毕业要求如下:

毕业要求1:获取和应用工程知识的能力:能够将数学、自然科学、工程制图和集成电路设计与集成系统专业知识用于解决集成电路系统设计领域复杂工程问题。

毕业要求2:问题分析的能力:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析集成电路版图设计中的复杂工程问题,以获得有效结论。

毕业要求3:创新设计/开发解决方案的能力:能够设计针对集成电路工程问题的解决方案,设计满足特定物理特性的半导体器件、集成电路系统或制造工艺流程,并能够在设计环节考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,优化设计方案。

毕业要求4:科学研究能力:能够基于科学原理并采用科学方法对集成电路设计领域复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

毕业要求5:使用现代工具的能力:能够针对集成电路设计领域复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对这些复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

毕业要求6:分析与评价工程与社会关系的能力:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价集成电路设计与集成系统专业的工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

毕业要求7:理解与评价环境和可持续发展的能力:能够理解和评价针对集成电路设计领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

毕业要求8:遵守职业规范的素质:具有人文社会科学素养、社会责任感和解决我国集成电路行业关键核心技术高度使命感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

毕业要求9:承担个人和团队角色的能力:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

毕业要求10:有效沟通与交流的能力:能够就集成电路设计领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。

毕业要求11:工程项目管理的能力:理解并掌握集成电路设计领域工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

毕业要求12:具有终身学习的意识和能力:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

   三、学制与学分

1. 学制:基本学制为4年,修业年限为4-6

2. 学分:毕业最低要求学分为180学分其中通识教育选修课不少于8学分,专业选课不少于6学分,创新创业实践不少于4学分,社会责任教育实践不少于5学分,劳动教育理论与实践不少于2学分。

、毕业与授予学位

学生在规定的修业年限内,完成专业培养方案规定的课程和学分要求,考核合格,准予毕业,颁发普通高等学校全日制本科毕业证书。符合蚌埠学院学士学位授予条件规定的,授予学学士学位。

、主干学科、核心课程、特色课程与主要实践性教学环节

1. 主干学科:集成电路科学与工程、微电子科学与工程

2. 核心课程及简介:

电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、半导体物理、半导体器件、硬件描述语言与FPGA应用、模拟集成电路设计、数字集成电路设计、SoC片上系统设计集成电路封装与测试技术、集成电路版图设计等。

(1) 电路分析(P012904

授课总学时:64;学分:4;课程性质:学科专业基础课。

课程内容概要:本课程的主要任务是分析电路中的电磁现象,介绍电路的基本理论和分析计算方法,使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能,为后继专业技术课程提供必要的电路知识,对树立学生严谨的科学作风和理论联系实际的工程观点都有着重要的作用。

(2) 模拟电子技术(P012909)

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课。

课程内容概要:本课程的主要任务是使学生获得模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,比较系统地掌握常用电子器件和基本电子电路的工作原理及分析设计方法,掌握常用电子仪器的使用方法和基本单元电路的调试方法,为后续有关课程的学习和电子技术在专业中的应用奠定基础。

(3) 数字电子技术(P012914)

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课。

课程内容概要:本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论,掌握数字电路的分析方法和设计方法,应用常用的中、小规模数字集成电路进行逻辑电路设计等。目的是为今后学习有关专业课,以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。

(4) 信号与系统(P012108)

授课总学时:64;学分:4;课程性质:学科专业基础课。

课程内容概要:本课程的任务是在于培养学生对信号与系统有一个系统化的概念,使学生正确理解信号与系统的基本理论、基本原理和一般方法,为学习IT类课程奠定基础。本课程重视提高学生的逻辑思维能力,使学生能够综合应用所学知识分析解决工程问题,促进自主性学习和创造性工作。

5)半导体物理(F012623

授课总学时:48;学分:4;课程性质:学科专业基础课

课程内容概要:半导体的晶格结构和电子状态;杂质和缺陷能级;载流子的统计分布;载流子的散射及电导问题;非平衡载流子的产生、复合及其运动规律;PN结;金属和半导体的接触;半导体表面及 MIS 结构;半导体异质结构;半导体的光、热、磁、压阻等物理现象和非晶态半导体。

6)半导体器件(F013612

授课总学时:48;学分:3.0课程性质:学科专业必修课。

本课程是“集成电路设计与集成系统”专业的专业必修课,在数学、物理等自然科学课程及固态器件物理学等专业课程学习的基础上,首先学习 PN 结、双极型晶体管、MOS 场效应晶体管、存储器等集成电路核心器件工作原理,包括器件结构、直流特性、频率特性及功率特性等,并在此基础上,了解 FinFETGAA、负电容器件、量子器件等新型器件的研究现状及未来应用前景。之后将利用产业界通用 TCAD 仿真工具开展 VLSI 核心器件的模拟仿真与设计实践,探讨结构参数等对 PN 结、双极型晶体管、MOS 场效应晶体管等的电性能影响。通过该课程学习,学生将不仅掌握集成电路现实产业中最广泛应用的器件工作原理,并了解集成电路核心器件的全球研发最新进展,培养迎接后摩尔时代、超越摩尔时代到来的科技研发能力和潜质。

7模拟集成电路设计(P013615

授课总学时:48 学时;学分:3 学分;课程性质:学科专业必修课。

内容简介:了解CMOS 模拟集成电路的发展概况和趋势,学习电流源、单级放大器、运算放大器等模拟单元设计及振荡器、锁相环等模拟系统设计,并结合器件物理和工艺参数设计,开展电路性能分析及优化。

8)数字集成电路设计(P013614

授课总学时:48 学时;学分:3 学分;课程性质:学科专业必修课。

内容简介:本课程主要讲解数字集成电路设计的基本原理及EDA 设计方法。主要内容包括:在集成电路的设计方法和集成电路工具介绍的基础上,学习数字电路设计模型、反相器、钟控时钟和动态逻辑门电路设计,分析阱、金属层、有源层和多晶硅层版图设计及寄生效应等对数字锁相环等 CMOS 典型电路的影响。通过课程,掌握 CMOS 数字集成电路基本设计原理、具备电路性能分析能力。

9SoC片上系统设计(P013616

授课总学时:48学时;学分:3 学分;课程性质:学科专业必修课。

内容简介:本课程主要讲授可编程片上系统设计技术,以Altera 公司的Cyclone II系列FPGA为例,对NiosII软核处理器及SOPC技术进行详细的讲述,为以后从事SOPC技术的研究和相关工作奠定基础。通过本课程的学习,使学生熟悉SOPC技术,掌握DE2开发环境的使用,学习基Altera FPGA的数字系统设计方法,同时学会使用Quartus II。为以后从事数字系统设计领域工作打下扎实的基础。

3.特色课程及简介:

(1) 模拟电子技术课程设计(P017602)

授课总学时:16;学分:1;课程性质:课程实践类。

特色类型:校企合作共建课程

课程特色:本课程与武汉威士讯信息技术有限公司联合开展课程设计,采用CDIO创新与工程实践教育模式,针对本课程特点,结合企业真实项目,为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、与课程之间有机联系的方式学习工程,推进学生理论与实践结合的能力,提升专业素质,同时锻炼学生的团队合作能力和工程系统能力。

(2) 数字电子技术(P012914)

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课。

特色类型:赛学融合

课程特色:本课程为省级精品资源共享课。课程以立德树人为根本任务,挖掘思政案例,融入课程教学内容。基于泛雅课程平台和学习通,建有丰富的线上课程教学资源,采用线上线下混合式教学方式,加强课程过程性考核。结合EDA仿真软件Multisim,采用虚实结合、课课外相结合方式,强化学生工程实践能力培养,为学生开展大学生创新创业计划训练项目、参加大学生电子设计竞赛等学科竞赛提供理论支撑。

(3) 信号与系统(P012108)

授课总学时:64;学分:4;课程性质:学科专业基础课。

特色类型:省级一流课程课程思政示范课程

课程特色:本课程省级一流课程省级MOOC示范课程,有丰富的线上资源。本课程教学方式灵活,资源丰富,基于OBE的教学理念,通过立德树人的课程思政教育深度融合的线上线下混合教学科学的过程性评价方式优化课程知识体系,重视提高学生的逻辑思维能力,使学生能够综合应用所学到的信号与系统的理论和知识分析和解决工程问题,促进学生自主性学习和创造性工作。通过探索信息化与课堂教学融合的新途径,体现课程的两性一度“立德树人”作为教育的根本任务结合课程特点及内容,在教学过程中把教学内容与政治理论同向同行,形成协同效应。

(4) 传感器与检测技术(P014615

授课总学时:32;学分:2;课程性质:学科专业必修课。

特色类型:专创融合、校企合作共建

课程特色:为学生开展大学生创新创业计划训练项目、参加大学生电子设计竞赛等学科竞赛的理论支撑。本课程任课教师有丰富的企业有关传感器产品开发经验,结合实际研发项目开展项目化教学、生产实习指导等教学活动加强教学效果。蚌埠日月仪器研究所有限公司建立校外实习基地,为学生提供有效的生产实习实训场所课程组老师积极参与企业项目研发,有效服务地方企业。

(5) 嵌入式系统与应用(P014618

授课总学时:32;学分:2;课程性质:学科专业必修课。

特色类型:校企合作共建、专创融合

课程特色:本课程任课教师有丰富的企业有关嵌入式产品开发经验,与中智讯(武汉)科技有限公司合作,开发嵌入产品相关案例进行教学并合作编写课程教材。将国际先进的嵌入式系统知识体系和工程实践有机结合,设计出注重能力培养的课程体系。该体系基于ARM的嵌入式主流平台的支撑,结合实际案例的分析和实际平台的项目实践,培养学生的嵌入式设计、开发能力。为学生参加大学生创新创业计划训练项目、单片机竞赛、电子设计竞赛等学科竞赛的理论支撑。课程采用理论知识传输与工程能力培养并重的教学方法,教学内容尽量反映该领域内最新的理论和技术成果,使学生了解该学科最新的前沿发展动态和方向,培养出适应社会需求的专业化技术人才。

4.主要实践性教学环节:包括军事训练、社会实践、认识实习、金工实习、模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电工电子实习、单片机原理及应用课程设计、PCB设计与制作、综合训练、毕业实习、毕业设计(论文)等。

  八、课程结构及学时(学分)比例

本专业课程(集中安排的实践教学活动除外)分为通识教育必修课、学科专业基础课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和通识教育选修课六大类。本专业规定最低毕业总学分为180学分(含集中安排的实践教学活动学分)。其中通识教育必修课为40.5学分,占22.5%;学科专业基础课为49.5学分,占27.5%;专业必修课为22学分,占12.22%;专业限选课12学分,占6.67%;专业任选课6学分,占3.33%;通识教育选修课8学分,占4.44%;集中安排的实践教学活动(不含课内实验教学)42学分,占23.33%

必要说明

  创新人才培养机制,坚持OBE理念,持续深化新工科专业建设,加强校企、校所合作,探索产教深度融合。学校与中国兵器工业第214研究所已签订战略合作框架协议,双方将依托中国(蚌埠)传感谷等平台,建立长期校所合作关系,形成共同发展体,在学科建设、专业建设、师资培养、人才培养、实习基地、科研平台、重大技术攻关等多个方面开展全面深入合作,形成专业、产业、研发相互促进的共同发展新机制,共同为蚌埠市加快建设“三地一区”两中心做出新贡献。