深圳职业技术大学(以下简称深职大),是一所公办本科层次职业院校,其前身是创办于1993年的深圳职业技术学院,是国内最早独立开展高等职业技术教育的高校之一。建校以来,创造了中国高职教育的多个“第一”,综合实力稳居全国同类院校前列,被公认为“高职中的清北”。
深职大超过80%的专业围绕深圳支柱产业、未来战略性新兴产业等布局,并且随着产业发展需求和技术动态调整,积极开展校企合作。他们的毕业生备受各大企业欢迎,初步就业率常年高达96%以上,甚至有企业来学校提前下手“抢人”。
在集成电路人才的培养上,深职大已有20余年历史——
1999年,开始集成电路人才的培养;
2003年,设立微电子技术专业;
2021年,集成电路学院正式揭牌。
深职大集成电路学院副院长余菲表示:“我们的目标是面向集成电路全产业链,重点服务深圳的集成电路设计产业,培养掌握电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、测试封装等知识技能的创新型技术技能型人才。”
01
远离“纸上谈兵”
拥抱业界主流技术
集成电路产业人才,“倒序”培养,才是王道
从课程体系到教学设施,深职大集成电路学院始终走在行业前列,时刻对接产业链主流技术标准。采用“倒序”的课程教育方式,先实践再原理,通过实训固化理论知识,边操作边学习,远离“纸上谈兵”,为产业培养具备工程能力、能将理论应用于实践的技术技能型人才。
集成电路学院专业课程体系根据产业界岗位需求设置,分为设计应用与先进制造两大方向,覆盖了前端设计、生产制造、后端测试及应用领域。
学院建有集成电路设计实训室、可编程逻辑器件应用技术实训室及集成电路制造工艺虚拟仿真实训室,拥有较完整的集成电路精密生产环境,包括光刻机、百级无尘车间、液晶产线、PVD(真空离子镀膜)模拟器等。
学院教师团队开发了一款国产自主可控集成电路EDA产品——金光SPICE,从教育教学角度重新定制EDA系统,支持SPICE仿真的同时内嵌大量教学资源、案例,可应用于集成电路设计工业、科研以及学校课程教学领域。
打破惯性,寻找一种更灵活的教学模式
"职业教育实现高质量发展最大障碍莫过于“惯性思维”。
——深圳职业技术大学 党委书记 杨欣斌 "
换脑筋、转频道,主动随着产业发展变化求新求异,这是深职大一贯的办学原则。尽管已经有了科学的课程培育体系与先进的教学环境,集成电路学院依然时时在思考,如何打破思维惯性,优化现有教学模式。
学院的实训室,采购了专门的计算机硬件设施,配备了主流集成电路设计EDA工具,支持多种IC设计流程。随着日常教学实践的开展,以及新的使用场景的出现,无论老师还是学生,都逐渐感到了一些不便。
对学生来说——
实训室一般仅限上课时间开放,且不支持远程使用,无法满足学生希望随时随地,打开电脑就能自主远程操作、学习的需求。
而这种灵活性与便利性能显著提升学生的整体实训时间,刷高一波工程经验值。
对老师来说——
跟学生一样,老师也无法灵活地远程操作:
1.日常教学与管理不同的课程与工具,老师需要在实训室机器上配置不同的教学环境,花费大量的时间,且需一一手动操作,无法统一集中管理。
2.对外交流与培训团队研发的“金光SPICE”产品,需要到校外进行交流、培训与演示的时候,也很不方便。
另外,采购各种计算机硬件设备,流程复杂,且需有专人维护,很麻烦。
02
国内首个
EDA远程实训平台
集成电路学院找到了一种更灵活的教学模式——一个EDA远程实训平台。
什么是EDA远程实训平台?
本质上,这是一个基于数字化和云技术的EDA教学云平台。
TA整合了集成电路学院的专业课程资源,能实现用户在学习终端自主进行实训学习。
这个EDA远程实训平台,提供了上至EDA工具、中至课程环境、下至硬件资源的一整套运行环境——上中下层适配联动,功能紧密耦合,全维度IT自动化,无需人工干预。
与此同时,我们的CSM团队还提供了面向用户的全天候专业服务与客户保障,包括EDA工具适配、课程环境设置、平台运维及管理等内容,确保集成电路学院教学实训工作的顺利开展。
我们的CSM服务具体能有啥效果,可以参考蓝箭航天案例
第一、多复杂场景,随时随地使用
无论老师还是学生,只需要一个账户登录,即可随时随地,即开即用,无需操心教学以外的事。
日常教学场景
课前准备:从课程所需EDA工具到教学环境设置及调整,提前安排,自动化运行
教学现场:老师只要输入相应账号,即可远程登录实训平台,进行实时教学。
学生实训场景
上课/考试:学生输入相应账号即可远程登录实训平台,通过GUI界面可视化操作学习,简单易上手。
课后练习:不论何时何地,只要有需求,学生都可以打开电脑,远程登录平台进行自主实训学习,方便灵活。
对外交流场景
学院教师团队研发的“金光SPICE”产品,一体化集成在实训平台上,无论是到其他学校进行交流、培训,还是在展会现场进行现场演示的时候,都可以随时远程实操。
管理运维场景
平台统一管理:实训平台把所有工具、账号、课程资源、权限等统一管理,减轻老师工作负担,提高管理效率。
IT运维:硬件设施与基础架构的运维工作,无需老师操心,由我们提供专业技术支持。
第二、支持EDA全工具链,不同课程环境配置
集成学院电路学院专业课程覆盖了前端设计、生产制造、后端测试及应用领域,涉及到的EDA工具十分全面。
EDA远程实训平台支持将所有EDA工具部署在云端,实现远程访问与使用。既包括市面上不同EDA厂商的不同版本工具,也包括学院自研的“金光SPICE”产品。
去年11月的深圳高交会,“金光SPICE”产品就通过EDA远程实训平台上实现了实时远程操作,生动展示了深职大集成电路学院的杰出科研与教学成果。
我们支持的主流工具包括:电路设计的HSPICE、电路仿真的VCS、版图编辑的Virtuoso、版图验证的Calibre、计算光刻的Proteus™OPC……等等
不同的课程,需要不同版本的不同EDA工具和相应的课程环境配置,不同课程的环境变量参数并不统一。
以往,这项工作需要老师在课前花费大量时间,在不同机器上一一手动配置完成,既费时又费力。
现在,实训平台集成的EDA工具已经自带了相应的课程环境与参数,且同一课程环境,可以支持多人、多次使用。
第三、“流水”的学生,“铁打”的账号管理
高校有个特点,学生数量特别多:一个年级分成几个班,每一年都有新生入学。
所以,实训平台需要的用户账号数量也特别多。
而这,就带来了一系列账号管理的问题:
老师和学生,不同角色的权限不同。
不同用户访问的课程或项目资源、环境配置也不同。
学生从入学到毕业,每一年每个学生的课程也不同,还涉及到很多账号新增与销毁的工作。
EDA远程实训平台使用统一的用户身份认证,实现所有用户、角色和课程资源统一化管理,保证了同一用户在整个系统不同资源下身份的一致性,大大简化了用户操作。
03
高校教学与实训场景
VS
芯片设计研发场景
我们把视野放到整个高校科研行业,大致可以分为两种典型场景:
一种是教学与实训场景:
比如深职大集成电路学院这样的EDA远程实训平台,是一个偏教学的平台,重点在于学生在老师指导下进行学习与实操,主要用于集成电路课程教学与实训。
一种是芯片设计研发场景:
比如高校或科研机构的横向课题项目组,这种跟企业的IC设计研发场景几乎没什么差别,重点在于不同类型芯片开发项目的完成,在时间线上有明确的起点和终点。
两者主要有四大差异:
一、目标实现方式不同
教学与实训场景,目标在过程中实现,学生通过实训学到知识,以完成课程考试为一个阶段终结。
芯片设计研发场景,目标结果导向,一般以芯片流片或成果交付作为一个阶段终结。
二、使用场景难点不同
上一节已经提到,教学与实训涉及使用场景比较多,包括:日常教学场景、学生实训场景、对外交流场景、管理运维场景。
用户人数多,需要的EDA工具与课程资源也多,平台管理与运维复杂度高。
作为一个依托于云端的EDA远程实训平台,在整个IT基础架构要求上比较简单。
而芯片设计研发场景,主要按使用人员角色来区分,分为研发场景、IT场景、管理场景。
用户人数可多可少,需要的EDA工具数量取决于不同高校或企业需求。
平台管理与运维难度与业务场景、基础架构复杂度高度相关,比如突发大算力需求、混合云模式、外包团队管理、全球多地协同研发等等。
三、使用人群关注点不同
教学与实训场景下,使用人群就两种:老师、学生。
当然,有些学校可能会配备专门的IT人员,如果没有就是由老师兼任。
老师主要关心教学,需要一个稳定易用、方便管理与课程配置的远程教学平台,让他们专注教学与指导学生,不需要操心其他事;
学生只关心学习,需要一个灵活访问与使用的实训平台,以便他们能够随时操作学习。
而芯片设计研发场景下,使用人群一般有三种:研发、IT、管理人员。
有一些高校或者比较小的企业,IT和管理人员,可能都由研发负责人一力承担。
研发人员关心的是自己的研发进度和使用体验;
IT人员关心的是资源利用率与运维工作量;
管理人员看重的是项目整体进度、成本、研发效率等等。
三者各自的关注点,更细致的分析请戳普冉半导体案例
四、对平台与服务要求不同
教学与实训场景,重点在多用户、多EDA工具、多种课程环境配置,要求即开即用,简单易上手。CSM专业服务与客户保障目标在于平台稳定可靠,运维省事。
学生和课程数量是确定的,所以资源用量也是近乎稳定不变的,资源类型也相对固定,几乎不存在波动性和突发性。
芯片设计研发场景,以快速完成业务目标作为首要任务,同时,需要保证业务的稳定性,连续性以及可扩张性。CSM专业服务与客户保障目标在于业务稳定运行,运营效率提升,目标顺利达成。
因为涉及企业核心技术与数据保密要求,对数据安全的要求非常高。
资源用量存在一定的可预测性,但是波动明显,还有可能出现突发大算力需求。使用的资源类型在不同阶段也有不同需求。
资源用量周期性波动参考:解密一颗芯片设计的全生命周期算力需求
不同阶段资源类型参考芯片设计五部曲:模拟IC │ 数字IC │ 算法仿真
04
推动国产自主可控
也要敢为人先
解决集成电路产业“卡脖子”问题,打造自立自强的生态系统,推动产业高质量自主化发展。除了产业界,高校的助力也不可或缺。
深职大在培养与产业界高度融合、具备工程能力的集成电路技术技能型人才过程中也在持续努力,在教学过程中逐步加入国产自主技术:
1.以国产EDA工具贯穿设计类课程
学院研发的“金光SPICE”产品,能快速地将电路图及相关的仿真控制转化为SPICE网表,进行高速SPICE仿真。
华大九天的Aether工具能进行模拟集成电路仿真设计。
2.以速石EDA远程实训平台贯穿设计实训教学
学院师生通过平台能实现集成电路设计相关课程的实训教学工作,老师远程操作设置,学生灵活自主学习。
3.以自主可控工艺贯穿制造类课程
以中芯国际180nm CMOS主流工艺为主线,贯穿半导体工艺等相关课程。
4.以国产芯片贯穿应用类课程
借助宏晶STC芯片进行单片机应用技术教学;
借助龙芯MCU进行微控制器应用技术教学。
此外,学院金光计划项目组正在积极开展金光开源计划,打造我国集成电路EDA技术开源平台。
Take Away
1.高校界的集成电路人才培养,深职大毫无疑问是走在最前面的一批。无论是与产业界深度同频、“倒序”培养、成立特色学院,还是颇具创新的教学思路,敢于打破惯性,比如现在这个EDA远程实训平台,行动力满分。这样培养出来的人才,难怪企业要来提前“抢”人。
2.学生们都这么优秀了,老师们也不遑多让。集成电路学院教师团队主创的“金光SPICE”,作为一款国产自主可控集成电路EDA产品,能全力支持集成电路领域的科研和教学工作,助力我国集成电路设计与制造核心环节和关键领域的技术突破。
3.我们之前的案例主要给大家介绍的是企业场景下的速石研发平台,深职大这个EDA远程实训平台显然与企业有很大差异。而且,不光是集成电路学院,其他学院的教学平台其实也有很多共通之处。因此,这篇案例对高校界各个学院都很有借鉴意义。
关于深圳职业技术大学
深圳职业技术大学是一所公办本科学校,其前身是1993年创建的深圳职业技术学院。2023年6月,教育部批准以深圳职业技术学院为基础整合资源设立深圳职业技术大学。建校以来,学校坚持立德树人根本任务,深入对接国家所向、深圳所需,秉持“德业并进、自强不息”的校训精神,不断创新教育教学理念、办学体制机制、人才培养模式,创造了中国高职教育的多个“第一”。学校综合实力稳居全国同类院校前列,被誉为中国高职教育的“一面旗帜”。2019年,学校入选教育部、财政部“双高计划”首批10所A档高水平学校建设单位。
关于fastone云平台在各种EDA应用上的表现,可以点击以下应用名称查看:
HSPICE │ OPC │ VCS │ Virtuoso │ Calibre │ HFSS
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