电子学和微电子学|俄罗斯大学专业介绍

电子和微电子专业(Конструирование и технология электронных средств)是一门对社会发展影响及其深远的学科,属于整个人类第三次技术革命的“基石学科”,因为整个人类第三次技术革命就是建立在集成电路、半导体技术、微处理器技术的基石之上。 但是这门专业入门非常不容易,要学好更不容易!

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你能想象一颗不到指甲盖大小的芯片上面的电路平铺开来竟然有比北京市面积还大吗?

专业简介:

总而言之,这门专业是一门高精尖的交叉专业, 要学好这门专业需要同时学号数学、物理学、电路设计、化学、光学、电脑制图学、计算机科学等多个不同的专业。 这些分支共同组成了电子和微电子这门学科的基石,而电子和微电子学科又组成了第三次科技革命的基石。 接下来我介绍一下为什么这门学科可以称之为“第三次科技革命的基石"。

大家都知道第三次科技革命是继蒸汽革命和电力技术革命之后在人类科技领域里的又一次重大飞跃。第三次科技革命有这么几个标志: 第一是原子能的发明,人类终于发现一种不需要依赖化石燃料的能量来源, 第二是微型计算机革命的开启, 在计算机革命之前几乎没有人能想到计算机可以把我们的生活改变成现在这个样子, 要知道30年前大家都只能通过写信联系,而现在我们已经可以和朋友即时视频通讯,并且每个人手上都有一台这样的”微型计算机”,它的计算能力超过了80年代全球的所有计算机计算能力的总和,但是这样强力的一台计算机竟然现在人手一台! 第三就是空间技术,例如载人航天和登月以及近地轨道空间站的运用为人类开拓“星辰大海”的征途踏下了第一步。

但是实际上上面说的所有的技术,离我们普通人最近的就是计算机技术,就好像你现在可以拿着一台“计算机”或者坐在一台“家用计算机”面前阅读这篇文章一样。 而支持计算机最重要的基础就是计算机里面那一颗颗芯片,例如通讯芯片负责接收和传出信号、处理芯片负责处理大量的数据、内存芯片负责临时数据储存请求、图像渲染芯片(最新苹果A14已经内置在处理芯片里面了)负责把数据渲染成图像。 这些芯片构成了我们整个个人计算机,而个人计算机则给我们的世界带来了巨大的改变。 所以看到这里你应该就明白这门专业的意义了!

而电子和微电子专业就是学习各种用途的芯片的制造、设计、理论构建和大规模生产管理的一门学科。 电子和微电子专业是现代发展最迅速的高科技应用型学科之一。 学习电子和微电子专业的学生将会在本科、研究生期间学习大规模集成电路的设计和制造技术、计算机辅助集成电路设计(例如利用制图软件进行电路设计)、各种电子器件的基础理论(例如电容、晶体管、电子管等电子元器件在电路中的作用)、学习集成电路的构架、学习集成电路生产的工艺和封装技术(例如极紫外光浸润式光刻机生产7nm芯片的原理等)。

学习电子和微电子专业一共有三个大方向:制造工艺和技术 、集成电路设计、生产管理:

  • 制造工艺方向: 该方向主要研究芯片的生产技术,特别是最近十几年采用的光刻机技术。 现在随着芯片制程已经逼近摩尔定律的极限(台积电即将出产3nm级芯片),所以现在行业已经在等待新的生产技术的诞生。 以当前主流的7纳米电路生产流程为例,一共有5000多步工序,包括硅晶体的超高纯度硅片的定型和切片技术、硅片涂胶、表面涂层氧化、金属化、极紫外光光刻、离子注入、刻蚀、化学机械平坦、反复上述过程直到完成所有流程,然后还有封装和测试流程。 这里面每一步都是学生需要学习的。 制造工艺方向下分多个细分领域,例如有电子器件方向(例如研究新的生产工艺) 、 制造原理技术方向(例如在林本坚博士提出的浸润式光刻原理把芯片制程从192纳米拉到了当前的5纳米)、光刻机生产技术(研究光刻机原理和改进光刻机)等,这里就不多做介绍了。
  • 集成电路设计方向: 该方向主要研究芯片的设计技术,例如提出各种芯片架构,例如合理安排芯片的布局,降低栅极的宽度(也就是常说的7nm和5nm)来提高单位面积可以容纳的芯片数量。 设计方向主要要学习芯片的图形化设计、电子物理学、 电学等基础学科。 设计方向包含的内容非常广泛,例如射频原理、信号模拟技术、数字化技术等等。
  • 生产管理方向: 生产管理方向主要学习芯片的生产和储存管理, 这是芯片领域相对比较偏文科的方向。 需要学习包括车间管理、超净技术、生产安全等技术。 这个方向的毕业生将会参与到芯片工厂的生产、芯片制造、芯片设计、成品储存、生产安全等各个环节的管理工作。 别看虽然这些人不直接产于芯片的设计,但是有他们在,芯片工厂不会因为各种失误导致停工停产(例如因为无尘作业管理不善灰尘进入导致紫外光源被灰尘遮挡了一点点,虽然只有一点点但却是极其严重的生产事故,会直接导致设备停工造成巨大的损失)。

好了,电子和微电子专业是一个极其难介绍的专业,这个专业实在是太过于高精尖,所以小编也是花了很大的精力才收集到相关的数据。

推荐院校(排名分先后):莫斯科国立技术大学(鲍曼工学院)、国家核物理学院(MIFI)、乌拉尔联邦大学(基洛夫工学院)、圣彼得堡国立技术大学(加里宁工学院)、圣彼得堡国立电子技术大学(乌里扬诺夫工学院)

毕业难度: ★★★★★

语言要求: ★★★★

就业热门程度: ★★☆☆☆

入学要求:一定要高中理科人才,文科不建议报名, 学生高考的分数应该达到当年本地一本的分数线(这样都不保险,最好是211分数线),这样才能尝试报名该专业。

授课语言:本科几乎全部采取俄语授课。 研究生几乎全部采取俄语授课。 建议零基础报考的同学读至少2年的预科,预科入学语言最低需要对外俄语等级一级(РЯКИ-B1)

学习方式:面授

学制:四年制本科、研究生为2年制

主要课程:

该专业的课程量非常大,主要分为三个部分: 《技术课程》 、 《基础课程》、《文化课程》,其中文化课程包含大学生统一需要学习的内容(例如俄罗斯史、文化学、生命安全БЖД等),文化课程不多。

基础课程:

  • 数学分析
  • 线性代数
  • 几何分析
  • 微分方程
  • 复变量函数分析
  • 概率论和统计学
  • 普通物理学
  • 电子物理学
  • 电磁学
  • 固体物理
  • 量子物理
  • 普通化学
  • 电化学
  • 计算机原理和算法
  • 统计物理学
  • 光学物理
  • 半导体物理

专业课程:

  • 微电子制造技术
  • 现代通信技术
  • 可编程逻辑电路原理
  • 集成电路EDA设计技术
  • 敏感元器件及应用
  • 单片机原理及应用
  • 电子材料学
  • 微电子应用实验
  • 微电子设计实验
  • 高级程序设计
  • ASIC设计
  • 计算机网络与数据通信
  • 半导体器件原理
  • 数字逻辑电路
  • 半导体数字集成电路设计
  • 半导体模拟集成电路设计
  • 通信原理和编码
  • 电子线路及实验
  • 电路封装原理和测试
  • 微机原理及实验
  • 数据结构
  • 半导体物理及实验
  • 模拟电子技术
  • 集成电路设计原理
  • 集成电路CAD
  • 电子薄膜材料与技术
  • 集成电路工艺与实验
  • 计算机控制技术

文化课程:

  • 生命活动安全
  • 心理学(一般是选修)
  • 文化学(一般是选修)
  • 社会学(一般是选修)
  • 哲学(一般是选修)

就业前景:

近年来,随着物联网、 华为5G技术 、 大数据、 云技术、短视频行业的发展,这些行业逐渐显示出对超高计算能力、超高储存能力、超高并发数据处理的极大需求。 而运用到日常生活中,在我们的电脑、汽车、蓝牙音箱、手机、单反相机和摄像机、无人机云台、电视等几乎所有的设备中几乎都有着大量高质量的芯片需求。

而中国至今在芯片领域依然是处于一个落后的境地, 就2020年特朗普政府说要断供华为直接导致华为的销量锐减。 更早之前断供中兴甚至让时年75岁的老同志 - 原中兴的董事长侯为贵带领全部高层到美国求情,希望能不要对中兴赶尽杀绝。 在出发之前有员工发了这张照片到朋友圈,堪称年度最悲惨照片:

侯为贵先生出发前的照片|俄罗斯留学微电子专业|微电子技术|中兴
芯片领域落后就会被人卡脖子

但是制造芯片的光刻机的生产技术和生产专利几乎全部垄断在其他国家手里,例如ASML和三星, 而台积电不过也只是一个代工厂。 中国对于这种情况可以说无计可施。 在下一代革命性技术到来之前,微电子仍然是运算最基本的单元,我们依然离不开硅基芯片。

但是从这里来看,这是一个不幸的局面但是也是一个机遇, 因为目前芯片领域的制造技术已经被国家纳入国家重点发展的技术对象,在2020年国家发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,在纲要中明确把集成电路制造技术的追赶作为国家下一步战略大方向之一。 这意味着什么? 意味着国家将会带头砸钱吸引人才 ,一旦国家开始砸钱,就会有大量市场热钱进入,到时候什么拼多多一年收入50万的程序员算什么? 芯片高级技术人才随随便便都可以拿到上百万(当然目前来看还不现实)!

该专业毕业生除了入职光刻机制造企业或者上有零件生产企业外还可以进集成电路设计类企业,这样的企业在中国很多,例如:华为海思、中芯国际、台积电(台湾)、、中兴等,从事芯片的研发工作。 例如研发一款高技术含量的5G通讯芯片等。

总之这个专业的就业前景是非常好的,但是同时毕业也非常困难, 而且就读微电子技术大概率是要读到博士(一般企业都不愿意要研究生,更不用说本科生了),但是不建议任何高中基础不好或者高考成绩不好的同学报名!

主要职业列表:

  • 集成电路研发设计师
  • 集成电路生产管理员
  • 光刻机操作员
  • 电子技术工程师
  • 版图设计师
  • 家用电器/电子产品修理人员

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