目前,“缺芯”已經成為卡脖子的大問題。而芯片匱乏的背后是人才的匱乏,根據《中國集成電路產業人才白皮書(2017-2018)》指出,到2020年前后,我國集成電路行業人才需求規模約72萬人左右,而我國現有人才存量40萬人,人才缺口將達32萬人。
然而,在集成電路行業人才存在巨大缺口的情況下,我國高校每年20萬的集成電路專業的畢業生中只有不足六分之一進入集成電路行業從業。一方面是集成電路人才缺口巨大,另一方面是大批高校人才紛紛逃離。出現這種現象,既有教育與產業脫節方面的因素,也有行業自身存在的問題。
雖然中國計算機專業課程體系完善、課程內容成熟,但在高素質計算機專業人才的培養方面還存在一些普遍性問題,并直接導致我國計算機領域的教育更多的還是教學生如何“用”計算機而不是“造”計算機。具體來說有以下三點:
一是中國計算機專業各課程大多獨立設計和實施,各門課程獨立規劃、知識冗余及銜接脫節。計算機專業課程具有很強的系統性,難以分隔,若要真正掌握知識,就必須把所有知識點融匯貫通。而在現今的教學體系中,雖然每門課程是一個獨立的知識體,強調完整性,相關知識比較全面。但是前后課程知識不能有效整合與銜接,課程間知識的重復比較嚴重。這些因素一方面使得學生難以系統地理解課程知識體系;另一方面也未能提供給學生完成復雜系統開發所需要的充足時間。
二是突出原理性、分析式教學方法,缺乏工程性、綜合式教學方法。課程教學往往突出原理性知識的傳授,注重是什么,有什么,教學方式趨于死記硬背,計算機體系結構的諸多概念,對于學生教學而言仍然停留在概念階段,由于計算機系統設計相當復雜,涉及底層的軟硬件基礎架構,加上往往沒有講授一套有效的工程性構建方法,學生雖然知道基本概念,卻通常無法進行實踐,基本不具備動手能力。
三是學習簡單實驗方法,缺乏開發具有工程規模系統的實踐。傳統實驗教學中通常不會涉及較大的工程工作量,而是若干規模相對較小的簡單實驗,比如做一些簡單的CPU指令設計,但卻沒有能力和配套充足的實驗平臺去進行一個全系統的學習實踐。在缺乏足夠的工程工作量的情況下,使得復雜系統中存在的較為深刻的問題難以暴露,并導致學生雖然經過了訓練,但卻因訓練強度不足,不能對系統有較為深刻的認識,無法接觸到現代計算機系統結構中的很多經典概念,也就無法完成具有工程規模的系統級開發。
打個比方,國內一些高校其實是在培養駕駛員,而不是在培養汽車工程師。因此,現階段國內諸多高校培養出來的人才,無法滿足工業界的要求,這自然會導致大量學子“知難而退”,選擇轉行。
除了教育和產業脫節之外,中國集成電路企業留不住人才也是大量畢業生選擇轉行的原因。
目前,中國集成電路產業總體上處于產業鏈的中下游,就技術來說對于國外壟斷巨頭有一定依賴性,以國內一些馳名的手機芯片來說,其CPU、GPU、DSP等關鍵模塊都是從外商購買,在EDA工具和制造工藝上高度依賴國際壟斷巨頭。就商業上來說,不少大陸集成電路公司都是在國際大廠的夾縫中求生存。在技術上和商業上處于不利地位,必然導致國內集成電路公司能夠給出的薪酬相對有限,根本無法與美國同行的薪酬相提并論。同時,由于國內金融、互聯網等行業往往可以開出比較高的薪酬,必然會吸引大批人才投身來錢快的行業,這使本就人才有限的集成電路行業進一步“失血”。
要解決人才缺口問題,首當其沖的就是進行教育改革,提升本土人才培養水平。
事實上,相關部門也意識到了這一問題。成立了“以系統能力培養為目標的計算機專業課程改革項目組”,研制了《高校計算機類專業系統能力培養研究報告》,其總體思路是:通過對系統能力培養的課程體系方面的工作進行凝練總結,明確系統能力培養的目標,展現各學校已有的實踐和探索經驗;更重要的是總結出一般性的方法,推動更多高校開展計算機專業課程改革。
計算機專業課程改革的方向,就是要讓學生明白用鼠標點擊屏幕打開一個網頁的過程中,瀏覽器、圖形系統、操作系統內核等是如何協同工作的,在完成這些工作過程中指令和數據是如何在硬件系統的CPU、GPU、南北橋中流動的,CPU的微結構中取指、運算、訪存等各個模塊是如何配合的。
以系統能力培養為目標的教學改革,就是要使學生掌握如何“造”計算機而不是如何“用”計算機。將本科生自主設計“一臺功能計算機、一個操作系統核心”確立為教學目標,并據此重構計算機系統類課程群,形成邊界清晰且有序銜接的課程群知識體系,在實驗體系規劃上強調按工業標準和工程規模開發系統,同時注重探索系統開發的工程化方法以提高學生達成教學目標的達成度。
就工業界來說,應當更多的去“和洋人搶飯吃”,而不是過度依賴國外技術授權和產業鏈,“跟在洋人身后吃土”。只有實現“讓洋人去吃土”,才能在商業上把利潤提升到歐美集成電路企業的水平,在技術上真正掌握自己的命運。
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