目前,“缺芯”已经成为卡脖子的大问题。而芯片匮乏的背后是人才的匮乏,根据《中国集成电路产业人才白皮书(2017-2018)》指出,到2020年前后,我国集成电路行业人才需求规模约72万人左右,而我国现有人才存量40万人,人才缺口将达32万人。
然而,在集成电路行业人才存在巨大缺口的情况下,我国高校每年20万的集成电路专业的毕业生中只有不足六分之一进入集成电路行业从业。一方面是集成电路人才缺口巨大,另一方面是大批高校人才纷纷逃离。出现这种现象,既有教育与产业脱节方面的因素,也有行业自身存在的问题。
虽然中国计算机专业课程体系完善、课程内容成熟,但在高素质计算机专业人才的培养方面还存在一些普遍性问题,并直接导致我国计算机领域的教育更多的还是教学生如何“用”计算机而不是“造”计算机。具体来说有以下三点:
一是中国计算机专业各课程大多独立设计和实施,各门课程独立规划、知识冗余及衔接脱节。计算机专业课程具有很强的系统性,难以分隔,若要真正掌握知识,就必须把所有知识点融汇贯通。而在现今的教学体系中,虽然每门课程是一个独立的知识体,强调完整性,相关知识比较全面。但是前后课程知识不能有效整合与衔接,课程间知识的重复比较严重。这些因素一方面使得学生难以系统地理解课程知识体系;另一方面也未能提供给学生完成复杂系统开发所需要的充足时间。
二是突出原理性、分析式教学方法,缺乏工程性、综合式教学方法。课程教学往往突出原理性知识的传授,注重是什么,有什么,教学方式趋于死记硬背,计算机体系结构的诸多概念,对于学生教学而言仍然停留在概念阶段,由于计算机系统设计相当复杂,涉及底层的软硬件基础架构,加上往往没有讲授一套有效的工程性构建方法,学生虽然知道基本概念,却通常无法进行实践,基本不具备动手能力。
三是学习简单实验方法,缺乏开发具有工程规模系统的实践。传统实验教学中通常不会涉及较大的工程工作量,而是若干规模相对较小的简单实验,比如做一些简单的CPU指令设计,但却没有能力和配套充足的实验平台去进行一个全系统的学习实践。在缺乏足够的工程工作量的情况下,使得复杂系统中存在的较为深刻的问题难以暴露,并导致学生虽然经过了训练,但却因训练强度不足,不能对系统有较为深刻的认识,无法接触到现代计算机系统结构中的很多经典概念,也就无法完成具有工程规模的系统级开发。
打个比方,国内一些高校其实是在培养驾驶员,而不是在培养汽车工程师。因此,现阶段国内诸多高校培养出来的人才,无法满足工业界的要求,这自然会导致大量学子“知难而退”,选择转行。
除了教育和产业脱节之外,中国集成电路企业留不住人才也是大量毕业生选择转行的原因。
目前,中国集成电路产业总体上处于产业链的中下游,就技术来说对于国外垄断巨头有一定依赖性,以国内一些驰名的手机芯片来说,其CPU、GPU、DSP等关键模块都是从外商购买,在EDA工具和制造工艺上高度依赖国际垄断巨头。就商业上来说,不少大陆集成电路公司都是在国际大厂的夹缝中求生存。在技术上和商业上处于不利地位,必然导致国内集成电路公司能够给出的薪酬相对有限,根本无法与美国同行的薪酬相提并论。同时,由于国内金融、互联网等行业往往可以开出比较高的薪酬,必然会吸引大批人才投身来钱快的行业,这使本就人才有限的集成电路行业进一步“失血”。
要解决人才缺口问题,首当其冲的就是进行教育改革,提升本土人才培养水平。
事实上,相关部门也意识到了这一问题。成立了“以系统能力培养为目标的计算机专业课程改革项目组”,研制了《高校计算机类专业系统能力培养研究报告》,其总体思路是:通过对系统能力培养的课程体系方面的工作进行凝练总结,明确系统能力培养的目标,展现各学校已有的实践和探索经验;更重要的是总结出一般性的方法,推动更多高校开展计算机专业课程改革。
计算机专业课程改革的方向,就是要让学生明白用鼠标点击屏幕打开一个网页的过程中,浏览器、图形系统、操作系统内核等是如何协同工作的,在完成这些工作过程中指令和数据是如何在硬件系统的CPU、GPU、南北桥中流动的,CPU的微结构中取指、运算、访存等各个模块是如何配合的。
以系统能力培养为目标的教学改革,就是要使学生掌握如何“造”计算机而不是如何“用”计算机。将本科生自主设计“一台功能计算机、一个操作系统核心”确立为教学目标,并据此重构计算机系统类课程群,形成边界清晰且有序衔接的课程群知识体系,在实验体系规划上强调按工业标准和工程规模开发系统,同时注重探索系统开发的工程化方法以提高学生达成教学目标的达成度。
就工业界来说,应当更多的去“和洋人抢饭吃”,而不是过度依赖国外技术授权和产业链,“跟在洋人身后吃土”。只有实现“让洋人去吃土”,才能在商业上把利润提升到欧美集成电路企业的水平,在技术上真正掌握自己的命运。
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