集成电路是近百年来信息技术领域最重要的发明之一，广泛应用于计算、通信、显示等电子产品中。预计到2030年，集成电路芯片市场规模有望增长到万亿美元。作为信息技术产业的核心，集成电路为我国的经济社会发展和国家安全保障起到战略性、基础性和先导性的支撑作用。然而，当下集成电路产业的国际形势紧张，我国的集成电路产业存在着被卡脖子的问题。
面向国家重大需求，清华大学电子工程系自2021年开设了“集成电路”因材施教计划项目。该项目发挥电子工程系产教研结合的优势资源，引导学生在集成电路领域的学术与产业志趣，旨在培养我国在集成电路领域的中坚力量。项目安排了集成电路相关的企业参观、课程教学、校企共建讲座、导学交流、产业实践等活动。在此基础上，项目组将在明年夏季起开设芯片设计全流程课程，项目组各位导师分别带领一个本科生团队完成一颗芯片的设计与流片，使得同学们在本科阶段就可以参与芯片流片，为在集成电路方向上有志趣的同学提供实践平台，提高我国在集成电路学科本科生培养上的水平。
企业参观
第一年寒假期间，项目组首批同学到访北京京东方显示技术有限公司参观。同学们近距离参观了京东方的8.5代面板的生产线。在交流讨论会中，京东方显示与传感器件研究院院长袁广才、下一代工艺技术所所长谷新、项目推进部部长杨洋为同学们介绍了京东方的发展历程、主要事业、企业文化等内容，致力于推动国家基础制造业发展。除了京东方的显示面板制造产线，项目还组织了同学们参观了芯片制造生产线，对芯片制造工序有了更深刻的理解。通过集成电路制造企业的参观活动，同学们对集成电路制造有了直观的认识。
实地参观北京京东方
第二年春季学期，项目组组织同学们赴上海集成电路相关企业进行参观学习，参访企业包括上海平头哥半导体技术有限公司、沐曦集成电路（上海）有限公司、广州慧智微电子股份有限公司上海分公司以及上海思特威电子科技股份有限公司。在平头哥，同学们了解了芯片行业发展情况、企业主要产品、RISC-V生态建设分析，还讨论了目前平头哥的主要优势产品和在中国芯片行业中的主要贡献，产品的技术细节和性能指标。在沐曦，同学们了解了集成电路领域的工作模式，并参观了企业的展厅和办公区域，对沐曦的研发优势和企业文化有了更深入的了解。在慧智微，同学们学习了射频前端的行业发展、慧智微的研发理念，并参观了慧智微的工作实验室，对公司从事的射频前端芯片设计的过程有了初步了解与体会。在思特威，同学们学习了图像传感器的产业生态与业界领先的技术及应用，在图像传感器未来在医学与无人驾驶方面的应用以及可能面临的技术问题与挑战展开了讨论。企业参观活动旨在通过参观与交流深化因材施教项目的学员们对于芯片设计技术以及芯片行业现状的了解，培养兼具社会责任感与专业知识素养的集成电路顶尖人才。
赴上海集成电路相关企业参观学习师生合影
课程学习
为了让同学们系统地了解集成电路产业的发展历程，项目组为同学们开设了《集成电路简史》的课程。该课程从“先驱者”电子管介绍电子器件的发展历程，进一步详细讲解了集成电路芯片发明，以及集成电路制造工艺流程，让同学们对集成电路制造有了更好的认识。课程还探讨了我国集成电路产业发展进程，并对产业未来的发展进行展望。通过集成电路60余年发展历程之关键事件， 使得同学们在大一阶段能够基本认识集成电路技术及产业发展的规律。正所谓“以古为镜，可知兴替”，项目组希望同学们未来在集成电路领域的学习与工作中，能够以史为鉴，为我国集成电路学科与产业做出具有创新性的突出贡献。
《集成电路简史》课程课件
导学交流
导学交流是集成电路方向的特色活动，为同学们提供了与集成电路方向导师交流的机会，使同学们与老师的互动不再局限于课堂之内，可以了解更多课堂之外的知识，激发同学们对集成电路的兴趣，拓展同学们的视野。
导学交流包括了同学们与项目班主任或助教1对2的交流，以及同学们与电路与系统研究所教师们1对1的交流。在1对2的导学交流中，班主任或助教与同学们进行每月一次交流活动，及时了解同学们在学习和生活中遇到的问题，引导同学们在集成电路相关课程的自主深入探索。在1对1的导学交流中，同学们自由选择并预约导师，对导师们所教授的课程、从事的研究等各个方面提出疑问，并深入探讨。导学交流中，2～4人的小组讨论发挥了小而精的优势，可以根据同学们的不同兴趣，展开不同层面的电路相关话题的探讨，包括最基础的数理问题、相对复杂电路的分析、电路科学研究的前沿进展等。
通过导学交流，导师和助教定期收集同学们的每月成长手册，整理同学们近期的收获和困惑。成长记录手册记录了同学们在因材施教学习过程中遇到的问题与收获的知识，帮助同学们回顾并重新认识自己所学的知识与曾经遇到的困惑。面对面导学交流解决问题之余，项目组定期整理共性问题，向项目组导师汇总情况，开展教学研讨，并及时调整。
校企联合讲座
集成电路校企联合讲座系列讲座旨在拓宽同学们的视野，让同学们不仅聚焦于课内知识，更要了解行业前沿，了解企业中集成电路的关键问题，为未来的专业选择与职业规划奠定基础。系列讲座持续邀请相关领域头部企业的研究院院长、设计总监、国际知名教授等嘉宾，深入浅出地为同学们讲述集成电路产业关注的问题、所遇到的瓶颈、未来的发展。讲座主题涵盖定制GPU、软硬件协同设计、生物电子等多领域，并持续拓展更广的领域，帮助同学们了解集成电路的产业。
第一期与沐曦光启智能研究院的联合讲座
在“GPU：后摩尔定律时代通用算力的供给侧改革”讲座中，沐曦光启智能研究院副院长李兆石博士从通用GPU的定制化趋势出发，讲述了半导体行业发展过程中所遇到的瓶颈以及人们克服的方式，并鼓励同学们努力学习电子信息领域的不同层次知识。许多同学受到李兆石博士的鼓舞，励志要发展成为跨领域的“斜杠青年”。
第二期与旷视科技有限公司的联合讲座合影
在“从物体检测到AI-ISP落地：旷视八年的软硬协同设计实践”讲座中，旷视科技有限公司高级研究总监周舒畅博士从AI在计算机视觉的发展出发，指出端侧芯片AI计算资源严重受限的状况，并进一步介绍了旷视科技基于超低比特神经网络和定制视觉流水线硬件架构软硬协同的解决方案。最后，周舒畅博士就“如何成为架构师”提出了数点建议，勉励同学们认真学习，实现自我成长。同学们被周舒畅博士深入浅出的介绍、幽默诙谐的讲解深深吸引。
第三期与矽力杰集团的联合线上讲座
在“为未来赋能，以小芯片撬动大世界”讲座中，矽力杰集团南京矽力微电子有限公司产线研发总监曲光阳从模拟芯片龙头企业的发展出发，指出半导体企业的可持续发展能力与未来发展方向，以血糖仪芯片为例，介绍血糖仪芯片如何设计创新、从而推动人类未来的美好生活。
第四期生物电子医学技术的前沿技术讲座
在“生物电子医学技术”讲座中，英国剑桥大学的George Malliaras教授为同学们展现了电子技术在生物医疗应用中的前沿科技。讲座从生物电子的应用出发，介绍其研究中对生物电子新型植入方式与生物电子新型电极结构的前沿想法与实际验证，展现了新型电子器件在生物电子领域的潜力。
系列讲座主要面向本科生，为同学们专门打造讲座内容，同学们也在讲座后积极地与嘉宾进行提问与交流，这使得同学们对于相关领域的前景与未来的挑战有了更深刻的理解。
同学们积极提问
集成电路因材施教年会
为了促进同学们和导师们相互之间的交流，项目组织了集成电路因材施教年会。年会包括了来自学术界专家的主旨报告、学生成果简报、研究所介绍、海报交流环节。在成果简报中，同学们每人在1分钟内分享了自己在过去一年中参与制作的硬件设计项目以及其他电路与系统相关的成果与心得体会。同学们的1分钟简报均十分精彩，分享的项目包括可穿戴智能肢体设备、球形机器人、智能无人车等。企业代表对同学们的分享和成果作点评。代表们表示，同学们的设计项目都有一定的创新性、实用性和社会意义，让人印象深刻。企业嘉宾点评结束后，项目组为同学们带来了电路与系统研究所研究方向的介绍。通过对电路与系统研究所的在职教师及各课题组的研究方向的介绍，希望能够在后续的导学交流及“一师一队一芯”活动中为同学们的方向选择提供一定的参考。在海报展示环节，2021级的同学们进一步展示过去一年中个人所参与的项目和取得成果的总结。通过海报展示的形式，嘉宾和同学们在自由轻松的氛围中开展了广泛且深入的交流与讨论。
学生成果简报
同学们海报展示
实践能力培养
大一暑期学期，同学们将在《电子工程系统专题设计与制作》课程上开展动手实践的学习与探索。为此，“集成电路”因材施教项目与硬件设计课程组设计了共建方案。项目组鼓励同学们与对其他方向感兴趣的同学或其他院系的同学组队选题，并参与电子工程系硬件设计大赛，发挥本项目同学在电路与系统方面的兴趣与能力，引导同学们开展学科交叉的合作，在合作中相互学习，提升同学们独立探索的能力。在去年的硬件设计大赛中，2021级项目组的学生获得了特等奖1项，二等奖1项，三等奖3项。
“集成电路”因材施教与硬件设计实践课程及硬件设计大赛共建
2021级项目组学生获奖作品
“一师一队一芯计划”
在同学们完成集成电路相关核心课程的修习后，项目组将为同学们开设芯片设计全流程课程。课程涵盖集成电路两大主流分支，开设理论教学与实验课程，为同学们奠定集成电路设计的知识基础与基本实践能力。更重要的是，通过该实践课程，帮助同学们发现在集成电路专业方向上的兴趣。进而，在大三阶段，同学们能够更好地选择导师，参与并完成“一师一队一芯”的芯片设计科研实践。结合校企联合系列讲座，帮助同学们与心仪的暑期实践单位建立联系。通过在校内“一师一队一芯”的科研实践与校外的产业实践，帮助同学们建立发现产业真问题的能力，并确定未来学术与职业发展的方向。
学生代表感悟
我是电子系无14班的余越，来自河南省信阳市。我在大一的时候加入了第一期因材施教项目的集成电路方向，跟随因材施教项目学习至今。
因材施教项目的活动贯穿整个学期，形式也在不断丰富。在刚加入因材施教项目的寒假，老师们带领大家参观了北京的两家集成电路制造企业。学期中，每隔几周会安排一次集成电路因材施教系列讲座，由国内外企业技术专家或高校教授做报告，迄今为止已成功举办九期。此外，不定时安排导学交流活动，助教分别和各组同学交流，对接同学们的学习近况，解答同学们的疑惑。每半学期开展一次导师交流活动，由同学们自主联系电子系的老师进行一对一交流，了解老师们的研究方向和领域前沿发展情况。每学年开展一次因材施教年会，组织老师和同学们的集中见面，推进后续同学们匹配导师、进组和听组会等事宜，引导大家逐步深入地接触科研。本学期中，老师组织了去上海的实践，带领大家参观了平头哥、沐曦、慧智微和思特威这四家集成电路企业并和企业工程师交流。
参加集成电路因材施教项目以来，我感觉到自己对集成电路领域的认识越来越清晰。老师们安排的活动不但能够开阔行业视野，并且让大家走出校园、走进企业，激发专业兴趣，引导大家逐步深入的学习集成电路相关知识。一次次的交流帮助我解决了学习生活中的困惑，带领我接触科研前沿。在老师和助教们的指导下，同学们的科研能力和创新思维得到发展，受益良多。
“集成电路，一师一队一芯”
“集成电路”因材施教计划期待更多拔尖学生的加入
清华大学在等你！
电子工程系在等你！“集成电路”在等你！
