学术学位研究生核心课程指南四（试行）

学术学位研究生核心课程指南四（试行）一、课程定位与建设目标本指南适用于我国普通高等学校学术学位集成电路科学与工程一级学科研究生培养，是规范本学科核心课程设置、明确教学要求、保障培养质量的指导性文件。本学科核心课程是支撑学术学位研究生掌握集成电路领域坚实基础理论、系统专业知识、把握学科前沿动态的核心育人载体，是落实国家集成电路领域战略人才培养需求、保障研究生原始创新能力培养的核心环节，区别于专业学位研究生的应用导向课程设置，突出学术深度、交叉融合性与原创性导向。本指南明确核心课程建设三大目标：一是知识目标，要求研究生掌握从器件物理、制造工艺到电路设计、设计自动化、系统集成全链条的核心基础理论，熟悉本学科主流研究范式与核心技术工具，了解本学科前沿演进方向与“卡脖子”核心科学问题，形成覆盖完整产业链的结构化知识体系；二是能力目标，培养研究生独立开展高水平学术研究的能力、交叉领域问题解决能力、原始创新能力，能够针对集成电路领域前沿科学问题提出原创研究假设、设计规范研究方案、产出具有重要学术价值或应用价值的创新成果；三是素养目标，强化研究生服务国家战略需求的使命担当，培育严谨求实的学术道德、跨团队协作的学术素养，引导研究生面向国家重大需求确立研究方向，自觉抵制各类学术不端行为。二、核心课程体系框架按照教育部《学术学位研究生培养基本要求（试行）》规定，一级学科核心课程学分占总课程学分比例不低于35%，本学科总课程学分要求为45-50学分，因此本学科核心课程总学分要求不低于18学分，分为四个功能模块，各模块学分要求明确如下：1.学科基础核心模块：要求不低于8学分，为覆盖全一级学科的共性基础理论课程，是所有方向研究生必须修读的核心内容；2.专业方向核心模块：要求不低于6学分，按照本学科四个主流研究方向设置对应核心课，研究生根据自身研究方向选修，满足学分要求即可；3.方法工具核心模块：要求不低于2学分，聚焦学术研究方法、工具与学术规范培养，为所有研究生必须修读内容；4.前沿专题模块：要求不低于2学分，为学科前沿动态研讨类课程，所有研究生必须修读。四个模块累计学分不低于18学分，符合学术学位研究生培养的基本要求。三、核心课程大纲要点（一）学科基础核心模块本模块设2门核心课，累计8学分，所有研究生必修：1.《高等半导体物理与器件物理》，学分4，总学时64课程目标：本课程是集成电路学科的核心基础理论课，旨在让研究生深入掌握半导体器件的量子力学基础、固体能带理论、输运特性，以及先进集成电路器件的物理机制，为器件工艺、电路设计等所有方向的研究提供坚实理论支撑。主要内容：分为五个教学单元：①半导体物理进阶（12学时）：覆盖半导体电子状态进阶理论、杂质缺陷能级的量子计算、非平衡载流子输运的统计理论、应变硅与宽禁带半导体（碳化硅、氮化镓）物理特性；②器件物理的量子力学基础（12学时）：覆盖量子限制效应、隧道效应的量子描述、密度泛函理论基础、纳米器件量子输运理论；③先进CMOS器件物理（16学时）：覆盖平面MOSFET阈值电压理论、短沟道效应物理机制、亚阈值摆幅与漏致势垒降低理论、高k栅介质/金属栅器件特性、FinFET与全环栅（GAA）器件的结构与物理特性；④新型器件物理（12学时）：覆盖负电容FET、阻变存储器、自旋电子器件、二维材料器件的工作机制与物理特性；⑤器件性能表征理论（12学时）：覆盖电流电压、电容电压特性测试原理、界面态与陷阱电荷表征分析方法。教学要求：要求研究生先修本科阶段《半导体物理》课程，课程以理论讲授为主，配套8学时专题讨论，要求研究生完成1篇不少于3000字的经典原始文献研读报告。2.《集成电路数学基础》，学分4，总学时64课程目标：旨在让研究生掌握集成电路领域研究所需要的高级数学工具，培养研究生运用数学方法抽象、解决集成电路领域科学问题的能力。主要内容：分为五个教学单元：①矩阵论与数值分析进阶（16学时）：覆盖稀疏矩阵理论、线性方程组迭代求解、特征值快速算法、多尺度数值分析，对接电磁仿真、寄生参数提取领域的数学需求；②概率论与随机过程（12学时）：覆盖随机变量高阶矩、马尔可夫过程、贝叶斯估计，对接工艺波动、器件参数变异的统计建模需求；③优化理论（16学时）：覆盖凸优化理论、线性与非线性规划、梯度类算法、凸松弛方法，对接集成电路设计自动化领域的优化问题需求；④傅里叶分析与小波分析（12学时）：覆盖快速傅里叶变换、多分辨分析、小波变换原理，对接信号处理与版图分析的应用需求；⑤偏微分方程基础（8学时）：覆盖漂移扩散方程、泊松方程、热传导方程的数值求解方法，对接器件仿真的数学需求。教学要求：配套16学时习题训练，要求研究生结合自身研究方向的具体问题完成1次数学建模作业，掌握数学工具的实际应用方法。（二）专业方向核心模块本学科设置器件与工艺、集成电路设计、设计自动化（EDA）、集成电路系统四个主流研究方向，每个方向设置2门核心课，每门课3学分，研究生根据研究方向修读不低于6学分即可，各方向核心课大纲要点如下：1.器件与工艺方向核心课①《现代集成电路制造工艺原理》，学分3，总学时48课程目标：掌握先进集成电路工艺的基本原理、核心技术瓶颈与前沿发展方向，熟悉各工艺环节的物理机制与工艺集成方法。主要内容：覆盖极紫外光刻原理与误差校正、下一代光刻技术前沿、原子层沉积与原子级刻蚀技术原理、离子注入与退火工艺、沟道工程与应力工程、FinFET与GAA工艺集成流程、三维集成电路键合与异质集成工艺、工艺缺陷与良率建模。②《宽禁带半导体器件与工艺》，学分3，总学时48课程目标：掌握宽禁带半导体材料、器件与工艺的核心理论，了解功率半导体器件的前沿发展方向。主要内容：覆盖碳化硅、氮化镓材料的生长与缺陷控制、欧姆接触与栅介质界面特性、碳化硅MOSFET、氮化镓HEMT器件的结构与特性、宽禁带功率集成工艺、宽禁带器件可靠性分析。2.集成电路设计方向核心课①《高级VLSI设计》，学分3，总学时48课程目标：掌握先进工艺节点超大规模集成电路设计的核心方法、设计约束与优化技术。主要内容：覆盖深亚微米工艺下时序分析、串扰噪声、电源噪声的分析方法、静态与动态低功耗设计技术、近阈值设计原理、工艺变异下的鲁棒性设计、器件老化mitigation设计、布局布线优化、电源分布网络设计、可制造性设计、高性能CPU与AI加速器设计实例研讨。②《模拟与射频集成电路设计进阶》，学分3，总学时48课程目标：掌握先进工艺节点高性能模拟射频电路的设计方法与核心技术。主要内容：覆盖低噪声放大器、混频器、功率放大器、锁相环、高速数模/模数转换器的进阶设计方法、工艺变异下的模拟电路鲁棒性设计、低功耗模拟电路设计、先进封装对射频电路性能的影响与补偿设计。3.EDA方向核心课①《集成电路设计自动化原理》，学分3，总学时48课程目标：掌握EDA核心算法的基本原理，熟悉集成电路设计全流程各环节的算法框架，了解EDA工具开发的核心技术。主要内容：覆盖逻辑综合与技术映射算法、静态时序分析算法、解析布局算法、全局布线与详细布线算法、形式验证原理、寄生参数提取原理、器件紧凑建模方法、芯片封装协同设计自动化基础。②《集成电路数值仿真》，学分3，总学时48课程目标：掌握集成电路器件、工艺仿真的核心数值方法，了解多物理场仿真的实现原理。主要内容：覆盖器件漂移扩散模型、流体动力学模型、量子输运模型的数值离散方法、工艺仿真的多物理场耦合算法、网格自适应技术、并行仿真算法基础、先进器件仿真实例。4.集成电路系统方向核心课①《高级数字系统设计与验证》，学分3，总学时48；②《异构计算系统架构》，学分3，总学时48，核心内容覆盖先进SoC设计方法、形式验证与仿真验证技术、通用CPU架构、GPU架构、AI加速器架构、Chiplet异构集成系统架构等内容，满足系统方向研究生的专业知识需求。（三）方法工具核心模块本模块设1门必修课《集成电路研究方法与学术规范》，学分2，总学时32，所有研究生必修。课程目标：培养研究生掌握学术研究的基本方法，树立正确的学术道德规范，提升学术写作与交流能力。主要内容：覆盖科学问题提出方法、研究选题与文献调研方法、研究方案设计逻辑、学术不端的界定与防范、知识产权保护、科研诚信建设、学术论文写作规范、图表绘制要求、同行回应方法、学术演讲技巧、本领域顶刊（IEEETransactionsonElectronDevices、IEEEJournalofSolid-StateCircuits等）经典论文范例研讨。教学要求要求研究生完成1篇标准学术论文摘要写作作业，强化写作能力训练。（四）前沿专题模块本模块设1门必修课《集成电路前沿科学问题专题》，学分2，总学时32，所有研究生必修。课程目标：让研究生及时把握本学科前沿动态，了解领域核心“卡脖子”问题与最新研究进展，拓宽学术视野，培育问题意识。课程采用“专家授课+专题研讨”模式，每个专题4学时，常设专题包括：3nm以下GAA器件技术前沿、二维材料集成电路研究进展、存算一体器件与系统前沿、极紫外光刻材料与工艺前沿、国产EDA工具核心研发问题前沿、大模型驱动芯片设计前沿、碳化硅功率器件可靠性前沿、量子集成电路研究进展、Chiplet互联技术前沿等。每个教学周期根据最新研究成果更新不少于3个专题，要求至少邀请2-3名校外高水平专家（含科研院所研究员、产业界技术专家）参与授课。教学要求要求研究生结合自身研究兴趣完成1篇不少于5000字的前沿领域综述报告，梳理领域发展脉络，提出原创性研究问题设想。四、教学实施规范第一，师资准入规范：本学科核心课程主讲教师须具有副高级及以上职称、博士学位，且近5年持续从事本领域一线学术研究；其中学科基础课与专业方向核心课主讲教师，近5年须主持过省部级及以上本领域科研项目，确保授课内容对接最新研究前沿；前沿专题课程校外专家授课占比不低于20%，提升课程对产业需求与前沿动态的覆盖度。第二，内容更新规范：建立核心课程内容动态更新机制，每3年对课程内容进行一次全面修订，每年根据学科最新发展调整不少于10%的教学内容，及时将存算一体、Chiplet、大模型设计EDA等新兴领域成果纳入教学内容，确保课程内容始终对接学科发展与国家需求。第三，教学方法要求：强化学术学位研究生的研究型教学，核心课程研讨环节占总学时比例不低于10%，前沿专题课程研讨环节占比不低于30%；鼓励主讲教师将自身原创研究成果融入课堂教学，推广案例式教学、项目式教学，例如在EDA核心课程中安排小规模核心算法模块开发训练，在设计核心课程中安排实际功能模块的设计训练，提升研究生的研究实践能力。第四，教学资源要求：核心课程须配套经典外文教材、中文核心教材，建设完整的教学课件、习题集、经典原始文献库，其中学科基础核心课须配套不少于50篇领域经典原始文献阅读目录，要求研究生研读不少于10篇原始文献，避免只研读教材不接触原创研究的问题；鼓励建设国家级、省级一流核心课程，开发开放共享的在线教学资源，服务全国高校集成电路学科人才培养。五、考核评价要求本学科核心课程考核突出过程性评价与学术能力考察，避免“一考定成绩”的单一评价模式：一是总成绩结构要求，平时成绩占总成绩比重不低于40%，平时成绩涵盖文献研读报告、课堂研讨表现、课程作业、项目训练成果等部分，强化对学习全过程的考察；二是分类考核要求，理论类核心课程考核，开放性问题占期末考核比重不低于30%，重点考察研究生运用基础理论解决实际科学问题的能力，而非单纯的记忆能力；实践类专业核心课程采用“项目成果+答辩”的考核方式，重点考察研究生的动手能力与问题解决能力；前沿专题课程以综述报告为核心考核依据，重点考察研究生的文献梳理能力与问题意识；三是学术诚信要求，对课程作业、报告中出现的抄袭、剽窃等学术不端行为零容忍，一经认定直接评定为不合格，记入研究生学业档案。六、质量保障机制第一，校院两级监控机制：学校研究生院统筹本学科核心课程质量监控，学院具体落实，建立核心课程随堂听课制度，每门核心课程每学年至少安排2名校院两级教学督导听课，提出改进意见；建立学期末学生评教制度，评教结果低于合格线的课程要求限期整改，连续两年评教不合格的更换主讲教师。第二，建设投入保障：将本学科核心课程建设作为集