于纳米方寸,铸强国之芯
日期:2025-10-29  作者:王旭凤   来源:  浏览量:3

《半导体制造技术与应用》是微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统等专业的核心课程,它详细阐述了从硅片到芯片的整个制造流程,包括氧化、扩散、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、CMP(化学机械抛光)等关键工艺模块。

本课程的思政建设,以立德树人为根本任务,紧密围绕制造强国国家战略,将思想价值引领贯穿于教学全过程。我们致力于通过课程学习,不仅让学生掌握先进的半导体制造知识,更要引导他们深刻认识到半导体制造作为国家战略性产业的极端重要性,激发其科技报国、产业报国的使命感和责任感,培养其精益求精的工匠精神和勇于创新的突围精神

一、课程思政建设方向与重点

1.     强化理论武装与国情认知:将半导体制造技术的发展与国家命运、产业安全紧密联系,使学生理解核心技术买不来、求不来的深刻道理。

2.     优化思政内容供给:在讲授各工艺模块时,有机融入习近平新时代中国特色社会主义思想,特别是关于科技自立自强、关键核心技术攻关等重要论述。

3.     聚焦根本问题:引导学生思考中国芯片制造卡在哪里?我们能为中国半导体制造业做什么?等根本性问题,树立为民族复兴而学习的远大志向。

二、思政元素与教学内容的有机融合

在半导体制造技术课程中,思政教育不仅是价值观的传递,更是技术流程中不可或缺的一部分。通过将思政元素深度融入技术教学的各个环节,实现了“润物细无声”的价值引领。

1.     课前预习的学习态度和学习习惯

课前通过智慧平台下发预习任务,学生登录完成相关知识点预习。这种模式不仅帮助学生提前熟悉课程内容,提高课堂效率,更培养了学生自主学习的责任感和规划能力,为其终身学习奠定基础。教师通过检查预习情况及时反馈,进一步强化学生良好的学习习惯。

2.     产业调研中的科技强国意识

通过组织学生开展产业调研活动,引导其关注国内外半导体领域最新技术突破与产业动态。学生在调研中深刻认识到核心技术自主可控的战略意义,不仅提升了专业素养,更强化了科技强国的使命担当。

3.     氧化工艺中的工匠精神

在讲授半导体氧化工艺时,通过展现硅材料提纯需达到99.999999999%的极致纯度要求,深刻阐释工匠精神的时代内涵。这一工艺精度体现了半导体人对品质极致的追求、对技术精益求精的执着。

4.     金属化工艺中的创新精神

在讲解金属化工艺时,通过大马士革工艺这一突破性创新案例,引导学生深入思考技术革新的价值。该工艺将传统"先沉积后刻蚀"流程逆向操作,解决了铝互连的局限性,展现了半导体人突破常规、另辟蹊径的创新智慧。

5.     光刻工艺中工具的重要性

在讲解光刻工艺时,通过工欲善其事,必先利其器的古训,强调高端光刻机对芯片制造的决定性作用。要引导学生认识到:突破"卡脖子"技术不仅需要创新思维,更离不开关键工艺装备的自主可控。

6.     光刻工艺中的工匠精神

在讲解EUV光刻技术时,通过展现其反射镜表面粗糙度需控制在原子级(0.1纳米)的极致工艺,生动诠释新时代工匠精神的深刻内涵。这项世界上最平滑的人工结构背后,是工程师们对完美极致的执着追求。

7.     光刻工艺中的科技强国意识

在讲解光刻分辨率技术时,通过尹志尧集成电路是全球协作结晶论述,引导学生辩证认识科技自立与开放合作的关系。让学生深刻理解:建设科技强国既要突破EUV光刻等"卡脖子"技术,实现自主可控。

8.     刻蚀工艺中的环保意识

在讲解刻蚀工艺时,通过分析传统刻蚀气体(如CF4SF6)的问题,引导学生关注半导体制造中环保责任。重点介绍新一代刻蚀机采用绿色技术:废气物循环利用策略,能源提升,展现行业可持续发展的创新实践。

9.     纳米压印工艺中的创新意识

在纳米压印工艺教学中,通过对比传统光刻技术的局限性,突出该技术自上而下的创新思维突破。引导学生认识到:这种将机械微纳加工与光学原理融合的跨学科创新,正是打破技术壁垒的关键。

10.   传统工艺中的实事求是精神

在传统工艺实验中,引导学生以严谨求实的态度对待每个数据,不篡改、不夸大实验结果。通过分析工艺参数与性能指标的客观关系,培养学生数据不撒谎的职业操守。

11.   虚拟实验中的团队协作精神

在虚拟仿真实验中,通过分组任务设计,让学生体验芯片制造的团队协作真谛。从工艺参数调试到数据整合分析,成员需明确分工、紧密配合,在协同中理解个体贡献对整体成果的影响。

12.   案例练习中的职业素养

在案例练习中,学生通过绘制典型器件工艺流程图,深入理解各环节技术要点与协同关系。面对制程整合的复杂性问题,培养其系统思维和严谨务实的工作作风。

三、 实践教学与课外拓展中的思政教育

1.     实践教学:支持国产虚拟仿真平台

在工艺仿真环节,优先选用国产紫光教育公司的多功能实验基础平台,构建了EUV光刻VR仿真系统进行教学,向学生阐明其战略意义,培养学生的使用习惯和包容支持心态,理解 从无到有,从有到优的必然过程。

2.     学科竞赛与项目驱动:培养团队协作与创新精神

组织学生参加“”的制造与工艺相关赛道,或申报以特色工艺先进封装为主题的大创项目。

在团队项目中,强调 两弹一星精神中的大力协同作风。芯片制造是超复杂的系统工程,任何个人都无法独立完成,必须依靠团队的力量。引入 小先生制,让在某个环节掌握得好的学生去帮助其他同学,营造互相学习、共同进步的团队氛围。

四、 课程考核评价

教学评价是课程改革的重要环节,传统的终结性评价难以全面反映学生的学习效果与能力提升。通过量规评价体系制定考核量表,构建了“过程量化+能力画像+价值内化”的三维评价体系,实现了对学生知识、能力、价值的全方位、多维度评价,有效支撑了教学目标的达成。

1. 过程量化评价通过智慧教育平台采集学生学习全流程数据,实现对学生学习行为的精准监控与动态反馈。通过课前,课中,课后数据源,实时形成考核数据。同时通过综合成绩管理系统动态反馈给学生和教师,形成“采集-建模-反馈”的教育质量闭环。

2. 能力画像评价基于TOPCARES能力指标,设计多维度能力评估量表,精准诊断学生的能力短板。依托数据画像管理系统,生成学生能力画像和群体能力画像,实现“评估-诊断-优化”的闭环反馈,有效支撑学生个性化发展目标的达成。

3. 价值内化评价通过学习效果达成度与多元主体参与,实现对学生思政成效的量化评估与持续优化。依托智慧教育平台整合企业导师评价(职业素养分)、团队协作实验数据(奉献精神指数)、思政问卷(价值认知度)等多元数据源。实现从知识内化到行为外化的全过程评价,最终建立“指标可测量-问题可预警-改进可追溯”的思政教育质量闭环。

五、 学生反馈与建设成效

通过课程思政改革,学生普遍反映:

“以前觉得制造就是‘搬砖’,现在才知道每一纳米的前进都凝聚着国家智慧和工匠心血,这门课学得更有使命感了。”

“了解了光刻机等设备的艰难突破历程,让我明白了什么是真正的‘硬科技’,也坚定了我未来投身半导体设备研发的决心。”

“团队项目让我深刻体会到,芯片制造是一个需要成千上万人精密协作的事业,个人的力量只有融入集体才能发挥最大价值。”

学生不仅在专业知识掌握上更加扎实,更在思想层面明确了学习目标,激发了内在学习动力,初步实现了“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人效果。

总结:

《半导体制造技术与应用》课程的思政建设,就是将冰冷的工艺参数与火热的报国情怀相融合,将宏大的国家叙事与细微的课堂讲授相结合。通过系统化的设计,我们力求让思政教育如“盐溶于水”,在传授制造技术知识的同时,自然而然地培养学生的家国情怀、工匠精神和创新意识,为培养能够担当我国半导体产业崛起大任的时代新人贡献力量。

 


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