“信息技术发展日新月异，电子产品越来越多地被运用到生活的方方面面。芯片相当于电子产品的大脑、心脏以及感觉器官。同计算机一样，芯片不光是无处不在，而且是你必备的技能……”

9月18日至19日，2025院士专家入百企进百校（河源行）举行，20余名院士专家齐聚河源，入企助创新、进校做科普，为“百千万工程”出谋支招、荐才送智。广东工业大学集成电路设计国家现代产业学院院长熊晓明走进河源市河源中学，带领逾百名学生探索芯片的奥秘。

广东工业大学集成电路设计国家现代产业学院院长熊晓明走进河源市河源中学。

熊晓明从事相关研究40余年。讲座现场，他不仅详细介绍集成电路的四个细分领域，包括芯片的设计、制造、封装和测试，剖析集成电路行业的未来发展潜力，而且与青年学生面对面交流大学与专业的选择、学习能力的培养等话题。

谈集成电路

芯片设计、制造、封装如建筑房屋

半导体是一种介于导体与绝缘体之间的材料，常用来制造电子元器件。而芯片就是集成电路，它是由大量微纳米级电子元件组合成的电路系统。

英特尔创始人之一的戈登·摩尔曾预言，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每两年翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持着这种势头。“手机同样遵循摩尔定律。”熊晓明谈及，20世纪90年代流行的“大哥大”，外观厚重，如同砖头。如今，手机厂家改进性能，每年或每两年便推出新款，以此满足市场需求。

集成电路产业具有3个重要特点：普遍性、反传统性、快速迭代。“小到一张生日卡，大到飞机、航天器，芯片无处不在。”熊晓明解释，集成电路的发展逻辑与数学、物理等基础学科存在显著差异。20世纪50年代，第一块集成电路问世后，当时已有的电路电子学理论无法完全解释其内部的工作现象，这种实践中的认知空白，反过来推动微电子学的研究。

“电路板里面最主要的就是芯片。”熊晓明描述，在指甲盖大小的芯片中，有上百亿的晶体管在发挥着曾经巨型电路的作用，用更加精密的设计与工艺，让芯片的能耗更低、性能更强，让智能手机、智能手表等便携式移动设备成为可能。

讲座现场。

芯片内部的世界，微小却又宏伟。精密至此的芯片是如何一步步搭建起来的？

芯片设计与制造的过程复杂，但可以简单地将其理解为3个部分：设计、制造、封装测试。以建造房屋来比喻，芯片前端设计相当于房屋设计师，后端制造则相当于建造师。最后，封装厂商对房屋进行外部装修，留出与外部连接的水、电、网等通道，让房屋能正常运转。

芯片电路极其微小，需要用紫外光将掩模版上的电路图形缩小转移到基底上。通过多次光刻，在基底上建立起想要的形状结构。“芯片的电路相当于钢筋，芯片的硅晶圆相当于地基。”熊晓明谈及，从芯片的构建原理来看，其本质与建筑是非常类似的，只不过房屋是由地基和钢筋、水泥、砖块组成，而芯片是由半导体（硅）晶圆及电路组成。

芯片封装是把生产出来的集成电路裸片放到一块起承载作用的基板上，再把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。它可以起到保护芯片的作用，相当于是芯片的外壳，不仅能固定、密封芯片，还能增强其电热性能。芯片测试则是使用特定器具对芯片进行各种检测，验证芯片的功能是否符合设计标准，区分合格芯片和缺陷芯片。

谈学业

本科选择平台，研究生考虑兴趣

“对于我们高中生来说，高中阶段学业较重，时间有限。如果对计算机语言感兴趣的话，我们应该去学一些什么内容？学习资源该去哪里找比较好？”

“现在科技发展非常迅速，芯片领域的都是高科技人才。相对来说没有那么厉害的人员，在这种大环境下，他应该怎样找到属于自己的方向？”

……

多名学生抓住机会提问，寻求指引与点拨。

现场聆听讲座的多是高一新生，关于大学，他们有憧憬亦有困惑。多名学生趁此机会提问，寻求指引与点拨。

“现在不要下定论，认为自己的学习能力不够。找到真正感兴趣的东西，摸到窍门，可能学习能力、思维能力也会有所提升。大学课堂节奏快、参考资料多，更强调自主学习与独立解决问题的能力。因此，要注重锻炼自己的搜索能力、阅读能力、理解能力。”谈及择校时，熊晓明认为，名校拥有一流的师资、生源，本科阶段尽量选择较高水平的平台。研究生阶段，更多的是探索一些尚无定论的领域，这时兴趣更为重要。需明确自身兴趣所在，才能更专注地投入研究。

2021年，广东工业大学集成电路学院揭牌成立。该学院整合微电子学院等校内集成电路领域的优质教学资源与核心科研力量，目前已成为省内集成电路专业人才培养规模领先的学院。讲座现场，不少对编程抱有浓厚兴趣的高中生，围绕学习路径、专业发展等踊跃提问。

熊晓明为学生签名留念。

“在信息繁杂、诱惑较多的当下，要为自己设定小目标，对自身学习能力有准确评估，确保高中课程不挂科、考试无大问题。在此基础上，若对集成电路设计感兴趣，可先观看入门课程视频，学习基本编程语言与硬件描述语言。”除强调数理化外，熊晓明亦关注语文的学习。“技术文档是每个公司很重要的一部分。譬如，设计一款电路，解释清楚它如何运行、运用，其实是很难的事。因此，语文学习至关重要。”

“你不是一个人。”熊晓明建议，加入工程师群或志同道合的学习群能提升学习效率。目前全国对硬件描述语言感兴趣的高中生不在少数，在保证学业的前提下，加入相关讨论群，既能解决具体问题，不仅能获得他者的解题思路、实践经验，而且潜移默化中亦能提高沟通与搜索能力。

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熊晓明主要从事集成电路芯片设计、电子设计自动化（EDA）、软硬件协同设计、计算机算法等研究。

熊晓明，教授、博士生导师。现任广东工业大学集成电路设计国家现代产业学院院长、广州国家集成电路基地首席科学家、广东省半导体及集成电路产业发展专家咨询委员会专家、广东省芯片设计与制造专项总体组专家。主要从事集成电路芯片设计、电子设计自动化（EDA）、软硬件协同设计、计算机算法等研究。

1982年2月获华南理工大学无线电技术专业学士，1988年5月获加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学博士。毕业后，在美国集成电路和EDA行业工作25年，2012年底回国任职广东工业大学。回国后，发表SCI论文150余篇，授权发明专利80余件。2016年获评“科学中国人”年度人物，2017年获中国产学研创新奖（个人），2019年获得国家教学成果二等奖、广东教育教学成果奖（高等教育类）一等奖，2020年获广东省科学技术进步二等奖，2022年获广东省特支计划杰出人才。