留学专业选择路线图：如何才能在芯片/半导体行业有所作为？
作为人才/资本双密集型产业，希望在芯片开发所在的半导体行业有所作为，需要接受非常严格的学术/研究训练；如果要在业界占据具有影响力的一席之地，顶尖大学的电子工程和计算机科学（EECS）博士学位不可或缺！
无芯之痛
在2016年，美国商务部就因为中兴通讯涉嫌违反美国对伊朗的出口管制政策，对中兴实行禁运芯片等核心部件。后来在2017年3月，双方达成了和解，中兴需要因此支付约8.9 亿美元的刑事和民事罚金。美国商务部于2018年4月再次激活对中兴的制裁，其理由是：中兴通讯承诺解雇4名高级雇员，并通过减少奖金或处罚等方式问责35名员工，但解雇和减少奖金均未落实。
中兴业务包括三大块：运营商业务、政企业务和消费者业务。每项业务都包含了硬件产品制造，都大量使用CPU、GPU、FPGA等各种芯片，而这些芯片均来自美国公司如英特尔、高通、赛灵思、德州仪器（TI）、亚德诺半导体（ADI）等。据悉，中兴每年FPGA芯片的采购量大概为1亿片左右，CPU的采购量还要更高，英特尔为其提供原厂直供服务。
展会上的中兴通讯
国金证券分析师唐川指出，中兴通讯约有20%至30%的元器件，包括基带芯片、射频芯片、存储等，都由总部在美国的厂商供应，在禁令被立即执行的情况下，目前没有国产厂商能够提供替代品。美国商业杂志《福布斯》甚至悲观预测称，中兴可能在未来几周内申请破产。
中国通信产业存在无芯之痛。以国内第二大通信技术服务企业中兴通讯为例，其去年向供应商采购金额超过百亿元。中兴通讯2017年财报显示，中兴向最大供应商的采购金额为31.69亿元，占本集团年度采购总额5.46%，向前五名最大供应商合计的采购金额为106.12元，占本集团年度采购总额的18.28%。不过，中兴并未披露供应商名字。
如果中兴无法和美国政府达成共识的话，即便是加上其他渠道的存货，中兴也很可能会在两个月的时间内弹尽粮绝，加上潜在的30%产品延迟交付违约金，中兴的破产实际上并非危言耸听。
自主造芯
中兴遭遇芯片危机给国内其他科技厂商敲响了警钟，面对升级的贸易摩擦，国内芯片产业存在哪些短板？对通信行业来说业内的一种分类方法是将通信类芯片分为成熟度、可靠性较高的基站芯片和一般的消费终端芯片。前者是中兴等信息通讯技术服务商所要用到的，而后者主要用在智能手机等数码类产品上。高端通信芯片基本上被外国厂商垄断。
从第三方报告来看，这一市场的核心玩家均为高通，且从份额来看高通均保持着市场龙头地位。技术咨询公司Canalys认为，65％的中兴手机都包含高通芯片。
跳出通信行业，全球芯片市场上巨头更多。IC Insights报告显示，全球半导体市场规模达到了4385亿美元，前十大半导体厂商占据了整个市场58.5%的份额，这些厂商分别是三星、英特尔、SK海力士、Micron、博通、高通、德州仪器、Toshiba、英伟达和恩智浦，并没有出现中国厂商的身影。国内最大的半导体企业华为旗下海思半导体的2017年销售额约为61.6亿美元，而十大巨头中三星电子的销售额为656亿美元，最末的恩智浦半导体的销售额为92亿美元。
早期半导体公司是从IC设计、制造、封装、测试到销售都一手包办的集成设备商，英特尔、摩托罗拉和三星皆在此列。80年代末期，产业链开始专业分工，高通、联发科、展讯成为了独立的IC设计公司，而台积电、中芯国际则聚焦在圆晶代工，日月光等则是封装环节的主要玩家。
与代工和封装测试环节的工艺竞争相比，市场和舆论关注焦点一直是IC设计环节。尤其是智能手机兴起后，高通、英特尔、三星、联发科、英伟达等多家半导体厂商几经布局，逐步形成新的市场趋势。
由台湾人张汝京博士牵头成立的中芯国际于2000年十月成立于上海。在张博士的带领下，中芯国际投入巨资开疆辟土，建立了不少的产线，但中芯的销售额却没有相应幅度的提高，导致了自2005年以后的持续亏损，这个局面到了2010才扭转。虽然如此，不能否认的是，中芯国际的成立在对中国半导体界来说有重要的意义，正是他的出现，让中国制造自主芯片成为可能。
中芯在北京经济技术开发区的工厂
顶尖人才
随着贸易摩擦加剧和中兴事件进一步发酵，中国对于半导体行业的人才将迎来高潮。其实在全球范围，芯片/半导体行业的人才都极为紧缺，根据Deloitte的调查，大约有85%的芯片供应商都需要新的人才类型，其中有77%的厂商都表示人才短缺，特别是电子工程师(EE)—EE是最难填补的位置，而且还有太多的公司都在寻找相同的人才。
2017年，虽然行业之外甚少有人关注，但我国半导体龙头企业之一的中芯国际发生一件大事对中国大规模集成半导体行业发生了深远的影响：那就是梁孟松博士的加盟！
梁孟松博士
梁孟松作为一名让业界时时关注的风云人物，其加入中芯国际的决定像一把尖刀，直指尖端技术研发。纵览梁孟松的职业生涯，不论其任职于台积电或是三星，均为其在职企业带来了技术的突破：梁孟松在台积电时，台积电在130纳米工艺击败IBM，当时负责先进模组的梁孟松居功至伟；梁孟松2011年加入三星后，三星的制程演进路线由32纳米/28纳米 Planner技术直接跳阶到14纳米 FinFET技术，并在2014年底开始量产。此次梁孟松加入中芯国际，相信不仅在尖端工艺能帮到中芯国际，在成熟工艺的改善、提升也会助力更多，也能有效地提高中芯整体研发能力。
行业成材路线图和专业选择
让我们看一下梁孟松的履历：在加入中芯国际之前，他于国立成功大学电机工程学系取得学士与硕士学位，其后于加州大学柏克莱分校电子工程博士学位。其后于超微半导体负责内存相关工作，返台后任台湾积体电路制造股份有限公司工程师、资深研发处长，2009年2月离职后任国立清华大学电机工程学系与电子所教授、韩国成均馆大学资讯与通讯工程教授，2011年初加入三星电子公司担任研发副总经理职务。
如果想要在半导体行业占据一席之地，成为影响力的人才，电子工程或者计算机工程方面的研究生学位必不可少（最好获得博士学位）。根据就读研究生院系的课程选择，你应该在各个领域均有广泛涉猎，包括模拟、数字以及混合电路等方面，并对某一特定领域达到精通水准。具体课程或技能参考下列内容：
高级模拟IC设计课程有助于了解振荡器、放大器和滤波器等器件。
数字IC设计，集中于系统级别的设计（集成软硬件的电子系统设计）、前端设计或者后端设计（front-end design @ RTL, or back-end design (physicaldesign/synthesis)）。
运用算法进行各种超大规模集成电路（VLSI）系统设计，例如计算机视觉（集成于硬件的视觉感知系统）、计算机图像（图像处理器）、以及数字信号处理（数字信号处理器）。
超大规模集成电路测试、课程包括内建自测试（built-in self-test、BIST）以及可测试设计（design-for-testability DFT）。由于芯片设计和开发对于可靠性要求极高，很多半导体公司对这类技能非常看重。
计算机架构、包括可演化集成电路设计的微架构（microarchitecture）、例如，设计处理器或集成电路通讯网络子系统（network-on-chips）。
除了学术课程之外，研究和项目经验同样重要。一般而言，学术要求严格的超大规模集成电路设计课程将涉及数个工业级别的集成电路设，例如静态随机存取存储器（SRAM）或Viterbi解码器等。入门课程还包括开源集成电路设计项目；业界的实习项目对个人经验具有很大帮助和提升，而且薪酬通常也不错（尤其对于博士研究生）。
芯片行业研究水平领先的美国大学
如果想要在半导体行业有所作为，以下美国大学可能是攻读研究生（甚至是博士）学位或研究的理想选择：
第一梯队：伯克利加州大学
伯克利加州大学电子工程和计算机科学（EECS）是当之无愧该领域全美第一。该校研究范围跨越电子电路系统设计（ESL）和半导体工艺模拟以及器件模拟工具（TCAD）。没有其他研究型大学可在研究实力、师资、实验室等方面与之匹敌。伯克利的师生、校友遍布全球，其中两位教授对电子设计自动化（英语：Electronic design automation，缩写：EDA，是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式）领域三大巨头之二（Synopsys和Cadence Design）的创立做出非常大的贡献。其他校友成为了该领域其他包括麻省理工和斯坦福在内的世界著名高校的核心师资。伯克利博士生研究领域包括：TCAD、实体设计、逻辑合作和验证（physical design to logic synthesis and verification）、ESL设计、网络实体系统(Cyber-PhysicalSystem, CPS)、生物系统设计（BDA）、和超大规模集成电路验证（如：时序电路等价验证等）
第二梯队：约十余所大学
除加州大学伯克利分校以外，其他集成电路设计自动化（EDA）研究实力超群（至少有2-3位专注于该领域研究和实验的教授）的大学（排名不分先后）包括：
密歇根大学：实体研究、逻辑验证、量子计算方面EDA、逻辑合作等
麻省理工学院：EDA方面的各种新技术、包括电路模拟、互联模型（interconnect modeling）、布局寄生抽取（layout/parasitic extraction）。该校声名卓著的电子研究实验室（RLE）对于ESL、逻辑验证和合成方面的问题进行研究工作。
卡内基梅隆大学：模拟/无线电射频（RF）和混合信号CAD、可制造性设计(Design for Manufacturability DFM)、与集成电路通讯网络子系统（network-on-chips）有关的EDA工具等，其研究生队伍研究方向还包括：实体设计、逻辑合作/验证。
康奈尔大学：异步逻辑电路（Asynchronous Circuits）相关的EDA工具、TCAD、实体设计、ESL、超大规模集成电路测试。
佐治亚理工：纳米级别的三维实体设计、集成电路模拟等。
西北大学：实体设计、温度感知EDA工具、FPGA 自动设计工具。
普渡大学：超大规模集成电路（VLSI）测试、以及纳米级别电路引发变异和可靠性问题的解决方案、针对VLSI电路和系统的运算模型降阶、实体设计和互联模型。
斯坦福大学：非典型性的EDA项目，包括TCAD、解决可靠性问题的EDA工具、和VLSI测试。
加州大学圣地亚哥分校: DFM、实体设计、ESL、和VLSI测试。
加州大学洛杉矶分校：实体设计、逻辑合成、ESL（包括高等级的合成）、DFM、和与EDA有关的数字技术（模型降阶和互联模型）。
德州大学奥斯丁分校：DFM、实体研究、VLSI正式验证、VLSI测试、和TCAD
附：
USNEWS电子工程/计算机科学（EECS）专业排名：
作者：本号综合。
寄宿美国高中优质官方夏校推介:
有兴趣的读者可在关注/置顶本号后扫描以下微信号联系本号工作人员加入成长视角留学家长公益微信交流群。