芯片─“电子信息(电子工程/电子)”专业

史翱翔

一、关于学科本身

“电子信息（电子工程/电子）”指教育部《普通高等学校本科专业目录》中“工学（08）”下的“电子信息类（0807）”，包含“电子信息工程(080701)” “电子科学与技术(080702)”“通信工程(080703)”“微电子科学与工程(080704)”“光电信息科学与工程(080705)” “信息工程(080706)”“广播电视工程(080707T)”“水声工程(080708T)”“电子封装技术 (080709T)”“ 集成电路设计与集成系统(080710T)”“医学信息工程(080711T)”“ 电磁场与无线技术(080712T)”“ 电波传播与天线(080713T)”“ 电子信息科学与技术(080714)”“电信工程与管理(080715T)”“ 应用电子技术教育(080716T)”“人工智能 (080717T)”“海洋信息工程(080718T)”“柔性电子学 (080719T)”“智能测控工程(080720T)”

电子信息类是近一两个世纪新兴的学科。在我高中时，对于电子的印象有两方面来源：一是高中物理学的电路及电磁场运动相关的知识，另一是高中化学里原子中电子跃迁的知识。大学的电子信息，包括的不仅限于这些。

总体而言，电子工程有两个特点。

一是和最先进的生产生活方式紧密结合。或许不知道通信、光纤、编解码的含义，但在电视中5G、芯片、自动驾驶、北斗等等早有所耳闻。

这种紧密结合不是所谓的：林业学和“生活中离不开花草树木”、电机学和“万事万物离不开电”那种紧密，而是所谓的：某项新技术能够为生活带来改善，都必然有电子工程的身影。信息化技术变革的时代，变革的核心力量就是电子工程。可以说，这门学科很酷。

二是变化非常快。十年前的某项技术，现在的生活中就难见其影（4G网络离我们已渐行渐远了）。但前面的技术是后面的技术的发展基础，所以是门知识库不断扩充的学科，只有不断学习、了解，才能始终站在学科领域的前沿。也是门有点累的学科。

拿高中学过的知识来类比，可把电子工程的研究比作高中物理中的各种简化。高中物理学了相对论后，会发现前面学的各种速度叠加都是相对论下公式在日常生活中的简化。电子工程则是处处如此，结合实际生活中的限制条件，如何将一些复杂精妙的设计，让最先进的科学技术走进日常生活，我认为电子工程是最有价值的一门学科。

二、学科的知识结构

1、本科课程体系

电子到底学什么？不仅高中生，数多本专业的本科生也不太清楚。为此，以清华大学电子系为例，专门有一整年的课程《电子信息科学与技术导引课》，来介绍电子系到底是学什么、做什么、创造什么价值能为社会。

整体上看，电子系的培养方案中大致包含以下几类课程

数理基础课：

为了后面的专业课做铺垫，更接近在高中的数学与物理知识上的拓展。作为相应专业课的预备课程，会随着相应专业课的开展贯穿本科的前三年。

数学课程：微积分、线性代数、离散数学、复变函数、数理方程、概率论、随机过程。

物理课程：大学物理，大学物理实验、电动力学、量子与统计（量子力学、热力学与统计物理学）。

计算机课程：程序设计

核心专业课：

在大二、大三两年，希望或学有余力在本科接触科研也可提前自学或选课。是电子工程各方向的入门级课程。

媒体与认知、数据与算法、通信与网络、信号与系统、数字逻辑与处理器、电子电路、固体物理。

按细分方向的选修课：

选修课的内容或为接触科研前沿做铺垫，或已接近科研前沿，课上会同时有本科生和研究生。

数理基础课和核心专业课程都属于必修内容，按各类细分的专业方向再选后续的选修课程。

2、细分方向

电子工程涵盖的学科方向相当多，有的院校会将两个一级学科拆分出来单独组建院系（电子科学与技术、信息与通信工程）。

信息处理：

研究各种信息（如语音、图像、视频）的分析与处理的技术。不同的信息处理的研究内容：怎样将人或自然界的信息正确地进行识别与处理，如人脸识别、语音输入等等。

常见的专业课程包括：数字图像处理、视听信息系统导论、语音信号处理

信号检测：

研究各种信号（如雷达、卫星）的识别与检测的技术。北斗卫星就是信号检测方向研究的范畴。和生活息息相关的应用就是导航了！正是信号检测精度，使得地图能知道我们在哪里。

常见的专业课程包括：数字信号处理、统计信号处理基础

通信理论：

研究各类通信理论与协议的设计与优化。常说的3G、4G、5G（及正在研究的6G）就属不同的通信协议。如今在地铁里刷视频非常流畅，不会出现网页卡了。这都是通信方向的研究内容。

常见的专业课程包括：通信信号处理、编码引论、通信系统

微波天线：

研究微波天线传输的优化与设计。如何对信息进行编码及传输，微波分析这些信号在物理空间中如何以电磁波的形式进行传递是通信理论研究内容。因微波天线技术的进步，通讯的天线就越来越小：抗战时的老电台要架数米高，本世纪初的手机需抽出很长的天线才能打电话。经过天线技术一代一代的反复优化，天线消失啦！。

常见的专业课程包括：微波与光波技术基础、天线原理、射频通信电路

电路系统：

研究电路集成相关的设计与应用。 “造芯片”大部分就属此研究范畴。如手机芯片、电脑芯片、汽车芯片、医疗芯片等，都是科学家们进行精心排列其上面的电路（所谓螺蛳壳里做道场），才能又小又快。

常见的专业课程包括：通信电路、数字系统设计、模拟电路原理

光电器件：

主要研究光电子。这应是各方向里最贴近物理、化学等基础学科的方向了。电路是在设计，光电就是得看怎么造出来了。光刻机高端技术就归属光电方向的研究范畴。

常见的专业课程包括：信息光电子学基础、物理光学、光线应用技术

纵观上述六个方向，从下到上有个“从硬到软”的过程。下面的是上面的基础（得先有器件才可设计电路、有通信传输才可检测信号、收集到信号才可处理信息）。从名称上就能看出，许多课程多少会和上下两层的方向有所交叠。总之，电子工程还在高速发展的阶段，是覆盖面较广的学科。也许过两年，又会分出些新的方向呢。

3、交叉学科

21世纪以来，已经渗透到了各行各业中的电子器件及其技术，可以说电子工程研究的内容与各行各业均有交叉。例如，搜索5G+任何一个想要搜索的学科，都能有相应的研究内容及生产应用。

电子+汽车是近年来较受关注的交叉方向，如自动驾驶、智能汽车制造；电子+医疗，如医药合成、脑机接口等。正在转型变革的信息技术时期，使用电子信息的力量可优化任何研究领域内现有的技术。

4、电子工程与计算机科学

电子里的多方向都与计算机的技术有密切的联系。国外很多高校（如麻省理工学院），电子工程（Electronic Engineering）和计算机科学（Computer Science）就在一个学院；国内，70年代清华计算机系称为电子工程系。其实二者还是有一定的差别。

业内的说法，电子工程是门科学，而计算机科学是门工程学，比较准确地说这是两个学科的一些特点。

总之，不论是通信、图像，还是线路、微波等的处理，电子工整体更偏理论些；计算机中的有些方向（如高性能、软件工程等）更多是工程实践。

电子工程的一篇论文含有十乃至百个公式是常见，而计算机科学的论文多重于模块设计与系统实现，全文可数的个公式。但二者是不可或缺的，很多的研究内容是“你中有我，我中有你”。

三、专业前景

1、本科生毕业去向

电子工程本科直接就业是档次高的院校反而少。其原因是涵盖的学科面难以在大学四年内，哪怕在某个领域能有较为精进的认知。因此绝大多会选择攻读硕士或博士学位。

2、深造

有保研、考研、出国的选择。各院校疫情前出国的比例在20%—30%，美国是首选。国内读研的，对于华五以上的学校，毕业成绩在前50%的基本都可获得免试保研，部分院校的免试保研可达70%﹣80%。其余院校的保研比例随着院校排名而下降。只有未保研的或希望选择的专业与本科专业跨度太大时才会加入考研大军。

在读研时基本会继续选择电子工程或相关的方向，毕业后依然会就业与这些方向。需注意的是，出国（尤其是赴美读博士）的过程中，由于人才稀缺又是高精尖技术，是敏感专业，审查特别严格。

3、转行

一般院校较普遍的出路是“转码”，转向代码开发。前面介绍的方向中，是向更上层的方向聚集，进入互联网行业，如阿里、腾讯、华为等。电子与计算机在本科中有较大的重叠性，因此从事纯代码开发是不会有太大的阻碍。

另外则是转金融。简单理解，股票信号和一个语音信号相比有啥差别呢？因此电子工程专业在信号检测处理领域的专业知识在金融领域是有很好的应用，数学基础（概率论、随机过程、统计信号处理）更是在某些方向（如量化交易）非常重要，因此也会选择金融行业。

4、科研与业界

电子工程的各个专业方向，在生产生活中都能有较紧密的应用，因此在业界各个应用所对应的厂商都非常欢迎电子工程的人才（如：5G→华为？人脸识别→商汤？芯片→中芯国际？），领域内初创公司十分多，创业环境好，近年来市场都较火爆。

若想继续从事科研，一方面同样可以进入业界，公司基本都有相关的研究院（如阿里达摩院、华为2012实验室等）来继续做相关的研究；另一方面也可考虑学术界任教。

目前电子工程方向业界开出的薪水普遍可观，为了吸引人才，学术界福利待遇也比其他专业要好。

四、文化氛围

电子工程是方向繁杂的一门学科，课业压力之大。清华电子系流传着“交一份学费、上两个人的课、做四个人的作业、和八个人抢女朋友”的说法。整体来说，文化氛围更多地取决于所在的院校，因此不同院校间差别会较大的。