Актуальность разработки программы дополнительного профессионального образования для наноиндустрии обусловлена как широким распространением современных технологий в области микроэлектроники за рубежом, так и недостатком компетенций у отечественных специалистов в этой области. Интенсивное развитие нанотехнологий в современном мире приводит к возникновению у работодателей запроса на формирование у работников предприятий микроэлектронной отрасли новых трудовых функций. Поскольку микроэлектроника является одной из самых высокотехнологичных и наукоемких отраслей промышленности, более 90 % инноваций, которые появляются в мире, создаются именно за счет развития микроэлектроники. Это одна из немногих отраслей экономики, развитие которой является обязательным условием конкурентоспособности и безопасности страны.
Нанотехнологии являются логическим продолжением и развитием микротехнологии, ставшей основой для создания современной микроэлектроники. Методы проектирования наноразмерных микросхем существенно отличаются от ранее применявшихся методов проектирования электронных систем. Количество компонентов в современных интегральных схемах превышает сотни миллионов, а типовые размеры приближаются к десяткам нанометров. В связи с этим проектирование наноразмерных микросхем невозможно без использования мощных вычислительных комплексов и сложнейших, как правило коммерческих, систем автоматизации проектирования (САПР). Поскольку создание наноразмерных интегральных микросхем – это сложный технологический процесс, включающий их проектирование, разработку, сборку, корпусирование и тестирование, от инженерных кадров требуется овладение комплексом принципиально новых компетенций. Большой парк нового производственного оборудования, используемого в данной сфере деятельности и поставляемого на предприятия страны в рамках программы инновационного развития, также требует расширенных навыков и знаний по его обслуживанию и эксплуатации. Таким образом, получается, что выпускники вузов имеют базовые знания, профессиональные компетенции (например, в области конструирования интегральных микросхем), но не имеют умений и опыта практической деятельности в области проектирования наноразмерных микросхем или адаптации технологического оборудования к новым условиям техпроцесса. Эти противоречия успешно снимаются в рамках программы дополнительного профессионального образования (ПДПО).
Рассмотрим методику проектирования ПДПО в области наноиндустрии на примере программы повышения квалификации «Современные технологии проектирования, разработки, сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем с топологическими нормами 45 нм». Эта программа была разработана коллективом преподавателей и сотрудников Петрозаводского государственного университета с привлечением сторонних специалистов и организаций в рамках проекта с Фондом инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО. Программа получила положительные экспертные заключения и в настоящее время проходит апробацию в компании ОАО «ДжиЭс-Нанотех» – одном из наиболее динамично развивающихся научно-производственных центров России, входящих в состав «Технополиса GS» – уникального частного инновационного кластера, действующего в свободной экономической зоне Калининградской области.
Поскольку «основной задачей дополнительного образования является непрерывное повышение квалификации работников в связи с постоянным совершенствованием условий профессиональной деятельности и социальной среды», то проектирование программы ДПО потребовало предварительной разработки программы исследования потребностей производственных компаний в квалификациях персонала [1, ст. 76, п. 1]. Основными задачами в ходе данного исследования стали:
- определение целевых групп персонала, подлежащего переквалификации;
- уточнение новых (или модернизированных) трудовых функций и соответствующих им компетенций в каждой целевой группе;
- установление квалификационных дефицитов1 специалистов, которые будут направлены на обучение.
В процессе изучения потребностей компаний в квалификациях персонала были использованы количественные и качественные методы социологического исследования. К количественным методам относятся: социологический опрос, контент-анализ документов, метод интервью, наблюдение и эксперимент. Качественные методы социологии – это фокус-группа, исследование случая, этнографические исследования, неструктурированные интервью [3].
На предварительном этапе достаточно быстро получить качественную информационную базу исследования можно, проанализировав:
- профессиональные или отраслевые стандарты и должностные инструкции специалистов компании, являющейся потенциальным заказчиком программы ДПО;
- результаты фокус-группы, включающей руководящее звено компании- заказчика ПДПО.
В результате анализа профессиональных стандартов инженера-конструктора и инженера-технолога в области производства наногетероструктурных СВЧ-монолитных интегральных схем [4, 5]; должностных инструкций инженера-конструктора, инженера по наладке и эксплуатации оборудования, инженера-технолога, инженера-тестировщика компании ОАО «ДжиЭс-Нанотех» разработчиками ПДПО первоначально были выявлены две целевые группы слушателей программы. Ими оказались инженеры-разработчики структуры и топологии интегральных микросхем и инженеры-технологи сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем.
Для углубленного анализа трудовых функций и изучения квалификационных дефицитов дополнительно оказалось необходимым:
- ознакомиться с планами развития предприятия;
- уточнить кратко- и среднесрочные перспективы модернизации технологической базы, конкретизирующие производственную стратегию предприятия;
- выявить новые и/или усовершенствовать имеющиеся трудовые функции, необходимые для обеспечения эффективных разработки, внедрения и сопровождения новых технологических процессов, производств и оборудования;
- определить дополнительные профессиональные компетенции, позволяющие устойчиво и эффективно выполнять новые трудовые функции.
В ходе выполнения указанных работ рекомендуется проводить структурно-функциональный анализ видов деятельности, характерных для выявленных целевых групп [6]. Результаты его реализации для группы инженеров-технологов сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем приведены в таблице 1. Анализ трудовых функций целевых групп позволяет уточнить как названия групп обучающихся, так и их новые (модернизированные) трудовые функции.
Таблица 1
Структурно-функциональный анализ деятельности слушателей программы в рамках целевой группы (инженеры-технологи сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем)
| ВПД | Декомпозиция ВПД на ОТФ | Декомпозиция ОТФ на трудовые функции | Декомпозиция ТФ на трудовые действия |
| Сопровождение технологических процессов производства наноразмерных интегральных микросхем | 1. Обеспечение технологического процесса производства наноразмерных интегральных микросхем в соответствии с технологической документацией | 1.1. Осуществлять технологический процесс сборки и корпусирования наноразмерных интегральных микросхем и правильную эксплуатацию технологического оборудования | 1.1.1. Проводить плановую аттестацию оборудования |
| 1.1.2. Контролировать деятельность операторов технологических операций сборки и корпусирования наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 1.1.3. Проводить статистический анализ технологических параметров операций сборки и корпусирования наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 1.1.4. Определять и устранять причины отклонения параметров технологических операций сборки и корпусирования наноразмерных интегральных микросхем от регламентированных | |||
| 1.2. Проводить тестирование изготовленных наноразмерных интегральных микросхем и реализовывать мероприятия по устранению причин брака выпускаемой продукции | 1.2.1. Определять посредством анализа результатов теста отклонения выходных параметров наноразмерных интегральных микросхем | ||
| 1.2.2. Подготавливать рекомендации по устранению причин отклонения выходных параметров наноразмерных интегральных микросхем на основе анализа результатов проведенных тестов | |||
| 1.2.3. Вносить изменения в технологический процесс по сборке и корпусированию наноразмерных интегральных микросхем в соответствии с рекомендациями | |||
| 1.3. Обеспечивать технологический процесс сборки, корпусирования и тестирования наноразмерных интегральных микросхем необходимыми оборудованием, расходными материалами | 1.3.1. Рассчитывать потребления материалов для каждой технологической операции | ||
| 1.3.2. Определять потребности в материалах для обеспечения технологического процесса сборки, корпусирования и тестирования | |||
| 1.3.3. Определять технические требования на модернизацию действующего или закупку нового технологического оборудования | |||
| 1.3.4. Составлять заявки на приобретение необходимых расходных материалов и/или оборудования в соответствующую службу предприятия | |||
| 1.3.5. Контролировать выполнение заявленных технических требований на приобретение необходимых расходных материалов и/или оборудования | |||
| 2. Разработка и внедрение современных технологических процессов, освоение нового оборудования для производства наноразмерных интегральных микросхем | 2.1. Разрабатывать технологический процесс сборки и корпусирования наноразмерных интегральных микросхем и внедрять их в производство | 2.1.1. Проводить исследование возможностей технологического оборудования при разных режимах технологического процесса | |
| 2.1.2. Рассчитывать режимы технологического процесса по сборке и корпусированию наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 2.1.3. Осуществлять тестовый запуск и технологическое сопровождение экспериментальной партии | |||
| 2.1.4. Осуществлять поэтапный контроль технологических параметров изготавливаемых наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 2.1.5. Проводить тестирование опытного образца наноразмерной интегральной микросхемы | |||
| 2.1.6. При необходимости по результатам тестирования проводить корректировку технологических режимов процесса по сборке и корпусированию наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 2.2. Проводить работы по освоению нового оборудования для сборки, корпусирования и тестирования наноразмерных интегральных микросхем | 2.2.1. Проводить анализ оборудования, имеющегося на мировом рынке или в продаже | ||
| 2.2.2. Формировать технические требования на модернизацию действующего или закупку нового технологического оборудования с учетом технологичности и минимизации затрат на производство продукции | |||
| 2.2.3. Проходить обучение у поставщика оборудования | |||
| 2.2.4. Разрабатывать режимы технологического процесса по сборке, корпусированию и тестированию интегральных микросхем на новом оборудовании | |||
| 2.2.5. Осуществлять подготовку исполнителей к работе на новом технологическом оборудовании | |||
| 2.3. Разрабатывать технологическую документацию на технологические процессы по сборке, корпусированию и тестированию наноразмерных интегральных микросхем | 2.3.1. Разрабатывать операционные универсальные карты на каждую технологическую операцию | ||
| 2.3.2. Разрабатывать формы карт сбора информации (КСИ) по технологическим операциям | |||
| 2.3.3. Разрабатывать маршруты изготовления наноразмерных интегральных схем | |||
| 2.3.4. Составлять планы технологического контроля оборудования | |||
| 2.3.5. Оформлять технологическую документацию на технологические процессы и проводить согласование ее в соответствии с установленными регламентами | |||
| 3. Разработка и внедрение предложений по повышению качества выпускаемых наноразмерных интегральных микросхем | 3.1. Разрабатывать методики входного, межоперационного и выходного контроля при производстве интегральных микросхем | 3.1.1. Анализировать техническое задание в части требований к параметрам исходных материалов и выполнения отдельных операций при производстве интегральных микросхем | |
| 3.1.2. Разрабатывать методики входного контроля материалов, используемых в производстве интегральных микросхем | |||
| 3.1.3. Разрабатывать методики межоперационного контроля при производстве интегральных микросхем | |||
| 3.1.4. Разрабатывать методики выходного контроля изготовленных интегральных микросхем | |||
| 3.2. Проводить входной, межоперационный и выходной контроль при производстве наноразмерных интегральных микросхем | 3.1.5. Осуществлять руководство проведением всех видов контроля | ||
| 3.1.6. Проводить статистическую обработку данных контроля с оформлением протоколов и заключений | |||
| 3.3. Организовывать работу по повышению выхода годных наноразмерных интегральных микросхем и разработке ТЗ для корректировки технологических операций | 3.3.1. Проводить анализ отклонений от регламентированных значений выходных параметров микросхем по результатам тестовых испытаний | ||
| 3.3.2. Составлять программы дополнительных исследований и измерений (при необходимости) | |||
| 3.3.3. Разрабатывать рекомендации по устранению причин отклонений параметров и брака интегральных микросхем | |||
| 3.3.4. Разрабатывать технические задания для корректировки технологических операций и других мероприятий на основе анализа причин отклонений параметров | |||
| 4. Руководство деятельностью подчиненных инженеров-технологов | 4.1. Осуществлять подготовку исполнителей к работе на технологическом оборудовании, выполнению технологических операций по сборке, корпусированию и тестированию наноразмерных интегральных микросхем | 4.1.1. Проводить обучение исполнителей работе на технологическом оборудовании | |
| 4.1.2. Оценивать правильность действий исполнителей при выполнении технологической операции сборки, корпусирования и тестирования наноразмерных интегральных микросхем | |||
| 4.2. Организовывать деятельность подчиненных | 4.2.1. Организовывать изучение технологических задач и выполнение плановых работ подчиненными | ||
| 4.2.2. Проводить производственные совещания и оценку действий подчиненных по итогам работ | |||
| 4.2.3. Проводить анализ выполнения индивидуальных трудовых действий инженерами-технологами, имеющими более низкую квалификацию | |||
| 4.3. Осуществлять контроль соблюдения подчиненными требований техники безопасности и охраны труда, экологической безопасности | 4.3.1. Выполнять действия по предупреждению нарушений техники безопасности на рабочем месте | ||
| 4.3.2. Оценивать действия подчиненных с точки зрения безопасности и охраны труда, экологической безопасности | |||
| 4.3.3. Принимать решения при нарушениях техники безопасности и охраны труда, экологической безопасности |
В соответствие с логикой социологического исследования подтвердить или опровергнуть основные гипотезы о кадровых потребностях, выдвинутые по итогам проведения структурированного интервью, можно по результатам использования количественных методов, например, анкетированием более широкого, чем при реализации метода фокус-групп, круга респондентов: инженеров-конструкторов, инженеров-технологов, инженеров по оборудованию, руководителей среднего звена предприятия [3]. Применение одного из методов анализа социологических данных – ранжирования – в нашем опыте позволило уточнить трудовые функции по целевым группам и уточнить запросы предприятия, сформировав профессиональные компетенции (ПК) по целевым группам (см. табл. 2) [3].
Таблица 2
Профессиональные компетенции по целевым группам обучающихся
| Группа специалистов | № ПК | Профессиональная компетенция | |
| 1. Инженеры-разработчики структуры и топологии интегральных микросхем | ПК–1.1 | Проектировать топологию печатных плат 6-го класса точности с проектными нормами 45 нм, используя автоматизированные средства проектирования микросхем | |
| ПК–1.2 | Оптимизировать процесс проектирования микросхем с проектными нормами 45 нм, используя методы инженерного творчества | ||
| ПК–1.3 | Разрабатывать файлы для электронной литографии и изготовления фотошаблонов, используя автоматизированные средства проектирования микросхем | ||
| ПК–1.4 | Конструировать интегральные микросхемы с проектными нормами 45 нм в соответствии с техническим заданием, используя средства автоматизации проектирования | ||
| ПК–1.5 | Подготавливать конструкторскую документацию для запуска интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм в производство, используя средства автоматизации проектирования и руководствуясь СМК предприятия | ||
| 2. Инженеры-технологи сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем | ПК–2.1 | Осуществлять технологический процесс сборки и корпусирования интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм | |
| ПК–2.2 | Проводить тестирование интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм | ||
| ПК–2.3 | Устранять причины брака интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм по результатам их тестирования на основе СМК предприятия | ||
| ПК–2.4 | Разрабатывать технологическую документацию на технологический процесс сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм | ||
| ПК–2.5 | Осваивать новое оборудование для сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм, руководствуясь СМК предприятия | ||
| ПК–2.6 | Разрабатывать методики и осуществлять входной, межоперационный и выходной контроль при производстве интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм по разработанным методикам | ||
| ПК–2.7 | Организовывать работу по повышению выхода годных интегральных микросхем с проектными нормами 45 нм, в том числе разрабатывать ТЗ для корректировки технологических операций, используя методы инженерного творчества | ||
| 3. Инженеры–разработчики устройств на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) | ПК–3.1 | Конструировать устройство на основе ПЛИС в соответствии с техническим заданием, используя автоматизированные средства проектирования и методы инженерного творчества | |
| ПК–3.2 | Моделировать функциональные модули устройства на основе ПЛИС, используя автоматизированные средства проектирования и моделирования | ||
| ПК–3.3 | Разрабатывать функциональные тесты для устройства на основе ПЛИС | ||
| ПК–3.4 | Разрабатывать методики испытаний, контроля и отбраковки устройства на основе ПЛИС, руководствуясь СМК предприятия | ||
| 4. Инженеры-разработчики по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов, функциональных устройств на их основе | ПК–4.1 | Готовить отчетные документы на основании выполненного обзора и анализа научно-технической информации по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов и возможных областей их применения | |
| ПК–4.2 | Выполнять научно-исследовательские работы по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов | ||
| ПК–4.3 | Проводить опытно-технологические работы полного цикла по созданию опытных образцов функциональных устройств на базе новых полупроводниковых материалов | ||
| ПК–4.4 | Проводить тестирование опытных образцов функциональных устройств на базе новых полупроводниковых материалов, руководствуясь СМК предприятия | ||
| ПК–4.5 | Выявлять новые направления научных исследований и опытно-конструкторских разработок, используя методы инженерного творчества |
При дальнейшем проектировании программы ДПО для компании ОАО «ДжиЭс-Нанотех», были учтены такие перспективные направления развития, как:
- проектирование, сборка и тестирование многокристальных микросхем для внешних заказчиков;
- открытие собственного центра исследований и разработок;
- анализ новых полупроводниковых материалов;
- использование современных технологий корпусирования.
С планами развития компании было связано выявление еще двух групп слушателей программы: инженеров-разработчиков устройств на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и инженеров-исследователей по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов, функциональных устройств на их основе.
Поскольку «условием эффективного комплексного системного развития кластера дополнительного профессионального образования выступает активное участие работодателя в качестве заказчика программ ДПО, участника разработки и реализации программ, эксперта качества процесса и результатов» [7], далее последовал этап согласования перечня профессиональных компетенций для каждой целевой группы с потенциальным заказчиком программы. Сделать вывод о сформированности той или иной компетенции можно только на этапе ее оценивания, поэтому крайне важно было сформулировать методы, формы и адекватные показатели оценки компетенции. Часто на этапе выявления показателей перечень компетенций существенно сокращается. При разработке программы для компании «ДжиЭс-Нанотех» это была связано с тремя причинами. Во-первых, выяснилось, что рядом компетенций, например ПК–1.2, ПК–2.7, ПК–3.1 и ПК–4.5 (см. табл. 2), в рамках программы повышения квалификации слушатели смогут овладеть только на уровне знаний и/или умений (что отражено в матрице компетенций), поэтому было принято решение формировать их в общепрофессиональном цикле программы. Во-вторых, сделать вывод о сформированности той или иной профессиональной компетенции можно только, если слушатель программы приобрел знания, умения и опыт практической деятельности и все эти составляющие ПК можно оценить. А такие ПК, как ПК–1.5, ПК– 2.6, ПК–3.4 (см. табл. 2), требуют больших временных затрат, что не позволяет оценить их в рамках программы повышения квалификации. И, в-третьих, для формирования ПК–4.3, ПК–4.4 (см. табл. 2) в компании в настоящее время нет условий, поэтому они могут быть запланированы на будущее. На выходе такого согласования у разработчиков программы и у предприятия-заказчика появляется однозначное видение образовательных результатов, которые будут достигнуты слушателями программы (см. табл. 3).
Таблица 3
Образовательные результаты по целевым группам обучающихся
| Компетенция | Требования к результату | Виды разработанных продуктов (с оценкой по установленным критериям) | ||
| 1. Инженеры-разработчики структуры и топологии интегральных микросхем | ||||
| ПК–1 | Конструирование корпусов СБИС с проектными нормами кристалла 45 нм, с использованием автоматизированных средств проектирования | 1. Параметры структурных элементов СБИС определены и соответствуют функциональному назначению СБИС согласно ТЗ. 2. Разработанные проектные ограничения определены и соответствуют ТЗ | Продукт – структурные элементы сопряжения СБИС, проектные ограничения.
|
|
| 1. Структурная электрическая схема с СБИС соответствует проектным ограничениям. 2. Функциональная электрическая схема с СБИС соответствует проектным ограничениям. 3. Принципиальная электрическая схема с СБИС соответствует проектным ограничениям | Продукт – электрические схемы.
|
|||
| 1. Электрические соединения корпуса с СБИС выполнены в соответствии с проектными ограничениями 2. Целостность сигналов удовлетворяет проектным ограничениям. 3. Параметры ЭМС и тепловые режимы работы удовлетворяют руководящим стандартам (ГОСТ, СНИП).
4. Проектные нормы МПП соответствуют 6-му классу точности системы с СБИС |
Продукт – документация.
|
|||
| 2. Инженеры-технологи сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем | ||||
| ПК–2.1 | Проводить перенастройку существующего оборудования к новому технологическому процессу | 1. Ресурс времени адекватен составу и объему запланированных работ 2. Определен объем необходимых материалов в соответствии с ТЗ. 3. Решение о поставщике расходных материалов обосновано ссылками на их качество, стоимость, условия оплаты и доставки и гарантийные обязательства поставщика 4. Оформление плана-проекта соответствует внутреннему нормоконтролю предприятия | Продукт – план-проект.
|
|
| 5. Параметры технологического процесса пилотной партии соответствуют ТД. 6. Процент выхода годных ИМС в пилотной партии соответствует СМК предприятия. 7. Параметры процесса для массового выпуска продукции определены | Продукт – операционная карта технического контроля.
|
|||
| 3. Инженеры-разработчики устройств на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) | ||||
| ПК–3.1 | Проектировать устройство типа «система в корпусе» на основе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) в соответствии с техническим заданием, используя автоматизированные средства проектирования | 1. Структурная схема устройства типа «система в корпусе» на основе ПЛИС соответствует функциональным характеристикам, указанным в ТЗ | Продукт: – структурная схема устройства
|
|
| 2. Характеристики электрической принципиальной схемы устройства соответствуют ТЗ | – расчеты характеристик устройства
|
|||
| 3. Печатная плата устройства на основе ПЛИС выполнена в соответствии со схемой электрической принципиальной | – чертеж трассировки печатной платы.
|
|||
| ПК –3.2 | Реализовывать функциональные модули, планируемые в ПЛИС, используя автоматизированные средства проектирования и моделирования | 1. Программный код соответствует функционалу. 2. Программный код прошел этап компиляции не содержит синтаксических и пунктуационных ошибок. 3. Размер кода помещается в целевую ПЛИС (оптимизирован по количеству используемых вентилей) | Продукт – файл с программным кодом.
Оценка по критериям: – размер кода помещается в ПЛИС (да/нет) |
|
| 4. Адекватность реализованных функциональных модулей функционалу устройства подтверждена испытаниями средствами САПР | Продукт – модель (схемотехническая и/или программная) функционального модуля устройства. | |||
| 4. Инженеры-исследователи по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов, функциональных устройств на их основе | ||||
| ПК–4.1 | Формировать направление исследований и разрабатывать планы проведения НИОКР в области синтеза и анализа новых п/п материалов на основе обзора и анализа научно-технической информации. | 1. Оформление отчета соответствует ГОСТу. 2. Дано сопоставление характеристик новых п/п материалов.
3. Описание состояния исследований в данной области в России и за рубежом, а также сопоставление характеристик новых п/п материалов подтверждается ссылками на адекватные источники (ведущие научные журналы, патенты). 4. Направление НИОКР, сформулированное на основе выводов, соответствует перспективным (ближним и дальним) планам развития предприятия. 5. Проведение НИОКР обосновано технико-экономической эффективностью в сравнении с аналогичными результатами отечественных и зарубежных работ |
Продукт – аналитический литературный обзор.
|
|
| 6. Формулировка задач исследований предполагает последовательность и направленность в достижении цели. 7. Этапы проведения НИОКР соответствует ГОСТ 15.101–98 | Продукт – план проведения НИОКР.
|
|||
| ПК–4.2 | Выполнять научно-исследовательские разработки по синтезу новых полупроводниковых материалов | 1. Соблюден план проведения НИОКР 2. План проведения эксперимента соответствует целям и задачам исследования. 3. Синтезированные новые п/п материалы обладают заданными свойствами.
или При положительном результате: синтезированные п/п материалы обладают заданными свойствами, при отрицательном результате: причина несоответствия свойств материалов заданным обоснована обратным расчетом. 4. Относительная погрешность всех рассчитанных величин составляет не более 10 % |
Продукт – отчет по НИОКР.
|
|
| ПК– 4.3 | Выполнять исследования структуры дефектных ИМС предприятия | 1. Метод исследований выбран в соответствии с предполагаемыми технологами дефектами ИМС. 2. Образцы подготовлены в соответствии с методом исследований. 3. Относительная погрешность всех рассчитанных величин составляет не более 10 %. 4. Вывод об отсутствии или наличии и характеристиках гипотетического дефекта соответствует реальному состоянию ИМС | Продукт – отчет по исследованию структуры.
|
|
На следующем этапе была разработана единая матрица компетенций, на основе которой формируется дифференцированный комплекс профессиональных компетенций (через опыт практической деятельности, умения и знания) для каждой из целевых групп, проектируются структура программы, ее содержание и технологии обучения. При разработке программы авторы ориентировались на Приказ № 1221 Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации. К сожалению, на сегодняшний день действие указанного нормативного документы отменено в связи с принятием нового ФЗ-273 «Об образовании в Российской Федерации», но, несмотря на это, его можно использовать в качестве методических рекомендаций, предлагающих базовые требования к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ:
- соответствие квалификационным требованиям к профессиям и должностям;
- преемственность по отношению к государственным образовательным стандартам высшего и среднего профессионального образования;
- ориентация на современные образовательные технологии и средства обучения;
- совместимость программ дополнительного профессионального образования по видам и срокам;
- соответствие учебной нагрузки слушателей нормативам;
- соответствие принятым правилам оформления программ;
- соответствие содержания программ видам дополнительного профессионального образования [8, п. 2].
Как следует из логики работы, представленной выше, разработанная нами программа ДПО автоматически удовлетворяет первому требованию. Для соответствия второму и третьему требованиям она должна предусматривать входной, текущий и итоговый контроль образовательных результатов. Итоговый контроль по всей программе, как правило, осуществляется в реальном процессе обучения в форме защиты выпускной аттестационной работы, предусматривающей оценивание сформированности единого комплекса компетенций по каждой из целевых групп.
Нормативный срок освоения программы «Современные технологии проектирования, разработки, сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем с топологическими нормами 45 нм» не менее 280 часов (от 280 до 330 часов в зависимости от целевой группы слушателей) при очно-дистанционной форме подготовки. Соответствие содержания программы видам дополнительного профессионального образования, а именно повышению квалификации в области наноиндустрии, обеспечивает профессиональный цикл, представленный четырьмя модулями, отражающими опыт ведущих предприятий и организаций отрасли:
- Топологическое проектирование для технологий кристалла 45 нм.
- Проектирование устройств микроэлектроники на базе ПЛИС.
- Технологии в наноэлектронике.
- Материалы наноэлектроники и методы их исследований.
Таким образом, инженеры-разработчики структуры и топологии интегральных микросхем получат возможность освоить новые программные продукты, появившиеся в комплекте САПР компаний Cadence и Mentor Graphics, занимающих ведущие положения на мировом рынке в системном, функциональном проектировании и верификации топологии СБИС в субмикронном диапазоне. Инженеры-технологи сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем смогут повысить квалификацию в вопросах организации чистых комнат, сборке, защите и контролю качества электронных модулей. Помимо нового содержания обучения, этому способствует организация образовательного процесса с привлечением ведущих специалистов. Например, таких как А. Е. Федотов, доктор технических наук, председатель технического комитета по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты» и предприятий отрасли, в том числе компании ООО «Совтест АТЕ», производящей оборудование и разрабатывающей программы, предназначенные для контроля качества продукции на различных стадиях производства.
Инженеры-исследователи по синтезу и анализу новых полупроводниковых материалов в рамках научно-исследовательской практики посетят лаборатории Шведского королевского технологического института. Там они смогут ознакомиться с направлениями исследований и изучения современного оборудования, применяемого для исследования состава, структуры наноэлектронных компонентов, формирования НЭМС структур, создания современной электронной компонентной базы, тестирования наноэлектронных компонентов. Инженеры-разработчики программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и устройств на их основе получат практический опыт проектирования и реализации цифрового устройства в САПР Quartus II на основе ПЛИС Cyclone IV фирмы Altera на стенде miniDiLaB.
В разработанной программе также предусмотрено формирование индивидуального образовательного маршрута как внутри целевых групп, так и за их рамками. В итоге, помимо изучения инвариантной части, предусмотренной по каждой целевой группе, слушатель программы получит возможность изучения отдельных дисциплин внутри других профессиональных модулей. Индивидуальная траектория обучения обеспечивается на уровне образовательных технологий и организационных форм обучения, регламентируется составлением для каждого слушателя индивидуального учебного плана. Например, инженеры-разработчики структуры и топологии интегральных микросхем могут дополнительно изучить проектирование устройств микроэлектроники на базе ПЛИС в САПР Quartus или прослушать дисциплину «Современное технологическое оборудование для тестирования».
Особенностью представленной программы ДПО является подход, при котором предусмотрено формирование общепрофессиональных образовательных результатов у всех целевых групп, таких как:
- знания принципов конструирования и этапов проектирования, сборки, корпусирования и тестирования интегральных микросхем (ИМС) с проектными нормами кристалла 45 нм; типов оборудования и оснастки на всех этапах технологического процесса; материалов и технологий производства ИМС на кремниевых подложках, в том числе материалов оксидной электроники и наноэлектроники и методов их получения;
- умение оформлять патенты и заявки на приобретение и закрепление прав на объекты интеллектуальной собственности;
- приобретение опыта: а) разработки технологических нормативов и внесения изменения в техническую документацию в связи с корректировкой технологических процессов и режимов производства; б) решения текущих задач (в процессе обучения) с применением теории решения изобретательских задач.
Необходимость формирования перечисленных выше знаний, умений и навыков вызвана предъявлением к работникам предприятия в условиях его инновационного развития новых требований. В первую очередь, это готовность к непрерывному самообразованию и модернизации профессиональной квалификации, деловым коммуникациям, способность к принятию ответственных решений, критическому мышлению и т. д. [9].
Ориентация при реализации программы на современные образовательные технологии и средства обучения выражается в использовании таких форм, методов и технологий, как:
- индивидуальные формы обучения, включая самостоятельное выполнение заданий в рамках лабораторно-практических занятий, практик, подготовка к практическим и иным видам занятий, а также индивидуальные консультации с преподавателем, в том числе онлайн консультирование;
- коллективные формы обучения – лекции, практические занятия;
- групповые формы обучения – работа в парах и мини-группах на практических занятиях, мастер-классы, тренинги;
- информационно-коммуникационные технологии – организация обучения в компьютерных классах с применением современного ПО, обучение работе в специализированных компьютерных средах, организация лекций и практических занятий с использованием ИКТ;
- проектные технологии – при выполнении индивидуальных и групповых заданий, подготовке выпускной аттестационной работы;
- технологии дистанционного и электронного обучения – организация изучения учебных дисциплин в дистанционном режиме в формате е-learning;
- стажировки и др.
Знаниевая компонента общепрофессиональных компетенций формируется в результате изучения дисциплины «Технологии и этапы проектирования наноразмерных интегральных схем», представленной в формате е-learning. В этом случае способы оценки достижения слушателями образовательных результатов могут планироваться и разрабатываться с учетом возможности их использования в удаленном и автоматическом режиме. Традиционные лекционные занятия составляют менее 20 % аудиторной нагрузки слушателей программы.
Профессиональные умения слушателей программы ДПО формируются на практических занятиях, мастер-классах, тренингах. Практический опыт приобретается во время научно-производственной и научно-исследовательской практик. Следует отметить, что организация учебного процесса направлена на погружение обучающихся в среду, максимально приближенную к организации работ на промышленных предприятиях в их области профессиональной деятельности. Все слушатели программы должны быть обеспечены комплектом учебно-методических материалов по каждому из профессиональных циклов, в которые войдут программы учебных дисциплин и модулей; презентации и лекционные материалы, дополнительные материалы, включая нормативные документы и др.
В целом использованный подход к разработке программы дополнительного профессионального образования в области наноиндустрии позволяет в итоге получить программу, обеспеченную учебно-методическим комплексом, включающим программы модулей и учебно-методические комплексы дисциплин, учебные, учебно-методические, контрольно-измерительные материалы, входящие в состав соответствующих модулей.
Отметим, что «оптимальным подходом к развитию рассматриваемой формы дополнительного образования является интеграция усилий учреждений высшей школы с индустриальными специализированными учебными центрами для разработки и реализации на практике совместных учебных программ дополнительного образования» [10]. В этом случае обеспечивается «фундаментальность академического профессионального обучения, реализуемого силами опытного профессорско-преподавательского состава вузов, и эффективность практического освоения современных технологий на базе специализированных тренинговых учебных центров, высокий уровень соответствующих учебно-методических материалов» [10].
Таким образом, представленная нами образовательная программа может использоваться для повышения квалификации слушателей, обеспечивая профессиональные компетенции в области проектирования, моделирования, верификации и тестирования интегральных микросхем с топологическими нормами 45 нм и их компоновке на платах 6-го класса точности. Привлечение к реализации программы ведущих специалистов и предприятий наноиндустрии предполагает, что полученные специалистами в ходе обучения практические навыки станут уникальными.
Список литературы
- Об образовании в Российской Федерации: Федеральный закон РФ от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ.
- Глоссарий. URL: http://nmc-it.mari-el.ru/page/glossary (дата обращения: 10.08.2014).
- Методы социологических исследований. URL: http://социология.net/metody-sociologicheskih-issledovanij (дата обращения: 10.08.2014).
- Профессиональный стандарт инженер-конструктор в области производства наногетероструктурных свч-монолитных интегральных схем. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_159979/?frame=1 (дата обращения: 10.08.2014).
- Профессиональный стандарт инженер-технолог в области производства наногетероструктурных свч-монолитных интегральных схем. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_160796/?frame=1 (дата обращения: 10.08.2014).
- Олейникова О. Н., Муравьева А. А., Коновалова Ю. В., Сартакова Е. В. Разработка модульных программ, основанных на компетенциях: Учеб. пособие. М.: Альфа-М, 2005. 160 с.
- Игнатович Е. В. Тенденции и перспективы развития российского кластера дополнительного профессионального образования // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2012. № 7 (128). Т. 2, 2012. С. 44.
- Приказ Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации от 18 июня1997 г. № 1221 «Об утверждении Требований к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ».
- Бобиенко О. М. Ключевые компетенции профессионала: проблемы развития и оценки. Казань: Казан. гос. ун-т, 2006.
- Сухомлин В. А. Концепция и принципы разработки образовательных профессиональных программ дополнительного ИТ-образования // Актуальные проблемы информатики в современном российском образовании. Всероссийское совещание. Труды. М.: Изд-во МГУ, 2004. С. 196–212.
