中國粉體網(wǎng)訊 近日,教育部發(fā)布《關于公布2023年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結果的通知》,其中材料智能技術、電子信息材料、稀土材料科學與工程、軟物質科學與工程、大功率半導體科學與工程等24個新專業(yè)正式納入本科專業(yè)目錄。
材料智能技術專業(yè)
近十來年,隨著數(shù)據(jù)量的急劇上漲、運算力的大幅提升以及機器學習新算法(深度學習)的出現(xiàn),人工智能得以快速發(fā)展。作為新一輪科技革命和產業(yè)變革的核心驅動力,人工智能正在對全球經濟發(fā)展、人類社會的生活與技術進步產生巨大影響。與人類生產生活息息相關的材料領域,也正經歷著人工智能所帶來的巨大變化。
目前,人工智能技術正與材料工業(yè)加速融合,從材料研發(fā)到產品生產,從智慧倉儲到智慧物流,人工智能技術正給材料工業(yè)帶來多個方面的改變,比如研發(fā)模式的改變、生產組織方式的改變以及對人員要求的改變等。這些變化將推動著材料工業(yè)生產工藝不斷優(yōu)化、生產效率不斷提高、產品質量不斷改進?傊斯ぶ悄軐⒅Σ牧瞎I(yè)持續(xù)升級。
復合材料領域的人工智能應用
(圖源:張峻銘等:人工智能在復合材料研究中的應用)
布局該新專業(yè)的高校北京科技大學相關部門負責人介紹,材料智能技術專業(yè)是典型的人工智能、材料科學與工程、先進制造交叉學科專業(yè)。該專業(yè)依托北京科技大學智能科學與技術學院建設,借助云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等信息技術,通過跨學科、跨領域以及研發(fā)平臺的深度融合,突破學科壁壘,培養(yǎng)掌握材料先進計算設計、前沿實驗技術、大數(shù)據(jù)和人工智能的高層次卓越人才。
電子信息材料專業(yè)
材料、能源、信息一直是支配人類社會發(fā)展的三大支柱,因此電子信息材料對人類社會進步的重要性不言而喻。隨著電子信息時代的到來,電子信息材料更是現(xiàn)代信息社會和經濟發(fā)展的基石和紐帶,它將引領人類在信息處理、顯示技術、醫(yī)療健康、能源交通、國防安全等領域實現(xiàn)高速發(fā)展。
例如:隨著大數(shù)據(jù)概念的提出以及5G通訊時代的來臨,電子信息領域的技術將以前所未有的速度發(fā)展,而先進的電子材料技術將會成為促進其發(fā)展的關鍵點,將會推動物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、云存儲和云計算、智慧城市的建設等領域的快速實現(xiàn)。
以電子信息材料為主體的新材料是我國21世紀的支柱性產業(yè)之一。隨著電子技術、光電技術、光子技術、量子電子技術和自旋電子技術的發(fā)展,電子信息材料將越來越引起人們的重視,相關產業(yè)也將亟需迅速發(fā)展,社會對電子信息材料相關領域的人才需求也將越來越多,知識層面越來越高。
首先,從國家戰(zhàn)略層面來看,電子信息材料將是今后各國發(fā)展的重點。隨著太陽能光伏、LED照明、磁傳感器等光電磁技術的發(fā)展和產業(yè)的興起,以電子信息材料和器件為主要研究內容的教學科研和人才培養(yǎng)將越來越重要。
其次,電子信息材料是電子科學與技術的基礎性和普及性學科。電子信息器件的工作原理無不基于光、電、磁現(xiàn)象。了解光電磁材料方面的基本知識,掌握光、電、磁器件的工作原理和材料要求、工作極限等的物理起因,有利于研發(fā)基于材料功能特點的新器件,有利于提高學生的創(chuàng)新能力,使得電子科學與技術一級學科的內涵更加豐富,更加完整。
最后,電子信息材料一直以來是我國電子信息器件中的軟肋。由于材料制備與加工技術長期落后國外,我國的電子科學與技術的部分關鍵技術一直受到國外的制約。例如某些軍用電子材料如機載雷達用大功率微波器件用材料、超高集成電路用硅材料、高溫半導體金剛石單晶材料及其摻雜技術等等。
可以說,離開了電子信息材料,電子科學與技術就失去了根基,關鍵時刻一旦受到國外勢力的禁售、禁運,勢必成為無米之炊。因此,只有大力發(fā)展與電子科學與技術密切相關而且是其基礎的電子信息材料學科,才能更好地解決我國電子科學與技術中的材料與器件的安全問題,才能更好地促進經濟和社會發(fā)展,才能有牢固的國防電子體系。
(圖源:pixabay)
布局該新專業(yè)的華東理工大學相關工作人員介紹說,電子信息材料專業(yè)將培養(yǎng)以電子信息材料研制和應用為特色,能夠在相關材料的合成、結構設計、成型加工及應用領域從事科學研究、工程設計、技術開發(fā)、產品生產、經營管理等工作的高級工程技術人才。
同時,該專業(yè)的建設將集聚該領域產業(yè)鏈上下游的優(yōu)勢單位,瞄準該類材料領域的專業(yè)人才短缺和技術問題瓶頸,通過產教融合、科教融合,聚焦電子信息材料、封裝材料等方向,構筑“1+N”產學研協(xié)作培養(yǎng)本碩博貫通的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新路徑,形成“行業(yè)需求-聯(lián)合培養(yǎng)-就業(yè)反哺”閉環(huán)模式,以促進電子信息材料的技術創(chuàng)新、材料類高層次人才培養(yǎng)與產業(yè)鏈貫通連接,聚焦發(fā)展新質生產力的“卡脖子”問題,探索推動人才鏈與創(chuàng)新鏈深度融合。
稀土材料科學與工程專業(yè)
稀土材料是世界各國發(fā)展高新技術和國防尖端技術,改造傳統(tǒng)產業(yè)不可或缺的關鍵材料之一,并且同其他重要的稀有、稀貴、稀散金屬一樣,被許多發(fā)達國家列為戰(zhàn)略物資進行采購和儲備。
未來,我國將加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè),即新一代信息技術、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車、生物、節(jié)能環(huán)保等產業(yè)。稀土原材料及元器件在每個產業(yè)中都有不可替代的重要作用,已經成為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展的助推器。
如果把稀土氧化物和稀土金屬等作為上游產品、稀土材料作為中游產品、稀土元器件作為下游產品,有專家就把產業(yè)鏈發(fā)展情況概括地說是“上優(yōu)、中良、下差”。即稀土選冶技術及產品具有國際先進水平,特別是稀土冶煉分離技術及相關節(jié)能減排技術日趨完善,可大批量提供規(guī)格全、純度高,具有高性價比的稀土化合物、稀土金屬及稀土合金。
中游產品包括各種稀土功能材料,雖然我國具有較高科研水平,工業(yè)生產也能達到較高水準,但是產品一致性、均勻性還有待提高,生產高端功能材料的大型高精度、高自動化程度的設備主要還是依靠進口,分析檢測儀器與國外相比差距也較大。
把稀土功能材料轉化為元器件和零部件一直是我國稀土產業(yè)鏈延伸的瓶頸和短板,也就是“下差”。這也是多年來嚴重影響稀土應用下游產業(yè)效益的最大難題。比如,大量使用的計算機硬盤驅動器,其高效、小形化離不開稀土高性能釹鐵硼永磁材料,雖然我國能大批生產這一關鍵材料,但我國電腦所需硬盤驅動器則基本依賴進口。
再比如,幾乎所有乘用車都要使用汽車電子助力轉向結構(EPS),而該產品在我國也基本依靠進口。國外生產廠家購買我國稀土或稀土永磁材料生產該產品后,再以較高價位向我國出口。
隨著稀土材料的相關研究不斷深化,應用領域將會越來越廣闊,國外對稀土應用的研究較為深入,應用領域較廣,且已將稀土材料應用到各個領域,但我國稀土材料的高端應用方面還有所欠缺,部分領域還處于起步階段,特別是稀土發(fā)光材料、納米催化材料和高純材料等需要更加重視。
稀土材料
培養(yǎng)具有稀土材料視野和工程意識的本科生,有利于為稀土產業(yè)鏈的高質量發(fā)展輸送“新鮮血液”,能有效推動我國稀土產業(yè)的綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。據(jù)悉,布局該新專業(yè)的高校內蒙古科技大學,成為國內首家設置稀土領域本科專業(yè)的高等院校,填補了稀土領域本科專業(yè)布局的空白,將在全國首創(chuàng)該專業(yè)建設標準,有助于為稀土產業(yè)貢獻高素質人才。
參考來源:
[1]王興艷:人工智能為材料工業(yè)發(fā)展賦能
[2]李紅霞等:基于電子信息材料的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究
[3]江慶政等:“稀土材料與應用”課程教學模式探索
[4]唐政剛,等:稀土材料的制備與高端應用
[5]張安文:稀土材料對戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展提供有力支撐
[6]中國青年報、澎湃新聞、央廣網(wǎng)等。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)
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