國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 材料科學工程學系 |
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所屬學群 |
工程學群
跨
地球環境學群
工程科學學類 |
工程學群
材料工程學類 |
所在校區 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
學系特色 |
本系成立於民國五十三年,是清華大學在台復校最早成立的兩個科系之一,為凸顯本系在機、電、材及工程物理等多元化教學研究的特殊性,並迎向未來科技中跨領域整合的潮流,本系於民國八十六年更名為「工程與系統科學系」,將豐富的資源投入在更多具前瞻性的跨領域教學與研究,是目前亞洲最佳的跨領域整合科系之一,期望能為台灣培育未來的科技菁英。 |
本系是國內第一個成立的材料科學工程系所,畢業生人數不僅執國內之牛耳,系友表現出色,在產官學研各界,更居領導地位。本系有極優良之師資,並設有科技部貴重儀器中心,擁有最完善的材料分析、鑑定及量測設備。研究成果,不僅於國內居領先地位,在國際上亦備受肯定。高科技產業蓬勃發展後,本系培育之人才更是供不應求。 |
學科意涵 |
清華大學工程與系統科學系乙組 (智慧奈米系統組)為因應人工智慧(AI)晶片發展而設置的課程。AI的領域可大致區分為智慧應用、演算法開發與硬體核心裝置。本組的教學特色是整合機械、電子、材料、物理領域的核心課程,應用於AI晶片所需的上游系統設計、中游製程技術、與下游奈米檢測。 |
材料科學工程學系係培育在工業、科技及經濟發展各領域所需之先進能源、高效能光電、微電子、奈米、高性能、仿生生醫等材料之研究開發與應用人才,並兼具材料設計、製程、分析與檢測之專業知識,開發新型材料與關鍵技術。 |
學習方法 |
本系注重教學,對大學部學生而言,教學是大學生學習最重要的管道,本系有三分之一 的教授獲得過本校傑出教學獎,即為明 證。前瞻的學程再加上多專長優秀的教師,才能提供成功的跨領域教學。各專業領域選讀無名額限制,完全尊重學生意願。 版權:清華大學工科系 資料查閱:圖書館館藏目錄、期刊、資料庫、網路等管道進行各項文獻蒐集 版權:Pixabay 免費圖庫 實驗實作:教授及助教協助同學透過實際實驗操作,讓同學深入體會課本上學到的知識 圖解:學生於本系電子實驗室進行實驗課程 版權:清華大學工科系 線上學習:開放式雲端課程讓學生彈性規劃學習進度,不受時地限制,自由選擇提升知識的廣度或深度。 版權:Pixabay 免費圖庫 暑期實習:透過與企業實習機構及企業導師之互動,協助學生在進入職場前,學習企業實務經驗與瞭解產業趨勢。 版權:清華大學工科系 |
理論課程修習:學生將修習工程導論、材料熱力學、材料之物理性質、擴散與相變化、量子物理導論、結晶繞射概論……等理論知識。 圖解:本系理論課程簡表 版權:本系系簡介資料 專題實作:擬定一特定題目(如家庭照護-智慧電子裝置)與同儕進行團隊合作與實作,除了培養學生之研究能力,也增進與他人合作溝通及協調能力。 圖解:本系提供學生專題實作良好之研究設備 版權:本系系簡介資料 業界實習:鼓勵學生暑期至業界學習實務經驗,將學術理論充分應用於產業,培養獨立進取態度,提升職涯競爭力。 圖解:本系特色-暑期業界實習 版權:本系系簡介資料 |
高中階段可以準備的學習方法或方向 |
學習內容豐富且具一定深度,需具備歸納與融會貫通的能力,可以藉由參加專題研究來加強這項能力。透過自己發現問題,嘗試獨立解決回答它,將有助於提升自己的觀察力、歸納與融會貫通的能力,同時也能培養動手做的實力。此外,與國際接軌一直是跨領域科技人必須具備的能力,需要提升英文的聽說讀寫能力,以降低未來在面臨英文授課時的壓力。 |
材料屬於工程領域學群,不僅著重深厚的基礎背景知識,同時也強調如何將理論計算實際應用到實作中。因此在學習基礎知識過程中應逐漸培養發現問題並思考如何解釋問題的能力,並透過專題實作來進一步思考如何解決問題,以此培養對於材料特性的敏銳度以及觀察力。另外材料人為國際半導體企業不可或缺的人才,為了培養離開校園與國際接軌的能力,除了透過英文授課學習外也要主動學習。 |
與相關科系之異同 |
本系與一般工程科系相比,本系的課程具有電子、機械、材料多元化及跨領域的特色,注重數學及物理基礎課程。與物理系等理論類科系相比,本系強調工程知識與訓練。 |
在理學院裡,研究與教學的重點在於對自然現象的理解,工學院重點在於對自然現象的應用,材料系是兩者兼具。材料系著重於固態材料的特性研究、物質科學與工程應用,並探討材料微結構-製程-性質的關聯性。材料研究上的突破常常產生技術的革命,突顯出材料研究的重要,如商用電子元件、生醫、金屬與合金、陶瓷與高分子等。 |
生涯發展容易誤解之處 |
本系大學部畢業生絕大部份(95%以上)選擇繼續至研究所取得碩士學位後再就業。除核工領域畢業生較多在核能或醫學物理相關單位發展外,其他專業領域的系友多任職於高科技相關的半導體、電子、光電與資通訊產業。本系跨領域整合訓練與強調未來科技的特色,也提供畢業生投入奈米、能源與生醫等新興高科技產業的能力。 |
材料系易聯想到材料五金行,認為畢業即從事五金材料相關行業別,其實不然。材料系畢業生出路主要分三大類:學術界-培育莘莘學子。產業界-從事傳統、電子、航太、運動器材、新能源、醫藥、生技、化學檢驗產業等,都迫切需要材料領域的人才。研發界-解決人類所面臨的挑戰與的問題,需仰賴材料研發人員的努力與付出。 |
學習方法容易誤解之處 |
無 |
一般認知,以為材料的學習範疇多以習得材料元素、材料萃煉……等知識為主,然而,「材料為工業之母」,本系之專業培訓函蓋先進能源、高效能光電、微電子、奈米、高性能、仿生生醫六大領域,而時下最夯的AI人工智慧、自駕車……等亦為本系新亮點,材料科學學習內容與日常生活息息相關,在新興科技領域扮演關鍵角色。 |
補充提醒與說明 |
跨領域學習已成趨勢,儘管任何同學都可透過自行選修跨系課程完成,但很可能會遇到衝堂問題,導致需要花更多時間才能修完選定的科目。在工科系各領域核心課程都已妥適安排,不僅沒有衝堂及跨系學分承認的問題,亦可提升學習效率,順利銜接研究所進階課程,對未來進修與深造有相當的助益。 |
為強化學生業界暨國際競爭力,本系設有業界導師制度及領袖材子計畫,由業界豐富經驗系友擔任導師並輔導學生;領袖材子計畫包含提供獎學金與生涯規劃輔導,分為學術研究、創業、逐夢等組。本系與UC Berkeley、UCLA等世界頂尖大學簽訂共同培育學生計畫,提供學生出國交流機會與獎學金;另本系與瑞典林雪平大學合作,提供大學部學生取得該校碩士學位機會。 |
國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 材料科學工程學系 |
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核心課程地圖 |
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專業選修課程 |
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特色課程 |
機器學習導論本課程介紹機器學習的基本概念及其相關內容數學工具。 它針對的是高年級生,並且假設以前沒有機器學習的概念。對多變量微積分、基本線性代數有一定的了解有助於本課程但非必要。涉及的主題包括概率分佈、貝葉斯決策理論、參數方法、多變量方法、降維、聚類、決策樹、線線性判別、多層感知器和深度學習。 圖解:機器學習 版權:Pixabay 免費圖庫 半導體元件物理
學習基本半導體物理及載子傳輸現象,瞭解常用半導體元件電特性之物理機制,並介紹各種應用半導體所製作的元件: 圖解:半導體 版權:Pixabay 免費圖庫 第一原理材料計算破除學生認為理論計算是枯燥乏味之謬思;引起對理論計算之興趣; 以第一原理計算為主,重點在介紹密度泛函理論及讓學生對不同尺度理論計算應用有基本的認識及其重要性與如何計算材料相關物理化學性質等。 圖解:奈米材料 版權:清華大學工科系 |
材料科學與工程讓學生了解材料科技所涵蓋的領域及基本知識,以及和未來四年課程與其他跨領域工程的連結、各種材料的實際的應用、正面臨的問題及挑戰與所需突破及創新之處。 圖解:授課講義內容 版權:本系葉安洲教授提供 材料熱力學上學期先介紹熱力學三大定律及各種熱力學函數並討論單相氣體及凝態系統之熱力學性質,下學期則討論理想與真實溶液之性質,雙元相圖與自由能之關係,化學反應之平衡觀念。 圖解:授課講義內容 版權:本系陳翰儀老師提供 晶體缺陷本課程講述材料結構與缺陷相關知識,涵蓋材料結構、材料缺陷以及缺陷消除等內容。課程目標在建立材料結構與缺陷相關知識,分析並解決材料結構與缺陷相關問題,建立材料科學重要基礎知識。 圖解:授課講義內容 版權:本系張守一老師提供 擴散與相變化本課程包含材料科學的擴散及變化 主題涵蓋擴散、穩態理論、暫態理論、Fick第一定律及第二定律、可變擴散率、移動邊界、異構系統、原子機制、Kirkendall效應、up-hill擴散等。相變理論包含:成核、發展、離相分解。 圖解:授課講義封面 版權:本系簡朝和老師提供 量子物理導論量子理論的入門課程,主要以物理現象介紹為主,數學為輔,讓同學了解量子的概念,並對相關的物理現象,做概念性的介紹。 圖解:授課講義內容 版權:本系賴志煌老師提供 |
國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 材料科學工程學系 |
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適合從事工作 |
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系友生涯 |
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金聯舫系友核工68級 榮獲2006年傑出校友 現任科管院教授兼院務顧問 金聯舫博士(68級核工)在美國哥倫比亞大學畢業後,先在核能行業工作,後轉戰3C產業,陸續在美國Convex超級電腦公司、Motorola、IBM跟台積電擔任高階主管,期間卓有貢獻。 更多介紹請見清大數位校史館:http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_024.html 未上傳圖片
林誌祥系友核工86級 榮獲2016年傑出校友 美商祥茂光電科技股份有限公司Applied Optoelectronics, Inc.(簡稱AOI)的創辦人、總裁、執行長兼董事會主席 林校友擁有的多項美國專利中,記錄著他的研究成果,在1997年2月催生了美商祥茂光電科技股份有限公司(簡稱AOI)。 AOI的營運範圍包含美國、台灣及中國大陸,三地皆設有生產部門、研發部門、銷售部門和行政管理部門,以服務全球客戶。 更多介紹請見清大數位校史館:http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_062.html 未上傳圖片
邱德成系友核工87級 榮獲2011年傑出校友 益鼎創業投資股份有限公司董事長/總經理 1996年自行創業成立益鼎創業投資公司,為當時國內最年輕的創投業負責人,專注投資於國內光電產業、IC設計公司及電子關鍵零組件業,並協助國內多家企業創業成功。 更多介紹請見清大數位校史館:http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_045.html |
圖解:國立中興大學薛富盛校長 版權:國立中興大學薛富盛校長
薛富盛國立清華大學材料工程系學士(1981),美國康乃爾大學材料科學與工程碩士(1988)博士(1990),前中興大學校長、現任環境部部長、材料科學與工程學系特聘教授。 研究專長為電子顯微鏡、奈米技術、顯示器材料、薄膜技術、燃料電池等。曾榮獲英國國際工程與科技學會會士、英國材料與礦冶學會會士、澳洲能源學會會士。自1990至2015間發表數篇論文以及多項專利。薛富盛也歷任許多材料相關領域的職務,包括:中國工程師學會台中分會理事長、經濟部「核四安檢專家監督小組」委員、中華工程教育學會(IEET) 認證委員、團主席等二十多項專業職務 圖解:閎康科技公司謝詠芬董事長 版權:閎康科技公司謝詠芬董事長
謝詠芬國立清華大學材料系學士(1981)、碩士(1983)、博士(1987),並於美國貝爾實驗室完成博士後研究。現職閎康科技董事長 2009年榮獲清華大學頒發榮譽校友,20年來致力於半導體、光電產業等材料分析與故障分析,發表超過50篇論文及55個專利。於2002年創立閎康科技股份有限公司,持續不斷提供高科技業不可或缺之材料分析、故障分析、及可靠度驗證相關服務,將其豐富的知識與經驗提供給客戶,對於產業的成長有莫大貢獻。 圖解:台積電余振華副總經理 版權:台積電余振華副總經理
余振華國立清華大學物理系學士(1977),國立清華大學材料所碩士(1979),美國喬治亞理工學院材料所博士。 曾任台積電資深處長,現職台積電副總經理。 秉持「技術要自己做才有根」的理念,勇敢打破框架,找更好方法,做出興趣;深入學習、廣泛瞭解,洞察問題所在,以優異的創新與卓越的執行力,最短時間內,創造最大效果。清華傑出校友及百人會成員,回饋母校 成為清華典範。2017年榮獲「總統科學獎」應用科學領域獎項得主,實至名歸。 圖解:創意電子陳超乾總經理 版權:創意電子陳超乾總經理
陳超乾國立清華大學材料科學工程學系學士(1982),美國史坦福大學(Stanford University)材料科學博士(1992 )。 曾任台積電處長,現職創意電子股份有限公司總經理。 引領創意電子公司在IP、智慧財產甚至封裝,提供客製化需求,目標成為客製化IC成為全球的領導者,表現相當亮眼。傑出校友及百人會成員,回饋母校 成為清華典範。 圖解:國立清華大學簡朝和特聘教授 版權:國立清華大學簡朝和特聘教授
簡朝和國立清華大學材料科學工程學系學士(1979)、碩士(1981),美國麻省理工學院(MIT)材料科學工程博士。現職清華大學材料系特聘教授,於1998年創立璟德電子工業股份有限公司。 璟德電子為台灣第一家利用LTCC(低溫共燒陶瓷技術)研發與製造無線通訊元件與模組的公司,產品主要應用於智慧手機、筆記型電腦、無線通訊產品等,LTCC市占率已躋身全球第3,營收屢創新高。於獲利同時,不忘捐款回饋母系、母校。雖是位成功的創業家,最熱愛的還是教學與研究,其教學熱忱與認真付出,深受學生肯定。 |
國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 材料科學工程學系 |
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多元能力 |
語文理解與表達:能透過語文理解他人想法形成特定概念,且能說明特定想法或因果關係。
5%
敏銳創造:能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異,且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋,呈現新穎之處。
5%
邏輯推理:能捕捉事物運作的規律或關聯性,歸納或是推演不同事物的差異或因果關係,並得到特定理解。
5%
數理科學:能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題,依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
5%
記憶詮釋:能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容,且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結:能從散落的資訊中,快速分辨與覺察具有意義的訊息,且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
同時多工:能同時接收多個訊息,切換心力在不同的訊息組合。
5%
專注力:投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
5%
遠觀細察:能在遠、近距離中能分辨、比較色彩差異,在不同光線強度下能觀察物體大小、距離、移動變化。
5%
批判思考:運用不同觀點對問題進行理性分析,對問題的解決方法或結論,評估出優缺點、支持、反對的意見。
5%
主動學習:積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響,並依據各環節選擇適合的學習行為。
5%
自省促進:收集、評估自己或他人的表現,提出可改善及調整的方法或採取行動。
5%
社會覺察與合作:覺察並理解他人的感受或想法,並調整自己的做法,配合他人來完成任務。
5%
說服協商:提出觀點與他人商議或說服他人同意,以積極的態度引導他人,達成共識、目標,或解決困難。
5%
問題解決:分析並預判問題的成因與後果,設想出合適的解決方法及使用的工具。
5%
運作分析:分析特定需求並規劃合適的運作流程,運用技術調整、組裝、設定設備,讓設備及系統正常運作。
5%
程式設計:了解程式語法以及邏輯架構,撰寫、修改程式,開發並設計系統。
5%
機械操作:能監控設備或系統,按程序運行、排除故障,且能進行修繕、更換零件,檢測產製成果的品質。
5%
系統運作:評估與分析系統的運作方式、效能,考慮運作成本與效益,制定系統運作可改善或調整的方式。
5%
資源管理:分配及運用可支配的資源,調配人力、物力、資源運作的合理性、平衡性,發揮預期效益。
5%
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語文理解與表達:能透過語文理解他人想法形成特定概念,且能說明特定想法或因果關係。
5%
敏銳創造:能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異,且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋,呈現新穎之處。
5%
邏輯推理:能捕捉事物運作的規律或關聯性,歸納或是推演不同事物的差異或因果關係,並得到特定理解。
5%
數理科學:能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題,依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
5%
記憶詮釋:能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容,且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結:能從散落的資訊中,快速分辨與覺察具有意義的訊息,且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
空間定向:能覺察環境、物體與自己的相對位置,辨別出方向、維度,想像物體在移動或重新排列後的外觀。
5%
同時多工:能同時接收多個訊息,切換心力在不同的訊息組合。
5%
專注力:投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
5%
手工操作:能依據物體變化(如移動速度),快速地調整出肢體反應,或以運用手部與手指進行精細動作。
5%
批判思考:運用不同觀點對問題進行理性分析,對問題的解決方法或結論,評估出優缺點、支持、反對的意見。
5%
主動學習:積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響,並依據各環節選擇適合的學習行為。
5%
自省促進:收集、評估自己或他人的表現,提出可改善及調整的方法或採取行動。
5%
社會覺察與合作:覺察並理解他人的感受或想法,並調整自己的做法,配合他人來完成任務。
5%
說服協商:提出觀點與他人商議或說服他人同意,以積極的態度引導他人,達成共識、目標,或解決困難。
5%
問題解決:分析並預判問題的成因與後果,設想出合適的解決方法及使用的工具。
5%
運作分析:分析特定需求並規劃合適的運作流程,運用技術調整、組裝、設定設備,讓設備及系統正常運作。
5%
程式設計:了解程式語法以及邏輯架構,撰寫、修改程式,開發並設計系統。
5%
系統運作:評估與分析系統的運作方式、效能,考慮運作成本與效益,制定系統運作可改善或調整的方式。
5%
資源管理:分配及運用可支配的資源,調配人力、物力、資源運作的合理性、平衡性,發揮預期效益。
5%
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性格特質 |
主動積極:常常主動提出特定見解,樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動,引領他人的行動。
100%
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主動積極:常常主動提出特定見解,樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動,引領他人的行動。
25%
自信肯定:總是相信自己能達成目標,會肯定自身的優勢、長處,面對挫敗能較好的調整情緒。
25%
堅毅負責:常常長時間專注投入於特定事物,排除干擾訊息,會對所承諾的事物,會負起責任目標、執行到底,享受追求成就。
25%
探究冒險:常常樂於探索未知事物、能夠容忍陌生情境,樂於把困難視為一種挑戰,在探索、挑戰未知中偏好看見自己的成長。
25%
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展開