计算机工程专业Computer Engineering项目介绍（附院校介绍）
计算机工程专业是一个融合了计算机科学和工程学的学科，它不仅侧重于计算机相关软件的设计与开发，也注重研究计算机的硬件。
那么，今天就让我们一起来认识一下计算机工程（Computer Engineering）专业！
专业概述
计算机工程专业主要可以分为硬件和软件两大专业方向，涵盖了多个分支领域，如软件代码、密码学和信息安全、通信和无线网络、计算机编译器和操作系统、计算科学与工程、计算机网络、移动计算和分布式系统、计算机系统（体系结构、并行计算和可靠性）、计算机视觉和机器人学、嵌入式系统、集成电路设计、测试和计算机辅助设计、信号、图像和语音处理以及量子计算等。
课程设置
美国计算机工程专业的课程设置广泛且深入，旨在为学生提供全面的知识和技能。基础课程包括微积分、离散数学、线性代数等数学课程，以及计算机组成原理、数据结构与算法、计算机网络等计算机科学课程。此外，学生还需要学习C++、Java、Python等编程语言，并掌握编程基本概念和技术。
核心课程 则涵盖了计算机工程领域的各个方面，如计算机系统结构、操作系统原理、数据库原理、数据库管理系统、软件开发方法学、软件测试与维护等。这些课程旨在培养学生的专业知识和技能，为他们将来从事计算机工程相关工作打下坚实的基础。
中国学生申请要求
✏️ 学历背景
申请人需要具备完整的本科教育背景，且本科专业最好是计算机工程、计算机科学、电子工程或相关领域。
部分学校可能接受跨专业申请，但通常需要申请人具备相关的先修课程或实践经验。
✏️ GPA要求
美国顶尖大学的计算机工程硕士项目通常要求申请人的本科GPA在3.4（相当于百分制的85分左右）以上，部分顶尖学府如斯坦福大学、麻省理工学院等可能要求更高的GPA，如3.7或更高。
GPA是评估申请人学术能力的重要指标，因此需要予以高度重视。
✏️ 标准化考试成绩
- GRE（研究生入学考试）： 大多数学校要求申请人提供GRE成绩，尤其是GRE的Quantitative Reasoning（数学推理）部分，以评估申请人的数学和逻辑思维能力。建议GRE总分达到320分以上，其中Quantitative Reasoning部分尽可能高分。
- 语言要求： 对于非英语母语的申请人，通常需要提供TOEFL或IELTS成绩以证明其英语能力。建议TOEFL总分达到100分以上，单项不低于20分；或IELTS总分达到7.0以上，单项不低于6.0。 排名靠前的学校可能对语言成绩有更高的要求。
推荐院校
麻省理工学院
✅ 专业优势： MIT的计算机工程专业属于电子工程和计算机科学学院（EECS），是美国大学计算机工程专业的翘楚。该校在计算机体系结构、计算机图形学、人工智能、数据库系统、软件工程等多个方向均有深入研究。
✅ 排名情况： 在多个权威排名中均位居前列，如U.S. News 2024年美国计算机专业排名中位列榜首。
斯坦福大学
✅ 专业优势： 斯坦福大学的计算机工程专业隶属于工程学院，是该校的王牌专业之一。该校在计算机科研方面实力强劲，涵盖理论、数据库、软件、硬件、AI等各个领域。
✅ 排名情况： 同样在U.S. News 2024年美国计算机专业排名中名列前茅。
卡内基梅隆大学
✅ 专业优势： CMU的计算机科学学院是全球最大的计算机学院之一，研究方向全面且研究水平高。该校在计算机工程领域同样具有卓越的声誉和实力。
✅ 排名情况： 在U.S. News 2024年美国计算机专业排名中位列第四，CSRankings 2023-2024美国大学排名中连续十二年蝉联榜首。
加州大学伯克利分校
✅ 专业优势： UC Berkeley的EE和CS是一个系，全称EECS，在计算机科学领域有着非凡的影响力。该校在计算机工程领域同样拥有强大的教学和科研实力。
✅ 排名情况： 在U.S. News 2024年美国计算机专业排名中与MIT和斯坦福大学并列第一。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校
✅ 专业优势： UIUC在计算机科学领域非常有名，美国早期的超级计算机都是由该校牵头研发的。该校在计算机工程领域同样具有深厚的底蕴和实力。
✅ 排名情况： 在U.S. News 2024年美国计算机专业排名中位列第五。
计算机工程专业排名
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美“电子复兴” 5 年计划出奇招，MIT教授领衔项目获最大额资助
为了应对后摩尔时代的到来，美国国防高级研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）启动了一项电子复兴计划（Electronics Resurgence Initiative, ERI），计划在五年内斥资 15 亿美元（约 102 亿人民币）彻底改变微电子业的工作方式，重建一个更加专业化、安全和高度自动化的电子产业群。
近日，ERI 公布了第一批获得资金的科学家、公司和机构的最新情况。在所有获资的 42 个项目中，有一项显得尤为鹤立鸡群。来自麻省理工学院 ( MIT) 的 Max Shulaker 所领导的研究小组获得了最大份额的资助——高达 6100 万美金。
在该研究小组的项目中，一项称为“利用致密细粒度的单片三维集成技术彻底改革计算系统”（Revolutionizing Computing Systems through Dense and Fine-Grained Monolithic 3D Integration）的项目雄心勃勃：团队计划利用单片三维集成系统，使数十年前的旧制造工艺（90 纳米制造工艺）所制造的芯片能与目前最先进技术所制造的芯片相媲美。
图 | Max Shulaker
该项目主要依赖于在普通 CMOS 逻辑芯片上构建碳纳米管晶体管和电阻式 RAM 存储器的而技术，而该技术正是由 MIT 电子与计算工程学助理教授 Max Shulaker 及其在斯坦福大学的同事 Subhasish Mitra 和 H.-S. Philip Wong 所合作开发的。
在去年的《自然》期刊上，Max Shulaker 团队就发表了这一重大成果：将 200 万个 CNT 晶体管以及 100 多万个电阻 RAM 存储单元构建于单片硅芯片之上，层与层之间通过致密排列的金属互联相连接，构造出一个用于酒精嗅探的多层电子鼻（electronic nose）装置。值得注意的是，一家称为 AkyWater Technology Foundry 的公司的参与使得这项成果不仅仅是一场炫酷的科技演示。
图 | SkyWater Technology Foundry
SkyWater 公司的设备主要用于处理 200 毫米的晶圆，并采用 90 纳米的工艺技术制造芯片。这项工艺在 2004 年还算的上是 200 毫米晶圆加工的尖端技术，但大型公司早在 15 年前就开始放弃这种技术了。然而，DARPA 为什么要对这样一个“过气的”制造厂投入如此多的资金呢？
听了该公司总裁 Thomas Sonderman 的观点，你就会觉得虽然这似乎不是最好的选择，但这可能是唯一的选择。
因为它（指 90 纳米工艺）是一个非常可靠的工艺，并且广泛用于生产小批量芯片。“政府的许多工作是围绕 90 纳米工艺完成的，”Sonderman 说。“因此，开发一种能够进化到更高性能，但仍然遵循 90 纳米工艺的技术是非常重要的。”
据 Sonderman 透露，除此之外，处于当前大国技术竞争的背景之下，DARPA 也希望将该技术能留在美国本土，而 SkyWater 是目前国内唯一一家美国独资的专营晶圆代工厂。如果 DARPA 选择在像桑迪亚（Sandia）这样的国家实验室开发该技术，成果可能会依赖于不寻常的设备和专业技术。此外，如果要用于防御应用之外的商业用途，则仍需要移植到其他商业制造厂。Sonderman 称，“在同一家工厂开发这种技术，你就可以开足马力生产出更多的产品”。
除此之外，并非每个工厂都愿意使用非标准材料如碳纳米管等，因为如果处理不当，很可能会污染其他客户的产品。
Sonderman 解释道：“当你想要引进一些材料如超导材料的时候，就需要制定一整套的协议，并且将其放在 CMOS 流程的同一条生产线上。我们不仅制定了这些协议，并且我们在这方面有大约 10 年的经验。我认为这是我们真正的优势之一，这也是外界很难与 SkyWater 竞争的原因。”
在接下来的三年里，麻省理工学院的 Shulaker 团队将专注于开发可量产的制造工艺，斯坦福团队将开发设计工具，以帮助工程师充分利用 CMOS、CNT 晶体管和 RRAM 层叠所提供的增强性能。而 Skywater 公司将致力于在其工厂开发并测试一套高产的“工艺流程”。
Sonderman 说：“美国政府对于建立一个不仅能在实验室工作，并且可以供传统的工厂模型使用的工艺流程十分感兴趣。因为这意味着你不仅拥有技术，还能创建一个供客户使用的工艺流程。”
对于 SkyWater 以及其他小型制造厂来说，能够在不需要高价置换先进技术的前提下就提高最终性能，这将是一个巨大的胜利。几十年来，摩尔定律的发展已经开始展露疲态，半导体行业不断缩小的特征尺寸已经变得过于昂贵。Sonderma 称，最新的基于极紫外光刻技术的工艺动辄需要数十亿美元的投资，而维持这些产品生存的产量，对于服务小型互联网用户并无益处。如果未来一切按计划进行，将标准重新设回 90 纳米，那么我们就能持续扩大生产规模。
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