一、电气工程专业介绍
Electrical Engineering 电气工程专业,简称EE,是现在科技领域中的核心学科之一。一般来说, 该学科主要研究那些依靠电来运行的装备和系统(如无线电话,大型发电机等)的设计,制作和操作。EE是一门交叉学科,从电路集成,电力,电磁学,再到信号处理,智能控制都可能学到。学科还会与计算机科学等专业产生关联。相比起CS,EE偏硬件。EE的课程和研究方向根据学校的不同而有很大的差异,不同学校有不一样的研究主题。
在称呼上, 有些学校会称它为Electrical an Computer Engineer(ECE),例如,卡耐基梅隆大学( CMU )、康奈尔大学,有些学校会称为Electrical an System Engineering(ESE),例如,UPenn的PhD专业名称为ESE,硕士专业名为EE电气工程。
EE一直是美国大学申请中较受关注的热门专业,每年申请EE专业的国际生也不在少数。美国大学开设EE专业的学校相当多。迄今为止,在美国前100的大学中,共有83所院校开设了EE的硕士学位,可以说基本所有学校都有。少数以文商类专业为主的学校没有该专业,或者只有本科学士学位。
二、专业分支
不同于国内的专业分类,美国的EE是一个包含了相当多分支的学科,只要与电子、电气、电路、光学等有关的专业几乎都可以在EE中找到合适的方向。EE的专业分支通常包括通信、网络、信号和图像处理、计算机科学与工程 、大规模集成电路、系统与控制、电子能源系统、光子学与光学、电磁学、计算机结构、嵌入式软件、微机电系统。还有一些比较少见或属于交叉学科的学科,数据科学与系统、电子生物、人工智能等。其中申请通信网络、计算机工程、集成电路与系统控制这几个方向相关的人数最多。
三、研究方向、录取要求与就业前景
►通讯与网络:目前当下热门的学科方向之一,主要课程包括无线网络与光网络,移动网络,量子与光通讯,信息理论,网络安全,网络协议与体系结构,交互式通讯, INTERNET运行性能建模与分析,分布式高速缓存系统,开放式可编程网络,路由算法,多点传送协议,网络电话学,带宽高效调制与编码系统,网络中的差错控制理论及应用,多维信息与通讯理论,快速传送连接,服务质量评价,网络仿真工具,网络分析,神经网络;信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的信息网络化问题,包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本专业方向与信号处理,计算机,控制与光学等广泛交叉。
该专业竞争异常激烈,申请者除了要在 GPA 、GRE和托福(T高于580,G高于1100, GPA高于3.0可以说是申请TOP100学校的基本录取硬件条件) 上有竞争力外,还需要有相关的研究背景和实力。此方向与信号处理,计算机,控制与光学等广泛交叉,适合有以上相关背景的人申请。该方向未来就业前景包括电信通信部门、电信通信设备制造业等
►计算机科学与工程:涉及领域较宽广,包括计算机图形学,计算机视觉技术,口语系统,医学机器人,医学视觉,移动机器人学,应用人工智能,有生物灵感的机器人及其模型。医疗决策系统,计算机辅助自动化,计算机体系结构,网络与移动系统,并行与分布式操作系统,编程方法学,可编程系统研究,超级计算技术,复杂性理论,计算与生物学,密码学与信息安全,分布式系统理论,先进网络体系结构,并行编辑器与运行时间系统;并行输入输出与磁盘结构,并行系统、分布式数据库和交易系统,在线分析处理与数据开采中的性能分析。
该专业与 CS 广泛交叉,很多在国内学习计算机的学生也竞相申请,此方向偏向于机器人, AI ,以及密码学与信息安全方面。但很多专业对国际生人数有限制,申请前应与研究生导师先沟通。
►信号处理:信号处理技术是现代电子电气工程的基础。包括声音与语言信号处理,图像与视频信号处理,生物医学成像与可视化,成像阵列与阵列信号处理,自适应与随时间变化的信号处理,信号处理理论,大规模集成电路体系结构,实时软件,统计信号处理,非线性信号处理与非线性系统标识,滤波器库与小波变换理论,无序信号处理,分形与形态信号处理。
该方向中各个分支都具有很强的应用性,因此就业前景比较广泛,可以在制造业,航空航天业,医学界,以及军事领域等各界发展。该方向申请难度一般,但对对于申请者的研究和实践经历比较看中,取得AD的比较多,拿到RA/TA Fellow 的中国学生很少,主要要求有一定从业基础以及应用实践经验,中国学生申请这个方向的学生比较缺乏经验因此获取奖学金的机会也不多
►系统控制:系统控制包括鲁棒与最优控制,鲁棒多变量控制系统,大规模动态系统,多变量系统的标识,制造系统,最小最大控制与动态游戏,用于控制与信号处理的自适应系统,随机系统,线性与非线性评估的设计,随机与自适应控制等等。
该专业偏理论方向的研究,相对比较枯燥乏味,申请者相对较少,竞争相对不是很激烈。
►电子学与集成电路:本领域包括微电子学与微机械学,纳电子学,超导电路,电路仿真与装置建模,集成电路设计,大规模集成电路中的信号处理,易于制造的集成电路设计,集成电路设计方法学,A/D与D/A转换器,数字与模拟电路,数字无线系统,RF电路,高电子迁移三极管,雪崩光电管,声控电荷传输装置,封装技术,材料生长及其特征化。
该方向中各个分支都具有很强的应用性,因此就业前景比较广泛,可以在制造业,航空航天业,医学界,以及军事领域等各界发展。该方向申请难度一般,但因为要求一定的实践经验,很少有学生拿到奖学金。
►光子学与光学:在美国大学,光子学与光学属于电气电子系的关键方向之一。本专业方向包括光电子学装置,超快电子学,非线性光学,微光子学,三维视觉,光通讯,软X光与远紫外线光学,光印刷学,光数据处理,光通讯,光计算,光数据存储,光系统设计与全息摄影,体全息摄影研究,复合光数字数据处理,图象处理与材料光学特性研究。
该方向与物理方向有交叉,很多物理专业的学生也竞相申请,竞争相对激烈。本科期间的方向是集成光学和光纤通讯器件以及信息与电子工程学系的非常适合申请。具有专业背景和扎实的数学功底很重要。
►电力技术:此方面主要包括电气材料学与半导体学,电力电子及装置,电机,电动车辆,电力系统动态及稳定性,电力系统经济性运行,实时控制,电能转换,高电压工程等。
取得AD的比较多,拿到RA/TA 的中国学生很少,主要要求有一定从业基础以及应用实践经验!
►电磁学:本方面包括卫星通讯,微波电子学,遥感,射电天文学,雷达天线,电磁波理论及应用,无线电与光系统,光学与量子电子学,短波激光,光信息处理,超导电子学,微波磁学,电磁场与生物媒介的相互作用,微波与毫米波电路,微波数字电路设计,用于地球遥感的卫星成像处理,子毫米波大气成像辐射线测定,矢量有限元,材料电气特性测量方法,金属零件缺陷定位。
比较枯燥的专业.相对其他的专业.这个专业的竞争不是那么激烈,但是同样的生源也比较少,所以这个专业如果想申请的话成功的机会还是挺高的.研究领域涉及到了MSE,physics等其他学科。和此方向相近的学科和方向包括光学、光电子学、半导体器件等。
►微结构:本方面包括卫星通讯,微波电子学,作为微电子学革命的发源学科,固体电子学技术现在又产生了另一个新的重要的技术领域--微机电系统Micro-Electro-Mechanical Systems MEMS。MEMS是一个极端多学科交叉的领域,对工程与科学领域有重大影响,尤其是电气工程,机械工程,生物工程等等。最近的研究表明微加工为推动化学工程、材料工程、生物学、物理化学的前沿发展提供了强大的工具。MEMS的最基础方面是微制备技术的加工知识,制造微小结构的方法。
经典的分支方向,也是比较容易找工作的专业.现在也比较缺这方面的人才.所以很正常的这个专业的竞争已经日益激烈了.但是毕竟还是有胜出者的.那些成功的人基本上都有相关的研究背景和比较高的G/T,GPA也很重要.
►材料与装置:电气电子材料及其装置是美欧大学电气学科中的重要学科方向之一。这一学科包括光电子装置仿真,纳结构电子学,半导体与微电子学,磁性材料、介电材料与光材料及其装置,固态物理及其应用,小型机械结构及其激励器,微机械与纳机械装置 (Micromechanical an Nanomechanical Devices),物理、化学和生物传感器,装置物理学及其特征化,设备建模与仿真,纳制备与新装置,微细加工,超导电子学。
这个专业可以说是材料工程的相关专业,所以这两个是可以相互转换的。也就是说对于那些学材料的人来说有了更多的选择。这个专业相对来说FUNDS还是比较多的。所以申请奖学金的机会比较多。增强你的研究经历更有机会。
►生物工程:生物、生命科学是21世纪的最活跃学科之一,利用电气电子技术进行生物生命研究是美欧大学电气学科的特点之一。本方面包括生物仪器,生物传感器,计算神经网络,生物医学超声学,微机电系统,神经系统中信号的传递与编码,高能粒子与生命物质的相互作用,高能粒子束与高能X光在治疗肿瘤中的临床应用,医学成像,生物图象处理,磁共振成像,发射型计算机断层摄影术(PET和SPET),超声成像,超声成像的三维重建,心脏成像的特征提取, PET/SPET成像中衰减校正,神经微电子界面,血管内的成像,聋瞎病人感官辅助系统,盲人阅读机,自动语言识别等。
生物、生命科学是21世纪的最活跃学科之一,利用电气电子技术进行生物生命研究是美欧大学电气学科的特点,所以此方向同时要求申请者具有一定的生物和医学背景,申请的人不是很多,相对教冷,但前景非常好。
美国电气工程专业研究生专业细分专业非常多,且比较系统,所以对于申请者的要求也是各不相同,申请美国电气工程专业的学生务必要先确定好自己的专业方向。