美國電子工程EE專業分析

EE（Electrical Engineering），國內本科為電子工程，信息工程，通信工程，電氣工程，測控等專業申請美國研究生的對口專業為EE，EE算是除CS之外的第二大工科專業，2009年加入留學行業以來，可能是因為自己是EE科班畢業出身吧，接了很多美國高端EE和CS案子,也算有點心得，今天給大家分享一些美國EE細分方向、申請案例、典型院校的情況。

主要內容：

1. EE概述（電氣工程、電腦工程、電子工程研究什麼）？

2. 美國電子工程EE 15個細分研究方向有哪些？

3. 美國電子工程EE研究生項目招生情況概述

4. 美國電子工程EE重點院校分析

一、EE概述，電氣工程、電腦工程、電子工程研究什麼？

我們常講的EE一般設立在工程學院下。首先要明確Electrical Engineering與Electronic Engineering，Computer Engineering的關係。

電氣工程：Electrical engineering is a field of engineering that generally deals with the study and application of electricity, electronics and electromagnetism. It now covers a range of subtopics including power, electronics, control systems, signal processing and telecommunications.

電子工程：Electronics engineering, also referred to as electronic engineering， is an engineering discipline which uses the scientific knowledge of the behavior and effects of electrons to develop components, devices, systems, or equipment (as in electron tubes, transistors, integrated circuits, and printed circuit boards) that uses electricity as part of its driving force. Both terms denote a broad engineering field that encompasses many subfields including those that deal with power, instrumentation engineering, telecommunications, semiconductor，circuit design, and many others.

電腦工程：Computer engineering is a discipline that combines both electrical engineering and computer science。Computer engineers usually have training in electronic engineering, software design and hardware-software integration instead of only software engineering or electronic engineering. Computer engineers are involved in many aspects of computing, from the design of individual microprocessors, personal computers, and supercomputers, to circuit design. This field of engineering not only focuses on how computer systems themselves work, but also how they integrate into the larger picture.

（From Wiki）

可以看出，電子工程和電氣工程都是通過利用電學知識，電力電能等，去develop不同的電子設備，系統，電子裝置等，從而解決日常生活中有關電力的問題。由於現代世界中電力、電子設備、電能等的普及，EE在日常生活中的應用領域也十分廣。

電氣工程的應用包括電能，電力傳輸，控制系統等。電子工程則是包括電力，半導體，電路設計，電子通訊，電路板，電信溝通等內容。一般在美國之外的學界認為，電氣工程（Electrical Engineering）更多地包括大型的電氣設備的運用，例如電力傳送，動力控制設備等。而電子工程（Electronic Engineering）則是處理相對小規模的電子設備的應用問題，例如是計算機設備，集成電路等。相應地，電氣工程一般是研究用電力傳送能量，而電子工程則是用電力去傳輸信號。而隨著power electronics（功率電子學）的發展，兩個概念的區分變得模糊了。

但是在美國的學界，Electrical engineering是涵蓋了所有與電學相關的discipline的，所以Electrical Engineering包括了Electronic Engineering在內。

而電腦工程Computer Engineering則是涉及大量EE知識和部分CS知識的學科。電腦工程師會學到電子工程，軟體設計和硬體/軟體結合的內容，工作領域包括電路設計，計算機設計，軟體編寫等等。一般情況下美國院校會將其歸在EE department下。例如UCSD就是把CE作為EE下的一個研究方向。另外，也有不少的學校設立ECE department，即Electrical & Computer Engineering。

另外，其實EE與CS在很多研究領域方面是比較互通的。以上已經探討過CS的研究方向及sample course，以下我們來看看EE，或者說ECE的研究方向。

二、美國電子工程EE 15個細分研究方向有哪些？

1.生物醫學方面

生物醫學設備，成像技術，基因組學基礎等內容。很多學校的EE課程都會涉及有關內容，例如JHU就有Computational Functional Genomics（實用性基因組學），Feedback Control in Biological Signaling Pathways（生物信號反饋控制），Magnetic Resonance in Medicine（藥學磁共鳴），Medical Microsystems（醫藥學微系統），Medical Image Analysis（醫藥圖像分析），Advanced Topics in MRI Research（核磁共振研究），Computer Integrated Surgery（電腦外科手術）等等。

跟CS一樣，EE在醫療領域的使用是十分廣的，且醫療屬於EE應用的高端行業。我們可以發現EE的這個方向與CS的這個方向有不少共通之處，例如：Computational Genomics是CS和EE都會修到的課程，而Computer Integrated Surgery則很明顯是與CS相關性極高的學科。如果對醫學方向有興趣或有相關醫學背景的EE學生可以選擇這一研究方向學習。

2.能源方面

包括太陽能細胞（solar cell），智能輸電系統，重物控制等內容，具體sample courses包括：Hybrid Systems（混合動力系統），Introduction to Robust Control（魯棒控制），Geometric Control Theory（幾何控制理論），Power Electronic Devices and Systems（動力電子設備和系統），Distribution Generation Technologies（能量產生與分配），Modern Electric Energy Systems（現代電氣能量系統）等。

這是在傳統EE或者說電氣工程中比較重要的方向，涉及內容是能量傳輸，能量轉換等large scale內容。除此之外還有機械結構分析，動力控制等與力學，機械原理相關的內容。

3.環境及遠程感應

研究感應器網路，雷達系統等內容，其實就是信號和感應系統等在大範圍的應用。具體課程：radar system analysis and design，digital satellite communication，Navigational Aids and Position Location等。

4.電子成像

研究的是電腦圖像，graphics，photography，人機互動等內容。具體課程有：Image Reconstruction and Restoration（圖像重組與復原），Computer Vision（計算機圖像），Interactive Computer Graphics（互動計算機繪圖），Medical Imaging Systems（醫藥圖像系統）等。

圖像輸出和信號輸出，圖像處理和信號處理的原理是基本相通的，可見這個方向是電子工程里的內容，而也與CS里的Graphic相通。這個方向是CS/EE裡面比較互通的方向之一，但是在EE中這一方向並不特別突出，因此突出這一方向的文書可能用於申請CS會比較合理。若要用於申請EE，文書中可以突出信號與圖像轉換，轉化等內容。

5.網路程序，數據管理，security/privacy

課程與CS裡面的Network類課程也是互通的。具體包括：Principles of Network Systems（網路系統），Network and computer security（網路電腦保密），Wireless Communications theory & systems（無線溝通理論，無線溝通系統），Graphs and Network Flows（圖像和網路流？）等等。這個方向在EE裡面的課程其實也比較少，不算是EE裡面的一個大concentration，但也可以在網路中的信號傳輸方面為學生做一些包裝。

6.系統軟體

研究操作軟體，執行器，系統語言等，如CS中的此類研究同出一轍。這也是一個偏向Electronic engineering的研究方向，具體課程包括object oriented software development，system language processing等等。CS研究的是用電腦將這些東西表現出來應用於實際，而EE則是研究更加內在的，信息、信號傳播的東西。當然二者還是基本互通的。

7.系統軟體

研究內容是嵌入式系統，系統結構，超大規模集成電路等。具體課程包括：Advanced Computer Architecture，Parallel & Distributed Computer Arch，VLSI Systems Design，Advanced Electronics Design Lab，Computer-Aided System Design等。這個EE的方向與CS裡面的系統研究方向聯繫甚密。就拿embedded system來說，其實嵌入式系統就是「將先進的計算機技術、半導體技術以及電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物」，很顯然就是高度結合cs/ee的一個研究方向。

8.網路系統與科學

EE里的Network更多的是偏重網路里的信息傳播與溝通方向，包括了新型Internet，無線網路等內容。具體課程包括：Principles of Network Systems，Communication Networks，wireless network等。學的東西很多與CS的Network方面都是相通的，但EE會更注重網路內信號處理，通信等內容。

9.通信系統

無線，光學，有線等一切可以傳遞信息的系統，介質等的研究都可以歸納在這個方向，這個方向是Electronic Engineering下的內容，主要研究比較微觀的信號處理，信息傳播等。UCSD在這一方向下的課程就包括Random Processes ，Information Theory，Digital Communication，等等。JHU還有Optical Communications，Free-Space Optical Communications等。

10.信息理論與解譯（圖像與數據壓縮，降噪）

與通信系統方向區別主要在對coding的運用比較多。Stanford把這兩個方向獨立開來，但UCSD則沒有作區分。課程包括Detection Theory， Speech Compression & Recognition，Algebraic Coding, Trellis-Coded Modulation, Advanced Coding and Modulation for Digital Communications等等。

11.控制，系統學習與系統優化

說白了就是近似於CS的人工智慧內容。EE是通過信號傳播的方式對設備進行控制，具體課程除了Digital Signal Processing，Information Theory，Stochastic Processes in Dynamic Systems等focus在信息，信號處理的內容外，還包括Control and Systems 的一些seminar，和CS裡面的 Artificial Intelligence等內容。另外，像JHU還會提供Speech and Auditory Processing by Humans and Machines等綜合性內容的課程。

12.整合電路設計

具體研究的東西有微型機電系統，感應器，模擬，無線電頻率等。這是在EE中應用十分廣泛的一環，涉及如電子設備中的電路板，無線電的研究，各種形式的電路，sensor等。很多學校學的課程都是集中在各種電路系統，其中課程包括VLSI，CMOS Analog Integrated Circuits and Systems，Communication Circuit Design，Electronics Design，Microelectronic Circuits等等。

13.納米技術，量子科學與工程

納米技術與量子科學是近年才發展起來的EE裡面的研究學科，EE的研究日漸趨向微型化。大學作為研究前沿機構，當然會不斷引入這個類別的學科。相關課程包括quantum electronic，Fabrication and Microengineering，Nanoscale CMOS technologies，Non-silicon nanoelectronic devices and systems等。這個研究方向雖然細小，但是也應用在其他的EE領域上。例如nanostructure的半導體技術，電磁學，光學等等。這個研究方向新，發展迅速，前景好，而且外國的技術水平會比國內領先不少。

14.電子，光子與磁性設備

Electronic, Photonic and Magnetic Devices，是EE中的電子工程應用方向，主要是應用於溝通，信號傳播，控制等。主要研究的包括electronic Microsystems，optic & photonic，Magnetic waves & radiation等等。由於這些都是比較抽象和不可見的東西，因此也涉及到物理學中的內容，solid state physics也是很多ee學生需要學到的東西。

15.波段與波形

和電子、光子、電磁學方向有聯繫，也需要學物理，等離子內容等。像UCSD的這個方向就有Plasma Physics課。Nonlinear Waves and Interactions in Optics and Electrodynamics，Electromagnetic Waves and Radiating Systems等課程都是這個方向會學到的東西，另外還可能包括filtering & smoothing，speech extraction等內容都與此方向有一定相關性。

三、EE美國研究生項目招生情況概述

EE專業的申請上， 過往學生普遍少出現大範圍錄取的情況，很多學生都是拿一兩個EE學校錄取。

Liao H. 南航電氣工程與自動化申EE，GPA 3.0+IBT90+GRE1200，拿到USC與NYU Poly錄取。

Hao Y.F. 浙江大學城市學院EE，GPA 3.0+IBT95+GRE1140，拿到Pittsburgh和Northeastern錄取。

Du. Y. 浙江大學EE專業，GPA 3.3+IBT90+GRE1340，拿到Ohio State U錄取，還申了UCSD, U PENN, DUKE, JHU, Maryland, Pittsburgh但全軍覆沒

Luo C. 華農EE申EE，GPA 3.0+IBT 98+GRE 1370，條件較好，拿到WPI，U Penn，USC，BU錄取（另加HKUST和HK POLY）。

總結EE錄取情況，少存在多間美國top學校同時錄取一個學生的情況，估計應該是由於EE方向較多，每個學校看重的，或者優勢方向分別大。因為美國EE結合了電子工程和電氣工程，涵蓋了電學中宏觀和微觀的應用，而且領域十分廣泛，即使EE牛校也未必敢說自己在每個方向都領先。學生的背景包裝或文書肯定都有固定方向，從而某程度上在與各學校的契合度方面打折扣。但值得注意的是，即使3.0 GPA，90+的IBT和1100+的GRE都起碼能進入TOP 50級別的高校，所以說名校對EE的錄取條件也不算高。

針對CS/EE的申請，如果說3.0的GPA加上1100+/90+的GT，都有希望拿到至少是Top 50級別學校的錄取（CS還可能爭取到更靠前，至少在專業排名上），應該說 的大部分學生都是可以滿足的。

三、美國電子工程EE重點學校剖析

U Penn

U Penn的Electrical & System Engineering department總共有3個學位program：MSE EE，MSE System Engineering和MSE Telecommunications & Networking。總的來說U PENN的這三個學位學的東西偏「硬」。

· MSE EE強調數學能力與EE背景，表示可以讓學生根據自己的興趣與目標選擇所修課程。學習領域包括：Electromagnetics and Photonics，VLSI ，MEMS & Nanotechnology，system & control和communication & signal processing，基本屬於electronic engineering。

MSE System Engineering：感測系統，混合系統（Hybrid system）這些都是EE與system engineering交叉的一些方向。System engineering的學習方向有： signal processing, optimization, simulation, control and cybernetics，complex adaptive systems, stochastic processes and decision sciences。項目強調電腦運用背景與數學背景。

Required core courses有如下，學生更可選修多個department，包括Wharton的electives：

· Introduction to Probability and Statistics

· Economic Systems Analysis

· Simulation Modeling and Analysis

· Introduction to Optimization Theory

MSE Telecommunication & Networking：結合CIS，EE與Wharton弄出來的一個方向，類似Computer Engineering，但又只focus在電信，網路方向。項目旨在培養今後在telecommunications & networking方向的人才，leader。也可以選修Wharton的課程，但估計是統計學，因為此項目需要學到Stochastic Processes in Queuing Systems（排隊系統中的隨機過程）。其他則沒有更詳細資料了。

U PENN的EE錄取要求不詳，估計也是100 IBT 1350 GRE 3.3 GPA左右。學生應根據本科的學習情況選擇這幾個不同方向。

學校網站說明了項目畢業生的優勢，指市場對此類人才需求每年高速增長，而且信息技術在business，people，society方面都能發揮所長。

U of Florida

佛羅里達大學的EE Master有MEng和MS兩種。學生需滿足一定條件（畢業於美國工程技術評審委員會認證的大學或有同等qualification）才能申請MEng，否則只能申MS項目。其中兩個項目都有得選擇thesis或non-thesis。學校entry requirements應該算moderate，要求GRE最低分1200，aw3.5，gpa3.0以上，ibt80分或雅思6分以上。這些要求應該是一個typical的理工科學生能夠基本滿足的。

申請此學校的時候需要注意佛大的課程設置，UFL的課程以electronic engineering為主，相對比較少涉及電氣工程的內容。另外學校比較有特色的是internships program。貌似學校對internship比較高要求，學生需要修夠一定學分，gpa達到3.0以上，並完成前期培訓（針對國際學生），才可以申請實習。而且學校明確某些實習職位，如數據錄入，低級技術員，秘書等工作是不能做的。除了反映出學校對實習和對學生的要求高之外，也說明學校提供的實習幫助是比較高質量的，不會敷衍了事。佛羅里達大學的地理優勢不算特別明顯，並非靠近五大湖區，但學費生活費也會相對便宜。學校給出的數據是研究生學費+生活費不到2.5w美元/年。綜合排名top50，專業排名top30，較理想的排名情況也使佛大成為EE學生的一個理想選校。

JHU

JHU排名佳（綜合14），口碑好，專業強（專業17），而且課程設置十分出色。但此學校錄取條件也十分高，GPA 3.3+，IBT 100+，GRE 520+700+5.0（這個5.0比較誇張，相信如果申master的話不需這個要求。）

Master學位設置分3種學位：general的EE Master，MSE（Master of Science in Engineering） Communications和MSE Photonic & Optoelectronics。其中後兩個專業性更加強，適合本科有該方向教充實背景的申請人嘗試申請。JHU的課程很多樣化，EE的各個方向都有。基礎課程包括solid state physics，數據統計學，魯棒控制，線性系統理論等，以求給予學生一個紮實的基礎。另外各個細分方向的課程都十分多，具體見：http://www.ece-jhu.org/index.php/graduate/content/graduate_course_descriptions

而結合了JHU醫科的優良傳統，有很多EE結合medical science知識的課程，如醫藥圖像處理，生物學系統建模分析，磁共振等等。一些在國內醫科大學讀EE，而且條件較好的學生申請JHU的話是十分match的。也需要注意的是JHU課程學的相對比較偏硬，少有programming之類的軟東西學，日後就業可能會稍稍吃虧。

USC

重提這個學校，此校的工程系據說是AD狂，但項目經理的說法是也不太容易申請。此校AD狂由來是本身工程系比較大，於是招的人比較多，而大多數是中國人和印度人（多數美國工程系都是此情況）。

USC的EE覆蓋面比較廣，學位有多個方向選擇，學生enroll時可以選擇EE General，computer engineering，VLSI design，computer network，multimedia & creative technologies等等，內部學生反映一般的中國學生都會選擇EE general方向，而且在USC轉方向比較容易，多數學生選general只是希望選課自由度大點。這某程度上給了我們一些可操作的辦法和空間。學生如果有某方向很強的專業性和背景，不妨申請該相關方向，進去後再調劑。USC的EE課程有部分是比較偏理論化的，例如computer system architecture和control方向，學的課程比較少而且偏理論化，簡單化，例如學概論，linear system theory，basic AI等等。其中最水的一個方嚮應該是電力系統方向，學的課十分少，學校建議學生選兩三門其他的選修課，算叫做打發學生了。如果要去USC學電氣工程的學生可能比較失望。USC的強項是通信類，電路設計等方向，課程設置較好，學生能夠修的課也多。

Admission方面，要注意的是語言情況。如果IBT不滿100分，學生會被要求上幾個學分的語言課程。USC錄取的硬條件估計大概是GPA 3.0+，IBT 90左右，GRE 1200左右。USC的學生畢業後相對好找工作，因附近的矽谷，San Diego和Irvine都比較多EE工業。但USC由於設置都為taught program，課程應用性遠比學術性強，不適合很崇尚學術研究的學生。

UT-Austin

稍稍提下這個學校，被譽為EE性價比最高的學校。學校EE排名top 10，綜合47，EE設置為Taught+Research，分11個academic track，其中每個track下面又有不同的research area，例如Electromagnetics & Acoustics下面就有雷達研究，橋樑檢測，電磁現象分析等數個研究方向。少有地，UT-Austin的EE是有導師帶著學生做研究項目的。相比起其他學校只上課，無疑UT-Austin的課程會實際好多，學生也可多和教授們接觸。說是性價比高，除了課程含金量大，綜合/專業排名高外，學校的學費也十分便宜。學費大概6k美金一個學期，residential fee是加州的1/3，而且有不少TA, RA機會可以讓學生申請。另外就業幫助方面，學校有engineering career assistance center幫助學生找實習，而且會定時發布當地local的一些就業信息，不過由於TEXAS相對偏僻，似乎學生如果想target其他發達地區的job opportunity還需自己多多努力。好在UT-Austin學校牌子不錯，而且Texas工業也較發達，此校也不失為一個十分好的選擇。

UTD

UTD的前身是德州儀器研究中心，Texas Instruments是全球領先的半導體公司（TI官網介紹：德州儀器 (TI) 是全球領先的模擬及數字半導體 IC 設計製造公司。除了提供模擬技術、數字信號處理 (DSP)?和微處理器 (MCU) 半導體以外,TI還設計製造用於模擬和數字嵌入及應用處理的半導體解決方案）。而UTD就是TI的廠房改建過來的，因此UTD在研究EE方面實力不容置疑。UTD的EE方向很綜合，在 digital systems, telecommunications and microelectronics方向比較突出。通過論壇觀察，此校是不少中國學生的保底學校，entry requirements中，我認為gre分數應該有不少水分（gpa 3.0，gre 500+700+4，ibt 80），有這樣的分數未必需要申請UTD這個學校了。另外UTD還有專門的computer engineering和telecommunication engineering學位，其中第二個適合國內讀通訊工程的申請人。學校對internships比較照顧，有專門的部門處理企業和學生對internships的需求。

UTD internships時薪薪酬的統計數據

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