當(dāng)前，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但在半導(dǎo)體設(shè)備、芯片設(shè)計(jì)軟件等領(lǐng)域仍面臨痛點(diǎn)，集成電路人才在供給質(zhì)與量上均顯不足。集成電路產(chǎn)業(yè)遭遇人才之渴，如何培養(yǎng)市場(chǎng)所需的芯片人才？

美國(guó)工程院院士、未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)科學(xué)委員會(huì)2021輪值主席張懋中在今年的未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)新聞發(fā)布會(huì)期間接受澎湃新聞（www.usamodel.cn）采訪(fǎng)時(shí)表示，今天研究型大學(xué)很重要的價(jià)值在于“發(fā)明未來(lái)”，而不是救產(chǎn)業(yè)燃眉之急。

“如果你已經(jīng)知道這是一個(gè)急需的市場(chǎng)，它已經(jīng)搞得風(fēng)風(fēng)烈烈、又熱又鬧了，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該想想怎么走在前面。如果大家都做3nm、2nm，你再去追趕3nm、2nm，等你趕到的時(shí)候它可能已經(jīng)是1nm以下了。”大學(xué)要做什么？他認(rèn)為，大學(xué)要往前走，替產(chǎn)業(yè)界穿隧架橋，先探尋與打通關(guān)節(jié)，尋找正確的方向和出路，甚至不可避免地在前面先嘗試失敗，以淬煉其創(chuàng)造力。

張懋中也是新竹交通大學(xué)的第11任校長(zhǎng)。2019年從校長(zhǎng)位置上退休后，張懋中回到洛杉磯加州大學(xué)任教。

“我們要培養(yǎng)一個(gè)年輕人對(duì)科學(xué)追求的興趣，教育他不只能夠解決問(wèn)題，他還得能定義問(wèn)題。定義和解決問(wèn)題，是能夠發(fā)明未來(lái)的關(guān)鍵。”張懋中說(shuō)，愛(ài)因斯坦規(guī)范了物理學(xué)的未來(lái)，喬布斯界定了移動(dòng)通訊和消費(fèi)市場(chǎng)的未來(lái)，那些獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家也在各自領(lǐng)域發(fā)明未來(lái)。中國(guó)能夠定義和發(fā)明未來(lái)的人才在哪里、怎樣培養(yǎng)這樣的人才，這是教育上最值得下功夫來(lái)思考的一個(gè)問(wèn)題。“回到我們?yōu)槭裁匆鑫磥?lái)科學(xué)大獎(jiǎng)這個(gè)話(huà)題，”張懋中說(shuō)，這一中國(guó)首個(gè)世界級(jí)民間科學(xué)大獎(jiǎng)“就是要鼓勵(lì)真正能夠做獨(dú)立性、最前瞻、最能影響人類(lèi)的未來(lái)科研”。

無(wú)論是產(chǎn)業(yè)還是科研，張懋中都強(qiáng)調(diào)不能跟風(fēng)，避免去熱鬧的領(lǐng)域，因?yàn)椤澳抢锩婺苷业浇疸@的機(jī)會(huì)并不大”，“人太多了，好東西早就已經(jīng)掘拾光了。”

就像荷蘭ASML公司能在光刻機(jī)領(lǐng)域脫穎而出，原因之一就是另辟蹊徑。而今天熱鬧的AI領(lǐng)域，他認(rèn)為要“軟硬兼施”，既要有算法支持，也要有芯片發(fā)展。AI芯片能否“可重構(gòu)”架構(gòu)，減少能耗的同時(shí)又能接受各種不同算法，就像“孫悟空七十二變”。這其中的挑戰(zhàn)很大，但還是不能跟風(fēng)，光是模仿，即使比人家付出更多努力或做得更好，但還是脫不了既存的窠臼，也不能造就“典范轉(zhuǎn)移”。

AI芯片架構(gòu)要像“孫悟空七十二變”，半導(dǎo)體發(fā)展不能跟風(fēng)

未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)科學(xué)委員會(huì)2021輪值主席張懋中是美國(guó)工程院院士、洛杉磯加州大學(xué)勝華杰出講座教授，也是新竹交通大學(xué)的第11任校長(zhǎng)。

他對(duì)高速半導(dǎo)體元件和高頻無(wú)線(xiàn)及混合信號(hào)電路在通信、雷達(dá)、聯(lián)結(jié)、影像等系統(tǒng)的研究卓著。其團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的砷化鎵功率放大器制成的手機(jī)信號(hào)發(fā)射器在過(guò)去20年全球量產(chǎn)已超過(guò)500億臺(tái)，為移動(dòng)通訊產(chǎn)業(yè)界及學(xué)術(shù)界帶來(lái)開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

張懋中曾表示，AI的發(fā)展應(yīng)該是軟硬兼施，既要有算法支持，同時(shí)也要有芯片發(fā)展。

近年來(lái)，AI的發(fā)展、豐富的應(yīng)用場(chǎng)景等帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)一批初創(chuàng)企業(yè)布局AI芯片。所謂“軟硬兼施”，張懋中對(duì)澎湃新聞（www.usamodel.cn）表示，最終還是要用“可重構(gòu)”的方法，減少能耗，覆蓋不同應(yīng)用。

“能不能用可重構(gòu)的架構(gòu)配置，既省電，但又能接受各種不同的算法，比如能以單一且低功耗芯片就能適時(shí)選擇運(yùn)作CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、RNN（循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）或者ANN （人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）。”張懋中說(shuō)，這就像孫悟空七十二變一樣，該用哪一變就用哪一變。

但其中的挑戰(zhàn)很大，很重要的一件事是不能跟風(fēng)，“光是模仿，比人家付出更多努力或做得更好，但基本上還是采用既有的架構(gòu)，絕不可能造就 ‘典范轉(zhuǎn)移’。”

張懋中以荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML公司為例，“20nm制程以下，全世界現(xiàn)在只有一家公司能做到，就是荷蘭的ASML。”ASML能在光刻機(jī)領(lǐng)域脫穎而出，原因之一是能擇善固執(zhí)，千山獨(dú)行，有始有終。

光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，它采用類(lèi)似照片沖印的技術(shù)，把母版上的精細(xì)圖形通過(guò)曝光轉(zhuǎn)移至硅片上。光刻機(jī)包括DUV（高紫外光）光刻機(jī)和EUV（極紫外光）光刻機(jī)等多種類(lèi)型，DUV覆蓋7nm及以上制程需求，隨著先進(jìn)制程向5nm及以下進(jìn)化，EUV成了剛需。

“當(dāng)別的公司都在繼續(xù)改進(jìn)它們所謂的傳統(tǒng)光源來(lái)做光刻時(shí)，ASML想到最終要解決問(wèn)題還是要進(jìn)入DUV和 EUV范圍的光源。它花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)做這件事，當(dāng)時(shí)沒(méi)有其他公司跟進(jìn)，都認(rèn)為不可能或者投資太大而不愿意做。等到它一做出來(lái)以后，其他公司已經(jīng)太遲了，包括日本幾家著名的光學(xué)公司全部都給關(guān)了。”張懋中表示，這是一件殘忍的事，實(shí)際上做決定時(shí)的方向，也就是在所謂的“定義未來(lái)”之時(shí)的方向，已經(jīng)決定是能生存還是被淘汰。

ASML的成功在全球范圍內(nèi)是否可以成功復(fù)制？張懋中認(rèn)為“永遠(yuǎn)都有更好的東西”，“我相信已經(jīng)有很多其他公司在發(fā)展更好的東西了，但是這段時(shí)間ASML是獨(dú)家。”

研究型大學(xué)的價(jià)值是“發(fā)明未來(lái)”而非“眼下救急”，學(xué)術(shù)界科研要避免去熱鬧領(lǐng)域

當(dāng)前，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但在半導(dǎo)體設(shè)備、芯片設(shè)計(jì)軟件等領(lǐng)域仍面臨痛點(diǎn)。而在集成電路產(chǎn)業(yè)人才方面，《中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(shū)（2019-2020年版）》顯示，我國(guó)集成電路人才在供給總量上仍顯不足，到2022年，芯片專(zhuān)業(yè)人才缺口預(yù)計(jì)超過(guò)20萬(wàn)人。

集成電路產(chǎn)業(yè)遭遇人才之渴，如何培養(yǎng)市場(chǎng)所需的芯片人才？張懋中對(duì)澎湃新聞（www.usamodel.cn）表示，“這就是困難的地方，如果你已經(jīng)知道這是一個(gè)急需的市場(chǎng)，它已經(jīng)搞得風(fēng)風(fēng)烈烈、又熱又鬧了，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該想想怎么走在前面。如果大家都做3nm、2nm，你再去追趕3nm、2nm，等你趕到的時(shí)候它可能已經(jīng)是1nm以下了。”

張懋中強(qiáng)調(diào)，所以今天，尤其是學(xué)術(shù)界，研究型大學(xué)很重要的價(jià)值在于“發(fā)明未來(lái)”，而不是救當(dāng)下之急。

“今天產(chǎn)業(yè)界遇到的眼前困難都是類(lèi)似救火性質(zhì)的，但不應(yīng)把大學(xué)做研究的精英充當(dāng)救火隊(duì)隊(duì)員，這是誤用。”他表示，產(chǎn)業(yè)界遇到的當(dāng)即問(wèn)題只能自行解決，不能也不應(yīng)仰賴(lài)大學(xué)，大學(xué)無(wú)法既“發(fā)明未來(lái)”又“拯救當(dāng)下”。

那么大學(xué)要做什么？“大學(xué)要往前走，替產(chǎn)業(yè)界穿隧架橋，在前期先探尋和打通關(guān)節(jié)，甚至不可避免地先嘗試失敗，以淬煉其創(chuàng)造力。”比如在光刻機(jī)領(lǐng)域千萬(wàn)不要停留在DUV/EUV，“DUV/EUV已經(jīng)給ASML做掉了，我們是不是應(yīng)該往往X射線(xiàn)、伽馬射線(xiàn)走？可以往前走的更短的波還有的是。”

“我們要培養(yǎng)一個(gè)年輕人對(duì)科學(xué)追求的興趣，教育他不只能夠解決問(wèn)題，他還得能定義問(wèn)題。定義和解決問(wèn)題，才是能發(fā)明未來(lái)的關(guān)鍵。”張懋中說(shuō)，愛(ài)因斯坦規(guī)范了物理學(xué)的未來(lái)，喬布斯界定了移動(dòng)通訊和消費(fèi)市場(chǎng)的未來(lái)，那些獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家也在各自領(lǐng)域發(fā)明未來(lái)。他們定義未來(lái)的方法不一樣，但都以自己的方法定義了未來(lái)，也發(fā)明了未來(lái)。

那么中國(guó)能夠定義和發(fā)明未來(lái)的人才在哪里？怎樣培養(yǎng)這樣的人才？張懋中表示，這是教育上最值得下功夫來(lái)思考的一個(gè)問(wèn)題。

2019年從新竹交通大學(xué)校長(zhǎng)的位置上退休后，張懋中回到洛杉磯加州大學(xué)任教。

談到對(duì)踏入科研的年輕人的建議，張懋中告訴澎湃新聞（www.usamodel.cn），年輕科研工作者要具備科研熱情、雄心、毅力，要耐得住寂寞，走自己的路，避免去熱鬧的研究領(lǐng)域，當(dāng)一個(gè)研究課題太熱鬧時(shí)，“那里面找到金鉆的機(jī)會(huì)并不大，因?yàn)槿颂嗔耍脰|西早就已經(jīng)掘拾光了。”

21世紀(jì)以來(lái)，日本幾乎平均一年誕生一名諾貝爾獎(jiǎng)得主。“仔細(xì)看看他們的研究，都不是走在主流道路上，多半是千山獨(dú)行。但最后證明，這些研究不管是對(duì)人類(lèi)基本知識(shí)的提升，還是對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，都有 ‘典范轉(zhuǎn)移’的巨大貢獻(xiàn)。”

能夠自信挺進(jìn)在未曾開(kāi)拓的路上，因此涌現(xiàn)出革命性的科研課題，“就如同好的寶貝在甕里終究是藏不住的，有一天它會(huì)令人驚羨地發(fā)光。”張懋中說(shuō)。