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集成人生路 宇耕大讲堂——访北京大学微纳电子学研究院首席科学家、中国科学院院士王阳元

2011-11-06黄雪霜

科学中国人 2011年16期
关键词:集成电路院士发展

本刊记者 黄雪霜 杨 洁

集成人生路 宇耕大讲堂
——访北京大学微纳电子学研究院首席科学家、中国科学院院士王阳元

本刊记者 黄雪霜 杨 洁

语文课上,王阳元交了一篇曾引起全班争鸣的作文,题目是《未来的科学家——宇耕在成长》。“宇耕”是王阳元给自己起的笔名,意思是“宇宙的耕耘者”,从此,在科学探索的梦想舞台上,他辛勤耕耘,乐此不疲。

燕园婆娑,博雅未名;

学问深处,朗朗书声;

星汉灿烂,若出其里;

日月之行,若出其中。

草长莺飞的季节,燕园深处,有那么一首套用曹操《步出夏门行》的名句来表明自己心志和对年轻一代学子成长与期望的诗歌,在未名湖畔上空回荡。诗的作者是我国微电子领域战略科学家、北京大学教授,北京大学微纳电子学研究院首席科学家、中国科学院院士王阳元。虽为科学家,但他的言谈举止里总能透出儒雅的气质,与北大深厚的文学底蕴交相呼应。

仰望北大百年历史星空,名师荟萃,星光灿烂,包罗万象。作为现代中国学术建立和发展的缩影,北大每个发展阶段,都吸纳和涌现出许多在学界领衔的著名学者,其中赫然写有王阳元院士的名字。这位大半生都在北大学习和工作的世纪老人,一生中有太多叫人敬佩的闪光点:

20世纪70年代,他主持研究成功我国第一块3种类型1024位MOS动态随机存储器,是我国硅栅N沟道MOS技术开拓者之一;

在1024位MOS DRAM研制基础上,从实践中他提出了两个重要的科学问题,并在80年代对此开展了系统的研究工作:

多晶硅薄膜物理和电学性质的研究。20世纪80年代,他提出了多晶硅薄膜“应力增强”氧化模型与应用方程,被国际同行认为“在微电子领域处理了一个对许多研究者都有重要意义的问题”。他还与韩汝琦教授合作研究了多晶硅薄膜掺杂浓度与迁移率的关系,解释了国际文献报导的看似相互矛盾的结果;发现了磷掺杂对硅固相外延速率增强效应以及CoSi2栅对器件抗辐照特性的改进作用;

MOS绝缘层物理研究。先与吉利久教授合作提出了新的可动离子输运过程分析及其测试方法;继则与谭长华、许铭真教授合作在国际上首次提出了MOS绝缘层三个基本物理参量的独立测试方法;

上世纪90年代,他在SOI/CMOS器件模型和电路模拟工作方面,主持提出了SOI器件浮体效应模型和通过改变器件参量来抑制浮体效应的工艺设计技术,扩充了SPICE模拟软件。在SOI/ CMOS新结构电路研究方面,开发了新的深亚微米器件模型和电路模拟方法,研究成功了多种新型器件和电路;与张利春教授、倪学文教授等一起提出了超高速多晶硅发射极晶体管的新器件与工艺模型,开发了成套的先进双极集成电路工艺技术,这对独立自主发展我国集成电路产业具有重要意义;

上世纪90年代后期,他开始研究微机电系统(MEMS),主持开发了三套具有自主知识产权的MEMS工艺,开发了多种新型MEMS器件并向产业转移,获得一批发明专利。

21世纪以来,他又致力于研究亚0.1μm纳米新结构器件和集成技术的研究开发;并着重产学研结合,注重我国纳米级的集成电路产业大生产关键技术的研究,以建设自主知识产权。

在1986~1993年期间,他领导研制成功了我国第一个大型集成化的ICCAD系统,使我国进入能自行开发大型ICCAD工具的先进国家行列;在研究集成电路发展规律基础上提出了我国集成电路产业和设计业的发展战略建议。为此,他曾于2001年2月根据国务院科教领导小组的安排,走进中南海直面国务院领导和各部委领导作《微电子科学技术和集成电路产业》的科技讲座。

为推动我国微电子产业的发展,作为发起人之一,他与国际集成电路业界的同事共同创建了中芯国际集成电路制造有限公司,成为我国集成电路制造业的领军公司,领导建成了我国第一条12英寸纳米级集成电路大生产线。

50余年来,王阳元共发表科研论文320多篇,出版著作8部,现有20项重大科技成果;获全国科学大会奖、国家发明奖、国家科技进步奖、光华科技基金一等奖等共21项国家级和部委级奖励,并获得北大首届蔡元培奖。

历大半世纪风雨砥砺,青丝变白发。近5年,王阳元将更多的精力转移到了国家发展及行业领域战略性思考及关注年轻一代的培育工作上,正如他所说:“只要人类社会存在,教育就是永恒的主题;只要人的生命存在,学习就是不竭的任务。”也许正是因为他多年对园丁这一职业的眷顾,才有了他将我们的采访当成是一次“讲堂”的特殊模式,在宽敞的办公室里,他将早已准备好的课件娓娓道来,以集成电路的科技与产业发展为主线,上至国家战略,下至国计民生,加之以耐心详尽地答疑解惑,给我们上了一堂深入却不乏生动的课。

国之讲堂 ——强国转变,路在何方?

基于国家经济发展和集成电路如何从消费大国走向产业强国的战略需求都有哪些?

如何抓住21世纪前30年微纳电子学科发展的机遇期?

微纳电子学科发展战略研究的基础性与战略性、规律性与前瞻性、创新性与实践性,凝聚性与开放性如何体现?

“开课”之初,王院士就引出了三大发人深省的战略性思考,而这三大思考也正是他近5年来,不断在思索的问题。

紧跟着王院士的讲述,我们首先进入到了我国从集成电路消费大国走向产业强国的美好愿景和要实现这一愿景我国所面临的尴尬困境里。

1987年,在中共召开的第十三次全国代表大会上,有一位中国建设“总设计师”邓小平,画下了中国到21世纪30年代至50年代中叶,基本达到中等发达国家水平的宏伟蓝图。时至今日,事实证明,邓小平这一构想的落实和实施,远远高出了预想的进度——

1978-2010年,我国GDP总量在32年间就增长了109倍。据初步预计:按2010-2020年增长率7%,2020-2030年5%左右,2030-2040年4%测算,2020年,中国人均GDP接近8000美元,将跨越中等收入陷阱;2030年,中国人均GDP将超过11000美元,开始进入发达国家行列;2040年,中国人均GDP接近20000美元,成为中等发达国家;2049年,中国GDP总量将超过美国,成为世界第一大经济体。

一面是令人欢欣鼓舞的飞速发展,而另一面却是令人堪忧的局面:

“未来几十年,世界上包括中国13亿人口在内的20亿至30亿人将逐步进入现代化行列,能源资源需求和生态环境压力将大幅上升,经济社会快速发展与地球有限承载能力的矛盾将日益尖锐。”2010年6月7日,胡锦涛在中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会上曾做过如此阐述。而这一矛盾不只在中国,同时也是全世界面临的一个共性问题。

工业社会的发展以能源为代价,换取了生产效率的提高和生活质量的改善,在社会生产力得到极大提高的同时,能源与环境及无法满足发展需要之间的矛盾迫使世界经济重组。产业转型时期,信息技术产业被推上了历史发展的舞台。信息已经成为继纺织,钢铁,电力、石化,汽车以后第五周期经济长波的驱动力,并焕发出更为强大的生命力和作用力。

王院士介绍,21世纪初,以集成电路为基础的信息产业发展速度约为纺织等传统产业的2倍。2004年,信息产业已经成为世界第一大产业;2007年,信息产业对全球GDP增长的贡献率达到7.2%。

值得一提的是,集成电路对节约能源有革命性贡献。为此,王院士举了个生动的例子加以说明:2006年,美国整个半导体技术的应用节约的电能源,约相当于9个三峡水电站的年总发电量!从这个例子可以映射出一个结论:在全世界各国经济纷纷转型的时期,谁抓住了信息和集成电路科学技术发展的历史机遇,谁就能尽快搭上转型成功的班车,进而驶向经济发展良性循环的春天。

但是,我国在这一结构转型时期,遭遇了来自本国集成电路发展现状的尴尬困境。有多尴尬?做个比较,可见一斑:我国集成电路市场规模世界第一,市场增速世界第一;集成电路在我国进口产品中位列第一!据《中国半导体产业发展状况报告》统计的数据显示:2010年,我国集成电路市场为7349.5亿元,本土集成电路企业销售额为1440亿元,仅占19.6%。因为缺乏自主知识产权的核心芯片,我国PC机中95%的部件都是境外制造的,一位知名电脑制造商因此感叹:“我们生产一台P C机的利润,就相当于卖掉一把大葱!”

由此可见,我国从集成电路消费大国向产业强国转变迫在眉睫!

“中国经济将向集约、内需拉动、低碳经济、技术进步、自主创新和环境友好型转变。而微纳电子将在转方式、调结构、重民生、促发展的过程中发挥重大作用。”王阳元院士强调了微纳电子、集成电路科学技术发展在国家转型中的地位和作用。

也正因有此意识,近5年来,王阳元院士所做的第一件事情就是关心国家怎么在经济转型的过程当中,由发展中国家跨入到中等发达国家的行列,这其中包含有我国怎样从集成电路消费大国转化为产业强国的思考。

那么,我国怎样才能从集成电路消费大国转变为产业强国呢?王院士给出了答案:把握微纳电子和集成电路科学技术发展的历史机遇,大力发展微纳电子与集成电路科学技术与产业!由此引出了“课堂”的第二部分内容。

科技讲堂 ——国图变成掌中本?集成芯片的科技产业路

技术篇

人类文明每一次重大进步都与科学技术的革命性突破密切相关。爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一次重大革命;波尔、狄拉克等著名物理学家建立的量子力学,为近代物理研究开辟了道路,与此同时,居里夫人、玻恩、普朗克等大师纷纷在20世纪初期为物理学作出重要贡献,从而推动了科学技术的大力发展。

1958年,德州仪器公司的J.Kilby发明了第一块集成电路(他因此获得了2000年诺贝尔物理学奖)至今,集成电路的集成度提高为最初的109倍,而集成电路上的晶体管价格下降为最初的108分之一。随着科学技术呈螺旋式上升发展,至21世纪,纳米科学、纳米电子学的兴起将过去微电子学追求小型化的目标扩展至满足低功耗、高性能等多方面需求。伴随着石墨烯、碳纳米管等原子分子器件和自旋器件等量子器件的发明和发展,微纳电子科学技术在21世纪30年代将迎来发展历史机遇期。

集成电路科学新技术如此迅猛发展,将会对我们未来的生活产生怎样的变化?王院士列举了几个有趣的例子:

有了集成电路芯片,中国国家图书馆2700万册的藏书就可以浓缩为一本笔记本大小的电子产品放到您的掌心里;

有了集成电路芯片,您的身份证不再只是一个身份凭证,还可以当做是个人档案甚至是病历本,里面详细记录有持证人从小到大学习、工作以及身体状况等信息;

有了集成电路芯片,您不必再为胃镜等一类痛苦的病检查手段而苦恼,将装有摄像头的芯片变成“胶囊”,吞入肠胃中,就可以清晰地将里面的信息传递给外界!

小小的集成芯片在王院士讲述里被变幻为无所不能的小“超人”,它可以变成太阳能光伏发电从而应对未来的核能信任危机;也可以变成小射频传感器解决当前困扰大众的食品安全问题,这一神奇的装置一旦植入食品体内,就可以记录其生产全过程,到时,哪怕是一棵白菜、一袋牛奶,甚至是一根葱,消费者都可以详细知道其生产全过程,从而放心食用。“当然,一根葱内植入芯片要考虑成本问题。”王院士笑着说。

笑谈过后,话锋一转,王院士提到了集成电路发展存在的挑战:“当然,集成电路科学技术的发展并不可能尽如人意,它还存在来自物理、功耗、制造、经济等方面的障碍,其中,集成电路发展中功耗密度的制约问题值得关注。”

他举了几个例子加以说明:“Google在全世界拥有37个数据中心,其中俄勒冈州(Oregon)的数据中心需要一个1.8GW的水力发电站专门为其供电;另外,一个中产家庭包括电脑、数码相机、电话、冰箱等IT产品所消耗的能耗已经可以与照明的能耗相比拟!此外,集成电路在制造过程中也要消耗电力和水资源,并进行一定的污染排放,因此绿色集成电路制造势在必行!”

“所以,为应对这一系列的挑战,近5年来,我所做第二件事情就是瞄准国际前沿,立足于行业领域的长远需求,做一些超前性的基础性研究工作。确保我国微纳电子集成行业能抓住科学发展历史机遇,从而走在世界前列。”

据王院士介绍,近年来,集成电路科学技术发展趋势体现在器件、设计、工艺、系统及材料发展上,而北京大学对这些研究都有涉足。令人欣慰的是,以青年科学家为骨干的研究团队,他们在局部领域取得了长足的发展,居于世界领先地位。如在器件上,他们研制的围栅纳米线器件(GAA SNWT)和HfO2、氮氧化硅的RRAM特点鲜明,关于SNWT的工作已被ITRS2009引用,并被认为可能是10nm节点集成电路新器件结构的候选者之一;在工艺上,他们研发了新型的高K栅介质/双金属栅集成工艺等。

“当今科技时代,谁最先掌握了先进技术,谁就能占领至高点”。科学研究实际上是一个不断你追我赶的过程,同样的研究课题,你做,别人也在做。为不至于落后于人,我们的研究要呈现出‘百花齐放,百家争鸣’的繁荣景象,例如,在研究22纳米技术的同时,15乃至10纳米技术的研究也在同步进行,研究第一代技术的同时,我们很有可能已经在研究第三代技术了。凡是国际前沿性的研究,我们都要敢于去探索,这样才不至于落后于人。”对当前存在的跨越式研究,王院士如是诠释。

产业应用篇

“当然,消费大国向产业强国转变,光靠技术不行,还得靠产业。产业的作用,毋庸多说:所有的高新技术不管有多精深奥妙,如果得不到应用,都只能是一纸空谈。”谈过技术发展后,王院士很自然地就提到了产业发展。

众所周知,集成电路产业发展多年,应用已经很广泛。上至航天飞机,下至人们每天使用的手机、银行卡,随处可见。集成电路产业带动着高端科技和人民生活水平的发展,而王阳元可以说是推动集成电路产业前行的先行者,其一手创办的中芯国际成为我国集成电路产业发展的风向标之一。

“对于我创建中芯国际这件事情,大家都很看重,其实在我看来,这只是我迈出产业实践的第一步,未来,我还有很多问题需要去思考,还有很多事情要做,所以近5年来我所做的第三件事情,就是在不断思考我国集成电路科学技术与产业发展之路应该如何去走的问题。”

“2011年1月28日,国务院正式发布了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发【2011】4号文),这一文件将引领我国集成产业发展进入一个新阶段。”在我国集成电路发展尚还存在困境的时候,王阳元依然对其发展充满信心,他认为中国应积极贯彻落实这一文件,确定集成电路产业在国家经济转型时期的重要战略性地位,培育一批有实力和影响力的行业领先企业;优先发展设计业,以制造业为中坚,完善材料、设备等产业链。

“产业突破的焦点在于优先发展设计业”,王院士认为集成电路产业发展应从系统需求出发,进行创新设计。为强调设计的重要性,他举了一个很有说服力的例子:“现在市面上流行的iPhone4售价约为600美元,其中系统设计公司Apple所获得的利润最大,为360美元,是售价的一半多;而富士康组装公司获取的利润只有6.54美元,相形见绌。”

设计之外,王阳元院士还对集成电路产业发展提出了诸多建议,如致力于发展高端制造业;重点在新器件、新工艺、新材料的创新并在此基础上开发与之相结合的、具有自主知识产权的新型装备;加强高端创新人才队伍的建设;进行机制改革;转变观念和文化等。

多年产业路,王阳元对我国产学研严重脱节的状况给产业化所造成的严重阻碍深有感触,因此,他提出了“发挥国家科技重大专项的引导作用,大力支持软件和集成电路重大关键技术的研发,加强产学研的结合,建立自主的知识产权体系”的想法。为此,他建议根据不同的发展阶段,建设三个实验室:联合实验室,产前联盟实验室和国家研究实验室。这三大实验室各有特色:联合实验室以产业中的主要企业例如中芯国际为基础,面向国内集成电路产业3~5年内的技术需求,如32/22nm技术等,力争使产学研紧密结合,研究成果向产品转移;产前联盟实验室是联合具有实力的企业,联合进行核心技术开发,在此基础上,各个企业将研发成果和技术人才带回企业进行各自的产品开发;而国家研究实验室则以10年后的下一代技术(如特征尺寸≤10nm)为目标,大学、研究所和博士生可共享实验室资源,建立科研成果转化为生产力的渠道,开放国际合作,培育高素质人才等。

当集成系统与电路产品无孔不入地深入影响到我国经济发展和我们生活的时候,我们不能不正视它的重要性。集成系统与产品产业化是一条不同寻常的产业路,虽然一路走来,也有过风雨,也有过坎坷,但王院士却依然保持着“斗士”的姿态,关于产业的思索他将还会继续……

人生讲堂 ——坚持一下,胜利在前方

和其他早已功成名就的科学家一样,王阳元从来都不缺鲜花和掌声,“三十功名尘与土,八千里路云和月”,过去的成就与辉煌,早已看淡,所以在采访的过程当中,他很少会去提及自己过去的成就,而更倾向于近5年来的工作及思考,偶有提及,也是从经历中升华感悟,从反省中提取教训。

“小嘛小二郎,背起那书包上学堂,不怕太阳晒,不怕那风雨狂,只怕先生骂我懒,没有学问无脸见爹娘… …”,从妇孺皆知的童谣里,我们看到了一个勤奋好学的小阳元。1935年1月1日出生于宁波柴桥镇一个平凡的个体劳动者家庭的他,从小深受“传家有道唯存厚,处事无奇但率真(曾国荃楹联)”的传统家教熏陶,自从踏入学堂的那一天起,就知道要认真学习,成绩从记事起就一直名列前茅。如果在哪次考试中偶然得了第二名,他就感到对不起父母,羞愧难当。

“书藏古今,港通天下”,沐泽在宁波得天独厚的历史人文地理环境下,王阳元有幸先后就读于柴桥小学和宁波中学这两所百年名校,良好的学校教育帮助他早早地树立了一生的抱负。在一次语文课上,他写了一篇题为《未来的科学家——宇耕在成长》的作文,尽情抒发了自己渴望成为原子物理学家的情怀。“宇耕”,是他当时给自己起的笔名,意思是宇宙的耕耘者。在这样一座甬江边上的普通的学校,这样一位不起眼的中学生,在一篇作文练习中表达了这样一个耕耘宇宙的大理想,在同龄人中掀起了一阵波澜。于是有人说他“狂”,有人说他“傻”。但对于王阳元来说,他的理想是真真切切的,他清楚地知道,他将为这个理想付出一生。

青年时代的王阳元有一个好习惯,就是坚持一天早晚两次体育锻炼。王阳元最喜欢向着终点冲刺的感觉,尽管已经精疲力竭,心中一个声音却越来越响亮:“不能停下,继续向前,坚持一下,就是胜利”!从体育锻炼中他悟出了深刻的道理:体育和科学研究是相通的,胜利往往产生于再坚持一下的努力之中。从此“再坚持一下”,成为王阳元几十年科研和人生道路上克服困难的精神动力。

1953年,王阳元终于迎来了实现自己最初科学梦想的机会,高考填报志愿,他毫不犹豫地选择了北大物理系,并最终如愿以偿。从此,博雅塔下,未名湖畔,多了一位潜心学海的学子。在黄昆教授,王竹溪教授、褚圣麟教授、虞福春教授等大家名师言传身教、叮咛教诲下,王阳元迅速成长,不仅学习了有关半导体理论与技术的多方面知识,为长期在微电子领域开展工作奠定了扎实的基础,还对为人为学有了更深刻的领悟。

1958年,王阳元毕业并留校任教,开始了他真正意义上独立的微电子、半导体集成研究之路。漫漫科学探索路,王阳元有梦想陪伴,所以一路持之以恒,不管是披荆斩棘开垦我国集成电路研究“荒地”,攻坚克难解决集成电路技术难题,鞠躬尽瘁建立和完善北大微纳电子学科体系,还是排除万难推动中国集成电路产业前行,他都乐此不疲,毫无怨言。回顾起来,他只寥寥列举了两次难忘的经历以做总结。

1975年,我国第一块1024位MOS动态随机存储器问世,这被称为是我国MOS集成电路技术和产业发展过程中具有里程碑意义的事件,它比Intel公司研制的同类型存储器只晚了4年,获得了1978年全国科学大会奖。光环背后,是王阳元带领下的一批“不识时务者”“八年抗战”的艰辛和努力,在微电子学的社会价值还几乎没有得到体现,又是文革的20世纪60年代,他们认定了这一对国家微电子产业发展有巨大推动性的课题,在没有净化室、没有进口先进设备的条件下,当时奋斗的艰难和研究人员的牺牲精神是他人无法想象的。对王阳元来说,每一项工作的完成都伴随着一次十二指肠溃疡大出血,甚至失血过多晕倒在工艺线上。“外人都说这一成果是辛勤汗水浇注的,而我可以毫不羞愧地说它是用鲜血换来的。”王阳元笑着说。最后,他悟出人生哲理:“胜利往往产生于再坚持一下的努力之中”。

集成电路的计算机辅助设计技术与软件工具的研制与产业化过程是王阳元列举的第二个经历,而这次经历之所以难忘,是因为有遗憾。据王院士回忆,微电子学和集成电路技术在20世纪80年代得到了较大的发展,而我国却缺乏与之相关的计算机辅助设计技术与软件工具。当时有这样的说法:如果说集成电路科学技术是高新技术的“皇冠”,那么集成电路的计算机辅助设计技术与软件工具则被称为是皇冠上的“明珠”。谁拥有这颗“明珠”,就意味着谁拥有了发展高新技术的主动权。鉴于我国当时的技术水平和科研条件,我国政府试图通过技术引进解决这个问题,但是西方国家在技术和设备上对我国实行封锁禁运,技术引进的问题经政府领导人之间的磋商也没有结果。因此,我国决心自己开发这项技术。时任国家电子工业部部长的李铁映专门致函当时的北大党委书记和校长,请王阳元担起开发研究重任。临危受命,王阳元毫不犹豫挑起了重任。在有关领导部门的支持下,他将全国优势力量组织起来,并引进国外优秀人才,产学研相结合,国内外相结合,带领科研人员发誓要攻克这一技术。6年奋战,我国第一个按软件工程方法开发的集成化的超大规模集成电路计算机辅助设计系统研制成功了。它的研制成功使我国继美国、西欧、日本之后进入到能自行开发大型集成电路计算机辅助设计系统的先进行列,具有完全的自主知识产权。这不仅打破了资本主义国家对我国的禁运,而且为我国集成电路产业特别是设计业的发展奠定了重要技术基础。这一成果使我国扬眉吐气,从此能够在平等基础上与西方国家进行国际合作与交流。

“当时国外合作的总设计师曾提出以部分股份转让作为将该产品产业化推向全世界的条件,但以当时的观念认为已经付出薪酬了,还出让股份不合情理,部里领导讨论没有通过,致使这件事情流产,非常令人遗憾。虽然最终我们自己也完成了部分产业化推进,但时机丧失了,范围也没有那么广了。这样的事情如果放在当今时代,就不会有那么大的阻力了,所以我说做产业要及时更新观念。”

研究多年,王阳元总是这样在不断地总结和反省中改进和完善自己,凝结为几句话与后人共享:

“人生贵在执著,机遇只给那些随时准备为祖国服务的人”;

“人生的意义就在于享受克服困难后的喜悦,克服的困难越大,成果就越丰硕,喜悦之情就越激越,对人生哲理的理解也就越深刻”;

“贵在执著,重在分析,在系统的研究工作中必将有所发现,有所创造”。

创新讲堂 ——宽容创新以树人

“近5年来,我所做第四个事情就是培育年轻一代,这也是我最想去做的一件事情!”一提起年轻一代,王院士的眼里总会散发出慈爱的目光,言语也因感怀而开始变得激动起来。

“‘人生易老天难老’,从18岁进入北大,如今已年过古稀,可是未名湖依旧。人生总是苦短,再伟大的人物也不能不服从自然规律,何况我们呢?虽心犹存‘老骥伏枥、志在千里’之志,但终究力不从心了,后来的要靠年轻人了,本来微纳电子事业就是年轻人的事业。”

回首五十年科研的道路,面对一张张年轻的探索者的面孔,王阳元多想把一生的体会和心得都告诉他们,让他们能够超越自己,做出更大的成绩。

对年轻人的教育,王院士特别提到了“宽容”二字,而这两个字对己是要宽以待人,对年轻一代则是要帮助他们在宽松的环境下自由成长。他建议下一代将才或者帅才,要有“黄河落天走东海,万里写入胸怀间”的气度,要知道如何用人。用其所长,避其所短,创造环境,构建平台,把被领导的人的积极性调动起来。

此外,他还提到对创新要有宽容度,“我国集成电路产业要想从消费大国转变为产业强国,关键在于创新,而缺乏用原始创新造就的核心竞争力又是我国无法向强国转变‘病灶’之所在,所以年轻一代一定要学会创新。”“当然,创新要在科学发展观的指导下进行,无序的创新活动只能造成重复开发和浪费资源的恶果。原始创新活动要纳入系统工程才更有可能转化为核心竞争力。建议建立一个以企业为主体的产、学、研、用相结合的原始创新体系,以推动集成电路产业的发展。”

“说到宽容,我认为有一件事情必须要强调,对作假绝不能宽容。你可以在创新的过程中出错,可以失败,这是允许的,但你不能不诚信,这是原则性问题!”“该宽则宽,该严则严,宽严有度”。王阳元此番话严肃而有力。

改革开放以来,王阳元培养了逾百名以博士生为主,包括硕士、博士和博士后研究人员的学生,其中有的入选“千人计划”已回国成为学术带头人,也有即将毕业的博士生在2010年获得IEEE电子器件学会全球优秀博士生奖学金,这一奖学金在当年全球只有3人,亚洲就只此一人。现任的北大软微学院院长、北大微纳电子学研究院院长、北大微纳电子学系系主任都是他培养的博士生或博士后研究人员。他历来主张培养学生要让他们打好扎实的基础,重在培养分析问题和解决问题的能力。因此他的研究生选题都是聚焦国际科技发展前沿,从事原始创新的课题。至今他还与十几名博士生在综合考试、博士论文开题报告、中期研究汇报、论文预答辩和最后的毕业答辩等各关键环节上保持着面对面地与他们讨论交流的形式。

他主张培养学生要开放式培养,即要“走出去,请进来,加强国际合作”,为了使青年学者和研究生有与海外学者交流对话的平台,王阳元与国内外同行在上世纪80年代共同创建了两个系列的国际会议—固态和集成电路技术国际会议(ICSICT)和专用集成电路设计会议(ASCON),每隔一年在中国系列化地举行。作为美国IEEE FELLOW 、英国IEE(后改为IET)FELLOW和中国CIE FELLOW(他在CIE Fellow中的编号为0008号),他长期主持、领导和支持这两个国际会议。直到2008年第9届ICSICT会议,他把接力棒交给了年青一代学者。IEEE Beijing Section决定授予他ICSICT终身名誉主席的称号和终身成就奖。同样,在中芯国际,他也将董事、董事长职务转给较年青的一代,而董事会基于他对中芯国际作出的不可磨灭的历史性贡献授予他名誉董事长和首席科学顾问的头衔。

文化讲堂 ——科技兴国重在文化传承

科技无论取得怎样的突破,没有传承就没了发展。王阳元特别注重强调科技与文化的关系,为此,他还刻意用了一张图来勾勒解读其中的关系。(如下图)

“世界发展史本身就是一部科技进步与文化发展相互作用的进步史。早在十八世纪以前,中国的儒家文化曾深刻地影响了欧洲启蒙运动;而发源于意大利的文艺复兴运动,特别是他们中的优秀代表和代表作,文学思想上如但丁的《神曲》、薄伽丘的《十日谈》(他们与彼特拉克并称为文化复兴时代的文化三杰);艺术上如达芬奇、米开朗基罗和拉斐尔艺术三杰等都对英国工业革命的发生有着直接的影响。”

纵横历史,古今中外,王阳元总能细数出科技与文化传承的实例。越是重视,看得越透彻:“再有30~40年的时间,我国完全可能成为世界第一大经济体(当然人均GDP美国仍比我国高3.5倍),但是我们整体的教育水平与文化素质则可能需要今后整个一个世纪甚至更长的时间努力才能真正称得上具有世界第一大经济体的文化内涵。”

王阳元在北大微纳电子学研究院也反复强调“重在传承”的意义,也就是需把老一辈“发展未有穷期,奋斗永不言止”的不断攀登科学高峰的精神和以祖国发展、民族复兴为己任的人生价值观能不断传承下去。他曾给微纳电子研究院题词:“得人才者得天下,集人心者集大成”,现如今,这句话已成为北大微纳电子研究院的文化了。

“当前,我国正处于发展转型期,处于从计划经济向社会主义市场经济转型时间。一边是高速发展;一边是人为的或自然的灾害与事故频发,这是一个历史阶段的现象,但人类面前,灾难并不可怕,一切问题之大莫过于诚信的缺失。诚信乃立国、立身之本,没有诚信何以取信于社会,何以立业?”王阳元如是说。

宋代胡瑗说过:“致天下之治者在人才,成天下之才者在教化,教化之本者在学校。”大学是什么?王阳元给出了答案:他认为大学就是一代代年轻学子在有造诣的教授指导下,从事学习、创新和文化传承以及社会服务的过程,把这个过程有效地组织起来就是大学。

以培养一批批高素质的人才和不断产生的新知识奉献给人类和我们的祖国,才能使我们的国家,我们的科技事业,我们的微纳电子学科得以持续的发展。

“中华民族经过几十年到一个世纪的努力,必将以科学发达、民主、文明、环境优美、社会和谐、人民有素养的面貌而屹立于世界!”王阳元激情澎湃地如是说。

“只要人类社会存在,教育就是永恒的主题;只要人的生命存在,学习就是不竭的任务。”采访最后,王阳元的这一番话再一次浮现在记者的眼前。教育本身就是一门博大精深的学问,言传身教,无疑是最具说服力的方法。王阳元以他特有的方式,向我们传递着他为师,为学,为人的经验感悟。俗语说得好:“一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。”而这“树人”,何止只是王阳元个人的“终身之计”,它是我国微纳电子学的发展之计,是国家强大之计,是科学延续之计,是推动社会进步之计。

封二人物

集成人生路 宇耕大讲堂

仰望北大百年历史星空,名师荟萃,星光灿烂,包罗万象。作为现代中国学术建立和发展的缩影,北大每个发展阶段,都吸纳和涌现出许多在学界领衔的著名学者,其中赫然写有王阳元院士的名字。这位大半生都在北大学习和工作的世纪老人,一生中有太多叫人敬佩的闪光点。而今,历大半世纪风雨砥砺,青丝变白发,他将更多的精力转移到了国家发展及行业领域战略性思考及关注年轻一代的培育工作上,正如他所说:“只要人类社会存在,教育就是永恒的主题;只要人的生命存在,学习就是不竭的任务。”

王阳元——北京大学微纳电子学研究院首席科学家、中国科学院院士

王阳元院士,1935年1月1日生于宁波,1958年毕业于北京大学物理系,同年留校任教。现任北京大学教授,北京大学微纳电子学研究院首席科学家,中国科学院院士,曾任北京大学微纳电子学研究院院长,微电子学系主任;美国IEEE Fellow、英国IEE Fellow和CIE Fellow,中国信息产业部科技委常委,《半导体学报》和《电子学报》副主编,《微电子学丛书》主编等。50年来,王阳元在开展微电子新器件、新电路结构设计和新工艺研究等领域取得了一系列创新成果。

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