中国心 中国芯

倪海波

芯片和原子弹、卫星一样，不是花钱就能买到的，它不仅应用在手机、计算机、汽车等产业，也在国防军工、航天卫星等领域内被大量应用。更何况，芯片还是物联网、互联网的核心。可以说，在未来很长一段时间里，芯片必将在国家战略中占有一席之地。

但如今，继手机产业之后，汽车行业也正深受芯片影响。事实上，由于芯片短缺，福特、大众和日产等汽车巨头已相继减产。目前，芯片供应危机正影响各行各业。

中国芯片在研发过程中困难重重，这时候，个人能做什么？又能做出多少贡献？北京航空航天大学集成电路科学与工程学院副教授、集成电路工艺与装备系系主任、校级微纳公共创新中心副主任王新河，正在用亲身经历交出一份时代答卷。

走出自立自强的新路

2018年，美媒《经济学人》发表了一篇名为“芯片战”（Chip War）的重磅报告。这篇长达一百多页的报告，标志着中美之间的芯片战争从幕后走向台前。

彼时，王新河刚从清华大学凝聚态物理学博士毕业。在国家新的挑战和个人新的起点面前，他没有选择出国，而是选择留在北京航空航天大学进行博士后研究。

做出这一决定并非一时心血来潮，也并非被爱国情怀冲昏头脑，王新河有自己的考慮。本科期间，王新河通过学校组织的海外研修计划，前往哈佛大学、麻省理工学院、耶鲁大学等学校考察。在那里，他发现国内实验室的硬件设备和国外已经不相上下。硕士期间，他再次出国，前往加利福尼亚大学伯克利分校做访问学者。他发现，国内学术交流的数量和质量也基本可以和国外持平。既然科研氛围和硬件设备都没问题，那国内落后的原因在哪里呢？在仔细对比国内外的情况后，他找到了差距来源——人。王新河说：“在伯克利分校交流期间，那里的科研工作者给我的感觉很不同，他们敢想敢做，在科学研究上有很大的愿景。相对而言国内科研工作者在原始创新意识上还很欠缺，最明显的表现是，他们不敢想。”“很幸运，我的博士导师姜开利教授为我树立了勇于创新、潜心钻研的榜样。”

面对美国制裁，总要有人来搅局。在榜样的激励下，留在国内带动科研创新，成为王新河的报国之志。

北京航空航天大学也确实是科研圣地。2013年，自旋电子寄存器发明人、自旋电子器件开源模型库SPINLIB创始人赵巍胜教授全职回国，加入北京航空航天大学。2014年，他将导师——2007年诺贝尔物理学奖得主、自旋电子学的创始人、世界级物理学家艾尔伯·费尔教授引进北航，并成立费尔北京研究院，聚焦自旋电子学研究，自旋电子技术在面向航空航天应用及突破集成电路瓶颈方面具有重大价值。王新河说：“自旋电子学这个概念并不新，但在国内聚焦做自旋电子研究的学校却屈指可数，其中北京航空航天大学已走在国际前沿。”

在北京航空航天大学从事纳米研究的王新河将研究方向转为集成电路。他希望在博士研究的基础上，在集成电路方向也开辟出一片新天地。王新河所在团队的学术带头人赵巍胜教授曾有一个观点：“你做的东西，一定是别人没有做的，经你手的作品，一定要比别人好。”在榜样激励下砥砺笃行，想别人不敢想、做别人不敢做，成为刻在王新河骨子里的基因。在博士及博士后期间，围绕低维材料的机-电-磁耦合，王新河与合作者首次实现了非局域声子态耦合，将声子态耦合强度提高2～3个量级，并演示了高频声子腔的相干拉比振荡。他们还首次揭示了单电子-声子态相干耦合，发现了强自旋轨道耦合导致的能谷自旋进动等新效应。进一步，他们利用以上耦合效应，发展了一系列新型器件自旋电子学和量子电子学器件。在自立自强的道路上，王新河及其团队奋力开辟了一条新路。

人才兴 芯片兴

据《中国集成电路产业人才白皮书（2019—2020）》统计分析显示，按当前产业发展态势及对应人均产值推算，到2022年前后，全行业人才需求将达到74.45万人左右。但截至2017年年底，我国集成电路产业现有人才存量为40万左右，人才缺口近35万人。而在高端人才中，全国示范性微电子学院的博士毕业生更愿意进入高校或科研院所工作。这意味着，单纯依托高校已经不能满足人才的供给要求。因此，王新河在提到人才培养时，不无感慨地和记者说：“虽然我很年轻，但这件事却很急迫。”

面对巨大的人才空缺，除了继续加大高校人才培养力度外，推动微电子和集成电路相关的一级学科的申请和建设，是缩小高校人才培养与企业用人需求间差距、推动集成电路人才“供给侧结构改革”的重要举措。为此，北京航空航天大学抓紧成立“集成电路科学与工程”一级学科，并建立“集成电路工艺与装备系”，希望吸引更多优秀的学生投身集成电路行业关键岗位。

不过，远水解不了近渴。作为业内人士，王新河能很明显地感觉到企业的急迫。他说：“现在很多企业一张口就说缺人。集成电路产业是一个人才、资金、技术高度密集的产业，加快相关人才输入，已经成为我国集成电路扭转落后挨打局面的当务之急。”

为此，北京航空航天大学集成电路工艺与装备系在创新教研体系方面实行一系列举措，包括着力推广企业联培专业硕士、工程博士的培养模式，打造“平台+模块”的课程结构;依托学院优质课程、微纳中心实验平台资源，将实验实训植入模块化的课程内容中，为集成电路工艺开发及国产装备研发验证提供一流的公共实验平台和产教研融合基地;与企业合作设立“定向班”，针对集成电路工艺和装备方面紧缺的人才开展协同育人;在联合实验室框架下设立课题研究组，以面向产业应用的项目为载体，对口培养行业紧缺的高水平研发人才等。

在学校、企业及相关政策的支持下，集成电路工艺与装备系目前进步神速。“我们系是年前成立的，但现在已经和国内集成电路工艺和装备链的多家代表性企业建立了联合研发关系，并已自主研发成功了多款长期受国外垄断的集成电路高端装备。”谈到学院及工艺与装备系的发展，担任系主任的王新河神态难得放松了下来。

除了致力于推动团队的发展，作为北京航空航天大学校级微纳公共创新中心副主任，王新河也在倾力参与打造面向微纳科技前沿和多学科融合的平台重器。另外，作为学院教学的骨干力量，王新河对学生的培养，也丝毫不敢松懈。他认为对学生来说有两点认识非常重要：“要广泛研读，积极思索，通过交叉迁移获得创新的想法，同时须谨记“如果单纯只是想法而不致力于使其落地，则永远无法实现可能的价值”。他经常鼓励学生面向企业、产业和国家重大问题寻求创新的答案，要努力成长为“学术—产业”深度融合的复合型人才。

前行之路道阻且长，但王新河相信，虽然中国现在的集成电路科技和产业还充满艰辛和未知，但待到国内相关人才梯队纷纷成长起来后，爆发的力量也终将是不可估量的。

有人说，中国芯片突围战是科技史上最悲壮的长征，但值得庆幸的是，还有更多像王新河一样的奋斗者正在逐步加入其中。也许前行之路会很长，但路的尽头，已初露曙光。