當(dāng)前，中國集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但在半導(dǎo)體設(shè)備、芯片設(shè)計軟件等領(lǐng)域仍面臨痛點，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)市場所需的芯片人才？

美國工程院院士、未來科學(xué)大獎科學(xué)委員會2021輪值主席張懋中在今年的未來科學(xué)大獎新聞發(fā)布會期間接受澎湃新聞（www.kxwhcb.com）采訪時表示，今天研究型大學(xué)很重要的價值在于“發(fā)明未來”，而不是救產(chǎn)業(yè)燃眉之急。

“如果你已經(jīng)知道這是一個急需的市場，它已經(jīng)搞得風(fēng)風(fēng)烈烈、又熱又鬧了，這個時候應(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。2019年從校長位置上退休后，張懋中回到洛杉磯加州大學(xué)任教。

“我們要培養(yǎng)一個年輕人對科學(xué)追求的興趣，教育他不只能夠解決問題，他還得能定義問題。定義和解決問題，是能夠發(fā)明未來的關(guān)鍵。”張懋中說，愛因斯坦規(guī)范了物理學(xué)的未來，喬布斯界定了移動通訊和消費市場的未來，那些獲得諾貝爾獎的科學(xué)家也在各自領(lǐng)域發(fā)明未來。中國能夠定義和發(fā)明未來的人才在哪里、怎樣培養(yǎng)這樣的人才，這是教育上最值得下功夫來思考的一個問題。“回到我們?yōu)槭裁匆鑫磥砜茖W(xué)大獎這個話題，”張懋中說，這一中國首個世界級民間科學(xué)大獎“就是要鼓勵真正能夠做獨立性、最前瞻、最能影響人類的未來科研”。

無論是產(chǎn)業(yè)還是科研，張懋中都強調(diào)不能跟風(fēng)，避免去熱鬧的領(lǐng)域，因為“那里面能找到金鉆的機會并不大”，“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)

未來科學(xué)大獎科學(xué)委員會2021輪值主席張懋中是美國工程院院士、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。

他對高速半導(dǎo)體元件和高頻無線及混合信號電路在通信、雷達、聯(lián)結(jié)、影像等系統(tǒng)的研究卓著。其團隊所研發(fā)的砷化鎵功率放大器制成的手機信號發(fā)射器在過去20年全球量產(chǎn)已超過500億臺，為移動通訊產(chǎn)業(yè)界及學(xué)術(shù)界帶來開創(chuàng)性貢獻。

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，同時也要有芯片發(fā)展。

近年來，AI的發(fā)展、豐富的應(yīng)用場景等帶動了國內(nèi)一批初創(chuàng)企業(yè)布局AI芯片。所謂“軟硬兼施”，張懋中對澎湃新聞（www.kxwhcb.com）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選擇運作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，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能在光刻機領(lǐng)域脫穎而出，原因之一是能擇善固執(zhí)，千山獨行，有始有終。

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

“當(dāng)別的公司都在繼續(xù)改進它們所謂的傳統(tǒng)光源來做光刻時，ASML想到最終要解決問題還是要進入DUV和 EUV范圍的光源。它花了相當(dāng)長的時間來做這件事，當(dāng)時沒有其他公司跟進，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，實際上做決定時的方向，也就是在所謂的“定義未來”之時的方向，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，但是這段時間ASML是獨家。”

研究型大學(xué)的價值是“發(fā)明未來”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)計軟件等領(lǐng)域仍面臨痛點。而在集成電路產(chǎn)業(yè)人才方面，《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2019-2020年版）》顯示，我國集成電路人才在供給總量上仍顯不足，到2022年，芯片專業(yè)人才缺口預(yù)計超過20萬人。

集成電路產(chǎn)業(yè)遭遇人才之渴，如何培養(yǎng)市場所需的芯片人才？張懋中對澎湃新聞（www.kxwhcb.com）表示，“這就是困難的地方，如果你已經(jīng)知道這是一個急需的市場，它已經(jīng)搞得風(fēng)風(fēng)烈烈、又熱又鬧了，這個時候應(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，等你趕到的時候它可能已經(jīng)是1nm以下了。”

張懋中強調(diào)，所以今天，尤其是學(xué)術(shù)界，研究型大學(xué)很重要的價值在于“發(fā)明未來”，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)救火隊隊員，這是誤用。”他表示，產(chǎn)業(yè)界遇到的當(dāng)即問題只能自行解決，不能也不應(yīng)仰賴大學(xué)，大學(xué)無法既“發(fā)明未來”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。”比如在光刻機領(lǐng)域千萬不要停留在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、伽馬射線走？可以往前走的更短的波還有的是。”

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

那么中國能夠定義和發(fā)明未來的人才在哪里？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思考的一個問題。

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

談到對踏入科研的年輕人的建議，張懋中告訴澎湃新聞（www.kxwhcb.com），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)一個研究課題太熱鬧時，“那里面找到金鉆的機會并不大，因為人太多了，好東西早就已經(jīng)掘拾光了。”

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

能夠自信挺進在未曾開拓的路上，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，有一天它會令人驚羨地發(fā)光。”張懋中說。