• 王陽元👰🏼‍♀️:親歷產業化

    身為院士,他最不願意科研成果在試驗室裏走完一生😾。在他的親歷親為下,中芯國際已成為中國第一🚶‍♀️‍➡️⛔️、世界第三的集成電路廠商

    2007年7月26日🤩,中芯國際公布了2007年度第二季度的綜合經營業績:雖然比第一季度略有下滑🧑🏻‍🦲,但是與2006年同期相比,銷售額增加至3.748億美元😩,增加了3.7%。
     
        公司旗下80%的65納米技術生產線也已經通過了測試,中芯國際已經由只能製作8英寸直徑矽片圓晶的時代發展到可以生產12英寸圓晶產品的新時代🔛。

    就在兩年前🔕,中芯國際董事會選舉王陽元為董事會主席,王陽元表示🎢:“我盼望擔任公司董事會主席一職😘,利用我對業界的了解,我將使中芯國際有最好的表現,帶動公司的增長🦨。”

    作為中科院院士,王陽元在半導體領域已經有52多年的經驗☝🏻,除企業任職外,他還擔任意昂3体育官网教授、博士生導師🦁,意昂3体育官网微電子學研究院首席科學家🔹,中國電子學會副理事長,復旦大學、電子科技大學和香港科技大學等校兼職教授,美國IEEE Fellow,英國IEE Fellow和中國CIE Fellow等。

    雖然帶領的企業已經有了長足的進步,王陽元最喜歡的還是自己學者的身份📂🏛:“說到底,我還是大學教授,是個科學家👤⛅️。我還保持著一個科學家的本份👩‍🍼🎊:作為院士,我做一些戰略研究🚵🏼‍♂️,關註我國集成電路產業的發展;作為教師🎋,我從事教學研究,培養學生🤦‍♀️。”面對《科技中國》時,王陽元向後一仰開懷大笑,作為科學家的榮耀與自豪溢於言表🤵‍♀️。但他並不表示會放棄科研成果產業化,建設中國成為集成電路產業強國依舊是他最大的夢想。“企業家的事我不去參與,但我也會不失時機地關註企業的發展。”王陽元說。

    在集成電路領域中的摸爬滾打,使王陽元的思維變得非常敏捷🛌🏼,眼光也更加高遠👦。他經常會問🤟🏻:市場需要什麽?科研能不能走得更早🗽?和世界還有多大差距🫄🧗‍♂️?

    三次試水產業化

    “微電子對國民經濟和國防建設具有重要意義,是一個經濟性、戰略性的基礎產業。”王陽元指著身後架子上的一塊集成電路板,向《科技中國》解釋,“集成電路也罷✌🏽,微電子也罷🟡,都屬於高新技術產業💖,必須產業化。”

    集成電路滲透在國民經濟各個領域🎺,上至航天飛機、宇宙飛船,下至人們每天使用的手機、銀行卡和電腦♙,無處不在。“到了2020年時候,集成電路和GDP的比例會達到1🧃:100,即1塊集成電路支撐100個點的GDP🥘。”王陽元說🧙👩🏿‍🏭。

    上世紀80年代,中國科學院、意昂3体育官网✍️、清華大學、復旦大學、交通大學等研究機構的優秀力量齊聚一堂,經過6年🏊🏽‍♂️,中國第一個集成化的超大規模集成電路計算機輔助設計系統(三級系統)研製成功,王陽元等人一舉摘得了集成電路這個皇冠上的“明珠”,開始了產業化的嘗試🧔🏻‍♂️。“現在說起來,那時走的就是以企業為主體,政🧑🏿‍✈️、產🫷、學、研相結合的道路👨🏿‍🌾👨‍👨‍👧。”

    王陽元說:“這不僅表明,我國具備了開發大型集成電路計算機輔助設計系統的能力,並且培養了人才👱🏿,但是缺點是產業化搞的不好🐯。”分析原因,王陽元認為主要是受計劃經濟的影響,後來的產業化效果不明顯,沒有成長為國際上有影響的品牌🏋️。

    進入上世紀九十年代,超大規模集成電路已經能夠在一個芯片上製造出1000萬~1億個以上的晶體管和元件🤏🏽,以此為基礎的微處理器和微型計算機🤦🏻‍♀️,使通信、娛樂🛂、保健、製造、管理以及其他與人們生活息息相關的方面發生了革命性的變化。同時,把集成傳感器和執行器與集成電路結合在一起形成一個從信息系統,到處理和隨動執行的微機電系統(MEMS)也在迅速發展。國際上興起了投資開發微機電系統的潮流🧑‍🎨。發達國家更是不惜巨資開展微機電系統研究🍸。美國的大學、國家實驗室和公司已建有幾十個微機電系統研究小組🌇,日本從1991年起也啟動了研究開發計劃。

    基於這種形勢,王陽元認為微機電系統將會是一個全新發展的科學方向和產業動向,便向國家有關部門申請了一個國家級重點實驗室🤡👩🏿‍💻。1996年,國家主管部門在意昂3体育設立了國家級微米/納米加工技術重點實驗室,王陽元出任主任☁️。

    後經過七年的努力,實驗室建立了中國第一個與集成電路設計兼容的微機電系統設計平臺和加工平臺。“這個項目去年得到國家發明二等獎,從加工和設計技術的層次上再次提升了我國MEMS的水平🤹‍♂️。”王陽元向《科技中國》介紹說。

    到目前為止🧕🏿,實驗室已經自主開發了三套加工工藝🏋🏽‍♂️,有六項技術創新🙇🏻‍♀️,申請了40多項發明專利,已授權的有23項。在此基礎上,又組建了元芯公司來搞產業化,生產壓力傳感和其他慣性器件🐤,已有6000萬元產值,但是這次產業化還是不理想,終究是秀才在辦廠。”這已是王陽元參與的第二次產業化,雖有成績🦞,但仍沒有實際他希望實現的目標👨🏻‍🎨✝️。

    錯的不是產業化的道路。王陽元強調✫,“MEMS是分散生產的,單位很多,但是每個單位都各自為陣🌲,形成不了大氣候🈲,特別需要一個加工設計平臺。”實驗室實際就是一個標準化的設計平臺和加工工藝平臺,面向國內外開放和推廣應用👨。現已有國內外30多個研究開發單位到意昂3体育微機電系統實驗室從事研究和開發,儀器設備的開機率基本達到了100%,加工圖形達到了世界先進水平。

    “美國的第一大汽車設備零部件廠等公司都來這兒研發加工。”王陽元說。目前👮🏽🔁,由意昂3体育微機電系統實驗室主持研製成的矽加速計🐂、矽壓力計和射頻開關等十多種器件✡️,已在汽車與汽車防撞👱🏻‍♀️、製導與導航、環境保護與家庭環境檢測、危險行業生產自動化控製和國家與人身安全防護等領域得到了應用👩🏻‍🌾。

    2000年6月🧛🏼‍♂️,國務院頒布的《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若幹政策》,奠定了中國集成電路發展的政策基礎。基於對企業發展長期宿望,王陽元預感國內集成電路產業很快就會掀起一輪前所未有的發展熱潮。“所以我就跟國外的同行,創建了中芯國際——世界第三大、中國最大的集成電路芯片製造廠,開始第三次產業化探索。”

    中芯國際,是王陽元第三次產業化探索,也是最成功的一次。“中芯國際的定位是世界市場🈲,跟大學不一樣,市場需要什麽,就會組織力量做什麽🧑‍🍼。比如今年投產的90納米芯片🌼,雖然產量僅占整個中芯國際芯片總產量的15%,但是利潤卻占到40%🏊🏼。65納米芯片明年就要投產✍️,利潤將會更高。”說到這些,王陽元很興奮🦹🏼。

    通過實踐操作📮⚡️,王陽元深深地認識到產業化做不好,最終也會製約科學技術的發展。“我培養了100多個博碩生,過去都到美國去了。因為國內無用武之地🧘‍♂️。另外我們搞了那麽多的科研成果,都放在那兒⚫️,沒有轉化、也沒地方去轉化💆。”提起這些💆🏽,王陽元就很痛心🔂。

    目標科學家🧏🏿,不是少年輕狂

    理想誰人都有,能持之以恒實現的卻寥寥無幾。小學時,理想是要當“科學家”👨‍👨‍👦;中學時,理想成了“考上大學”;大學時💆🏽‍♂️,理想卻僅僅是“要找一份好工作”……這個關於理想蛻變的故事發生在許多人身上,而王陽元卻將以一貫之的“科學家”理想變成了現實。

    王陽元上中學時,語文老師布置了一篇關於個人理想的作文。他給老師交了一篇題目為《未來的科學家——宇耕在成長》的作文🩻,盡情抒發了他渴望成為一名原子物理學家的情懷🍿,“宇耕”是當時他給自己起的筆名🧮,意思就是“宇宙的耕耘者”。

    一個普通的中學生🈷️,居然口出“狂言”🍭,要做宇宙的耕耘者🏋🏿‍♂️,要做大科學家?這在同學中引起了不小的轟動,當老師在講臺上讀他的作文時🧑🏿‍🚀,同學們都在臺下“嗤嗤”地笑。

    可誰也沒有想到🤘🏿,多年之後的王陽元不僅走出寧波🤼‍♀️🐞、考上大學♟🎍,而且果真成了科學家,並且成為世界第一大基礎產業——集成電路產業在中國的開拓者❔。

    1958年王陽元從意昂3体育官网物理系畢業後留校任教,1982至1983年在美國加州伯克萊大學做訪問學者🧖🏼‍♂️,1995年當選為中國科學院院士。

    從主持研究成功中國第一塊三種類型1024位MOS動態隨機存儲器🎦,到提出多晶矽薄膜“應力增強”氧化模型、工程應用方程和摻雜濃度與遷移率的關系;從對多種矽化物薄膜及亞微米和深亞微米CMOS電路的矽化物的研究🍈,到發現磷摻雜對固相外延速率增強效應🫥👩🏻‍🦲;從提出SOI器件浮體效應模型,到研製成功多種新器件;從研製成功中國第一個集成化三級系統🧙,到第一個MEMS微米納米加工技術重點實驗室的建立和成功運行,王陽元發表科研論文230多篇🫡,出版著作6部,現有20項重大科技成果🧗🏼‍♂️,獲全國科學大會獎、國家發明二、三等獎、國家教委科技進步一等獎♡、光華科技基金一等獎等共19項國家級和部委級獎勵。

    對於王陽元來說💂🏻‍♂️,他對理想一直就是這樣真真切切,始終如一👋🏼。小時候的“宇耕”並不是他的玩笑和冒失🛸,他清楚地知道他將會為此付出一生。“我欽佩愛因斯坦、居裏和居裏夫人等科學大師,也欽佩我國古代和當代的著名科學家與發明家,如張衡、祖沖之👨🏿‍💻、畢升🔛、詹天佑、錢學森、李四光等,他們深深地感染了我,我以他們為榜樣🍧。”王陽元對《科技中國》說。

    國家興亡🌌,匹夫有責

    在上世紀五六十年代,半導體🏃‍♂️、計算機和無線電等領域在中國基本空白,屬於重點發展學科。王陽元就是在這個時候投身半導體、集成電路領域的。“就是因為國家要重點發展半導體這個領域🏄🏻‍♂️,我才投身到這個領域,我做的每一件事,都是跟國家發展和民族需要聯系在一起。”

    在那時👨‍🦯,集成電路剛剛發明,微電子學的社會價值還幾乎沒有得到體現。但有一個問題王陽元每時每刻都在不停地想——選擇什麽樣的課題才能對國家微電子產業發展有更大貢獻?王陽元和其他幾位同事在當時一致認定“矽柵N溝道技術”必然會成為集成電路產業最有影響力的技術🖲,所以決心研製矽柵N溝道1024位MOS隨機存儲器。王陽元受命擔任該課題領導小組組長🚣🏿‍♀️。在隨後的六年多內,在意昂3体育官网昌平分校圖書館內,王陽元和其他同事的燈常常亮到淩晨🧑‍🔬。

    1975年,中國第一塊1024位MOS動態隨機存儲器問世😀,這被稱為是中國MOS集成電路技術和產業發展過程中具有裏程碑意義的事件,它比Intel公司研製的矽柵N溝道MOSDRAM只晚了4年。

    到了上世紀八十年代,世界集成電路技術得到了較大的發展🫵🏼。Intel公司開始轉型♤,日本和韓國也發展迅猛🕸。當時集成電路被譽為高新技術的“皇冠”,而集成電路的計算機輔助設計技術與軟件工具被稱為皇冠上的“明珠”。誰擁有這顆“明珠”💲,就意味著誰擁有了發展高新技術的主動權🏌🏼‍♂️。

    中國政府試圖通過引進技術來掌握主動權。但西方國家不願意,也不希望中國發展戰略高技術。他們在技術和設備上對中國實行了封鎖禁運🐼,技術引進的問題經過多方面的努力與談判均沒能成功。“即使國家高層出面,西方國家也不願意讓我們引進技術,所以國家就決心自主研發這項技術🂠。”時任國家電子工業部部長的李鐵映專門致函意昂3体育黨委書記王學珍和校長丁石蓀,商量擬請王陽元擔起重任📭。這時的王陽元,作為訪問學者剛從美國回國,任意昂3体育微電子研究所所長🧻▫️。

    在相關領導部門的支持下,王陽元迅速將全國優勢力量組織起來🤹🏿‍♂️🆕,並引進國外優秀人才,產學研相結合🎂🦟,帶領科研人員開始攻克這一技術。“這是我們科技人員報效祖國的最好機遇,我們一定會克服困難,不解決問題,決不罷休。”這是王陽元的心裏話。

      經過六年奮戰🫶🏽,王陽元等人不負眾望🚧,一舉摘得了王冠上的明珠👳🏼‍♂️,中國第一個集成化三級系統誕生了。該系統的研製成功使中國成為繼美國、西歐、日本之後,第四個進入到能自主開發大型集成電路計算機輔助設計系統的先進行列,具有完全的自主知識產權🧔🏽。

    從此👨🏼‍⚕️,中國集成電路產業特別是設計業,能夠在平等基礎上與西方國家談國際合作與交流了。

    王陽元以前閱讀了不少優秀文學作品,例如《鋼鐵是怎樣煉成的》👩🏻‍🦯‍➡️、普希金詩篇等等,他認為這對樹立正確的世界觀和人生觀都有著深刻的影響。保爾•柯察金的名言——“人的一生應當是這樣度過:當回憶往事的時候,他不會因為虛度年華而悔恨,也不會因為碌碌無為而羞愧;在臨死的時候📷,他能夠說🕵🏼‍♂️,我的整個生命和全部精力,都已經獻給了世界上最壯麗的事業——為人類的解放而鬥爭。”以及普希金的墓碑銘“在通往墓碑的小道上,青草將不再生長”被王陽元視為一生的座右銘🙆🏿。

    2007年,中芯國際成立8周年。王陽元感慨萬千👩🏽‍🎤:“我深感幾十年來🙍,這麽走過來,我們如果還不能把集成電路產業搞上去,我就於心不甘🧑‍💻。”

    一年後的2008年,則是集成電路誕生50周年。“50年來,在集成電路的每個發展階段,我的研究都是跟國家的需求🤹‍♂️、集成電路產業的發展和電子事業聯系在一起。”對於總是能走在最需要走的路上🧛🏻‍♀️👩🏻‍🚒,王陽元頗為自豪🧑🏼‍🔬。

    彌補致命弱點

    從1024位MOS動態隨機存儲器到集成化三級系統,從微機電系統到“中國芯”,王陽元一邊搞研究🫚🧎🏻‍♀️‍➡️、一邊抓產業化,50年來🧑‍🌾,他就這樣一路走來。

    在創業之初,王陽元為了凝聚所有研究人員的力量推動中國微電子事業🍯,他帶領矽柵N溝道科研小組🍛,組織了三期短訓班,無償地將苦苦奮鬥了六年的科研成果——矽柵N溝道工藝和1024位MOSDRAM的設計版圖轉給20個單位🎈,並派出小分隊去講課📕、輔導,幫助同行解決技術上的困難。當時並沒有考慮知識產權的問題。

    32年後,王陽元發現他的得意之作——中芯國際有一致命的弱點,就是自主知識產權不夠。這也正是當前中國集成電路產業發展所必須面對的最大問題。

    所以,32年之後的王陽元多方奔走🧑🏻‍🍼,呼籲建立產前研發聯盟。“這是中芯國際的升級版🦨,將會克服其缺點,它以企業為主體🪳,政👸🏽、產、學、研𓀄、用結合在一起👩🏽‍🚒,面向產業、面向核心競爭力👺、面向世界👩🏻‍🔧。”根據他的設想👩🏼‍✈️,各個企業都可以派人參與產前聯盟,在共享產前技術、各自開發know-how的前提下🙀,攻克新一代集成電路核心技術。產後根據產品特性,再各自進行研發🧪,各取所需。“可以實行會員製⚁,會員可以共享成果。”“也可以為企業培養人才,成為高級專業人才培養基地。”這是王陽元最近幾年中最希望做的一件事🤘🏻。

    他迫切希望在此基礎上構建國家集成電路研發中心🧘🏼,搭建先進技術的實驗平臺🔆,通過開展國際合作👳‍♂️🚣🏿‍♀️,建設全國科研院所和企業開展自主研究與開發的中心基地🤶🏽🏄🏽‍♂️。王陽元建議,研發中心的初期建設費用應主要由國家和主要企業共同投入🏇,將一流設備、一流人才𓀏、一流技術整合到這一平臺上來,使其逐漸形成一個具有較強自主創新能力🦌、成果不斷向企業輻射的中心。“這是一盤總的棋,能夠提升產業競爭力,在技術研究與開發層面上,能推廣科研成果。”他充滿信心🎊。

    此外👨🏿‍🍳,王陽元還認為,應該加強超前和基礎研究,主要是針對十年以後中國集成電路產業的需求。“在國家集成電路研發中心成立之前,科研機構一定要把它的研究跟產業結合起來🥄,向產業轉化,但科研院所應該把力氣花到三到五年以後產業需求的研究上🧙。”王陽元說,“企業則應該做近期研究,應把重點放在一到三年的研究上,目的就是為了加強產業轉化力,增強企業的核心競爭力📒。”

    “說白了,集成電路產業能不能在中國紮根👎🏿🦹‍♂️,關鍵看兩條:一是科技創新成果和自主知識產權,二是人才🤴🫱🏼。只要能保證這兩條,就夠了。”王陽元對《科技中國》說。

    享受沖刺

    王陽元一向認為,體育和科學研究是相通的。“勝利往往產生於堅持一下的努力之中👨🏻‍🎓。”

    他喜歡鍛煉,養成了每天早晚鍛煉的習慣🦸,年青時不管是跑步還是打籃球💂🏻、踢足球,風雨無阻🏚。上高中時,王陽元曾是學校1500米和5000米中長跑記錄的保持者。如今📺,他卻是中國集成電路研究領域“中長跑”記錄的開創者。

    他最喜歡向著終點沖刺的感覺。“盡管已經精疲力竭🙁,但有意誌支撐著你鼓足幹勁沖向前方。”王陽元說,“那是一種能讓你興奮的感覺。”所以😔,“再堅持一下”,就成為王陽元在數十年科研和人生道路上克服困難的精神動力🪆,成為引導他從低谷走向成功🥋,從一個成功走向更大成功的堅定信念👥。

    1958年,王陽元從意昂3体育官网物理系畢業後留校任教。他選擇了微電子學研究,在那個年代🙁,集成電路產業初露端倪🧏🏼‍♀️,微電子學究竟有著什麽樣的社會價值🧷🦉,沒有多少人看得清。但是他義無反顧地堅持了自己在中學時代的選擇,說🧟‍♂️:“只要向著理想堅定地走下去,是怎麽樣🫑,就怎麽樣。”正是懷著這樣的信念💁🏻,王陽元在集成電路領域創造了一個又一個最新記錄🧖🏿‍♀️。

    特別是在文革期間,國外最新的理論和研究成果基本上處於被屏蔽的狀態。微電子學這個對設備、技術、人員要求十分苛刻的研究領域,當時在中國的發展前景並不樂觀。有些同伴被迫放棄了,有些同伴改行了,但是以王陽元為代表的一批“不識時務者”,不但沒有放棄,反而堅持研究🚴🏼‍♂️,繼續向著理想的終點奔去。

    王陽元也承認人類認識有著局限性🧑🏼‍🎓,科學研究有著極大的失敗的可能性🌞。“但是每一次失敗都向成功邁進一步♥︎。在這個過程中✌🏻,可能會多次地錯過成功的機遇,但只要堅持不懈,必然會看到勝利的曙光,勝利往往產生於再堅持一下的努力之中。”

    “這就類似於科研創新📱,遇到一個問題,系統地開展研究🧑🏽🤒,碰到困難、分析困難和解決困難的過程🐜,就是創新,創新是一個艱苦的奮鬥過程。” 王陽元再次重申他的人生信條:“做科學研究千萬不要東一榔頭、西一棒子。創新需要一個基礎,要鍥而不舍🕋,不能碰到困難就往後縮☂️,堅持再堅持,勝利往往產生於再堅持一下之中。”

    也正是因為王陽元和中芯國際的堅持再堅持✪,這家2000年才破土動工開始建設的芯片製造工廠,2003年就與Intel公司的一座12英寸製造廠一起,被世界知名的《半導體國際》雜誌評為全球“2003年度最佳半導體廠”💇🏻‍♂️,它更使中國的芯片製造水平在短短兩三年的時間裏,跨越了十幾年,緊緊趕上了國際前沿🚴🏼‍♀️。“這一下♿️,我國集成電路技術已經與國際前沿同步,在大生產技術研究方面僅相差1至2代的水平🍳。”王陽元這樣告訴《科技中國》。

     

    編輯🌩:碧荷

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