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对话张懋中:高校的价值是发明未来而非眼下救急

时间:2021-10-09 09:55来源:澎湃新闻
原标题  对话张懋中:高校的价值是发明未来而非眼下救急,产业科研忌跟风

     当前,中国集成电路产业快速发展,但在半导体设备、芯片设计软件等领域仍面临痛点,集成电路人才在供给质与量上均显不足。集成电路产业遭遇人才之渴,如何培养市场所需的芯片人才?
 
      美国工程院院士、未来科学大奖科学委员会2021轮值主席张懋中在今年的未来科学大奖新闻发布会期间接受澎湃新闻采访时表示,今天研究型大学很重要的价值在于“发明未来”,而不是救产业燃眉之急。
 
     “如果你已经知道这是一个急需的市场,它已经搞得风风烈烈、又热又闹了,这个时候应该想想怎么走在前面。如果大家都做3nm、2nm,你再去追赶3nm、2nm,等你赶到的时候它可能已经是1nm以下了。”大学要做什么?他认为,大学要往前走,替产业界穿隧架桥,先探寻与打通关节,寻找正确的方向和出路,甚至不可避免地在前面先尝试失败,以淬炼其创造力。
 
     张懋中也是新竹交通大学的第11任校长。2019年从校长位置上退休后,张懋中回到洛杉矶加州大学任教。
 
     “我们要培养一个年轻人对科学追求的兴趣,教育他不只能够解决问题,他还得能定义问题。定义和解决问题,是能够发明未来的关键。”张懋中说,爱因斯坦规范了物理学的未来,乔布斯界定了移动通讯和消费市场的未来,那些获得诺贝尔奖的科学家也在各自领域发明未来。中国能够定义和发明未来的人才在哪里、怎样培养这样的人才,这是教育上最值得下功夫来思考的一个问题。“回到我们为什么要做未来科学大奖这个话题,”张懋中说,这一中国首个世界级民间科学大奖“就是要鼓励真正能够做独立性、最前瞻、最能影响人类的未来科研”。
 
    无论是产业还是科研,张懋中都强调不能跟风,避免去热闹的领域,因为“那里面能找到金钻的机会并不大”,“人太多了,好东西早就已经掘拾光了。”
 
     就像荷兰ASML公司能在光刻机领域脱颖而出,原因之一就是另辟蹊径。而今天热闹的AI领域,他认为要“软硬兼施”,既要有算法支持,也要有芯片发展。AI芯片能否“可重构”架构,减少能耗的同时又能接受各种不同算法,就像“孙悟空七十二变”。这其中的挑战很大,但还是不能跟风,光是模仿,即使比人家付出更多努力或做得更好,但还是脱不了既存的窠臼,也不能造就“典范转移”。
 
     AI芯片架构要像“孙悟空七十二变”,半导体发展不能跟风
 
     未来科学大奖科学委员会2021轮值主席张懋中是美国工程院院士、洛杉矶加州大学胜华杰出讲座教授,也是新竹交通大学的第11任校长。
 
     他对高速半导体元件和高频无线及混合信号电路在通信、雷达、联结、影像等系统的研究卓著。其团队所研发的砷化镓功率放大器制成的手机信号发射器在过去20年全球量产已超过500亿台,为移动通讯产业界及学术界带来开创性贡献。
 
     张懋中曾表示,AI的发展应该是软硬兼施,既要有算法支持,同时也要有芯片发展。
 
     近年来,AI的发展、丰富的应用场景等带动了国内一批初创企业布局AI芯片。所谓“软硬兼施”,张懋中对澎湃新闻表示,最终还是要用“可重构”的方法,减少能耗,覆盖不同应用。
 
     “能不能用可重构的架构配置,既省电,但又能接受各种不同的算法,比如能以单一且低功耗芯片就能适时选择运作CNN(卷积神经网络)、RNN(循环神经网络)或者ANN (人工神经网络)。”张懋中说,这就像孙悟空七十二变一样,该用哪一变就用哪一变。
 
     但其中的挑战很大,很重要的一件事是不能跟风,“光是模仿,比人家付出更多努力或做得更好,但基本上还是采用既有的架构,绝不可能造就 ‘典范转移’。”
 
     张懋中以荷兰光刻机巨头ASML公司为例,“20nm制程以下,全世界现在只有一家公司能做到,就是荷兰的ASML。”ASML能在光刻机领域脱颖而出,原因之一是能择善固执,千山独行,有始有终。
 
     光刻机是制造芯片的核心装备,它采用类似照片冲印的技术,把母版上的精细图形通过曝光转移至硅片上。光刻机包括DUV(高紫外光)光刻机和EUV(极紫外光)光刻机等多种类型,DUV覆盖7nm及以上制程需求,随着先进制程向5nm及以下进化,EUV成了刚需。
 
     “当别的公司都在继续改进它们所谓的传统光源来做光刻时,ASML想到最终要解决问题还是要进入DUV和 EUV范围的光源。它花了相当长的时间来做这件事,当时没有其他公司跟进,都认为不可能或者投资太大而不愿意做。等到它一做出来以后,其他公司已经太迟了,包括日本几家著名的光学公司全部都给关了。”张懋中表示,这是一件残忍的事,实际上做决定时的方向,也就是在所谓的“定义未来”之时的方向,已经决定是能生存还是被淘汰。
 
     ASML的成功在全球范围内是否可以成功复制?张懋中认为“永远都有更好的东西”,“我相信已经有很多其他公司在发展更好的东西了,但是这段时间ASML是独家。”
 
     研究型大学的价值是“发明未来”而非“眼下救急”,学术界科研要避免去热闹领域
 
     当前,中国集成电路产业快速发展,但在半导体设备、芯片设计软件等领域仍面临痛点。而在集成电路产业人才方面,《中国集成电路产业人才白皮书(2019-2020年版)》显示,我国集成电路人才在供给总量上仍显不足,到2022年,芯片专业人才缺口预计超过20万人。
 
     集成电路产业遭遇人才之渴,如何培养市场所需的芯片人才?张懋中对澎湃新闻表示,“这就是困难的地方,如果你已经知道这是一个急需的市场,它已经搞得风风烈烈、又热又闹了,这个时候应该想想怎么走在前面。如果大家都做3nm、2nm,你再去追赶3nm、2nm,等你赶到的时候它可能已经是1nm以下了。”
 
     张懋中强调,所以今天,尤其是学术界,研究型大学很重要的价值在于“发明未来”,而不是救当下之急。
 
     “今天产业界遇到的眼前困难都是类似救火性质的,但不应把大学做研究的精英充当救火队队员,这是误用。”他表示,产业界遇到的当即问题只能自行解决,不能也不应仰赖大学,大学无法既“发明未来”又“拯救当下”。
 
      那么大学要做什么?“大学要往前走,替产业界穿隧架桥,在前期先探寻和打通关节,甚至不可避免地先尝试失败,以淬炼其创造力。”比如在光刻机领域千万不要停留在DUV/EUV,“DUV/EUV已经给ASML做掉了,我们是不是应该往往X射线、伽马射线走?可以往前走的更短的波还有的是。”
 
     “我们要培养一个年轻人对科学追求的兴趣,教育他不只能够解决问题,他还得能定义问题。定义和解决问题,才是能发明未来的关键。”张懋中说,爱因斯坦规范了物理学的未来,乔布斯界定了移动通讯和消费市场的未来,那些获得诺贝尔奖的科学家也在各自领域发明未来。他们定义未来的方法不一样,但都以自己的方法定义了未来,也发明了未来。
 
     那么中国能够定义和发明未来的人才在哪里?怎样培养这样的人才?张懋中表示,这是教育上最值得下功夫来思考的一个问题。
 
     2019年从新竹交通大学校长的位置上退休后,张懋中回到洛杉矶加州大学任教。
 
     谈到对踏入科研的年轻人的建议,张懋中告诉澎湃新闻,年轻科研工作者要具备科研热情、雄心、毅力,要耐得住寂寞,走自己的路,避免去热闹的研究领域,当一个研究课题太热闹时,“那里面找到金钻的机会并不大,因为人太多了,好东西早就已经掘拾光了。”
 
     21世纪以来,日本几乎平均一年诞生一名诺贝尔奖得主。“仔细看看他们的研究,都不是走在主流道路上,多半是千山独行。但最后证明,这些研究不管是对人类基本知识的提升,还是对整个产业的创新,都有 ‘典范转移’的巨大贡献。”
 
     能够自信挺进在未曾开拓的路上,因此涌现出革命性的科研课题,“就如同好的宝贝在瓮里终究是藏不住的,有一天它会令人惊羡地发光。”张懋中说。(张静
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