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王陽(yáng)元:征途漫漫中國(guó)“芯”

發(fā)布人:旺材芯片 時(shí)間:2022-10-11 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

來(lái)源:由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫(ID:ICVIEWS)轉(zhuǎn)自北京大學(xué)新聞網(wǎng)


我國(guó)集成電路科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)盛之日不會(huì)讓我們等待太久!
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人物簡(jiǎn)介:王陽(yáng)元,1935年1月生,浙江寧波人。1953年考入北京大學(xué)物理系,1958年畢業(yè)留校任教,1995年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士,是北京大學(xué)微電子學(xué)科奠基人和我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的開(kāi)拓者之一。主要從事微納電子學(xué)領(lǐng)域中新器件、新工藝和新結(jié)構(gòu)電路的研究。圖片 求學(xué)歲月
我出身于一個(gè)貧寒之家,我的父親按現(xiàn)在的說(shuō)法是一個(gè)個(gè)體戶(hù),經(jīng)營(yíng)柴米油鹽醬醋酒,養(yǎng)活著一家人。盡管家境困難,但是父母對(duì)我們的要求極嚴(yán),他們囑咐我們絕不可以與他人比吃比穿,唯有認(rèn)真讀書(shū)求上進(jìn)是正道。


學(xué)校教育對(duì)我的成長(zhǎng)起的作用是關(guān)鍵性的。我有幸在一生中受教于三個(gè)百年名校,即柴橋小學(xué)、寧波中學(xué)和北京大學(xué)。

小學(xué)階段我就認(rèn)真學(xué)習(xí),從我記事起成績(jī)就一直名列前茅。如果在哪次考試中偶然得了第二名,我就感到對(duì)不起父母,羞愧難當(dāng)。

1947年,我小學(xué)畢業(yè),以寧波市鎮(zhèn)海區(qū)統(tǒng)考第一名的成績(jī)考上了浙江省立寧波中學(xué)。1949年5月25日,在我中學(xué)二年級(jí)的時(shí)候,寧波解放了;同年10月,新中國(guó)成立了。

寧波解放之后,舟山群島還沒(méi)有完全解放,國(guó)民黨還盤(pán)踞在舟山群島,幾乎天天派飛機(jī)來(lái)轟炸。我不得不休學(xué)回到家。每天早上,我挑起裝著全家細(xì)軟的籮筐跟著家人去山里躲避,晚上飛機(jī)沒(méi)法來(lái)了,我們?cè)倩氐郊依?。每天這樣來(lái)回奔波。

1950年5月19日,舟山群島全部解放,我們才穩(wěn)定下來(lái)。休學(xué)半年后,我堅(jiān)決要繼續(xù)讀書(shū),父母也不忍心耽誤我的學(xué)習(xí),傾其所有,供我求學(xué),于是我恢復(fù)了中學(xué)學(xué)習(xí)。我中學(xué)的學(xué)習(xí)和此后大學(xué)的學(xué)習(xí)都是靠助學(xué)金才得以完成的,是人民培育了我,是黨培育了我。

對(duì)我一生影響最深的學(xué)校,除了北京大學(xué)之外,就數(shù)浙江寧波中學(xué)了。寧波中學(xué)是以治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、管理有方而著稱(chēng)的。中學(xué)階段對(duì)我來(lái)說(shuō)最大的影響有三個(gè):

第一,使我養(yǎng)成規(guī)律的生活習(xí)慣。入學(xué)以后我們學(xué)生全部住宿在學(xué)校里,過(guò)著十分有規(guī)律的生活,這使我養(yǎng)成了讀書(shū)做學(xué)問(wèn)的好習(xí)慣。上課我專(zhuān)心聽(tīng)講,效率很高,因此課下我可以有很多時(shí)間去讀課外書(shū),獲取多種知識(shí),這促使我在后來(lái)的科研中注意多方面積累知識(shí),拓展思路。我在中學(xué)時(shí),把薩本棟的《普通物理學(xué)》看了,后來(lái)考北大物理系也和這有關(guān)。

第二,為我樹(shù)立了革命的進(jìn)步的人生觀。在課外書(shū)閱讀中,我閱讀了不少優(yōu)秀的文學(xué)作品,例如《鋼鐵是怎樣煉成的》《普希金詩(shī)篇》等,這些對(duì)我樹(shù)立正確的世界觀和人生觀都有著深刻的影響。我特別喜歡《居里夫人傳》,為此,我立下了人生的志向:成為一名對(duì)祖國(guó)、對(duì)人民有貢獻(xiàn)的科學(xué)家。記得我當(dāng)時(shí)寫(xiě)了一篇作文:《未來(lái)的科學(xué)家——宇耕在成長(zhǎng)》,“宇耕”是我給自己起的一個(gè)名字,意為“宇宙的耕耘者”。我的語(yǔ)文老師看了以后很高興,在班上還表?yè)P(yáng)了我。這個(gè)從小立下的志向成為我日后工作的強(qiáng)大精神動(dòng)力。

第三,為我健康的體魄打下了基礎(chǔ)。我喜愛(ài)各種體育運(yùn)動(dòng),每天去操場(chǎng)跑步,我曾經(jīng)是寧波中學(xué)中長(zhǎng)跑1500米和5000米田徑記錄的保持者。體育鍛煉不僅為我身體健康打下了基礎(chǔ),而且我認(rèn)為體育鍛煉與科學(xué)研究有許多地方是相通的。跑400米最累的是在200米左右彎道的地方,挺住了,你就能堅(jiān)持到底;跑1500米時(shí),我最喜歡向終點(diǎn)沖刺的時(shí)刻,當(dāng)大家都疲勞不堪時(shí),我喜歡鼓足力氣沖向終點(diǎn),去奪取勝利。搞科學(xué)研究、著書(shū)立說(shuō)又何嘗不是如此呢?勝利往往產(chǎn)生于堅(jiān)持,最困難的時(shí)候咬牙堅(jiān)持下來(lái),就會(huì)接近勝利,越困難,越要堅(jiān)持,最終就能享受勝利的喜悅。

中學(xué)階段,我就很喜歡物理課??既氡本┐髮W(xué)物理系是我的第一志愿,也是我人生道路的一個(gè)新起點(diǎn)。

剛到北京時(shí),我不太習(xí)慣,南方人也吃不慣饅頭。那時(shí)北京有沙塵暴,經(jīng)常飛沙走石,我全身過(guò)敏。1952年院系調(diào)整后,物理系招進(jìn)180多名同學(xué),上大課時(shí)會(huì)有300多人。大學(xué)的生活是比較艱苦的,當(dāng)時(shí)我們住在第二體育館,我睡在看臺(tái)的水泥地上,鋪上一個(gè)草席就是床,個(gè)人用品放在枕頭邊上。

盡管條件艱苦,但是我的信念就是“求學(xué)”“學(xué)問(wèn)”:求學(xué)就是求著學(xué);學(xué)問(wèn)就是學(xué)著問(wèn)。這是我最難忘的時(shí)期之一。

經(jīng)過(guò)院系調(diào)整,北大物理系大師云集。我非常榮幸地接觸到了黃昆、王竹溪、虞福春、周光召等物理學(xué)大師。我進(jìn)入北京大學(xué)后的第一位老師就是黃昆教授。黃昆教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)物理學(xué)深入剖析及卓越的邏輯思維能力,對(duì)我一生的治學(xué)都有著深刻的影響。在很多方面,他影響著我的科學(xué)研究和培養(yǎng)學(xué)生的方法。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中,我逐漸掌握了學(xué)習(xí)的規(guī)律。除了聽(tīng)課以外,討論也是非常好的學(xué)習(xí)方式。我每天吃完晚飯就和同學(xué)討論問(wèn)題,往往就一個(gè)物理概念爭(zhēng)論不休,有時(shí)爭(zhēng)論得面紅耳赤,當(dāng)有了統(tǒng)一認(rèn)識(shí),大家才相對(duì)一笑欣然而散。

當(dāng)時(shí)考試是學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的口試形式。考試時(shí)老師坐在一個(gè)教室,我們抽簽,抽到題先在另一個(gè)教室準(zhǔn)備,然后去和老師面對(duì)面答題。我的多數(shù)考試成績(jī)都是優(yōu),特別是黃昆教授的兩次口試,我都取得了很好的成績(jī),他還問(wèn)過(guò)我:“你以前是不是當(dāng)過(guò)老師?”

但也有教訓(xùn),有一次數(shù)理方程課的考試,我之前有一個(gè)問(wèn)題沒(méi)有深入理解,于是死記硬背想記住它,結(jié)果考試我恰好抽到這道題,但死記硬背的知識(shí)應(yīng)付不了口試,這門(mén)課我最終的成績(jī)是及格。

正如毛主席所說(shuō):“感覺(jué)到了的東西,我們不能立刻理解它;只有理解了的東西才能更深刻地感覺(jué)它?!保ā睹珴蓶|選集》第一卷,人民出版社1991年版,第286頁(yè))這個(gè)教訓(xùn)讓我終生難忘,此后我治學(xué)、科研一定要求自己做到徹底理解搞懂。我也是這樣教育我的學(xué)生的。

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1956年,周總理親自主持制定了《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》(簡(jiǎn)稱(chēng)為《十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》),半導(dǎo)體是重點(diǎn)方向之一,五校(北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)和東北人民大學(xué))在北京大學(xué)聯(lián)合舉辦半導(dǎo)體專(zhuān)門(mén)化,培養(yǎng)人才。

北京大學(xué)又云集了一批以黃昆教授和謝希德教授為首的優(yōu)秀半導(dǎo)體教師,我有幸作為第一批學(xué)生被重點(diǎn)培養(yǎng),學(xué)習(xí)有關(guān)半導(dǎo)體理論與技術(shù)的多方面知識(shí),這為我長(zhǎng)期在微電子領(lǐng)域開(kāi)展工作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

圖片 科研之路

1958年,我畢業(yè)之年,集成電路在美國(guó)發(fā)明,揭開(kāi)了信息時(shí)代微電子芯片創(chuàng)新的序幕。從此我就與集成電路結(jié)下了終身之緣。

到2019年,集成電路已經(jīng)發(fā)明61年,它已如同組成人體的細(xì)胞一樣,和軟件一起成為信息社會(huì)的基礎(chǔ)元素,無(wú)處不在,成為人們生活和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不可或缺的必需品。集成電路的科學(xué)技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的標(biāo)志之一,是當(dāng)之無(wú)愧的國(guó)之重器。

從教61年來(lái),我體會(huì)最深的兩句話是:科學(xué)研究的本質(zhì)在于創(chuàng)新,教書(shū)育人的靈魂在于啟迪。在我的科研之路上發(fā)生了很多事,在此我想重點(diǎn)回憶六件事。

硅柵N溝道1024位MOS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的研發(fā)過(guò)程

1969年,我們聚焦于研發(fā)大規(guī)模集成電路。那個(gè)時(shí)期,我在反復(fù)思考一個(gè)問(wèn)題:選擇什么樣的課題才能對(duì)國(guó)家微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展有更大貢獻(xiàn),并能立足國(guó)際微電子技術(shù)發(fā)展前沿?帶著這個(gè)問(wèn)題,我和同事們開(kāi)展了深入的調(diào)查研究。

在調(diào)研過(guò)程中,圖書(shū)館常有一個(gè)角落的燈光亮到凌晨?jī)扇c(diǎn)。經(jīng)過(guò)近半年時(shí)間的調(diào)查研究和數(shù)十次的專(zhuān)業(yè)討論,大家一致認(rèn)為:硅集成電路存儲(chǔ)器由于其穩(wěn)定、可靠并可以低成本大批量生產(chǎn)的特性,必將替代磁芯存儲(chǔ)器;而在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中,當(dāng)時(shí)又以硅柵N溝道技術(shù)性能最好,集成密度又高,因此硅柵N溝道技術(shù)必然能成為對(duì)產(chǎn)業(yè)最有影響力的微電子前沿技術(shù)。

我們最后選定了這個(gè)方向,決心研制硅柵N溝道1024位MOS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。我擔(dān)任該課題領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)6年多堅(jiān)持不懈的奮斗,我們采用了多種途徑來(lái)消除技術(shù)瓶頸的困擾,在無(wú)數(shù)次失敗的基礎(chǔ)上總結(jié)科學(xué)規(guī)律,終于克服了設(shè)計(jì)掩膜版制作、硅柵薄膜生長(zhǎng)和氧化層離子沾污等多項(xiàng)技術(shù)難題,1975年研制成功了國(guó)內(nèi)第一塊3種類(lèi)型(硅柵P溝道、鋁柵N溝道和硅柵N溝道)1024位MOS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取儲(chǔ)存器,獨(dú)立自主地開(kāi)發(fā)出了全套硅柵N溝道技術(shù),被稱(chēng)為我國(guó)MOS集成電路技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中具有里程碑意義的事件。

它比Intel公司研制成功硅柵N溝道MOS DRAM只晚了4年,因此獲得了1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。研究的過(guò)程非常艱辛,有人說(shuō)是這用“汗水”澆灌成的,我說(shuō)是用“鮮血”凝成的,因?yàn)槊垦兄瞥晒σ粔K電路,我的十二指腸就會(huì)出血一次,最嚴(yán)重的一次是我從實(shí)驗(yàn)室走廊被直接送到北醫(yī)三院去急救。

我們獲得初步成功和成果之后,沒(méi)有孤芳自賞。為了提高全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,我們組織了3期短訓(xùn)班,無(wú)償?shù)貙⒖嗫鄪^斗了6年得到的科研成果的設(shè)計(jì)版圖轉(zhuǎn)給20多個(gè)單位。不僅如此,我們還派出小分隊(duì)去相關(guān)公司講課、輔導(dǎo),幫助同行解決技術(shù)上的困難,讓他們以最快的速度使我國(guó)MOS集成電路技術(shù)和產(chǎn)業(yè)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。北京大學(xué)微電子學(xué)研究所也因此一直被認(rèn)為是硅柵N溝道技術(shù)的主要發(fā)源地和開(kāi)拓者。

奮戰(zhàn)“1024”的革命精神和科學(xué)分析精神一直是我們微電子學(xué)研究所的光榮傳統(tǒng),也是我們此后不斷取得科技攻關(guān)勝利的寶貴精神力量?!?024”精神就是面對(duì)國(guó)家的急需,不怕困難,迎難而上,分析困難,解決困難,是大無(wú)畏的革命精神與理性地提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的科學(xué)精神相結(jié)合的典范。

多晶硅薄膜物理和MOS絕緣層物理研究

在總結(jié)硅柵N溝道1024位MOS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器研制經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,我認(rèn)為還有兩個(gè)技術(shù)的科學(xué)規(guī)律沒(méi)有被充分理解與掌握,需要我們進(jìn)一步加強(qiáng)研究。于是,我們開(kāi)展了對(duì)多晶硅薄膜物理和MOS絕緣層物理的系統(tǒng)研究。

在多晶硅薄膜研究方面,我們首先針對(duì)多晶硅薄膜氧化層增強(qiáng)氧化現(xiàn)象對(duì)集成電路成品率和性能影響這一關(guān)鍵因素進(jìn)行研究。對(duì)多晶硅薄膜存在晶粒間界的物理特征,提出了是晶粒間界在氧化過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致了氧化增強(qiáng)現(xiàn)象的觀點(diǎn)。為此開(kāi)展的TEM(透射電子顯微鏡)實(shí)驗(yàn)證明了這個(gè)推測(cè)理論的正確性,我們還總結(jié)提出“應(yīng)力增強(qiáng)氧化”模型,進(jìn)一步據(jù)此推導(dǎo)出了指導(dǎo)多晶硅薄膜氧化的工程方程和特征參數(shù)。

MOS絕緣層物理研究則是另一個(gè)來(lái)源于實(shí)踐過(guò)程的研究課題,當(dāng)時(shí)在1024位MOS DRAM研究過(guò)程里柵氧化層中離子沾污引起的硅表面反型和閾值電壓不確定,導(dǎo)致我們1024位存儲(chǔ)器常常做不出來(lái),這促成了我們多位教授(主要是譚長(zhǎng)華、許銘真、吉利久等)之間的合作,系統(tǒng)研究氧化層中離子沾污的測(cè)試方法和它的規(guī)律,這些工作的深入研究使北大微電子所MOS絕緣層物理研究室躍進(jìn)了世界水平的行列。

研究科學(xué)問(wèn)題要善于抓住事物的本質(zhì)特征,例如多晶硅薄膜的本質(zhì)特征是存在晶粒間界,然后以此出發(fā),提出問(wèn)題,分析問(wèn)題,并解決問(wèn)題。這是對(duì)一個(gè)從事教學(xué)和科研的人員的基本素質(zhì)要求。

ICCAD三級(jí)系統(tǒng)和集成電路產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

20世紀(jì)80年代初,我國(guó)加****展集成電路產(chǎn)業(yè)的力度,為此首先要發(fā)展設(shè)計(jì)業(yè)。誰(shuí)掌握集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ICCAD)工具(被稱(chēng)為“皇冠上的明珠”),誰(shuí)就掌握了主動(dòng)權(quán)。

當(dāng)時(shí)我國(guó)政府曾與法國(guó)談判,試圖通過(guò)技術(shù)引進(jìn)來(lái)解決軟件工具的源程序問(wèn)題,但由于“巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)”對(duì)華禁運(yùn)高新技術(shù),使我們下決心自己組織力量來(lái)開(kāi)發(fā)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

這是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的任務(wù)。時(shí)任電子工業(yè)部部長(zhǎng)李鐵映同志專(zhuān)門(mén)邀請(qǐng)我出來(lái)?yè)?dān)綱。1986年,我受命擔(dān)任全國(guó)ICCAD專(zhuān)家委員會(huì)主任和全國(guó)ICCAT專(zhuān)家委員會(huì)主任。為確保成功完成這項(xiàng)使命,在電子工業(yè)部和微電子局的領(lǐng)導(dǎo)下,我組織總體組,設(shè)定了以研制成功滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)需要的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成化、實(shí)用化的大型ICCAD系統(tǒng)為目標(biāo);組織了全國(guó)包括高等院校、科學(xué)院和工業(yè)研究部門(mén)各單位從事ICCAD軟件工具開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用的優(yōu)秀人才,聯(lián)合攻關(guān)、集中開(kāi)發(fā);同時(shí),組織力量,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和人才,制定了國(guó)內(nèi)外相結(jié)合的工作方針。

在全國(guó)聯(lián)合攻關(guān)會(huì)上,我說(shuō):“國(guó)家的需要就是我們科技人員報(bào)效祖國(guó)的方向,現(xiàn)在就是我們報(bào)國(guó)的最好時(shí)機(jī)。我們一定要急國(guó)家所急。我們一定要科學(xué)分析,鍥而不舍,集中力量打殲滅戰(zhàn),解決問(wèn)題。”“不解決這個(gè)問(wèn)題,我‘決不罷休’!”

經(jīng)過(guò)6年的奮斗,我們成功研制了全國(guó)第一個(gè)按軟件工程方法開(kāi)發(fā)的大型集成化的超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),該項(xiàng)目獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這使我國(guó)繼美國(guó)、西歐、日本之后進(jìn)入能自行開(kāi)發(fā)大型ICCAD系統(tǒng)的先進(jìn)國(guó)家行列,不僅打破了西方國(guó)家對(duì)我實(shí)行的封鎖,而且為我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。這一成果使我國(guó)揚(yáng)眉吐氣,從此能夠在平等基礎(chǔ)上與西方國(guó)家談國(guó)際合作與交流。這是我最自豪的一件事。

1992年,時(shí)任國(guó)家主席***等中央領(lǐng)導(dǎo)親自聽(tīng)取我們的成果匯報(bào)。時(shí)任機(jī)電部副部長(zhǎng)曾培炎同志指著我對(duì)李鐵映同志說(shuō):“你當(dāng)年把他請(qǐng)出來(lái)主持這項(xiàng)工作,現(xiàn)在他圓滿(mǎn)地完成了任務(wù)。”

參與特種應(yīng)用集成電路的研究

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是信息化戰(zhàn)爭(zhēng),微電子是信息化裝備的基礎(chǔ),建設(shè)自主的微電子預(yù)研體系則是一項(xiàng)基礎(chǔ)工程。1988年,中國(guó)電子科學(xué)研究院組建電子預(yù)研管理機(jī)構(gòu),成立了先進(jìn)微電子技術(shù)專(zhuān)家組,邀請(qǐng)我擔(dān)任組長(zhǎng)。在此基礎(chǔ)上,1990年國(guó)防科工委成立了微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)組,我同時(shí)擔(dān)任國(guó)防科工委科技委兼職委員和微電子專(zhuān)業(yè)組組長(zhǎng),組織開(kāi)展先進(jìn)微電子預(yù)研系統(tǒng)建設(shè)。

圖片王陽(yáng)元在實(shí)驗(yàn)室

當(dāng)時(shí)國(guó)家建設(shè)亟須一種“1750”的先進(jìn)技術(shù),也是國(guó)外對(duì)我們封鎖的技術(shù)之一。為此,國(guó)防科工委給我們下命令,必須兩年內(nèi)研究出來(lái)該技術(shù)。我們?cè)趶]山召開(kāi)會(huì)議,面對(duì)國(guó)際的封鎖,大家群情激奮!

我說(shuō):“軍威是國(guó)威的集中表現(xiàn),能夠參與我國(guó)的先進(jìn)裝備建設(shè),是我最興奮、最有激情的事,也是我們科研人員的報(bào)國(guó)之機(jī)?!?/span>

為此,我們組織了兩個(gè)攻關(guān)小組,都立下了軍令狀,下定決心,排除萬(wàn)難。最終我們?nèi)缙诠タ肆诉@個(gè)難關(guān),及時(shí)滿(mǎn)足了裝備的需要。這也是我非常自豪、非常興奮的一件事。擴(kuò)展集成微系統(tǒng)研究,創(chuàng)建國(guó)家級(jí)微米與納米加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展未有窮期,奮斗永不言止。

20世紀(jì)90年代初,以硅馬達(dá)的研制成功為標(biāo)志的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)始發(fā)展。這是一個(gè)新的硅集成微系統(tǒng)發(fā)展方向,不僅可以與精密機(jī)械系統(tǒng)相結(jié)合,而且是可以廣泛地與光學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等多學(xué)科交叉發(fā)展的一門(mén)新興技術(shù)學(xué)科。北大是一所多學(xué)科綜合性大學(xué),具有發(fā)展這一學(xué)科的優(yōu)勢(shì)。在學(xué)校支持下,我與同事們一起向國(guó)家有關(guān)部門(mén)申請(qǐng)獲批,1996年在北大建立了國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,我任主任。

實(shí)驗(yàn)室一開(kāi)始定位有四原則:

(1) 必須是國(guó)際先進(jìn)水平的;

(2) 組織力量,自力更生,解決關(guān)鍵的“卡脖子”問(wèn)題,旨在從根本上提升我國(guó)MEMS研發(fā)水平;

(3) 向國(guó)內(nèi)外開(kāi)放,培養(yǎng)人才,特別要開(kāi)放給博士生,讓他們有自己動(dòng)手的機(jī)會(huì);

(4) 注重科技成果向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

經(jīng)過(guò)10年的奮斗,我們終于建立了我國(guó)第一個(gè)與集成電路兼容的MEMS設(shè)計(jì)和加工平臺(tái),開(kāi)發(fā)了三套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝加工技術(shù),發(fā)布了第一套MEMS CAD設(shè)計(jì)軟件。

耶魯大學(xué)校長(zhǎng)理查德在參觀我們實(shí)驗(yàn)室后回到美國(guó),在《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)表文章說(shuō):“我在北京大學(xué)參觀,看到他們有可以從事兩種工藝研究的兩條生產(chǎn)線實(shí)際上不應(yīng)叫作生產(chǎn)線,翻譯問(wèn)題,應(yīng)是兩條實(shí)驗(yàn)線?!髡咦?,他們的裝備和技術(shù)的先進(jìn)性,即使在國(guó)外大學(xué)里面也很難找到與之相媲美的。”

2006年,“硅基MEMS技術(shù)及應(yīng)用研究”項(xiàng)目獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

創(chuàng)建中芯國(guó)際

1999年,在黨中央國(guó)務(wù)院對(duì)高新技術(shù)發(fā)展高度重視和國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢(shì)下,我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)建設(shè)迎來(lái)了一個(gè)新的快速發(fā)展時(shí)期。在總結(jié)國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律以及我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)幾十年來(lái)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,我認(rèn)為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在于:在機(jī)制上要有所創(chuàng)新,要突破傳統(tǒng)模式,走開(kāi)放改革之路;要利用國(guó)內(nèi)、國(guó)際兩種資源,面向國(guó)內(nèi)、國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng),引進(jìn)組織國(guó)際化的一流愛(ài)國(guó)團(tuán)隊(duì)和技術(shù),共同創(chuàng)建我國(guó)具有世界先進(jìn)水平的集成電路制造企業(yè)。

1999年年底,適逢張汝京博士等一行來(lái)國(guó)內(nèi)考察建設(shè)集成電路生產(chǎn)線的可能性,經(jīng)過(guò)信息產(chǎn)業(yè)部有關(guān)人士的介紹,我們當(dāng)即約定會(huì)面。和張先生見(jiàn)面后,我首先闡述了建設(shè)集成電路生產(chǎn)線的建議和可行性,隨后在他們考察的基礎(chǔ)上,我們第二次在深圳聽(tīng)取了他們的報(bào)告,共同討論合作建設(shè)的方案和措施。這真是“天時(shí)、地利、人和”,就是這短短兩次的會(huì)談,成就了中芯國(guó)際集成電路制造有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中芯國(guó)際)的創(chuàng)建。

2000年1月,中芯國(guó)際召開(kāi)了第一屆董事會(huì),決定總部設(shè)在上海。2000年8月,中芯國(guó)際在上海浦東張江正式破土動(dòng)工,13個(gè)月后,2001年9月25日即建成投產(chǎn)。2003年,中芯國(guó)際一廠被世界知名的《半導(dǎo)體國(guó)際》評(píng)為全球最佳半導(dǎo)體廠之一。

在北京市政府的大力支持下,2002年9月,我國(guó)第一個(gè)晶片直徑300 mm的集成電路制造廠在北京亦莊興建,僅用了2年時(shí)間。2004年9月25日,300 mm納米級(jí)的集成電路制造廠正式投產(chǎn)。時(shí)任北京市委書(shū)記劉淇和市長(zhǎng)王岐山同志親自參加了投產(chǎn)典禮。時(shí)任國(guó)務(wù)院總理溫家寶和國(guó)務(wù)院其他領(lǐng)導(dǎo),以及著名科學(xué)家周光召院士、師昌緒院士等先后視察300 mm廠的生產(chǎn)情況,對(duì)我們倍加贊賞。

中芯國(guó)際最核心的理念是貫徹改革開(kāi)放精神,開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)與國(guó)際接軌的運(yùn)作模式,不僅在資本、技術(shù)、市場(chǎng)、人才等各個(gè)方面充分利用國(guó)內(nèi)外兩種資源,同時(shí)也為逐步培養(yǎng)我國(guó)本土人才和進(jìn)行自主研發(fā)提供了一個(gè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化的平臺(tái)?!吨袊?guó)集成電路產(chǎn)業(yè)全書(shū)》的主要編委們經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論,一致認(rèn)為中芯國(guó)際的創(chuàng)建在我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有里程碑意義。

從創(chuàng)立中芯國(guó)際開(kāi)始,我一直擔(dān)任其國(guó)內(nèi)企業(yè)的董事長(zhǎng)和法人代表,后又任其國(guó)際企業(yè)的董事長(zhǎng)。張汝京開(kāi)始任國(guó)際企業(yè)董事長(zhǎng)和所有公司的CEO。2009年,在與中芯國(guó)際共同經(jīng)歷10年風(fēng)雨之后,我辭去了中芯國(guó)際董事和董事長(zhǎng)職務(wù),改任中芯國(guó)際名譽(yù)董事長(zhǎng)和首席科學(xué)家。

在我離開(kāi)董事長(zhǎng)崗位時(shí),中芯國(guó)際董事會(huì)贈(zèng)送給我一個(gè)特意制作的紀(jì)念鼎,上面刻著:“王陽(yáng)元教授,作為創(chuàng)始人之一,于2000—2009年期間,在創(chuàng)立和建設(shè)中芯國(guó)際集成電路制造有限公司的過(guò)程中,無(wú)私奉獻(xiàn),建立了不可磨滅的歷史性功績(jī),為中國(guó)和世界集成電路產(chǎn)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展作出了卓越的貢獻(xiàn)?!?/span>

圖片 育人感悟
大學(xué)的根本任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生。宋代胡瑗說(shuō)過(guò):“致天下之治者在人才,成天下之才者在教化,教化之所本者在學(xué)校。”

我一直說(shuō):“只要人類(lèi)社會(huì)存在,教育就是永恒的主題;只要人的生命存在,學(xué)習(xí)就是不竭的任務(wù)。教育的靈魂在于啟迪!”

教師的根本使命也是培養(yǎng)人才,學(xué)生要一代更比一代強(qiáng),長(zhǎng)江后浪推前浪。在歷史的長(zhǎng)河中,我們的生命只有幾十年,十分短暫,但是如果我們能夠?qū)⒅R(shí)、經(jīng)驗(yàn)、智慧傳承下去,一代一代學(xué)生薪火相傳,就如同滾滾長(zhǎng)江川流不息,我們的生命也會(huì)被無(wú)限延長(zhǎng)。

我認(rèn)為不同的學(xué)習(xí)階段有不同的教育規(guī)律。在本科階段,我主張“大本科”,希望同學(xué)們打好扎實(shí)的基礎(chǔ),我們雖然不能要求人人都能學(xué)貫中西、融通古今,但基礎(chǔ)要扎實(shí)、知識(shí)面要廣一些。文科學(xué)生要選修一些理科的課程,在信息時(shí)代選修一些信息科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)課程,懂得一些知識(shí),比如芯片是什么、基礎(chǔ)軟件是什么;同樣,理工科學(xué)生也要選一些人文社會(huì)科學(xué)學(xué)科的課程,要讀一些中華好詩(shī)詞,這有助于他們建立正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀,提高其文化內(nèi)涵和修為素養(yǎng)。

在研究生階段,則要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生們提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要,因?yàn)樘岢鲂碌膯?wèn)題、新的可能性,從新的角度看舊問(wèn)題,都需要?jiǎng)?chuàng)造性想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?!蔽覀儗?duì)北大微電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教育,特別注重對(duì)其提出問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)。我相信,優(yōu)秀的研究生必定會(huì)在重要的國(guó)際會(huì)議上嶄露頭角。

20世紀(jì)八九十年代,我曾幾次參加或率領(lǐng)教育部組織的團(tuán)隊(duì)去參加被認(rèn)為是在電子器件領(lǐng)域最具權(quán)威性和標(biāo)志性的國(guó)際會(huì)議——國(guó)際電子器件會(huì)議(International Electron Devices Meeting,IEDM)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們沒(méi)有被錄用的論文,代表團(tuán)的教授們聚在一起晚餐時(shí),大家都有很多期盼,期待我們有論文在會(huì)上報(bào)告,期待我們有發(fā)言權(quán)。這個(gè)愿望在2008年實(shí)現(xiàn)了,以后一直延續(xù)下去。

北大微納電子學(xué)科的學(xué)生在這個(gè)會(huì)議上每年發(fā)表的論文平均數(shù)可與世界名校相媲美。可以認(rèn)為,我們?cè)谶@方面的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列,而實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望的是以我的學(xué)生為主體的年輕團(tuán)隊(duì)。當(dāng)教師的喜悅莫過(guò)于此。

還有一個(gè)例子,電子器件學(xué)會(huì)(EDS)每年都要從全球評(píng)選出優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)學(xué)金獲得者,名額為4—5名,亞洲僅有1名。但2008—2015年這8年間,北大有4名博士生獲此獎(jiǎng)勵(lì)。這就是說(shuō),不僅包括國(guó)內(nèi)著名高校,而且包括整個(gè)亞洲許多世界級(jí)名校在內(nèi),有50%的獲獎(jiǎng)?wù)呤潜贝髮W(xué)生。他們?yōu)閲?guó)爭(zhēng)光,也為北大爭(zhēng)光。我為北大有這樣的學(xué)生而感到驕傲!

從教61年,我先后培養(yǎng)了26名碩士生、59名博士生和18名博士后。

教育是千秋萬(wàn)代的事業(yè),北京大學(xué)要持續(xù)發(fā)展,一定要珍惜優(yōu)秀學(xué)生資源,優(yōu)秀學(xué)生資源是北大最寶貴的財(cái)富。教育的成功與否,關(guān)鍵就在于要建設(shè)一支綜合素質(zhì)高、有活力、老中青結(jié)合、以中青年為主體、結(jié)構(gòu)合理的教師隊(duì)伍,使北大優(yōu)秀的傳統(tǒng)代代相傳,不斷發(fā)揚(yáng)。

圖片2001年王陽(yáng)元與集成電路創(chuàng)始人諾貝爾獎(jiǎng)獲得者J KILBY在一起

圖片 樹(shù)愛(ài)國(guó)之情,立報(bào)國(guó)之志

習(xí)近平總書(shū)記指出:“重大科技創(chuàng)新成果是國(guó)之重器、國(guó)之利器,必須牢牢掌握在自己手上,必須依靠自力更生、自主創(chuàng)新。”“真正的大國(guó)重器,一定要掌握在自己手里。核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù),化緣是化不來(lái)的,要靠自己拼搏。”集成電路作為“國(guó)之重器”,一定要握在自己手里。我也非常有幸能夠從事集成電路這一國(guó)之重器的研究。

如今,在中美貿(mào)易摩擦的背景下,打造中國(guó)“芯”的呼聲,從民間到“廟堂”都非常高漲,芯片與中華民族的復(fù)興如此密切地結(jié)合在一起。

我相信,我們一定能打造出世界前沿的“中國(guó)芯”。鑄造中國(guó)芯,確實(shí)走過(guò)了漫漫征途,這里有內(nèi)部因素和外部因素:內(nèi)部因素是我們對(duì)集成電路的戰(zhàn)略性和市場(chǎng)性的雙重特性認(rèn)識(shí)不足,外部因素則是西方國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖、禁運(yùn)和打壓。

但這種封鎖和打壓只能更激起中國(guó)人民,尤其是技術(shù)人員的報(bào)國(guó)激情和戰(zhàn)斗意志。在中國(guó)共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下,這股愛(ài)國(guó)之情和創(chuàng)新能力必將使西方國(guó)家的禁運(yùn)、斷供折戟沉沙于太平洋中。發(fā)展中國(guó)芯,需要?jiǎng)?chuàng)新,要?jiǎng)?chuàng)新最重要的還是具有創(chuàng)新能力的人才,而培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才,歸根到底需要教育。

國(guó)家所需就是我們的研究方向。作為一名科研人員,選擇研究方向時(shí),就是要考慮國(guó)家的需要和科研的前沿??茖W(xué)沒(méi)有國(guó)界,但是科學(xué)家是有祖國(guó)的。實(shí)驗(yàn)室就是科研人員報(bào)效祖國(guó)的“戰(zhàn)場(chǎng)”。

圖片王陽(yáng)元在書(shū)房前

科研工作者從事國(guó)家急需的事業(yè),這是理所當(dāng)然的,也是報(bào)國(guó)最好的時(shí)機(jī)。當(dāng)然,不是說(shuō)所有的科研人員都要從事高新技術(shù)研究,一些基礎(chǔ)研究是非常重要的,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看,對(duì)科學(xué)事業(yè)有更深刻的影響,對(duì)民族的發(fā)展具有更深遠(yuǎn)的意義,即使從事基礎(chǔ)研究,也要懷著愛(ài)國(guó)之情、報(bào)國(guó)之心??傊?,我們一生中不管怎么選擇,最重要的是一生的奮斗過(guò)程一定是與國(guó)家的發(fā)展、國(guó)家的戰(zhàn)略需求、民族復(fù)興聯(lián)系在一起的。心系祖國(guó),胸懷全球,終生奮斗,必有所成。這樣度過(guò)的一生,不管你的職位高低、財(cái)富多寡、能力大小,都將是有意義的一生。

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)和科技的創(chuàng)新發(fā)展,必將為全球集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展作出中華民族特有的貢獻(xiàn)!我國(guó)集成電路科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)盛之日不會(huì)讓我們等待太久!

北京大學(xué)有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和光輝的歷史,是一方培養(yǎng)高質(zhì)量人才、出高質(zhì)量科技成果的沃土。我很喜歡曹操《觀滄?!返脑?shī),引用了其中幾句,但在上面加上了兩句描述北大的話:西山逶迤,未名漣漪。星漢燦爛,若出其中。日月之行,若出其里。希望同學(xué)們?cè)谖疵?、博雅塔下,不忘初心、牢記使命,銳意進(jìn)取,鍥而不舍,把自身的前途命運(yùn)同國(guó)家和民族的命運(yùn)緊緊聯(lián)系在一起,為建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)、為中華民族的偉大復(fù)興作出更大貢獻(xiàn)!


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