
曹健林 資料圖
科技沒有國界,但科學(xué)家和工程師有祖國。曹健林的回答里,隱隱地總在傳遞這項(xiàng)信息。
這位光學(xué)領(lǐng)域的專家,在近20年間一直同時(shí)扮演著管理者的角色,并在2006年至2015年擔(dān)任科技部副部長。他的身上一直承擔(dān)著國家的使命,比如在國家科技重大專項(xiàng)中的“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”,俗稱02專項(xiàng),他是光刻機(jī)工程指揮部總指揮;在2017年成立的集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟中,他出任理事長一職。2018年3月,曹健林獲任全國政協(xié)科教衛(wèi)體委副主任。
今年3月1日,全國兩會(huì)召開前夕,曹健林在北京接受記者專訪,從集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技評(píng)價(jià)體系完善到科學(xué)成果轉(zhuǎn)化,對(duì)這些交織著新情況的老問題,他分享了頗多看法。
曹健林認(rèn)為,微電子依然是21世紀(jì)前半葉對(duì)人類經(jīng)濟(jì)生活影響最大的技術(shù)。例如從人工智能看,人工智能包含的三個(gè)方向——理論研究、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用,中國在應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異,理論研究也逐步趕上,但表現(xiàn)在芯片水平上的技術(shù)實(shí)現(xiàn),差距依然較大。
不過,他樂觀認(rèn)為,半導(dǎo)體技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用牽引的技術(shù),中國擁有的最大優(yōu)勢(shì)就在于需求足夠大。“如果一個(gè)國家和政府想做,這個(gè)國家的科學(xué)家、工程技術(shù)人員把做這件事當(dāng)作自己的責(zé)任,再加上全社會(huì)的支持,一定可以做成。這就是中國的故事,這是我們的優(yōu)勢(shì)。”
對(duì)于“科學(xué)家”和“工程師”兩個(gè)人才群體如何平衡的問題,曹健林指出,“科”“技”本是兩件事情,目的也不一樣,用同個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來考核自然會(huì)造成雙方都感到不合適。
“如何調(diào)動(dòng)科學(xué)家和工程師的積極性,如何采取不同的標(biāo)準(zhǔn)來衡量兩個(gè)群體,終極目的是使科學(xué)家和工程師們都努力工作,這是一個(gè)全世界的問題。中國應(yīng)該說解決得不算差。”他說,“最關(guān)鍵的是要給出一個(gè)合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。”
他還談到,盡管中國在科技成果轉(zhuǎn)化方面存在很多問題,例如產(chǎn)品不夠先進(jìn)、很多工作是無用功等,但中國其實(shí)是被公認(rèn)在這方面做得最好的國家。
“成果轉(zhuǎn)化不是中國科技發(fā)展中最大的問題,最大的問題目前來看是原創(chuàng)不夠。”他指出。
“微電子依然是21世紀(jì)前半葉對(duì)人類經(jīng)濟(jì)生活影響最大的技術(shù)”
記者:
在集成電路產(chǎn)業(yè),有挺多人認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)到頭,在3nm之后就不會(huì)再出現(xiàn)更小的線寬。
曹健林:
首先分析一下摩爾定律。摩爾定律不是自然規(guī)律,是人們總結(jié)出來的。為什么半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展這么快?這是因?yàn)橛蟹浅4蟮男枨鬆恳@樣的需求吸引了全世界各行各業(yè),搞材料的、做設(shè)計(jì)的、做裝備的,再加上金融家,都投到這個(gè)領(lǐng)域。可以說,這是迄今為止,在過去五六十年的時(shí)間里,吸引了最多人才、最多經(jīng)費(fèi)、最多關(guān)注度的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。因此半導(dǎo)體發(fā)展得很快,摩爾定律從中被總結(jié)出來。
摩爾定律還會(huì)不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去?它面臨的第一個(gè)限制就是,還有沒有這么大的需求。如果依然有,那就還會(huì)有人不斷砸錢、不斷研制,那么即使沒有傳統(tǒng)方法,還會(huì)有別的顛覆性的方法。
第二個(gè)限制,摩爾定律再往下走,線寬到了3nm,的確會(huì)遇到物理界限,就是所謂經(jīng)典物理和量子物理的界限。說白一點(diǎn),就是任何東西的縮小都是有界限的,納米級(jí)已經(jīng)接觸到所謂的量子壁壘,再往下走就要進(jìn)入量子階段,現(xiàn)在的量子效應(yīng)已經(jīng)很明顯了。從這一點(diǎn)來講,一定是有限度的。
人們?cè)谇Х桨儆?jì)地克服限制,比如人們?cè)诳v向、疊加等方面想了很多辦法,因此有32層、64層、128層芯片,在工藝上不斷研究。這樣達(dá)到的效果還會(huì)符合摩爾定律嗎?目前看來,我個(gè)人持懷疑態(tài)度。因?yàn)樵酵伦撸枰耐度朐絹碓酱螅胰死米匀缓透脑熳匀坏哪芰σ彩怯邢薜摹,F(xiàn)在的摩爾定律嚴(yán)格來說是硅半導(dǎo)體或者叫硅基半導(dǎo)體,傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體現(xiàn)在應(yīng)該說已經(jīng)到極限了。
今后微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在元器件這個(gè)方向上,可能更多要想一些其他辦法。縱向多層的工藝是其中的方法之一,再比如換種新的存儲(chǔ)材料、新的機(jī)制等。從這個(gè)角度講,我覺得微電子依然是21世紀(jì)前半葉對(duì)整個(gè)人類的經(jīng)濟(jì)生活,甚至軍事技術(shù)影響最大的技術(shù)。
比如說人工智能,我個(gè)人認(rèn)為它有三個(gè)方向,第一是理論研究,就是研究人到底是怎么想的、人是怎么認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的?第二是技術(shù)實(shí)現(xiàn),如何算得更快、如何能夠存儲(chǔ)量更大,而且能夠在海量信息中很快地把自己需要的信息提取出來?這是要靠技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)就是芯片,你的芯片能做到什么程度?第三個(gè)是應(yīng)用,比如刷臉、無人駕駛。
對(duì)于中國,我們最強(qiáng)的是第三塊,但我們前兩塊的基礎(chǔ)是比較差的。現(xiàn)在中國做理論研究的人多起來了,如果有恰當(dāng)?shù)耐寥篮头諊覀兛赡軙?huì)比較快地縮小和世界先進(jìn)水平的差距。事實(shí)也是這樣,很多從美國留學(xué)回來的人在做這項(xiàng)研究。但我們最大的一個(gè)障礙是技術(shù)障礙,在芯片上我們還有相當(dāng)大的差距。
記者:
以此為前提,是否意味著中國的半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在開始狠命追趕就能在不久的將來趕上世界先進(jìn)水平?
曹健林:
追趕,這是我的責(zé)任。我經(jīng)常和一些同事、朋友討論說,我們短時(shí)間內(nèi)還不能趕上,但是中國進(jìn)步的速度毫無疑問是世界上最快的。我想我們的基本目標(biāo)是,到2030年,我們應(yīng)該能夠做到半導(dǎo)體技術(shù)的強(qiáng)國,現(xiàn)在是半導(dǎo)體技術(shù)大國。
我先講中國的優(yōu)勢(shì)。第一,半導(dǎo)體技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用牽引的技術(shù),中國最大的優(yōu)勢(shì)是有最大的需求。如果一個(gè)國家和政府想做,這個(gè)國家的科學(xué)家、工程技術(shù)人員把做這件事當(dāng)作自己的責(zé)任,再加上全社會(huì)的支持,一定可以做成。這就是中國的故事,這是我們的優(yōu)勢(shì)。
我們的劣勢(shì),我前面講過,半導(dǎo)體是過去60年里,全世界集中了最多資源的領(lǐng)域,包括資金,包括人力資源,包括科學(xué)積累。因此實(shí)在地說,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是一個(gè)發(fā)達(dá)國家的“富人俱樂部”。沒有任何其他發(fā)展中國家有這種雄心壯志,包括俄羅斯,只有中國人在做,我們無論是資金、人才還是科學(xué)積累上都有巨大差距。但正是因?yàn)榫薮蟮牟罹啵虼瞬判枰ソM織,才需要各界的支持,當(dāng)然也需要吃這碗飯的人艱苦奮斗。
中國微電子行業(yè)現(xiàn)在的核心骨干無一不是在國外練過的,包括一些管理者。在現(xiàn)在的條件下,他們趕超世界先進(jìn)水平的物質(zhì)條件,比當(dāng)年我們的前輩、我們的老師們好太多了,因此最欠缺的是雄心壯志和艱苦奮斗精神。只要政府給足夠的投入,還有大家互相之間給予支持,我們一定可以一步一步地邁進(jìn)。我們的一步肯定比國外同行的步子大。
“IDM和垂直分工兩種模式中國都需要”
記者:
從集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式看,以IDM模式(從設(shè)計(jì)到制造一體化)和垂直分工(設(shè)計(jì)公司+IP公司+制造)模式為主,前者能攫取最大利潤,以英特爾為代表;后者分工明確,臺(tái)積電是其中的制造企業(yè)代表。您認(rèn)為中國集成電路發(fā)展最適合或者最接近哪種模式?
曹健林:
兩種模式我們都需要。
中國原來都是IDM模式。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期,無論是做材料的、做設(shè)計(jì)的、做裝備的,包括做工藝的,全在電子工業(yè)部旗下。電子工業(yè)部后來改制成為工信部,他們對(duì)中國微電子產(chǎn)業(yè)的控制能力和當(dāng)年電子工業(yè)部相比差了很多,因此后來一段時(shí)間,我們學(xué)了臺(tái)積電發(fā)明的Foundry模式,這個(gè)模式極大地促進(jìn)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。
坦白講,這也是人的特點(diǎn)所決定,術(shù)有專攻。集中做很容易做得更好、更精專,特別在成本控制方面。但是問題在于,整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個(gè)鏈條,要互相支持,精專了以后不容易再互相支持,人們往往會(huì)沿著自己思路考慮。一般說來,走得越深越不愿意,首先是沒有精力,其次他也不愿意去考慮左臂右手。
對(duì)中國來講,IDM是非常需要的,特別是當(dāng)Foundry在海外已經(jīng)發(fā)展到一定程度。
我們要把中國的優(yōu)勢(shì)利用起來,中國最大的優(yōu)勢(shì)是需求。但是需求端的這些產(chǎn)業(yè),和微電子還是離得很遠(yuǎn)。比如大功率半導(dǎo)體,如果說硅基半導(dǎo)體主要用于手機(jī)、電腦等個(gè)人消費(fèi)的話,大功率半導(dǎo)體的用戶首先是電動(dòng)汽車,其次是新能源電網(wǎng),還有高鐵。這類產(chǎn)品中國是最強(qiáng)大的,但這類產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)離半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)很遠(yuǎn)。
我們特別希望中國有一些領(lǐng)域是用IDM來發(fā)展的。這兩種模式都要存在,但是應(yīng)用于不同的市場(chǎng),不同的國情,還有不同的發(fā)展階段。Fab(半導(dǎo)體工廠)形式,適合批量生產(chǎn)、廣泛適用的芯片,而專用芯片特別適合以IDM來生產(chǎn)。
記者:
打造IDM有一個(gè)問題,在于產(chǎn)品的需求市場(chǎng)夠不夠大,英特爾占領(lǐng)的是CPU市場(chǎng),三星靠的是存儲(chǔ)器,還有沒有我們可以瓜分的市場(chǎng)?
曹健林:
它肯定不會(huì)交給你,我們要自己去創(chuàng)造、去組織。
很多老外,包括在國外干過大Fab的,都跳槽到中國來,想做IDM。IDM最好是跟下游的大公司,比如像國家電網(wǎng)這樣的企業(yè)結(jié)合起來,國網(wǎng)輸電,需要使用的芯片各種各樣,既有硅基半導(dǎo)體,還有大功率半導(dǎo)體,他們來牽頭的話,很多投資就有了來源。
記者:
在合理的政策環(huán)境下,中國能否產(chǎn)生一批市場(chǎng)化成功的半導(dǎo)體企業(yè),就像英特爾、三星、臺(tái)積電這樣的市場(chǎng)化成功的企業(yè)?
曹健林:
第一,我們要相信純市場(chǎng)化的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從來沒有,都是得到政府大量支持。
我很了解三星。到科技部工作前我在中科院工作,三星跟中科院有合作協(xié)議,我們年年要互訪。整個(gè)三星集團(tuán)的銷售額占韓國GDP的25%以上,韓國的不少中小企業(yè)恨死三星了,對(duì)三星來講,銀行的錢是隨便用的。同樣,英特爾也好、西門子也好,他們的研發(fā)工作都得到了政府大量的支持。
就這點(diǎn)來講,純粹的自由競(jìng)爭,一點(diǎn)都沒有政府支持的微電子產(chǎn)業(yè)是沒有的。美國總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)的調(diào)研報(bào)告開宗明義,微電子產(chǎn)業(yè)從來就不是自由市場(chǎng)競(jìng)爭的。
第二,只要我們組織對(duì)路的話,中國一定會(huì)發(fā)展起來,華為就是非常好的典型。
記者:
去年的政府工作報(bào)告提到加快制造強(qiáng)國建設(shè),其中首先就是要推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。您覺得這一年的發(fā)展情況怎么樣?
曹健林:
第一,我覺得進(jìn)步很快。我可以舉幾個(gè)例子,大的集成電路制造,涵蓋材料、設(shè)計(jì)、裝備、工藝、封裝、封測(cè),到應(yīng)用。應(yīng)用我不用說了,中國的電子工業(yè)一直在飛速增長,你現(xiàn)在能想到的電子產(chǎn)品大部分都是中國產(chǎn)的。在集中電路產(chǎn)業(yè),去年我們有三個(gè)領(lǐng)域都達(dá)到了千億量級(jí)。我們的設(shè)計(jì)到了千億,海思可能已經(jīng)排進(jìn)了世界前十,我們的Fab過了千億,我們的封測(cè)也過了千億。一些原來空白的、沒有的領(lǐng)域也有突破,比如我們的裝備已經(jīng)到了百億。像光刻機(jī)這個(gè)最難做的裝備,去年我們90納米的光刻機(jī)已經(jīng)在生產(chǎn)線上跑了,28納米的也有了很大進(jìn)步。
第二,我覺得是社會(huì)高度關(guān)注。中美貿(mào)易摩擦讓我們?cè)俅握J(rèn)識(shí)到自主創(chuàng)新的重要性,再次認(rèn)識(shí)到國際環(huán)境沒那么好,因此全社會(huì)都重視了。
當(dāng)然現(xiàn)在也有一個(gè)問題,就是別頭腦發(fā)熱、到處都想上。發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)第一是時(shí)髦,第二可能說起來比較高大上,各地都想上,但事實(shí)上我們還要穩(wěn)扎穩(wěn)打。
總體來講,中國現(xiàn)在適合大規(guī)模發(fā)展集成電路的就三個(gè)地區(qū),一是以上海為中心的長三角地區(qū),目前是最大的一塊,再加上珠三角地區(qū)和北京。其他地方環(huán)境都有些差距,當(dāng)然現(xiàn)在武漢要做存儲(chǔ)器,成都也有一塊,但是我覺得大家都要謹(jǐn)慎。
“科學(xué)家和工程師不能用同個(gè)標(biāo)準(zhǔn)考核”
記者:
近年來國家十分重視發(fā)展基礎(chǔ)學(xué)科,提高科研人員待遇。但在許多學(xué)科的建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化過程中,工程人才發(fā)揮的作用同樣重要。您覺得要如何平衡“科學(xué)家”和“工程師”這兩個(gè)人才群體?
曹健林:
這個(gè)是我們經(jīng)常討論的問題,最大的問題是我們往往用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去衡量工程師和科學(xué)家。
我們經(jīng)常把科技放在一起說,科技其實(shí)是兩件事情。從源頭上講,科學(xué)是認(rèn)識(shí)世界,技術(shù)是改造世界。
尤其在中國,這兩件事根本不一樣。在中國的傳統(tǒng)文化中,科學(xué)是士,而技術(shù)是匠。在發(fā)達(dá)國家也是這樣,只不過歐洲文藝復(fù)興之后,把二者結(jié)合了起來。當(dāng)現(xiàn)代自然科學(xué)或者近代自然科學(xué)成長起來之后,有了像伽利略、牛頓這樣的人開始解釋自然,又有一批像瓦特這樣的人,覺得可以利用自然規(guī)律改造自然。僅僅是在近代科學(xué)成立起來之后,科學(xué)和技術(shù)才被結(jié)合起來。
科學(xué)和技術(shù)的目的也是不一樣的,科學(xué)是認(rèn)識(shí)世界,是發(fā)現(xiàn)規(guī)律。技術(shù)是改造世界,是創(chuàng)造財(cái)富。
中國的科技體系基本是在解放以后才成立,1949年以后我們都是學(xué)的蘇聯(lián),在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下,錢基本上由國家控制,不論你怎么奮斗也不能多掙,因此人們把技術(shù)的功利性就忘了一些,忘了一些以后,它和科學(xué)就比較容易統(tǒng)一起來,畢竟大家都是這么多工資。
到了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)階段就不一樣了,一個(gè)是直接創(chuàng)造收入,一個(gè)即使可以創(chuàng)造收入也非常間接,主要是燒錢。加上我們特別需要學(xué)科學(xué)的和掌握技術(shù)的人結(jié)合起來解決我們國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國計(jì)民生的很多問題,需要把兩支隊(duì)伍放到一起,因此我們經(jīng)常用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量,這就造成了兩方都感到很不合適。
可以說,如何調(diào)動(dòng)科學(xué)家和工程師的積極性,如何采取不同的標(biāo)準(zhǔn)來衡量兩個(gè)群體,終極目的是使科學(xué)家和工程師們都努力工作,這是一個(gè)全世界的問題。中國應(yīng)該說解決得不算差。
最關(guān)鍵的是要給出一個(gè)合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。科學(xué)家是搞科學(xué)的,工程師是搞技術(shù)、搞工程的,因此要衡量科學(xué)家,就應(yīng)該用科學(xué)家的標(biāo)準(zhǔn),比如他是不是發(fā)現(xiàn)了一些新的知識(shí),他為發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)是不是做出了實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)?對(duì)工程師來說,要看他在解決問題上是不是有貢獻(xiàn),他對(duì)發(fā)展新的技術(shù)、新的工藝是不是有貢獻(xiàn)?兩個(gè)群體的考核標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的。
由于工程師這個(gè)群體直接解決問題、直接創(chuàng)造價(jià)值,特別是創(chuàng)造交換價(jià)值,經(jīng)濟(jì)學(xué)上可以換錢,工程師隊(duì)伍普遍收入高,比做基礎(chǔ)研究的要高,所以工程師相對(duì)而言要好找。
我們國家剛剛發(fā)展起來,還沒有那么多優(yōu)秀的工程師,但是我想只要中國照著這個(gè)速度再發(fā)展幾年,也會(huì)有很多的優(yōu)秀工程師。
記者:
您覺得從整體而言,我國的科技成果轉(zhuǎn)化取得了哪些亮眼的進(jìn)展,還有哪些發(fā)展空間?
曹健林:
轉(zhuǎn)化這個(gè)詞,國外也在用,但是在中國用得特別頻繁,為什么?首先是因?yàn)橹袊v“科教興國”,我們特別想利用科學(xué)和技術(shù)來加速中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
第二,把科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這方面中國被公認(rèn)為世界上做得最好的國家。
我覺得我們中國人都比較著急,總覺得自己做得還不夠,對(duì)比發(fā)達(dá)國家我們差得還很遠(yuǎn),但是我可以負(fù)責(zé)任地說,我作為一個(gè)分管國際合作的科技部副部長,和美國、歐洲等所有的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都進(jìn)行過長期交流,人家都認(rèn)為中國做得最好。
第一,他們看到中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快,而且產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)。80年代我們?cè)诔隹谑裁矗?0年代出口什么,到今年出口什么,我們出口的產(chǎn)品不斷在升級(jí),這里面的技術(shù)水平在不斷提高。這不是天上掉下來的,都是中國人自己做出來,很顯然是轉(zhuǎn)化得好。
第二,他們看到中國的科技本身發(fā)展很快,發(fā)表論文越來越多,做研發(fā)的工程技術(shù)隊(duì)伍越來越大,教育發(fā)展得也不錯(cuò)。
但是這是外國人的看法。在我們看來,的確還有很多做得不好的地方。比如說我們的產(chǎn)品還不夠先進(jìn),很多還都是跟著國外走。
還有很多工作在我看來是無用功。比如說要提職就必須寫文章,醫(yī)生也在寫文章,工程師也得寫文章,而且還得用英文寫文章。因此中國的論文數(shù)量爆發(fā)式地增長。與其寫文章,認(rèn)認(rèn)真真地考慮解決點(diǎn)實(shí)際問題不更好?
還有,為什么我們趕不上,或者說創(chuàng)新的東西很少,因?yàn)槲覀冊(cè)谠O(shè)置科研課題時(shí)都不敢提問題。為什么?因?yàn)槎枷M晒Γ晒α司湍芴崧毩恕5窍胂肟矗阍O(shè)置的都是很好解決的、都是國外已經(jīng)解決的,那么創(chuàng)新還會(huì)有嗎?我們?cè)诳萍汲晒D(zhuǎn)化上確實(shí)還有很多問題。
但是我個(gè)人認(rèn)為,成果轉(zhuǎn)化不是中國科技發(fā)展中最大的問題。最大的問題目前來看是原創(chuàng)不夠。
我們到這個(gè)時(shí)候,不要總是覺得應(yīng)該做的東西就是我現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里的東西,把已有的成果轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)中,我們要敢于做世界上誰也沒做過的,走到世界的前面。因此,要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,加強(qiáng)創(chuàng)新。科技成果轉(zhuǎn)化永遠(yuǎn)是問題,但不是中國最大的問題。