王阳元：持之以恒的集成电路开拓者

    “宇耕”的动力

    1935年的元旦，在每户人家欢庆节日的时候，宁波柴桥镇一个普通劳动者的家庭还在庆祝着另一件事情，那就是小阳元的出生，由于是在阳历年元旦出生，祖父为他起名阳元。

    王阳元从上小学起，就知道刻苦用功，各科学习成绩年年都名列前茅。1947年，王阳元小学毕业，并且以宁波市镇海区统考第一名的成绩考上了省立宁波中学。从此开始了独立求学之旅。

    王阳元回想起培养自己的中学时，如数家珍。他曾经说过：“就其对我一生影响最深的学校来说，除了北京大学之外，就数我的中学——浙江宁波中学了。”因为在中学时期，他不仅养成了健康的生活和学习习惯，还树立了要成为一个对祖国、对人民有贡献的科学家的坚定理想。

    曾经的一件事，为王阳元的科学家之路增添了动力。在宁波中学的时候，王阳元以其《未来的科学家——宇耕在成长》一文闻名于全班。“宇耕”是王阳元为自己起的笔名，意为“宇宙的耕耘者”。一个十几岁的中学生说自己要耕耘宇宙，引起了很多人的惊讶，但更多的却是不屑，很多同学认为他是痴人说梦。但王阳元仍在默默地坚持着，他坚信这就是他的理想，他将要为之奋斗一生的理想。

    为了实现这个梦想，王阳元总是鼓励自己：“不能停下，继续向前，坚持一下，就是胜利。”在这样的信念的支持下，王阳元通过自己的努力成为北京大学物理系的一名大学生。

    进入大学，“坚持一下”的信念仍然支持着王阳元，同时也为之带来了难得的发展机遇：1956年，周恩来总理亲自主持制定了12年科学规划后，半导体作为五大门类学科之一得以重点发展。北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学和东北人民大学五校联合在北京大学举办半导体专门化教育，北大再一次云集了一大批优秀的半导体专家。王阳元作为第一批学生被重点培养。其间，他学习了有关半导体理论与技术的多方面知识，为长期在微电子领域开展工作奠定了扎实的基础。

    我国第一块1024位MOS动态随机存储器诞生

    1958年，是王阳元人生的一个关键转折点，因为在这一年他毕业留校，再一次选择了微电子事业。这也印证了王阳元“传家有道唯存厚，处事无奇但执真”的家训。

    留校的王阳元把工作重心放在了如何促进国家微电子产业发展上，经过深入的调查研究，他和同事们确定了“硅栅N沟道技术”的研究方向。经过近7年坚韧不拔的奋斗，1975年，我国第一块1024位MOS动态随机存储器问世，这被称为是我国MOS集成电路技术和产业发展过程中具有里程碑意义的事件，它比Intel公司研制的硅栅N沟道MOSDRAM只晚了4年，因此获得了1978年全国科学大会奖。从此，王阳元更加认定了集成电路技术对信息社会的重要作用。

    微电子学和集成电路技术在上世纪80年代得到了较大的发展，集成电路的计算机辅助设计技术(ICCAD)与软件工具成为制约其发展的障碍。鉴于我国当时的技术水平和科研条件，我国政府试图通过技术引进解决这个问题，但是为了不让我国发展战略高技术,西方国家在技术和设备上对我国实行封锁禁运，技术引进的问题经过多方面的努力与谈判都没能成功，我国决心自己开发这项技术。在这一关键时刻，王阳元当时作为访问学者从美国回国不久，即担任起北大微电子研究所所长的职务，并被聘请担任全国ICCAD委员会主任，主持组织集成化ICCAD三级系统的研发工作，开始了我国集成电路设计自主创新的新阶段。

    经过6年奋战，我国第一个按软件工程方法开发的、集成化的超大规模集成电路计算机辅助设计系统研制成功了。它的研制成功使我国继美国、日本、西欧之后进入到能自行开发大型集成电路计算机辅助设计系统的先进行列，具有完全的自主知识产权。

    对于自主知识产权，直到现在，王阳元还是十分重视，他说，知识产权是原始创新的具体体现，一个产业的持续发展必须有足够的知识产权作为其坚强后盾。在针对客观需求开展系统研究工作的时候，我们决不能亦步亦趋地沿着已有的技术路线走下去，必须立足于创新，有所发明、有所创造。

    王阳元曾任国家级微米/纳米加工技术重点实验室的主任。在实验室建设之初，王阳元就强调：“真正的关键技术是买不来的，我们必须自主研发，从基础层面上提升我国微机电系统的研制和开发水平。”经过近十年的努力，这个实验室建立了我国第一个与集成电路加工工艺兼容的微机电系统加工平台和设计技术平台。到目前为止，已经自主开发了3套加工工艺，有6项技术创新，已获11项发明专利的授权，还正在申请29项发明专利。

    中芯国际，中国集成电路产业领域的里程碑

    几十年如一日的研究、实践，使王阳元深刻地体会到微电子学最终还要服务于实践。于是，中芯国际应时而生。中芯国际成立于2000年，拥有3座芯片代工厂，包括一座具有后端铜互连工艺的代工厂。2003年，中芯国际被世界知名的《半导体国际》(SemiconductorInternational)杂志评为全球“2003年度最佳半导体厂”之一，并在2004年建成了我国第一条大型12英寸纳米级集成电路大生产线。

    对于中芯国际，王阳元有自己的评价：“中芯国际既是中国芯片制造业的又一个里程碑，也不全是中国集成电路芯片制造业的里程碑。”

    他解释说，说它是里程碑是因为它把中国集成电路技术水平与全球先进水平的差距由原来的4~5个技术节点缩小到1~2个，实现了中国芯片制造业的历史性突破；说它不是里程碑，则是因为中芯国际还没有真正能够掌握一大批具有世界前沿水平的自主知识产权。但是，我们希望将来的中芯国际能够掌握国际前端技术，能在某些领域引领世界潮流，成为又一个真正的里程碑。

    在谈到这个话题的时候，王阳元认为目前中国的风险投资机制尚不完善。因为科研院所的科技成果并不等于产品，而产品又不等于商品，其中要有一个中间环节，即风险投资。他引用马克思《资本论》中的一句话“产品变为商品是惊险的一跃，其结果要么是产生利润，要么是摔死资本家”。这也是风险投资的真实写照，所以，现在的风险投资必须建立退出机制。同时国家应相应地降低企业上市的门槛，尤其是高新技术企业，让更多的企业可以得到融资。目前，我国高新技术企业的平均寿命是两年左右，其中很重要的因素是没有资金的支持。

    复旦微电子公司首开在境外上市的先河，充分利用了资本市场的资金，促进了企业的发展；杭州士兰公司是民营公司成功的案例，近年来公司业绩年年增长；中星微电子公司和珠海炬力公司于2005年11月先后在美国纳斯达克股票交易市场上市，分别融资8700万美元和7200万美元，为企业的可持续发展注入了新的活力。

    作为微电子学界的一位领军人物，王阳元对中国微电子技术的发展充满信心，他说，未来我国微电子技术将通过与其他学科更密切的结合产生新的产业。微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子芯片。这种技术一旦与其他学科相结合，便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点，作为与微电子技术成功结合的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术或称微系统技术和生物芯片等。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。

    微电子机械系统就是微电子技术的拓宽和延伸，它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来，它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号，把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，发出指令并完成该指令。从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。

    集成电路作为一项技术发明，极大地改变了人类的生活方式和生产方式，对社会的进步起到了重大作用。目前，我国集成电路的市场规模世界第一、市场增长速度世界第一，但是外贸逆差也是国内第一。

    努力建设产前研发联盟

    中国集成电路技术和产业从20世纪五六十年代刚刚起步的半导体研究，到“文革”时期与国际学术界基本隔离，再到八九十年代艰辛地挑战国际前沿，现在终于开始了飞跃式地发展，引起了世界的关注。

    面对中国集成电路令人兴奋的成绩，作为中国集成电路产业的开拓者之一，中国科学院院士王阳元有自己的看法：“中国集成电路能取得这样的成绩固然令人兴奋，但是我们也面临着前所未有的挑战。自主知识产权缺少、科技成果产业化率低、研究人员缺乏等都是我们现在亟须解决的问题。”

    自主知识产权是形成集成电路产业核心竞争力的关键。集成电路产业是资金高投入、技术高密集、高度国际化的产业，但真正阻碍后发国家进入国际集成电路产业领域的是技术。不能在产品设计和制造工艺技术上拥有一批自主知识产权，就永远难以在国际市场中生存与发展。

    在我国建设创新型国家的背景下，自主知识产权、技术产业化尤为重要，在微电子领域，王阳元提出了“产前研发联盟”的设想。产前研发联盟，将实行“官、产、学、研、用”相结合，背靠高校与科研机构的基础和应用基础研究，面向产业发展大生产的关键技术需要，能提高自主创新的核心竞争力，开发为下一代集成电路发展(当前可定位在45~22纳米)提供企业所需要的产前核心技术、专利，并培养相应的人才。

    王阳元认为，科技创新的背后是体制、机制创新的问题，科技创新与机制创新互为动力、互为因果，新的科技创新会催生与之相适应的新型机制，同时也要依赖于机制的不断进步；而新的机制创新所形成的有利因素也可以促使更多的科技创新成果不断涌现。所以，产前研发联盟要想做好，首先要在体制与运作模式上下功夫。

    产前研发联盟会采取不以盈利为主要目的公司运作机制。以政府为主导(包括中央政府和地方政府)，实行企业、大学、研究所及主要应用部门等共同组建的股份制独立法人单位。产前研发联盟采用开放模式，不仅向国内企业、研究单位开放，而且向国际开放，以提高国际间合作。它能够激发原始创新能力、能够通过整合资源形成集成创新能力和通过引进消化吸收形成再创新能力的较好组织形式；是符合自主创新战略目标的，企业为主体、产学研结合的集约化技术创新体系；是能够在较短的时间内实现关键技术和核心技术突破的、控制和降低对国外资源依赖程度的有效战略举措；是加速科技成果向现实生产力转化的新型纽带和桥梁。

    王阳元说：“关于产前研发联盟我已经呼吁了很长时间，但是由于相关方面的体制问题，还没有得到落实，但是我还会坚持呼吁，我相信坚持到最后一定是成功！”