“中國芯”為代表的我國“核高基”人才對策建議

“中国芯”为代表的我国“核高基”人才对策建议

“中国芯”为代表的我国“核高基”人才对策建议

2018年4月16日,美國商務部發出禁令,限制及禁止中興通訊申請、使用任何許可證或許可例外或從事任何涉及受美國出口管制條例約束的物品、軟件或技術的交易。倘若禁令生效,那麼嚴重依賴美國芯片和軟件(包括從基礎芯片、板卡、手機、交換機到基站全系列產品)的中興公司,將徹底陷入“休克”境地。

4月20-21日,中共中央總書記習近平出席在北京召開的全國網絡安全和信息化工作會議並發表重要講話,指出“核心技術是國之重器。”“要下定決心、保持恆心、找準重心,加速推動信息領域核心技術突破。要抓產業體系建設,在技術、產業、政策上共同發力。要遵循技術發展規律,做好體系化技術佈局,優中選優、重點突破。要加強集中統一領導,完善金融、財稅、國際貿易、人才、知識產權保護等制度環境,優化市場環境,更好釋放各類創新主體創新活力。”

習近平強調,“要研究制定網信領域人才發展整體規劃,推動人才發展體制機制改革,讓人才的創造活力競相迸發、聰明才智充分湧流。”

一、“中國芯”牽出的我國“核高基”生態問題,實質上是人才生態問題

1. “中興事件”直指集成電路產業戰略重要性

中興此次遭美製裁,所涉產業鏈,涵蓋了核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件,而這正是我國科技重大專項排名首位的“核高基”專項攻關領域:2006年國務院公佈《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》,將“核高基”——核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件產品,作為與載人航天、探月工程並列的16個重大科技專項之一。

《科技日報》 4月19日載文稱,“中興事件”考驗的其實是我們從原理認知-設計理念-驗證平臺,到精密製造-特種材料-系統集成乃至應用所有環節的迭代能力,系名副其實的“綜合國力的象徵”。

該文指出,所謂“卡脖子”技術瓶頸,大致可分為3類:其一,硬約束,集中但不限於國防和國家安全領域,諸如軍工、航空航天、“核高基”之類,是確定無疑“花多少錢也買不來”的核心技術;其二,軟性約束,主要聚焦於經濟性和便利性,即花錢可買來核心技術、關鍵裝備,但直到具備自主能力之前,必須忍受畸高價格、拖沓工期和身不由己的附加條款;其三,介於軟硬之間的約束,具有極大不確定性,即花高價可買來核心技術及配套服務,但說不定什麼時候、什麼地方、以什麼理由就被卡住脖子,而且簽單一概作廢、後果完全自負。此次中興遭美製裁即為典型,相信也不會是最後一例。

據媒體報道,2017年全球電子元器件總市場4000多億美元,中國佔了一半多,約2300多億美元。這其中90%以上靠進口。特別需關注的是,從2013年起我國集成電路連續5年超過石油,成為第一大進口商品(見圖1)。而在核心、高端、通用芯片上,尤其是在數模混合電路中的AD/DA、超高速SerDes,射頻前端SAW/BAW濾波器、高性能PA,FPGA,高性能處理器和EDA工具等高階領域,差距更大,技術代差普遍在5-10年,替代率樂觀估計也不足20%。因而無論中興還是國內任何一家產業鏈下游企業,在禁運之下都會被判死刑。

“中興事件”,直指集成電路產業戰略重要性。

2.網信安全:“中興事件”尚未充分暴露出的另一風險

倪光南提醒人們警醒——“中興事件”暴露出我們的核心技術沒有掌握好,然而尚未充分暴露出我國在網信安全方面的風險。他說,在傳統產業領域,一件產品的安全,體現在使用壽命內不出現質量問題,產品本身的安全性可以預期,然而,網信安全不可預期。黑客攻擊、密碼等風險,在傳統產品中不存在;“稜鏡門”事件說明,核心技術受制於人,信息就可能被別人監控;烏克蘭電網被黑、伊朗核電站受攻擊事件說明,不掌握核心技術,國家安全就會被人卡脖子。倪光南說,從網信體系建設角度看,芯片和操作系統構成基礎,在它上面有大量軟硬件構成一個體系,再發展大量應用形成對體系的支持,這就是一個生態。生態的發展不是一朝一夕的事,需要積累,特別是我們處於後來者位置,而先到者已經實現壟斷。

其實,“中國芯”牽出的我國“核高基”生態問題,實質上是人才生態問題。

3.“中國芯”為代表的我國“核高基”人才生態現狀

來自《中國青年報》4月24日一篇報道稱,“我國芯片人才缺口40萬”。

根據工業和信息化部軟件與集成電路促進中心(CSIP)2017年5月發佈的《中國集成電路產業人才白皮書(2016-2017)》:目前,我國集成電路從業人員總數不足30萬,但是按總產值計算,需要70萬;中國半導體協會的數據顯示,預計到2020年,我國集成電路產業人才缺口達40萬;《國家集成電路產業推進綱要》提出,該產業規模到2030年將擴大5倍以上,對人才需求將成倍增長。其中,相當大的比例是科技研發人才

李國傑認為,“人才培養與儲備比較薄弱,是我國芯片半導體產業與國際頂尖水平相比仍有明顯差距的一個關鍵因素。”

根據上述《中國青年報》的報道,關於芯片人才,中國科學院計算技術研究所研究員、“龍芯”處理器負責人胡偉武尖銳地指出,猶如汽車專業教了一堆駕駛員,本質上都是在教學生怎麼用計算機,而非教學生怎麼造計算機。在他看來,我國的芯片產業人才培養極不平衡,大多數人才都集中在技術應用層面,而研究算法、芯片等底層系統的人才太少。他“信手拈來”一個實例:絕大多數互聯網公司都在用Java編程,相應人才儲備有數十萬甚至上百萬,然而研究Java虛擬機(在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能的抽象化計算機)的人才非常少,他說“我2010年辦企業的時候連10個人都不到,而今天全國可能仍不超過100個。”北京交通大學副教授李浥東觀察到,計算機專業的大學生和研究生,普遍不願意學習更為基礎的計算機系統結構,而是對計算機應用更加上心。

上述《新中國第一位女大學校長謝希德與中國半導體產業》一文透露,連知名教授都自揭傷疤:因為不掙錢,連續3年畢業學生沒有一個搞集成電路。

刊發在“芯智訊”5月4日的一篇文章《一場精英大逃離的國家之殤——芯片在左,人才向右》中說,有人在清華大學、浙江大學兩個校園裡,採訪了即將讀研深造的微電子、電子科學與技術、計算機等相關專業的在讀大三、大四學生,從中瞭解到:這兩所工科頂尖大學芯片行業對口專業的本科畢業生中,其中20%的學生選擇就業,但就業方向大多與本專業無關;80%選擇繼續深造(這裡面有20%是出國讀研),然而在繼續深造的群體裡,轉專業的比例超過3成,最後學成進入芯片相關領域工作的估測僅剩不足1成。

“芯片研究人才隊伍已然真空化。”這是該文章作者發出的感慨。

《中國集成電路產業人才白皮書(2016-2017)》顯示,集成電路企業研發崗專業人才年薪近30萬元,生產製造專業人才僅近20萬元,本科學歷應屆生在芯片設計中的平均年薪近15萬元,博士學歷近30萬元。調查表明,80%企業每年調薪一次,每次調薪比例大多在5%-10%之間。拉勾網等互聯網人才招聘網站的招聘信息顯示,計算機專業本科畢業且擁有4-5年工作經驗的人工智能人才,月薪最高可拿到4萬元,考慮到許多互聯網公司都會發12個月以上薪酬,最終年薪可能超 過50萬元。明顯的薪資差異,導致一些在基礎架構 領域有深厚積累的芯片研發人才也開始向互聯網應用領域轉型。

4.對既往“造船不如買船,買船不如租船”理念需作深刻反思倪光南坦言,我國一些比較特殊的芯片領域,過去沒有引起足夠重視。與國外有差距,並非因為我們真的做不出來,原因是既往有種流傳很廣的說法:“造船不如買船,買船不如租船”。他說,在不考慮安全的情況下,一項技術如果自主研發,可能需要比較長的週期,而最快最便宜的辦法是買現成的。然而過去在研製大型計算機時,我們感受最深的是:真正的核心技術是買不來的。以前我國因地震勘探、天氣預報等應用,需從國外購買大型計算機,事實是國外公司都是派人來看守,不允許用在別的地方。我們自主研發做到哪個水平,人家才會開放到哪個水平。我國高性能計算機發展較好的原因之一,是我們較早地認識到這一點。

李國傑則提出,“中興事件”雖有個案的偶然性,但中國要發展成為產業強國和科技強國,必然受到霸權國家的阻擾和打壓,然而需要改變的是我國科研工作“頭重腳輕”現狀。他指出,我國科技和產業“頭重腳輕”的現狀是消費側強、供給側弱,基礎技術落後;信息領域服務業發展較好,但基礎軟件和硬件的供應跟不上。中國的騰訊、阿里等網絡服務企業已進入全球領先企業行列,但根據2016年的統計,在全球企業2000強名單中,美國有14家芯片公司與14家軟件公司,而中國尚無一家。他指出,基礎不牢,地動山搖,我們必須高度重視基礎技術和基礎產業,改變“頭重腳輕根底淺”的局面。

李國傑認為,造成“頭重腳輕”局面的原因是,學科發展和人才培養不平衡。他說,由於我國的科技成果和人才評價是論文導向和“帽子掛帥”,計算機領域多數人才湧向了人工智能、模式識別等容易出文章、拿人才“帽子”的研究方向,因而要改變基礎技術落後的局面,必須從學科和人才平衡發展抓起。

二、對“中國芯”為代表的我國“核高基”人才戰略佈局的思考與建議

倪光南嚴肅地指出,2006年國務院公佈《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》,將“核高基”——核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件產品,作為與載人航天、探月工程並列的16個重大科技專項之一,目的就是要在信息領域替代國外體系。如今12年過去了,對有些“核高基”項目,我們要自問是否不忘初心。

1.強化一點認識:應用試錯、經驗積累、培育生態環境,與掌握核心技術同等重要

李國傑反覆強調,應用試錯、經驗積累、培育生態環境,與掌握核心技術同等重要;對於需要建立龐大生態系統的信息產業,應用試錯、改善用戶體驗,甚至比掌握核心技術還重要。

李國傑說,對發展核心技術走向產業高端的長期性和艱鉅性,我們要有清醒的認識。掌握高端CPU、航空發動機這類複雜產品的發展主動權,不只是要有專利,還要靠長期的經驗積累。他說,工業革命以來200多年的歷史說明,完全靠市場這一隻“手”,不可能實現後發國家從產業低端走向高端。這是因為複雜產品都是在應用中不斷迭代改進才能完善,而市場上往往“贏者通吃”,很難有試用和改進技術的機會。

2.未雨綢繆,認真梳理“核高基”產業供應鏈安全風險

李國傑提出,對我國每年花2600多億美元進口的芯片,需認真分析和歸類,分出輕重緩急——梳理哪些材料、元器件、設備和軟件影響面廣,但控制在國外企業手裡。他說,我們不可能也沒必要替代全部進口芯片,但對“卡脖子”的關鍵芯片,不能掉以輕心;不能一哄而上,把巨大經費都投在建生產線和研發產品上,要知道打造和培育產業生態環境可能需要上萬億元投入,因而發展高技術要堅持問題導向和目標導向。他說,自由探索的基礎研究十分重要,但科技工作還應強調從問題出發、以目標為導向;問題是創新的起點,抓住問題就能抓住科技和經濟發展的“牛鼻子”。

李國傑強調,過去我們比較關注科技發展趨勢,制定各種科技計劃主要參照國外,今後應更加重視產業供應鏈安全,有些重大課題要根據產業安全需要設立。

關於我國芯片與國外高端芯片的差距,倪光南認為不能一概而論。他說,芯片技術的難度,遠達不到北斗量級。以前GPS定位的難度,難在航天技術加上網信技術。北斗的難度要超過一般網信體系,但是非得做不可,我們不就做出來了嗎? 他說,芯片應用,分為超級計算機、桌面、移動、工業及消費等不同應用領域。在高性能計算機領域,中國自主研發的“申威26010”眾核處理器的“神威太湖之光”,在全球超級計算機500強中排名第一;在移動領域,華為的“麒麟”也與高通基本旗鼓相當。但是,在臺式機、筆記本領域,中國與國外尚有3-5年的差距。

倪光南說,芯片產業可以分為設計與製造兩大部分。我國設計水平尚可,最大短板在製造。芯片製造接近於傳統工業,涉及設備、材料、工藝、封裝測試等一系列問題,需要長時間投入大量資金,沒有幾百億元人民幣可能形成不了一條生產線。過去我們在芯片製造領域投入不夠,要趕上發達國家可能需要10年左右時間,以及至少連續投入幾千億人民幣。

至於我國芯片怎樣走向高端,“金楓股經” 4月22日刊發《一文讀懂:真實的中國芯片產業 》一文,指出高端芯片強於低端芯片之處,主要不在於製程工藝,而是高在:其一,擁有專利,甚至寫入行業標準;其二,能領導行業標準升級,性能更好、功能更多;其三,在推出時間上能領先低端廠家,吃掉產品生命週期中利潤最豐厚時段。該文以WIFI芯片為例:國際大廠如英特爾、博通、Marvell等,涵養一大批研究人員對未來幾年的技術進行研究,同時在IEEE的WIFI標準化組織裡投遞研究成果與同行PK,力爭將自家專利寫進下一版標準;與此同時工程部門同步做實現,能在IEEE開會時拿出樣品做成果展示。當WIFI標準一旦定稿,立即推出產品。然而我國做WIFI芯片的小廠根本沒有這個實力參與這個“遊戲”,只能等WIFI新版標準發佈之後,拿到文檔仔細研究,然後研發生產。更多的時候,最新標準還無法實現,只能生產老版標準的產品。

3.在決定國家命運的大戰略上,政府的主導作用與需處理好的幾個關係

第一,在全球化與土本化問題上,政府應注重培育高端產業根據地李國傑提出,全球化是我國要堅持發展的方向,但不是最高原則——在推進全球化的同時,要理直氣壯地實現事關國家命運的產業本土化。他說,目前中國芯片和軟件廠商最需要的支持,不是給研發項目,而是給試用和完善的機會。除了企業參與市場競爭外,政府必須在國內開闢一塊市場,作為培育高端產業的根據地;政府部門和相關國有企事業單位就是這塊根據地,對扶植本土高端產業負有不可推卸的責任。這不是關乎政府採購中本土產品的小問題,而是決定國家命運的大戰略。

第二,在舉國體制與市場經濟問題上,政府需在戰略上做頂層規劃並激發企業內生力。中國工程院院士、江南計算技術研究所研究員陳左寧,在中國計算機學會公共政策委員會會議上提出,建立“中國芯”為代表的我國“核高基”生態系統,政府需在戰略上對該產業佈局進行頂層設計規劃,著重改變目前“一盤散沙”現狀,還要研究激發企業內生力。

倪光南強調,在國產自主品牌替代進口高端產品的過程中,應發揮我國集中力量辦大事的優勢,政府有責任把分散的力量整合起來,形成統一標準,並在同一體系下與發達國家跨國公司競爭。倪光南主張,在“中國芯”這個投資需求大、回報週期長的行業,政府應在調動企業積極性上發揮更大作用,以更多地激發企業創新能力。像集成電路製造這種特別大型的軟件,政府需更好地促進產學研相結合。此外在市場引導上,倘若政府採購能佔市場份額10%,那麼由於我國市場體量大,僅政府採購就可相當於歐洲一兩個國家市場規模,因而用好市場也挺重要。

4.時不我待,以國家核心競爭力為目標的學科體系化與人才培養尤為急迫

● 瞄準國家核心競爭力解決學科發展與人才培養不平衡問題

就在中國計算機學會公共政策委員會會議上,與會院士專家將我國信息產業“缺芯少魂”的根源歸結為人才導向;提出當今需以國家核心競爭力為目標,加速學科體系化建設與人才培養。

中國工程院院士、中科院半導體研究所研究員 劉明,以親身感受將近些年來她所從事的半導體行業日益被冷落的現狀,描述為“充滿滄桑感”;清華大學信息科學技術國家實驗室CPU中心主任汪東昇則“現身說法”,指明高校相關專業人才更多地湧向了熱度升高的人工智能等領域;原國家科委高技術司司長 冀復生明確表示,科學家辦企業,或許會增加一個平庸的企業家而失去一個優秀的科學家。

中國計算機學會秘書長杜子德提出,核心技術就是核心競爭力,同時也是話語權、反制權;劉明指出,沒有體系化的工業基礎就形成不了市場競爭力。由此與會院士專家認為,當今以國家核心競爭力為 目標的學科體系化建設與人才培養,極為迫切。

● 高校計算機專業要加強基礎人才培養,並把教學體系發展起來

根據上述《中國青年報》的報道,北京交通大學副教授李浥東擔心按目前現狀發展下去,未來3-5年,我國計算機底層研究就會沒有人才可用。他說,解決這個問題,需要體系化建設治根治本。中國科學院計算技術研究所研究員、“龍芯”處理器負責人胡偉武呼籲高校計算機專業要加強基礎人才培養。他說,大學教育不光要教用計算機的人才,而是要教一個體繫結構、一個操作系統,並把這些教學體系發展起來。

大連東軟信息學院副教授張永鋒認為,我國高等教育應加強工程師文化培養。他說,在芯片研發生產領域,工程師是決定芯片設計創新能否落地的關鍵因素。他建議,參考歐美成熟經驗,建立全國統一的以集成電路設計、製造為主題的學習實踐平臺,提供集成電路設計EDA工具、工藝庫甚至做實驗的平臺,全國集成電路相關專業的學生就都可申請使用這個平臺資源,譬如一些成熟的集成電路工藝,完全可以讓學生在平臺上分享和學習。如此,從基礎上提高人才培養質量,還可減少各個高校之間資源重複建設。

三、我國戰略科學家領跑世界前瞻視野與科學思維方式的有益啟示

核心技術靠化緣要不來。

黨的十八大以來,習近平總書記多次強調要掌握核心技術,並指出核心技術受制於人是最大的隱患,而核心技術靠化緣是要不來的,只有自力更生。

回望我國戰略科學家領跑世界的前瞻視野與科學思維方式,對建設“中國芯”為代表的我國“核高基”產業生態和人才生態,無疑具有良多有益啟示。

● 獨立完整可靠自主:北斗成功之基

● 祖國古代醫學方法論,啟迪屠呦呦取得原始創新

當初人們使用青蒿素殺滅瘧原蟲,其療效總不盡如人意。在談及青蒿素的原始創新時,屠呦呦坦言,正是東晉葛洪所著《肘後備急方》,啟發她突破慣有思維模式——其中記述的“絞汁”方法,不同於傳統中藥“水煎”方法,使她突然領悟到“水煎”之法可能會因高溫破壞青蒿的有效成分,而低沸點溶劑有可能是提高藥效的關鍵。據此,屠呦呦最終分離出並獲得第191號青蒿提取物樣品,取得了對瘧原蟲100%抑制率的滿意療效。

● 潘建偉:基於量子前沿制高點與高明的竊聽者“鬥法”

世界首顆量子科學實驗衛星“墨子”號首席科學家潘建偉,創新了一種嶄新模式:在海外建實驗室,站在前人“肩”上,將知識一點一點搬回祖國,帶領青年科學家團隊基於量子前沿制高點與高明的竊聽者“鬥法”,最終使我國在量子通信領域領跑世界。

● 王澤山侯雲德:藉思想實驗與哲學思考突破世界科技難題

愛因斯坦因其非凡成就,成為科學史上的典範。1905年,愛因斯坦建立狹義相對論,10年之後的1915年又建立廣義相對論,這些不朽成就均源自這位科學巨人的思想實驗與哲學思考。


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