專訪科技部原副部長曹健林:原創不夠是中國科技發展最大問題

专访科技部原副部长曹健林:原创不够是中国科技发展最大问题

曹健林 資料圖

科技沒有國界,但科學家和工程師有祖國。曹健林的回答裡,隱隱地總在傳遞這項信息。

這位光學領域的專家,在近20年間一直同時扮演著管理者的角色,並在2006年至2015年擔任科技部副部長。他的身上一直承擔著國家的使命,比如在國家科技重大專項中的“極大規模集成電路製造裝備及成套工藝”,俗稱02專項,他是光刻機工程指揮部總指揮;在2017年成立的集成電路產業技術創新戰略聯盟中,他出任理事長一職。2018年3月,曹健林獲任全國政協科教衛體委副主任。

今年3月1日,全國兩會召開前夕,曹健林在北京接受澎湃新聞專訪,從集成電路產業發展、科技評價體系完善到科學成果轉化,對這些交織著新情況的老問題,他分享了頗多看法。

曹健林認為,微電子依然是21世紀前半葉對人類經濟生活影響最大的技術。例如從人工智能看,人工智能包含的三個方向——理論研究、技術實現和應用,中國在應用領域表現優異,理論研究也逐步趕上,但表現在芯片水平上的技術實現,差距依然較大。

不過,他樂觀認為,半導體技術是一個應用牽引的技術,中國擁有的最大優勢就在於需求足夠大。“如果一個國家和政府想做,這個國家的科學家、工程技術人員把做這件事當作自己的責任,再加上全社會的支持,一定可以做成。這就是中國的故事,這是我們的優勢。”

對於“科學家”和“工程師”兩個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,用同個標準來考核自然會造成雙方都感到不合適。

“如何調動科學家和工程師的積極性,如何採取不同的標準來衡量兩個群體,終極目的是使科學家和工程師們都努力工作,這是一個全世界的問題。中國應該說解決得不算差。”他說,“最關鍵的是要給出一個合理的評價標準。”

他還談到,儘管中國在科技成果轉化方面存在很多問題,例如產品不夠先進、很多工作是無用功等,但中國其實是被公認在這方面做得最好的國家。

“成果轉化不是中國科技發展中最大的問題,最大的問題目前來看是原創不夠。”他指出。

“微電子依然是21世紀前半葉對人類經濟生活影響最大的技術”

澎湃新聞:在集成電路產業,有挺多人認為摩爾定律已經到頭,在3nm之後就不會再出現更小的線寬。

曹健林:首先分析一下摩爾定律。摩爾定律不是自然規律,是人們總結出來的。為什麼半導體技術和產業發展這麼快?這是因為有非常大的需求牽引,這樣的需求吸引了全世界各行各業,搞材料的、做設計的、做裝備的,再加上金融家,都投到這個領域。可以說,這是迄今為止,在過去五六十年的時間裡,吸引了最多人才、最多經費、最多關注度的一個產業。因此半導體發展得很快,摩爾定律從中被總結出來。

摩爾定律還會不會繼續發展下去?它面臨的第一個限制就是,還有沒有這麼大的需求。如果依然有,那就還會有人不斷砸錢、不斷研製,那麼即使沒有傳統方法,還會有別的顛覆性的方法。

第二個限制,摩爾定律再往下走,線寬到了3nm,的確會遇到物理界限,就是所謂經典物理和量子物理的界限。說白一點,就是任何東西的縮小都是有界限的,納米級已經接觸到所謂的量子壁壘,再往下走就要進入量子階段,現在的量子效應已經很明顯了。從這一點來講,一定是有限度的。

人們在千方百計地克服限制,比如人們在縱向、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。這樣達到的效果還會符合摩爾定律嗎?目前看來,我個人持懷疑態度。因為越往下走,需要的投入越來越大,而且人利用自然和改造自然的能力也是有限的。現在的摩爾定律嚴格來說是硅半導體或者叫硅基半導體,傳統的硅基半導體現在應該說已經到極限了。

今後微電子產業的發展,在元器件這個方向上,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材料、新的機制等。從這個角度講,我覺得微電子依然是21世紀前半葉對整個人類的經濟生活,甚至軍事技術影響最大的技術。

比如說人工智能,我個人認為它有三個方向,第一是理論研究,就是研究人到底是怎麼想的、人是怎麼認識這個世界的?第二是技術實現,如何算得更快、如何能夠存儲量更大,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?這是要靠技術實現的,技術實現的重點就是芯片,你的芯片能做到什麼程度?第三個是應用,比如刷臉、無人駕駛。

對於中國,我們最強的是第三塊,但我們前兩塊的基礎是比較差的。現在中國做理論研究的人多起來了,如果有恰當的土壤和氛圍,我們可能會比較快地縮小和世界先進水平的差距。事實也是這樣,很多從美國留學回來的人在做這項研究。但我們最大的一個障礙是技術障礙,在芯片上我們還有相當大的差距。

澎湃新聞:

以此為前提,是否意味著中國的半導體技術和產業現在開始狠命追趕就能在不久的將來趕上世界先進水平?

曹健林:追趕,這是我的責任。我經常和一些同事、朋友討論說,我們短時間內還不能趕上,但是中國進步的速度毫無疑問是世界上最快的。我想我們的基本目標是,到2030年,我們應該能夠做到半導體技術的強國,現在是半導體技術大國。

我先講中國的優勢。第一,半導體技術是一個應用牽引的技術,中國最大的優勢是有最大的需求。如果一個國家和政府想做,這個國家的科學家、工程技術人員把做這件事當作自己的責任,再加上全社會的支持,一定可以做成。這就是中國的故事,這是我們的優勢。

我們的劣勢,我前面講過,半導體是過去60年裡,全世界集中了最多資源的領域,包括資金,包括人力資源,包括科學積累。因此實在地說,半導體產業是一個發達國家的“富人俱樂部”。沒有任何其他發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、人才還是科學積累上都有巨大差距。但正是因為巨大的差距,因此才需要政府去組織,才需要各界的支持,當然也需要吃這碗飯的人艱苦奮鬥。

中國微電子行業現在的核心骨幹無一不是在國外練過的,包括一些管理者。在現在的條件下,他們趕超世界先進水平的物質條件,比當年我們的前輩、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鬥精神。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。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”

澎湃新聞:從集成電路產業發展模式看,以IDM模式(從設計到製造一體化)和垂直分工(設計公司+IP公司+製造)模式為主,前者能攫取最大利潤,以英特爾為代表;後者分工明確,臺積電是其中的製造企業代表。您認為中國集成電路發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。在計劃經濟時期,無論是做材料的、做設計的、做裝備的,包括做工藝的,全在電子工業部旗下。電子工業部後來改制成為工信部,他們對中國微電子產業的控制能力和當年電子工業部相比差了很多,因此後來一段時間,我們學了臺積電發明的Foundry模式,這個模式極大地促進了半導體產業、半導體技術的發展。

坦白講,這也是人的特點所決定,術有專攻。集中做很容易做得更好、更精專,特別在成本控制方面。但是問題在於,整個半導體產業的發展是一個鏈條,要互相支持,精專了以後不容易再互相支持,人們往往會沿著自己思路考慮。一般說來,走得越深越不願意,首先是沒有精力,其次他也不願意去考慮左臂右手。

對中國來講,IDM是非常需要的,特別是當Foundry在海外已經發展到一定程度。

我們要把中國的優勢利用起來,中國最大的優勢是需求。但是需求端的這些產業,和微電子還是離得很遠。比如大功率半導體,如果說硅基半導體主要用於手機、電腦等個人消費的話,大功率半導體的用戶首先是電動汽車,其次是新能源電網,還有高鐵。這類產品中國是最強大的,但這類產品的生產企業離半導體產業很遠。

我們特別希望中國有一些領域是用IDM來發展的。這兩種模式都要存在,但是應用於不同的市場,不同的國情,還有不同的發展階段。Fab(半導體工廠)形式,適合批量生產、廣泛適用的芯片,而專用芯片特別適合以IDM來生產。

澎湃新聞:打造IDM有一個問題,在於產品的需求市場夠不夠大,英特爾佔領的是CPU市場,三星靠的是存儲器,還有沒有我們可以瓜分的市場?

曹健林:它肯定不會交給你,我們要自己去創造、去組織。

很多老外,包括在國外幹過大Fab的,都跳槽到中國來,想做IDM。IDM最好是跟下游的大公司,比如像國家電網這樣的企業結合起來,國網輸電,需要使用的芯片各種各樣,既有硅基半導體,還有大功率半導體,他們來牽頭的話,很多投資就有了來源。

澎湃新聞:在合理的政策環境下,中國能否產生一批市場化成功的半導體企業,就像英特爾、三星、臺積電這樣的市場化成功的企業?

曹健林:第一,我們要相信純市場化的半導體產業從來沒有,都是得到政府大量支持。

我很瞭解三星。到科技部工作前我在中科院工作,三星跟中科院有合作協議,我們年年要互訪。整個三星集團的銷售額佔韓國GDP的25%以上,韓國的不少中小企業恨死三星了,對三星來講,銀行的錢是隨便用的。同樣,英特爾也好、西門子也好,他們的研發工作都得到了政府大量的支持。

就這點來講,純粹的自由競爭,一點都沒有政府支持的微電子產業是沒有的。美國總統科技顧問委員會的調研報告開宗明義,微電子產業從來就不是自由市場競爭的。

第二,只要我們組織對路的話,中國一定會發展起來,華為就是非常好的典型。

澎湃新聞:去年的政府工作報告提到加快製造強國建設,其中首先就是要推動集成電路產業的發展。您覺得這一年的發展情況怎麼樣?

曹健林:第一,我覺得進步很快。我可以舉幾個例子,大的集成電路製造,涵蓋材料、設計、裝備、工藝、封裝、封測,到應用。應用我不用說了,中國的電子工業一直在飛速增長,你現在能想到的電子產品大部分都是中國產的。在集中電路產業,去年我們有三個領域都達到了千億量級。我們的設計到了千億,海思可能已經排進了世界前十,我們的Fab過了千億,我們的封測也過了千億。一些原來空白的、沒有的領域也有突破,比如我們的裝備已經到了百億。像光刻機這個最難做的裝備,去年我們90納米的光刻機已經在生產線上跑了,28納米的也有了很大進步。

第二,我覺得是社會高度關注。中美貿易摩擦讓我們再次認識到自主創新的重要性,再次認識到國際環境沒那麼好,因此全社會都重視了。

當然現在也有一個問題,就是別頭腦發熱、到處都想上。發展集成電路產業第一是時髦,第二可能說起來比較高大上,各地都想上,但事實上我們還要穩紮穩打。

總體來講,中國現在適合大規模發展集成電路的就三個地區,一是以上海為中心的長三角地區,目前是最大的一塊,再加上珠三角地區和北京。其他地方環境都有些差距,當然現在武漢要做存儲器,成都也有一塊,但是我覺得大家都要謹慎。

“科學家和工程師不能用同個標準考核”

澎湃新聞:近年來國家十分重視發展基礎學科,提高科研人員待遇。但在許多學科的建設和產業化過程中,工程人才發揮的作用同樣重要。您覺得要如何平衡“科學家”和“工程師”這兩個人才群體?

曹健林:這個是我們經常討論的問題,最大的問題是我們往往用同一個標準去衡量工程師和科學家。

我們經常把科技放在一起說,科技其實是兩件事情。從源頭上講,科學是認識世界,技術是改造世界。

尤其在中國,這兩件事根本不一樣。在中國的傳統文化中,科學是士,而技術是匠。在發達國家也是這樣,只不過歐洲文藝復興之後,把二者結合了起來。當現代自然科學或者近代自然科學成長起來之後,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律改造自然。僅僅是在近代科學成立起來之後,科學和技術才被結合起來。

科學和技術的目的也是不一樣的,科學是認識世界,是發現規律。技術是改造世界,是創造財富。

中國的科技體系基本是在解放以後才成立,1949年以後我們都是學的蘇聯,在計劃經濟體制下,錢基本上由國家控制,不論你怎麼奮鬥也不能多掙,因此人們把技術的功利性就忘了一些,忘了一些以後,它和科學就比較容易統一起來,畢竟大家都是這麼多工資。

到了市場經濟階段就不一樣了,一個是直接創造收入,一個即使可以創造收入也非常間接,主要是燒錢。加上我們特別需要學科學的和掌握技術的人結合起來解決我們國民經濟發展和國計民生的很多問題,需要把兩支隊伍放到一起,因此我們經常用一個標準來衡量,這就造成了兩方都感到很不合適。

可以說,如何調動科學家和工程師的積極性,如何採取不同的標準來衡量兩個群體,終極目的是使科學家和工程師們都努力工作,這是一個全世界的問題。中國應該說解決得不算差。

最關鍵的是要給出一個合理的評價標準。科學家是搞科學的,工程師是搞技術、搞工程的,因此要衡量科學家,就應該用科學家的標準,比如他是不是發現了一些新的知識,他為發現新的知識是不是做出了實實在在的貢獻?對工程師來說,要看他在解決問題上是不是有貢獻,他對發展新的技術、新的工藝是不是有貢獻?兩個群體的考核標準是不一樣的。

由於工程師這個群體直接解決問題、直接創造價值,特別是創造交換價值,經濟學上可以換錢,工程師隊伍普遍收入高,比做基礎研究的要高,所以工程師相對而言要好找。

我們國家剛剛發展起來,還沒有那麼多優秀的工程師,但是我想只要中國照著這個速度再發展幾年,也會有很多的優秀工程師。

澎湃新聞:您覺得從整體而言,我國的科技成果轉化取得了哪些亮眼的進展,還有哪些發展空間?

曹健林:轉化這個詞,國外也在用,但是在中國用得特別頻繁,為什麼?首先是因為中國講“科教興國”,我們特別想利用科學和技術來加速中國的經濟發展。

第二,把科學技術應用到生產中、促進產業的發展,這方面中國被公認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,對比發達國家我們差得還很遠,但是我可以負責任地說,我作為一個分管國際合作的科技部副部長,和美國、歐洲等所有的發達國家和地區都進行過長期交流,人家都認為中國做得最好。

第一,他們看到中國經濟發展很快,而且產業不斷升級。80年代我們在出口什麼,90年代出口什麼,到今年出口什麼,我們出口的產品不斷在升級,這裡面的技術水平在不斷提高。這不是天上掉下來的,都是中國人自己做出來,很顯然是轉化得好。

第二,他們看到中國的科技本身發展很快,發表論文越來越多,做研發的工程技術隊伍越來越大,教育發展得也不錯。

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。比如說我們的產品還不夠先進,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。因此中國的論文數量爆發式地增長。與其寫文章,認認真真地考慮解決點實際問題不更好?

還有,為什麼我們趕不上,或者說創新的東西很少,因為我們在設置科研課題時都不敢提問題。為什麼?因為都希望成功,成功了就能提職了。但是想想看,你設置的都是很好解決的、都是國外已經解決的,那麼創新還會有嗎?我們在科技成果轉化上確實還有很多問題。

但是我個人認為,成果轉化不是中國科技發展中最大的問題。最大的問題目前來看是原創不夠。

我們到這個時候,不要總是覺得應該做的東西就是我現在實驗室裡的東西,把已有的成果轉化到產業中,我們要敢於做世界上誰也沒做過的,走到世界的前面。因此,要加強基礎研究,加強創新。科技成果轉化永遠是問題,但不是中國最大的問題。


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