《电子工程专辑》网站报道:六次知识转型,成就中国微电子与光电子领域领军人物
发布人: 管理员    发布时间: 2004-10-30    浏览次数: 21

《电子工程专辑》网站报道:六次知识转型,成就中国微电子与光电子领域领军人物

  

六次知识转型,成就中国微电子与光电子领域领军人物

本文介绍了中国微电子与光电子领域的领军人物——王志功的成长经历,以及他对中国IC设计产业发展所做出的贡献。

在东南大学网站王志功教授的个人荣誉里,赫然写着:199710月回国工作,受聘为东南大学无线电系教授、博士生导师、电路与系统学科带头人、国家863计划光电子主题专家组成员,领导建立了东南大学射频与光电集成电路研究所,并担任所长。设计出上百种集成电路创造并保持多项IC世界纪录;获得7项德国、2项中国和3项国际发明专利;已在国际和国家级重要会议和核心期刊上发表论文200多篇;出版51万字《光纤通信集成电设计》专著......近年来相继荣获全国百千万人才工程第一、二层次人选、教育部长江学者特聘教授、全国留学回国人员先进个人江苏省劳动模范杰出留学回国人员全国侨界十杰等一系列荣誉称号。

采访的话题是从IC设计开始的。提起IC设计,王志功侃侃而谈:“IC设计是一门包括面很广的技术和学科,概括地讲,它涉及到系统、电路、工艺、工具等四个方面的知识。所以学习IC设计,要求具备十分广泛的知识面,既要懂系统、懂电路,又要懂工艺、懂工具(主要指EDA工具)而他本人也正是经历了人生中的多次转折,经过多年坚持不懈的学习和深造,才不断补充和完善了设计IC所必需的知识。

从话务员到留德博士,多次转折完善知识链

关于自己事业中的几次转折,王志功是这样认为的:有时候的转折是自己想到的、有意识去做的,有时候则是客观环境要求的,也就是说客观环境要求你必需不断扩展自己的知识面。

  1971年,17岁的他进入当地一个小镇的电信所当话务员。在这短短两年多的话务员生涯中,他以自己的执着和勤奋,自学了高中课程,并研读了电话机、交换机原理以及无线电广播等书籍,逐步了解了广播、电视、无线电等知识,熟练掌握了修电话机、装收音机的技术。 “我当时并不是所里的技术人员,技术维护工作也不是我的职责范围,但当时电信所的环境使我有很多机会和技术人员在一起,也有机会接触到设备和维护工作,加之自己对无线电的浓厚兴趣,我一边自学,一边和技术人员交流,并和他们共同做一些工作,如安装收音机,对电视机、广播系统进行操作等。正是他的勤奋好学,处处留心,才从一名话务员真正进入到通信领域,开始了他成功道路上的第一次转折。

功夫不负有心人。1973年,王志功在众多考生中脱颖而出,踏入了南京工学院(现东南大学)的大门。应该说,大学的学习是王志功事业成功的第二次转折。我在大学里学的是无线电技术,其实,按现在的观点看,就是学习系统方面的知识。无线通信、电视广播、微波通信等专业奠定了我系统知识的基础。大学毕业后,他留校任教,参加了江汉油田的微波数字通信培训班的教学,开始在实践中接触到具体的系统。

  1978年,王志功考取了文革后恢复招生的第一届硕士研究生,研究方向是电子电路的计算机辅助设计(CAD)。这一时期是他事业中的第三次转折,成就了他知识链中IC设计电路和CAD工具的结合。他回忆道:我当时做论文的主要内容是:用Fortran语言在PC上编写程序,那种程序的基本功能与SPICE功能是接近的。当时SPICE在国内还没有引进,我主要是根据文献对SPICE功能的描述,自己编写程序。这种经历使我对EDA工具(当时处于CAD阶段)有了非常深刻的了解,而了解EDA工具对IC设计是非常有利的。19781980两年的时间里,他都在做这方面的工作,这不仅使他对电子电路有了深入的了解,并且和工具很好地结合起来。研究生毕业后,王志功赴上海同济大学电气系任教,继续从事电子电路的教学和部分研究工作。

机会总是为有准备的人敞开大门。1984年,王志功被选送到德国波鸿鲁尔大学进修,这是他人生道路上的第四次转折。提起德国求学的这段经历,王志功至今仍觉得受益匪浅:当时我在世界著名的微电子专家、德国的微电子之父”——Bosch先生领导的集成电路研究所从事IC研究。研究所有一条比较小的工艺线,IC设计的整个流程即从设计到最终实现再到测试都可以完成。工艺是我原有知识结构中比较缺乏的部分,而在那里,我正好了解了工艺这部分内容。这种了解不是一般的从书本上了解,而是直接看到他们的工艺线、工作流程以及最基本的设备。王志功在德国的第一年主要是进修,由于他的出色表现,深得Bosch教授赞赏,于是,王志功成了Bosch第一个、也是一生中唯一的中国博士生。在攻读博士期间,王志功主要的研究工作是:应用当时已有的IC设计工具Magic设计以超高速光纤通信为应用目标的IC,其主要工艺是双极性硅。

寒来暑往,日月如梭。当王志功博士毕业时,他已经全面掌握了IC设计所需要的系统、电路、工具、工艺等四个方面的知识。他这样总结道:我在大学里学的是系统,在硕士研究生阶段学的是电路和工具,到了博士研究生阶段,我又补充了工艺方面的知识。当然,我的知识的最基本点还是电路,即以电路为核心,系统、工具和工艺贯穿其中,作为外围辅助。

王志功1990年博士毕业后,便被推荐到德国的一个国家级研究所——弗朗霍夫应用固体物理研究所工作。这对他来说是事业上的第五次转折。这个转折主要表现在从硅的IC设计转到以砷化镓为基本工艺和基础的IC设计。这是一个再学习的过程,并且需要深入学习。因为我不仅要了解砷化镓工艺本身,还要学会用砷化镓工艺来设计集成电路。这样,从博士毕业到回国,一共七年的时间,他都在学习中经历着这次转折。由于砷化镓本身具有会发光、可以对光进行探测等特点,他又将微电子和光电子结合了起来。现在看来,这种转折是非常有意义的。尽管这也是客观环境要求的,因为弗朗霍夫应用固体物理研究所是专业从事砷化镓材料和砷化镓IC研究的。在那里,我利用砷化镓工艺设计了超高速IC、微波IC和光电IC,那段经历为我现在从事的射频IC研究、超高速光电IC研究打下了坚实的基础。王志功感慨道。

  1997年,怀着对祖国的满腔热情,功成名就的王志功回到国内,同时也经历了他事业上的第六次转折。当时,CMOS工艺经过多年的发展,已经到了可以用来设计超高速IC的阶段,并且已逐步占领了双极性硅和砷化镓工艺的领地而成为主导工艺;另外,砷化镓是一种稀有工艺,它能够取得代加工支持的可能性或渠道相对比较少。因此,王志功回国后又开始从砷化镓工艺转到以CMOS工艺为主要设计基础的IC设计领域:这对我来说,不仅是一个很大的转折,更是一个很大的挑战。尽管我有双极性硅、砷化镓工艺设计的经验,但是CMOS工艺毕竟与前两者有一些根本的不同。因此,我需要重新学习CMOS工艺。如今,王志功领导的研究所已经用CMOS工艺设计出了一批IC,他们设计的CMOS集成电路速度已达到20Gbps,是目前中国CMOS电路传输速率最快的芯片,王志功也因此被业内人士誉为创造中国芯的人。

  “不经一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香。在王志功的事业发展历程中,虽然有着令人羡慕的辉煌,但前进的道路并非总是一帆风顺。他回忆自己刚刚回国创业时,是从零开始起步的,只有一间空房子,没有一张桌椅板凳。在那种条件下,要建立一个设计和测试的环境,在世界上开辟多种和多条工艺制造渠道,其困难是可想而知的,挫折也是不可避免的。对于这些,王志功却十分乐观地说:每个人都会遇到一些挫折或者叫不顺心。因为每个人都有自己的追求和理想,为了实现这些追求,肯定会做出非常多的努力,结果可能会达到目标,也可能差距很远。这些都是很正常的,因为地球资源有限,社会是公平的,不可能都为某一个人准备。

王志功认为,遇到挫折并不可怕,关键是不能沮丧,要调整好自己的心态和工作方式,以积极的态度去争取各种资源,争取各方面的支持。但是有一条原则要坚持:即不放弃自己追求的目标。此外,在保持良好心态的同时,还要考虑一下挫折的原因,看看到底是客观的,还是个人的。如果是个人原因,就要不断反思,包括自己的思维方式和言谈举止等等,然后不断适应社会的发展。王志功说:有时,自己做了工作,别人不一定都能理解。所以,自己的行为即使愿望很好,也必须要让社会接受。个人应该去适应社会,而不是让社会适应你。

总结自己三十多年来的成功经验时,王志功再次强调了学习的重要性:我们要活到老,学到老。特别是对于现在从事IC设计的工程师来说,无论如何要扩展和补充自己的知识。因为IC发展十分迅速,如果不学习的话,将来肯定跟不上形势,不能适应整个产业和技术发展的要求。尽管我已经在这个领域工作了30多年,但我从来没有间断过学习。

针对中国目前IC设计工程师的知识结构,王志功分析道:中国的IC设计工程师主要来源于两个领域。一是微电子学科/专业,二是从事电路与设计的专业/学科。这两类工程师在知识方面各有优势和弱点。从微电子过来的工程师,系统方面的知识相对较弱,而从事电路与设计的则在工艺方面弱一些。因此,这两类工程师在步入IC设计领域后,都需要增加自己的知识,补充自己的知识,扩展自己的知识面,也就是再学习的一个过程。这个过程可能要经历好多年。

从科研成果到产业化,心系中国IC产业发展

作为中国微电子光电子领域的领军人物,产业化一直是王志功追求和奋斗的目标。从回国的那一天起,社会就对他寄予了很大的期望,而他自己也始终在想如何以尽快的速度使自己的成果达到产业化程度。但同时,王志功也时刻提醒着自己:从研究的成果到产业化需要一个过程,不能操之过急,我们不能把不成熟的产品送出去。产业化就好比种葡萄,葡萄在没有成熟前是非常酸的,这个时候是不能吃的。

他解释道,产业化过程主要包括两个方面:第一,技术有一个积累的过程。即要把技术积累起来,达到不断成熟,然后才能做出产品。第二,到了产品阶段,也就是准备走向市场的时候,也有一个过程,即如何把科研成果同市场结合起来。这涉及到以什么样的机制、成果怎样转换、如何取得和利用相应的资金、如何建立一支产业化的团队、如何建立一种商业运行模式等等。这两个方面注定了产业化过程将是十分艰辛和漫长的。

尽管如此,王志功依然对产业化前景充满了信心。在国家211工程、985工程、863计划、国家自然科学基金、省市政府及企业的大力资助下,王志功领导研制的采用0.350.250.18微米工艺设计的芯片正在向产业化推进。目前,他们正与江苏长电科技合作开始产业化进程。

王志功除了教书育人和科学研究,无时无刻不在关心着中国集成电路事业的发展。为了使中国IC设计和制造尽快赶上世界先进水平,早在1999年,他就撰写了关于国家设立集成电路设计人才培养专项基金,开展中国芯片工程的建议,得到时任国务院副总理李岚清的批示,对几年来我国集成电路技术和产业的蓬勃兴起起到了助推作用。

王志功认为,目前中国IC设计和制造正处在一个高速发展的阶段,但它仍属于高速发展的前期阶段:如果以少年-青年-中年-老年来比喻的话,中国IC设计产业尚处在少年阶段。即从目前来看,整个中国IC产业还处在其发展的早期,要达到成熟阶段至少需要5年时间。他解释道,所谓成熟就是将来有几百家企业都能够走向良性循环,能够成批地设计IC,能够涌现出至少几万名有经验的IC设计工程师。

关于怎样才能加快中国IC设计业的发展,王志功认为有两大因素,一是人才,二是大的环境。主要因素,我觉得首先还是一个人才的问题。我国真正能设计、有IC设计经验的人相对较少,从产业来讲应该说还是少得可怜。在人才培养方面,国家正在建立十多个IC设计的人才培养基地,我认为这是非常重要,甚至是第一位重要的工作。这项工作在三年后,将会培养出一批IC设计人才。就环境来讲,国家已经采取了一系列积极的措施,如国家七大IC产业化基地的建立和现在的不断发展完善,这是要靠政府扶持和推动才能实现的。有了这个环境,我们就可以利用它做两方面的工作。一是普及工作,包括在基地里进行的培训和在学校里进行的教学/培训;二是提高工作,主要是请国外的专家来华讲学、海外的学者归国讲学和带队,同时组织国内各个技术方面的专家进行高水平的交流等,以提高我们自身的水平。

对于已经建立的IC企业,王志功建议他们要抓住机会,开辟自己的市场:刚开始并不一定以最高的技术与国际大公司竞争,抓住一两种或几种国内有市场需求的产品去做也可以。用台湾同行的话说,这叫蚂蚁啃大象他以自己的研究所为例说道:我们现在做的就是把比较成熟的但并不一定是最先进的芯片产业化。例如,我们没有直接推10-40Gbps的芯片,而是把155M/622M/1.25G/2.5G等速率相对较低的芯片向市场推出。如何以低成本(包括技术成本、国内的工艺线成本)做出在价格上有竞争力的芯片,从而打开市场,这是现在几百家企业都应该做的。

针对中国政府将不再给予国内半导体厂商以退税优惠的问题,王志功客观地表示:“18号文件的调整肯定对IC企业有影响,但政策毕竟不是一个影响企业发展的最根本的问题,企业也不是靠百分之十几的退税来生存的。我们现在最需要考虑的是如何应对它。政策优惠少了,实际上也更是把我们向市场推,这对于企业来说是一种考验,更是一种锻炼和磨砺。通过这种磨练,把我们锻炼成与国际接轨的、能在国际上竞争的企业,而不是依靠保护来生存。因为保护未必能保证一个企业的持续发展,你必须依靠自身的能力。特别是刚刚起步的IC企业,抓紧时间苦练内功,尽快走向市场,才是立于不败之地的最根本的保证。

作者:郑丹、张毓波