倪海波

芯片和原子彈、衛(wèi)星一樣，不是花錢就能買到的，它不僅應用在手機、計算機、汽車等產業(yè)，也在國防軍工、航天衛(wèi)星等領域內被大量應用。更何況，芯片還是物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的核心。可以說，在未來很長一段時間里，芯片必將在國家戰(zhàn)略中占有一席之地。

但如今，繼手機產業(yè)之后，汽車行業(yè)也正深受芯片影響。事實上，由于芯片短缺，福特、大眾和日產等汽車巨頭已相繼減產。目前，芯片供應危機正影響各行各業(yè)。

中國芯片在研發(fā)過程中困難重重，這時候，個人能做什么？又能做出多少貢獻？北京航空航天大學集成電路科學與工程學院副教授、集成電路工藝與裝備系系主任、校級微納公共創(chuàng)新中心副主任王新河，正在用親身經歷交出一份時代答卷。

走出自立自強的新路

2018年，美媒《經濟學人》發(fā)表了一篇名為“芯片戰(zhàn)”（Chip War）的重磅報告。這篇長達一百多頁的報告，標志著中美之間的芯片戰(zhàn)爭從幕后走向臺前。

彼時，王新河剛從清華大學凝聚態(tài)物理學博士畢業(yè)。在國家新的挑戰(zhàn)和個人新的起點面前，他沒有選擇出國，而是選擇留在北京航空航天大學進行博士后研究。

做出這一決定并非一時心血來潮，也并非被愛國情懷沖昏頭腦，王新河有自己的考慮。本科期間，王新河通過學校組織的海外研修計劃，前往哈佛大學、麻省理工學院、耶魯大學等學?？疾臁Ｔ谀抢?，他發(fā)現(xiàn)國內實驗室的硬件設備和國外已經不相上下。碩士期間，他再次出國，前往加利福尼亞大學伯克利分校做訪問學者。他發(fā)現(xiàn)，國內學術交流的數(shù)量和質量也基本可以和國外持平。既然科研氛圍和硬件設備都沒問題，那國內落后的原因在哪里呢？在仔細對比國內外的情況后，他找到了差距來源——人。王新河說：“在伯克利分校交流期間，那里的科研工作者給我的感覺很不同，他們敢想敢做，在科學研究上有很大的愿景。相對而言國內科研工作者在原始創(chuàng)新意識上還很欠缺，最明顯的表現(xiàn)是，他們不敢想?！薄昂苄疫\，我的博士導師姜開利教授為我樹立了勇于創(chuàng)新、潛心鉆研的榜樣?！?/p>

王新河博士論文答辯會（左起：周維亞教授、彭練矛院士、李群慶教授、段文暉院士、范守善院士、王新河、姜開利教授、張躍剛教授、劉長洪教授、張麗娜高工）

面對美國制裁，總要有人來攪局。在榜樣的激勵下，留在國內帶動科研創(chuàng)新，成為王新河的報國之志。

北京航空航天大學也確實是科研圣地。2013年，自旋電子寄存器發(fā)明人、自旋電子器件開源模型庫SPINLIB創(chuàng)始人趙巍勝教授全職回國，加入北京航空航天大學。2014年，他將導師——2007年諾貝爾物理學獎得主、自旋電子學的創(chuàng)始人、世界級物理學家艾爾伯·費爾教授引進北航，并成立費爾北京研究院，聚焦自旋電子學研究，自旋電子技術在面向航空航天應用及突破集成電路瓶頸方面具有重大價值。王新河說：“自旋電子學這個概念并不新，但在國內聚焦做自旋電子研究的學校卻屈指可數(shù)，其中北京航空航天大學已走在國際前沿?！?/p>

在北京航空航天大學從事納米研究的王新河將研究方向轉為集成電路。他希望在博士研究的基礎上，在集成電路方向也開辟出一片新天地。王新河所在團隊的學術帶頭人趙巍勝教授曾有一個觀點：“你做的東西，一定是別人沒有做的，經你手的作品，一定要比別人好?！痹诎駱蛹钕马频Z篤行，想別人不敢想、做別人不敢做，成為刻在王新河骨子里的基因。在博士及博士后期間，圍繞低維材料的機-電-磁耦合，王新河與合作者首次實現(xiàn)了非局域聲子態(tài)耦合，將聲子態(tài)耦合強度提高2～3個量級，并演示了高頻聲子腔的相干拉比振蕩。他們還首次揭示了單電子-聲子態(tài)相干耦合，發(fā)現(xiàn)了強自旋軌道耦合導致的能谷自旋進動等新效應。進一步，他們利用以上耦合效應，發(fā)展了一系列新型器件自旋電子學和量子電子學器件。在自立自強的道路上，王新河及其團隊奮力開辟了一條新路。

人才興 芯片興

據(jù)《中國集成電路產業(yè)人才白皮書（2019—2020）》統(tǒng)計分析顯示，按當前產業(yè)發(fā)展態(tài)勢及對應人均產值推算，到2022年前后，全行業(yè)人才需求將達到74.45萬人左右。但截至2017年年底，我國集成電路產業(yè)現(xiàn)有人才存量為40萬左右，人才缺口近35萬人。而在高端人才中，全國示范性微電子學院的博士畢業(yè)生更愿意進入高?；蚩蒲性核ぷ?。這意味著，單純依托高校已經不能滿足人才的供給要求。因此，王新河在提到人才培養(yǎng)時，不無感慨地和記者說：“雖然我很年輕，但這件事卻很急迫。”

面對巨大的人才空缺，除了繼續(xù)加大高校人才培養(yǎng)力度外，推動微電子和集成電路相關的一級學科的申請和建設，是縮小高校人才培養(yǎng)與企業(yè)用人需求間差距、推動集成電路人才“供給側結構改革”的重要舉措。為此，北京航空航天大學抓緊成立“集成電路科學與工程”一級學科，并建立“集成電路工藝與裝備系”，希望吸引更多優(yōu)秀的學生投身集成電路行業(yè)關鍵崗位。

北京航空航天大學智能微納公共創(chuàng)新中心運行團隊部分成員

不過，遠水解不了近渴。作為業(yè)內人士，王新河能很明顯地感覺到企業(yè)的急迫。他說：“現(xiàn)在很多企業(yè)一張口就說缺人。集成電路產業(yè)是一個人才、資金、技術高度密集的產業(yè)，加快相關人才輸入，已經成為我國集成電路扭轉落后挨打局面的當務之急。”

為此，北京航空航天大學集成電路工藝與裝備系在創(chuàng)新教研體系方面實行一系列舉措，包括著力推廣企業(yè)聯(lián)培專業(yè)碩士、工程博士的培養(yǎng)模式，打造“平臺+模塊”的課程結構；依托學院優(yōu)質課程、微納中心實驗平臺資源，將實驗實訓植入模塊化的課程內容中，為集成電路工藝開發(fā)及國產裝備研發(fā)驗證提供一流的公共實驗平臺和產教研融合基地；與企業(yè)合作設立“定向班”，針對集成電路工藝和裝備方面緊缺的人才開展協(xié)同育人；在聯(lián)合實驗室框架下設立課題研究組，以面向產業(yè)應用的項目為載體，對口培養(yǎng)行業(yè)緊缺的高水平研發(fā)人才等。

在學校、企業(yè)及相關政策的支持下，集成電路工藝與裝備系目前進步神速?！拔覀兿凳悄昵俺闪⒌模F(xiàn)在已經和國內集成電路工藝和裝備鏈的多家代表性企業(yè)建立了聯(lián)合研發(fā)關系，并已自主研發(fā)成功了多款長期受國外壟斷的集成電路高端裝備?！闭劦綄W院及工藝與裝備系的發(fā)展，擔任系主任的王新河神態(tài)難得放松了下來。

除了致力于推動團隊的發(fā)展，作為北京航空航天大學校級微納公共創(chuàng)新中心副主任，王新河也在傾力參與打造面向微納科技前沿和多學科融合的平臺重器。另外，作為學院教學的骨干力量，王新河對學生的培養(yǎng)，也絲毫不敢松懈。他認為對學生來說有兩點認識非常重要：“要廣泛研讀，積極思索，通過交叉遷移獲得創(chuàng)新的想法，同時須謹記“如果單純只是想法而不致力于使其落地，則永遠無法實現(xiàn)可能的價值”。他經常鼓勵學生面向企業(yè)、產業(yè)和國家重大問題尋求創(chuàng)新的答案，要努力成長為“學術—產業(yè)”深度融合的復合型人才。

前行之路道阻且長，但王新河相信，雖然中國現(xiàn)在的集成電路科技和產業(yè)還充滿艱辛和未知，但待到國內相關人才梯隊紛紛成長起來后，爆發(fā)的力量也終將是不可估量的。

有人說，中國芯片突圍戰(zhàn)是科技史上最悲壯的長征，但值得慶幸的是，還有更多像王新河一樣的奮斗者正在逐步加入其中。也許前行之路會很長，但路的盡頭，已初露曙光。