對(duì)話汪玉教授：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“變化”中的二十年

當(dāng)有人問你在求學(xué)和職場(chǎng)生涯中最大的收獲是什么時(shí)，大部分人一般會(huì)談，學(xué)過的哪些知識(shí)、遇到的哪些人給自己的人生帶來了不凡的改變，而在筆者采訪清華大學(xué)的汪玉教授時(shí)，卻得到了一個(gè)不太一樣的答案。

汪玉教授從高中時(shí)期就考入清華附中學(xué)習(xí)，本科、研究生、博士生時(shí)代都是在清華大學(xué)度過的，畢業(yè)后留校工作，如今在清華已經(jīng)度過了 24 年的時(shí)光。到底是怎樣的情懷讓汪玉教授與清華結(jié)緣二十多年？于是在采訪開始時(shí)我就拋出了這一問題：在 24 年的清華緣中，您印象最深刻的事是什么？

體育鍛煉帶來的改變

“在這 20 多年中，我印象最深刻的事情是，清華和清華附中對(duì)體育鍛煉的重視，這一點(diǎn)讓我獲益匪淺。”汪玉教授解釋，“我在上高中之前，雖然學(xué)習(xí)成績不錯(cuò)，但是身體條件一直欠佳，上了高中以后，參與了很多體育鍛煉，身體漸漸好起來，直到現(xiàn)在一直堅(jiān)持鍛煉。清華有一句口號(hào)，叫‘為祖國至少健康工作 50 年’，我反思其實(shí)體育有很重要的作用，第一，到目前為止，除了正常的工作，我覺得體育是一個(gè)很好的放松環(huán)節(jié)，可以快速釋放所有壓力；第二，體育競(jìng)技可以給你帶來更多生活體驗(yàn)，你可以體驗(yàn)成功，也可以體驗(yàn)失敗，還可以體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作。所以我覺得體育精神對(duì)養(yǎng)成吃苦耐勞的品質(zhì)非常重要，這是在所有教科書上學(xué)不到的，我在清華這樣的大環(huán)境下得到了很好的鍛煉?！?/p>

另外，在清華這 24 年中，汪玉教授還有一個(gè)非常重要的感受，那就是清華非常注重家國情懷。“你是不是真的在為整個(gè)國家、所有中國人，甚至全世界的人去思考問題？你做事是不是能站在這個(gè)高度去想？這個(gè)是老一輩的清華人，包括我們的老師、畢業(yè)的校友、學(xué)長，以及我自己，現(xiàn)在都在嘗試思考問題的角度?！蓖粲窠淌诒硎尽?/p>

與價(jià)值觀和愿景一致的
企業(yè)攜手進(jìn)行校企合作

大學(xué)是教書育人的地方，同時(shí)也是進(jìn)行科學(xué)研究的地方，如何將諸多科研成果進(jìn)行商業(yè)落地也是高校一直探索的問題，清華在選擇合作企業(yè)時(shí)有怎樣的標(biāo)準(zhǔn)？

汪玉教授表示，我們的目標(biāo)是為了建設(shè)世界一流的電子信息學(xué)科，但是建設(shè)世界一流的電子信息學(xué)科包括兩個(gè)方面：一方面是怎么解決世界一流的問題？這個(gè)問題本身是最基礎(chǔ)、最核心的問題；另一方面，你是不是能夠把這些問題真正落地，來影響中國或者影響社會(huì)，甚至全世界電子信息行業(yè)的發(fā)展，在這兩件方面企業(yè)會(huì)給我們帶來豐富的輸入。

其實(shí)，很多業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的企業(yè)在技術(shù)研發(fā)中也一定會(huì)遇到暫時(shí)無法解決的問題，這些問題中很可能有些就是世界一流的問題，我們可以和他們一起來解決問題；另外，我們研究的成果或者和企業(yè)一起研發(fā)的成果總要推向社會(huì)，在產(chǎn)品落地的過程中，我們需要和企業(yè)一起推動(dòng)，這件事情不是一所大學(xué)能夠完成的，一定需要強(qiáng)大的且和我們價(jià)值觀一致的企業(yè)來共同完成，所以我們希望這些企業(yè)和我們的思維方式是一致的，要有共同的價(jià)值觀和愿景。

在清華大學(xué)的眾多合作企業(yè)中，新思科技和清華的合作頗為久遠(yuǎn)，從新思科技進(jìn)入中國時(shí)，清華大學(xué)就把 Design Compiler 引進(jìn)了中國，并且和新思一起推向了整個(gè)中國市場(chǎng)。2019 年，針對(duì) AI Compiler，清華大學(xué)又成立了人工智能教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。汪玉教授介紹：“ EDA 工具是整個(gè)芯片行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，如果沒有 EDA，就無法完成上層的系統(tǒng)和芯片設(shè)計(jì)。我們希望用新思的軟件提升一流人才的教育水平，清華和新思的合作是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，清華有最好的學(xué)生，最好老師做設(shè)計(jì)，我們知道如何把最好的工具用起來，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，清華和新思的合作是一個(gè)非常典型的案例。”

從清華的“三位一體”
談高校育人的最終目標(biāo)

每個(gè)人從小學(xué)到大學(xué)，甚至博士畢業(yè)，要經(jīng)過十幾年的求學(xué)生涯，在這十幾年中，他們應(yīng)該學(xué)到哪些東西？高校教育的最終目標(biāo)又是什么？汪玉教授通過清華大學(xué)提出的“三位一體”做了回答，第一是價(jià)值塑造，第二是能力培養(yǎng)，第三是知識(shí)傳授。你問我什么事情最重要？我會(huì)覺得清華的家國情懷這種氛圍很重要，它讓我能夠站在更高的維度去思考中國需要什么？全世界需要什么？如果我們的同學(xué)們也可以從這個(gè)維度去思考問題，他們就已經(jīng)把中國社會(huì)上的人和全世界的人擺在一個(gè)位置上。

對(duì)于即將進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域的學(xué)生，他們應(yīng)該儲(chǔ)備哪些知識(shí)？應(yīng)該如何開啟職業(yè)生涯？汪玉教授也給出了自己的建議，“我自己也算是半導(dǎo)體行業(yè)的從業(yè)人員，從行業(yè)角度來看，我覺得中國很多行業(yè)，如果想變得自主，或者要有持續(xù)發(fā)展力，一定要重視在行業(yè)里面應(yīng)用核心芯片，其實(shí)這是大家可以樹立的一個(gè)志向?！?/p>

按照未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展設(shè)想，車以后就是一個(gè)移動(dòng)的平臺(tái)，人們可以在上面實(shí)現(xiàn)各種功能，比如自動(dòng)駕駛、休閑娛樂等，汽車的核心是芯片和軟硬件技術(shù)。對(duì)于中國的汽車廠商來說，目前很多核心芯片還要靠進(jìn)口，在不知道全球產(chǎn)業(yè)鏈未來往哪個(gè)方向發(fā)展的現(xiàn)狀下，這個(gè)局面很被動(dòng)。在這個(gè)背景下，如果同學(xué)們對(duì)汽車感興趣，應(yīng)該去了解一下中國的汽車技術(shù)在哪里有欠缺？你所做的研究與哪個(gè)方向吻合？在哪里可以發(fā)揮作用？

有了這個(gè)志向以后，再去了解更多相關(guān)專業(yè)。只做半導(dǎo)體本身，我們無法發(fā)揮自己的聰明才智，比如設(shè)計(jì)芯片到底做得好不好，其實(shí)很難評(píng)價(jià)。你應(yīng)該從某一個(gè)應(yīng)用方向去做半導(dǎo)體，這個(gè)選擇現(xiàn)在是一個(gè)大的趨勢(shì)。往上看，我們可以看不同的應(yīng)用，大家可以根據(jù)應(yīng)用選自己想做的方向；往下看，我們更多的是關(guān)注未來。

前后二十年
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直在“變化”

半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展讓電子產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)大，讓人工智能、自動(dòng)駕駛等新興應(yīng)用成為可能，回顧過去十年，汪玉教授用“變化”一詞作了概括，“我的第一個(gè)體會(huì)是變化，近幾年摩爾定律發(fā)展確實(shí)越來越慢。當(dāng)摩爾定律變緩的時(shí)候，如何促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展？我們看到顯示技術(shù)蓬勃發(fā)展，人工智能技術(shù)日新月異，新的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，由此可以看出大家都在求變，包括 3D 會(huì)給集成電路帶來更多改變，以及未來我們要做更多的新應(yīng)用，其實(shí)大家在過去十年一直在求變；第二個(gè)體會(huì)是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展，在過去十年里，由于 GPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的帶動(dòng)，集成電路又火了一把，這是一個(gè)很大的變化；第三個(gè)體會(huì)是大家還處于思考狀態(tài)，在思考未來如何走？新技術(shù)是否可以用起來？我覺得未來會(huì)有很多有趣的話題，在這種不確定和變化上面有更進(jìn)一步的發(fā)展。”

展望未來十年，汪玉教授依然用了“變化”一詞，“半導(dǎo)體制造技術(shù)已經(jīng)走到了 5nm、3nm 工藝節(jié)點(diǎn)，1nm 以后會(huì)是什么樣的？首先要滿足應(yīng)用需求，我們做集成電路的目的，其實(shí)是滿足人日益增長對(duì)于性能、功耗、面積、成本的等一系列的不同要求，我們要讓半導(dǎo)體和人的生活走得更近，貼近大家關(guān)心的方向；第二，如果新的應(yīng)用形態(tài)無法與新需求結(jié)合，比如柔性技術(shù)、量子技術(shù)，這東西是不是真的可以做出來？原來靠縮小體積可以解決而現(xiàn)在這條路走不通了，我有沒有新的解決方案？

目前國內(nèi)在大力推進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，但是在高端技術(shù)方面國內(nèi)還處于艱難的爬坡階段，國內(nèi)的半導(dǎo)體公司應(yīng)該如何向前推進(jìn)？在汪玉教授看來，中國半導(dǎo)體市場(chǎng)的制造裝備、材料比較被動(dòng)，系統(tǒng)軟件還有很大的差距，比如操作系統(tǒng)。反觀設(shè)計(jì)方面，從某種意義上來說是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而且是高智力人群的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，就是讓最聰明的人聚集在一起，根據(jù)應(yīng)用的需求進(jìn)行開發(fā)，中國人都很聰明，設(shè)計(jì)并不難，但是上游的裝備和材料確實(shí)很難。基礎(chǔ)軟件需要時(shí)間進(jìn)行迭代，也很難實(shí)現(xiàn)一步跨越。所以我們要一步一步、腳踏實(shí)地地往前走，要尊重客觀規(guī)律。