在我国集成电路家当制造领域，吴汉明作为资深专家、院士，已躬耕该领域30多年，为国产芯片家当的大生态系统培植贡献了聪慧，也付出了努力，助推“中国芯”从微米走进纳米时期。
吴汉明
集成电路制造专家，中国工程院院士，浙江大学微纳电子学院院长。
1976年毕业于中国科学技能大学，1987年毕业于中国科学院力学研究所，获博士学位。曾在美国加利福尼亚大学伯克利分校进行博士后研究，曾任中芯国际研发副总裁。得到“北京学者”“ 十佳全国精良科技事情者”和“全国精彩专业技能人才”等名誉称号。作为紧张成员，三次获国家科技进步二等奖，多次获省部级科技奖。
工程文化特色是尊重工程创新性，而不仅仅是科学创新性
从工业文明的大门被开启，人类的脚步就在匆匆追赶技能的变革，不断追求创新和进步，勇于改变的精神积累了浩瀚的力量，从而也奠定了工程文化的代价。那么，工程文化的详细特色是什么？吴汉明认为，技能的产生不能仅仅局限于结果，要重现过程，一个创造、运用、再创造的动态过程，这是工程文化的内涵和标志。详细特色紧张是尊重工程的特点与规律，尊重工程创新性，而不仅仅是科学创新性。他举例进行了阐述，从1947年贝尔实验室发明了第一个晶体管，集成电路领域就实现了0到1打破性的科学创意，后面的1到100实则是把创意落地成产品、把科学转化为生产力的过程。针对当下我国集成电路家当的现状，吴汉明谈道，“我们已从0到1走出来了，下面的1到100怎么走，紧张是工程问题，我们的集成电路面临的问题，是对工程文化的忽略”。
吴汉明认为对工程文化的忽略表示在三个方面，一是太看重科学导向；二是聚焦单点打破，忽略系统打破；三是本钱不雅观念不强。他对科学家和工程师进行了描述，他认同许多专家的不雅观点，“科学家该当是会动手的工程师，由于他要做大量实验，要把自己的设计表示出来；而工程师该当成为会动脑的科学家，才能实现技能创新。科学和工程相互领悟，不能割裂看待”。
在采访中，当被问及是科学家还是工程师的时候，吴汉明笑道，觉得都不是，由于两头都占。曾经在中科院事情了17年，后来到美国硅谷做家当，返国后开始做工程，横跨科研和工程两个领域的吴汉明对科学问题和工程问题有自己的见地。
针对科学导向侧重的问题，吴汉明举例道，从原始创新的角度讲，中国在1958年就研究出了第一块硅单晶，比美国晚6年，比日本早2年。当时国家虽然穷，但该项科研打破仍旧排在世界前列。随着以产能增加为标志的家当发展，中国与其他国家的间隔逐渐被拉开，这便是一个范例的仅仅依赖科学导向、忽略工程科学的结果。吴汉明表示，芯片制造不是科学事理须冲要破的问题，科学原创问题少之又少，而是体系化、系统性工程技能打破的问题。
针对忽略系统打破的问题，吴汉明坦言，“我们不能局限于某一单项技能的引进和打破，单点打破只是一个单元进步，无法实现集成电路家当发展，因此须要重视系统性打破”。集成电路家当的繁芜性在于特殊讲究成套工艺，家当链须要全体生态环境的同一性、统一性，供应链上每个环节都要达到一定层次，才有一流的成果，须要大量不同专业背景的工程师一起协作。做科学研究常日讲一个打破，由于一个单点研究的打破就可以发篇文章，但是工程仅在单点打破上做文章，就做不好一流产品。比如芯片制造，一个28纳米技能节点，打比方须要有1000步的工艺，冲要破1000个点才能形成一个产品，打破了999个，有1个没打破，就生产不出好产品。最短的短板决定了工程水平，芯片999个点技能水平是天下一流的，有1个点是天下二流的，这个产品便是二流的。芯片制造工艺中的核心技能看起来有很多，实在最短的板便是核心技能。
针对本钱不雅观念不强的问题，吴汉明表示，对集成电路的累积性所彰显的工程文化要有清晰认识，一定要重视全体家当链生态的塑造和按市场成本原则配备的工业生产能力，工程文化的核心是本钱意识。科学技能的创造和发展，其紧张目的是办理人们生产生活中的实际问题，在工程设计过程中，会有许多制约性成分和条件边界，本钱问题便是关键。吴汉明谈道，“比如3纳米、5纳米芯片或者光刻机，要不讲本钱配置的精雕细琢我们都能做出来，但是一旦家当化就必须考虑本钱，由于这里面没有明显冲要破的科学原创问题，都是工程中成千上万的关键技能问题。要真正推进家当化进程，就必须要考虑本钱，由于做出来的产品是给大家用的，本钱太高就没有市场竞争力。工程文化九九归一，我以为末了就归到本钱上来了。”科研讲打破，工程便是讲本钱，这有实质差异。吴汉明感慨道，常常说要改变天下，本钱太高了，改变不了天下。
我国有着当代工业社会伟大的动员能力和组织力量，这是工程文化的主要力量来源。吴汉明指出，芯片制造须要有新型举国系统编制，也要看重优化资源配置，要基于现有根本一步一个脚印地向前走。他对国产芯片有信心，也有压力，“未来五年，在现有的工艺根本上，我们有可能研发出可生产的7纳米技能节点的成套工艺，但可生产的高端光刻机由于没有根本，以是还有很长的路要走”。
我们本日面临的工程问题，解释我们工程教诲存在问题
从中国现实出发，如何支撑制造强国，工程学科一定要给出解答：形成实践性工程思维的方法论，进而提炼出适应国家须要的体系化工程思维模式，并让学生对工程文化产生自觉性理解，唤醒人的创造力量，从而达到超越知识性的跃迁。
创新型集成电路专业的人才培养，并非朝夕之功，要让学生真正理解家当需求，能够办理关键问题，须要他们对工程文化的认同和践行。“崇尚工程文化要形成一种思维模式，工程人就该当有这样的一种思维，我们本日面临的工程问题，解释我们工程教诲存在问题，我们该当从中小学开始培养学生的动手能力和科学素养，以及对科技的兴趣。”对付工程教诲，吴汉明有着自己清晰的思考。他坦言，回顾摩尔定律发展的60年，基本上都是工程师在推动工程文化的发展，后摩尔时期，工程文化培植重点是重塑工科人才培养的理念。
自2014年《国家集成电路家当发展推进纲要》发布以来，中国集成电路家当发展迅猛，人才缺口巨大。面对现实问题吴汉明很发急，“集成电路对人才需求非常强烈，预测到2025年，我国须要70万旁边集成电路工程师，但是满打满算只有50万的培养能力，到2025年20多万的人才缺口怎么补？”
芯片制造是工程，也是艺术，在制造过程中哀求全方位的卓越，工艺险些达到人类生产技能的极限。集成电路家当链的繁芜性，哀求人才培养需从学科分布到专业设计进行科学、系统方案。
从家当构造来看，集成电路家当链上游包括材料和设备，个中光刻机是晶圆制造的核心设备之一，这是我国自主技能薄弱环节。集成电路家当链中游可分为设计、制造、封装三个环节，从芯片设计看，目前在环球前十大芯片设计公司中，中国占一席之地。在芯片制造环节，虽然已有部分制造工艺水平靠近天下前辈水平，但紧张依赖国外前辈设备，无法自主实现家当迭代升级，造成“卡脖子”征象。在封装测试领域，中国近年来在产能根本上部分技能实现了很大打破，为家当长足发展奠定了良好根本。集成电路家当链下贱，随着我国汽车电子、网络通信、打算机等领域的高速发展，市场对芯片需求也进入了迅速增长期，中国芯片家当的快速发展期间来临。
当前，中国高端芯片受制于人，人才不敷难以支撑家当发展仍旧是紧张问题。“须要在培养和人才引进两条路径高下功夫，尤其是大学要肩负起人才培养的历史任务。”吴汉明先容道，集成电路从原材料开始，包括装备、材料、设计工具等家当链非常长，在人才培养上须要全方位的涵盖。必须把离散的交叉学科进行整合，形成相对完备的传授教化体系；把不成系统的技能链接起来，转化成产品；把冗长的家当链集成起来，促进产能提速。
针对集成电路人才培养特色，大学须要在工程文化的科学性、严谨性方面对学生加强教诲。吴汉明表示，工程文化教诲有六大特点，第一要让学生知道遵照工程规律，第二要懂得遵照工程的系统性，第三要演习生程科学的严谨性，第四要重视制造设计一体化，第五要全方位理解家当，第六是理解集成电路的成套工艺。“对一样平常的工科大学至少在集成电路专业我比较理解，明明是工科的问题，是工程教诲问题，却觉得全体传授教化系统理科化方向严重，比如也要发一定数量的论文等。工程教诲如果按照这种思路办，很多详细的事情是做不起来的。”吴汉明认为，中国20多年来集成电路制造家当发展的履历和教训表明，总体上论文对芯片制造家当的技能发展影响不大。
吴汉明锐利地指出，对工程文化的忽略是工程教诲一个非常严重的问题。没有工程文化的塑造，工程教诲将缺失落对学生人文精神和良好职业道德的培养。仅从科学研究的角度出发，老师每年只写写论文，不抵家当上动手实践，是培养不出精良工程师的；如果哀求研究生必须揭橥多少篇论文才能毕业，一定会导致他们根本不愿意动手把一个产品做出来，做产品是工程问题，很难发文章，老师和研究生自然不愿干。“工程教诲评价办法不科学，也是工程文化缺失落的一个集中表现。”
集成电路专业的学生不知道晶体管在硅上是怎么做出来的，解释产教脱节很严重
“现在我们集成电路专业的学生，许多都不知道芯片是怎么做出来的，不知道晶体管在硅上是怎么做出来的，解释产教脱节很严重。”在集成电路领域，人才培养与传统培养办法有明显差异，更加看重培养学生实操能力和解决实际问题能力。面对我国集成电路人才培养产教脱节的现状，吴汉明认为集成电路专项人才培养要深度推进产教领悟，工程师培养须要一个新的产教领悟、科教协同培植方案，创造真实学习场景是人才培养的关键。
三年前，吴汉明加盟浙江大学时就表示，希望培养青年一代参与研发成套工艺的大生产技能，做事国家计策需求。但他谈到产教领悟时有些无奈，派学生到芯片制造龙头企业里去，企业怕把生产线搅散了，真正意义上的产教领悟实效并不理想。但是产教领悟是集成电路人才培养的支柱，工程师是在工程的环境中长出来的，以是须要有一个工程大生产平台。这个平台还可以把高校老师、学生的科研成果转化为家当生产。
2021年6月，由吴汉明牵头的大工程装置12英寸55纳米CMOS集成电路芯片设计与制造成套工艺技能公共创新平台正式建成。“大家都知道大科学装置，但彷佛没有听说国家建立大工程装置。科学装置是创造事宜，做别人没有的‘无人区’的事；大工程装置是把技能成果家当化，支撑家当发展。希望能看到国家层面有支持大工程装置培植的政策。”吴汉明建议道。
芯片制造涉及的系列技能成果，要能进行工程转化，成为可制造生产的、可家当化的产品，这个转化过程核心是演示生产的可行性，“技能再好，发了论文也拿了不少奖，这些都不是重点，重点是可生产，这就须要一个中试环节演示生产的可行性，公共的中试环节海内险些是缺失落的”。吴汉明坦言，我国高校许多打破性研究成果，由于没有中试环节，无法推进到大生产。“我返国23年了，没有看到以成套工艺为主的芯片制造技能得到研究机构或高校本色性支持，成果一大堆，获奖无数，但是这些成果是不是可制造，是不是在大生产里用起来了呢？这是非常值得我们思考的。”
对付平台今后的运行，吴汉明有更深层的思考，“平台在高校间及学生培养方面将是开放、共享的”。他认为各高校该当对各自技能成果开源，共同互助。高端集成电路制造须要上千步工艺，北大、清华、复旦等都有一些研究成果，但都不是成套工艺，而是某些点上的打破，如果把这些1000个点上的打破串起来，就能形成一个产品，可以整体提升国家自主成套集成技能的攻关能力。“平台可以把各研究所和高校离散的工艺技能成果集成为成套工艺制造技能，为国家集成电路家当发展供应真正的支持。”
在吴汉明心中，他更为看重平台的育人功能，他希望为海内高校集成电路专业学生供应制造设计一体化的全流程培训，“学生在毕业前能有机会到平台演习1—2个月，亲自用手做一遍，就知道芯片是若何做出来的，这是我的一个期待”。吴汉明笑道，产教领悟、科教领悟，说到底便是让老师和学生动手去做，在真实的实践中能够造就工程师独特的工程哲理和专业精神。
要培养学生耐得住寂寞的工程师精神
当下，科技资源可以在环球范围内优化配置，前辈技能和科技研发跨国界的流动和转移已成为常态，但中国芯片家当所面临的严厉寻衅充分表明，国产芯片必须武断不移地走自主研发的道路。如果说技能的创造是自由的，而技能市场却不是自由的，由于技能市场普遍存在人为打造征象，拥有技能的主动权在技能市场中至关主要。通过大量实例剖析可以看到，市场换不来技能，技能市场是有围墙的，只有开辟自主的新技能空间，才能实现真正的技能市场自由，而支撑这些的是拥有对工程文化有深刻认识和卓越创造力的工程科技人才。
为了国产芯片家当的发展，在人才培养上，吴汉明花了很多心思。根据集成电路专业的工程性及学科交叉性特点，他从家当界聘请了很多资深工程技能职员到学院授课，也从浙江大学化工、材料科学等学院聘请了许多根本学科西席到学院兼教，但他仍以为工程传授教化力量不敷。他有个欲望，便是编写一套芯片制造的教材，和培养出一批带着工程技能的老师，为国家家当发展作贡献。
吴汉明有独属于那一代人的生命进程，初二没读完就下乡种地了，多年的田间劳作让他性情更为坚毅。到中国科技大学读书后，作为工农兵大学生，文化功底弱，老师没少给他开小灶，也正是在此期间，没白没黑的学习经历，他对西席这个职业有了新的认识，也磨砺出了自傲和沉静。1978年考上研究生后，多年的国内外学习和事情经历，让吴汉明对事物的认知更通透，针对现在许多大学生不愿进工厂的现状，他反复强调要造就工程文化，培养学生耐得住寂寞的工程师精神。
当年吴汉明参评院士时，有位老院士直白地问道：成千上万个集成电路工程师，为什么要选你当院士？吴汉明回答道，我从事几十年芯片制造，20年前有好几百人从国外回来，后来留下来连续在芯片制造领域事情的没几个，我便是一口气干到现在还在干这个事儿。正是这句朴素的话语打动了评委们。吴汉明以为自己很幸运，而这个“运气”可能正是源自甘坐几十年冷板凳的坚持。
吴汉明有个梦想，他希望“生平一芯”，不仅仅是一个学生做一个芯片，而是生平做芯片，“人的生平很短暂，对自己喜好的事情认准了就要坚持下去。只管接下来我国芯片发展道路坎坷漫长，我依然会在芯片制造‘第一现场’坚守”。老夫聊发少年狂的吴汉明将用自己的行动诠释对芯片奇迹的执着。
历史上各种力量的交织与相互浸染，造诣了本日的社会状态。从第一个晶体管出身，到微电子技能参与造就的信息时期，让人们坐拥当现代界最伟大的工具和系统。可以说，这是历史中每个人、每位科技事情者努力触碰未知的结果。正如吴汉明谦善的话语，在他牵头的重大项目攻关中，没有“个人英雄”，只有数以千计的科技事情者无私奉献与奋斗，才做出了出色的古迹。未来很长，信息时期伸开浩瀚无垠的大网，吴汉明与每位科技事情者在网络某些节点触发的变革，正推动当下，也塑造未来。
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来源 | 本文刊于《教诲家》2022年11月刊第4期，原标题《工程师是在工程的环境中长出来的——专访中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明》
