在进行这期的主题策划时，业内人士众口一词地向我们推荐王阳元院士。凭直觉，这一定是一位赫赫有名的人物，然而真实的王院士到底是怎样的一个人呢？谜底直到见到他的那一刻才真正揭开。王阳元院士在微电子学领域拥有很高的知名度，被业内称为具有战略眼光的科学家和实干家。交谈中，他风趣爽朗的笑声、敏捷的思维、出色的口才、独特的人格魅力深深地感染了大家。让我们领略到一位实践者科技强国的梦想情怀，感受到了一位学术大家评判产业历史的战略眼光，更听到了一位科学家对快乐和幸福的独特解释。

　　正视集成电路产业的二重性

　　本刊记者：王院士，您是业内公认的具有战略眼光的科学家，是亲自将“发展高科技，实现产业化”付诸于实践的微电子产业的领跑者。请您比较宏观地介绍一下，中国集成电路产业的现状及未来的发展走向。

　　王阳元：集成电路产业具有战略性和市场性的两个基本特征。如果不能准确掌握、正视这两面性，集成电路产业就很难发展。我们国家从1965年开始到1995年间，这个产业总共只有1亿多的产值，在世界上几乎是看不到，总投入也只有50亿人民币，原因就是一方面国家对集成电路产业的战略性认识不足，而另一方面是市场体系尚不成熟。集成电路可以把信息的获取、存储、处理、传输、执行集成在一个芯片上，集成电路正在向集成微系统方向发展。

　　从国民经济发展来看，中国是信息产业大国，以集成电路为基础的信息产业是世界上的第一大产业，也是深圳第一大产业，在全中国属于支柱产业，它的辐射性很大。集成电路渗透在国民经济各个领域，上至航天飞机、宇宙飞船，下至人们每天使用的手机、银行卡和电脑，无处不在。

　　我国的工业化发展的历程正处于世界后工业社会和信息社会发展的阶段，我们不可能再走西方工业化的传统老路，只能走信息化和工业化高度融合的新型工业化道路，即工业化带动信息化，信息化促进工业化。信息化社会的特征就是掌握与运用信息。

　　信息、能源、材料是人类社会发展的三大要素，而信息的利用才刚刚开始，信息化的基础是“芯”，就是集成电路与软件。很难想像没有信息，社会可怎么发展。工业社会发展的驱动力是“能源”，集成电路对节约能源的作用和贡献，可以从美国的ACEEE的报告中看出来：“2006年，在美国，整个半导体技术应用环节节约了大概7750亿千瓦小时的能源（相当于9个三峡水电站年发电量）。如果在半导体应用上加以更多的政策鼓励和激励措施的话，半导体节能技术的进步会更快，到2030年，可能会促使美国经济与2008年相比增长超过70%，而能源消耗却减少11%”。我们国家注意到了能源需求和水利安全去建了三峡水电站，却忽略了信息技术的发展对能源节约、对整个社会发展的重要性。

　　从国防建设来看，信息技术的利用带来了战争形态和模式质的变化。随着现代陆、海、空、天、电、磁多维战争形态的快速发展,军事信息化建设的地位越来越重要。在以集成电路为基础的信息时代，在全球已经联网的智能社会，集成电路正在成为国家安全的重要屏障。

　　当前我国集成电路市场很大，占世界的47.7%，但我国本土企业集成电路产品的销售额仅占中国集成电路市场总额的19.6%,这就意味着，约80%的国外集成电路支撑了中国电子信息制造产业的快速发展，约5%的中国GDP其所支撑的集成电路产品中的80%依赖于国外集成电路的供给，这对我们国家经济安全来说是一个值得严重关切的事情。

　　集成电路产业的基本特性是高投入、高风险，技术、资金、人才密集，更新周期快，发展迅速。如果国家对此不给予一定规模的持续投入和支持的话，这个行业也是很难发展起来的。据我所知，进入21世纪后，英特尔每年的固定资产和研发的投资总额大约为100亿美元左右，这与一支大型美国标准核动力航母战斗群的造价相当。因此，我们国家在投资支持建设集成电路产业时，一定要掌握集成电路的战略性和市场性，并要把这两者结合起来。中华民族的复兴之路必须依靠信息化，在信息化条件下发展实体经济，发展产业。集成电路对国民经济和国防建设具有重要意义，是一个经济性、战略性的基础产业。

　　关于集成电路产业下一步的走向，我只做这样的估计：我们国家集成电路已经发展48年了，从目前来看，还只能算是一个集成电路的消费大国，而不是产业大国，更不是产业强国。我们的产业规模很弱小，远不能满足国家国防安全和经济建设发展的需要，与国外有很大的差距。下面我们还得有大动作，持续加强集成电路科学技术和产业的发展。如果没有强大的集成电路产业就没有强大的国家，如果没有强大的集成电路科学技术的创新，也实现不了中华民族的复兴。

　　本刊记者：我们国家在集成电路上的差距和不足主要表现在哪些方面？如何解决我们碰到的这些具体问题？

　　王阳元：首先，我国的信息产业和网络系统建设所用的许多核心集成电路仍依赖于进口，像国家航空、航天的芯片大部分用的还是国外产品，存在信息安全的问题。二是市场很大，国产率低，自给很少。2011年世界集成电路市场分布中，中国占47.7%、美国占18.4%、日本占14.3%、欧洲占12.5%、亚太其他国家占7.0%。2011年美国前11家企业销售占世界市场40.8%，中国600家企业销售额占世界市场的9.8%。从这两组数据中我们看到，全世界的集成电路有一半都消耗在中国，国内有做好集成电路的客观条件；80%依靠进口，进口位列全国所有产业的第一，充分说明这个产业的发展依赖于他人的现状，经济安全没有保障。三是企业规模小，产值低，全国600家企业的产值不到英特尔的一半。企业自主创新能力弱，技术比国外落后二代至三代。从产业大生产的角度进行研究也比国外落后了很多。尽管我们在创建中芯国际时从技术上拉近了二代的差距，但这几年差距又有拉大的趋势，这也是很危险的。第四个差距，国家的投入少，集成电路的专用设备、仪器和关键专用材料的发展滞后。第五个差距就是人才总量不足，人才结构失衡，人才管理观念与机制落后。

　　这些差距已经很能说明问题，我们要有针对性地去解决这些问题。我国集成电路的发展历程总的来说不到50年，再加上受到体制的制约，条块分割，利益各方不统一，市场的地方保护主义等因素影响。国家要建设现代化，促进集成电路产业发展，首先要建立一个合适的发展目标。早在2006年，我们在中科院学部《建设微电子强国》报告中就提出到2020年的主要目标是：集成电路产业营销总额占世界市场份__额15%左右；国民经济领域需求的芯片自给率提高到40%；独立自主地设计和生产国家安全和国防建设所需的重要与关键集成电路产品，自给率达到90%以上。

　　到2020年还有7年的时间，只有集成电路达到并越过进入强国行列的门槛，到2035年，我们国家的GDP总量有可能超过美国。我认为集成电路产业强国的规模化目标，就是要拥有集成电路的新器件、新设计、新电路等原创性的自主知识产权，优先发展设计业，并使设计、制造占到世界总量的30%；在国家战略需求方面，涉及国家安全和国防建设的芯片要能自己制造并达到95%以上，不能受制于人；在开放的市场条件下，在我国集成电路市场中本土企业和其他企业各占50%，平分天下；在科学技术上，我们的集成电路大生产技术水平要与国际先进水平同步发展，大家都可以做到16纳米和14纳米技术节点；在科学基础研究和应用研究的某些领域要有所突破，达到世界先进水平，并有部分能引领世界发展潮流。北大现在也在做一些事情，未来还有20年的时间，我们有信心做到世界前沿水平。在人才培养上，我们要继续吸引国外优秀人才，同时大力培养本地高端的创新型人才。

　　通过特色工艺开辟一片新天地

　　本刊记者：作为我国集成电路产业的开拓者，您认为集成电路的技术进步现在还可以用“摩尔定律”来描述吗？王阳元：提到集成电路人们总会想到著名的摩尔定律。的确，摩尔定律体现了芯片产业激动人心的发展更新速度。集成电路发展到今天，不管是16纳米、还是14纳米，集成电路的技术进步都还可以用“摩尔定律”来描述，并沿着摩尔定律所指引的芯片集成度每两年翻一番，器件特征尺寸缩小0.7倍的指数规律前进，其中存储器的集成度按统计数据表明每18个月翻一番。至今，集成电路生产技术的加工最小尺寸已达到22/20纳米，单一芯片可集成几十亿到上百亿个晶体管。如果继续沿着按比例缩小之路走下去，集成电路的最小加工线宽有可能达到7纳米，再往下走就将进入介观物理的范畴。

　　从理论上来说，7纳米是可以做的，很多物理障碍需用介观物理和基于量子化的处理方法来解决。但从生产上来说，7纳米很难做。于是，很多的人就说，集成电路的发展马上要走到尽头了，这种对民众有误导的概念影响很不好。数以万亿美元的在集成电路生产和研发上的投入不可能就此废弃，摩尔定律的不一定适用并不等于微纳电子学科和集成电路产业不发展，这是不同的概念。我认为，集成电路发展的最大障碍是功耗，集成电路的发展方向就是在一定的性能下怎么去降低功耗、提高性能/功耗比，在一定的功耗下该如何去提高性能。未来集成电路产业和科学技术发展的驱动力是降低功耗，不再仅以提高集成度即减小特征尺寸为技术节点，而以提高器件、电路与系统的性能/功耗比作为标尺。后摩尔时代，面对集成电路的变化，我们要学会转变观念。于是，我在国内首先提出了“绿色微纳电子学”的概念，并组织国内外有关专家及时撰写并出版了《绿色微纳电子学》一书。“绿色微纳电子学”既指集成电路自身要不断降低功耗，亦指要通过集成电路的应用来降低其他产业的能源消耗。这个概念符合世界趋势，是集成电路的发展方向，更是我们努力的方向。摩尔定律毕竟有终结的一天，我们必须有未雨绸缪的准备。在新的战场上我们与竞争对手几乎是站在同一起跑线上，我们必须抓住这难得的历史机遇。

　　本刊记者：您曾说过，真正的关键技术是买不来的，我们必须立足于创新，有所发明、有所创造。您认为国内集成电路芯片产业发展的关键点和突破口在哪里？

　　王阳元：发展集成电路的关键点还是科技创新，创新更重要。从集成电路技术发展的历史情况看，系统的分析和原创性的研究对集成电路技术的发展极其重要，而将技术推动和需求（包括市场）牵引相结合是发展集成电路产业的关键。集成电路的发明改变了人类的生产方式和人们的生活方式。

　　信息时代的发展对于芯片的小型化、智能化提出了更多要求，追求个性化、自然化也是一种趋势，这些都促使集成电路在技术、工艺等方面不断提高。以计算机为例，1946年诞生的ENIAC计算机，占地140m2，重30吨，功耗150kW/时，每秒只能执行5000次加法运算，稳定运行时间只有7分钟。这样的计算机不可能推广应用到千家万户，不可能形成今天的网络世界。相比较看2010年的ipad，只有0.04m2，重量600g，功耗5W/时，运行速度则为109次/秒，进步的关键就是CPU和半导体存储器以及软件等。再说电话，由古老的座机，到砖头一样大的手机，再到现今我们每个人用的手机，不仅可以接打电话，而且可以看电影、电视、读小说、听音乐、做计算、上网，加一些配件后还可以导航、指挥作战。这主要归功于集成电路和软件的技术进步和技术创新。苹果在手机市场中以7.8%的市场占有率而取得75%的利润份额，说明价值只流向创造知识的地方。英特尔连续20多年成为芯片行业中的领航者，得益于其持续创新能力。

　　中国集成电路产业体系的自主创新应采用两条腿走路的方针。其一是超前跨越的发展之路。继续实施国家重点基础研究发展计划（973计划），国家高技术研究发展计划（863计划），国家科技重大专项，并把这些项目研究取得的并达到国际前沿水平的成果（如RRAM，新型准SOI器件结构，垂直双栅MOS器件结构，纳米线围栅器件结构）尽快转化为生产力，完成从量变到质变的转变。其二是根据中国的市场需求和现有的能力走差异化之路。包括工艺创新和产品创新。虽然中国的集成电路企业目前尚不能与IDM企业在大宗产品市场上直接较量，但在细分市场上，可以通过特色工艺开辟出一片新天地。

　　从后摩尔时代集成电路技术发展方向图中，我们也能看到，Scalingdown与Bottomup，SoC和SiP是今后集成电路技术的主要发展途径，预计在2030年左右集成电路技术有可能产生革命性的飞跃。

　　集成电路一定要有完整的生产线、要有应用才能发展。当前产业发展的突破口就是要增加投入，建设一条技术更先进，规模更大，服务更好的一个加工厂或芯片制造厂。如果制造、装备起不来，设计的产能也就不能完成，芯片发展就会受到制约。因此，我们必须多渠道、从国内外民间和我国政府获得支持，加强投入，多方面来努力，开始从28纳米起步，再快速发展到14纳米。国家提出集成电路要跨越发展，直接跨越到世界先进水平，现在两院院士也都在努力，我们也在积极为此呼吁。

　　微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性、高精度和高性能的微电子芯片。我相信，未来我国微电子技术将通过与其他学科更密切的结合产生新的产业。如微电子技术与机械、光学等领域结合诞生了MEMS(微机电系统)技术或称微系统技术，与生物工程技术结合产生了生物芯片等。

　　国家需要自主可控的国际化企业

　　本刊记者：曾有业内专家放言：在微电子领域“十五”时期国家没有任何工程项目，就出了一个中芯国际。它被您评价为是国际性与民族性高度统一的企业，是中国集成电路制造业的标志。我们知道您和中芯国际的渊源，它能否被赋予“真正的里程碑”吗？

　　王阳元：中芯国际在中国集成电路的产业发展中具有里程碑式的意义。可以说，它既是中国芯片制造业的一个里程碑，但也不全是中国集成电路芯片制造业的里程碑。说它是里程碑，因为它把中国集成电路技术水平与全球先进水平的差距由原来落后3~4代，缩小到落后1~2代，实现了中国芯片制造业的历史性突破；说它不是里程碑，则是因为中芯国际还没有真正能够掌握一大批具有世界前沿水平的自主知识产权。

　　我们当初做中芯国际的思路就是考虑到国家集成电路不能靠封闭的方式来发展。国内华虹在上海浦东建设8英寸硅片代工生产线取得了成绩，有了一个好的开头，但我们想把我国集成电路产业与世界接轨并且发展到前沿水平，并建设12英寸纳米级生产线，恰巧有个美国和台湾组成的团队想回国发展，经过几次洽谈，最后选择在上海创建了中国最先进的集成电路芯片制造厂——中芯国际。

　　中芯国际的整个模式完全是国际性的，团队、技术、资金、产品、市场都是国际化，并按照市场经济的模式进行。技术争取做到当时最先进。资金来源是由国内与国际共同参与投资。创立之初，中芯国际80%的市场是在国外。宗旨也很明确，面向全球客户提供芯片代工与技术服务，同时服务并孕育国内的企业，市场需要什么，就会组织力量做什么。随着国内市场的慢慢增加，中芯国际迅速成为长三角地区半导体产业的龙头，成长为全球第四大芯片代工企业，由此带动了一批本土设计公司的落户，培养了一批国内设计院，吸引了一批国内人才，并很快形成了集聚效应，使得中国集成电路芯片产业初具规模。中芯国际创始人之一张汝京先生对中国集成电路的发展是有功劳的，当然也有失误之处，但功大于过。我在中芯国际的时候，我们已经做到了90~65纳米，并继台积电、联电之后，成为世界的第三。现在中芯国际可以提供大批量的65~40纳米的产品，处于世界第四、第五的位置。据我了解，国内某些企业要制造28纳米这样的技术产品，我们现在还做不了，这是个迫切需要解决的问题。

　　中国芯片产业已经完全融入全球市场，中国芯片市场在全球芯片产业中的重要地位日益凸显。中芯国际要进入到世界前沿，还应继续扩大规模；既要国际化与民族化高度统一，还得保持它的独立性与国际性；要建设一个产学研相结合的研究院（或中心），成为新材料、新装备的实验基地，成为新成果的转化基地，还要作为新人才联合培养的基地。尽管前行的压力仍然很大，但后续必须持续投入。作为一个企业当然不能光靠国家的支持，要依靠管理研发、团队、人才的努力，去把这些事情做好，或者与其他相关企业合作，共同把这些事情做好，为下一个市场竞争浪潮的到来做好核心竞争力和创造力的积累。我希望未来中芯国际能够掌握国际前端技术，能在某些领域引领世界潮流，能让更多的人感受到先进科学技术的力量，成为一个真正的里程碑。

　　国家需要的就是我要做的

　　本刊记者：您在学术界、教育界和工业界都有很大的影响力。您曾经说过：“国家需要的就是我应该做的，我这一辈子的奋斗与事业都与祖国发展和民族复兴紧密相关联。”能否分享一下您的工作经历、兴趣爱好和对未来的期许？

　　王阳元：我这一辈子的工作重心都放在了如何促进国家微电子产业发展这件事情上。中学时的理想比较多，主要的梦想是当科学家。因为国家要重点发展半导体这个领域，我作为北大这个领域的第一批学生，分配到半导体专业被重点培养。1958年毕业后留校做半导体器件物理方面的工作，文革时下过乡，1969年开始搞集成电路，1975年研制成功了全国第一块1024位MOS动态随机存储器，获得了1978年全国科学大会奖。同年在北大创建了微电子学科。

　　我多次进行过产业化的尝试。第一次尝试就是把1024位MOS动态随机存储器的工艺、设计无偿转让给生产厂，派小分队去推广技术并办培训班培养技术人员，但由于我国整个产业发展所限，产业化效果不明显。1986-1993年，我在担任全国ICCAD专家委员会主任、ICCAT专家委员会主任和全国集成电路产品开发专家委员会主任期间，领导研制成功了我国第一个大型集成化的ICCAD（集成电路计算机辅助设计）系统。与我们合作的国外总设计师要求给他15%干股，由他去实施国际化与产业化，向海内外市场开发推广，但令人遗憾的是国内并没有满足他的条件，从而在国际化与产业化上丧失了一些机遇，当然现在我国相关企业仍在发展，但终究晚了若干年。这应当说是第二次的尝试。1996年，我建设并担任了国家级微米/纳米加工技术重点实验室主任，经过7年努力，建立了中国第一个与集成电路设计兼容的微机电系统设计平台和加工平台，并获得国家发明二等奖。在这中间，我们也组建公司来搞产业化，虽然有一些成果，但还是没有达到我希望实现的目标，我的第二次和第三次产业化尝试也只是取得局部成功。当然，我们所做的这些工作为我国集成电路的发展奠定了基础。2000年6月，国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》奠定了中国集成电路发展的政策基础。我跟国外的同行创建了中芯国际，开始第四次产业化探索，这也是我做产业化最成功的一次，但也只能说进行了一半，后续还要靠年青人来接过去，继续完成，中芯国际任重而道远。

　　通过这些产业化的实践，我体会到要把科技成果转变成占有较大市场份额的产品，道路还是十分艰难的。我也深深地认识到,国内装备工业发展更困难，更需要多多扶持。装备工业是工艺科技发明的物质载体，装备业一直都受国外垄断，要打破垄断就要有新工艺、新机遇，要有新的装备占有国内和国际市场。目前，集成芯片和系统的很多装备主要来自国外，发展受到他人制约，这不符合我国改革开放和自主创新的方针。要解决这个问题同样有很大难度。世界已经大同，再难我们也得做出一部分关键核心的自主装备和产品，一定要做到你中有我，我中有你。这四次产业化尝试是我一辈子的情结和希望。国家需要的就是我要做的，我这一辈子的奋斗与事业都与祖国的发展和民族的复兴相关联。促进科研成果产业化，把中国建设成为集成电路产业强国依旧是我最大的梦想，我会一如既往地去关注这个产业的发展。

　　坦率地讲，人的老化是不以人的意志为转移的。世事沧桑，人事有代谢。作为院士，我做过一些科技创新和战略研究，关注我国集成电路产业的发展；作为教师，我从事教学和科学研究，培养学生。我现在工作的重点就是要培养更多的年轻人。在这个价值观多元化的时代，我希望年轻一代能传承我们的事业，去承担中华民族实现复兴、中国集成电路迈向产业强国的历史使命。随着环境在逐步改善，我国的集成电路产业会逐渐变得强大起来，中国总有一天能实现从芯片消费大国变成产业大国，再到产业强国的目标。