大學生電子設計競賽（索尼杯）十周年紀念慶典
時間：2004年8月10日下午
地點：友誼宮二層聚英廳
主持人：
謝謝趙顯利教授為我們就會務情況做了非常詳盡的說明！
各位專家、各位代表，下面我們將開始精彩的院士報告，這是非常難得的機會，首先我們將邀請的是王陽元院士，他是中國科學院院士，北京大學微電子研究院院長，北京大學教授，中國電子協會副理事長，王院士長期從事微電子領域中新器件、新工藝和新結構電路的研究，發表了數百篇具有重大影響的論文，出版了6部專著，獲得17項重大科研成果，王院士還是中心國際集成電路製造上海有限公司的創始人之一，下面我們有請王院士為我們做報告。
王陽元：
尊敬的各位專家、各位同學、各位同行大家好！我今天講的題目是培養設計創新人才，發展設計業，是建設IT強國之路。我分四部分講，第一引言，第二設計業具有最大的市場和創新空間，第三創新是民族之會，第四講講人才的培養。
第一引言：
中華民族正處於一個偉大的歷史志氣，從發展中國家走向中等發達國家，14世紀以前，中國曾是世界經濟強國，1700－2015年的比較就可以看到，1700年中國佔世界GDP22％。14世紀時候西歐人均GDP超過了中國，18世紀以來，西歐經濟，尤其英國大踏步發展，成為世界領先的經濟強國，而中國卻停滯不前，步履蹣跚。大家可以看到這張表裡面，西歐跟中國比較的時候，1200和1300年的時候西歐超過了中國。1905年時候美國人均GDP超過英國，並在19世紀末成為全球頭號經濟強國。這個是美國和英國人均GDP比較，在1905年美國的超過英國。日本也在20世紀中葉崛起，韓國於20世紀後半葉成為一個新興國家。這個是中國跟日本人均GDP對比，1950年到1999年。目前中國經濟進入高速發展階段，將於21世紀中葉崛起成為一個新興的經濟強國。
儘管中國GDP在世界上排名第六，然而人均GDP卻在100名以後，中國現代化水平世界排名第65，2020年中國GDP將達到四萬議美元，2040－2050年中國人均GDP可以達到一萬美元。然而傳統的經濟發展模式是以資源的損耗為代價的，整個20世紀全球消耗1420億噸石油，2650億噸煤炭，380億噸鐵，佔世界15％人口的發達國家消耗了56％的石油，60％以上的天然氣和50％一身的重要礦產資源。從1990年到2001年，中國石油消耗量翻倍。目前中國有荒漠化土地2674000平方公裡，佔總國土面積的27.9％，600多個城市中有400多個缺水，其中160多個嚴重缺水。如果沒有技術上的重大突破，人與自然、人與人之間矛盾將迅速計劃。所以這就需要尋找綠色基礎，尋找人與人之間的雙向和諧，例如信息技術、生物技術、新能源、新材料。這就是資源的利用和再生，信息技術對這點具有特別重要的意義。信息技術是21世紀經濟發展的驅動器，信息是客觀事物狀態和運動特徵的一種普遍形式。信息與材料和能源不同的特徵：廣泛性、不間斷性、可反覆利用和復職，可與載體分離而廣泛遠距離傳播。關鍵的是微（納）電子與光電子、軟體、計算機和通信。信息技術領域每一方面突破都將對社會生產力發展有重大促進作用，事實上電晶體的發明、集成電路的發明、異質結的發明、光纖的發明和Interned誕生都導致IT技術的飛躍，使社會生產力發生跨越式發展，前面三項目鬥爭獲得諾貝爾獎。
所以信息技術發展正在迎來人類新的生產方式與生活方式發生重大變化。21世紀信息技術發展特點：要求移動處理信息，隨時隨地獲取信息，處理信息成為把握先機而勝利的武器。所以總體上大致是數位化、網絡化、多媒體化，3G到3T，存儲量由G位到T位。生產要素和產業持續向中國大陸轉移，中國正在成為一個世界性的信息產品製造業基地。在整個銷售規模世界第一領域。2003年電話用戶增長1.12億，相當於法國和德國的人口總和，2003年中國已經有5.32億電話用戶。中國擁有世界最多的行動電話大概2億，2004年增加到6000萬，達到中國總人口的25％，然而發展空間仍然很大。
第二設計業最具有創新和市場空間。我們面臨問題和機遇是IT產業從加工業向集成系統製造業轉化，集成電路因應用於整機系統而獲得使用價值，整機系統因集成電路升級而換代。傳統製造業的信息化程度的提高，經濟從生產要素型向創新型轉化，關鍵是抓好設計業的發展，這個具有巨大市場和創新空間，是整個IT產業核心競爭力所在。
設計是真正的綠色產業，耗電PC、工作站、伺服器，水與其他耗損完全以人為中心，投入設計業封裝與測試晶片製造，每一個領域都相差一個量級。產出：直接產出10－30萬美元/人/年。提升整個IT產業，是核心競爭力的體現。
IC設計業，近三年來我們國家IT設計業銷售額年增長約50％，這裡面有三個數據，包括企業數字的增長，包括產值增長和員工增長。全球IC設計業跟美國FSA，2003年全球IC設計業產值242億美元，增長16.2％，美國佔78％，我國臺灣地區佔18％，我國大陸地區佔僅2.4％，有21％的IC設計業市值超過10億美元。所以我們整個設計業應該說是非常非常初期階段，整體優勢我們還沒有掌握。
這是全球IC設計概況：美國大概有500以上個Fabless，我國代表地區大概有200左右Fabless，歐洲主要做IP，做Commnnk acion，中國主要是國內市場導向。
全球一共有7個IC產業化基地，包括北京、無錫、西安、成都、上海、深圳。有15個IC人才培養基地，人才培養：北大、清華、復旦大學、浙江大學、西安交通大學、上海交通大學、華中科技大、成都電子科技大、西安電子科技大、華南理工大學、哈爾濱工業大學，西北工業大學，上海同濟大學，一共有15個。系統應用於晶片設計將更加緊密結合，IP模型日顯重要。系統設計師與晶片設計師之間的Gap逐步消失。所以要努力使系統設計工程師跟晶片設計工程師之間的Gap逐步消失。這就是系統應用跟晶片設計。
設計技術發展跟不上應用發展和加工技術的發展，呼喚IP模塊。在60年代一直到2000年，設計能力平均每增長20％，可是工業製造能力每天平均增長58％，所以他們之間的Gap越來越大，但是每一個年代都有一個新的革新，使得往前上升一個臺階。在這種情況下Industry Drivers呼籲Ip，可以把已經經過應用考驗的IP重新利用。所以這個IP的開發設計、搜索、集成，就成為我們設計業很重要的環節。
所以在IC設計裡面，從市場需求跟大學科研開發單位的支持情況下，整機系統公司通過設計與IC設計測試跟人才培養，跟IC設計軟硬體實施。
在這種情況下發展設計業的幾點建議：
第一吸引整機系統人員參與，對在整機企業中從事IC開發的給予特殊鼓勵，這一方面是應用使臣結合，另一方面解決System/IC design之間的Gap。
第二設計業已步入IP模塊的年代，IP開發、搜索、集成與服務是當前設計業發展的瓶頸，應特別支持以IP開發、搜索、集成與服務為目的的公司或實體。
與此相聯繫的要加強與Fondry結合，建立可流通的單元庫。
第三創新是民主之魂。縱觀人類社會發展的文明史，一切生產方式的重大變革都是由於新的科學發明和新技術的產生而引起的。這有幾張簡單的說明，1866年西門子製成實用發動機，現代生物學的一系列發明揭示了微觀世界的物理的基本規律，使海森堡薛鍔定形成了量子力學體系。三十年代建立的現代物理學成為現代電子信息技術革命的理論基礎。
總微電子角度來看，21世紀微電子學發展大概在這麼四個層次上：第一個層次在1958年發明的平面工藝和集成電路，經過50年左右發展現在已經成為一個新的產業基礎，在20世紀還會長期發展下去。這個是隨著應用的發展，會不斷的加強，所以現在方興未艾，在整個21世紀裡將是一個熱門話題，也是需要各位努力的。從現在開始20年左右時間大致以傳統CMOS作為我們的工藝的基礎。20年以後會有量子電子器件出現。所以我認為今後20、30年，應當在這個領域裡邊又會產生新的諾貝爾獎。到20世紀低功耗高集成度、高速的要求，又會提出一些design，所以今後30年左右時間是一個nanometer science時代。
21世紀微（納）電子將會面臨新的突破，1971年CPU發明，包括CMOS的發明，MOS電晶體的發明，集成電路的發明與平面工藝發展。
最後創新人才的培養，我國面臨的國際和國內形勢，要求我們實現超越式發展，科技創新和對創新人才的培養自然成為我們面臨的重大的歷史人物。作為教授兩個肩膀，一個肩膀帶著科技創新人物，一個肩膀帶著培養創新人才，這兩個任務都是大學教授所承擔的。
所以我們對從事院士創新的人才有幾個要求：
一個具有高的綜合素質和紮實基礎。善於掌握客觀需求，提出問題。能夠針對提出的問題設計解決方案，包括理論和實驗上方案，第四能夠團結群體工作。這對大學的教育和科學研究工作也提出了新的改革要求，要注意紮實的基礎知識學習的同時要強調強調有較寬的基礎和學科的交叉，包括文理的交叉，融匯古今、學貫中西。一個科學工作者在探索自然規律同時，不斷的用人文科學來規範自己的規範，來提高自己綜合素質。只有這樣交叉的結果，才會長出一個在前沿科學跟交叉科學領域得到豐碩的創新成果。中國傳統文化有很多精華是值得我們吸取的；第二我們要多舉行討論輪，目的是撞擊產生火花，一是馱筐知識面，掌握新的科技發展動向，二是學習科學研究的方法，三是啟發產生新的思維，即idea。
傳道、授業、啟惑，大學本質是什麼？大學就是在有造詣、有經驗教授指導下，一批批學子從事學習和創新的過程，這就是大學。基本任務就二條：一個給學生以紮實的相對寬廣的基本知識，使學生具有較高的綜合素質，培養學生從事創新的能力，以適應原始創新的需要。培養提高能力，愛因斯坦提出一個問題往往比解決一個問題更為重要，提出新的問題需要創造性想像力，這標誌著科學的進步。科學研究是一個解題的過程，一個科學家的真正的科學生涯都要從提出問題開始，牛頓就是一個典型的事例。
一個世紀以前，1900年，David Milbert在巴黎召開的第二屆國際數學大會上的報告中提出著名的二十三個數學問題，在很大程度上驅動了二十世紀數學研究的潮流。注意教學基地的建設，給學生一個創新和實際動手的教學基地。例如美國的MOSIS。這裡邊需要有大學共享研究基地和平臺。
書要讀的，而且要系統地讀一些書，我剛畢業時候黃昆教授要求我系統地讀幾本書，對於紮實掌握基礎知識十分重要，不要零敲碎打。但是他說一句話，我覺得很好，書不是讀得越多越好，而是能駕馭就好。說的是掌握自己的凝凍性，駕馭就是主動。
能不斷發展，人類社會能不斷發展，就是因為總是青出於蘭而勝於蘭，這是規律。整個科學研究工作，必然性寄寓於偶然性之中，科學需要幻想，但科技創新並不是憑空掉下來的，必然性寄寓於偶然性之中，必然性是通過偶然性實現的。創新是在針對客觀需要開展的系統研究工作中產生的，信息科學技術發展的兩個原始創新例子：電晶體的發明，集成電路的發明。
所以學習與科學研究是一個艱苦的過程，需要有艱苦奮鬥的準備，需要終生的努力。所以終生努力，便成天才。最後把這句話送給各位，謝謝！
提問：我有兩個問題想請教王院士：第一個我感覺中國人進入設計業，尤其IC設計業，我自己感覺只存在一個智力上的優勢，思維模式上的優勢，但是我感覺目前要想使大多數優秀人才進入IC設計業，硬體的平臺太高，如何解決這個問題？第二個問題是說像我們這些非常喜歡這種專業或這個方向的人本身至少需要什麼樣的硬體平臺，才能進入這個領域？
王陽元：這兩個問題實際上是一個問題，一個需要硬體平臺怎麼辦？還有目前階段需要什麼？我說現在我們已經開始建立硬體平臺，我首先說明，我們國家設計人才確實都是很優秀的，我剛才講集成電路歷史發明時候，你可以看到有兩個是華人，所以華人的工程設計師是很多的。我們國內整個環境還沒起來，一個是產業環境，如果這個領域沒有產業的話，科學研究的發展也要受到制約的，因為產業需求往往是驅動力。市場起來了，經濟發展起來了，同時由於我們製造晶片的工藝的環境，這個時候我們設計平臺就會得到很好的發展。現在設計環節我告訴你們在全國已經有七個大的平臺，在大運村專門拿出來一個樓，專門給IC設計平臺，裡邊硬體、軟體基本都具備。所以，至於工作站、伺服器、PC機這個平臺都具有，真正缺乏的就是IP，就是智慧財產權，這個智慧財產權我覺得我們要採取的正確策略，就是除了自己要依靠大學、大的公司開發以外，還要把全世界IP網建起來。你可以搜索哪個可以用就拿過來，然後你付一點費用，這個費用一般都是很低的，這樣有助於在新的國際平臺上起步。雖然運行不是非常順暢，但是應該是很好的平臺。