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华为遭遇严重的“卡脖子”,航天专家认为芯片领域要这么做

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  在航天领域工作了33年,陈大吾对卫星和导弹如数家珍,经常跑的地方是酒泉、西昌、太原和海南发射基地。他现在是上海航天卫星应用有限公司总经理,也是履职4年的上海市政协委员,借助政协的平台,他得以关注到更广泛的科技领域议题,调研脚步也踏遍了杭州、无锡、苏州、南京等城市的科技园区和学校,每年都有关于长三角科技创新体系建设的提案。

  从“卡脖子”的芯片说起

  采访从美国对华为的新禁令生效说起,在陈大吾看来,华为之所以显得被动,是因为芯片制造环节遭遇了严重的“卡脖子”,无法买到利用美国技术生产的芯片,直接给生产和运营带来了很大困难。

  陈大吾说:“我国芯片受制于人,是由于精密制造、精细化工、精密材料等工业基础方面能力不足。当精度从微米深入纳米后,中国就无法跟上世界顶尖企业的步伐,差距逐渐拉大。”

  作为科技工作者,他深知,改革开放以来,很多行业奉行“造不如买,买不如租,租不如仿”,希望能用更省事的办法解决问题,经济迅速发展的同时,创新的源动力也丢掉了。面对如今的国际局势,更多人意识到,核心技术是买不来的,最终还是要靠自我创新来解决的。

  “上世纪60年代初,国家最困难时期,钱学森、钱三强那一批老科学家把两弹一星和好多高科技研制了出来。充分体现了社会主义制度的优越性,也为我们留下了宝贵经验。”讲起那个为祖国铸核盾的年代,陈大吾频频提及自力更生、艰苦奋斗,“现在也一样,只有进行颠覆式创新,才能走出一条中国特色的科技发展道路。”

  他认为,如果结合“十四五”规划,像当年攻克“两弹一星”一样,抓住具体领域,集聚一批人才,做好产业或技术分工,就会有一定的科技突破。

  比如为了做出大规模集成芯片,就可以整合国内现有的产业资源,利用好人才和市场优势,将设计、验证、工艺、材料、制造设备、工装夹具、检测设备、软件、应用系统等全链条产业分工细化,形成创新链路,那么突破短板用不了很久。

  在这一点上,长三角具有得天独厚的优势,这里集聚着完整的半导体产业链——上海有优秀的芯片设计人才,浙江有领先的设备制造工艺,江苏和安徽也都有上下游企业,如果能进行全面布局,将有利于攻坚克难。

  完善长三角创新体系

  可全面布局没有那么简单。履职的这几年,陈大吾调研了很多长三角所有的科技园区和大学,他发现,三省一市在科研领域发展迅猛,但也自成体系,竞争激烈。

  陈大吾掰起指头细数:浙江有之江实验室、良渚实验室、湖畔实验室、西湖实验室等创新型科研机构;江苏以大学的国家级实验室为基础,结合产学研,培养了与产业紧密结合的重点实验室,实验室规模是国内第一;安徽依托于合肥综合性国家科技中心、中国科学技术大学,在智能语音、量子技术、氢燃料、液晶技术领域引领国内发展。

  一通排摸下来,各地都实力强劲,可细究产业布局,其实还是散沙一片。表面上,长三角一体化已经成为共识,但地域文化差异、各地经济发展的内在需求、各级部门考核的指标要求,都会左右竞争节奏。


  在激烈的竞争压力中进行科研攻关,就算是政府支持的项目,也被严格考核,三五年没有产出,将会中断或减少资助,而各类科创基金和风险投资,更是带着很强的功利性,孜孜以求利润的高增长。陈大吾担心:“引领性科研的风险不可控,时间也不确定,前期确实很难有产出,如果没有持续投入,进行长周期研发的团队就会遇到融资难的局面。”

  他举例,在芯片生产过程中,光刻是至关重要的一环,光刻的精度高了,芯片制造工艺就能提高。光刻胶,正是这道工艺里的一个重要材料,这种胶受到温度、酸碱度等几十种条件的限制,胶的纯度与制造环境和流程相关,不同光刻精度对胶的要求也不一样。

  在这个领域,日本的几家公司占据着全球87%的份额,而我国光刻胶的制造目前依托原先的一些代工工厂进行研制,才刚刚起步。陈大吾说:“日本的企业整整研究了50年,把这款胶做到了世界顶级,这样漫长的研发期在国内是很难想象的。”

  陈大吾研发经验丰富,他明白,化学实验没有捷径,就是通过一次次尝试,才能找到最好的材料。在他众多“硬核”专利中,有一款比较“轻量”的——井盖智能监控装置,只有两个烟盒大小,装在井盖下方,里面装有定位系统和压力传感器,一旦压力撤销,就会自动报警。如果井盖因为发大水或被盗而丢失,就能及时提醒,让路人免遭危险,现在很多城市都安装了这个装置。

  这个发明看似简单,但团队也经过了反复实验,窨井下面腐蚀性气体多,材料既要防水、防腐、还要有良好的密封性,否则很可能损坏失灵,所以材料配比进行了多次修改,直至效果最佳。

  重大科研领域更是需要持久投入精力,陈大吾和多位政协委员联名建议,优选出长三角区域重点发展的产业,按区域特点和人才优势进行合理规划,由政府搭建公共研发平台,配备重大试验装备和测试仪器,整个长三角区域分工合作,重点支持青年团队投入长时间的基础研发,创造有利于产业良性发展的生态环境。

  让科技人才走得稳走得久

  上海要打造创新策源地,人才是关键。这已是共识。但陈大吾认为,“这种人才不同于传统意义上的一般人才,应该有像钱学森那样‘一个人能顶五个师’的学术泰斗级人物。”

  “长久以来,我国大部分领域的发展都是跟随式的,很多优秀的科研人员,虽然能在具体的专项里钻得很深,但难有宏观层面的突破。有了领头人,才可能有在国际上叫得响的领域,以及和他国对谈的底气。”结合在工作中的思考,他认为,要解决这个问题,就要转变人才培养的思路。

  抛弃学而优则仕的思想,把科技人才和干部的培养路径分开,这一点很重要,“要鼓励科技工作者静下心来研究科学问题,科技人才只有深入一线,产业才能有具备核心竞争力的可能”。

  从他最熟悉的北斗平台来说,这些年,从导航到农林牧渔、电力传输、防灾减灾,随着全球组网完成,北斗更是无处不在、触手可及了,这些都离不了深深扎根祖国大地的科研人员,陈大吾说:“北斗的应用只受想象力限制,只有想不到,没有做不到。”

  现在,应用北斗的海上救援产品已经在最后测试了,陈大吾介绍,通过给救生衣中安装定位和声光报警装置,如果有人落水,位置信息会被即时传到后台;救援进行时,风浪大的地方可以出动无人船,能搜救5米深的水域。在生活中,定位芯片还被安装在鞋里,以提供走失的老人或小孩的位置。但是,鞋里的芯片100多块钱,而救生衣中集成模块的成本则数倍于它。

  “话又说回去了,只有我们造出集成芯片,它普及之后,成本才会降低,所以必须进行攻关,要攻关就急需人才。”在他看来,本土的战略性人才之所以培养不出来,很大程度是因为应试教育培养的是快速记忆的能力,而非创造力。他认为,“科技创新需要海阔天空的想象,需要天才少年的灵光乍现”,所以对有非常规思维的学生,可以通过启发式教育,培养他们系统思考问题的能力,并通过国际交流,引领他们探索世界最前沿的学术问题。

  能不能学习西南联大的模式?陈大吾说出自己的设想,在长三角区域,建立一个高层次人才培养平台,打破研究所和高校间的区域划分,规定由区域内的院士和学术带头人在平台上公开讲学,并进行考核。“今年是一个转折的节点,如果能静下心来,加大基础研究投入,用十年左右培养出一批顶尖人才,重点科技领域的真正突破指日可待。”

  栏目主编:张骏 本文作者:刘雪妍 文字编辑:刘雪妍 题图来源:上观图编 图片编辑:朱瓅

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