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…兴办国内首个芯片方案的EDA实验室,建议两大全国性研讨生竞赛,终身…

【本期人物】周祖成,清华大学教授、博导。1958年考入清华大学无线电电子学系。1986年因863方案45岁从雷达领域转入eda领域;1995年,兴办我国最早、配套最早进的eda实验室;1996年,建议我国研讨生电子方案大赛,大赛至今24载,变成在我国研讨生办赛时刻最久、规划最大、影响力最强的研讨生立异实习竞赛;2016年在75岁时又建议了我国研讨生创芯大赛。曾获电子工业部(工信部前身)科技前进三等、二等和一等奖,以及国防部科技前进二等奖。

图示:周祖成教授
这篇文章要害
(上)教育育人
1.长江边上走出的少年 挑着扁担进京肄业
2.专心想着“到祖国最需要的当地去” 机缘偶尔留校任教
3.“你一个博导,怎么啥都管?”
(下)惠及工业
4.45岁进入新领域 因863方案从雷达转到集成电路
5.从材料消化成讲义 一步步树立教材、课程和实验室
6.建议两大全国性研讨生竞赛 将 电子方案推广到国内
7.“愿在有生之年 看到我国集成电路从进口转为出口”
(下)惠及工业
4、45岁进入新领域 因863方案从雷达转到集成电路方案
文革时刻,1970年清华无线电系搬到四川绵阳。
为了将旷费的时刻补回来,周祖成专心扑在事务上。他在担任雷达终端组的科研作业的一起,还给工农兵大学生开了《数字电路与逻辑方案》课程。1974年,周祖成参加国家防空主动化工程的恢复作业,担任雷达头信号检测与数据处置的项目;还参加国家京广路以东,雷达航空控制体系的方案作业。1975年,他使用130核算机的中小规划集成电路和磁芯存储器,方案出雷达头的信号检测和数据处置设备……
在绵阳一呆就是8年。1979年周祖成回京,38岁的周祖成知道到自个“人到中年、承上启下”,更要加倍尽力将作业做好。
回来的第二年,他带领项目组结束的“513雷达加装ccd-mti”项目,变成清华大学无线电系返京后的最早判定的科硏项目,并获当年国防部科技前进二等奖。第三年,他们的“雷达主动检测设备”项目获得电子工业部科技前进二等奖。1985年,周祖成带学生去南海岛屿,完成南海区域雷达情报的数字化联网。又与其他师生团队在成都双流机场,结束民用航空控制雷达797加装雷达主动处置设备的联试,该项目获得电子工业部科技前进一等奖。
此时的我国,正在进行一次科教兴国的严峻战略安设。1986年3月3日,王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位科学家向国家提出要跟进世界 水平,打开我国高技能的主张。后来,中共中心、国务院附和了《高技能研讨打开方案(“863”方案)大纲》。
因为在核算机、英语等方面有必定的基础,系里举荐周祖成参加国家863方案。其时的周祖成的思维是“要为国家做一个战胜有为的东西”,为此遵循学校组织,跨界进入一个全新的领域——集成电路方案的电子方案主动化(eda)。
进入eda领域时周祖成现已45岁,要在一个全新的领域创始局势充溢应战,首要的是自已要过半导体技能、核算机和英语三道“关”。
关于“半导体技能关”这一关,周祖成正本是学雷达的,半导体技能中的涣散、掺杂、光刻等,他都不晓得。为此,他一边学习有关材料,一边到半导体车间里,全程跟技能线做了一个晶体管来领会半导体技能。周祖成担负着学与教的两层担子,他说:“这样不只自个可以掌控,给学生讲课时也能更生动些。”
而“”核算机关”这一关,周祖成在文革时刻触摸的核算机是用它做雷达信号处置。为此,他找到清华核算机系的两个教师,向一位教师请教核算机的硬件常识,向另一位教师请教软件常识。那段时刻,他除了上课,其他时刻就呆在机房捣鼓机器。
至于“英语关”这一关,他上大学时学俄语,直到大学三大学时,因中苏联络恶化,交游中止,才以第二外国语方法学英语,对英语只能看懂,听、说、写都较弱。45岁再次并吞“英语关”,难度可想而知。他下决计必定要拿下,听不理解的就硬听;有外商搞产品介绍会,他都会去听,借机缘用英语和外商攀谈,逐渐就吞吞吐吐可以开口说了。“这一关只能自个逼着自个过,后来就觉得可以了。”他说到。
承受厂商的标准培训也是一个重要的学习环节,因为收购了厂家的软件,依照合同需求,20世纪80-90年代,周祖成先后5次到香港、新加坡、美国参加外企培训。每次培训,他会在头天晚上把第二天要培训的手册内容读一遍,当天培训不理解的当地再请教比自个年岁小的培训教师。
经过几回培训,周祖成根柢上入了门,也让他知道到了间隔:“的确咱们要学,要追,要拼!”
5、从材料消化成讲义 一步步树立教材、课程和实验室
上个世纪70~90年代,因为对半导体工业规则的知道缺乏,认为“只需有了设备就能出产”,所以从国外引入了许多二手和选择的设备树立出产线,因为短少芯片方案才能以及运营打点才能,最终这些出产线未能发扬价值。
上世纪8十年代,其时欧美在eda软件上捆绑对我国出口,这促进国内初步eda体系研发,并在1993年我国自立研发的eda“熊猫体系”面世。随后,欧美在eda领域扔掉了对我国的关闭和禁售,美国的eda公司也相继进入我国商场。
可是,在商场大潮面前,呈现“造不如买,买不如租”的局势,国产集成电路工业倾向于选用国外现成的老到软件,国产eda软件则损失了打开的机缘。
在困难的条件下,在国内高校中隐忍坚持的专家们和熊猫体系“后嗣”的有关公司,保存和呵护着国产eda软件的火种。“做eda,快乐喜爱使然入了门;进入这一行后,发现咱们处在非常困难的期间,就有一种使命感,想把这个作业做起来。”周祖成说道。
eda作为芯片方案的重要东西,在推进集成电路的打开上不可以或缺。eda软件不是简略单一或几个软件 ,触及近百种不一样的技能的软件东西集群。

图示:1994年头步在《世界电子报》历时近9个月打开“eda讲座”,累计4个合订本
为了拓荒国内的eda作业,周祖成不断地探究学习。一方面他促进了“清华大学微波与数字通讯国家要点实验室”和电子工业部情报所(一所)在《世界电子报》上历时(1994-1995年)近9个月的“eda讲座”,向电子有关工业和院系的从业人员广泛和介绍eda。另一方面,他较早在高校的教育中推出集成电路与体系主动化方案办法学、asic design等有关课程;并相继修改和出书多套eda有关书本,比方:《电子方案硬件描绘言语vhdl(1994年)》、《systemc片上体系方案(2004年)》、《数字电路与体系教育实验教程(2010年)》;并在1997年参加《集成电路全书》编委会,结束了《专用集成电路(asic)和集成体系(soc)主动化方案办法》的作品。以推进我国集成电路高层次人才的培育。
例如,为了推进英文书本《vhdl》(硬件言语描绘)在国内里译著的发行(作者为道格拉斯douglas l . perry,mograw-hill inc.1991版的译文)。其时这个是美国国防部dod的vhsic方案,推进了ieee std. 1076-1987标准出台,有了标准作根据之后,讲硬件描绘言语(vhdl)就有了根据,当1987年ieee附和《vhdl-1987版》作为正式的方案言语今后,在1987-1988年间周祖成将原著译成讲义,给清华大学电子系研讨生开课。1992年周祖成去美国承受eda培训时,经兄弟介绍特意去见了作者道格拉斯,当道格拉斯得知自个的书被译为讲义在给学生学习时,非常怅然地授权给了周祖成中译著版权,还应周祖成聘请为中译版写了前语。
上述这些教材总结了从eda入门(方案构思与输入)、入行(方案归纳与优化)到入市(习气商场窗口和方案的智能化)的领会。
“教育也是科研”,这是周祖成的教育理念。他多年前就知道到,集成电路高端人才的培育,与工业链必定不能脱离,大学研讨生培育的教育要延伸到工厂和公司。为此,他把教育朝实习环节延伸,来推进产教交融。
1995年,周祖成在清华大学“微波与数字通讯国家要点实验室”牵头建议树立了北京甚至全国配套最为 eda实验室。美国eda公司synopsys公司向清华大学捐赠20套、总价值500万美元、其时最佳的eda归纳东西。那时一位美国大学校长带团到实验室赏识时,非常惊奇地发现,清华eda实验室具有的设备和软件他们的学校还没有。
该实验室的树立,让eda东西初度进入我国集成电路作业的视界,为我国集成电路人翻开了一扇面向世界前沿集成电路方案办法学的窗户。政府工业部分相继前来赏识,期望清华大学为他们培训研讨所和工厂的技能骨干 。此外,中科院、tcl、海尔、华为等高校和公司前来观摩,有些要了实验室的设备清单,有些期望介绍骨干为公司树立ic方案中心。
在周祖成的推进下,除了新思科技,mentor公司、cadence公司、sun公司、ibm、惠普、安捷伦等世界巨子公司先后都与清华大学树立了协作联络,并为实验室捐赠 技能和设备;这种协作思路也翻开了许多公司接连与清华大学的协作。
这种校企的协作打破壁垒,跨过了学校的围墙,使得在科研作业一线的研讨生获益匪浅,研讨生经过 的设备做实真实在的集成电路产品方案,比只是听课考个分数形象要深化得多。一起,也推进了高校与公司的一起打开,构成了杰出、翻开的产教交融的生态环境。
退休前的20年时刻,周祖成相继树立了清华大学“vhsic实验室”、清华大学“微信与数字通讯国家要点实验室cad中心”、“深圳-清华大学研讨院eda实验室”。这些实验室一方面承担了国家严峻专项的科硏课题,另一方面也担付起集成电路高端人才培育的重担。
师生们在实验室日日夜夜的研讨,每当作业站屏幕上呈现“successful!”时的一起高兴是难以言表的。“科研也是教育”周教师如是说,教育相长,在国内仅有的实验室科硏环境中,教师水平得以前进,学生的才能遭到训练。周祖成偏重:“人才仍是有凹凸之另外,就像钢材有优质钢相同。当别人卡咱们脖子的时分,咱们为啥不可以以培育卡他们脖子的人才!实际上从实验室走出的清我国人,用他们的我国芯,支撑起了我国集成电路的半壁河山”,这可所以作为清华教师最为欣喜的!”
其时,人工智能技能被业界视为新一轮技能改造的基础。人工智能的打开得益于算力的前进。不能只是把人工智能当作是一种算法,把各行各业的需要最终变成一个只需算出来便能处置的疑问,那叫机器学习,不是深度学习。“一切新技能的打开,假定不好eda联系就很难打开。”周祖成指出。
为此,在20年前促进清华-synopsys高层次方案实验室缔造的老火伴(新思科技synopsys的co-ceo陈志宽),2021年来华承受“我国政府友谊奖”之际,周祖成又推进了synopsys向清华大学(单价7500万美元ai compiler东西)的捐赠,策划推进于2021年景立了“清华大学·新思科技人工智能联合教育实验室”,以推进eda东西迈入2.0年代,并将人工智能技能引入eda。
6、建议两大全国性研讨生竞赛 将 电子方案推广到国内
《我国集成电路人才白皮书(2021-2021年)》中指出,至2021年,我国芯片人才的缺口是26万人;在高端人才方面极为短少,特别是领武士才。
其时,满足人才的需要,业界公认的途径是经过产学研的深度交融来进行。而早在周祖成教育时刻,就一向在思索如何将清华的 eda环境共享涣散到国内,让更多的人获益,进而股动国家整个电子方案使用水平的前进。
1995年,在与华为公司副总裁郑宝用的闲谈中,周祖成得知华为有意在清华大学树立奖学金。周祖成从推进高校高层次立异人才培育的视点 ,主张华为撑持一个研讨生电子方案竞赛。就这样,两边一拍即合,1996年,我国电子学会和清华大学建议“华为杯”我国研讨生电子方案大赛(简称“研电赛”)。

图11、1996年首届“华为杯”我国研讨生“电子方案(自功化)竞赛”在清华举办!
研电赛由公司出题、公司评定和设奖,还举办专场招聘,设置商业方案书项目评定等。“这种产教交融,不是教育的工业化,而是研讨生培育的实习环节,是学校和公司一起承担的。”周祖成说道。“研电赛”抵偿了学校培育的人才和公司需要的人才之间的间隔,大赛得到许多公司的重视和撑持,比方:华为、华大、格科微、兆易立异、微柔和国外三大eda厂商等。
跟着技能抢手使用的呈现,研电赛上呈现许多无人机、机器人等物联网有关的参赛项目,这些项目引来的重视度大大盖过了不和的中心技能芯片的参赛项意图重视度。为了给芯片项目非常好的展示平台,为芯片有关技能的研讨生供给生长和历练的空间,2021年76岁的周祖成在清华校友们的呼吁下,推进从研电赛中别离出来一个集成电路的专业赛——全国研讨生“创芯”大赛(简称“创芯大赛”)。创芯大赛独立运转,清华校友们纷繁出力——有出钱的、出场所的、出人力的,周祖变成大赛选择年青有为的教师们担任各项作业。
一起,周祖成提议创芯大赛推进教师带着学生一同参赛;获奖团队有机缘赏识业界 的出产技能线和业界一流的公司。
第一届创芯大赛获奖团队有幸于2021年1月组织去了硅谷赏识,先后赏识了synopsys ,苹果,英特尔、谷歌、斯坦福大学等公司和机构。而完成这次近30人的硅谷行,周祖成找到新思科技、国家外专局来筹措资金;找到旧金山我国人协会来协助组织食、住和行,还联络到硅谷的公司和大学的校友来协助,究竟得以顺畅地成行。
第三届创芯大赛因中美生意战,获奖团队去赏识了深圳的华为和大疆。
值得一提的是,获一等奖的项目可以免费流片。周祖成促进了中芯世界、华虹、华力等多家芯片制造公司用mpw(工程样片)的方法赞助获奖项目免费流片。一起请“华为”为组织流片的中心商,每年供给20万美元的流片事务赞助。
促进免费流片的不和是周祖成的一片良苦用心。 他说道:“世界集成电路高端杂志issc的论文评选的条件就是要流片。而一次流片的本钱在几百万元甚至上千万元,一般的教师是无法承受的。免费流片对教师是很大一笔福利,这也是我有生之年的一个方针完成了……
创芯大赛强有力地激起了师生团队参加竞赛的活泼性,以及对理论转化为实习的热心。
2021年中兴作业迸发,使得全国公民知道到了芯片的重要性。在我国芯急需人才的当下,“研电赛”和“创芯大赛”的重要性愈加凸显,教育部对大赛高度注重和撑持。
“芯片之争的不和就是人才的竞赛,人才之争落脚在教育,特别是高端人才培育的研讨生教育上。” 周祖成说到。
在周祖成的建议推进下,研电赛从1996年一向连续至今,已变成我国研讨生竞赛中举办时刻最久、规划最大、影响力最强的立异实习竞赛,抵达全国8个分赛区、几千支部队、上万人参赛的规划。

图示:首届全国研讨生创“芯“大赛决赛
创芯大赛独立出来后,从2021年举办第一届,每年守时举办。2021年第三届的创“芯”大赛,线上直播第一天点击率达1300万人次,第二天抵达3000万人次,cctv-1和cctv-13相继进行了1分多钟的新闻报导。
在人才培育上,两场大赛为我国连绵不断地运送出优良的高科技人才。
“没有准则立异就没有科技立异,有必要坚持科技立异和准则立异双轮驱动。要把变革立异作为根柢动力,把人才作为第一本钱,加速体系机制立异脚步,构建充分体现常识、技能等立异要素价值的收益分配机制,完善科研人员职务创做作用权益共享机制,像变革翻开之初激起广大农人的活泼性相同激起广大科技人员的活泼性,最大极限开释人才立异力和科技出产力。”周祖成指出。
大赛也曾公布周祖成“超卓奉献奖”,谢谢他多年来为两个大赛付出汗水。奖金他一分钱没要,转给清华电子系用作给经济困难的研讨生补助。周祖成说道:“我就是为竞赛化缘的,我敲木鱼敲到了那家学生公司的门口了,请撑持一下吧!清华校友和公司都还协作。”

图示:在2021年第三创研讨生创“芯“大赛上接班给王志功教授
本年国庆时刻,我国研讨生立异大赛在上海举办,近杖朝之年的他仍然前去现场撑持。
7、“愿在有生之年 看到我国集成电路从进口转为出口”
“咱们是在缝隙里边生长的我国最夸姣的一代。《让咱们荡起双桨》是咱们小时分唱的歌;反右时没反到咱们头上,因为那会咱们仍是大学生;等咱们进了大学,‘反右’现已结束。文革时,咱们都算不上‘走资派’,还只是‘小爬虫’。文革结束后,已到中年。在某种意义上,咱们这一代人是承上启下的。这一代人有一种责任感,这种责任感也使得咱们对许多作业很痴迷。”周祖成这样总结自个这代人的年代机缘和责任。
周祖成一向作业到65岁才从学校退休,后来又被返聘3年干到69岁。可是,他仍未停歇。
近两年,跟着美国对华为的禁令,作为芯片方案不可以或缺的eda软件的重要性进一步凸显。在2021年,周祖成受倪光南院士之邀,78岁的他历时数月在全国七个区域(武汉、北京、南京、上海、杭州、深圳、西安),对国内正在从业eda的近300名公司家、专家和专家调研。并在调研基础上,他又亲自撰写了近2万字的eda调研陈述,从打开国产eda的必要性、eda工业的特征、国表里现状、调研的汇总与分析、打开主张等多个维度深化打开分析。
本年,在国家要抓“自立可控的国产eda件”的局势感下,周祖成又牵头组织eda专栏,邀约业界的专家、高校专家和公司家,在“电子报”上全部体系地介绍国表里eda的情况和国产eda的打开,到于当前已推出50期。
“研讨和开发eda软件绝非一日之功,咱们仍然需要以极大的定力和饱满的热心,以更为坚决的崇奉和愈加稳健的脚步推进国产eda软件工业的打开。”周祖成提及。
回想整个我国半导体工业的打开,周祖成收拾出三个期间:
第一个期间是19世纪50-60年代,我国半导体的起步。黄昆、王守武、汤定元、洪朝生、谢希德、高鼎三、林兰英、黄敞为代表的海归半导体前辈们,于1956年集北大、复旦、南大、厦大、东北公民大学(吉大前身)五校联合,在北大物理系开办了我国第一个半导体专业。2年间培育了200多名专业学生,他们日后变成我国半导体作业的第一批骨干力气。时刻,我国第一个半导体研讨室、半导体器件工厂、半导体研讨所和全国半导体查验中心相继树立。在美国推出世界上第一块集成电路的7年后,1965年我国第一块集成电路面世。
“这个期间,我国半导体是欣欣向荣的状况,与美国的间隔甚小。”周祖成指出,“其时,在光刻技能上,在清华做到3微米时,荷兰的光刻机公司asml还没有树立;那时分在存储技能上,咱们跟美国的间隔也只需3年。”
上个世纪6-70年代,整个我国半导体工业遭受十年的停摆,而且失掉了上世纪70~90年代集成电路打开的黄金30年。
第二个期间是2000年前后,我国半导体工业迎来新一波打开浪潮。“文革今后咱们培育的77-87届这些年青人,在国外学习和作业根柢上10年支配,有了经历后回来创业。像陈大同、赵立新、尹志尧等等都是这个时期回国创业的。”周祖成指出,“芯片方案的重要性,直到‘18号文’发布(2000年6月发布的《鼓舞软件工业和集成电路工业打开的若干方针》)才得以清楚,芯片方案、制造、封装查验真实初步全国、协同打开。”
据材料闪现,2

000-2005年,我国的8英寸、12英寸晶圆厂(芯片制造厂)出资额跨越140亿美元,方案公司数量从缺乏100家打破到500多家。
“这个时期我国半导体工业快速打开不可以无视的一个要素是,清华大学结业的上海经信委主任江上舟对工业的撑持。他推进了上海张江的打开,包括展讯、中芯世界、中微、格科微等一批公司的落地。”周祖成苦口婆心的说道,“打开我国半导体工业,单靠咱们这些常识分子的热心是不可的,也有必要靠国家既有担任、又懂工业和又具有工业敏锐度的干部,我们风雨同舟方可。”
周祖成在2021年受倪光南院士诉托,在对全国七省市eda作业现状及国内eda公司的调硏陈述中指出:“当前初步注重专业人才培育,在演示性微电子学院和集成电路一级学科的基础上开设‘eda专业’,培育开发eda较件东西和运用eda东西做集成电路方案的人才,改动只是在清华、复旦少量几所高校中有eda专业的局势。”
经过参加和见证集成电路工业的打开,周祖成认为:“曩昔40年集成电路的发展,前30年是一种技能使然,每进一步是技能层面的一种完成技能标准的减小,都促进了集成电路功能的前进和单个封装内集成度的翻番。但技能标准到180nm今后,后10年每一步都是科学上的严峻创造。技能不和的道理就是科学。科学是处置知道天然规则,探究不知道的疑问。规则的使用就是技能,它是战胜天然处置怎么办的疑问。”
从0.35um(1987年)到7nm(2021年)更多在半导体学科的科学上的打破,促进光刻技能的发展的使然。他认为:“从0.18um(1999年)到2000年ibm宣告了铜制程与low-k材料,促进了0.13微米新技能。”
2004年,林本坚与asml联合开发贱卖、平稳的duv润泽式光刻技能,将解析才能推进至32nm。继而2012年,协同 封装cowos技能平稳地缩短制造周期和前进良率。2015年,胡正明提出finfet的新式器件,将解析才能推进至16nm。2021年,台积电初步运用euv光刻,进行7nm制程开发。2021年,2nm技能改用全新的多桥通道场效电晶体(mbcfet)架构,台积电2nm技能获得严峻打破,研发发展超前,业界看好其2023年下半年风险试产良率就可以抵达90%。以及同期3d的chiplit的发展,和sip的推进,在坚持摩尔的推论上还在持续!
对此,周祖成提出思考:“从工业的视点看,坚持摩尔规则就那么值得吗?从移动产品、可穿戴产品以及低功耗和高可靠条件下的低时延的特别需要,需要坚持技能特征标准的持续减小,但大大都信息产品现已够用了,特别是云端化之后。”
其时地址的第三个期间,周祖成指出: “国外和国内都处在科学和技能的高度交融期间,面临的卡脖子疑问是科学的发现。比方,半导体工业当下初步谈论材料疑问,材料是物理科学层面的疑问。美国卡我国脖子卡啥?实践上卡的是科学立异。在科学技能交融的期间,最中心的是科学家、高端人才。如今咱们动不动提出‘大国工匠’,实践上全世界一切的制造业最优良的人才几乎都在我国;当下咱们更需要科学家,需要尊敬常识、尊敬人才和尊敬人才的劳作——常识产权。”
此外,在我国芯做强做大的路上,常常说到”弯道超车”。周祖成认为:“弯道超车并不可以取。开车每到弯道处,路旁边都会有提示牌‘前方弯道,留心减速’。假定在山路上,’弯道超车’还会翻到沟里去。另外,即便在平路,‘弯道超车’就不怕交警罚款扣分?”
关于工业追逐的火急,周祖成也进行鼓劲。他打了一个比方:“国外集成电路工业如同一个老人,我国集成电路工业是一个小伙子,我们都朝一个方向走。到后边,老人会越走越慢,小伙子越走越快,间隔就会越来越小。脚结壮地招认有间隔不丢人,咱们要有决心,坚决走下去,总有一天会跨越去!”
关于我国芯的将来,周祖成充溢期许又不乏诙谐地说道:“下一年我就是80后了,10年今后就是90后,再10年后就是00后。对咱们这一代人来讲,仅有的期望就是可以在有生之年看到我国的集成电路由进口转为出口。到那时,咱们集成电路在出口上就变成一个逆行者!”(校正/范蓉)
【这篇文章作者】

慕容素娟(原鲜卑族),集微网实施副总编,新闻传达学硕士。曾就任于深圳华为有限公司;后跨界进入媒体领域,在电子信息领域老牌媒体《我国电子报》担任记者,专心集成电路领域报导。后进入物联网媒体《才智产品圈》担任副主编,报导领域从芯片延伸至终端及商场使用。曾获得“华为年度优良职工”、“《华为人》报优良撰稿人”、“工信部ccid优良学术论文”等奖项;曾撰写出书《我国才智家庭工业立异启示录》、《中关村标准故事——探秘标准立异,引领工业方针》等书本。

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