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中国工程院院士吴曼青:科技合作与创新共治是科学进步的重要力量

来源:科技日报    时间:2020-10-30    

  吴曼青:尊敬的徐冠华部长,吴清副市长,女士们先生们下午好。我发言的题目叫“网络信息时代的科技合作与创新共治”。

  综观人类的发展历史,我们经历了农业革命、工业革命、信息革命,如果说工业革命是以蒸汽机为代表,铁路开启了空间和时间的产业化,信息革命是以集成电路为起点的带来了连接的一次革命,这种连接我把它定义为连接得更多、连接得更快、连接得更及时,当然我们也应该要注意到我们也是更多地风险的连接,好在刚才姚先生说了多方数据的计算,也是一种很好的应对风险的方式。

  在发展进程当中,几乎在同一天发生了三件很伟大的事情。第一件事情,1965年4月19日戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律,摩尔定律改变了我们的生活,改变了我们的社会,也必将改变我们的未来。它的中心思想就是要在一个电路上集满更多的器件,这个技术一直延续到现在,这就是我们经常谈到的65纳米、42纳米、7纳米、5纳米、3纳米。另外一件重大的事情就是2016年4月19日习近平总书记亲自主持召开了网络安全和信息化座谈会,总书记在这次会上提出了一个著名的论断,叫“网信事业代表着新的生产力、新的发展方向,应该也能够在践行新发展理念上先行一步”。第三件事情,2018年4月20日,中央召开了网络安全和信息化工作会议,这次会议上习近平总书记提出了要建设网络强国,我认为这三件事情将改变我们现在也必将改变人类的未来。

  很有趣的是在历史上的同一年,也就是2008年在人类的文明史上发生了三件特别有趣的事。第一件事,这一年城市人口第一次超过了农村人口。第二件事,无线上网的用户数超过了有线上网用户数。第三,机器的连接超过了人的连接。由于这样一个变化使得我们可以看到未来的世界我称之为一个端到端数字连接的世界,这个世界也就是人、机、物三元世界的互联互通,我称之为认知、物理、信息域三个域的互动。我非常开心地看到昨天上海市一网统管市域物联网承运中心开通,集合了300多万个传感器,每天由传感器产生的数据达到了3000万条,这也是一次很大的变化。随着这样一个技术的发展,从网络信息的角度来看,未来世界将是一个什么样的世界呢?我归结为五句话。第一,网罗一切,我们人已经被连进去了。现在如果离开了手机不知道什么生活。第二,虚实融合。第三,协同共享。第四,时间空间进一步压缩。第五,深入智能。这个背后彰显了连接强大的力量,在这么一个网络信息时代,科技创新是不是也要彰显连接或节点的强大力量而构成一个科技创新的体系。从某种意义上来说合作与共治其实就是节点相连接,我们可以看到节点因为它自己的独特价值被连接,同时它更多地强调自己的自主性,强调的是自己的竞争力。任何一个节点要强调独特的价值,自主性和竞争力。当然在科技创新当中这个节点可能是一个优秀的科学家,可能是一个科研院所,可能是一个企业,可能是一个区域,可能是一个国家,都可以当成一个节点去看待。当然一个节点也是一个创新的事件。

  这是我自己的总结,骨干企业和创新帅才型科学家主体作用日益凸显,引领要素集聚和资源优化,当然大学也是创新的源头和活水,从我们这个角度来说骨干企业和帅才型科学家的创新主体作用日益凸显将会引领要素的集聚和资源优化,我举集成电路的例子。当今世界如果要实现摩尔定律比50年以前所需要的人数是以前的18倍之多,显然这是人才的集聚。第二,20多个晶圆厂,每年生产1200万多片晶圆,使用27种不同的硅技术,更重要的是我们在集成电路领域明显出现了骨干企业集聚的趋势。另外我们也可以看到刚刚评出来的2020年诺贝尔化学奖一个法国和美国的科学家,这两位科学家就是在2011年一次会议上讨论了一个共同的话题,坦率说我对基因这个技术不是很清楚,有些表达不一定准确,我就用文字做了一个展示。可以看到一个科学家相互的交流带来的技术碰撞产生了新的进步,获得了更多的投资,形成了更大的产业,带来了无限的商机。科学家也将会集聚更多的资源和要素。

  从连接这个角度来看,我叫做连接的力量,如果没有力量去连接别人,你的连接并不存在。当然要强调连接的协同性,更重要的是吸引力,你何以能够构成一个生态呢?你何以能够吸引节点加入到你的连接当中呢?需要有自己的吸引力。现在有一个很大的趋势叫全球连接、演进发展、能力涌现的体系性特征日益凸显,引领着产业基础高级化和产业链的现代化。半导体价值链在每个环节差不多有25个国家参与,这是直接供应链,23个国家参与支撑性的职能。这就是连接以后庞大的结果。这个过程当中如果一个消费类电子产品,比如说手机,在日本生产,最终到用户的过程当中进行了漫长的旅行,差不多跨越了70多次或者更多次国际边界,这个过程大约100多天,其中包括3次完整的环球旅行。后来大家在讨论为什么要跨越这么多呢?是因为电子产品物流成本非常低而导致的结果。这么一个连接和节点其实呈现了体系的特征,体系是相互依赖的系统集成,通过系统关联与连接满足一个既定的能力要求,去掉组成体系的任何一个系统,将会在很大程度上影响体系整体的效能或能力。我一直在想我们国家在倡导的举国体制,集中力量办大事,从科学技术方法的角度上来看其实是一个体系工程的方法。每一个系统或者每一个研究机构都有自己管理的自主性、运行的独立性、物理的分布性,从体系工程的观点来说,我无权干预别的系统内部的运行,更多的是关注相互之间的关系,由于这样一个连接可能会出现能力的涌现性,不同性能加在一起可以产生强大的能力,这样一个能力的涌现将会带来科技创新的不断演进。我自己的体会好像是一个快变化和慢变化不断交替的过程,有时候真的不知道什么时候就改变我们生活了,我们也很难记住我们什么时候已经不再写信了,悄然进入到了这个时代,这个时代最终的结果是一次革命、一次颠覆。迭代和颠覆频繁加速,引起了世界科技的进程不断向前进化。

  就在昨天我来上海的路上看到一篇文章,想表达一下科技创新的体系化问题,标题叫“集资2.4亿,医生母亲连发50篇SCI文章拯救绝症儿子》,我看完了以后觉得很感人,这个人的儿子是早衰症,这个医生母亲由此开展了一次体系性合作的创新过程,历时21年,全球捐款3500万美元,研究团队资源共享,并且制定了共享规则。这个故事共同的方向是爱,不仅来自于亲人也来自于整个世界,21年间全世界人民为早衰症研究基金会捐款3500多万元。科学的路径是采用分离基因的方法,寻找治病基因,研究团队资源共享,六大洲30个国家临床实验,各类研究机构和公益基金的支持,无不显示出连接的力量。我看完以后感动过后就在思考,什么是科技创新的根本性的东西。我归结为共同的方向,科学的路径和连接的力量,这就是我想表达的基本意思。

  我们想仅仅用连接的力量还不够,我们还需要创新的方向问题。需求导向和问题导向相互促进,相互引领科技创新的根本方向。我们都在讨论130、90、65、7纳米等等,问题是能不能用90纳米的工艺制造出7纳米工艺制造出来的器件的性能水平,结论是完全可以的,这就是需求导向和问题导向相互交织。我们当前就面临这样一个问题,我们老是讨论7、14、5纳米,中国显然没有掌握这样一个技术,既是我们的问题。但是我们要发展自己,我们又有着重大的需求。这种需求导向和问题导向相互促进,可能就推动了新的创新方向,那就是利用65纳米或者90纳米的技术制造出更高性能的芯片,我们的团队也做出了最好的数字信号处理的芯片,功耗是别人3倍,性能是别人4倍。当然我们还面临技术路线的确定问题,举个例子,大家都在讨论摩尔定律,朝着更高精度的工艺线方向发展。1965年摩尔提出摩尔定律,让一个电路上集满更多的元器件,只是他其中的一个发展方向而已。这些年我们一直延续了这种路径向前迈进,它的好处就是集满了更多芯片,成本变得更低,一直推动着集成电路向前发展。其实他的原文第3页上还有另外一个计划,现在成为美国创新的主流,认为是集成电路里面的登月计划,改变它的架构、设计模式、材料和集成,比如说架构,谁也没有定义CPU架构就一定是这样的,谁也没有定义CPU和DSP不能集成在一起,中国现在可以采用更多的创新,特别是中国巨大的国内市场需求来引领架构的创新,是完全可以实现的。我们的团队也在做这样一些事情。还有设计,我们始终在别人的路线上快速奔跑,似乎感觉到是没有住口的高速。突然有一天高速公路断掉的时候我们只能在路上等着。另外一种方式,我们把不同架构、不同工艺的芯片集成在一起,面临着很多的设计问题。我们在这样一个背景下去联合攻关,完全可以实现的。我们最近在重庆一个研究机构发布了硅基光电子设计工艺,目前的工艺水平和设计工具都是自己的,国内国际上都是排第一。还有材料和集成的方式改变,技术路线的选择也是非常重要的,对于一个国家来说重大技术发展方向的判断和技术路线的选择更显得尤为重要。

  最后用这样一个三角形结束我今天的发言,科技合作与创新共治的根本力量,是不是归结为创新的方向、连接的力量、技术路线的明晰,而创新的方向恰恰我们要落实好习近平总书记说的面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,这就是我们创新要努力的方向。我们更需要连接起来,合作共治,按照明晰的技术路线,这个技术路线应该是中国自主的技术路线、技术体制、技术未来,推动科技合作与创新的共治。

  谢谢大家。

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