关于科技创新的思考

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/03/29 17:26:46
邹谋炎
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1. 如何才能提高自主创新能力,是一个值得广泛关注和思考的问题
2. 发展基础科学技术是增强创新能力的关键
3. 重视现代科学技术教育,摒弃鄙薄技术的落后文化观念
4、芯片制造技术和系统是国家基础科学技术的集中体现
5. 努力探索发展我国科学技术的新思路、新途径
6. 提升创新能力需要科技工作者的共同努力
一. 如何才能提高自主创新能力,是一个值得广泛关注和思考的问题
“科技创新”是我们这个时代的关键词。从世界范围来看,科技创新已经成为各国政要和产业界共同关心的问题。一个共识是,科技创新是直接关系国家社会经济发展的头等大事。国与国之间的竞争,实质是创新能力的竞争。放大了来看,创新能力的高低,不仅决定着国家强弱,甚至会关系到民族的命运。
我国当前科技创新能力弱,这是普遍承认的现实。但是,概念上的承认不等于有深切的认识,不等于能够唤起危机感和关注科技创新的紧迫感。确实,没有人可以否认我们中华民族对世界科技发展的历史贡献;也没有人可以否认我国在建国以来所取得的包括“两弹一星”、载人航天、杂交水稻在内的各项科技成就。如果躺在科技成就上沾沾自喜,看不到我国科学技术在整体上所处的落后状态,那就会盲目乐观。
在国际上,有咨询评估机构将一个国家每年获准的专利个数作为衡量科技创新能力的一个数量标志。总部在日内瓦的世界经济论坛《2006-2007年全球竞争力报告》显示,中国的排名从05年的第48位降到06年的第54位,而印度是43位。还有人用获得诺贝尔奖的人数来衡量国家科技创新能力。我们姑且不评论这些衡量标准是否科学合理,重要的是我们应该对我国科技创新能力有一个整体上的了解和分析,才能帮助我们寻求提高创新能力的正确途径和方法。
哪些方面能够反映我国科技创新能力的真实情形?这是国家科技管理部门应该研究的问题。笔者是一个电子信息技术领域的研究人员,工作40几年,企望有所创新,但深感力不从心。前几年有机会参观访问国内一些企业,对电子信息技术领域的科学研究和产业发展有一些局部的感性认识,对我国在本领域中科技创新能力低下的情形有一定感触。这里不妨列出部分观察与读者共同研讨。
――我国电子行业基本上没有国内原创的核心技术。许多高新企业实质是国外技术的加工生产企业,获利微薄。
――我国现代电子信息制造业的核心制造设备供给率接近于零,制造设备依赖进口,高端设备受制于人。
――我国缺乏高端电子仪器和高端工艺设备制造技术,相应的产业无从谈起。许多高科技研究、发展项目的开展必须依赖于进口仪器和设备。
――我国的电子信息科学研究与电子信息制造业严重脱节。高新企业普遍缺乏研究和发展原创性产品能力。
笔者认为,以上这些情况对我国国民经济、国家安全和人民幸福的影响实在是太大了。我们看到的是,科技总体水平低下,使我们难以生长出现代科技产业。缺乏能力创造出大量的高新产业机会,难以全面提高我国的整体产业素质、优化产业结构,以及解决例如大学毕业生就业等一系列问题。依赖国外技术使得国内企业丧失了大产业链中的许多关键环节。部分高兴企业丧失了经济利益的大头和大量就业机会。技术、设备、器材受制于人,直接影响我们的科技进步、国力增强和国防安全。面对这种情况,稍有责任心的中国人,都不能不有所忧虑。确实,近几年间我们已经看到了许多人在各种场合发表的关注和见解,有科技人员、政府官员和企业人员。关于我国科技创新能力弱的原因,人们从工业基础薄弱、管理体制、腐败现象、企业和研究机构的结合等各个方面进行了很有意义的分析。不少人提出了若干很有意义的建议,可以供相关决策部门参考。笔者通过自己的研究工作体会到,我国科技创新能力弱,有其历史、文化、体制等多方面的原因。要提高我国的自主创新能力,可能不是几项具体措施就容易奏效的。笔者认为有必要引起政府高层、科技管理部门、企业管理人员、自然科学工作者、以及经济和社会科学工作者的共同关注,从深层次上分析原因,找出出路。本文希望提出一孔之见,抛砖引玉,供关心人士讨论。
二、发展基础科学技术是增强创新能力的关键
决定一个国家创新能力的因素很多。从技术层面上看,国家的基础科学技术水平,是决定创新能力的关键。在我国不仅基础科学技术落后,更严重的事实是,我们缺乏发展基础科学技术的正确观念。
在现代经济技术条件下,基础科学技术是指那些支撑现代科技和产业发展的底层科学技术。简单地说,基础科学技术是提供理论、方法、条件和工具的科学技术。与此对应,将发展产品、直接面向商用市场和各种应用目标的科学技术称为应用科学技术。笔者主张用“基础科学技术研究”的提法代替“基础研究”。“基础研究”通常指基础科学领域中的研究(如数学、物理、天文、生物等等)。“基础科学技术研究”的提法包含了“基础研究”,而前者更全面。这种提法希望表明,特别是在我国必须高度地强调对基础方法、条件和工具的渴求。而这些基础技术方面,正是限制我国科技进步和经济发展的瓶颈。
为了更清晰地表述笔者的理解,将基础科学技术研究具体化为以下四个方面:
――基础理论研究,目的是获得关于客观世界系统性和规律性的认识。
――基础方法研究,目的是探寻现代科技发展和实践应用中需要的方法和原理,包括实验、计算、测量和验证方法;工艺和控制过程;方法的规范性和成熟性(标准、协议)等。
――基础条件研究,目的是研究支撑现代科技发展的基础技术条件,如环境设施、基础设施、基础材料、以及空间、时间、人力、财力、能力和其他支撑条件,研究和评估这些支撑条件的实现技术、代价、效果和后效。
――基础工具研究,目的是发展现代科技和实践应用中需要的实验、工艺、加工、测量、和检验设备以及设计工具(软件)。
特别地,我们将以上四项中的后三项称为基础技术研究。在电子信息领域中,我们需要特别强调与现代电子信息制造业直接相关的基础技术。具体地说包括(1)从基础器件、部件、构件做起的设计、制造和测量的现代技术;(2)以微电子制造为代表的工艺方法和设备、测量技术和设备、材料制备、超净技术;(3)精密机械和精密光学加工技术;以及(4)计算机、控制和通讯的底层软件、协议和系统设计技术。这些实际上代表了电子信息技术领域中最高、精、深的部分,应当是该领域发展基础科学技术需要追求的主要技术目标。
自改革开放以来,从科技界不断有重视基础研究的呼唤,国家在这方面也作了一定努力。例如国家自然科学基金、“863”和“973”项目计划等,都侧重于支持基础研究,这些支持对发展我国的科学技术起到了重要作用。然而,从国际科技竞争的角度来看,国家的投入明显不足,并且支持的定位不够准确。而在发展基础技术方面,国家缺乏有力度的布局和安排。
在工程学科领域内(电子信息含在其中),“基础研究”常常被理解为“理论研究”,而基础技术方面,并未引起广泛关注。事实上,例如自然科学基金项目和其它基金研究项目,关注基础技术的研究报道偏少。一部分研究项目只需要科技论文或报告缴差。笔者无意反对支持理论研究,并认为必须支持探索性的理论研究,支持的广度和力度还应该加强。而笔者从国内学术刊物上的报道感觉到,自主探索性的研究太少,跟踪国外“热点”的太多。这些“热点”通常发源于国外校园研究而非产业界和应用需求。而且在太多情况下,国内炒作“热点”的时间相对国外的高潮期已经过时,至少要落后国外高潮期一到二年。例如电子信息领域中曾经出现过的“网络图论热”,“神经网络热”,“小波热”,“高阶统计热”如此等等。笔者无意反对学习相关知识和有人从事研究。但炒作成热潮误导了许多大学教师和研究人员,耗费了青春和科研经费。笔者同时认为,出现这种情况对许多研究人员实属无奈之举。如果没有数量足够的研究论文,研究生难以毕业,进级加薪也成问题。我们缺乏机制帮助研究人员结合产业。纵然你有灵感需要发展和试验,因缺乏仪器、器材、工艺条件、设计计算软件等可能会使你无可奈何。在这种情况下,跟随外刊报道的热点是较好的选择。可以设想,如果国家未在基础技术发展上做出有力的政策安排和引导,研究领域的这种盲目追热模式将不大会改变。
基础科学技术的提法强调了理论和技术两个方面。在我国,事实上这两个方面都很薄弱。在电子信息领域中,理论研究和产业发展的联系甚少。理论探索缺乏需求牵引,缺乏工具和条件支持,脱离实际、限于纸上谈兵者不在少数。随着芯片技术的高速进步,对材料、工艺、器件设计不断提出新的要求,同时给理论和系统发展不断提供新的机遇,而我国这些方面的研究报道非常之少。工程学科中,基础理论研究应该成为基础技术发展的先导;而未达到应用目标的理论研究是深度不足的表现。这些要求,对工程学科中的理论研究具有高度挑战性,其难度绝不亚于例如数学、物理等基础学科中的探索性工作。值得提到的是,在科技界有人认为我国理论研究方面落后国外不多,这种看法似很盲目。如何衡量一个国家的科学理论水平可能还缺乏一个公认的标准。笔者提出一个可以参考的事实:不妨总结一下你从大学到研究生获得的全部现代知识点吧,由现代中国科学家提供的知识点占有多少?在你从业以后,你和你所处的工作环境中能利用的理论、方法、条件和工具中有多少成分是中国创造的成果?
将基础科学技术作为提升创新能力的关键,这一看法应该说是许多研究人员多年积累的共同体会。我国经济发展中存在的问题,更充分反映出需求基础科学技术的紧迫性。有报道称,2007年5月底在北京举行的科技博览会中,中国参展商全部没有自己的专利产品技术。笔者认为,我们在技术层面上的主要问题在于,缺乏基础技术研究,就必然地缺乏高端工艺设备制造业,缺乏高端仪器工业,缺乏高端材料工业。我们的大学、研究所和企业,难得有一点工艺设备和发展工具。相应地,相当一部分理论研究人员和大学教师缺乏接触实际和联系前沿的机会。所做的研究工作不得不从论文到论文。在这种环境下培养出的学生,包括研究生、博士生,自然也是从论文到论文。这难于生长出重要的创新性成果。
三、重视现代科学技术教育,摒弃鄙薄技术的落后文化观念
有人主张培养“尖子”去争诺贝尔奖,以此来提升我国的创新能力。笔者不反对加强培养特殊人才。但以争诺贝尔奖为主张,从小处说是幼稚和无知;从大处说有炒作和欺世盗名之嫌。在世界范围内,可能还没有一个诺贝尔奖获得者是另有人着意培养出来的。更重要的是,靠几个尖子来提升我国的科技创新能力的想法过分幼稚。事实上,全民族的科技文化水平决定了我们的整体创新能力。只有整体创新能力的提升才能解决我们面临的问题。如果我们的科技创新能力有整体上的提升,在中国出现诺贝尔奖获得者应该是必然会有的事。而这才是我们的根本。
为此,我们不得不讨论教育问题。笔者认为,政府的教育投入不足和教育改革存在失当是两大基本问题。此处我们只从培养创新型人才的需求出发来讨论我国现行教育中的某些问题。
在严峻的就业形势下,应试教育已经成为我国中等教育的基本模式。凡有识之士都能看出,这种模式会对学生在德、智、体方面的成长会造成严重的不良影响。而我国目前的大学教育情况也不容乐观。此处举出几个显见的问题:
――专业理论基础教育和技术基础教育被弱化。大学人才培养缺乏对国家经济技术发展的前瞻性认识。例如在电子信息领域中,一些重要的专业理论基础课程被弱化,很难有学生对现代信息技术前沿和制造业中提出的问题有真实概念。大学推行“应市教育”,理论基础普遍被缩减,不少大学毕业生已难以读懂外刊上的科技论文。另一方面,学生们基本上没有学习实际技能的机会。电子信息方面的学生普遍没有电子信息制造技术知识。据了解,几个著名的大学中,电子工程系已经不开设“机械制图”那样的技术基础课程。在五、六十年代,电子信息专业的学生在本专业外,还辅之以“金属工艺学”,“工程力学”,“无线电器材制造”,“机械制图”等知识课程,添加以金工实习、多个专业大厂参观实习等。那个时候毕业的大学生进入工作的过程很快。现在许多企业,特别是国外知名企业抱怨中国的大学生、研究生适应工作的周期太长,缺乏竞争力。这种情况值得我们检讨。由于“应市教育”的投机性和短视性,引导了学生的功利追求和浮躁,基础功底和能力必然会下降。我们看到的现象是,许多企业招不到人才,而许多大学毕业生找不到工作。
――教师队伍的整体素质下降,这是市场机制引入校园的必然结果。争项目、争课时是每个教师首先必须考虑的重大问题。青年教师成为授课的主力,教授不授课,跑项目,已很常见。教师提职中,“近亲繁殖”和“官位优先”已是不成文的法则。以申请教授为例(在研究所是研究员)。在德国,原则上说一个教研室不能自行“培养”出教授来,必须从外面引入申请人。同时,要申请教授,原则上要求至少两年的工业经验。这样产生出的教授不仅能够保证学术地位的社会承认,而且保证在理论和实践两方面达到必要的水准。所以德国教授很“值钱”。而在我国,多种渠道都能获得教授头衔,如“官位优先”,年龄照顾,乃至课题聘用。教授队伍迅速膨胀,品质早已下降。“仕而优则学”,“官位优先”已是普遍现象。成就了“教授”和“官”两个头衔的部分人,能够事事亨通。而无官位的教授,说不定有下岗当不了教授的可能性。另一个问题是,大学研究和教学脱离产业发展。一部分青年任课教师是刚刚毕业的研究生,完全没有机会了解工业实际。因此,教电子线路的说不清楚电子线路的现代发展;教通讯的说不清楚我国现在运行着的通讯系统是什么样子;教控制的可能还未接触过一个工业控制系统,如此等等。只要教师浑浑噩噩,学生就会糊里糊涂。
――教材质量落后。一本好的教材一定是一本研究和教学的心得之作。我国出版的相当多大学教材是编出来的。一部分教材只是知识的罗列,缺乏对学生有创造性思维上的引导。例如在高校教学用书籍中,我们难得发现编著者对重要知识点的评论,指出其意义、应用范围、效果和限制。而后面这些常常是学生们希望得到的“真知”。要做到这点,就要求编书人是本领域中一个有经验的研究者,而不仅仅是一个教师。此外,一些书把书本上的演算例子称为“实际应用”,常常给学生们造成错觉。而要讲清楚“实际应用”可能需要编写人对相关的研究和广泛应用领域有些了解才能办到。最近十余年间,出版部门从国外引入了一批很好的教材,对改善教材落后状况大有好处。而要达到效果,要求教师有能力吃透这些教材。为此,学校要有一个机制给青年教师提供一个提高的机会。这需要学校和教师共同努力。
以上是与学生们接触中了解到的问题。笔者认为,为了能够培养出新一代创新型人才,我们必须要从教育抓起:必须重视专业理论基础教育和技术基础教育;必须培养出一支既有深入坚实的理论基础,又有工业经验、实际技能和有创新活力的教师队伍;必须扶植和培育一批理论和应用结合得好的教材。更一般地说,根据基础科学技术发展的全面要求培养研究人员和学生,是相关部门应该考虑的事情。这会涉及到重新审视教育改革的各种举措和调整科技相关政策。
我国创新能力薄弱,有其历史文化的深层原因,我们现在来讨论这个问题。在近代历史上人们承认1763年英国人瓦特发明的蒸汽机推动了工业技术革命。我们不妨提出一个假定的问题:如果1763年有人在中国发明了蒸汽机,会推动中国出现一场工业革命吗?笔者的回答恐怕并非武断:绝对不会!我们在阅读近代史的时候,常常痛心和叹息:中国啊,你为什么总是做不到船坚炮利而受人欺侮?社会历史学家能够对此提出大量研究结果。笔者感到,中国近代落后,其原因不能简单地归咎于旧社会制度的落后。事实上,类似的问题在今天仍然可以假定:如果爱因斯坦关于相对论的研究是在现代的中国进行的,他能在得到国外承认之前得到国人的承认吗?问题的回答至少是充满疑虑的。为什么会这样?我们不得不从文化层面上找原因。
中华民族有着光辉灿烂的历史,蕴育过伟大的哲学家、思想家、政治家和科学家。从古到今,我们的人民富有聪明才智。直到近代,也出现过许多源于中国的发现、发明和创造。然而,我们没有出现过爱迪生、比尔.盖茨那样影响广泛的发明家、高科技企业家。笔者认为,出现这种情况不能说是偶然的。这里既有社会历史原因,也有文化原因。
笔者认为,我们民族的文化中存在着落后面。最严重的落后面可以归结于四个字:鄙薄技术。其典型表现是:崇尚权势而鄙薄科学技术;崇尚理辨而不求实证;崇尚劳心而鄙薄劳力。中国旧文化中,无论何种技术,归于“三教九流”,只是政治的附庸。“学而优则仕”,当官才是读书人追求的目标,而不是别的。当代的中国,社会有了革命性进步。推动改革开放最有力的思想武器是邓小平提出的“科学技术是第一生产力”。这个口号是对鄙薄技术的否定。然而,鄙薄技术的落后文化观念现在改变了多少?笔者认为,仍然没有发生根本性的改变。虽然这个观念在表象上已经变得五花八门,但可以说仍然是比比皆是。我们不妨举几个例子。
――教授值几何?笔者从高校老师那里听到的抱怨是:在涉及实际利益的事件中(如处理房屋拆迁、分配等是典型例子)级别低的科长常常比(无官位的)教授实惠得多。教授如果和官位结合一体,又当别论。当前,“官本位”现象可以说到了泛滥的程度。“权”生“钱”,有权者才是人才,“尊重知识”不如尊重上司、尊重关系。在某些单位,这种现象还在进一步演化。因为“教授”是人定的,这和你的能力、水平、乃至业绩不必有多大关系。
――“海归从政”。据笔者观察,学成归国者不少人不再从事专业,改为从政。或者处于技术职务上,管理事务为主,研究已在其次。造成这种现象的原因是多方面的。如果不处于一个官位上,就很难生存和发展。这是国情,不能责难“海归”们。然而,中国最缺科学技术。大批高级技术人才不能在研究上继续攀高,这不能不说是一个重大损失。
――“偏理轻工”。在电子信息门类的研究院、所中,从事系统和理论的队伍自然是骨干;而从事工艺技术的通常处于附属地位。这种情况表现在定职、管理机制、科研项目倾斜等各个方面。工艺人员在收入上处于低下地位,他们的研究发展就更加困难。
――学校教育只重书本,脱离实际,特别是脱离产业。现在的大学生、研究生动手能力下降,愿意承担劳动性实验工作的越来越少。而离开动手实验,许多技术、工艺上的进步就不可能。
――高级研究人员脱离实际工作。有些成就的研究员、教授不再亲自从事实验工作,这种情况在中国不算少见。现代科技发展形势确是争分夺秒。有人说,3个月脱离实验室,就会生疏,而半年就变得不懂。过去是“隔行如隔山”,现在是“隔题如隔山”。即使你已经是一个“知名专家”乃至“权威”,如果亲身未从事研究达二、三年,就有名不副实之嫌。高级研究人员脱离实际工作,创新能力大打折扣,常常会丧失研究质量和贻误时机。
这些点滴例子事实上都和我们的文化观念相关。国人的确有资格为中国人的聪明才智而自豪:可以说没有我们想不到的事; 但鄙薄技术的观念限制了我们,确实有许多没有去作或无法去作的事。仔细观察和思考一下我们所处的社会环境不难发现,鄙薄技术的落后文化观念所带来后果既严重又广泛,它是消弱科技创新能力的腐蚀剂,它使一些高级研究人员过早地失去研究活力。更严重的是,鄙薄技术是社会氛围中的一股暗流,它改变着人们的思想和追求,影响着政策制定者和管理者的思维方式。当科学技术成为获得权势和利益的工具时,只有科技成果本身才有意义,所谓“尊重知识、尊重人才”就只能是口号。在这种情况下,必然是急功近利。然而,现代科学技术的每一项重要进展,都隐含着许多研究人员长期而艰辛的努力,这要求有一个社会环境支持。在这个环境下,首先是从事研究的人得到尊重,让他们有进行深入细致研究的条件和机会。支持、尊重、宽容、鼓励才是创造创新型人才的秘方。
关于落后文化观念,这是一个大题目,决不是这里点点文字能说得清楚的。笔者感到,重官位、轻技术的观念浸透了我们社会生活的各个方面,是一个社会性问题,绝不仅仅是科技界、教育界的问题。从教育做起,克服落后观念肯定是很有意义的,但必须有社会环境的进步才会有效果。如果我们的各级政府仍然在不断兴建豪华办公大楼;如果我们的宣传媒介仍然充斥着对金钱和权势的崇尚;如果我们的教授仍然不如科长;…,在这样的社会环境下,教育的作用能有多大?笔者认为,虽然道路是困难而曲折的,路子还必须走下去。这个路子就是提高全民族的科技文化水平,就是坚持科学和民主,坚持在民主监督下的法治。
四、芯片制造技术和系统是国家基础科学技术的集中体现
为了提升我国的科技创新能力,需要做的事很多。笔者认为,国家科技管理部门有责任对科技发展的布局进行更深入的研究,对发展基础科学技术做出更全面的安排。
2006年二月国务院公布的“国家中长期科学和技术发展规划纲要”是一个汇集了许多人智慧的重要文件。“纲要”将“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”列入了重大专项之一,这是十分恰当的。笔者更希望将“极大规模集成电路和专用集成电路制造技术及成套工艺”作为国家级的基础技术发展项目,作为重大专项之最加以重视。这是因为该项目能够囊括多项重要的基础技术;目标明确,便于规划、实施和评估;最能体现“支撑发展,引领未来”的要求。
我国已经在芯片设计领域取得了值得称道的进展,出现了以中星微电子为代表的若干芯片设计公司。然而,我国还没有能力建立自己的现代芯片制造系统。据2006年报道,我国大陆还没有能力为现代芯片制造系统提供设备支持,而我国台湾的设备自给率也只有4%。
一个集成电路芯片是众多专业技术的共同结晶。这些专业技术至少包括基础理论、基础材料科学、器件物理、计算机、自动控制、光学和光学工程、化学和化工原料、真空物理和技术、精密机械、装备制造、统计分析、测量科学和技术、环境超净控制等。对于专用器件还需要专门知识,例如微波器件物理、微波电磁场、热物理学、辐射物理学如此等等。这意味着,为了形成产品,需要相当广泛的科学技术和工业基础来支撑。
芯片制造技术和系统是国家基础科学技术的集中体现。在美、欧、日、韩各国,人们将国与国之间的经济和国力竞争归结为创新性竞争,并且浓缩为芯片制造技术和系统的竞争或工艺竞争。事实上,美国能占据经济和军事的强势,原因就在此。在最近十多年间,美、欧、日、韩各国政府都不断推出政府规划,支持和鼓励芯片制造商,发展本国的基础生产系统技术。笔者将过去了解的某些片段汇报如下。美国在1987年成立的“半导体加工工艺财团”(SEMATECH)是政府支持、工业界联合,发展微电子基础技术的成功例子。该财团成立4年后开始赢利,而政府仍然支持持续8年之久,至今已演化成国际性合作机构,对美国和全球半导体工业界的技术更新一直起着领头的作用。日本从50年代经济复苏开始就注意到发展基础工业和技术,才有60和70年代的快速增长。到80年代,日本政府提出建立一个“Technology Nation”的目标,大力支持前瞻性工业基础技术的研发活动。为了应对国际竞争,日本政府启动了1996-2000和2001-2005两个国家级的“科技基本计划”,在后5年计划中政府投资达2000亿美元。为了应对美、日的竞争,欧盟通过尤里卡研发计划等,支持发展欧洲自己的基础工业。在尤里卡研发经费中,芯片加工系统的发展经费常常要占大头。正是因为从当年起的持续努力,美、日、欧现在几乎瓜分了国际芯片市场。我们还看到,美、日、欧发展基础技术不限于微电子加工方面,还包括现代科技和工业的其他领域。可以说,这些国家在近十几年间发展基础技术的举措得失,决定了它们当前的经济和军事竞争力。这方面国外的研究报告很多,值得我们借鉴。
笔者认为,我们应该以发展芯片制造技术和系统为“龙头”带动基础科学技术的全面发展,逐步建立起若干基础工业,包括工艺设备制造业,专用仪器工业,专用材料工业等等,并逐步实现微电子制造系统主体设备自给。按照这种思路,我们应当摒弃“形象工程”、“科技包工”的做法,不要把重点专项搞成“分钱工程”。科技管理部门应该在科研布局和发展步骤上多下功夫。具体地说,搞芯片本身的研究所不会对生产系统各个环节都在行。例如材料工艺、机械加工、过程控制、检测和监控、自动化管理等等,需要多个部门的许多研究人员通力合作。我们不仅需要产生出相互合作的成果,也需要各个部门在各自领域中得到发展,包括实现各自的产业化目标。本文后面还将讨论这个问题。
五、努力探索发展我国科学技术的新思路、新途径
(1)回顾一下过去几十年我国电子信息制造业发展历程是有益的。1956年中央提出“向科学进军”的号召,将发展半导体技术列为国家四大紧急措施之一,并从国外请回了几位半导体专家领头开展工作。在50年代末和60年代初国内就先后成功地拉制出锗、硅、砷化镓单晶,实现了硅外延工艺、照相制版、光刻工艺,制成了硅平面型晶体管和外延平面型晶体管。到1966年,我国已经能够制造出小规模TTL集成电路。这些成果是在国外封锁的条件下取得的,说明中国的知识分子、技术人员能够凭藉知识和实验室,发展出实验性工厂和生产性工厂,并建立起自己的半导体行业。到70年代初,在国内收讯市场利益拉动下,出现了争建集成电路制造厂的热潮,全国出现了40多家集成电路制造厂。从1956年算起,在大致15年期间,国内电子信息产业基本上走的是独立自主的发展道路。有人认为,到70年代初我国电子信息产业与国外的差距大致只有十年。应该说,这个看法是浅层次的。在此后,情况又发生了巨大变化。
1968年Intel公司的成立,并在两、三年内制成了1K存储器和4位微处理器,这是现代电子信息产业发展的标志性事件,由此开创了超大规模集成电路(VLSI)的发展历程。但我国从相应的时间段起,与国外的差距越拉越大。不可否认,“文革”混乱是一个重要原因,但我们不能回避其他方面的原因。
事实上,70年代初国内出现的集成电路制造厂热具有极大的盲目性。这些厂在建立之初应该说都有当时的市场需求背景。然而在短短不到十年的时间里多数厂就度日艰难。笔者在80年代初接触过北京的六、七家半导体器件厂,只有少数厂运营尚好。主要问题是:这些厂基本上没有工艺改造能力,完全不能应付市场变化。1973年,我国7个单位分别从国外引进单台设备,期望建成七条3英寸工艺线,最后只有北京、陕西骊山和贵州都匀三处成事。但三个厂在试制中都暴露出严重问题:产品的成品率低,可靠性差。只有这种情况下人们才认识到,基础工艺技术的落后是一个严重问题,已经成为限制信息技术进步的瓶颈。
进入80年代,中国出现“彩电热”。1982年我国引进彩色和黑白电视机集成电路全套生产线,在无锡建成了当时国内最大的IC生产厂。由于彩电市场的高速膨胀,接着出现了多头引进、重复建设的混乱情况。虽经国务院整顿,但已经耗费了大量的国家资产投入。从80年代起,主要通过引进、重组,陆续建成十几个集成电路制造企业(代工厂和集成器件制造商)。到2006年,中国的IC制造业已经形成规模。有人认为技术水平大致比国外相差1到1.5代。这20几年间的发展是高速的,但暴露出的问题也是明显的。主要是:
――靠引进设备建起的企业,设备是二手的或接近淘汰的,技术水平差距限制了产品市场。根据IC Insight提供的统计材料,2005年中国大陆IC应用消费市场已经占据全球最大的份额,然而产自大陆芯片的总销售额占据全球IC市场份额不到1.5%,占据国内IC市场份额也只有6%。随着全球IC市场放缓,中国IC制造业将面临巨大挑战。
――IC制造业水平低,能力已经大量闲置。现在已经有IC设计企业500多家,但多数面向较低档的消费类电子产品,数量规模不大。另一方面,例如中星微电子那样的少数优秀设计企业,为了保证产品占据国际市场,只能立足于当前可得到的最好制造技术水平,不会局限于大陆制造商。
这些问题说明,靠引进来跟进国外发展是受人制约的,其代价高昂,收益低下,我们只能在发展初期采用这种方法。技术水平在表面上的1到1.5代之差其实是要命的。有专家预测,随着IC制造水平向着65nm、45nm以及更小演进,高昂的刻蚀工艺代价将迫使小规模IC公司企业难以生存。国内芯片制造业当前已经出现了订单不足、能力闲置、效益低下甚至亏损的问题。很明显的事实是,靠引进绝不是出路,必须提升自主创新能力,必须自主掌握核心技术和知识产权,必须进到技术的前沿。
2006年10月报道我国已经研制成功100纳米高密度等离子刻蚀机与大角度离子注入机并与中芯国际等公司签订供货合同,这是中国集成电路制造核心装备的一个重要进步。这证明了,只要政府重视,采用“政产研学商”联合的模式,能够自主发展出本土的集成电路制造核心设备。
(2)如果说美、欧、日在商用集成电路技术制造技术和设备方面对我国有所松动,在专用集成电路(高速、高性能、微波集成电路)和其他专用电子信息技术方面从器件产品开始就有限制,更不用说制造技术和设备。很明显,商用IC设备对我国出口,是将我国作为待淘汰技术设备的接受方,让设备提供方获得最后的利益,而不是将中国变成一个竞争者。虽然已经成为IC的最大需求市场,而且IC制造业已经能力过剩,中国需求的IC芯片主要地还是依赖进口。这些事实应该使那些热衷引进的人有所清醒。
我国有能力在专用集成电路制造和电子信息技术其他方面走出自主创新的路子,这是勿庸置疑的事实。从五十年代起,国内在发展电子信息技术方面就开始有所布局。经过几十年的发展演化,中国已经培育了一批研究院、所,能够承担国家的重大研发项目,并且已经取得了令人瞩目的成果。在专用集成电路方面,可以说,只要有紧要需求,我们的研究人员总能够研发出来。然而,我们的高新科技始终难以形成产业,甚至难以与产业接口。这是我们必须思考和解决的问题。
我国高新科技难以形成产业,其原因是多方面的。最直接的原因在于,现代高新科技产业化常常要求更全面的工业和技术基础支持,而我国目前在不少方面还有相当距离。这就是本文反复强调的基础技术不足的问题。对于商用IC,从设备到主要材料、配套技术是从国外购买引进,不会显现出问题。对于自主创新的高科技产品(如专用芯片),恐怕就会出现问题。实验室的成果是以高昂代价、反复试验来获得。要把实验室里的成果变成工艺生产线上的产品需要添加大量的新技术,且不说生产线又由谁来造。这些情况说明,为了推动我国高新科技产业化,必须推动我国基础科学技术的全面进步,并且必须有一个机制为多学科的技术相互合作、结合和渗透创造条件。科技人员必须树立团结合作精神,同时拓广自己的技术领域,学习交叉学科知识。特别是需要了解,为了将专业技能放到企业中和进入产业链,自己还需要做些什么。
制约高新科技产业化的另一个重要因素在于我们的科研单位与企业之间还缺乏合理的接口机制。以中科院为例,为了推动高新技术产业化以及与企业合作,中科院每年都要组织若干批次专家与地方的科技对接会。这项努力应该说取得了一定的效果,但情况并不理想。实际情况是:我国各地的多数企业规模较小,资金体量较小,技术底子与高新技术要求的距离比较远。不少企业虽然对高新科技有浓厚兴趣,但只有能力接受已经成熟到产品的技术。另一方面,中科院一些有实力的研究所多年以来以承担国家重大项目为主,有的研究所对面向市场的研发工作没有实际的兴趣,毕竟直接从国家拿钱比从企业要钱要容易得多。为了解决这个问题,国家应当出台更有效的引导和鼓励措施,促进研究所与企业接口。
(3)我们有必要区分两类创新目标:发展基础科学技术的和发展产品的。提供设计和制造集成电路的方法、条件和工具的科学技术属于第一类;而设计和制造集成电路则属于第二类,它直接面向大市场。通常所说“建设以企业为主体、产学研结合的技术创新体系”,在我国当前的社会经济条件下应该主要地适合于第二类创新目标。发展基础科学技术必须以国家为主体,这是我国国情决定的。事实上,在我国有能力承担基础科学技术发展的力量基本上是中科院、中央各部所属研究院、所和大学研究所;而有能力支撑基础科技发展的企业还太少,能力还薄弱。
(4)以国家为主体发展基础科学技术,需要解决的主要问题是运行管理机制。自然科学基金、“863”、“973”等是已经实施多年的模式。这些运行管理模式需要改革和调整。当前的主要问题是,运行管理中分配系统混乱,滋生腐败,引起一系列的不良问题。
――分配系统混乱。笔者承担过自然科学基金、“863”、“973”等项目。这些项目合同中都不容许将研究人员的工资纳入合同经费中。而事实上,多数承担人必须靠项目经费才能生存。为了满足合同要求,不得不造出“设计费”、“计算费”等项目费用。各单位都要施展各种招数,把项目经费变成人员收入。这样,本来合法的事情也要非法操作,腐败现象应运而生。笔者承担过德国的国家科学基金(DFG)项目可以作为对照。DFG基金基本等同于我国的自然科学基金,但运作管理模式很不相同。DFG基金首先是解决研究人员的工资,在申请书上就必须定人定岗。同时,DFG基金不容许将科研经费用于人员奖金。科研经费有严格的申请预算、报销、回收管理制度。科技人员只有用科研成果证明自己的研究水平和贡献,从而获得位置的提升。这种模式值得我们借鉴。
――将科研经费与人员收入挂钩,这是科技腐败的根源。有单位对人员评价、定岗的指导思想是:“一不看论文,二不看报奖,我们只看绩效”。这里,“绩效”不是指已经完成的科研成果,而是指引入本单位的研究经费额度。引入经费多,收入高,拥有更大的定岗权。由此,争抢项目,搞“科研包工”已成常见现象。在金钱的支配下,科研人员的行为准则和奋斗目标被扭曲;技术交流、研究合作已经成为尽量免谈的事情。
――“科研包工”现象。这种现象在“863”、”973”项目中已不少见。主要问题是:项目首席承担单位和个人拥有科研项目和经费分配的主要决定权。既没有有效的评价、评审体系,也没有有效的竞争。如“汉芯”事件,在被揭发造假之前没有一次评审不是满誉通过。“科研包工”现象形成了科研领域中的垄断现象,它排斥了未“入围”的研究单位和个人加入某些重要研究领域的可能性。同时由于没有有效的评审和监督,科研经费预算就没有控制机制,这为虚报留下了缺口,会大大加重国家投入。一个可见的事实是,大项目的首席承担单位总是高楼崛起,园区华美。“科研包工”的另一问题是造成科研任务分配极不正常,截断了竞争发展和百家争鸣的可能性,滋生出各种各样的腐败现象。
由此可见,建立合理的分配制度和管理体制,杜绝科技腐败现象,也是当务之急。只有这样,才有可能创造一个良好的科学研究和技术发展的环境。
6. 提升创新能力需要科技工作者的共同努力
提升国家的科技创新能力离不开每个科技工作者的努力。在当前的经济大潮下,物欲横流,会使一部分科技人员包括大学生、研究生迷失方向。对研究和读书的浮躁情绪事实上已经妨碍了这部分人员去学习和掌握现代科学知识。然而,笔者也明确地看到,多数科技人员和学生仍然在努力,这是我们的希望。这些人中,不乏有抱负者,期望对国家和民族有所贡献。只要能够为他们提供一个较好的发展空间,应该是大有希望的。
青年研究工作者应该成为国家科技创新的主力。加紧培养高端科技人才既是政府部门的职责,也是老一辈研究人员的责任。在当前,科研系统中存在有年龄歧视现象,不利于科技事业的发展和繁荣。对青年研究工作者提供更多的机会和鼓励是完全正确的,但对于科技水平的要求却不能有年龄偏向。例如55岁以上的科技人员大都有丰富的积累,正是产生高创新性工作的时机。我国高端科技人才紧缺,应当珍惜每一个有研究活力的科技工作者,特别是经验丰富的老专家。
为科技工作者提供和营造一个宽松的研究环境是提升创新能力的一个必要条件。科技管理需要从体制和政策上研究出办法,容许科技人员从事深入细致的研究,容许个性发展,容许失败,鼓励独立思考,鼓励研究合作。
如何选择科研方向和研究题目是青年科技工作者常常感到困惑的问题。重视发展基础科学技术的提法对年青研究工作者可能会有参考意义。基础理论研究是重要的,而基础方法、条件和工具的研究同样重要。如果没有理论和实践的结合,就产生不了例如半导体器件发明以及计算机断层成像技术发明那样重要的创新。在工程学科领域内,理论进步常常落后于工程实践,期待着研究者的努力。我们能够举出若干例子,说明工程学科中深入的理论研究会产生出不同的思路和方法,扩展数学问题的解决和应用。从事科技项目的研究人员常常不需要苦苦寻求那些听起来名声更响的其他研究题目,而是把手头的项目作深作精。你会发现,你现在正处于手头项目的优势环境中,而你获得的任何实际进步可能都包含着很有意义的创新。当然另一方面,聪明的研究者决不会在小问题上钻牛角尖,而会时时关注科技发展的全景,时时发现自己能够开拓的新路子。
现代科技发展已经将科技、经济、国力联系在一起。任何一个专业门类都有成千上万的人参与。重大科技创新的背后都有许多前人的基础性工作。因此,特别是对青年科技工作者和学生,应当鼓励他们不断积累知识,拓宽知识领域,树立团队工作观念和合作精神。同时也要鼓励他们勤于独立思考,在科学研究中特别忌讳盲从,包括盲从“权威”、盲从大流。积累知识和勤于思考应该说是科技工作者的基本功,这需要坚持。特别是刚毕业的硕士生、博士生,能够在2、3年后成为世界知名科学家当然再好不过,只是这样的成功者太少。对每个研究者,只要坚持了积累知识和勤于思考的基本功,总会有回报的。
改革开放已经给科技界提供了一个广阔发展的环境。近几年来,我国国力不断增强,环境越来越好,机会越来越多。科学发展观和和谐社会观念的确立必定会给我国科技发展提供强大动力。虽然科技底子薄弱,和国外差距很大,只要我们起步了,就没有赶不上的道理。“不以物喜,不以己悲”,愿范仲淹的话为我们共勉。
本文转自http://bbs.sciencenet.cn/showtopic-4692.aspx