數(shù)學(xué)是馬云心里過(guò)不去的一道坎兒。馬云在36年前第一次高考的時(shí)候,數(shù)學(xué)考了1分,這在很長(zhǎng)一段時(shí)間里成為了他一生中難以磨滅的輝煌和遺憾。這個(gè)典故曾經(jīng)在馬云的諸多演講中成為他的談資,并讓馬云的創(chuàng)業(yè)故事充滿傳奇。但,它終歸是馬云人生篇章的某一扉頁(yè)上缺失的一角。古人云:你曾經(jīng)沒(méi)有得到的,你會(huì)在長(zhǎng)大后想方設(shè)法地去獲取。準(zhǔn)備卸甲歸田的馬云一心相當(dāng)老師,想改善、改變中國(guó)的教育現(xiàn)狀,讓人感動(dòng)。而數(shù)學(xué)考1分的恥辱讓馬老師發(fā)奮圖強(qiáng)。9月18日,阿里巴巴在《都市快報(bào)》頭版打起了廣告,掃描二維碼進(jìn)入“阿里巴巴全球數(shù)學(xué)競(jìng)賽”頁(yè)面,宣稱有百萬(wàn)獎(jiǎng)金,金獎(jiǎng)4人,每人2萬(wàn)美元獎(jiǎng)金;銀獎(jiǎng)6人,每人1萬(wàn)美元獎(jiǎng)金;銅獎(jiǎng)10人,每人5000美元;另有優(yōu)秀獎(jiǎng)20人。這40人都將獲得進(jìn)入冬季大師班的門(mén)票。預(yù)賽是9月18日~20日,10月中旬宣布結(jié)果,11月中旬進(jìn)行決賽,另外,阿里宣稱其自主研發(fā)的AI將擔(dān)任輔助閱卷的職責(zé),你看,讓天下沒(méi)有難做的生意,讓阿里的AI無(wú)處不在,這是馬云的執(zhí)念。據(jù)說(shuō)這個(gè)比賽是馬云提議的,至于他為什么提出比賽數(shù)學(xué),官方說(shuō)法是旨在推動(dòng)全社會(huì)看到基礎(chǔ)科學(xué)尤其是數(shù)學(xué)的價(jià)值。馬云曾在9月5日的XIN公益大會(huì)上為自己當(dāng)初考1分進(jìn)行辯護(hù):“我有時(shí)候講話不注意,就說(shuō)數(shù)學(xué)考了1分還引以為傲,誤導(dǎo)了很多年輕人,認(rèn)為數(shù)學(xué)不重要,其實(shí)不是這么回事。”或許,正因?yàn)榇耍麤Q定用這種方式為自己曾經(jīng)“引以為傲”的事情糾偏,來(lái)表明他對(duì)數(shù)學(xué)的重視——盡管這位馬老師在今年1月份的鄉(xiāng)村教師頒獎(jiǎng)活動(dòng)上曾說(shuō)過(guò)“我辦的云谷學(xué)校,音體美是必修課,語(yǔ)文數(shù)學(xué)考得不好,其實(shí)我不太在乎,他們以后總會(huì)學(xué)好的”。為了進(jìn)一步表明對(duì)數(shù)學(xué)的重視,穿著一件大紅色T恤的馬云在9月18日晚——在云棲大會(huì)的前一天——當(dāng)了1個(gè)半小時(shí)的學(xué)生,給他“上課”的是來(lái)自全球各地的11位頂尖數(shù)學(xué)家。馬云有在云棲大會(huì)前一天見(jiàn)科學(xué)家們的愛(ài)好,去年見(jiàn)的是各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家,并在次日的2017云棲大會(huì)上宣布成立了達(dá)摩院。大家對(duì)下面的這張圖應(yīng)該還有點(diǎn)兒印象(詳見(jiàn)虎嗅2017年10月11日文章《昨天下午跟馬云聊天的都一一是誰(shuí)?》)。據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)的朋友說(shuō),在這些數(shù)學(xué)家跟他分享的時(shí)候,他保持了乖學(xué)生的做派——這與他今天在阿里巴巴全球投資者大會(huì)上“放飛自我”的表現(xiàn)風(fēng)格迥異——認(rèn)真聽(tīng)講。馬云說(shuō):“我來(lái)之前很擔(dān)心我們能聊點(diǎn)什么,你們說(shuō)什么我能不能理解。我又很好奇,數(shù)學(xué)究竟是什么,但大家剛剛的談話非常有意思,這讓我更有信心阿里巴巴應(yīng)該支持?jǐn)?shù)學(xué)。”“未來(lái),我覺(jué)得人應(yīng)該擅長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)、擅長(zhǎng)音樂(lè)、擅長(zhǎng)繪畫(huà),也應(yīng)該擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)就像運(yùn)動(dòng),你們說(shuō)運(yùn)動(dòng)有什么用呢?沒(méi)用,不過(guò)很有趣。”馬云為他此前對(duì)數(shù)學(xué)的“偏見(jiàn)”找補(bǔ)了一些回來(lái),“我們今天探討的話題非常重要。因?yàn)閿?shù)學(xué)關(guān)乎未來(lái),數(shù)學(xué)關(guān)乎全球化,數(shù)學(xué)關(guān)乎人文,這是我們阿里巴巴愿意支持?jǐn)?shù)學(xué)的原因。”“我準(zhǔn)備以后把數(shù)學(xué)、音樂(lè)、運(yùn)動(dòng)、畫(huà)畫(huà)定為四門(mén)非常重要的課。”馬云說(shuō)。在今天之前,馬云從來(lái)沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)數(shù)學(xué)的任何興趣,這位企業(yè)家、大自然保護(hù)協(xié)會(huì)代言人、慈善家的下一個(gè)目標(biāo)大概是當(dāng)一個(gè)家喻戶曉的教育家。他曾經(jīng)在鄉(xiāng)村教師頒獎(jiǎng)典禮上表現(xiàn)出對(duì)音體美無(wú)私的贊美:“我自己覺(jué)得音樂(lè)、體育、美術(shù)就是要從小開(kāi)始教起,從托兒所、幼兒園開(kāi)始教起。這些文化是種子,教和育是兩回事。我們現(xiàn)在的學(xué)校過(guò)度關(guān)注了教,而忽略了育,育是品德,育是性格,育才是一個(gè)人有魅力。”但馬云有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是他對(duì)他不懂的東西懷有敬畏之心。他曾經(jīng)說(shuō),盡管他不懂技術(shù),但他尊重技術(shù),尊重科學(xué)家。而現(xiàn)在,他不懂?dāng)?shù)學(xué),所以他開(kāi)始敬畏數(shù)學(xué)。正如他18日晚對(duì)在場(chǎng)的數(shù)學(xué)家們說(shuō)的那樣:“從更長(zhǎng)的維度看,數(shù)學(xué)是科學(xué)的基礎(chǔ),科學(xué)是其他所有學(xué)科的基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不穩(wěn),上面的一切都不會(huì)產(chǎn)生。這么多年,我們給予基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的關(guān)注不夠。所以阿里巴巴決定為數(shù)學(xué)干點(diǎn)什么。我認(rèn)為數(shù)學(xué)應(yīng)該成為年輕人的基礎(chǔ),就像運(yùn)動(dòng)、音樂(lè)和繪畫(huà)一樣。如果數(shù)學(xué)基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí),人類(lèi)會(huì)堅(jiān)實(shí)。”這位見(jiàn)人說(shuō)人話、見(jiàn)鬼說(shuō)鬼話的馬老師又說(shuō):“從IT到DT(數(shù)據(jù)科技)、人工智能、IoT、芯片、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù),都和數(shù)學(xué)密切相關(guān)。數(shù)學(xué)能幫助我們的孩子更具創(chuàng)造力,數(shù)學(xué)可能幫助我們的孩子進(jìn)入一個(gè)新世界。阿里巴巴很榮幸能和各位科學(xué)家合作,為孩子們種下數(shù)學(xué)的種子,種下種子不是為我們公司自己,而是為全中國(guó),為全世界。數(shù)學(xué)無(wú)國(guó)界,未來(lái)從中國(guó)到俄國(guó)到英國(guó),再到全世界,數(shù)學(xué)會(huì)是一種通用核心語(yǔ)言,數(shù)學(xué)會(huì)是大家存活于這個(gè)世界的頂級(jí)能力。”馬云此時(shí)沐浴在數(shù)學(xué)的海洋里不能自拔,“作為一個(gè)科技公司,我們應(yīng)該將更多的注意力,投身到科學(xué)的技術(shù)。阿里巴巴不為任何原因、不為任何利益去支持?jǐn)?shù)學(xué),對(duì)于這點(diǎn)我感到驕傲。我沒(méi)有期待得到什么,我就是要做,我尊重?cái)?shù)學(xué)。雖然很多數(shù)學(xué)家研究的時(shí)候并不知道他們的研究有什么用,但我們相信。”我相信馬云說(shuō)這番話是真心的。他已經(jīng)用其獨(dú)特的方式喚醒人們關(guān)注到了鄉(xiāng)村教育、鄉(xiāng)村教師、鄉(xiāng)村學(xué)生,此時(shí)他決定支持一個(gè)他不擅長(zhǎng)的學(xué)科,或許這是馬云1982年數(shù)學(xué)考1分以來(lái)一直埋在心底的情結(jié)。此時(shí)算是解開(kāi)了。最后讓我們圍觀一下這11位給馬云上課的數(shù)學(xué)家、科學(xué)家們都是什么來(lái)頭:2018年9月18日晚,馬云與11位數(shù)學(xué)家合影留念李洪(中國(guó)科協(xié)全國(guó)委員會(huì)副主席)長(zhǎng)期從事運(yùn)載火箭技術(shù)和管理研究,專注航天型號(hào)科研技術(shù)攻關(guān)與質(zhì)量管理,在組織導(dǎo)彈武器和運(yùn)載火箭研制與管理等方面作出積極貢獻(xiàn)。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、“中國(guó)載人航天工程突出貢獻(xiàn)者”、“首次月球探測(cè)工程突出貢獻(xiàn)者”、“探月工程嫦娥二號(hào)任務(wù)突出貢獻(xiàn)者”、全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆⑾硎苷厥饨蛸N。田剛(北京大學(xué)副校長(zhǎng)、數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)、北京國(guó)際數(shù)學(xué)研究中心主任、中國(guó)科學(xué)院院士,美國(guó)人文與科學(xué)院院士,數(shù)學(xué)聯(lián)盟執(zhí)委會(huì)委員)曾在普林斯頓大學(xué)、紐約州立大學(xué)石溪分校、紐約大學(xué)庫(kù)朗研究所、麻省理工學(xué)院等任職。解決了一系列幾何及數(shù)學(xué)物理中的重大問(wèn)題,特別是在Kahler-Einstein度量研究中做了開(kāi)創(chuàng)性工作,引進(jìn)了K-穩(wěn)定性的新概念,證明了K-穩(wěn)定Fano空間上該度量的存在性。1994年獲得由美國(guó)國(guó)家基金會(huì)頒發(fā)的沃特曼獎(jiǎng)。1996年獲得美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)的韋伯倫獎(jiǎng)。1990年在世界數(shù)學(xué)家大會(huì)上作45分鐘大會(huì)報(bào)告。2002年在世界數(shù)學(xué)家大會(huì)上作1小時(shí)大會(huì)報(bào)告。張益唐(華人數(shù)學(xué)家,美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校數(shù)學(xué)系終身教授,山東大學(xué)威海校區(qū)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院院長(zhǎng))這位“成就堪比陳景潤(rùn)”的大師半輩子漂泊海外,得不到世界認(rèn)可,一直默默無(wú)聞。他還曾拿著數(shù)學(xué)博士學(xué)位,到餐館做幫工、送外賣(mài)、當(dāng)臨時(shí)會(huì)計(jì),也沒(méi)有固定收入。在這些艱苦的日子里,他也從未放棄,依然靠著研究數(shù)學(xué)來(lái)填補(bǔ)強(qiáng)烈的求知欲。2013年5月,張益唐在孿生素?cái)?shù)研究方面所取得的突破性進(jìn)展,他證明了孿生素?cái)?shù)猜想的一個(gè)弱化形式。在不依賴未經(jīng)證明推論的前提下,發(fā)現(xiàn)存在無(wú)窮多差小于7000萬(wàn)的素?cái)?shù)對(duì),從而在孿生素?cái)?shù)猜想這個(gè)重要問(wèn)題的道路上前進(jìn)了一大步。被譽(yù)為數(shù)學(xué)界的“掃地僧”。2013年獲得弗蘭克·奈爾森·科爾數(shù)論獎(jiǎng)、晨興數(shù)學(xué)卓越成就獎(jiǎng)、奧斯特洛夫斯基獎(jiǎng);2014年獲得Rolf Schock獎(jiǎng)數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、麥克阿瑟天才獎(jiǎng);2016年獲得求是杰出科學(xué)家獎(jiǎng);2018年獲得美國(guó)亞裔工程師學(xué)會(huì)的終身成就獎(jiǎng)。2014年受邀在國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上作一小時(shí)的大會(huì)報(bào)告。勵(lì)建書(shū)(數(shù)學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士,香港科技大學(xué)數(shù)學(xué)系講座教授、浙江大學(xué)數(shù)學(xué)高等研究院(籌)院長(zhǎng),中國(guó)數(shù)學(xué)領(lǐng)域自守型研究帶頭人)主要從事李群的無(wú)窮維表示和自守型理論的研究,是中國(guó)數(shù)學(xué)領(lǐng)域自守型研究領(lǐng)頭人。把非交換調(diào)和分析與自守型的L-函數(shù)理論相結(jié)合,建立了算術(shù)流型的一些重要同調(diào)群的非零性;證明了維數(shù)不等于3或7時(shí) Thurston關(guān)于算術(shù)雙曲流型的第一貝蒂數(shù)的猜想,由此解決了相應(yīng)的正交群的同余子群?jiǎn)栴};構(gòu)造了典型群的奇異酉表示,并對(duì)這些表示作出了刻劃和分類(lèi);和合作者一起提出和研究了“自守對(duì)偶”的概念,并證明了任何 Tempered 表示必為自守表示的極限。獲得美國(guó) Alfred P. Sloan Fellowship,作1994年國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告。湯濤(南方科技大學(xué)講席教授,南方科技大學(xué)副校長(zhǎng),中國(guó)科學(xué)院院士)主要從事計(jì)算數(shù)學(xué),數(shù)值分析,偏微分方程數(shù)值解的研究。曾獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、馮康科學(xué)計(jì)算獎(jiǎng)、國(guó)家杰出青年(海外)科學(xué)基金獎(jiǎng)等。被2018年國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)邀請(qǐng)作45分鐘報(bào)告。Yurii Nesterov(俄羅斯裔數(shù)學(xué)家,魯文大學(xué)的數(shù)學(xué)系教授)他一直致力于數(shù)學(xué)規(guī)劃、優(yōu)化算法與運(yùn)籌學(xué)等研究,是國(guó)際最知名的優(yōu)化學(xué)大師,特別是在研發(fā)高效算法和數(shù)值優(yōu)化分析領(lǐng)域有著卓越的成績(jī)。以他的名字命名的“Nesterov梯度加速法”被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化算法中。他于2000年獲優(yōu)化領(lǐng)域最高獎(jiǎng)之一的Dantzig Prize,2009年被授予有運(yùn)籌管理學(xué)領(lǐng)域“諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的最高獎(jiǎng)項(xiàng)馮·諾依曼理論獎(jiǎng)John von Neumann Theory Prize,2016年獲歐洲運(yùn)籌領(lǐng)域的最?榮譽(yù)EURO Gold Medal。Frank Kelly(英國(guó)數(shù)學(xué)家,現(xiàn)任教于劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)中心的牛頓研究所,英國(guó)數(shù)學(xué)教育咨詢委員會(huì)主席,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士,美國(guó)國(guó)家工程院外籍院士)主要研究方向是隨機(jī)過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)化,特別關(guān)注在電信或運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)之類(lèi)的大規(guī)模系統(tǒng)。2008年被授予有運(yùn)籌管理學(xué)領(lǐng)域“諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的最高獎(jiǎng)項(xiàng)馮·諾依曼理論獎(jiǎng)John von Neumann Theory Prize。2009年獲歐洲運(yùn)籌領(lǐng)域的最高榮譽(yù)EURO Gold Medal。2016年獲得電機(jī)電子工程師學(xué)會(huì)所頒發(fā)的最高榮譽(yù)貝爾獎(jiǎng)Alexander Graham Bell Medal。因?yàn)樗跀?shù)學(xué)科學(xué)上的貢獻(xiàn),2013年他還獲得了由女王親自頒發(fā)的“大英帝國(guó)司令勛章-Commander of the Order of the British Empire (CBE)”。Balázs Szegedy(匈牙利數(shù)學(xué)家,匈牙利阿爾弗雷德雷尼數(shù)學(xué)研究所研究員)2003年于布達(dá)佩斯的羅蘭大學(xué)取得博士學(xué)位;曾就職于匈牙利阿爾弗雷德雷尼數(shù)學(xué)研究所 、微軟研究院、普林斯頓高等研究院。2006年加入多倫多大學(xué)士嘉寶分校。2013返回匈牙利阿爾弗雷德雷尼數(shù)學(xué)研究所工作。其一直致力于組合數(shù)學(xué)和圖論的研究。2010年獲得斯隆研究獎(jiǎng),2012年獲得離散數(shù)學(xué)中的最高獎(jiǎng)Fulkerson 獎(jiǎng)。劉建亞(山東大學(xué)數(shù)學(xué)系教授,山東大學(xué)黨委常委、副校長(zhǎng),威海校區(qū)校長(zhǎng),山東大學(xué)研究生院院長(zhǎng),中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)常務(wù)理事)主要研究方向?yàn)榻馕鰯?shù)論,自守形式。主持了自守形式的算術(shù)與幾何(2011—2014年國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目、2006-2009國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目)、數(shù)論與密碼(2005—2007教育部科學(xué)技術(shù)研究重大項(xiàng)目)等重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。2012年獲教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。2014年獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。印臥濤(加州大學(xué)洛杉磯分校數(shù)學(xué)系教授)2006年獲Columbia University運(yùn)籌學(xué)博士學(xué)位。2006年-2013年7月,Rice University計(jì)算與應(yīng)用數(shù)學(xué)系助理教授、副教授。2013年至今,加州大學(xué)洛杉磯分校數(shù)學(xué)系教授。2016年在華人數(shù)學(xué)家大會(huì)上獲得晨興應(yīng)用數(shù)學(xué)金獎(jiǎng),2009年獲得Alfred P. Sloan Fellow,2008年獲得NSF CAREER Award。Alexander Gasnikov(俄羅斯青年數(shù)學(xué)家,莫斯科工程物理學(xué)院研究員)Yurii Nesterov的大弟子,善于用“內(nèi)點(diǎn)法”求解凸優(yōu)化問(wèn)題。目前,大部分可以被求解的問(wèn)題都是凸問(wèn)題,內(nèi)點(diǎn)法是求解該類(lèi)問(wèn)題的主流方法。此類(lèi)方法已作為標(biāo)準(zhǔn)算法集成進(jìn) Matlab、MOSEK等主流數(shù)值計(jì)算/優(yōu)化軟件,成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),解決了Gelfand難題。虎Cares這么大的太陽(yáng),每天上班還要生一堆悶氣誰(shuí)不需要一個(gè)「職場(chǎng)保命利器」懟天懟地懟到戲精昏過(guò)去穿上這件「職場(chǎng)內(nèi)心戲系列T恤」老板想批評(píng)你都得三思而后行
9,副教授被國(guó)際芯片行業(yè)老大惦記本土核心技術(shù)人才難留住搜
導(dǎo)語(yǔ)在先進(jìn)制造、智能制造的今天,大到飛機(jī)、航母,小到汽車(chē)、芯片甚至鞋子,依靠設(shè)計(jì)師的手和筆來(lái)完成已是不可能之事;產(chǎn)品研發(fā)的反復(fù)迭代,每一步都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。但在工業(yè)設(shè)計(jì)、模擬輔助軟件(CAD/CAE)領(lǐng)域,中國(guó)處于產(chǎn)業(yè)萎縮、投入不足、人才流失、學(xué)科凋零的困境,大量依賴國(guó)外產(chǎn)品。這已經(jīng)對(duì)中國(guó)的國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成潛在危害。中國(guó)的工業(yè)軟件,是否只剩下了繳械投降?中國(guó)應(yīng)如何打破外國(guó)在工業(yè)設(shè)計(jì)上的壟斷?請(qǐng)看《知識(shí)分子》與相關(guān)專家、學(xué)者對(duì)話后的深度報(bào)道。撰文 | 邸利會(huì)(《知識(shí)分子》主筆)責(zé)編 | 陳曉雪● ● ●近來(lái),福州大學(xué)副教授陳建利收到了一份邀請(qǐng),有朋友問(wèn)他,是否愿意加入Cadence。在芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域,Cadence是行業(yè)老大。它和另外兩家美國(guó)公司Synopsys、MentorGraphics壟斷了全球市場(chǎng)的95%。凡設(shè)計(jì)芯片都要用到它們的軟件工具。陳建利被“惦記”并不奇怪。在芯片電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化這行,他已然是一顆冉冉升起的新星——2017年6月的DAC(Design Automation Conference)最佳論文獎(jiǎng)獲得者、11月的ICCAD(International Conference on Computer-Aided Design)的CAD學(xué)術(shù)競(jìng)賽冠軍,都是大陸學(xué)者首次。他還在今年1月起擔(dān)任CEDA(The Council on Electronic Design Automation)設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)委員,為7名委員中的唯一大陸學(xué)者。此外,他還有一篇論文獲得ICCAD 2018最佳論文提名獎(jiǎng)。可問(wèn)題是,這家Cadence公司——在4月時(shí)率先響應(yīng)美商務(wù)部號(hào)召,對(duì)中興實(shí)施禁運(yùn)。沒(méi)有它的授權(quán),中國(guó)公司便很難設(shè)計(jì)芯片。外界大多關(guān)注了器件、知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊的禁運(yùn),而少有人知道,軟件工具的禁運(yùn)照樣一箭封喉。如今中興雖然已解禁,但卡脖子之痛尤在昨日,回過(guò)頭看陳建利的這份邀約,多少有些別樣的意味。1如此依賴不過(guò),陳建利想繼續(xù)留在學(xué)界,并無(wú)進(jìn)入工業(yè)界的打算。他從事的研究稱之為“物理設(shè)計(jì)”,屬于芯片設(shè)計(jì)流程當(dāng)中的一步。其中有兩大關(guān)鍵問(wèn)題:如何在指甲蓋大小的芯片之上,將成百上千萬(wàn)的器件(幾十億個(gè)晶體管)擺放下去?又如何將這幾千萬(wàn)的器件連接起來(lái)組成電子電路?當(dāng)然,這些擺放和連線都要滿足一系列苛刻條件。?將幾千萬(wàn)的器件(幾十億個(gè)晶體管)排布到一塊芯片上。當(dāng)年,第一個(gè)集成電路處理器只有2200個(gè)晶體管,而今任何一部智能手機(jī),芯片里都集成了三四十億的晶體管。顯然,如此大規(guī)模的器件擺放和繞線無(wú)法靠手工完成。在去年獲獎(jiǎng)的這篇最佳論文中,陳建利和合作者提出了一種新的算法,可以將不同倍高的單元器件快速且接近最優(yōu)的方式排布到芯片上,無(wú)論是理論證明還是實(shí)測(cè)程序,都表明其最佳性。如果考慮到芯片設(shè)計(jì)軟件工具的重要性、中國(guó)在這一領(lǐng)域缺乏原創(chuàng)性成果、中國(guó)企業(yè)長(zhǎng)期依賴國(guó)外軟件的現(xiàn)實(shí),陳的研究就很有意義。有了新的算法突破和初步程序,商用工具的開(kāi)發(fā)就邁出了第一步。通常來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)方需要從上游的公司如ARM獲得器件、知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊授權(quán),然后再?gòu)腃adence等公司獲得設(shè)計(jì)軟件授權(quán),設(shè)計(jì)完成的芯片“圖紙”再交給下游的晶圓廠如臺(tái)積電完成量產(chǎn)流片。“從整個(gè)芯片設(shè)計(jì)流程來(lái)說(shuō),百分之七八十的時(shí)間都是要跟芯片設(shè)計(jì)軟件打交道的。可以說(shuō),在把最后方案交給晶圓廠制造之前,全部都是用這些工具進(jìn)行反復(fù)迭代的過(guò)程。” 從事機(jī)器人芯片設(shè)計(jì)研究工作的中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所研究員韓銀和告訴《知識(shí)分子》。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)似乎已經(jīng)習(xí)慣了花錢(qián)買(mǎi)授權(quán),甚至是不花錢(qián)使用盜版,直到中興事件,才如夢(mèng)初醒,原來(lái)也有花錢(qián)也買(mǎi)不來(lái)的時(shí)候。多位受訪人士表示,不僅是芯片,從飛機(jī)、航母,到汽車(chē)、手機(jī)甚至鞋子,與各個(gè)行業(yè)緊密聯(lián)系的工業(yè)設(shè)計(jì)、模擬仿真軟件已經(jīng)成為支撐先進(jìn)制造的共性關(guān)鍵技術(shù),中國(guó)基本處在“人有我無(wú)”的卡脖子狀態(tài)。“我們航空里面要做一個(gè)復(fù)雜的外形,不管是要做樣件加工還是實(shí)際生產(chǎn),還是要用CATIA這樣的國(guó)外軟件進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),它能做高階曲面,質(zhì)量非常好。” 北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院副教授王偉告訴《知識(shí)分子》,在代表先進(jìn)制造的航空航天領(lǐng)域,即使是某些龍頭企業(yè),用的也是諸如CATIA這樣的國(guó)外軟件。中國(guó)已經(jīng)在喪失人口紅利,之前簡(jiǎn)單的來(lái)料加工和代工也已難以維系。工欲善其事,必先利其器,離開(kāi)了先進(jìn)的設(shè)計(jì)模擬軟件,就無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的快速迭代,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)成本的控制,只能最終在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中落敗。拿設(shè)計(jì)一臺(tái)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),離開(kāi)先進(jìn)的數(shù)值模擬軟件,幾乎寸步難行。“一架F16和同等重量的黃金是等價(jià)的,而發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)值,黃金也不能與之匹配。其中一個(gè)零部件級(jí)的實(shí)驗(yàn)件就可能達(dá)到上千萬(wàn)、上億的造價(jià),如果純粹依靠物理試驗(yàn),估計(jì)需要做上千次零部件級(jí)實(shí)驗(yàn),才能找到合適的設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間,成本基本是不可控的。” 超算無(wú)錫中心先進(jìn)制造部部長(zhǎng)任虎說(shuō)。由于正版高端軟件相對(duì)昂貴,國(guó)內(nèi)不少企業(yè)靠盜版過(guò)活,而一些高級(jí)的模塊無(wú)法直接購(gòu)買(mǎi),還需要走第三方渠道,比如在國(guó)外注冊(cè)公司再去購(gòu)買(mǎi)。“為什么我們做出來(lái)的東西不如別人漂亮,或者不如別人快,一個(gè)原因就是這些工具軟件關(guān)鍵的模塊不賣(mài)給你,只給你一級(jí)二級(jí)的技術(shù),不會(huì)給你高級(jí)的技術(shù)。而隨著軟件工具轉(zhuǎn)向云端服務(wù),盜版也將難以為繼。” 華航唯實(shí)機(jī)器人科技股份有限公司技術(shù)總監(jiān)宋智廣介紹說(shuō),如果不自主的話,可能今天不會(huì)感到痛,但再過(guò)幾年,“會(huì)突然發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,比如國(guó)外企業(yè)每隔兩個(gè)月就推出新品,而國(guó)內(nèi)企業(yè)半年甚至一年才能推出新品,從效率上就大大落后了” 。“沒(méi)有先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)工具,肯定設(shè)計(jì)不出先進(jìn)的芯片,這是大家的共識(shí)。” 具體到芯片設(shè)計(jì),韓銀和這樣說(shuō)。不過(guò),真要做一款先進(jìn)設(shè)計(jì)工具,談何容易。2壟斷之苦芯片設(shè)計(jì)工具的研發(fā)基于核心算法,可對(duì)陳建利來(lái)說(shuō),過(guò)去的甘苦,一言難道盡。2013年,是陳建利人生中的低潮。從讀碩士開(kāi)始算起,他對(duì)布局這個(gè)問(wèn)題的探究已經(jīng)過(guò)了6年,可依然沒(méi)有大的突破。這一年,他想去外邊看看,離開(kāi)福州,去一衣帶水的寶島臺(tái)灣。赴臺(tái)背后還有一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)。由于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的落后,陳建利無(wú)法接觸到工業(yè)界真正的需求,而臺(tái)灣地區(qū)在集成電路方面,無(wú)論是制造、封裝、測(cè)試都已經(jīng)是僅次于美國(guó)的力量。在那里,通過(guò)參加各樣的研討會(huì),接觸學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的人士,對(duì)于在先進(jìn)制造過(guò)程下業(yè)界的需求有了更多的認(rèn)識(shí)。“像我們獲獎(jiǎng)的論文,是在多倍高的器件(指的是器件的高度不一樣,但是整數(shù)倍,比如最小的器件是1的話,有的器件是2倍高,3倍高等等)下,引入了很多新的約束,新的設(shè)計(jì)規(guī)則,這是在先進(jìn)制程的東西。你要知道別人在做什么,業(yè)界需要的是什么,我覺(jué)得這個(gè)蠻關(guān)鍵。” 陳建利說(shuō)。通過(guò)和臺(tái)灣大學(xué)教授張耀文合作,3年之后,布局的難題就被攻克了。國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)某種程度也有和陳建利一樣的困境。由于國(guó)外企業(yè)建立的壟斷優(yōu)勢(shì),下游的制造廠如臺(tái)積電、三星會(huì)優(yōu)先與Cadence等公司交流,將最先進(jìn)的庫(kù)給他們使用,一步步磨合,去解決先進(jìn)制程下的設(shè)計(jì)需求。“我們國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)公司得不到這種細(xì)致的溝通,沒(méi)有大規(guī)模流片的測(cè)試,只能做一些保守的設(shè)計(jì),把冗余盡量放大一點(diǎn),這樣保證芯片是對(duì)的,但性能肯定不行。” 韓銀和說(shuō)。芯片設(shè)計(jì)軟件的研發(fā)難度已然不小,可另外一重尷尬是,雖然全球的集成電路市場(chǎng)有幾千億美元的規(guī)模,但是芯片設(shè)計(jì)軟件的市場(chǎng)不到百億美元,再加上全球市場(chǎng)已被三大公司瓜分,只剩下區(qū)區(qū)不到10%的市場(chǎng),很少有新公司有動(dòng)力去研發(fā)新產(chǎn)品。在過(guò)去的“七五””、“八五”、“九五”三個(gè)五年計(jì)劃中,中國(guó)國(guó)內(nèi)也曾集合了幾百人做了一個(gè)名為“熊貓”的芯片設(shè)計(jì)軟件,但一面世,美國(guó)各大公司便立即降價(jià),將其扼殺在搖籃之中。迄今為止,包括芯片設(shè)計(jì)軟件在內(nèi)的工業(yè)軟件,中國(guó)大多購(gòu)自國(guó)外或依賴于盜版。不過(guò),即使是像陳建利這樣,考慮了先進(jìn)制程,在核心算法上作出了突破,寫(xiě)成了四十多萬(wàn)行代碼的程序,可離推出一款成熟的布局工具還有很長(zhǎng)的路要走。“在學(xué)術(shù)上,我們可以做一些理想化的假設(shè),比如只優(yōu)化兩個(gè)目標(biāo),但要真正做成供大家使用的工具,溫度、功耗等各個(gè)方面都要考慮。” 除此之外,陳建利告訴《知識(shí)分子》,這幾家大公司覆蓋了芯片軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié),形成了一個(gè)全方位的產(chǎn)品線,一個(gè)點(diǎn)工具的突破已經(jīng)很難撼動(dòng)大公司的地位。3人才凋零?陳建利(右二)與合作者在第54屆設(shè)計(jì)自動(dòng)會(huì)議上獲得最佳論文獎(jiǎng),也是該會(huì)議54年來(lái)第一次有中國(guó)大陸學(xué)者獲得該獎(jiǎng)。陳建利和導(dǎo)師朱文興是偶然進(jìn)入芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的,他們所在的福大離散數(shù)學(xué)與理論計(jì)算機(jī)科學(xué)中心,本來(lái)專注于圖論與組合數(shù)學(xué)的純數(shù)學(xué)研究。2006年6月,中心主任范更華從《超大規(guī)模集成電路布圖理論及算法》一書(shū)得到啟發(fā),申請(qǐng)了一個(gè)973項(xiàng)目的課題“大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中的圖論與代數(shù)方法”。自那之后,讀碩士的陳建利與導(dǎo)師一干就是十幾年。起初,外界并不看好他們,進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域需要較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和積累,問(wèn)題本身也極具挑戰(zhàn)。“說(shuō)實(shí)話,我們做這個(gè)太累了,太難了,每天加班加點(diǎn),周末也不休息,對(duì)建利我從來(lái)沒(méi)說(shuō)過(guò)放棄,總是說(shuō)要堅(jiān)持,但其實(shí)我自己也有過(guò)放棄的想法。” 朱文興感嘆道。這中間也有不少人選擇了退出。剛起步時(shí),中心曾用973的經(jīng)費(fèi)派遣一位老師到美國(guó)學(xué)習(xí)芯片設(shè)計(jì),但不想,這位老師最后還是做回了本行。而最近剛畢業(yè)的一位博士,也選擇了一所小學(xué)校,原因是對(duì)方給了高額安家費(fèi)。堅(jiān)持到今天,陳建利可謂“十年苦研無(wú)人問(wèn)”。即使在今天,他的成果已經(jīng)獲得了國(guó)際同行的認(rèn)可,但由于學(xué)校當(dāng)初設(shè)計(jì)獎(jiǎng)勵(lì)制度時(shí)沒(méi)有考慮到這方面的成果,也沒(méi)法獲得學(xué)校獎(jiǎng)勵(lì)。一位本土培養(yǎng)的博士又是本校,十年來(lái)雖然解決了重要問(wèn)題,發(fā)了重頭文章,但文章的數(shù)量總還是少;文章雖已是本領(lǐng)域的頂尖會(huì)議最佳論文,但不是發(fā)表在外界認(rèn)為的名刊Science和Nature。“我覺(jué)得,芯片發(fā)展最缺乏的就是人才。集成電路的研究不一定要放在市中心,它最需要的其實(shí)是人才,但是這方面的待遇好像不是太好。”陳建利告訴《知識(shí)分子》。在這一點(diǎn)上,韓銀和也深有體會(huì),他介紹說(shuō),自己培養(yǎng)的博士生從事集成電路的不到三分之一人,從事學(xué)術(shù)研究的更少,而碩士則基本沒(méi)有繼續(xù)從事集成電路的工作,他們都奔去了紅火的互聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈。“我們國(guó)內(nèi)的人才太少了,有些數(shù)據(jù)說(shuō),Synopsys公司全球員工1萬(wàn)多人,我們國(guó)家做芯片設(shè)計(jì)工具的連工程師加學(xué)生不超過(guò)1000人,這些人還大部分在外企,留在國(guó)內(nèi)公司的不過(guò)三四百人。” 他說(shuō)。產(chǎn)業(yè)凋敝、市場(chǎng)萎縮,就像是一個(gè)無(wú)法阻止的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),直接導(dǎo)致畢業(yè)生需求減少,科研人員流失,人才培養(yǎng)停滯、學(xué)科凋零。如果說(shuō),工業(yè)軟件的缺失是一場(chǎng)災(zāi)難,人才和學(xué)科的瀕死則是釜底抽薪。4轉(zhuǎn)型中的希望尚存中國(guó)的工業(yè)軟件,是否只剩下了繳械投降?工業(yè)軟件某種程度是整個(gè)工業(yè)知識(shí)、先進(jìn)理論和工業(yè)實(shí)踐的具體體現(xiàn),目的是輔助工程師去做設(shè)計(jì)和研發(fā),中國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,落后國(guó)外也屬正常。不過(guò),隨著基礎(chǔ)研究的推進(jìn),新的認(rèn)識(shí)和方法不斷涌現(xiàn),設(shè)計(jì)仿真和模擬的工具軟件也有新陳代謝。“可以說(shuō),新的理論、方法、新的軟件技術(shù)、新的計(jì)算平臺(tái),一切都在革新中,沒(méi)有任何東西是一成不變的,任何人都不可能躺在過(guò)去的功勞簿上睡大覺(jué)而自動(dòng)領(lǐng)先。”任虎說(shuō)。從現(xiàn)實(shí)看,工業(yè)軟件也處于轉(zhuǎn)型的風(fēng)口,變局中蘊(yùn)藏著機(jī)遇。在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,受阿爾法狗(AlphaGo)打敗世界圍棋冠軍的啟發(fā),科研人員正在試著用AI打敗電路設(shè)計(jì)師。國(guó)內(nèi)外的不少研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將人工智能用于芯片的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、架構(gòu)探索和優(yōu)化,并取得了不錯(cuò)的效果。“如果把智能和自動(dòng)化結(jié)合起來(lái),將來(lái)做一個(gè)芯片,可以基于開(kāi)源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)核組合起來(lái),用工具自動(dòng)生成,可能一個(gè)芯片做出來(lái)只要三個(gè)月時(shí)間,而不是過(guò)去的兩年。那傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件是完全做不到的,這里面就有機(jī)會(huì)。” 韓銀和認(rèn)為,開(kāi)源芯片結(jié)合智能化會(huì)帶來(lái)芯片設(shè)計(jì)流程的重構(gòu),必然帶來(lái)工具的變革。在商業(yè)模式上,工業(yè)軟件也將一改過(guò)去的授權(quán),轉(zhuǎn)為云端的服務(wù),由賣(mài)改為租,這都為國(guó)產(chǎn)軟件的崛起提供了機(jī)會(huì)。不過(guò),完全依靠市場(chǎng),可能缺乏足夠動(dòng)力。“這就像波音、空客已經(jīng)壟斷了市場(chǎng),即使是馬云也不敢輕易投資造大飛機(jī)。” 任虎半開(kāi)玩笑地說(shuō),要破局恐怕還得由政府出面加大投入,而且還要選準(zhǔn)團(tuán)隊(duì),投對(duì)人:“國(guó)家投資也是有擔(dān)憂,到底會(huì)不會(huì)有效果,別像光伏一樣出現(xiàn)騙錢(qián)的情況,也別像新能源汽車(chē)一樣出現(xiàn)騙補(bǔ),還是要認(rèn)真看一下,誰(shuí)是在真正做這個(gè)事。”宋智廣了解到,深耕一些細(xì)分的行業(yè),如機(jī)器人,也有成功的可能。他還建議,即使是國(guó)家扶植也要以企業(yè)為主,作出的東西要有市場(chǎng)檢驗(yàn),不能像傳統(tǒng)的項(xiàng)目制,驗(yàn)收通過(guò)就束之高閣。在陳建利看來(lái),大陸可以學(xué)習(xí)臺(tái)灣半導(dǎo)體發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)。他希望:大陸也建立類(lèi)似的集成電路設(shè)計(jì)聯(lián)盟,在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界之間搭一座橋梁,加強(qiáng)交流與合作;國(guó)家應(yīng)該更加重視微電子學(xué)科建設(shè),讓學(xué)校可以教好課,留住人;也可以資助辦一些集成電路方面的競(jìng)賽和暑期班,培養(yǎng)年輕人才。好在一些改變讓人看到了希望。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)CCF為了鼓勵(lì)更多的年輕人從事集成電路方向的研究,從2018年開(kāi)始,設(shè)立CCF集成電路Early Career Award,專門(mén)獎(jiǎng)勵(lì)從事集成電路方向研究、博士畢業(yè)6年以內(nèi)的青年學(xué)者,陳建利是從一大堆國(guó)內(nèi)名校和科研院所候選人脫穎而出的首屆唯一獲獎(jiǎng)人。韓銀和即是推動(dòng)設(shè)立該獎(jiǎng)的CCF容錯(cuò)計(jì)算專業(yè)委員會(huì)的秘書(shū)長(zhǎng)。十年苦研無(wú)人知。如果沒(méi)有這次的中興事件,恐怕少有人關(guān)注芯片背后的核心技術(shù)缺失,也不會(huì)關(guān)注像陳建利這樣非著名高校的土博“青椒”,也不會(huì)知道他所在的芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,長(zhǎng)期處在市場(chǎng)萎縮、投入不足、人才流失、學(xué)科凋零的窘境。有業(yè)內(nèi)人士注意到,與Cadence并駕齊驅(qū)的Synopsys,2016年一年的研發(fā)投入為3.5億美元,相當(dāng)于中國(guó)政府三個(gè)五年計(jì)劃在三維CAD/CAE研發(fā)投入總和的10倍。今年,用陳建利的話來(lái)說(shuō),可能是“人品爆發(fā)”——芯片設(shè)計(jì)頂會(huì)ICCAD共接受了他的多篇論文,并有一篇論文獲得最佳論文提名獎(jiǎng)。不過(guò)眼下他正為招不到合適的學(xué)生發(fā)愁,同時(shí),像許多中國(guó)年輕科研人一樣,為微薄的工資和高昂的房?jī)r(jià)而一籌莫展。制版編輯 | 皮皮魚(yú)更多精彩文章:饒毅:中國(guó)的人類(lèi)基因研究為什么弱?| 核心技術(shù)追問(wèn)李澤湘:核心技術(shù)卡脖子,需要打通產(chǎn)學(xué)研的教育改革▼▼▼點(diǎn)擊“閱讀原文”,直達(dá)知識(shí)分子書(shū)店。