我們已步入從電芯片到光芯片的過渡時代。

作者 | 甲小姐 木南

過去幾年，芯片產業歷經風風雨雨，一方面作為現代高新技術產業的“食糧”，另一方面作為美國遏制中國經濟發展的工具，始終處于國力博弈的風口浪尖上。

風浪尚無平息的趨勢：

2022年2月4日，美國眾議院通過了長達2912頁的《2022年美國競爭法案》，提出將劃撥520億美元投資和補貼半導體制造行業；緊接著，歐盟委員會于2022年2月8日公布《芯片法案》，擬動用超過430億歐元的公共和私有資金，推動歐盟到2030年可生產全球20%的芯片；2022年3月，美國提出與韓國、中國臺灣、日本組成“芯片四方聯盟”的構想，并計劃于8月召開會議——從芯片版圖看，美國強在設備與設計，韓國強在制造與設計，日本強在零部件和材料，中國臺灣強在代工和封測，此聯盟名義上是“加強芯片行業合作、抗衡大陸芯片產業的崛起”，實則就是對中國大陸進行芯片封鎖。

在多數人的認知中，“芯片戰爭”始于2018年開始持續至今的中美貿易摩擦，而對于芯片行業資深從業者而言，這已是拉鋸了近二十載的辛酸史。

今天的主角何進是其中一員。

2001年，已經是北大副教授的何進作為訪問學者前往美國加州大學伯克利分校展開工作。

在美四年，何進戰績累累——他是半導體器件、電路模擬和模型工程ULTRA創立者；國際集成電路界工業標準CMOS模型BSIM4.3.0主要研發者；BSIM5首席研究者，模型手冊第一作者；國際主要半導體公司IBM、Intel、AMD等采用和驗證的BSIMDG模型主要研究人員之一，有關成果以高質量綜述文章發表，被廣泛稱為“何氏模型”，是全世界四個典型代表模型之一……

2005年，結束深造的何進選擇回國。離開之際，何進受到其導師胡正明教授（注：胡正明為美國國家工程院院士、中國科學院外籍院士，2015年獲得美國國家技術創新獎；2020年獲IEEE榮譽獎章）實驗室及幾家美國大企業高薪挽留，但何進還是選擇了回國?！澳菚r候，國內還很缺乏集成電路領域的原始技術創新。我在美國的學習和工作經歷，在國內正有用武之地?！焙芜M說。

然而，一腔熱血歸國報國的理想卻并非一帆風順。

2003年，中芯國際被臺積電和北美子公司以“IP侵權”為由一紙訴狀告上法庭，并被要求賠償10億美元（2003年中芯收入僅3.6億美元），賠不起的后果，就是此后六年的拉扯和被迫簽訂的屈辱協議：臺積電先后對中芯國際發起四次訴訟，最終，2009年11月，美國加州聯邦地方法院判決中芯國際敗訴，需額外賠償2億美元和10%的股份——面對臺積電的強勢，中芯國際經歷了被起訴、賠款、再遭起訴、反訴、敗訴、賠款，最后創始人張汝京被迫出走，臺積電還成了中芯國際股東，可謂完敗。

此后，國外企業屢次以“IP侵權”為由打壓中國芯片企業，隨之而來的，便是中國芯片產業所集體性遭遇的漫長“卡脖子”之路。

中國芯片究竟該如何突圍？歸國十七載，何進一直在摸索。如今，擔任北京大學信息科學技術學院教授、北京大學深圳系統芯片設計重點實驗室主任的何進，選擇了一條他認為正確的道路。

一方面，是產業賦能平臺的系統性打造。“超芯工程”是一項依托北京大學深圳系統芯片設計重點實驗室資源而開展的芯片工程，何進擔任首席科學家。該工程是一個“強基補鏈”的工程，共3個板塊，包含“少年中國芯”“超級中國芯”和“數智中國芯”；以人才、技術、資本和產業聚集為抓手，打造芯片全產業鏈全生命周期的創新賦能平臺，營造強大協同創新共同體，旨在讓中國芯片企業家“芯”強起來。

另一方面，是科研的持續發力。何進告訴「甲子光年」，整個芯片行業正在邁進一個全新的光芯片時代?！敖裉?，我們已經在光纖傳輸中發現了光子用于信息載體的偉大能力，如果未來芯片系統內部都用光子來傳輸和處理信息，這是多么激動人心的時刻，還能想出比光更快、更好的介質嗎？沒有。”何進表示，“北大作為主導力量，開啟了從電芯片到光芯片的過渡時代?！?/span>

本期，甲小姐對話北京大學信息科學技術學院教授，北京大學深圳系統芯片設計重點實驗室主任何進，談談中國芯片產業的困局與曙光，以及何進心中關于芯片的堅定信念——從電芯片到光芯片的跨時代征程。

1.談困局：“在核心技術上全部突破還需8-10年，全部滿足市場需求也許需要更長時間”

甲小姐：你曾說，中國芯片產業真正被“卡脖子”可以追溯到2003年，至今已有近20年時間。講講中間都發生了什么？

何進：2003年，上海中芯國際被臺積電以IP侵權為由告上法庭，最終賠償臺積電近2億美元，并與臺積電簽訂屈辱協議，向臺積電出讓10%的股份——這是一個行業外鮮有人知曉的歷史性事件，開啟了國外企業以“IP侵權”為由打壓中國芯片企業的慣用動作。

2016年，中興通訊被美國指控，此后，國外對中國芯片產業“卡脖子”達到一個小高峰；2017年，福建晉江計劃與臺灣聯電合作增設一條存儲芯片產線，成立了福建晉華，項目一期投資達370億元，但此后中美貿易摩擦加劇，國外開始“圍剿”中國芯片產業，2018年，福建晉華被美國美光公司以IP侵權為由告上法庭，被迫全線停產；2019年，華為海思被國外“尋機”制裁，后果更為嚴重……無論當下及未來，這種事依然會繼續上演。

甲小姐：華為是中國第一個在芯片圍剿中有實力“正面硬剛”的企業嗎？

何進：是的，中芯國際與中興通訊均認罰賠錢或賠了股份，華為沒有——但華為的代價是，去年產值劇降近1/3，并且今年產值可能還會進一步下降。

甲小姐：我們面對芯片“卡脖子”存在更好的突圍辦法嗎？

何進：其實我們不是沒有應對方法，只是有一些事情，懂得應對方法的人可能不在當前的話語權體系中。

甲小姐：你說的話語權體系是指？

何進：首先，中國在全球芯片產業格局中是沒有話語權的；另一方面，中國科學院外籍院士、國際著名芯片專家、耶魯大學馬佐平教授在國內外講話中多次指出：有國際視野和熟悉規則的海歸人才大多不在決策的關鍵位置上。

甲小姐：但近幾年國家從政策到資金層面都大力支持中國芯片產業，回顧2018-2022這幾年，中國芯片產業有實質性好轉嗎？

何進：過去幾年，國內芯片設計領域由于國家政策紅利及產業需求爆發，進步較快。華為海思、紫光展銳、匯頂等設計公司市場份額都在擴展，但進步主要集中在中低端芯片的應用層面，設備和原材料等核心技術并沒有太多突破。

例如，中芯國際在亦莊布署的12英寸晶圓產線，正在驗證一些新技術。但國內已經做過驗證，能夠量產，在科創板上市且在國際范圍內技術領先的企業還很少。北大校友尹志堯創辦的上海中微半導體是代表之一，他們自研的刻蝕機已經突破5nm。

總的來看，國家出了錢，大基金也愿意向中芯國際等企業投入資源驗證新的設備和材料，但僅僅是驗證，還沒有大規模應用。

甲小姐：難以大規模應用的原因是？

何進：產業條件不成熟。驗證新設備與材料非?；ㄙM功夫和時間，且無法保證良率。芯片生產的第一要義是保證良率。良率不上去，就沒法繼續下去。所以驗證新設備與材料可能面臨整條生產線停擺的風險，一般企業不愿意冒這個險。

甲小姐：技術實力和產業條件有點像“先有雞還是先有蛋”的難題，過去的糾葛有點像“貧賤夫妻百事哀”——當中國本土設計廠商與代工廠商同樣困頓的時候，僅靠互相扶持，難以突出西方的封鎖重圍。而近幾年，國家在政策、資金等方面的投入力度非常大，學術和市場端也互動頻繁，甚至從大眾認知角度，芯片也已經成為普通人心中的重中之重，這些外力的加持，會讓如今整個產業的士氣有改觀嗎？

何進：客觀地講，各級政府戰略上的重視，政策資源上的投入，社會資本的入場，特別是科創板的開啟，對國內芯片的技術突破、產業鏈發展、從業人員待遇的改善和民眾士氣激發等方面，已經發揮了巨大作用，國內全產業鏈已有布局與發展。但是，因為我們基礎差，“缺課”多，在核心技術上全部突破還需8-10年，全部滿足市場需求也許需要更長時間。

2.談生態：“光是技術突破，產業鏈上沒有支持，企業也會死掉”

甲小姐：中國芯片產業要解決的不是一個單點問題，而是中國芯片生態的整體升級。你覺得中國芯片產業真正走向強大的路徑是“自上而下”還是“自下而上”？

何進：最理想的狀況是雙向結合，我們現在需要上面的支持，但路徑太長，有時候一些負責領導換了，很多事情也許會變。我個人更擅長自下而上推動產業，這也是我從市場端發起“超級中國芯”工程的原因。

甲小姐：每個產業有其內生規律，發展的路徑也有所不同，芯片產業崛起的過程是更適合集萬家之力“星火燎原”？還是更適合龍頭來“高舉高打”？

何進：中國現在有星星之火，但難以燎原，因為缺乏助燃劑，比如高端人才、公共服務平臺、鏈接產業鏈各個節點的資源等儲備不足。

甲小姐：打個比方，把芯片產業鏈的突圍比作修建一個新公路體系，既需要有人做大動脈，也需要有人去做國道、省道甚至村口的羊腸小道?，F在做“大動脈”的是誰？

何進：大動脈要靠兩股力量：一股是2000年以后回國的海歸，他們有很多市場力量，并且已經有一些成果，例如科創板上市的中微半導體、芯原股份、合肥長鑫等，當然他們也有政府的投資；另一股是純粹的國家力量。但相比一些純粹依賴政策扶持的企業，我更看好市場表現好的創業公司。

甲小姐：目前國內很多初創芯片企業在理念和路徑上并不團結，甚至從技術路徑上互相都不太看得上，人才流向也比較分散，你對此有何看法？

何進：現在大家都小而不全、各自為戰——全部都覺得自己牛，但在真正懂行的人面前，這種打法很無力。以我比較熟悉的EDA（電子設計自動化，Electronic design automation）為例，國內做EDA的企業高達二十多家，但國際上僅有三巨頭。我們也許不應該這么分散發力，反而并購、整合可能才能更好地發展。現在超芯工程不只是一個教授的情懷，我們也在匯聚資本的力量，希望能在市場中有更多話語權。

甲小姐：芯片產業是否可以借鑒中國高鐵模式，由國家高舉高打，統領全局？

何進：芯片產業比高鐵更宏大。二者的不同在于，高鐵的建設也許賠得起，但芯片產業賠不起。芯片產業鏈的長度、技術更新周期、市場規模都遠超高鐵。發展芯片產業需要太多錢，需要有人全線出擊，包括材料、設備、EDA、封測；材料又分為很多層次，包括裸晶圓、貴金屬、靶材、化學試劑等，鏈條太長。所以即便大基金會有選擇性地投資一些公司，但很難布局整個產業鏈。

甲小姐：有人講，我們兩彈一星都搞出來了，為什么搞不定芯片？

何進：不同在于，“兩彈一星”是“有”和“無”的問題，我們搞出了兩彈一星，相關技術就會有進步；但芯片產業鏈上每一個環節不僅是“有”和“無”的問題，而是要參加市場競爭。芯片產業每3-4個月，就會有一次產品更新，技術更新周期非常短。

甲小姐：有一個段子，2011年新上任的紐約州州長Andrew Cuomo力主搞了個大政績，Cuomo成功邀到芯片五強（IBM、英特爾、格芯、臺積電和三星）在紐約州大幅度研發下一代芯片技術，大家表態投資44億美元推進450mm技術，這就是全球450聯盟（G450C）。這個聯盟極有實力也有政府補貼，然而所有的合作都沒有使450mm成功。芯片產業的發展似乎很難靠單個角色力挽狂瀾？

何進：的確，450mm技術（即18英寸晶圓）在當時有很大雄心，但市場不支撐，現在大家幾乎確定18英寸晶圓不會出現，已經放棄了。光是技術突破，產業鏈上沒有支持，企業也會死掉。

甲小姐：目前，各地十四五規劃基本把人工智能、半導體列為重點產業，但有人認為，芯片投資過熱，聚集了過多資源，而新能源、新材料等產業其實理應受到同樣的關注。你認為芯片產業是否存在過度強調的問題？

何進：毫無疑問，肯定存在。發展芯片需要因地制宜，很多地方不具備建設芯片產線的條件，不應該卷入大規模的投資中去。但在應用層面，可以適當做一些輕資產投資。例如，你們甲子光年所布局的蘇州很適合發展EDA，環境優美，并且有足夠的經濟實力留住人才。

甲小姐：地方政府的工作現在很有挑戰性——他們必須跟隨新的科技產業浪潮，去學芯片、人工智能、區塊鏈，但又要去甄別判斷哪家靠譜，這很考驗研判能力。

何進：確實不容易，“騙子”太多了，大潮之中，泥沙俱下，有黃金也有沙土。之前我們一個實驗室主任現在在某街道辦當主任，前段時間打電話跟我說他們正在組織學習芯片，但很難學，抓不到重點，有些概念學得似是而非。

甲小姐：你曾說美國之所以強大，是因為它的產學研無縫對接，而中國的產業界和學術界互動很少，缺少有綜合能力的復合型人才，現在還這么認為嗎？

何進：我們的產學研融合始終做得不好，沒有形成機制。我們缺乏這方面的人才規劃，很多地方的政策制定者中雖然不乏令人尊敬的老前輩，但他們的發言和專業人事相比，往往可能失之毫厘謬以千里。

甲小姐：把產學研融合落到實處需要哪些條件？

何進：產學研融合的落地涉及到一些項目評審環節，但中國是人情社會，很難落到實處。在美國一些芯片項目的研討會上，官員往往坐在最后一排，靜靜聽專家發言、討論。美國的評審環節往往是圍著學術界、產業界的專家轉。某個項目被批準與否，官方層面不直接參與，他們只負責資源分配。另外，美國有很好的監督機制。美國大部分芯片研發項目的資金不來自政府預算，而來自SRC（Semiconductor Research Corporation，半導體研究公司）。SRC是由IBM、Intel、TI等芯片巨頭出錢組建的基金管理公司。SRC投資這些項目后，他們成員公司會派出技術專家作為項目顧問監督項目進展。第一年投完后，他們會根據項目發展情況判斷是否繼續投，但國內主要靠政府投錢。

甲小姐：SRC模式我們可以借鑒嗎？

何進：中國芯片產業完全可以采用美國的SRC模式。例如，可以設立一個第三方基金公司，華為、中芯國際、中興通訊等產業公司投一部分；政府、社會資本、社會捐贈等來源予以配合，我相信中國政府可以比美國政府做得更好。

3.談使命：“以人才和應用為支撐，賦能芯片產業”

甲小姐：假設在話語權、機制制度等方面的軟實力已經沒有問題，是否存在一個完整的解決方案來進行芯片產業硬實力的系統性突圍？

何進：“超芯工程”是一個依托北京大學深圳系統芯片設計重點實驗室資源而開展的一項芯片工程，目前由我擔任首席科學家。這個工程從市場端、技術端、人才端切入，賦能芯片產業，我認為是一個可以嘗試的解決方案。

超芯工程是一個“強基補鏈”工程，包含四個關鍵詞：連接、賦能、生態鏈、共同體；以人才、技術、資本和產業聚集為抓手，打造芯片全產業鏈全生命周期的創新賦能平臺，營造強大協同創新共同體。我們希望通過超芯工程讓中國芯片企業家“芯”強起來。

甲小姐：你認為對于整個中國芯片產業而言，超芯工程是一個相對自洽且完備的突破路徑？

何進：廣義上看，“超芯工程”共3個板塊，包含“少年中國芯”“超級中國芯”和“數智中國芯”；狹義上看，它是以人才和產業應用為支撐，從人才培養，到產業鏈自身壯大，再到芯片產品的應用，全面賦能產業。

例如，“數智中國芯”是面向傳統經濟向數字經濟轉型的戰場，能夠以芯片和人工智能為核心的新一代信息技術，對傳統產業轉型賦能，讓芯片的技術突破找到用武之地。然而，大部分芯片公司自己沒有這個能力，首先在產業鏈里面就突破不了，更不用說在應用層面去拓展。

因此，“超芯工程”的“超”有兩大內涵，一是產業鏈本身的突破，二是接受市場的考驗，滿足市場需求，讓國內芯片企業自己能夠壯大。

另外，最關鍵的一條是創新人才。鏈接全球芯片領域院士、創新人才、教授、博士、工程師等全球頂尖的芯片產業人才，這件事是我們能做，別人也許不容易做到的。

甲小姐：現在你同時進行著幾大工程，你的精力如何分配？

何進：“少年中國芯”的內容、模式、進化路徑已經很清晰了，不久之后我會逐漸放手交給團隊去做，把更多精力放在“超級中國芯”，關注芯片本身，應用層面不會刻意為之。

甲小姐：現階段，你認為自己是一個布道者，還是一個科學家或架構師？

何進：我更多是架構師和科學家的角色。我的經歷是很難被復制的，這讓我有一種使命感，希望把我的經驗貢獻出來，幫助芯片產業更好地發展。

4.談人才：“缺口太大了，芯片產業的人才問題不是現有大學教育能夠解決的”

甲小姐：在“少年中國芯”工程里，你提出“十年樹芯，百年樹人”概念，“十年樹芯”，為什么是十年？

何進：“少年中國芯”從小學三年級開始培養，10年之后他們20歲，會陸續進入一個人生新階段：可能作為創新人才繼續深造，也可能成為產業工人。

甲小姐：芯片人才的缺口很大，高校、企業、職業教育都需要培養人才，你為什么選擇從中小學抓起？

何進：一方面，因為缺口太大了，芯片的人才問題不是現有大學教育能夠解決的；另一方面，二三十年之后，人們對芯片的使用會像今天使用燈泡一樣普遍。因此，需要進行全民科普教育。

甲小姐：我國芯片人才的缺口有多大？

何進：今年，國內整個芯片產業人才缺口有30萬人之多；未來3-5年內，隨著數字經濟的發展和國內近50條芯片產線逐漸投產、量產，人才缺口還會急劇擴大。

我曾提出過芯片人才培養的“十萬分之一”理論：從小學三年級開始培養，10年后，我希望約有3-4億人成為“芯公民”；約有3000-4000萬人成為“芯工人”，他們相對芯公民會掌握更多知識；約300-400萬人成為芯片工程師，擁有一定專業技能；約30-40萬人會成為華為、中興通訊、中芯國際等芯片企業的創新研發人員；約3-4萬人成為高?；蜓芯克难邪l人員；約3000-4000人能夠真正成為原創芯片技術的發明者和創立者，甚至希望能走出諾貝爾獎或國家科技獎得主——這就是“少年中國芯”工程的內容與意義。

國內芯片核心技術全面發展不是一蹴而就的，需要一代人、兩代人的共同努力；芯片人才的培養不能只看現在，必須有培養“接班人”的長期主義。

甲小姐：之前有消息傳出，新東方將涉獵芯片教育領域。你怎么看待跨界芯片教育的現象？

何進：在這個領域，跨界加入是很難真正做出成果的。新東方目前拉了一個芯片人才培養的群，我有一些非常熟悉的好朋友都在群里，至少到目前我還沒有看到真正意義上的進展。

甲小姐：孫家棟先生為“少年中國芯”做了題詞——“兩彈一星夢，少年中國芯”，兩彈一星元勛的題詞對你來講意味著什么？

何進：一方面，我們的工作得到了老一輩科學家的肯定，另一方面，也寄托了前輩的殷切希望，讓我更有前進的動力，也希望少年中國芯能夠繼承“兩彈一星”的某些精神。

5.談未來：“芯片將成為國家核心競爭力之一，是一個具有戰略性、基礎性和先導性的產業”

甲小姐：今年，美國和歐洲相繼出臺芯片相關法案。美國眾議院通過了長達2912頁的《2022 年美國競爭法案》，其中包含將劃撥520億美元投資和補貼半導體制造行業，歐盟緊跟美國公布《芯片法案》，計劃向新一代芯片工廠投資430億歐元，以提升歐盟在全球芯片生產的份額。為什么歐美都選擇在這個時間點加速踩下芯片產業的油門？

何進：過去，大家認為芯片和其他產業一樣，只是個產業而已。直到人類逐漸從信息時代進入智能時代，我們對人體和太空的探索會催生很多新的業態、模式以及生活方式，這一切的實現都要依靠芯片的突破，芯片是不會過時的產業。大家現在猛然發現，芯片將成為國家核心競爭力之一，是一個具有戰略性、基礎性和先導性的產業。

甲小姐：這些法案會對未來5年全球芯片產業格局產生哪些影響？

何進：未來5年的形勢非常嚴峻。美國已經在頂層設計層面意識到了芯片技術的重要性，Intel等頭部企業會跟隨政策不停加大投入，他們的技術進步會更快；另外，美國會想辦法讓核心技術逐漸向美國集中；歐洲雖然仍在拼命掙扎，加大投入，但歐洲基本掀不起風浪了。

未來，全球芯片產業可能會形成兩個中心，一邊是以美國為首的西方陣營，以原創技術為優勢；另一邊，中國有可能借助自身統一大市場的背景，逐漸打開市場需求，加上政策支持，成為芯片產業在東方的中心。不過，原創技術和人才方面，中國依然要靠自己。

甲小姐：過去三年，美國的疫情治理頻遭打臉，經濟狀況也不景氣，美國國務卿曾在前不久一次演講中釋放信號，稱美國已經認識到不可能對中國采取完全對立的態度。未來中美關系是否會因此有所緩和？

何進：很難緩和。美國已經是一個民粹的社會?，F在美國對華友好的一些民間專家或曾經在硅谷促進中美技術交流的人是不敢發言的，我有一些在硅谷的朋友連論壇也不敢參加。美國國內現在的氣氛讓我們這些曾經在那里生活過幾年的人都感覺到，我們過去認識的那個美國恐怕很難再回來了。

同時，美國確實離不開中國，但他們希望最大程度地擺脫中國。中美之間的競爭是多方面的——首先，是社會制度和意識形態的競爭；其次，中國5000年連續不斷的文明形成了強大的文化凝聚力，巨大的人口體量、豐富的物產資源以及960萬平方公里的國土面積都讓美國感到陌生。所以，美國會在戰術和戰略層面全方位圍堵中國，不會讓中國有可乘之機。

甲小姐：現在一些海歸科學家朋友確實比較困惑，他們很難證明自己的立場。而另一方面，政府也很需要專家，目前各級、各地政府都在尋找科技創新和經濟發展之間的最優解。你和政府之間有正常的對話通道嗎？

何進：政府一些領導私下會征求我們的意見，但這些意見究竟能起多大作用很難說。一些政府官員個人層面會認可我們，但他們所處的環境決定了有些事不是個人能夠做主的。

甲小姐：此時此刻，你對中國未來相關政策制定有哪些建議？

何進：人才是第一位，要用好現有的人才。加大人才培養力度、確保未來的人才增量固然重要，但我們現有的人才也應該好好用，例如海歸人才及港澳臺同胞。

臺灣部分同胞從上世紀60年代初開始一直在美國留學，有一大批非常熟悉芯片產業的人才。目前，在北京、長三角、珠三角地區從事芯片產業的臺灣同胞大概有五六千人之多，但政策缺乏有效引導；另外，香港有5所研究型大學，澳門大學也和復旦大學共同設立了“超大規模集成電路國家重點實驗室”，培養了很多人，也發布了很多創新成果。

甲小姐：“超級中國芯”工程將如何找到自己的位置？

何進：超級中國芯更像一個共同體，而不是單純的某個企業或聯盟。我希望隨著它的自然發展，能夠逐漸和地方政府建立聯系，將我們的能量向上層層傳導，從區級政府到市級政府再到省級政府，甚至中央政府。但目前，我還是處廟堂之遠。在未來，我相信如果市場和政府兩股力量能夠向著一個目標，相互結合，產業就會加速發展?，F在世界科技的發展趨勢和中國社會的人心所向，都讓我相信，這條路徑能夠部分走向成功。

6.談認知：“人類正在以前所未有的速度引爆光子時代”

甲小姐：讓我們暫時拋開當下的難題看看更長遠的未來。人類文明已從信息時代邁入智能時代，面向未來，芯片行業會迎來的下一個重大時刻是什么？

何進：目前，北大作為主導力量，開啟了從電芯片到光芯片的過渡時代。

電芯片無法解決信息時代和智能時代的兩大痛點——首先是存儲和處理信息的速度、帶寬及峰值的上傳和下載問題，其次是耗能問題。

宇宙中，我們還沒有任何理論證明有比光子傳輸更快的介質。用光作為傳輸信息的介質，就能夠解決速度、帶寬和峰值問題。

另外，光子的靜止質量為0，由愛因斯坦提出的質能方程（E=mc2，E代表能量，m代表質量，c代表光速）可知，理論上，光子傳輸信息的耗能為0，而電子有靜止質量，在傳輸信息時會相互碰撞，發生電子耗散，導致耗能。所以，人類進入低功耗時代以及能源危機的解決一定要靠光子。

今天，我們已經在光纖傳輸中發現了光子用于信息載體的偉大能力，如果未來芯片系統內部都用光子來傳輸和處理信息，這是多么激動人心的時刻，還能想出比光更快、更好的介質嗎？沒有。

甲小姐：我近幾年也偶爾聽到“光芯片”概念，但光芯片性能更好的同時，也涉及到對原有芯片生態重塑的問題。半導體制造是個牽一發動全身的生意，每一代技術與前一代相比，并非是平滑的升級，而是連同材料、設備、工藝等一眾產業鏈上下游共同參與的驚險迭代。換句話說，光芯片有沒有可能贏得了技術，卻贏不了產業規則？

何進：不會。光芯片一定是在原有電芯片的產業基礎上逐步過渡的，而不是絕對拋棄電芯片。未來，光芯片的設備、技術路線等還是會借用電芯片，但會逐漸增加一些光的東西。比如，信號在進入和輸出某個系統時，均需轉換為電信號傳輸，兩端需要電芯片；但芯片內部及電信號輸出后的傳輸則需要光芯片——二者不是替代關系，而是相互增強。

甲小姐：如果用互聯網的時間軸做類比，電芯片作為互聯網的PC時代，光芯片作為移動互聯網時代，目前的光芯片處于哪一年？

何進：光芯片還沒到元年。光是很古老的存在，人類誕生以來就受惠于光。但目前，很多人對光的認識都屬于經典光學范疇。經典光學時代，人們對光的認識一直是粒子光學到波動光學再到粒子光學的反復；量子力學誕生后，人類進入現代光學時代；目前，我們正在進入嶄新的微納光學時代。

甲小姐：在經典光學、現代光學以及微納光學中，人類對光的認識發生了哪些變化？

何進：現在量子技術面臨三大瓶頸：光量子的溫度性、穩定性很差，壽命很短。只有接近絕對零度時才會產生好的量子，否則壽命都很短，且相干性差。過去我們都認為，由于衍射現象，光的極限無法改變。實際上，現在微納光學已經慢慢突破衍射的極限，尋找優質光源變得越發重要。

目前，大科學裝置絕大部分都在尋找新的光源。現在北京懷柔、上海張江、深圳光明科學城等地，在建的設備有60%都跟新光源有關。新的光源需要具備兩種特質：高能級且超穩定。衛星、宇宙飛船、星際互聯等的實現都需要光量子技術，其最終能夠穩定實現，需要依靠光源的突破。

甲小姐：或許，未來我們需要一位能夠愛因斯坦式的人物來推動光時代的到來？

何進：可以這么理解。人類正在以前所未有的速度引爆光子時代。未來，我們真正進入智能時代，要靠集成光路。

甲小姐：這最可能是哪個國家的機會？

何進：對光的突破性研究，重點不在美國，而在德國。中國現在也有一些機會，我們有一定人才儲備，而且政府層面真的愿意干點事。

過去兩年間，香港城大朱世德教授和北大王新軍教授兩個小組先后就光芯片GPU、CPU科研，在Nature發表了兩篇重磅論文。盡管只是集成光路的初步demo，但北大一系列畢業生的光芯片創業公司已經走向市場，例如埃爾法光電，靈明光子等，他們已經建立了一個個產值過億的光芯片公司，這些都是非常好的突破。

甲小姐：光芯片有可能成為國產芯片突破國外封鎖的一把“利刃”嗎？

何進：“利刃”談不上，但至少有可能實現同步發展。

目前中國在研發層面和國外各有千秋，但應用層面還有差距，IBM、Intel等頭部企業研發的光芯片已經有一些模塊開始應用。而中國在模塊數量和帶寬方面還存在不足，比如英特爾的800Gb/s技術已經實現應用，中國還處于400Gb/s，所以芯片本身的集成度不如國外。

中國電芯片技術和國外存在4-5代的差距，但光芯片在全球范圍內還處在研發階段，尚未大規模應用，并未形成代際差異——因此，依托中國自身龐大的應用終端和獨一無二的統一大市場，我們將來有可能在光芯片的產業應用上，和國外實現同步。

智能時代有四個技術支撐——算力、存儲、傳輸、傳感。目前光芯片在傳輸和傳感上剛剛開始應用，在計算和存儲上面還處在研發階段。我們研發層面的深度和廣度可能還不如國外，但是應用層面，我們的技術研發一旦出來后就能夠很快被采用，比如現在各種短距傳輸線，像埃爾法光電做的類似光纖的傳輸線，兩頭都是光芯片的光電轉換器，現在國外還沒有大規模應用，但國內已經開始大規模推廣。

因此，國內在信息基礎設施建設和新的IT技術建設層面，我們有更大的市場需求和更多擁抱新技術生態的熱情，所以我們的應用生態比國外好一些，有可能利用應用生態優勢在光芯片領域形成一定的優勢。

總的來說，電芯片時代是用原創技術去找市場，光芯片則是市場爆發需求，反過來研發原創技術來滿足需求，從這個角度來說，智能時代，我們有新的業態，新的需求，中國比全世界任何國家都有更多的人愿意擁抱新技術。