漂洋過海，架起中新“連心橋”
——記天津大學(xué)微電子學(xué)院講席教授楊杰圣

張方方 吳應(yīng)清

楊杰圣（右一）在2023年第15屆國際科學(xué)青年論壇上與包含兩位諾貝爾獎獲得者在內(nèi)的杰出科學(xué)家進(jìn)行學(xué)術(shù)討論

天津生態(tài)城，一座從鹽堿灘上生長出來的綠色新城。

15年蝶變，天津生態(tài)城將綠水青山“高顏值”與經(jīng)濟(jì)發(fā)展“高質(zhì)量”寫在建設(shè)路上，貫徹新發(fā)展理念，融入新發(fā)展格局，繪新景、樹樣板，成長為優(yōu)秀的“探路者”。

作為中國、新加坡兩國政府間重大合作項(xiàng)目，天津生態(tài)城自建設(shè)之初就備受矚目。新加坡科學(xué)院院士、新加坡工程院院士楊杰圣，很早就在關(guān)注中、新兩國的合作進(jìn)程。從2021年起，他更是著力在新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)（以下簡稱“新科大”）與天津生態(tài)城之間搭建橋梁。2023年，他直接來到天津大學(xué)任職，工作重心有了變化，但他促進(jìn)中新合作的目標(biāo)卻堅(jiān)定不移。

“今年是中新天津生態(tài)城項(xiàng)目15周年，這是一個(gè)大日子，我們應(yīng)該在這之前有一些比較大的合作?！睏罱苁フf。

看得遠(yuǎn)才能走得遠(yuǎn)

好奇心是科學(xué)的種子。從小，楊杰圣心里就埋藏著這樣的種子。

“當(dāng)我拆開一個(gè)電子零件，會發(fā)現(xiàn)里面有一些黑黑的東西。小時(shí)候，我好奇它是怎么來的。后來知道那是晶片，又想知道晶片是怎樣設(shè)計(jì)、怎樣生產(chǎn)的，小小的晶片為什么能發(fā)揮那么大的作用?！睏罱苁フf。對電子領(lǐng)域的好奇，驅(qū)動他考進(jìn)南洋理工大學(xué)電子與電氣工程專業(yè)。大四那年，他又選修了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)。

電氣與電子工程學(xué)院是南洋理工大學(xué)的王牌學(xué)院，但在20世紀(jì)90年代初，“集成電路設(shè)計(jì)”并沒有掀起學(xué)習(xí)風(fēng)尚。由于涉及學(xué)科交叉，它被學(xué)生公認(rèn)為學(xué)院最難的專業(yè)，選修者寥寥無幾。在導(dǎo)師的指引下，楊杰圣開始探索低電壓、低功耗、大規(guī)模集成電路建模及設(shè)計(jì)?！澳菚r(shí)候是1993年，大多都在討論集成電路如何更快，很少有人談低壓、低功耗，甚至找不到什么文章可以讀。有時(shí)候會覺得，是不是根本沒人做這個(gè)方向，我們又為什么要去做？”楊杰圣回憶道。迷茫和壓力之下，有的人放棄了，但楊杰圣還在堅(jiān)持。他總是想起導(dǎo)師說：“我們做事情，特別是做科研，要看得遠(yuǎn)一點(diǎn)。一個(gè)現(xiàn)在是冷門的領(lǐng)域，以后可能會變成熱門；有些現(xiàn)在是熱門的，過幾年也可能被淘汰。”

事實(shí)也的確如此，進(jìn)入21世紀(jì)后，人們逐漸認(rèn)識到功耗增加帶來的問題，如芯片溫度增高引起的散熱及電路性能下降等。尤其隨著消費(fèi)電子行業(yè)的不斷發(fā)展，低功耗、高集成成為重要風(fēng)向標(biāo)。楊杰圣很感激導(dǎo)師的教誨，也是從那時(shí)開始，他對科學(xué)的好奇心逐漸落地生根，轉(zhuǎn)變成更為堅(jiān)定的力量，而“看得長遠(yuǎn)”也成為他事業(yè)生涯中思考問題的重要習(xí)慣。

“假如你要問我哪一個(gè)工作我覺得最滿意，我的看法是創(chuàng)建卓越集成電路設(shè)計(jì)中心（VIRTUS）?！睏罱苁フf。

這要從新加坡的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)說起。新加坡早在1968年就涉足半導(dǎo)體行業(yè)，到2009年，已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)，越來越多的國際知名半導(dǎo)體企業(yè)將亞洲總部設(shè)在新加坡。楊杰圣早就觀察到了新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的上升趨勢，他花了5年時(shí)間去倡議半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要與高校聯(lián)合起來。2010年，新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展局投入5200萬新元（約合2.5億元人民幣），與南洋理工大學(xué)共同創(chuàng)建卓越集成電路設(shè)計(jì)中心，致力于發(fā)展成為世界集成電路設(shè)計(jì)中心，為醫(yī)療技術(shù)、清潔技術(shù)及消費(fèi)電子等應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的核心技術(shù)，并開展相關(guān)人才的教育與培養(yǎng)工作。此中心創(chuàng)始主任，由楊杰圣擔(dān)任。

消息一出來，楊杰圣就馬不停蹄地拜訪了多家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。例如，他曾建議聯(lián)發(fā)科技股份有限公司在新加坡投資并擴(kuò)充研發(fā)中心開展集成電路研究；他也誠摯表示，VIRTUS將與工業(yè)界合作，而他們共同培養(yǎng)的復(fù)合型研究生，將成為服務(wù)工業(yè)界的儲備人才。對楊杰圣來說，通過領(lǐng)導(dǎo)交叉學(xué)科研究，特別是產(chǎn)業(yè)合作，為新加坡社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)，是他一以貫之的目標(biāo)。從業(yè)近30年來，他始終與產(chǎn)業(yè)界保持著緊密合作的良好關(guān)系，為法定機(jī)構(gòu)、中小企業(yè)、電子和集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的跨國公司提供專業(yè)咨詢服務(wù)?！捌髽I(yè)給科研經(jīng)費(fèi)，我們來解決企業(yè)遇到的問題；我們培養(yǎng)的學(xué)生參與到這些工作中，有助于提升他們的能力，而他們的表現(xiàn)，企業(yè)看在眼里，也愿意招聘他們?！睏罱苁?qiáng)調(diào)說，“所以，我覺得跟企業(yè)的合作模式非常好?！?/p>

正是在這樣的合作中，楊杰圣意識到跨學(xué)科的重要性?！爱?dāng)今世界的問題，已經(jīng)不是單一學(xué)科就能解決得了的，比如環(huán)境生態(tài)、老齡化等，都需要交叉學(xué)科來解決。”所以，當(dāng)新科大遞過橄欖枝時(shí)，他動心了。

這是新加坡設(shè)立的第四所公立大學(xué)，創(chuàng)校校長托馬斯·馬尼安提教授曾擔(dān)任麻省理工學(xué)院工學(xué)院院長。早在2012年創(chuàng)建之初，新科大就將“跨學(xué)科”注入專業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)院建設(shè)、研究合作等方面，致力于成為東西方科技融會的樞紐。楊杰圣想知道，當(dāng)學(xué)科交叉全面而深入地展開之后，會是什么樣子。2014年加入新科大后，楊杰圣被委任為創(chuàng)始副教務(wù)長，著手創(chuàng)立研究生院和國際合作部。彼時(shí)，新科大已經(jīng)與麻省理工學(xué)院和浙江大學(xué)建立了合作關(guān)系，希望楊杰圣在走馬上任之后能夠爭取到更多的戰(zhàn)略合作伙伴，尤其是美國的常春藤名校。但楊杰圣有不同的想法。他認(rèn)為，作為一所年輕的大學(xué)，新科大應(yīng)該有更開闊的胸懷和視野，在選擇合作伙伴時(shí)應(yīng)該注重東西方文化平衡發(fā)展，“不可以一邊倒”。

“我的原則是，50%的合作伙伴來自美國及歐洲的大學(xué)，剩下50%來自亞洲?！睏罱苁ヌ貏e強(qiáng)調(diào)了合作學(xué)校數(shù)量的選擇。“各個(gè)國家的情況不同，像新加坡只有7所大學(xué)，但中國有2000多所大學(xué)，美國大學(xué)數(shù)量已經(jīng)超過了4000所。那我們就要注意數(shù)量比例，不能說馬來西亞有兩所合作大學(xué)，在中國也只有兩所?！?/p>

楊杰圣的觀點(diǎn)說服了托馬斯·馬尼安提教授。從2014年起，新科大就十分注重與中國高校間的交流合作，到現(xiàn)在，他們已經(jīng)與中國近20所大學(xué)之間搭建起了堅(jiān)實(shí)的文化橋梁。9年來，中國科技事業(yè)的騰飛，中國在世界科技舞臺上的分量舉足輕重，無一不在證明楊杰圣當(dāng)初決定的正確性。“不管是做科研，還是搞合作，都要看得長遠(yuǎn)一點(diǎn)。”他再次強(qiáng)調(diào)說。

生而奮斗就要為社會多作貢獻(xiàn)

中國與新加坡的第一個(gè)政府間合作項(xiàng)目，是始建于1994年的蘇州工業(yè)園區(qū)。近30年間，蘇州、天津、重慶，中新試驗(yàn)田不斷擴(kuò)大，而以南洋理工大學(xué)為代表的新加坡高校更是在其間發(fā)揮了重要作用。楊杰圣認(rèn)為，新科大雖年輕，也應(yīng)該為試驗(yàn)田變示范田貢獻(xiàn)力量，他最先看中的就是天津生態(tài)城項(xiàng)目。為此，他特意聯(lián)絡(luò)到天津生態(tài)城方面，經(jīng)過一番探討后發(fā)現(xiàn)，在與新加坡品牌高校的合作上，確實(shí)還是空白。這令他們都看到了機(jī)遇。

2022年6月，首屆中新天津生態(tài)城經(jīng)濟(jì)論壇上，新科大與天津生態(tài)城簽署了戰(zhàn)略合作諒解備忘錄，計(jì)劃在人文交流、教育培訓(xùn)和科研、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)等領(lǐng)域展開戰(zhàn)略合作，助力生態(tài)城發(fā)展成為領(lǐng)先的低碳、智慧及可持續(xù)發(fā)展的城市，并深化中新兩國在科教領(lǐng)域的合作與交流。這是楊杰圣向天津邁出的第一步。

“但這還不夠，我們還需要在天津跟一所中國的大學(xué)合作?！睏罱苁フf。通過組織會談和相互拜訪，最終，他們與天津大學(xué)達(dá)成一致，并希望推動與天津生態(tài)城三方聯(lián)合，進(jìn)一步拓展科研合作空間。為保障該合作計(jì)劃順利推進(jìn)，楊杰圣在2023年入職天津大學(xué)微電子學(xué)院，按下了新的啟動鍵。

作為世界知名的低功耗射頻/毫米波集成電路設(shè)計(jì)專家，楊杰圣是新科大第一位被授予電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）會士，也是第一位同時(shí)被新加坡國家科學(xué)院和新加坡工程院授予院士稱號的學(xué)者。此外，他還獲評亞太人工智能協(xié)會（AAIA）會士，獲得全球前2%科學(xué)家等多項(xiàng)榮譽(yù)。

對于科研事業(yè)，楊杰圣一直有清晰的規(guī)劃。早在南洋理工大學(xué)任職期間，他就倡導(dǎo)發(fā)起了共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)研究成功（FIRST）產(chǎn)業(yè)研討會。“但在當(dāng)時(shí)，‘I’指的是創(chuàng)新（Innovative）。我沒有想一定要做第一，在21世紀(jì)，我們要多合作創(chuàng)新，對整個(gè)世界作出的貢獻(xiàn)才會更大?！奔尤胄驴拼笾?，楊杰圣將“I”的內(nèi)涵拓展到產(chǎn)業(yè)、工業(yè)（Industrial）上，希望能夠加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。這種理念也體現(xiàn)在他的研究上。在深亞微米級互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝建模和使用寄生混合模式器件領(lǐng)域，他擁有39項(xiàng)專利，其中包括2項(xiàng)世界上最小的集成變壓器、1項(xiàng)世界上最小的60GHz標(biāo)準(zhǔn)集成濾波器；他是Virtus芯片組的主要發(fā)明者，此芯片組完全符合IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)，比藍(lán)牙2.0至少快1000倍，功耗低于300毫瓦，具有載波抑制和超低有害輻射等優(yōu)勢；他還參與發(fā)明了5G無線通信和RF/毫米波IC應(yīng)用的許多新型電路技術(shù)。更重要的是，他所取得的所有專利幾乎都被企業(yè)成功轉(zhuǎn)化，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)過近10年的發(fā)展，F(xiàn)IRST產(chǎn)業(yè)研討會已經(jīng)發(fā)展為半導(dǎo)體行業(yè)盛會，每年有超過1000名業(yè)內(nèi)專業(yè)人士參加。來到天津后，楊杰圣積極推動天津大學(xué)與新加坡高校之間的國際交流與合作。同時(shí)，他也為FIRST產(chǎn)業(yè)研討會賦予了新的關(guān)鍵詞?！疤旖虼髮W(xué)有百多年歷史，在科技創(chuàng)新和企業(yè)合作上都有很深的基礎(chǔ)，但在交叉領(lǐng)域，還有地方可以加強(qiáng)?！睏罱苁ケ硎?，此時(shí)的“I”更多指向?qū)W科交叉（Interdisciplinary）。他由衷地認(rèn)為，新科大打破學(xué)院間壁壘、開展深度交叉合作的經(jīng)驗(yàn)，完全可以根據(jù)天津大學(xué)的發(fā)展需求進(jìn)行個(gè)性化借鑒。

半年來，楊杰圣在天津大學(xué)的學(xué)生培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)正在有序推進(jìn)。在他的標(biāo)準(zhǔn)里，這將是一個(gè)有能力（Ability）、有態(tài)度（Attitude）、有目標(biāo)（Ambitious）、有抱負(fù)（Aspiration）、適應(yīng)力（Adaptability）強(qiáng)的“5A”團(tuán)隊(duì)。作為集成電路科學(xué)與工程交叉學(xué)科建設(shè)的負(fù)責(zé)人，他積極開展研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目，與校內(nèi)外相關(guān)學(xué)科進(jìn)行深度對接與充分研討，共同推進(jìn)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研融合協(xié)同育人；作為芯片微系統(tǒng)建模負(fù)責(zé)人，他與中芯國際合作建立了一個(gè)建模測試中心，以解決器件模型的技術(shù)局限性。而FIRST產(chǎn)業(yè)研討會在天津舉行，也將向世界展示天津集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程，以及天津大學(xué)微電子學(xué)院在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)力。

“隨著5G/6G、電動汽車、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和無人機(jī)的出現(xiàn)，中國必須成為半導(dǎo)體技術(shù)自給自足的領(lǐng)導(dǎo)者。然而，缺乏協(xié)調(diào)和重復(fù)的資源、資金和芯片設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)重影響了北京對芯片主導(dǎo)地位的推動。此外，一些國家對半導(dǎo)體設(shè)備、前沿技術(shù)和先進(jìn)電子設(shè)計(jì)自動化軟件的禁令和制裁使中國更難迎頭趕上。為了克服這些挑戰(zhàn)，中國需要一個(gè)大膽、團(tuán)結(jié)、協(xié)調(diào)良好和變革性的半導(dǎo)體技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃?！痹谛碌奈恼轮?，楊杰圣鄭重寫道。為此，他建議中國開發(fā)世界首個(gè)人工智能和區(qū)塊鏈驅(qū)動的集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺技術(shù)，用于半導(dǎo)體IP、產(chǎn)品和系統(tǒng)的大規(guī)模創(chuàng)新加速和可行的商業(yè)化拓展。

“除了新加坡和東盟，我新的重心是在中國?！睏罱苁フ\懇地說。他生于新加坡，長于新加坡，卻始終關(guān)注著世界科技的發(fā)展。在與天津合作之前，他已經(jīng)在推動中新兩國大學(xué)之間的合作上奔波了20余年，不僅與國內(nèi)多所院校的師生開展教研合作，還培養(yǎng)了來自中國的19名博士生、14名碩士生和34名博士后研究人員，其中許多人成了行業(yè)和學(xué)術(shù)界的杰出代表。此外，他也在積極推進(jìn)中國-東盟在工業(yè)4.0、人工智能和5G/6G技術(shù)方面的合作。

對于天津大學(xué)的新工作，楊杰圣適應(yīng)得很快。接受采訪時(shí)，他剛趕回新加坡。距離天津生態(tài)城項(xiàng)目建設(shè)15周年的日子越來越近了，他想要盡快敲定新科大與天津大學(xué)、天津生態(tài)城三方合作的細(xì)節(jié)。

“全世界都得到了來自中國的很多幫助，因?yàn)橹袊軒砦锩纼r(jià)廉的科技產(chǎn)品。特別是一些發(fā)展中國家，他們沒有這么多錢，卻能享受到這些科技產(chǎn)品帶來的好處。在這方面，中國作出的貢獻(xiàn)是有目共睹、舉足輕重的?！睏罱苁パa(bǔ)充道，“人生也一樣。我的人生目標(biāo)不是為了爭取榮譽(yù)和待遇去奮斗，而是要對社會、對人群有一些貢獻(xiàn)。如果什么都用金錢來衡量，我也不會來天津工作了。”

楊杰圣是一個(gè)熱愛思考的人，也熱愛一切需要思考的事情。有趣的是，他從少年時(shí)代就喜歡中國象棋，甚至還拿到過中學(xué)組的三連冠。在新加坡時(shí)，他喜歡到河邊散步，邊走邊放飛思緒，任它天馬行空?，F(xiàn)在，置身衛(wèi)津河畔的天津大學(xué)，他仍在為了未來而布局，躊躇滿志的樣子，像極了曾經(jīng)那個(gè)對弈棋局的少年。