人物小传

  王阳元，1935年1月生于宁波，1958年毕业于北京大学物理系，同年留校任教。曾任北京大学微电子学研究院院长，微电子学系主任；现任北京大学微电子研究院首席科学家。

  1975年主持研究成功3种类型1024位MOS动态随机存储器，继而开展了多晶硅薄膜物理和MOS绝缘层物理的系统研究工作，在国际上提出了多晶硅薄膜氧化动力学的“应力增强氧化”模型、特征参量和应用方程。他先后与北大多名教授合作，提出了MOS绝缘层中可动离子输运和分布的新计算方法及测量方法，在国际上首次完成独立测量MOS绝缘层3个基本参量的方法研究。1983年在北大相继创建了SOI器件研究室和主持建设了国家级微米／纳米加工技术重点实验室。1986年至1993年，任全国ICCAD专家委员会主任、ICCAT专家委员会主任和全国集成电路产品开发专家委员会主任期间，领导研制成功了我国第一个大型集成化的ICCAD系统，使我国继美国、日本、欧共体之后进入了能够自行开发大型ICCAD工具的先进国家行列。

  因其才能被集体需要，同时又能不辜负这需要，这样的人生自有一种坦荡、创新的幸福。在王阳元院士身上，记者真切地感觉到了这种幸福。“国家需要的就是我应该做的，我所做的就是国家需要的。”王阳元如是说。抱持这样的信念，王阳元从年少时一路奋进。那千锤百炼的过程，也使他对人生有了独特的体悟，锻造出宁静致远、光华内蕴的精神世界。

立大志与守本分

  “你可以对经济、对文学很有兴趣，但这只是兴趣而已。你是科学家，本分还是做好学术研究，一个人一辈子都要守住本分。”

  关于成长，王阳元有一个常被提及的小故事。在浙江宁波中学读书的时候，语文课上，王阳元交了一篇全班轰动的作文，题目是《未来的科学家————宇耕在成长》。“宇耕”就是王阳元给自己起的名字，意思是“宇宙的耕耘者”。对于10余岁的少年来说，这样的志向的确有些令人吃惊。“但是老师在课堂上表扬了我，说‘同学能有这样的想法，不是很好吗’！老师没有说我狂妄，这一点对我影响很大。”王阳元笑着说，其实那时候并没有想太多，只是因为自己物理学得好一些。但有了老师的鼓励，科学家的梦想似乎变得更加真切。

  1953年，面临高考的王阳元开始将理想转化为行动，按照自己拿手科目的排序报了3个志愿：北大物理系、北大数学系、北大化学系。他顺利地被第一志愿录取。毕业时，王阳元接受分配留校从事半导体学科的科研与教学，从此展开了真正的科学人生。

  “我非常幸运，就读的小学、中学和大学都是百年名校。尤其是中学，对人生观的形成非常重要。”学校的老师们亲身经历过旧中国深重的苦难，他们对于国家自强、民族自立的渴望和热情，也传递给了少年王阳元。“人的一生这么短暂，要怎么度过？那时候起，我就决心要做一个对社会对人民有用的人。”

  “做一个对祖国、对人民有贡献的科学家”，自从确定了这个志向，为之付出努力就成了王阳元认定的“本分”：那是无论何时都应尽到的义务，也是无论何种情况都要坚持的根本。几十年过去了，王阳元从未离开过北大，也从未放弃过他的科学理想，他守住了年少的志愿，一步步将它变成现实。

  从1958年留校起，王阳元就开始思考一个问题：选择什么样的课题才能对国家微电子产业的发展有更大的贡献呢？那时候，集成电路刚刚被发明出来，微电子学的社会价值还几乎没有得到体现。随后的“文革”，更使研究资料的获取变得十分困难。“我们自己组织了个课题组，有五六个人，我是组长。就奔着对产业发展、国家需要最有用这个目标，通过调查研究选课题。”王阳元说，“文革”期间包括他在内的一批科研人员被集中在北京郊区昌平，反倒使他们的科研计划有了充足的时间和人力。

  “经过近半年时间的调查研究和10多次专业讨论，我们决定研制硅栅N沟道1024位MOS随机存储器。当时的领导班子拍板同意后，就动员大家一起做。刚开始的时候有30多个人参加，后来发展到60多个人，其他专业的科研人员也加入进来帮助我们。”王阳元感慨地说，“这件事最终能做好，靠的是集体的力量。”经过8年的艰苦努力，我国第一块1024位MOS动态随机存储器诞生了，它比Intel公司同类产品的研发成功只晚了4年，获得1978年全国科学大会奖。这一成果后来被他们无偿转给了20多个单位，北京大学微电子所也因此一直被认为是硅栅N沟道技术的主要发源地和开拓者。

  在那个非常时期，这样的成就来之何其不易！科研设备极端匮乏，研究资料仅限于在公开刊物发表的部分。同时，艰苦的科研条件也考验着课题组成员的热情和信心。“胜利往往产生于再坚持一下的努力之中，跑400米最累的是在200米左右的地方，你挺住了，就能坚持到底。”王阳元对学生谈起这段经历时，总忘不了告诉他们这个经验。

  并不是只有逆境会成为坚持科研的阻力，有时候，顺境的阻碍可能更大。1978年，王阳元就任北京大学微电子研究室主任。1986年，北京大学微电子研究所成立后又就任所长，并于1995年当选为中科院院士。荣誉与责任联袂而来，随着越来越多地承担起大型科研项目的领导责任，以及越来越多的社会活动，王阳元作为一线科研人员的时间大大减少了。

  “我从来没有放弃过学术研究。”王阳元说，“每个年龄阶段遇到的情况不一样。年轻的时候一定要把精力花在业务上，埋头苦干。等工作岗位变了，责任加在你身上，不得不分散精力的时候，就要学会说‘不’。有些必须的事情要去做，不必要的就要拒绝。”由于出色的领导和组织才能，王阳元曾被要求调至有关部委任职，他接受了与学术相关的任务，却拒绝了人事调动。“我还是喜欢学术，喜欢北大的环境。”王阳元说，“我从来没有离开过学术岗位。不论是作为科研人员、老师还是领导者，做的都是和学术相关的事情。你是科学家，本分还是做好学术研究，一个人一辈子都要守住本分。”

  王阳元说，他对“本分”的坚守源自父母的言传身教。王阳元兄弟姐妹8人，自小家境贫寒。为了全家的生计，父亲和母亲终年辛劳，这也成为王阳元幼年最深刻的记忆。然而，当有人基于感谢把一个药铺赠给他家时，却被祖父毫不犹豫地拒绝了，因为那是超越“本分”不应得的财富。做事认真的父亲，在文具厂当会计时，3年的账目没有差过一分钱。“传家有道唯存厚，处事无奇但执真”。秉承祖训，王阳元从小在父母的耳濡目染下正道直行，对于认定的事情百折而不悔。回首来路，王阳元说，他最感谢的，是中学的教育使他早早树立了正确的人生志向，朴实的父母让他明白勤奋与执著是无言的美德。在一篇与学子们畅谈科学与人生的讲演稿中，他提笔写下了这样的标题：理想是人生的甘露，奋斗是不老的诗情。

知学用与常为新

  “一个是要抓住国际前沿课题；一个是面向国家重点需求开展工作。”

  没有人生来就是科学家。王阳元说，一个人的天分固然重要，但要想成功主要还靠后天的努力和培养。其中，综合素养与创新能力是作为科学家必备的素质。

  闲暇的时候，王阳元喜欢写毛笔字，读国学经典。“我的老师曾说，书不是读得越多越好，关键是要能够驾驭。否则全世界那么多知识，要吸收多少才算够？那么什么时候觉得能够驾驭呢？掌握规律以后。反过来说，不能驾驭的话，永远出不了成果。学国学也是一样，你去找对治学、身心等最有意义的书去读。最终要让它帮助你做事，你要理解它，把它用起来。”

  2004年9月25日，在我国大陆第一条12英寸纳米级集成电路大生产线投产典礼上，王阳元回想2000年中芯国际成立以来的艰辛历程时说，“人生的意义就在于享受克服困难后的喜悦，克服的困难越大，成果就越丰硕，喜悦之情就越激越，对人生哲理的理解也就越深刻。”

  或许正是因为对于境界和眼光的自觉培养，王阳元对于国家社会发展的“大局”、“趋势”特别敏感，更容易从长远、系统的角度思考问题。因为独特的思维模式和学术风格，他被同行称为“战略科学家”。

  “要根据国家的需要在科研上不断创新。”在王阳元看来，微电子产业和万事万物一样，都有一个产生、发展、繁荣、衰落的过程。在这个框架之内，既有不可逆的历史大潮，更有让创新活力迸发的广阔空间。要想抓住机遇，实现跨越式发展，首先要有创新意识。“我们的经济总量还比较小，科研的基础还很薄弱，这决定了我们总体水平跟人家有差距。但是事情还有另外一个方面。我们不要紧跟在人家后面走，一定要走自己的路，要运用超越性的思维，实现超越性发展。”

  他认为，在选择科研课题方面首先就要有全局意识和战略眼光。“一个是要抓住国际前沿课题；一个是面向国家重点需求开展工作。”上个世纪90年代，微机电系统研究刚刚兴起，王阳元和同事们就敏锐地发现该研究多领域应用的可能。经过努力，1996年国家主管部门在北京大学设立了国家级微米／纳米加工技术重点实验室，王阳元任实验室主任。经过7年努力，实验室建立了我国第一个与集成电路兼容的微机电系统设计与加工平台，开发了3套具有自主知识产权的加工工艺，获得已授权专利21项。现在，有国内外30多个研究单位在实验室从事研究，设备开机率基本达到了100％。

  同样，正是凭着对微电子技术的深刻理解和对国际发展形势的准确把握，2000年，王阳元作为奠基人之一与国外同事共同创建了集成电路代工厂————“中芯国际”。《半导体国际》杂志给出了这样的评价，“中芯国际把中国与全球权威者的差距由原来的4至5代缩小到仅剩1至2代。”2004年，王阳元又与严晓浪教授、张汝京博士等一起发起，由北京大学微电子研究院等与中芯国际合作申请建立了“863”高技术课题，进行90nm至65nm大生产技术研究，直接瞄准国际最前沿的大生产技术。

  在把科研方向具体化为课题并实现突破的过程中，王阳元认为，必须要有系统观念和创新思维。他讲了这样一个故事：1958年，国际上关于电子装备小型化的需求已经相当迫切，真空管和电子元件的成本、体积和可靠性成为主要的制约因素。当多数研究者苦苦思索如何降低单个元器件的成本时，诺贝尔物理奖获得者、集成电路发明人之一杰克·基尔比成功地把晶体管、电阻和电容等集成在微小的平板上，用热焊的方式把元件以极细的导线互连。这一发明促使集成电路的诞生，接着仙童公司的偌伊斯发明了可大量生产的平面工艺集成电路，使微处理器的出现成为可能，开创了一个新时代。如果当时基尔比没有跳出一般人的思维框架，就会错失一个划时代的伟大发明。

  “开展系统研究，运用理性思维，会大大提高对机遇的敏感性，可以缩短整个研究过程。科学发现的必然性是寓于偶然性之中的。”王阳元的这番话不仅是出于对科学史的思考，更是对自身经验的总结。

  在芯片的结构中，多晶硅薄膜的氧化层是一个直接影响到芯片电学性能的重要因素。这个氧化层越平整，芯片在电场中受力就越平衡，就越不容易被电压击穿。是什么因素影响了氧化层的薄厚和不平整性，如何控制这种因素，成为了芯片设计中的关键环节。当时被专家公认的观点是，由于多晶硅中掺杂了磷元素，增强了多晶硅薄膜晶粒间界的氧化现象。晶粒间界的存在是多晶硅薄膜有别于单晶硅薄膜的本质特征。针对这种观点，王阳元大胆地提出了质疑：难道只有这一种元素可以增强氧化现象吗？如果没有掺杂任何元素，是否还会出现增强氧化现象？多晶硅薄膜的氧化现象与温度、时间、杂质掺杂的关系到底是什么呢？通过系统的多方面实验，王阳元发现硼掺杂和未掺杂的多晶硅薄膜也有晶粒间界增强氧化现象，他从分析多晶硅薄膜的本质特征出发，找到了多晶硅氧化规律，得出了工程应用方程和参数，为芯片制造的理论和实践做出了贡献。

  “近30年，集成电路的发展受到很大的制约。集中度越来越大，功耗越来越高，压缩再压缩。物理空间总有限度，到压缩至10余个原子层的时候，经典的理论就都行不通了。因此，我认为在今后的10至20年中，集成电路的技术可能会有突破性的进展，微纳电子学科会迎来新一轮的蓬勃发展。”王阳元说，“如果我们能抓住当前的机遇，在国家大力支持的情况下，从某些点先行突破，然后积小成多、从量变到质变，就能实现迎头赶上的目标。这个过程可能还需要10至20年，甚至更长时间。在这种时候，不能浮躁，不要轻易讲已达到国际前沿。科学发展未有穷期，求是创新永不言迟”。

明宽严与聚人心

  “说我‘宽容’的人只是看到了我的一面，光靠宽容组织不起队伍来。我听取大家的意见做出决定以后，如果还有人不执行，那就不能‘宽容’了。”

  身边的人提到王阳元，总会用到“宽容”二字。王阳元觉得，更准确的表达是他懂得接受与倾听。“说我‘宽容’的人只是看到了我的一面，光靠宽容组织不起队伍来。我听取大家的意见做出决定以后，如果还有人不执行，那就不能‘宽容’了。”王阳元说，同样，“不能斤斤计较于某个人的缺点，要多看他的优点。把大家的优点都发挥出来了，事业才能成功。”

  从1024位MOS动态随机储存器的研发开始，王阳元就处在课题组管理者的位置上。这些年，他主持的攻关项目不计其数，更使他坚定了最初的信念：科研要靠集体的力量，不团结什么事也做不成。作为一个学术团队的领导者，必须能容人、能团结人。

  最典型的例子发生在1986年。那一年，王阳元在国家重点发展集成电路计算机辅助设计（ICCAD）工具的关键时刻，受命担任全国ICCAD专家委员会主任和全国ICCAT（集成电路计算机辅助测试）专家委员会主任。在他的协调和努力下，干成了一件轰轰烈烈的事：把全国高等院校、科学院和工业研究部门各单位从事ICCAD软件工具开发研究与应用的优秀人才，集中到一个工业界的基地联合攻关、集中开发。经过6年的奋斗，研制成功了全国第一个按软件工程方法开发的大型集成化的超大规模集成电路计算机辅助设计系统，获得了国家科技进步一等奖。这使我国在继美国、欧共体、日本之后进入到能自行开发大型ICCAD系统的先进国家行列，为我国集成电路设计业奠定了重要技术基础。

  当时，国家对这个项目非常支持，但在组织队伍方面却面临很多困难。“一个是要最优秀的老师带着最优秀的学生集中到基地来，人家想不通；第二是专家们的意见常常不一致。”王阳元结合各个高校、科研机构的特色，把一些可以分散进行的预研项目分给大家，他称之为“妥协”。另一方面，他要求各科研院所派出最强的队伍参加集中攻关，并根据他们集中的情况决定给多少预研项目和经费，他称之为“决断”。“有妥协，也有决断，要把宽和严结合起来，才能执行下去。”王阳元说。 

  带学生，王阳元依然有他的“宽”和“严”。“我一般都会启发他自己去想。但有些原则性问题，我会非常严厉。”

  王阳元所说的原则性问题，首当其冲的就是“学风”。他曾因只在网上收集资料写论文的问题，多次严厉批评一位学生。“我对这个学生说，假如你光靠网上的东西，没有自己的主见的话，你就不是一个科学家，也没有资格当教授。”令他高兴的是，这位学生最终接受了他的批评，如今也已身为人师。不久前，这位学生还写了一篇文章，感谢老师当年的严格要求，并把老师的教诲传给自己的学生，“只要是我教过的学生，绝对不能写不诚实的论文；说话的逻辑也不能是不诚实的”。

  在内心深处，王阳元相信，人是可以相互理解的，虽然有的时候需要一点时间。或许正因为这种骨子里的乐观与执著，在王阳元离开一些工作岗位多年以后，还常常被人提及和怀念。尤其是在北京大学微电子研究所，一代代后继者延续了他最看重的“团结”。“老一代是团结的，新一代是团结的，新老之间也是团结的。这样一件事一件事都能够做起来。通过一代代的积累，就能既占领国际前沿，又满足国家需求，把自己的队伍不断发展壮大起来。”王阳元为此非常欣慰。

上图： 王阳元

 中图： 王阳元在实验室。

 下图： 2003年，与夫人杨芙清院士在北京大学研究生毕业典礼上。