“赌城”澳门嬗变:一位葡萄牙人肩负的“中国芯”使命

锌刻度

科技产生无穷新经济价值

文/锌刻度记者王冬 陈诗诗 罗世浩

编辑/杨靖怡

1.“硅谷集成电路技术并不是一天形成,也是花了几十年时间才发展起来。但我们希望,要不了10年,中国就不用从美国进口芯片。”

2.2018年,内地最顶尖的学府——北京大学才首次有第一篇论文被ISSCC录用。可见,ISSCC标准之严格,入选之艰难。

3.在内地学术氛围、文化背景、语言等方面均不如港澳时,澳门和香港也被很多人士认为适合中国芯片产业的发展。

27年前,葡萄牙人Prof. Rui Martins从里斯本竞技大学来到澳门,从此在澳门定居,有了一个汉化译名——马许愿。

20多年后,在澳门当地政府和中国科技部的支持下,马许愿和他团队的命运,与中国芯片设计自主创新紧密联系在一起,希望“在10年以后,中国就不再需要从美国进口芯片”。

马许愿现在的身份,是澳门大学负责全球事务的副校长、澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室主任,以及世界闻名的澳门大学微电子研究院的院长。

个人、团队使命感之外,马许愿还肩负重任——多年来以“赌城”博彩形象出现的澳门,正迎来数字经济多元化转型,马许愿的自主芯片研究,正是澳门当地政府和中国科技部极其看重的转型之一。“澳门迟早能帮助改变中美之间的实力平衡。”去年8月,在接受香港《南华早报》采访时,马许愿说。

这足以引起我们关注的兴趣,以及很想搞清楚几个问题:马许愿为何认为,中国芯的未来会在澳门?他自信的底气,又在什么地方?

1/一所大学,肩负的“中国芯”重任

来自葡萄牙的教授马许愿 (除资料图片外,均来自澳门大学微电子研究院)

一到夜晚,澳门这座城市的天际线就淹没在一片五颜六色的霓虹灯光里。

位于路氹连贯公路的金光大道度假区,一切天堂体验更是尽在咫尺:5个国际酒店品牌、多家豪华免税零售商店、全球众多国家独特美食、包罗万有的世界级娱乐表演,全球最高的“8”字形摩天轮等众多独一无二的设施等等。因此,很多到澳门度假的人,都会把这个区域作为唯一目的地。

马许愿和他团队的几座实验室,就建立在金光大道度假区的附近——从2010年开始,马许愿和他的同事,就在这些实验室里通宵达旦地工作,进行自主芯片的研发。

这意味着,对62岁的马许愿教授的采访,并不太容易:实际上,从2月初约采访,到3月上旬采访回复最终敲定,其间差不多经过了一个月。而且,还因为记者不懂葡语,一度担心交流是否顺畅。

“马教授实在太忙了,刚回澳一个星期,又出发公干。”他的同事,微电子研究院事务主管吴凡对锌刻度(beefix)记者解释,“我们平时也是跟他用英文交流。”

实际上,锌刻度也是内地第一家对马许愿和他的团队,提出采访要求的媒体,尽管后来记者得知,马许愿在国际上芯片领域的科研地位,属于金字塔顶端的少部分群体。

目前,该团队已在美国申请注册了20多项芯片专利。他们最新的研究成果,是一种微芯片——在不增加其他额外设备情况下,将手机中的无线充电接收器,转变为无线充电发射器。“这在消费电子和工业领域都可以得到应用,相关发明目前正在申请美国专利。”

更早一些时候的2018年2月,来自集成电路国家重点实验室的郑泽峰、于维翰、亓庚祯和彭兴强四位博士生,则研究出了一种无线通信晶片,可以大幅降低耗电量、优化无线通信电路的生产速度以及减少生产成本——这个研究,被来自意大利的帕维亚大学和中国华南理工教授组成的评审委员会认为,达到了世界级水平。

澳大四博士生的无线通信晶片研究达世界级水平

值得注意的是,马许愿团队研发的自主芯片方向,和英特尔的传统CPU有所不同。

“在许多人观念中,集成电路产业与CPU画等号,但其他各种类型芯片也极为重要,比如高速高精度ADC芯片一直是《瓦森纳协定》中对华禁运项目,但它又是雷达等先进军工设备中的关键器件。”国内一位芯片市场观察人士对记者说。

这正是马许愿他们的目标——成为中国最重要的硅芯片研究中心。澳门大学集成电路实验室一位人士对记者说,他们在运用先进纳米芯片技术基础上,进行模拟及混合信号集成电路的研究,同时通过培训硕士、博士研究生以及博士后研究人员,建立一个高质量的芯片技术及人力资源平台,包括软件设计和测试设备的硬件平台,为澳门在最先进的科技领域大幅提升研发能力做出贡献。

在马许愿看来,这样的情况正迅速到来。“硅谷集成电路技术并不是一天形成,也是花了几十年时间才发展起来。但我们希望,要不了10年,中国就不用从美国进口芯片。”

而且,除了芯片领域,空间研究、物联网等领域,也是他们团队重点研究的方向。

此外,还有澳门大学数据科学中心主任贾维嘉主导的智慧物联网,也承载着澳门大学,甚至澳门、内地的希望——去年10月8日,全国首个智慧城市物联网国家重点实验室就在澳门大学揭牌。

彼时,贾维嘉透露称,实验室立足澳门,以城市发展为主线,对澳门电动车布局优化,在智能出行和智能消防方面进行了有益探索,并开发了中葡语言互译系统。

2/一个人的科研论文,超过内地总和

资料图片

一个关键问题是,马许愿和他的团队,何以有自信,成为中国最重要的硅芯片研究中心?

澳门大学位于澳门氹仔岛,前身为私立东亚大学,1988 年由澳葡政府收购重组为公立大学,是澳门第一所现代大学,也是澳门唯一的公立综合性大学。

1992年,那时还没有“马许愿”这个中文名的Prof. Rui Martins,从里斯本竞技来到澳门,加入了澳门大学。

20多年间,在以马许愿教授为核心的一众师生共同努力下,澳门大学作为一个综合性大学,一步步在集成电路和微电子研究上奠定了坚实基础——根据2018年《泰晤士高等教育》世界大学学科排名显示,澳门大学“工程与科技”学科、“计算机科学”学科均排列在全球200名之内。

而且,知乎多篇文章介绍,澳门大学的微电子研究,在世界上也处于最知名和领先的那一档——马许愿提供的数据显示,澳门大学微电子研究人才辈出,至今已培育24名微电子博士,就职于高通、美满电子科技、意法半导体、华为、晶门科技、联发科及中国科学院等业界知名企业及机构。

事实上,在马许愿看来,他和他的团队,早就能与世界顶尖学者、专家一较高下。

比如,在与记者约谈采访时间的2月下旬,马许愿就带队远赴美国三藩市,参加第66届ISSCC(国际固态电路峰会)——ISSCC 2019峰会上,澳门大学有8篇论文被接纳,超过清华大学(2篇)、复旦大学(3篇)等内地所有大学的总和,所有机构数量上,仅次于英特尔,超过IBM、三星、韩国科学技术院(KAIST)等世界知名企业和机构。

“自2011年以来,我们被认可的数量,就为亚洲机构之最了。”62岁的马许愿说,“今年我们的论文方向是数据转换器、射频和电源管理。”

对大部分普通网友而言,ISSCC名声不显,但却是世界上规模最大、最权威、水平最高的芯片领域国际会议,它被认为是芯片设计领域的“世界奥林匹克大会”,历届都有遍及世界各地的数千名学术、产业界人士参加——各个时期国际上最尖端的模拟电路、电源管理、数据转换器、射频和无线通信等种种前瞻技术,通常首先在该峰会上发表。

需要知道的一个数据是,在2018年,内地最顶尖的学府——北京大学才首次有第一篇论文被ISSCC录用。可见,ISSCC标准之严格,入选之艰难。

不过,对马许愿和他的团队来说,这种权威的荣誉早就不新鲜——比如该实验室副主任麦沛然,是一个土生土长的澳门人,不仅是中国科学院“海外评审专家”,还在2018年底跻身最年轻级别的IEEE(国际电气与电子工程师学会)会士(这个身份地位获得之艰难,建议搜索),而且一个人就在ISSCC上发表论文20篇,几乎超过内地历年来的总和。

另外,鲜有人注意到的是,目前中国集成电路设计方向,只有两家国家级重点实验室:其一是复旦大学的专用集成电路与系统国家重点实验室;另一家,就是马许愿主导的澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室。

并且,这两家实验室也有深入合作——2009年5月,时任澳门大学副校长的马许愿,带队到复旦大学微电子研究院拜访,双方决定构架合作平台。2010年,澳门大学便将集成电路和空间研究作为重点的科研方向。

3/“赌城”澳门求变重要战略

智慧城市战略指数(资料图片)

必须注意的是,马许愿团队发展背后,离不开澳门特区政府的大力支持。

2004年,澳门特区政府成立澳门科学技术发展基金,以此对相关科研项目发展提供资助。该基金在成立之初,就得到了科研资助4200万澳元(约3200万元人民币),2016年则超过了1亿澳元(约7700万元人民币),研发项目申请达150多项。

而根据马许愿透露的数字,2011年以来,澳门科技发展基金每年给他的实验室拨款120万~250万美元(注:772万~1609万元人民币)。

“正因为澳门研究人员的素养和当地政府的支持,才促使我在澳门1999年回归后仍留在当地继续工作。”他说。

王一涛教授于2001年离开香港科技大学,在2010年帮助澳门大学创建中药研究实验室——这是澳门第二家国家级的实验室。他同样表示,澳门政府的支持是他做出这样决定的一个重要原因。2017年11月,澳门特区行政长官崔世安把中医药列为澳门政府支持的新型产业之一。

实际上,对科研机构的大力支持,正是一贯以“赌城”形象出现的澳门,求变的最重要战略转变。

澳门,人口60万,面积30平方公里,不及上海市长宁区的人口与面积。但自16世纪开埠以来,一度成为西方人在东亚进行国际贸易的中转港。是远东地区的国际贸易港口,印度、中国的货物几乎都要往来澳门这个中转站。

不过,作为中国的特别行政区之一,澳门在“赌城”的标签里迷失太久。

2017年,在《蝶变:澳门博彩业田野叙事》一书中,来自中山大学人类学系的刘昭瑞教授如此叙述,“倘若不是因为赌场,澳门在大多数国人的眼中只不过是一个小城。在经历了周星驰、周润发和刘德华等众多香港影星的轮番银幕轰炸后,澳门赌场上的各类赌王、老千、幕后老板和古惑仔成为国人认知澳门的重要影像参照。”

作为与美国拉斯维加斯、摩纳哥蒙地卡罗齐名的世界三大赌城之一,澳门博彩业的发展史可以追溯到1847年——为了缓解当时海关收入减少而产生的财政危机,澳葡政府开始把“番摊” “闱姓” “白鸽票”等赌博方式合法化。

数据显示了博彩业对澳门的重要性,仅仅是2007年,澳门博彩税收益就达到了309.5亿澳元,从事博彩相关行业人员达到6.2万。

与此同时,博彩业一业独大所带来的负面因素逐步显现,对澳门城市竞争力的提升形成掣肘,甚至旅游业、国际商贸也在衰退。虽然身为发达城市,但罗兰贝格的《2017全球智慧城市战略指数》报告中,毗邻的香港在智慧城市中名列全球第11位,而澳门榜上无名。

“富裕程度并非城市智慧战略成功的先决条件,排名高低与城市规模也无直接关系,而是涵盖社会与城市生活各个方面的城市整体发展愿景规划。”罗兰贝格说。

4/人工智能改造城市的最适合范例

显然,博彩业不在智慧城市发展整体规划考虑条件之列——尽管事实上,回归多年后,博彩业的税收已降到澳门全部财政收入不到一成半,且会展业在澳门格外繁荣,每年举办过的各类国际性会议和会展超过1000场。

在工业革命4.0到来之际,澳门也不例外,面临着产业转型的问题,将智慧城市、科研发展,作为改变澳门“赌城”形象的重要战略举措。

2016年9月,澳门历史上首个五年规划——《澳门特别行政区五年发展规划(2016-2020年)出台。完善城市规划,构建智慧城市,注重教育、就业、医疗、民生福利,应对老龄化等是其中的重点项目。

历史给了这个机会——港珠澳大桥连接香港、珠海、澳门三地,旨在将港珠澳三地与珠三角尤其是广东自由贸易试验区作更为紧密的经贸联系和联动发展。

实际上,在许多互联网巨头看来,由于澳门面积小、经济结构单一、互联网不够发达,恰恰适合成为进行城市级别的人工智能改造的范例。

阿里就瞄准了澳门。2017年8月4日,在马云的见证下,澳门特区政府与阿里签署《构建智慧城市战略合作框架协议》,将应用阿里云计算和人工智能技术,在交通管理、旅游、医疗服务、城市综合管理、人才培训等方面展开合作。

澳门特区行政长官崔世安在签署这份协议时谈到:希望能尽力赶上邻近地区智能化发展的速度……进一步对社会的综合治理和经济发展起到提升作用。

公开资料显示,2018年,澳门特别行政区政府通过建设试点云计算中心及落地大数据应用等项目,打通政府部门间数据及提供跨部门应用,已初见成效。

今年2月27日,微众银行与澳门特区政府设立的澳门科学技术发展基金签署合作协议,双方将以金融科技为桥梁建立长期合作关系,通过区块链、人工智能、大数据、云计算等创新技术,共同推进澳门特区的智慧城市建设与未来型城市发展。

“这也是微众银行区块链技术首次与澳门特区政府合作。”微众银行副行长兼首席信息官马智涛说。

5/高端科研产业化离不开内地

澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室团队合影

不过,无论是阿里还是微众银行区块链的进入,都更多的是资本角度,像马许愿这样的科研团队,才能代表澳门当地的科研水准和高度。

有澳门当地人士认为,现在无论从研发支出金额,还是研发项目数量来看,澳门高新技术产业都有了显著的提高,可以说处于中级阶段。

在马许愿看来,他仍然希望澳门政府能够效仿香港,在研发上投入更多资金。根据世界银行数据显示,2015年,澳门研发支出仅占澳门GDP的0.13%。

同年,香港在研发上的支出占其GDP的0.76%。香港特首林郑月娥也承诺,到2022年,这一数值将增至1.5%。

目前,香港有16个国家实验室。作为对比,2018年10月,国家科技部又批准在澳门新设立两所国家重点实验室:智慧城市物联网国家重点实验室(澳门大学)与月球行星科学国家重点实验室(澳门科技大学)。这是继2010年之后,澳门再次获准新建国家重点实验室,其国家实验室数量增加到了4个。

也因此,在内地学术氛围、文化背景、语言等方面均不如港澳时,澳门和香港也被很多人士认为适合中国芯片产业的发展。

中国金融四十人论坛(CF40)高级研究员哈继铭就对此表示,国内提出来要加快推动发展芯片产业,方向是对的,但要防止“一窝蜂式的全国搞芯片”,可以考虑在香港集中发展芯片产业。“香港能够吸引国外科研人才,语言是英文,文化背景与国外也更加接近,没有外汇管制,税率还很低。”

不过,不管澳门或者香港能否肩负起“中国芯”的重要使命,都面临一个具体的问题:香港和澳门,由于各种原因,缺乏科研成果转化为工业体系的支撑。

“最大挑战并不是资金短缺,而是技术转化,将研究成果转化为产品。”马许愿承认,他一直尝试通过与华为、海思等内地企业合作,来实现技术产业化落地。此外,随着实验室的发展日益成熟,完全有可能创立衍生企业,将取得的高端科学成果商业化。

澳门科技大学兼任讲师邓伟强,也在一篇文章中谈到,澳门发展芯片产业需要与内地展开合作,不能“闭门造车”。一颗芯片的制造工艺非常复杂,仅一条生产线已涉及几十个行业,几千道工序,绝不是一所大学或一两个国家重点实验室能够全面承担,而且技术研发难度极高领域动辄上百亿美元的研发资金,也不是澳门财政资源所能够支撑。

在邓伟强看来,澳门高水平的研发能力不仅需要落地,也需要获得国家层面的支持,积极与内地高新技术企业进行合作,才能真正发挥澳门所长,协助内地传统产业的转型升级,也借此提高整个制造产业的创新能力,增强中国冲击高端制造的能力。

某种程度上,粤港澳大湾区发展规划纲要,给了澳门芯片发展千载难逢的历史机遇。根据其规划,到2035年,大湾区形成以创新为主要支撑的经济体系和发展模式,经济实力、科技实力大幅跃升,国际竞争力、影响力进一步增强。

与澳门大学仅有一墙之隔的珠海横琴岛,目前来看将是澳门科研向内地落地的最重要地方——自2009年正式挂牌成立国家级新区后,横琴发展步入了快车道。目前横琴新区注册的经营企业超过7000家,注册资本超过1万亿元,已吸引澳门、香港上千名博士、博士后等高层次人才到横琴交流学习和落户。

而且,横琴已在信息化建设方面取得了一系列卓著的成绩,比如在国内首创政务信息系统和数据的集中,实现了智能分析和展现环境、集成与交换平台以及数据仓库应用。去年11月23日,横琴新区国际互联网数据专用通道申报方案获工信部正式批复,准予建设,这将进一步优化自贸区投资环境,促进产业集聚。

“现在正是在智慧城市方面与横琴探索合作的好时机。”贾维嘉说。2013年,澳门大学新校区在横琴正式启用,校园面积扩大了约19倍。他相信,他所领导的智慧城市物联网国家重点实验室的技术力量,以及澳门在芯片等科研产业发展上的优势,将更好地促进澳门与横琴的融合与发展。

6/对话:为研发中国最先进的电子产品进一步努力

锌刻度:国家实验室建立在澳门大学的优势在哪里,您觉得团队研究芯片的优势在哪里?

马许愿:早在1992年,澳门大学电子和计算机工程的研究生课程就开始了,并且通过硕士和博士的培养,成立了最先进的微电子技术专业。我们也得以建立了一个强大的本地团队,进行模拟与混合信号超大规模集成电路研究。

2011年,在澳门科技基金(FDCT)和澳门大学的支持下,国家科技部批准成立模拟与混合信号超大规模集成电路(AMSV)国家重点实验室。AMSV的目标,是在基于先进的模拟和混合信号集成电路及系统领域建立一个优秀的研发平台,满足国家和国际标准。

锌刻度:目前芯片研究过程中,您和您团队遇到的最大困难和问题是什么?

马许愿:我们的规模,在人力和空间资源方面来说仍然比较小,这是一个挑战。但所研发的工作,有非常高的质量,具有世界一流的成果,我们有雄心,以极大的决心和努力工作,为研发中国最先进的电子产品做进一步的贡献。

锌刻度: 您和您的团队现在正在往哪个方向进行研究,其研究进展如何?在您看来,中国多久能实现芯片领域的自主创新?

马许愿:AMSV专注于尖端研究项目,这些项目对各种电子系统的发展和进步具有重要意义,包括数据转换和信号处理、无线通信、生物医学工程、射频集成电路、集成电源集成电路等等。

我们一直在培训中国研究人员的自主创新发展,而不是用逆向工程来复制进口芯片。我们的科研人员,除了在澳门大学担任教授、副教授、助理教授和澳门大学院士的学术生涯外,毕业生还受雇于该领域的主要公司和机构,例如高通、华为、中国科学院等等。

锌刻度:在您看来,我们成功研发芯片除了摆脱对国外芯片的依赖以外,还会带来怎样的影响和意义?

马许愿:从我们的研究范围来看,其实都是中国消费电子企业最主要的进口需求。这样不但可以摆脱对国外芯片的进口依赖,而且为中国科研人员提供了独到的见解和培训体系。从长远来看,集成电路设计方面的知识和人才的积累,也应该能够为中国先进微电子技术的发展提供推动力。

锌刻度:我们知道,在CPU领域中国正奋起直追,但在更广阔的模拟、数模混合芯片领域,我们和硅谷还有明显的差距,甚至某些领域差距越来越大,为什么会出现这样的情况?

马许愿:CPU设计主要遵循数字设计流程,可以采用更加可编程的方式进行设计。然而,模拟和混合信号电路的设计,需要一种更加定制的方法,它高度依赖于有知识和经验的最先进的IC设计开发。

在硅谷,电子产品不是一夜之间创造出来的,而是花了几十年时间才发展起来的。现在他们是领导者,他们控制着那里的技术。但我认为,未来,这种情况也会发生在中国。

锌刻度:芯片的自主研发,对物联网以及智慧城市的发展,会起哪些决定性的作用?

马许愿:物联网和智慧城市中微电子产品的尺寸和功耗,是性能的关键指标。人工智能和机器学习模拟集成电路的设计,是未来发展的趋势,这使得模拟微电子的研究,对物联网和智能城市的未来发展更加重要。