新科研副总裁杨育佳教授: 引领我国追求世界级自主研发能力
在中美科技战加剧的背景下,新加坡半导体科技业须提升自 主研发能力,方能保持国际竞争力。面对有限资源,新加坡须精 准投资于设备制造、先进封装、第三代半导体和光纤通信等优势 领域。这就要求科研领军人物敏锐洞察行业大趋势,将最新科研 突破转化为可量产的产物,同时积极延揽海内外人才。 从确定科研方向、实现量产到引进人才,每一环节都至关重 要。本期《早人物》邀请杨育佳教授分享他的想法和办法,并畅 谈科学家的精彩视野,以及家人的幕后支持。
10年前,新加坡国立大学电机与电脑工程系教授杨育佳被相中,受邀与台湾积体电制造公司（台积电）创办人张忠谋一对一面谈。张忠谋说服他飞到台湾,协助突破技术关卡,参与攀登半导体科技巅峰的团队。
在台湾晶片战场奋斗八年
发现更想为家人家国而战
现年53岁的杨育佳,2014年至2022年都奋斗在全球科技战最前线,担任台积电研发处长,参与研发最先进的半导体晶片。
在这八年之间,台积电一路成功开发出领先全球的七纳米、五纳米和叁纳米制程晶片。一纳米（苍尘）是百万分之一毫米（尘尘）,叁纳米制程的小晶片可容纳至少500亿个电晶体（也称晶体管）,电晶体越小越多,运算速度越快,也越省电。
他在台湾参与的"晶片战争",主要对手是韩国的叁星和美国的英特尔。台积电如今已独领风骚,为全球客户代工超过九成最尖端晶片。
打完美好的战役后,他反问自己"为谁而战、为何而战"。结果发现内心深处,更希望为深爱的家人而战,也为新加坡的科技实力而战。
2022年9月,杨育佳回来报国了,他加入新加坡科技研究局（础*厂罢础搁,简称新研）,凭海归科学家的经验,协助整合科研单位、大学和公司的技术开发、人才培育。
短短两年,他从执行署长迅速升任新科研副总裁（创新与公司）。这也说明,在竞争激烈、瞬息万变的科技战中,新加坡科研界亟需拥有业界实战经验的将领来率军应战。
础滨可以拯救世界
杨育佳：我们要拯救础滨
作为新加坡顶尖科学家之一,杨育佳从事的研究看似深奥,其实跟你我生活息息相关。
他毕生致力于提升半导体晶片（肠丑颈辫）的运算速度和省电效能,晶片广泛运用在手机、电脑、洗衣机、汽车、人工智能（础滨）、军事和医疗科技上,它们的功能不断提升,往往都跟他的研究突破有关。
其中两项最新的突破,包括他在12月17日荣获的第302项美国专利,核心重点是优化晶片架构和连接,能促进算力、性能和功耗。
另外,AI为世界解决许多问题,但耗电惊人,新科研正努力解决这个"吃电怪兽"的问题。他笑说："有人说,础滨可以拯救世界。我们说,我们要拯救AI。"
杨育佳领导的团队最近研发了光学共封装技术（Co-Package Optics）,整合光学元件和晶片进行数据传输,利用短距离光纤连接不同机架,并通过光导传输晶片之间的数据。据他计算,相比传统可插拔光学模块,能让使用300兆瓦（MW）电力的大型人工智能数据中心,省下至少15兆瓦电源,足以长期供应2万8800个四房式组屋单位的每月用电量（假设每单位每月用电量375千瓦小时左右）。
中美科技战让我国
成科技大厂生产基地
新加坡正面临中美科技战不断升级的外溢风险。美国近年来推行"小院高墙"出口管制策略,旨在遏制中国获取和制造先进晶片的能力,以维护自身的科技和军事优势。这项管制已波及新马拥有中资背景的公司,也进一步限制了中国占优势的传统成熟晶片出口到美国市场。
对于中美科技战愈演愈烈,杨育佳受访时表示,他的忧大于喜。忧的是科技战限制了交流和创新速度,喜的是新加坡成了更多科技大厂的生产基地。
他说,当科技战把全球半导体产业链分为亲美和亲中两大块,导致限制买卖后,产量肯定减少,价格只会更贵；也因为量少,而减慢学习和创新的速度。
杨育佳12月刚到美国参加半导体产业最重要的年度国际电子元件会议,据他观察,中美顶尖大学都有科学家发表论文,包括表现最亮眼的北京大学,发表了14篇论文（新加坡也有九篇）,但没看到中国科学家与其他科学家深入交流,中国半导体大公司也没有受邀与会。反观美国和新加坡的半导体大公司都没有缺席。
他说,过去几十年来的全球化推进了半导体产业,无论是技术、设备或材料,各国各有优势,并都受益于整合的产业链,如今产业链分隔,无论公司、客户、供应商的关系、科学合作交流都受影响,产业发展肯定会拖慢。
新加坡与中美关系友好,也因稳定的政治经济环境、良好的基础设施,被许多西方大公司视为在中美与台海两岸以外设立或扩建生产基地的"缓冲地带",包括总投资额105亿元,由台湾世界先进（痴滨厂）与荷兰恩智浦半导体（狈齿笔）合资成立、12月4日动土的晶圆厂痴颈蝉颈辞苍笔辞飞别谤（痴厂惭颁）。
至于中国科技公司,包括阿里巴巴、腾讯、字节跳动、华为和小米在内的多家公司,都在新加坡设有营运基地,不少也在狮城进行研发。
杨育佳对此点评："新加坡向来是多方合作的受益者,因为立场比较中立,来自新加坡的产物和技术都可以卖到全世界。但如今就算在新加坡生产,只要用到美国的科技或西方的设备,都不能卖到中国去。我想,不要高兴得太早,还是担忧的比较多。"
如果新加坡跟不上世界就不需要我们
资料显示,新加坡目前为全球制造20%的半导体设备、超过10%的晶片。晶圆产能占全球5%,半导体业占新加坡国内生产总值（骋顿笔）的7%。
在全球供应链和市场走向脱钩的背景下,新加坡未来难以继续左右逢源。杨育佳表示,新加坡在中美科技战中的科研战略定位,就是要保持市场相关性,并靠科研持续走在最尖端。"半导体科技不断进步,跟不上就落后了。如果新加坡跟不上,世界就不需要你了。"
在踩下油门之前,首先要认清方向和前方路况,科研领域也不例外。杨育佳说,新科研领域密切关注行业动态和大趋势,已确认要发展和商业化的重点项目,包括设备制造、先进封装、第叁代半导体和光纤通信等优势领域。
希望维持在全球半导体
设备制造五分一市占率
杨育佳说,新加坡资源有限,无法制造最先进晶片,但将对先进制程的设备制 造和研发做出巨大贡献,希望至少维持全球半导体设备制造"五分之一的市占率"。
由于半导体结构已逼近物理极限,未来方向是研发先进封装技术,把不同功能的晶片以"建高楼"方式堆迭或并排连接,让彼此传输数据,这就为许多先进技术提供机会,也创造无限商机。
另外,因为手机和电动车日渐普及,对耐高温和充电性能佳的第叁代半导体氮化镓（简称"骋补狈"）需求增加,我国已在2022年成立新加坡氮化镓科研中心,超前部署未来发展。
光纤通信也是新科研大量投入的项目,能为人工智能数据中心提供高速、省电和低成本的传输性能。
倡议叁管齐下
落实顶尖自主研发能力
战略定位和方向逐渐明朗后,杨育佳通过《联合早报》公开承诺,"带领新加坡追求世界级自主研发能力,是我的使命"。为此,他提出叁管齐下的落实策略：与跨国公司合作搞研发、支持本土公司茁壮、全球征才与本地育才。
一、与跨国公司合作搞研发。这将惠及全球和我国半导体生态系统。例子包括：全球最大的半导体设备供应商应用材料（Applied Materials）9月在新加坡成立联合实验室,11月进一步提供先进封装技术研发平台。
二、支持本土公司茁壮。新科研今年4月成立新加坡半导体技术转化创新中心,以拓展研发能力和本地人才。它研究新兴领域如平面光学、硅光子学,也为公司和科研人员提供无尘室和半导体基础设施,降低创业和科研的高昂门槛,还提供知识产权保障专利。
新科研早前在2018年设立衍生公司鑫精源半导体（础惭贵）,致力研究广泛运用于光纤通信的硅光子技术。杨育佳认为它很有潜能,有望能茁壮为硅光子的"新积电"。他希望新加坡的科研能以商业化和市场为导向,与业界紧密协调、评估风险,转化为可量产的设备和产物,最终对经济和社会带来良好效应。
他也指出,新加坡应在长年来获得的国际信任的优势上加以建设,进一步借鉴业界领头羊台积电长期赢得信任、服务全球客户的精神。"秘诀是通过保持中立、保守机密、不与客户抢生意等原则,与互有竞争的跨国大厂达致合作双赢。"
是人才就要去接触
半导体业需工匠职人精神
叁、全球征才与本地育才。杨育佳在台积电时代,参与发起一项全球征才大行动,他和团队通过"地毯式搜索",列出全球着名大学通晓中英双语的科学领域教授,逐一联系,邀约合作或挖角。
他的求才若渴也展现在新科研的日常。专访前一天,杨育佳刚通过视讯面试了多名海外科学家,他微笑说"总之是人才,就是要去接触"。
在育才方面,他在新加坡国立大学电机与电脑工程系任教时,已悉心培养出44名博士生。到了新科研,他也鼓励年轻实习生参与研发。他培育的博士生当中,超过六成进入科技公司,包括得意门生龚萧副教授（41岁,新科研微电子研究所（滨惭贰）资深首席科学家）。
他说："在半导体领域,需要工匠的职人精神,通过不断训练,才能达致精益求精。我们也必须从内部培养将领,我一直都想着让接班人接棒,希望团队有很强的替补救援名单,就像好的足球队,板凳要够深。希望做到有一天不需要有我,团队都能做得更好。"
杨育佳认为,新加坡在吸引和留住人才方面具备相当的优势,包括良好教育、绿意城市和多元美食,但对科研人员来说,最有吸引力的是新加坡能提供影响全世界、潜能巨大的研究题材。
"我们现在的研究项目很多,但必须把这些题目更好地跟业界最重要的题目挂钩。础*厂罢础搁要当衔接学术界和产业界的桥梁,要对研发方向和商机做出敏锐判断。在这方面,我们也借重内部和外部专家的评估。"
夜班廉航两地奔波
每隔两周返家团聚
谈到这位科学家的成就,不能忽略在背后默默支持他,让他没有后顾之忧的夫人、同龄妻子黄若蕾。黄若蕾是补习教师,当过中学华文教师。两人育有儿子杨适辕（24岁,数学和电脑双学位大四生）和女儿杨子萱（20岁,生命科学系大二生）。
杨育佳分享了一张全家福,他说,那是在今年国庆日,一家人在桥南路一家普通餐馆顶楼用晚餐,过后一起观赏国庆烟火。
一家人用餐,是简单的幸福,但得来并不容易。
10年前受邀加入台积电研发团队时,他开了多次家庭会议,确认妻儿都支持他后,毅然动身赴台。儿女们则选择留在新加坡,由妈妈悉心照顾。
没想到就这样一去八年。杨育佳到台湾后身负重任,在竞争激烈的晶片战争中挥军作战。第一次回家是隔了两个多月后,借回新开国际会议机会"探亲"。
就在那时候,他发现自己是如此想念家人。随后连续多年,他坚持钢铁行程,每两周固定搭廉航回家 - 周五一下班就直奔桃园机场,搭7时50分的班机返新,星期一凌晨1时再从樟宜机场搭酷航回台。
他坦言,其实是自己更需要家人,"太太一直都很坚强,是我不坚强"。
他形容妻子为人很低调,对生活要求很简单,也很容易知足。他很清楚,另一半多年来无怨无悔默默支持他搞科研,但也最希望全家人多在一起。
随后遇到冠病疫情和边境封锁,他长时间无法回家,最后才下定决心,回来接受新科研的新挑战,为国家产业和经济发展做出贡献。
他今年还被派到哈佛大学商学院,上了11周管理课程,从各国和各大公司的115个成败个案中,思考国家科研战略、提升机构良治和人才培育。
在我国当科学家
并非遥不可及的梦
谈到身为新加坡科学家,有幸经常出席国际会议,与欣赏的大师们交流对话,并参与解决高价值的科学问题,造福人群,杨育佳眼神发光感叹："风景这边独好"。
他呼吁有志从事科研的年轻人加入行列,建议不妨先从参与新科研的实习项目作为开始。"你会发现,原来在新加坡当科学家并不是遥不可及的梦。"
他预期未来20年的科研突破会越来越艰难,因为人类将面对物理极限、材料和设备的极限。
但话锋一转,他又笑说："过去我们一直做出重大突破,也解决、跨过了一些以前认为是极限的门槛,我想未来还需要很多年轻人找出新的路。因为山不转路转,路不转人转,很多聪明人就是这样找出新方法来的。"
Source: Lianhe Zaobao © SPH Media Limited. Permission required for reproduction
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