——记天津大学微电子学院讲席教授杨杰圣

张方方　吴应清

天津生态城，一座从盐碱滩上生长出来的绿色新城。

15年蝶变，天津生态城将绿水青山“高颜值”与经济发展“高质量”写在建设路上，贯彻新发展理念，融入新发展格局，绘新景、树样板，成长为优秀的“探路者”。

作为中国、新加坡两国政府间重大合作项目，天津生态城自建设之初就备受瞩目。新加坡科学院院士、新加坡工程院院士杨杰圣，很早就在关注中、新两国的合作进程。从2021年起，他更是着力在新加坡科技设计大学（以下简称“新科大”）与天津生态城之间搭建桥梁。2023年，他直接来到天津大学任职，工作重心有了变化，但他促进中新合作的目标却坚定不移。

“今年是中新天津生态城项目15周年，这是一个大日子，我们应该在这之前有一些比较大的合作。”杨杰圣说。

看得远才能走得远

好奇心是科学的种子。从小，杨杰圣心里就埋藏着这样的种子。

“当我拆开一个电子零件，会发现里面有一些黑黑的东西。小时候，我好奇它是怎么来的。后来知道那是晶片，又想知道晶片是怎样设计、怎样生产的，小小的晶片为什么能发挥那么大的作用。”杨杰圣说。对电子领域的好奇，驱动他考进南洋理工大学电子与电气工程专业。大四那年，他又选修了集成电路设计专业。

电气与电子工程学院是南洋理工大学的王牌学院，但在20世纪90年代初，“集成电路设计”并没有掀起学习风尚。由于涉及学科交叉，它被学生公认为学院最难的专业，选修者寥寥无几。在导师的指引下，杨杰圣开始探索低电压、低功耗、大规模集成电路建模及设计。“那时候是1993年，大多都在讨论集成电路如何更快，很少有人谈低压、低功耗，甚至找不到什么文章可以读。有时候会觉得，是不是根本没人做这个方向，我们又为什么要去做？”杨杰圣回忆道。迷茫和压力之下，有的人放弃了，但杨杰圣还在坚持。他总是想起导师说：“我们做事情，特别是做科研，要看得远一点。一个现在是冷门的领域，以后可能会变成热门；有些现在是热门的，过几年也可能被淘汰。”

事实也的确如此，进入21世纪后，人们逐渐认识到功耗增加带来的问题，如芯片温度增高引起的散热及电路性能下降等。尤其随着消费电子行业的不断发展，低功耗、高集成成为重要风向标。杨杰圣很感激导师的教诲，也是从那时开始，他对科学的好奇心逐渐落地生根，转变成更为坚定的力量，而“看得长远”也成为他事业生涯中思考问题的重要习惯。

“假如你要问我哪一个工作我觉得最满意，我的看法是创建卓越集成电路设计中心（VIRTUS）。”杨杰圣说。

这要从新加坡的半导体产业说起。新加坡早在1968年就涉足半导体行业，到2009年，已经成为全球半导体产业重镇，越来越多的国际知名半导体企业将亚洲总部设在新加坡。杨杰圣早就观察到了新加坡半导体产业的上升趋势，他花了5年时间去倡议半导体产业要与高校联合起来。2010年，新加坡经济发展局投入5200万新元（约合2.5亿元人民币），与南洋理工大学共同创建卓越集成电路设计中心，致力于发展成为世界集成电路设计中心，为医疗技术、清洁技术及消费电子等应用领域开发集成电路和系统设计所需的核心技术，并开展相关人才的教育与培养工作。此中心创始主任，由杨杰圣担任。

消息一出来，杨杰圣就马不停蹄地拜访了多家集成电路设计企业。例如，他曾建议联发科技股份有限公司在新加坡投资并扩充研发中心开展集成电路研究；他也诚挚表示，VIRTUS将与工业界合作，而他们共同培养的复合型研究生，将成为服务工业界的储备人才。对杨杰圣来说，通过领导交叉学科研究，特别是产业合作，为新加坡社会经济发展作出贡献，是他一以贯之的目标。从业近30年来，他始终与产业界保持着紧密合作的良好关系，为法定机构、中小企业、电子和集成电路设计领域的跨国公司提供专业咨询服务。“企业给科研经费，我们来解决企业遇到的问题；我们培养的学生参与到这些工作中，有助于提升他们的能力，而他们的表现，企业看在眼里，也愿意招聘他们。”杨杰圣强调说，“所以，我觉得跟企业的合作模式非常好。”

正是在这样的合作中，杨杰圣意识到跨学科的重要性。“当今世界的问题，已经不是单一学科就能解决得了的，比如环境生态、老龄化等，都需要交叉学科来解决。”所以，当新科大递过橄榄枝时，他动心了。

这是新加坡设立的第四所公立大学，创校校长托马斯·马尼安提教授曾担任麻省理工学院工学院院长。早在2012年创建之初，新科大就将“跨学科”注入专业设计、学院建设、研究合作等方面，致力于成为东西方科技融会的枢纽。杨杰圣想知道，当学科交叉全面而深入地展开之后，会是什么样子。2014年加入新科大后，杨杰圣被委任为创始副教务长，着手创立研究生院和国际合作部。彼时，新科大已经与麻省理工学院和浙江大学建立了合作关系，希望杨杰圣在走马上任之后能够争取到更多的战略合作伙伴，尤其是美国的常春藤名校。但杨杰圣有不同的想法。他认为，作为一所年轻的大学，新科大应该有更开阔的胸怀和视野，在选择合作伙伴时应该注重东西方文化平衡发展，“不可以一边倒”。

“我的原则是，50%的合作伙伴来自美国及欧洲的大学，剩下50%来自亚洲。”杨杰圣特别强调了合作学校数量的选择。“各个国家的情况不同，像新加坡只有7所大学，但中国有2000多所大学，美国大学数量已经超过了4000所。那我们就要注意数量比例，不能说马来西亚有两所合作大学，在中国也只有两所。”

杨杰圣的观点说服了托马斯·马尼安提教授。从2014年起，新科大就十分注重与中国高校间的交流合作，到现在，他们已经与中国近20所大学之间搭建起了坚实的文化桥梁。9年来，中国科技事业的腾飞，中国在世界科技舞台上的分量举足轻重，无一不在证明杨杰圣当初决定的正确性。“不管是做科研，还是搞合作，都要看得长远一点。”他再次强调说。

生而奋斗就要为社会多作贡献

中国与新加坡的第一个政府间合作项目，是始建于1994年的苏州工业园区。近30年间，苏州、天津、重庆，中新试验田不断扩大，而以南洋理工大学为代表的新加坡高校更是在其间发挥了重要作用。杨杰圣认为，新科大虽年轻，也应该为试验田变示范田贡献力量，他最先看中的就是天津生态城项目。为此，他特意联络到天津生态城方面，经过一番探讨后发现，在与新加坡品牌高校的合作上，确实还是空白。这令他们都看到了机遇。

2022年6月，首届中新天津生态城经济论坛上，新科大与天津生态城签署了战略合作谅解备忘录，计划在人文交流、教育培训和科研、创新、创业等领域展开战略合作，助力生态城发展成为领先的低碳、智慧及可持续发展的城市，并深化中新两国在科教领域的合作与交流。这是杨杰圣向天津迈出的第一步。

“但这还不够，我们还需要在天津跟一所中国的大学合作。”杨杰圣说。通过组织会谈和相互拜访，最终，他们与天津大学达成一致，并希望推动与天津生态城三方联合，进一步拓展科研合作空间。为保障该合作计划顺利推进，杨杰圣在2023年入职天津大学微电子学院，按下了新的启动键。

作为世界知名的低功耗射频/毫米波集成电路设计专家，杨杰圣是新科大第一位被授予电气与电子工程师协会（IEEE）会士，也是第一位同时被新加坡国家科学院和新加坡工程院授予院士称号的学者。此外，他还获评亚太人工智能协会（AAIA）会士，获得全球前2%科学家等多项荣誉。

对于科研事业，杨杰圣一直有清晰的规划。早在南洋理工大学任职期间，他就倡导发起了共同促进产业研究成功（FIRST）产业研讨会。“但在当时，‘I’指的是创新（Innovative）。我没有想一定要做第一，在21世纪，我们要多合作创新，对整个世界作出的贡献才会更大。”加入新科大之后，杨杰圣将“I”的内涵拓展到产业、工业（Industrial）上，希望能够加强产学研结合。这种理念也体现在他的研究上。在深亚微米级互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺建模和使用寄生混合模式器件领域，他拥有39项专利，其中包括2项世界上最小的集成变压器、1项世界上最小的60GHz标准集成滤波器；他是Virtus芯片组的主要发明者，此芯片组完全符合IEEE 802.11ad标准，比蓝牙2.0至少快1000倍，功耗低于300毫瓦，具有载波抑制和超低有害辐射等优势；他还参与发明了5G无线通信和RF/毫米波IC应用的许多新型电路技术。更重要的是，他所取得的所有专利几乎都被企业成功转化，取得了良好的社会经济效益。

经过近10年的发展，FIRST产业研讨会已经发展为半导体行业盛会，每年有超过1000名业内专业人士参加。来到天津后，杨杰圣积极推动天津大学与新加坡高校之间的国际交流与合作。同时，他也为FIRST产业研讨会赋予了新的关键词。“天津大学有百多年历史，在科技创新和企业合作上都有很深的基础，但在交叉领域，还有地方可以加强。”杨杰圣表示，此时的“I”更多指向学科交叉（Interdisciplinary）。他由衷地认为，新科大打破学院间壁垒、开展深度交叉合作的经验，完全可以根据天津大学的发展需求进行个性化借鉴。

半年来，杨杰圣在天津大学的学生培养和团队建设正在有序推进。在他的标准里，这将是一个有能力（Ability）、有态度（Attitude）、有目标（Ambitious）、有抱负（Aspiration）、适应力（Adaptability）强的“5A”团队。作为集成电路科学与工程交叉学科建设的负责人，他积极开展研究生创新人才培养项目，与校内外相关学科进行深度对接与充分研讨，共同推进交叉学科人才培养模式创新和产学研融合协同育人；作为芯片微系统建模负责人，他与中芯国际合作建立了一个建模测试中心，以解决器件模型的技术局限性。而FIRST产业研讨会在天津举行，也将向世界展示天津集成电路设计的发展历程，以及天津大学微电子学院在集成电路设计领域的实力。

“随着5G/6G、电动汽车、物联网、人工智能和无人机的出现，中国必须成为半导体技术自给自足的领导者。然而，缺乏协调和重复的资源、资金和芯片设计工作，严重影响了北京对芯片主导地位的推动。此外，一些国家对半导体设备、前沿技术和先进电子设计自动化软件的禁令和制裁使中国更难迎头赶上。为了克服这些挑战，中国需要一个大胆、团结、协调良好和变革性的半导体技术战略计划。”在新的文章中，杨杰圣郑重写道。为此，他建议中国开发世界首个人工智能和区块链驱动的集成电路和系统设计平台技术，用于半导体IP、产品和系统的大规模创新加速和可行的商业化拓展。

“除了新加坡和东盟，我新的重心是在中国。”杨杰圣诚恳地说。他生于新加坡，长于新加坡，却始终关注着世界科技的发展。在与天津合作之前，他已经在推动中新两国大学之间的合作上奔波了20余年，不仅与国内多所院校的师生开展教研合作，还培养了来自中国的19名博士生、14名硕士生和34名博士后研究人员，其中许多人成了行业和学术界的杰出代表。此外，他也在积极推进中国-东盟在工业4.0、人工智能和5G/6G技术方面的合作。

对于天津大学的新工作，杨杰圣适应得很快。接受采访时，他刚赶回新加坡。距离天津生态城项目建设15周年的日子越来越近了，他想要尽快敲定新科大与天津大学、天津生态城三方合作的细节。

“全世界都得到了来自中国的很多帮助，因为中国往往能带来物美价廉的科技产品。特别是一些发展中国家，他们没有这么多钱，却能享受到这些科技产品带来的好处。在这方面，中国作出的贡献是有目共睹、举足轻重的。”杨杰圣补充道，“人生也一样。我的人生目标不是为了争取荣誉和待遇去奋斗，而是要对社会、对人群有一些贡献。如果什么都用金钱来衡量，我也不会来天津工作了。”

杨杰圣是一个热爱思考的人，也热爱一切需要思考的事情。有趣的是，他从少年时代就喜欢中国象棋，甚至还拿到过中学组的三连冠。在新加坡时，他喜欢到河边散步，边走边放飞思绪，任它天马行空。现在，置身卫津河畔的天津大学，他仍在为了未来而布局，踌躇满志的样子，像极了曾经那个对弈棋局的少年。