第二篇 芯芯之火 从清华大学点燃

2.1.1教育工作者的“执念”

1958年，周祖成考入清华大学。“自强不息，厚德载物”的校训促使他凡事力争上游。那时，清华大学的学制6年，除了大一课程的成绩有一个4分之外（满分5分），此后的功课，周祖成全部是5分。他毕业设计时完成了国内[敏感词]晶体管高速计数器的研制，该成果还参加了1965年的高教展览。

在毕业时，周祖成一心想着“到祖国最需要的地方”，申请到酒泉卫星基地工作，而系里的副系主任陆老师推荐他留校。从此，他的一生开始与清华大学的讲台、实验室、学生结缘。

清华大学是全国各地状元云集的学校，周祖成老师思索着“作为清华大学的一名老师，应该传承些什么？”在教学中，他不断体会到：“教学也是科研，清华（大学）是研究型的大学，老师不能单纯地讲几门课，一定是以科研为主。

1970年文革期间，清华大学无线电系搬到四川绵阳。为了将此前荒废的时间补回来，周祖成老师一心扑在业务上。他在负责雷达终端组的科研工作的同时，还给工农兵大学生开了《数字电路与逻辑设计》课程。1974年，周祖成老师参与国家防空自动化工程的恢复工作，负责雷达头信号检测与数据处理的项目。1975年，他利用130计算机的中小规模集成电路和磁芯存储器，设计出雷达头的信号检测和数据处理设备……

在绵阳一呆就是8年。1979年周祖成老师回京。他谈及，返回校本部后面临的是和外部世界近十载的差距，除了极少数室教师去国外见过世面，系里90%以上的教师仍然在延续着”国内领先”的故事，一直到上世纪八十年代中期。

38岁的周祖成老师意识到自己“人到中年、承上启下”，更要加倍努力将工作做好。回来的第二年，他带领项目组完成的“513雷达加装CCD-MTI”项目，成为清华大学无线电系返京后的最早鉴定的科硏项目，并获当年[敏感词]部科技进步二等奖。返京第三年，他们的“雷达自动检测设备”项目获得电子工业部（工信部前身）科技进步二等奖。1985年，周祖成老师带学生去南海岛屿，实现南海地区雷达情报的数字化联网。继而与其他师生团队在成都双流机场，完成民用航空管制雷达797加装雷达自动处理设备的联试，该项目获得电子工业部科技进步一等奖。

上个世纪80年代，此时的中国正在进行一次科教兴国的重大战略部署。1980年召开了“全国科学技术大会”，1986年3月3日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位科学家向国家提出要跟进世界先进水平，发展中国高技术的建议。后来，中共中央、国务院批准了《高技术研究发展计划（“863”计划）纲要》。

“科学的春天”召唤一批人走向国家“863”高技术计划。由于在计算机、英语等方面有一定的基础，系里推荐周祖成老师参与国家863计划。当时，45岁的周老师跨界进入一个全新的领域——集成电路设计的电子设计自动化（EDA）。

上个世纪80年代，传统的电子设计方法面临着严峻的挑战，兴起的电子设计自动化EDA为迎接这种挑战提供了一条途径。EDA工具将计算机辅助设计技术融入电子设计的全过程，用计算机承担大量的规则、重复、浩繁的设计工作，可以使得设计人员把精力集中在实现产品设计的创造性劳动上。

要在一个全新的领域开创局面充满挑战，周祖成老师要过半导体工艺、计算机和英语三道“关”。关于“半导体工艺关”这一关，他一边学习相关资料，一边到半导体车间里，全程跟工艺线做了一个晶体管，来体验半导体工艺。而“计算机关”，他找到清华计算机系的两个老师，向一位老师请教计算机的硬件知识，向另一位老师请教软件知识。有段时间，他除了上课，其余时间就呆在机房捣鼓机器。至于“英语关”，他上大学时学的是俄语，45岁再次学英语，难度可想而知。他下决心一定要拿下，听不懂的就硬听；有外商搞产品介绍会，他都会去听，借机会用英语和外商交谈，慢慢就结结巴巴可以开口说了。

接受厂商的正规培训也是一个重要的学习环节，经过多次培训，周祖成基本上入了门，他更加认识到了差距：“确实我们要学，要追，要拼！”

上世纪80年代开始向国外开放市场，“以市场换技术”的确使企业实现了技术的更新换代，但市场换来的技术没有“知识产权(IP)”。周祖成老师意识到，必须培养掌握“知识产权(IP)”的人才！

然而，这个期间由于教育工作的滞后，高校越来越不适应市场经济下企业对高层次人才的迫切需求的这种变化。周祖成老师提及：“客观地讲，在高速发展的经济面前，对科技的发展和需求，学校和教师都面临了从曾经’先知先觉’不知不觉地变为’后知后觉’ ”。作为清华这样的研究型大学，周祖成老师发现研究生创新思维和动手能力的培养也不太乐观。研究生的教学实践训练太少，尤其是导师对研究生创新思维和动手能力的指导不力。

通过在教学中的摸索总结，周祖成老师认为仅给学生传授知识还不够，更重要的是培养学生分析问题和解决问题的能力，即创新的意识和驾驭知识的本领。

一方面，从80年代初，周祖成老师每周召开一次研究生学术讨论会。后来随着学生不断增多，实验室坐不下时，研讨会就在楼道的走廊上开。

另一方面，他将资料消化成讲义，一步步建立教材、课程和实验室，如图2.1所示。 

图2.1编写的讲义和教材

周祖成老师在教学中推出集成电路与系统自动化设计方法学、ASIC design等相关课程。其中，《VHDL》这本书1987年英文版出版，IEEE批准《VHDL-1987版》作为正式的设计语言。1987-1988年间，他将英文原著译成讲课用的讲义，给清华大学电子系研究生开课。1992年，他去美国接受EDA培训时，经学生介绍特意会见了这本书的作者道格拉斯，当道格拉斯得知自己的书被译为中文讲义在给学生学习时，十分欣然地授权给了周老师中译本版权，还应周老师邀请为中译版写了前言，1994年，中文版《电子设计硬件描述语言VHDL》得以问世。

同时，周祖成老师为本科生和研究生开了系列工学硕士精品课程，包括：专用集成电路及其计算机辅助设计、电子系统仿真和VHDL、通信系统仿真和ASIC设计，这些课程除了讲授都引入了课程设计，即有三分之一的时间在机房完成课程安排的课程设计(上机项目：如验证和优化等……)。

周祖成老师的课程选课人数很多，除本校本系的本科、硕士和博士之外，还有校内其它院所的学生(如微电子研究所，工程物理系，精密仪器系……)，也有校外的学生(北京大学，中科院，北京航空航天大学等高校)。本着“有教无类”的精神，只要教室座得下，他都尽量说服教务员让学生进教室听课！为此，周老师开设时的课程是按40人选课安排教室，后来讲课时调整到80人的教室。

那些旁听过周老师课程的清华其他系的学生以及外校学生，工作多年后见到周老师时都说“周老师，我是你的学生”，这其中就有华为的余承东。浙江大学的潘赟老师（清华大学电子工程系博士）在2018年见到周祖成老师时说，“周老师，我在浙大任职后，学校要求我开一门新课，因为有您在清华上课时课件的PPT，我就在新课中用上了。“

除了讲义和课程之外，周祖成老师又推进EDA实验室的建设，如图2.2所示。

1995年，他在清华大学“微波与数字通信国家重点实验室”牵头建EDA实验室，在他的促成下，美国EDA企业Synopsys公司向清华大学捐赠20套、总价值500万美元、当时[敏感词]的EDA综合工具。清华EDA实验室拥有的设备和软件，成为北京乃至全国配套最为先进的实验室。当时一位美国大学校长带团访问清华，参观实验室时非常惊讶地发现，清华拥有的设备和软件这么先进，他们的学校都还没有。 

图2.2 学生在“微波数字通信国家重点实验室的CAD中心”上机

EDA实验室的成立，让EDA工具[敏感词]次进入我国集成电路行业同行的视野，为国内的集成电路人打开了一扇面向国际前沿集成电路设计方法学的窗户。政府工业部门相继前来参观，希望清华大学为他们培训研究所和工厂的技术骨干。海尔的张瑞敏、TCL的李东生、华为基础部集成电路中心主任叶青（海思的前身）等企业代表前来观摩，华为还要了实验室的软、硬件的全套清单（这些软、硬件的设计条件被海思继承），还有些企业(海尔，TCL)希望介绍骨干为企业建立IC设计中心。此外，中科院和其他院校來参观EDA实验室的也应接不暇。

在周祖成老师的推进下，后来Mentor、Cadence、SUN公司、IBM、惠普、安捷伦等国际科技巨头先后都与清华大学建立了合作关系，并为实验室捐赠先进技术和设备。这种合作思路，陆续开启了很多企业与清华大学的合作。清华大学东主楼十区西外墙的16块校企合作的牌子，几乎有一半都是周祖成老师促成的。

他深刻体会到，这种校企的合作打破壁垒，跨越了象牙塔的围墙，使得在科研工作一线的研究生受益匪浅，研究生用这些先进的设备，在实验室做实实在在的进行集成电路产品设计，比仅仅听课、考个分数印象要深刻得多。同时，也促进了高校与企业的共同发展，形成了良好、开放的产教融合的生态环境。

“CAD中心（EDA实验室）”通过国家“863项目人才培养计划”和“211工程”，争取到“系统集成和微电子”的学科项目和专用集成电路(ASIC)与电子系统集成“的教学设计中心”项目，建立了相应的人才培养环境。

然而，周老师认为，国内极少数高校（如清华大学、北京大学、复旦大学等）具备的条件，多数高校并没有这样的条件，而仅靠向几所高校培养集成电路所需的人才是远远不夠的。

为此，周老师通过“CAD中心”编译了大量的工具软件的讲义，出版了《专用集成电路（ASIC）和集成系统（SOC）自动化设计方法（1997年）》；《SystemC片上系统设计（2004年）》；《数字电路与系统教学实验教程（2010年）》等专箸，以加速高素质的集成电路设计人才的培养。

此外，他推动把校内的教学资源向社会开放。一方面，为其他高校代培师资，给企业与硏究所办“培训班”。同时，还安排高校的老师进修上机做课程设计(如厦门大学的黄联芬老师、西南科技大学的姚远程老师等)。另一方面，周祖成老师推动EDA实验室和电子工业部一所(“赛迪”的前身)合作，在媒体《国际电子报》上开设“EDA讲座”，从1994/09/05—1995/05/08历时近9个月的时间，每周一个版面向电子相关产业和院系的从业人员普及和介绍EDA。

播撒的火苗在悄悄地酝酿着，一位沈阳理工学院的老师2018年见到周老师时说道：“周老师，我是看你在1994年《国际电子报》的文章进入EDA专业的，看到清华又有了AI Compiler的EDA工具......”

对周老师而言，这些还远远不够。集成电路是一门实践性非常强的学科，高校培养的人才和企业需求的人才之间存在较大差距。“如何能让更多的高校老师和研究生有机会接触[敏感词]的EDA设计环境，把清华大学的EDA平台变成国内高校研究生教学交流的平台，以便推进能更好地为国家培养人才。”这个问题一直萦绕在周祖成老师的脑海中......

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