文|《中國科學報》見習記者 江慶齡
盧志遠已經75歲了。作為旺宏電子股份有限公司總經理、首席技術官，以及欣銓科技股份有限公司董事長，他依然保持著每天14個小時的工作時間，處理公司事務的同時，關注半導體領域前沿技術發展，由此判斷公司未來的發展方向。
在外人看來，這樣的工作節奏頗為“overload”（超負荷），但盧志遠卻樂在其中，因為“從事的工作給自己帶來很大樂趣”——
自20世紀70年代以來，盧志遠就進入了半導體領域，親歷了信息時代的快速發展，更是為存儲器技術的發展做出了重要貢獻。盧志遠在國際上率先發明了新一代非易失性存儲器（NVM）技術，并帶領團隊成功開發相應的NVM存儲產品，為非易失性存儲技術奠定了技術基礎。近年來，盧志遠團隊開發的NVM技術也推動了人工智能（AI）、移動通信、云計算及邊緣計算等領域的廣泛應用。
8月6日，2025未來科學大獎公布。因為在非易失性半導體存儲單元密度、器件集成度和數據可靠性領域的發明和引領性貢獻，盧志遠獲2025未來科學大獎-數學與計算機科學獎。
發布會后，盧志遠接受了多家媒體采訪，以下是主要采訪內容。
盧志遠圖源：未來科學大獎
“know why”和“know how”
問：你在非易失性存儲器技術領域做出了開創性工作，為什么選擇在半導體領域深耕？
盧志遠：
簡單回顧一下半導體的發展歷史。作為一種特殊材料，半導體被發現已經有近200年了，但人們始終無法理解，為什么在導體和絕緣體之間會存在“要導不導”的材料。一直到20世紀量子力學出現后，半導體的神秘面紗才被揭開。
1947年，世界上第一個晶體管在貝爾實驗室誕生；1958年，第一塊集成電路出現；1965年，戈登·摩爾提出了著名的“摩爾定律”，半導體只讀存儲器（ROM）芯片也在這一年開始出現。
我本科學的是物理，1972年畢業后，到美國哥倫比亞大學繼續求學，開展半導體相關的研究。我很幸運，在半導體存儲器發展的初期就進入了這個領域。當然，我最初進入半導體領域是出于科學探索。隨著對半導體認識的不斷深入，我逐漸發現半導體是一項十分重要的技術，很自然地開始思考如何利用好這類材料，創造更多的社會價值。
問：你既是科學家，也是企業家，“用好材料”是你進入產業界的初衷嗎？
盧志遠：
科學研究和技術發展向來是互相推動的。正如望遠鏡推動了天文學的發展，顯微鏡則是細胞生物學的重要基礎。當技術進步的時候，科學也隨之獲得突破；科學進步的時候，又可以帶動技術進步。
同時科學和技術之間存在顯著差異。如果你去閱讀物理學和電機工程學的書籍，會發現前者強調“know why”，解答機制原理；后者則重視“know how”，提供解決問題的方法?！発now why”才能“know how”，“know how”又會催生出“know why”，兩者之間互相激蕩，持續推動一個領域的發展。
我有物理方面的科學基礎，能夠了解如何從科學原理出發優化技術，又可以在技術落地過程中發現新的科學問題。我非常享受“know why”和“know how”之間循環往復的過程。
我進入產業界是在20世紀80年代。彼時，隨著晶體管發展到2~3微米工藝，學界和業界普遍認為，集成電路尺寸進一步縮小至1微米以下，會面臨短溝道效應、光刻極限、雜散電容增加等重大挑戰，也就是所謂的“1微米障礙”。我參與的“次微米計劃”正是為了突破這一瓶頸而開展的。
之后，在科學界和企業界的共同努力下，“1微米障礙”被順利突破。此后，集成電路的發展如同江河奔涌，持續突破技術瓶頸，到今天已經接近1納米了。包括我在內的從業者，也經歷了視野的快速上升期，可謂如魚得水。
問：你是如何在經營公司的同時發表了這么多論文的？作為一名“50后”，你現在每天的工作大致是怎么安排的？
盧志遠：
確實兩個都很花時間，但工作是我的興趣所在，所以我并不覺得辛苦。此外，旺宏是一家高科技公司，需要具備競爭力的核心技術，我的研究工作很容易落地，進而為我帶來更多正反饋。
我是1950年出生的，今年已經75歲了，我的興趣和工作安排和50年前沒有太大差別。我幾乎沒有其他娛樂，每天會投入約14個小時在工作上。和我共事的人都知道，我常常凌晨2點多還在發郵件討論工作。當然，我不要求團隊其他人也這樣，他們每天工作8小時足夠了。
關于我每天的工作安排，一方面，作為公司管理者，我需要處理公司政策制定及決策層面的管理事務；另一方面，我是旺宏的首席技術官，我也需要了解技術和市場前沿，進而規劃公司未來的發展方向。
很多人說我現在的工作節奏過于“overload”，但我自己并不覺得辛苦，因為工作是我的興趣所在。對我來說，吸收知識、思考問題，有了想法后再和團隊交流，這個過程非常有趣。
這里我必須強調一點，很多人覺得做科研的底色是“苦學”二字。但我認為，如果覺得做科研很辛苦，那就沒必要堅持下去了。一旦能從科研之中找到樂趣，自然就不覺得苦，就能發現科研的多彩多姿?！叭倭校行谐鰻钤保瑢ι鐣l展來說，并非只有做科研才能做出貢獻，關鍵還是要找到適合自己的方向。我經常鼓勵年輕人要“量才適性”，先了解自己的興趣和優勢所在，再選擇適合自己的發展方向，這樣才能在困難中堅持下去。
問：你和團隊關注的是存儲器“材料-器件-系統”的協同問題，攻關過程中有哪些技術取舍或決策？
盧志遠：
這個問題非常關鍵。我們常說“產品越便宜越受歡迎”，但這并非絕對。在產業界，任何產品都只是整個系統的一部分，需要綜合考慮各部分之間的關聯，讓系統功能達到最強。比如有的產品單價稍高，但能讓其所在的系統整體成本降低；有的產品性能未必最佳，卻能讓系統整體運行更高效，客戶顯然會傾向于選用這類看似不夠完美的產品。若能提前洞察這些需求，就能搶占先機。
舉個例子，早期閃存有16個引腳，可并行傳輸8路信號，數據輸出速度很快。但后來整個行業都改成了8個引腳，為什么呢？傳輸速度稍慢對系統整體影響有限，但16個引腳意味著需要布16條線，組裝復雜的同時成本也更高。
問：在創業過程中，你是否遭遇過“死亡之谷”，又是如何帶領團隊跨越這個階段的？
盧志遠：
我想超過95％的創業者都面臨過這個問題。“死亡之谷”往往發生在公司成立后的3~5年間。創業初期，大家都熱情高漲，投資人也愿意投入資源，但到一定階段后，資金已所剩不多，卻還未有成果落地。此時，產品已接近成功，但投資人未必能看到潛力，會因為擔心“沒有回報”而不愿繼續投資。最終，創業者被迫在“臨門一腳”的時候停下。
有經驗的創業者往往能夠預感“死亡之谷”來臨的時間，并提前進行準備。就像穿越沙漠前，必須準備好充足的糧食和水才能活下去，創業者必須清楚自己的產品在市場上還需多久才能落地、產生資金回報。
另一個折中的辦法是，專注創新的同時開展一些能盈利的、相對不那么創新的業務，確保能夠在一定程度上實現自我造血。需要提醒的是，這可能是一個甜蜜的“陷阱”。如果專注于掙錢，企業可能會逐漸把重心放在這類業務上，導致核心創新項目被荒廢，最終淪為缺乏核心技術的普通企業，也違背了創業者的初心。
我們的做法就是提前準備好“糧食”，經營好現有業務，確保公司“活著”。同時協調各種資源，讓核心創新項目有機會沖刺突破。
回歸第一性原理
問：相比于硬盤和內存，閃存在原理上有何特點？主要用于哪些場景？
盧志遠：
三者的物理原理完全不同。簡單來說，硬盤基于磁存儲原理，通過磁材料內部磁極方向的上或下來區分“0”和“1”；內存的英文名是DRAM，也叫易失性存儲，核心結構由一個晶體管加一個電容器組成，僅在通電時可進行數據存儲和寫入操作，斷電后數據就會立即丟失；閃存屬于NVM，只需通過特殊材料制成的晶體管即可實現存儲功能，且在斷電時也能存儲數據，但運行速度遠慢于DRAM。
憑借抗沖撞、環境適應性強等優勢，閃存已成為主流存儲技術之一。閃存的應用場景非常豐富，最主要的仍是環境溫和的消費級產品，如手機、電腦、汽車等設備的存儲模塊。此外，我們團隊開發的加熱自修復技術，使得閃存在惡劣環境中無需人工維修即可穩定運行，可部署于高海拔地區等人跡罕至的AI站或5G/6G工作站，以及太空中的載荷等。
不過，由于閃存常用的材料是硅和二氧化硅，宇宙射線、核爆輻射等高能粒子會導致閃存失效。尋找耐輻射的替代材料，是當前的熱門研究課題。此外，業內也在嘗試設計高強度防護外殼，給閃存穿上“防彈衣”以阻擋輻射的影響。
問：你剛剛提到了自修復技術，這項技術對于閃存有哪些影響？決定閃存次數和容量的關鍵因素還有哪些？
盧志遠：
我們發明的加熱自修復技術，主要目標是讓閃存的壽命無限延長。
閃存的存取次數直接影響其壽命。就像用鉛筆在白紙上寫字，寫滿了之后需要用橡皮把字擦掉，才能寫新的內容。橡皮在同樣的地方反復擦了多次后，紙不可避免會破損。過去，閃存通常存取約1萬次就會損壞，要想提高次數，就要減少“擦除”時對“紙張”的損傷，或者一旦出現損傷就及時修復。
我們把存儲單元理解為一個房間，里面有電子代表“0”，沒有則代表“1”。但要知道，這個房間既沒有窗也沒有門，電子需要通過量子隧穿效應進出“墻壁”。在電子穿越“墻壁”的過程中，墻內的原子不可避免會被撞歪，“歪”得嚴重了，墻可能就倒了。
加熱自修復技術則能夠通過加熱，把這些被撞得東倒西歪的原子“扶正”，讓存儲單元始終如新。在實驗中，我們的閃存在擦寫1億次、10億次、100億次后仍然完好，因此有媒體稱其為“flash forever”（閃存永存）。
我和團隊在提高NVM存儲密度方面也開展了系列工作。所謂閃存密度，就是在一定空間中可以容納的存儲單元。每個單元越小，密度就越大。這里有一個重要問題，當存儲單元縮小到原子尺度時，可能就無法正常工作了，此時必須更換材料。
我們發明的三維單柵垂直溝道結構NVM，能夠讓存儲器從“平房”變成“大廈”。此時，盡管密度沒有變化，但總容量無疑大幅增加了。需要注意的是，堆疊也帶來了新的問題。就像城市中房屋密集引起的隔音不好等“鄰里問題”，當存儲單元距離很近時，互相之間會產生影響，也就是噪聲問題。目前，存儲單元已經能夠堆疊到300層，通過持續技術攻關解決噪聲等問題，我們預計未來能堆疊至1000層。這種結構的存儲元件，預計還有10~20年的發展空間。
問：你取得這些突破性進展的秘訣是什么？這是否是你和團隊在存儲器領域“彎道超車”的原因？
盧志遠：
每當我在研究中遇到困難時，我都會“go back to the first principle”（回到物理學的第一性原理）。在科學探索過程中，我們其實無法判斷哪條路能走通，可能會因為目前的能力跨不過某個坎，也可能因為走了一條死路而無法繼續往前。這種時候，我就會及時抽身，盡快探索新方向。
關于彎道超車的問題，在我看來，科研層面完全可以實現彎道超車，但在產業層面則很難實現，更適合“斜道優化”。我們的客戶也更喜歡在現有技術路徑上優化，常常會強調：“不要那么著急超車，否則可能會脫軌?！?span style="display:none">R6u速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
首先，一個成熟的產業前期已經投入了大量資源，“彎道”意味著要搭建與新技術匹配的裝備和工藝體系，導致前期的投資全部浪費。其次，應用端涉及上下游產品，“彎道”必然會“牽一發而動全身”，導致所有環節都需調整，這無疑會引發新的可靠性風險。
不過，我們可以先在科學上“彎道超車”，之后再等待時機，逐步落地應用，最終實現商業價值。
向突破納米極限進發
問：目前集成電路已經進入了納米時代，你認為什么時候可以突破納米級的物理極限？
盧志遠：
按照傳統的工藝路徑，要想突破納米級制程，最大的技術瓶頸在于光刻機。從物理原理看，目前最先進的EUV（極紫外線）光刻機最多只能實現3納米級制程。通過多種優化技術，現在芯片制程上限已接近1.4納米，能夠進一步縮小到1納米以下。但是，到0.7納米之后，EUV就徹底無能為力了，只能期待新技術出現。
值得一提的是，EUV光刻機從開始研究到具備量產的能力，中間經過了二十多年時間，攻克了諸多難題。如今要突破新的技術極限，最快也要15~20年，因為其中涉及可量產、成本可控、與已有工藝融合等系列問題。
在過渡期內，產業界需尋找替代方法，前面提到的向三維要容量是一個可行方案。目前閃存已經做到了300層，邏輯芯片也同樣可以通過晶體管堆疊技術延續制程進步。
誠實地說，我們現在無法預言具體什么時候可以突破納米級的物理極限。但我很有信心，在應用需求帶動和不同領域學者的通力合作下，我們可以一步一步地克服這些極限挑戰，未來很值得期待。
問：未來10~20年，半導體領域會有哪些顛覆性的突破？你接下來的研究重點是什么？
盧志遠：
首先，我們知道，AI的快速發展對存儲器提出了新的要求。按照摩爾定律，集成電路可容納的晶體管數目大約每18個月到24個月便會增加一倍。而現在AI則要求每年增加2.5倍。對存儲器領域的從業者來說，需要研發容量更大、成本更低的存儲器。
其次，我很關注“存算一體”，這也是我們團隊正在全力攻克的。目前，全世界幾乎所有的計算機系統都遵循馮·諾依曼架構，即由存儲器負責“存放數據”，CPU或者GPU負責“處理數據”。好比我們在廚房做飯前，需要先去倉庫取食材。馮·諾依曼架構存在效率低下和能耗需求大兩個主要問題。“存算一體”就是要建一個既能放食材又能做飯的“房屋”。國際上的代表性企業都在為此努力，原本專注于邏輯芯片的企業開始涉足存儲器，擅于存儲器的則開始嘗試在存儲器中嵌入邏輯運算功能。同時，如臺積電等企業采用了“近存運算”的過渡方案，好比把倉庫建在廚房隔壁，這樣取食材的時間就大幅縮短了。
此外，將非易失性存儲與易失性存儲的優勢融合是存儲器領域的“圣杯”——既實現數據長期穩定保存，又實現高速讀寫性能。但這需要依賴底層物理原理的創新，目前尚無明確的突破路徑，未來需通過新材料、新結構的探索逐步攻克。我認為這是年輕科研人員可以深耕的重要領域。
問：你提到，目前很多團隊和企業都在攻關，未來集成電路技術發展路徑是趨異還是趨同？
盧志遠：
我認為兩者是動態平衡、互相影響的。每個團隊肯定都希望“我做得比其他人更好”，以此贏得市場的認可，因此會出現不同的技術路徑。同時，“趨同”也時刻都在發生，從業者通過參加學術會議、閱讀論文、研究專利等多種方式互相學習。正是“趨異”與“趨同”的持續互動，催生了業內良性競爭的生態，最終推動整個行業的技術升級。
問：在這種良性競爭的局勢下，中國的核心競爭力體現在哪里？
盧志遠：
中國在半導體領域的進步是舉世矚目的，這得益于過去二十多年間國家對教育、科研的大量投入，培養了大量優秀人才。這些人才現在大多三四十歲，正是最具創造力的階段。當前，國家非常重視高科技發展，也為各類人才提供了施展才能的平臺以及優厚的待遇。同時，中國具有僅次于美國的市場優勢，這也將直接影響半導體產業未來的發展方向。因此，我認為中國在半導體領域的發展前途十分光明，非常具有競爭力。
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