——记国际微电子领域顶尖领军人物、天津大学微电子学院讲席教授杨杰圣

2026年,注定是不平凡的一年。随着全国“两会”的胜利闭幕,中国正式拉开了“十五五”规划的宏伟序幕。在这场关乎未来五年经济走向的蓝图中,“新质生产力”成为最关键的落笔之处。未来将“打造集成电路、航空航天、生物医药等新兴支柱产业”,并“适度超前布局建设5G、智算等新型信息基础设施”。集成电路、人工智能、5G——这三大核心赛道,不仅是全球科技竞争的“珠穆朗玛峰”,更是中国实现高水平科技自立自强的战略支点。

然而,登峰之路从无坦途。在微电子领域,如何破解“卡脖子”之困,如何让AI从云端算法落地为边缘芯片的智慧,又如何让5G/6G通信不仅“速度快”更“功耗低”,是摆在时代科研人员面前的硬骨头。在这片亟待突围的战场上,有一位始终站在世界前沿的战略科学家,他带着深耕狮城30年的科研积淀,跨过南海,在津门点燃了一团“芯”火。他就是新加坡工程院与科学院双料院士、加拿大工程院外籍院士,也是天津大学微电子学院讲席教授——杨杰圣,他的科研方向,精准对标国家战略需求,在集成电路、人工智能与5G的交叉地带开疆拓土,致力于打通从实验室原理到产业链应用的所有关卡。

狮城三十载磨一剑 三大领域共铸“芯”魂

从南洋理工的求学深耕,到新加坡科研界的领军掌舵,再到归国投身天大科创平台,杨杰圣的科研生涯始终与微电子产业发展同频,更与国家战略需求共振。三十余载初心如磐,他在低功耗集成电路、射频芯片设计、AI与微电子融合等领域深耕不辍,从学术研究者成长为兼具科研实力、产业视野与管理经验的国际战略科学家,用扎实的学术积淀与丰硕的创新成果,奠定了在全球微电子领域的领军地位。

将时间的指针拨回到1996年,当杨杰圣从新加坡南洋理工大学博士毕业时,集成电路产业正迎来低压低功耗设计的全新挑战。他选择了一条当时少有人走的路:深亚微米器件建模。彼时,晶体管尺寸不断微缩,寄生效应成为拦路虎。杨杰圣一头扎进实验室,发现了MOS器件的Bi-MOS体电流效应,并率先提出频率依赖的可缩放SPICE模型。这一成果,如同为复杂的芯片设计提供了一把精准的标尺,被全球第二大晶圆代工厂格罗方德等主流制造商广泛采用,也为他日后成为领域内公认的“BiCMOS技术专家”奠定了基石。

2014年加盟新加坡科技设计大学后,杨杰圣扛起科研与国际合作大旗,历任科研副教务长、国际事务副教务长等核心职务,作为首席研究员,累计科研经费超过7000万新币,聚焦5G/6G通信芯片、低功耗射频器件等前沿方向攻坚。他作为核心发起人,参与创立了由新加坡经济发展局支持的顶尖科研枢纽——VIRTUS集成电路设计中心;他发起的FIRST产业研讨会,如今已成为新加坡微电子领域旗舰活动,每年吸引千余名产业精英参与;他连续7年担任新加坡最高科学奖“总统科学奖”评委,深度参与本土微电子产业政策制定,同时斩获新加坡长期服务奖章、公共行政奖章等国家级荣誉,多年稳居斯坦福大学全球前2%顶尖科学家榜单,并荣获IEEE会士、亚太人工智能协会AAIA会士和国际人工智能产业联盟AIIA会士等多项顶尖学术头衔,享誉全球科研界。

在新加坡的十八年南洋理工生涯与后来的新科大岁月中,杨杰圣不仅是一位学者,更是一位产研融合的架构师。他始终认为,芯片设计不能停留在论文里,必须付诸于产品。正是这种理念,让他取得了38项美国专利,其中27项成功实现商业转让,包括世界上最小的集成变压器、60GHz标准集成滤波器等核心成果。

在学术交流的舞台上,杨杰圣始终是全球微电子领域的核心发声者。2023年以来,他受邀在IEEE EDSSC、IMS等国际顶级会议发表主旨报告27场,覆盖多国学术圈;先后担任多场国际学术大会主席、荣誉主席,2026年还出任IEEE集成电路、技术与应用国际会议大会主席,持续引领领域学术风向。

在核心科研布局上,杨杰圣构建了“基底+赋能+场景”的跨学科体系:深耕射频/太赫兹电路、低维电子器件等集成电路核心技术,攻坚车规级芯片、国产化替代等关键课题;探索边缘AI能效优化、AI驱动集成电路设计平台等融合技术,助力“AI+芯片”产业升级;研发5G/6G核心芯片与器件,主持研制国际首款60GHz可重构收发机SOC芯片,支撑IEEE国际通信标准制定,实现三大领域的深度破壁与技术突围。

京津冀共下一盘棋 协同创新“芯”火燎原

2023年受聘天津大学讲席教授,成为杨杰圣科研生涯的又一次“远航”。这一次,他的战场不仅仅是实验室的方寸之地,而是辽阔的京津冀大地。天津大学微电子学院于2015年9月正式成立,是天津市唯一的国家示范性微电子学院,辐射带动区域高校微电子人才培养。牵头建设天津国家芯火平台、天津芯火(平台)基地,服务天津100余家单位,积极服务产业和区域发展,在国际学术领域的参与度和影响力均极为深远。

针对国家集成电路“卡脖子”技术的攻关需求,以及京津冀地区“设计-制造-应用”链条尚存断点的现实,杨杰圣依托天津大学国家示范性微电子学院和“芯火”双创基地,构建“核心办公+协同创新+成果转化”三位一体科研体系,联动全球资源打造从基础研究到产业化的全链条创新模式,精准聚焦集成电路核心技术、AI与集成电路融合、5G/6G通信三大方向,拉开了一场旨在打通全产业链的大布局。

这盘棋,名为“京津冀协同创新系列项目”,这是杨杰圣服务国家战略、破解产业难题的核心力作。项目紧扣国家集成电路重大需求,依托天津国家“芯火”双创平台,打造四大创新亮点:构建京津冀首个芯片微系统封测概念验证及中试平台,形成“工程验证-小批-中试”全生命周期服务;搭建集成电路一站式公共服务平台,覆盖EDA工具、流片、封测等全流程;创新成果转化机制,联动40余所高校院所打通知识产权运营全链条;设立2亿元集成电路专项投资基金,以梯度资金赋能中小微企业创新。这一系列举措,彻底打通了京津冀集成电路“设计-制造-应用”的堵点,构建起产学研用深度融合的创新生态。

如今,该项目已取得丰硕成果:中试平台为中芯国际、中环半导体等140余家企业提供技术服务超300次,辐射天津九成以上集成电路企业,完成天津首单芯片出境加工业务,助力企业产值突破4亿元;累计孵化衍生企业40余家,9家获评高新技术企业,多家企业斩获重磅创业奖项;推动天津集成电路产业规模从2021年265亿跃升至2024年626亿,年均增速超30%,完成千万元级技术交易,引育企业融资达8亿元,为区域产业发展注入强劲动能。此外,他牵头的国家自然科学基金重点项目、华为合作项目等国家级、企业级课题稳步推进,微系统器件、射频EDA技术实现国产替代突破,图像传感器芯片技术成功孵化企业,WiFi6射频前端芯片完成国产化落地,多项成果填补国内领域空白。

当前,杨杰圣的科研攻关正蹄疾步稳:6G通信核心器件设计取得关键突破,D波段相位移位器、W波段低噪声放大器成果入选IEEE顶刊;AI与集成电路融合技术持续迭代,贝叶斯优化电路设计方案形成系列高水平论文;京津冀中试平台稳定运行,打通多家头部制造厂流片资源;组建起“顶尖科学家+核心骨干+青年人才”的硬核团队,科研梯队日渐完善。面向2026年,他制定了清晰的攻坚规划:打造四级人才梯队,年培养高层次人才120名以上;承办国际高端研讨会,拓宽学术交流平台;申报国际合作专项,突破2项芯片前沿技术,实现多项成果转化,力争牵头参与3-4项国家级重大项目,持续深耕京津冀协同创新,筑牢区域微电子产业创新底座。

润物无声育桃李,不拘一格育人才。在科研攻关之余,杨杰圣始终坚守育人初心,将毕生所学倾囊相授。在课堂上,他没有照本宣科,而是将自己出版的专著《CMOS RF and mm-Wave Transceivers and Synthesizers》搬上讲堂。他开设的《Integrated Circuit Design, Market and Applications》课程,不仅讲怎么设计芯片,更讲芯片怎么变成商品、怎么改变世界。此外,他自2023年以来,还和他人联合出版了《From 5G to 6G and Beyond: The 7Cs of Future Communications》《CMOS RF and mm-Wave Transceivers and Synthesizers》《AI in Semiconductors and IC Design》3部专著,在业内产生了重大影响。他独创“理论+项目实训+上机实操”的培养模式,让学生们在芯火平台上亲手触摸5G芯片的流片温度。他每年组织师生赴新加坡、文莱开展海外实践,让学生在国际顶尖会议上与IEEE会士同台论道。截至目前,他累计培养培训集成电路人才超3.7万人次,指导的学生屡获国际顶级会议论文奖,大批毕业生进入华为、中芯国际等头部企业,成为产业核心骨干,为我国微电子领域筑牢人才根基。

从南洋狮城到渤海之滨,杨杰圣走的这条学者以智慧报国的“芯”路历程,是他科研人生的真实写照。现如今,站在“十五五”开局的新起点,杨杰圣仍将怀揣初心、砥砺前行,持续深耕集成电路、人工智能、5G融合领域,以科技创新赋能产业升级,以人才培养筑牢发展根基,为我国实现科技自立自强、打造全球微电子产业高地贡献不竭力量。

中国“芯”的征途是星辰大海,而他,愿做那颗最亮的北斗星,指引方向,照亮未来。(文/张霞)

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