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李欣帥：華為聯合高校共建科研及人才培養平臺，打破基礎理論和技術發展瓶頸

點擊：3368  作者：李欣帥    來源：DeepTech深科技 微信號  發布時間:2022-06-04 09:38:09

 

數學、物理等基礎研究的突破，使得信息產業得到飛速發展。

 

數學上的突破，如傅立葉變換理論和快速傅立葉變換算法的出現，極大方便了通信產業的信號處理；5G（第五代移動通信技術）的發展更是充分利用了數學工具。

 

物理領域的半導體材料、集成電路等突破，為處理器和存儲器的出現奠定了基礎。

 

值得注意的是，從基礎理論到工程原型所花費的時間，要大大小于理論“從無到有”的產生時間。

 

目前，信息產業面臨著香農定理理論天花板和摩爾定律工程天花板。

 

香農定理是信息論（研究數字信息的量化、存儲和傳播）中的一個概念，也稱香農極限，為給定帶寬和給定噪聲水平的信息最大速率設定了標準。由美國數學家、“信息論之父”克勞德·香農（Claude Shannon）于 1948 年提出。

 

摩爾定律體現了信息技術的發展速度，由工程師戈登·摩爾（Gordon Moore）在 1965 年指出。即每隔一段時間（約兩年），集成電路元器件數量會成倍增加。盡管該定律是一個經驗法則，但至今仍未失效。

 

從 1965 年算起，也就是說，ICT（信息與通信技術，Information and Communications Technology）領域近 60 年沒有新的理論突破。產業發展漸漸遇到瓶頸，亟需新的理論和技術突破。

 

“在這樣的背景下，華為將自己的創新戰略開始從創新 1.0 升級到創新 2.0，”在 5 月 31 日的泰晤士高等教育亞洲大學峰會上，華為董事、科學家咨詢委員會主任徐文偉說到，“即從基于客戶需求的技術與工程創新轉向基于愿景驅動的理論突破與基礎技術發明創新。”

 

 

（來源：資料圖）

 

具體來說，華為正從“1 到 N”的產品與解決方案創新（主要是實現商業上成功）轉向從“0 到 1”的理論突破和基礎技術發明創新。

 

另外，基礎理論和技術突破存在著較高的不確定性，這就決定了該方面的創新不能是封閉性質的。

 

因此，華為創新 2.0 的思想理念是“開放式創新”（共享能力）、“包容式發展”（分享成果）。

 

值得一提的是，打破理論發展和基礎技術瓶頸的主要源頭在學術界，工業界提出的挑戰則是其發展的推進劑。

 

最終，需要學術界和工業界聯合起來共同推動理論和基礎技術發展。

 

愿景假設+應用研究，產學研用協同產出世界級成果

 

大學與企業的合作是互利共贏的。高校進行基礎技術研究，主要從事“0 到 1”的發明創造，并指引、照亮產業發展方向。企業發揮“工程商用”優勢，為眾多場景下的工程化和產業化難題提出解決之道，并助推實現高校研究成果的商業化，進一步產生社會價值。

 

 

（來源：資料圖）

 

在產學研用的具體的措施方面，企業、高校、研究機構構建戰略協同，共同定義“大問題”，包括圍繞基礎理論、先進技術、交叉領域開展聯合研究。

 

同時，高校與企業相互促進，開展聯合人才培養，為科研和產業輸送源源不斷的生力軍。

 

“華為與中國教育部在眾多方面有著深入合作，包括‘智能基座’產教融合協同育人基地、課程共建、高層次人才培養專項、卓越工程師產教聯合培養、產業挑戰難題發布、全國重點實驗室重組等。”徐文偉表示。

 

總的來說，產學研用須真正協同起來，共同解決產業難題，從而產出世界級成果。在此方面，可以舉兩個有關 5G 通信的例子。

 

其中一個關于極化碼（Polar Code）。Polar Code 從提出到成為 5G 標準，用了約十年時間。

 

“Polar Code 之父”土耳其教授埃爾達爾·阿里坎（Erdal Arikan）在 2008 年的國際信息論會議上首次提出了“信道極化”概念，同年發表了一篇題為《信道極化：一種用于構造對稱二進制輸入無記憶信道的容量實現碼的方法》（Channel polarization: A method for constructing capacity-achieving codes for symmetric binary-input memoryless channels）的論文。他將該信道編碼方法命名為 Polar Code 。并提到 Polar Code 具有適度的編碼和解碼復雜度，這使得它對許多應用具有吸引力。

 

為讓 Polar Code 能夠走向實用，華為的全球數學家團隊進行同步研究后，提出極化權重 PW 序列方法，解決了碼構造問題。經改進后，大大縮小了與香農極限的差距。由此，Polar Code 在 2016 年被 3GPP 標準化組織接受，并最終促成了其的工程化和標準化。

 

該案例背后體現了學術界理論研究與工業界工程驗證密切協同的重要性。

 

另外一個例子是 5G 關鍵技術 Massive MIMO（大規模天線技術）。據了解，對于 Massive MIMO 能否大幅提升移動通信系統的性能，學術界最開始的看法并不一致。

 

2011 年，在經工程師托馬斯·馬爾澤塔（Thomas Marzetta）和埃里克·拉森（Erik Larsson）初步推導出該方面理論框架后，眾多研究者進一步意識到這一理論的重要性，并聯合開展研究。

 

而華為在進行內外部綜合評估后，判斷 Massive MIMO 是未來的一個方向，決定在此領域加大研發投入，最終實現了理論結合工程的突破和領先，Massiv MIMO 也成為助力 5G 發展的核心技術之一。

 

 

（來源：Pixabay）

 

以上兩個案例告訴我們：領軍高校聚焦世界前沿技術研究和基礎技術發明，敢于開展和鼓勵開創性工作；工業界可提供高價值場景挑戰和世界難題，幫助高校實現研究成果。兩者協同走出創新“死亡谷”。

 

校企聯合全方位、多層次培養高水平人才

 

立足高校和科研機構，企業最關鍵的科技自強是技術創新，而最根本的競爭力體現在高水平人才上。

 

人才是企業創新和發展的動力，人才培養不僅僅是高校的工作，也是企業的責任。

 

徐文偉說道：“華為與國內頂尖的綜合性研究型大學進行合作，注入產業的方向和思想，參與學科設計、校企聯合培養，產學研深度融合，助力大學搭建世界一流水平的‘新工科’教育體系，共同培養高層次人才。”

 

除了與高校聯合培養人才，華為還通過科技競賽等幫助青年人才了解行業前沿技術。并將工業界最前沿的技術挑戰設置為大賽中的題目，即可開拓競賽學生們的視野，也加強了他們理論與實踐結合的能力。與此同時，還能夠推動解決相關產業問題。

 

 

（來源：資料圖）

 

華為還通過聯合實驗室、黃大年茶思屋、未來種子、博士后流動站等共同營造創新環境和平臺。

 

另外，對于產業需要怎樣的人才，華為結合自己的探索實踐，大體總結為 4 個方面：具備扎實的基礎科學功底，能創造性地解決問題；掌握新興產業或產業“下一跳”所需知識，能夠助力產業引領發展；站在工程技術的前沿，可以不斷改進和革新；緊跟前沿工程技術所需，動手能力強。

 

最后，值得一提的是，在創新和研發方面，華為始終保持著持續性地高投入，近十年研發費用已累計超 8,000 億元。據了解，目前華為在全球擁有 10 萬多名研發人員，超過公司總人數的一半，其中約 15,000 人從事基礎科學研究。

 

除此之外，徐文偉還提到，華為每年在高校上的投入達 27 億元以上，與全球 300 多所高校、900 多家研究機構和公司有著廣泛合作。

 

“關于如何提前布局新興技術領域、提前培養產業下一代技術所需的人才，”華為表示，“我們希望與眾多合作伙伴共同探索，并一起解決面向未來的世界級難題，讓創新成果為全人類、全產業共享。”

 

作者：李欣帥 來源： DeepTech深科技