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新時期計算所的新定位
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孫凝晖
2011年9月

  一.計算所定位的历史变迁

  科學院“創新2020”的一個重要工作就是要求研究所明確自己的“一三五”,即一個定位,三個重大突破,五個重點培育方向。其中,一個定位最爲重要,決定了一個研究所科研的目的和價值體現。

  回顧計算所55年的發展曆史,它的定位也經曆了以下幾個時期變化。從1956年建所到60年代中期,這個時期的定位是爲國防科研服務,典型的科研成果如爲兩彈一星的研制做出突出貢獻的109丙機;從60年代中期到80年代初期,這個時期的定位是爲國防科研和重要行業部門服務,增加了民口的任務,典型的科研成果如757機和KJ8920石油勘探處理系統;從改革開放開始到90年代後期,這個時期的定位是推動國民經濟建設,促進信息産業的發展,典型的科研成果如聯想PC和曙光一號服務器;從1998年開始科學院進入知識創新工程時期,計算所形成了“科研爲國分憂,創新與民造福”的核心價值觀,定位是“三頭”,即做國家重大科研計劃的“龍頭”、信息産業關鍵技術的“源頭”和某些學術方向的“領頭雁”,典型的科研成果如曙光高性能計算機和龍芯通用處理器。

  科學院經過知識創新工程13年的發展,取得了很大的成就,針對未來十年國家對科技的需求提出了“創新2020”發展戰略,下面三節分別對計算所的一個定位,三個重大突破,五個重點培育方向進行解讀。

  二.一個定位

  計算所在創新2020中的一個定位是:“計算所的學科定位是計算技術,包括計算機系統、網絡、智能技術三個主要研究領域;性質定位是産業高技術,覆蓋學術研究、技術創新、産業化與技術應用的完整價值鏈;使命定位是未來10年計算所的最終價值是成爲信息産業價值鏈上不可替代的一個環節,爲做強中國信息産業貢獻關鍵技術和系統;目標定位是成爲社會公認的引領我國信息産業和信息化的計算技術主要源頭,成爲世界水平的研究所。”

  新定位的核心思想是计算所要做“产业的技术源头”。从计算所55年尤其是近30年的历史看,从计算技术的学科特点看,从国家对信息技术的主要期待看,发展引领性技术,成为下一代信息技术战略新兴产业的技术源头,通过信息化拉动工业化和促进产业结构的调整,为国家网络信息安全战略应用提供支撑技术,是体现计算所作为国立研究所满足国家战略需求的主要价值所在,也是计算所的优势所在。计算所的目标是在10-20年内将源头技術轉移辐射到1000亿元规模的巨大市场,用可信的数据表明计算所为提高我国科技对经济发展的贡献率、降低我国技术对外依存度做出了实实在在的贡献,也就是证明了计算所的不可替代性。

  三.三個重大突破

  三個突破是計算所的三件大事,是在十二五期間必須完成的重大科研産出。依據《中國至2050年信息科技發展路線圖》,計算所的科研工作主要圍繞普惠泛在的信息網絡體系開展工作,主要布局在“端、網、雲”下一代信息技術的基礎平台層,其中“端”指位于前端的計算機、移動終端等系統,“網”指位于中間的web網、互聯網、無線通信網和無線傳感網,“雲”指位于後台的高性能計算機、服務器、存儲、和處理器以及平台軟件等系統。

  三個重大突破就是發展龍芯、曙光、天玑三個品牌,它們分別對應著計算所在端、雲、網上的重大布局,在“十二五”期間的主要指標如下。

  突破一:

  突破通用處理器和高端SoC芯片的核心技術,牽頭打造我國自主可控的信息技術基礎平台和産業鏈;龍芯芯片及其支撐的計算機、軟件和應用服務要達到年産值1000億元的市場規模;十二五期間,在軍隊、政府、教育等對安全要求高的行業找到突破口建立“根據地”,基本形成堅實的龍芯技術産業聯盟。

  重点突破安全适用型PC和服务器处理器中使龙芯具有市场竞争力的若干关键技术,研制自定义指令集的数据处理器(DPU,Data Processing Unit);

  龍芯3號通用高性能處理器主頻2.0GHz以上,單片達到萬億次浮點運算;

  在至少2個重大型號中得到應用,在高性能計算機和服務器領域應用推廣10萬套以上,在桌面領域應用推廣100萬套以上,在電視機、移動終端等嵌入式領域推廣數千萬套。

  突破二:

  突破艾級超級計算機和高通量服務器的核心技術,爲做強信息化核心裝備産業和雲服務産業做出重要貢獻;支撐曙光公司達到年産值50億元的市場規模。

  重點突破100Petaflops超級計算機的關鍵技術和雲計算核心技術,建立自主可控的高性能計算機技術體系;

  研制的十億億次曙光7000具有鮮明的雲計算特征;

  研制成功面向未来数据中心的世界领先的高通量服务器(HTC, High Throughput Computing)。

  突破三:

  長遠目標是做強以海量網絡數據的智能處理與高效服務爲特征的互聯網深度服務産業(也稱爲Web3.0),建立一個世界水平的新型網絡服務示範企業,爲我國互聯網産業的轉型和壯大提供關鍵技術與系統。十二五期間的指標:

  建立一个称为网络数据科学与工程 (Web Data Science & Engineering)的新学科方向;

  重點突破網絡數據引擎的核心技術及其在網絡搜索、網絡輿情、網絡靶場上的應用;

  具備百億量級網頁的采集/存儲/計算和服務能力,並發查詢請求達到每秒1000次以上;

  深度信息服務産生20億元人民幣的經濟效益,完成2項以上國家戰略應用或任務。

  四.五個重點培育方向

  相比三个重大突破而言,五个培育则是面向十三五乃至2020年以后的更加具有颠覆性(disruptive)的新技术,以及需要加强的方向。IT的普惠泛在和智慧体现是信息技术发展的两大原始驱动力。人们将发展计算技术归结为解决3个基本问题:(1)Charles Babbage(1791-1871)问题——提出了自动计算的概念,实现比人算得更快的机器计算;(2)Vannevar Bush(1890-1974)Memex问题——要求可以存储海量的书籍、报纸、杂志、照片、记录等各种文献,并通过超级链接组织起来,实现存储、索引、日志、评价和摘要的集成;(3)Alan Turing(1912-1954)问题——使机器具有看、说、听以及思考的能力。其中Turing问题远远没有得到有效解决,而智慧是提升信息社会水平的核心要素。

  依據上述基本判斷,計算所選擇的五個重點培育方向是數據存儲技術、未來互聯網、未來移動通信、智能機和重大信息化應用。其中前三個是面向雲、網、端追求更加具有顛覆性的技術創新,第四個是發展具有長遠意義的智能信息處理技術,切入點是以計算所優勢學科方向體系結構爲載體,發展具有新産業潛力的智能機系統,第五個是基于應用集成技術發展信息化應用,以便更緊密地結合和了解中國的經濟建設和需求。五個重點培育在“十二五”期間的主要指標如下。

  培育方向一:數據存儲技術

  數據的存儲、管理與處理是計算機的核心技術之一,存儲與服務器、網絡並列爲數據中心的三大設備。十二五期間重點突破三網融合、互聯網服務等新興應用需要的海量存儲系統的關鍵技術和雲存儲核心技術,支撐藍鯨公司達到年産值10億元的市場規模,並打入國際市場。

  通过与大企业的联合,研制国际领先水平的高通量服务器与数据处理器、云存储系统、云操作系统与编程环境,来引领未来的云计算数据中心(Cloud DataCenter)。

  培育方向二:未來互聯網技術

  网络通信领域正处于技术革命前夜,计算技术(IT,Information Technology)和通信技术(CT, Communication Technology)越来越走向融合。计算所在网络技术研究方向有长期的技术队伍积累,曾辐射出神州数码网络业务、科学院网络中心等组织,有很好的基础。

  把未来互联网技术作为培育方向,研究可编程虚拟化路由器,建立未来互联网前沿研究的试验床(CENI, China Environment of Network Infrastructure),并针对互联网的可扩展性、移动性、安全性等问题开展创新研究,力图为华为等IT企业提高产品的国际竞争力提供“云路由器”等引领性的关键技术和系统。

  培育方向三:未來通信技術

  無線通信芯片和新型終端的緊密結合,是培育出中國自己的Apple公司的關鍵。計算所曾輻射出聯想PC,在通信技術領域引進了優秀的科研團隊,有基礎再創一次輝煌。

  十二五期間依托北京市移動計算與新型終端重點實驗室,計算所把下一代無線通信芯片及新型普適終端作爲培育方向之一,加強未來通信技術的基礎研究,重點研究環境感知、智能交互、移動平台上的多媒體處理和智能電視等核心技術。

  培育方向四:智能機

  信息对象的智能处理是互联网和物联网产业的核心技术之一,应用面很广泛, 很有希望发展出一个以智能技术为核心的智能机新产业,还可以结合计算所的计算机体系结构和智能信息处理两个重点实验室的优势。

  十二五期间将重点研究如何对多类信息进行多快好准地处理方法,选择汇聚智能处理、交互式语义、个人高性能计算机(pHPC, personal High Performance Computing)技术的机器专家做为一个新的突破口和载体,特别地,研制一个 “机器博士”为形象代言人和集成展示平台。

  培育方向五:重大信息化應用

  開展重大信息化應用的總體設計和咨詢,開發滿足國家重大需求的信息化應用,能發揮計算所的綜合優勢,尤其是計算機系統方面的深厚積累。目標是提高中國信息化建設的技術水平,並起到引領和示範效果。

  把發展有顯示度的重大信息化應用作爲一個培育方向,重點發展應用集成技術,包括軟件集成、數據集成、服務計算等,研制出有鮮明技術特色的應用平台軟件,在教育、智慧城市等行業應用領域開展應用工程工作。

  五.實現新定位的途徑

  確定了新定位和主要科研任務,接下來的問題是:如何讓源頭技術向下遊流動並擴散到IT産業?如何對國民經濟和社會發展産生廣泛的影響?

  圖一顯示了實現新定位的有效途徑:


圖一:計算所創新2020願景圖

  主要思路是将科研价值链划分成知识创新圈、技術轉移圈、成果辐射圈、社会经济圈四个辐射圈,将计算所的各个组织、各项工作有效地分布在这四个圈里面,进行知识创新、技术创新、产品创新、技术直接转移与产业化、技术应用和知识传播,使得计算所的引领性创新和技术成果能够逐层扩散开来,形成贡献和影响。它们的具体含义如下。

  知識創新圈:計算所(ICT)大部分位于這個圈,它的性質是國立研究所,定位是要成爲中國計算機事業的搖籃和中國計算機産業的技術源頭,目前由11個科研實體和8個管理支撐部門組成,爭取2020年的科研經費體量能達到每年10億人民幣。

  技術轉移圈:大计算所(Big ICT)的主要部分位于这个圈,它的性质是网络型研究所,即这个网络状的联合体由法人类型多样的众多组织构成,在地域上也是分布的,在管理上实现一定程度地可控,工作定位是进行技术创新、技术直接转移与产业化;目前由与地方政府合作的分部/分所,3个直属企业,和龙芯、曙光、蓝鲸、天玑、晶上等主要投资企业组成,争取2020年总的经济体量能达到每年100亿人民币。

  成果辐射圈:这个圈主要体现计算所科研成果和技术的支撑作用( ICT Support),通过一个计算所技術轉移的商标将技术影响到的范围标识出来,工作定位是技术间接转移与IP转让、产品创新,目前主要由合作紧密的华为公司、联想公司等IT企业、员工创业企业、企业联合实验室组成,争取2020年影响到的总的经济体量能达到每年1000亿人民币。

  社会经济圈:这个圈主要体现计算所对信息社会和经济增长的广泛影响力(ICT Impact),工作定位是技术应用与人才辐射、知识应用,目前主要由计算所所友会、计算机学会、研究生教育、IT职业培训、信息化应用项目、学术期刊、地方分部/分所工作组成,着力增加IT在2030年中国25万亿美元GDP中的贡献。

  除了通過加強基礎和前瞻研究,加強引領性創新,使得處于核心位置的知識創新圈不斷地産生重大科研成果和重要學術進展外,有三個關鍵點十分重要。

  第一是建立“大計算所”,在知識創新初期計算所被稱爲“創新小所”,這是爲了區別于計算所二部,強調知識創新,發展到後期形成了以分部/分所爲特征的“網絡型研究所”,強調科技對經濟發展的廣泛支撐,和對中國內生需求的重視,再要發展到進一步突破國立研究所邊界,建立適應新時期需要有多種組織和多種機制體制的網絡狀的“大計算所”。

  第二是“ICT Support”,这个商标不仅仅是计算所技術轉移的一个标识(logo),更是评价技術轉移效果的Benchmark指标,是计算所由新时期自己办企业、自己搞产业化向加强与大企业合作、鼓励和辅导员工创业转变的重要体现。从长远看,计算所主要投资企业发展壮大后,也将成为计算所技术支撑的重要对象。

  第三是如何“建桥” 和 “找人”,计算所的价值链比单纯的基础研究,或者单纯地为国家战略应用服务都要长而且复杂得多,必须在这四个圈之间“建桥”,让价值(value)能双向流动起来;还必须为这四个圈的各个关键岗位“找人”,要解决好这个大家庭所有人对计算所这个品牌的认同与忠诚,和认可激励机制这两个问题。上面这些关键点都是系统性的,在新时期必须勇于创新,深化改革,大胆地采取新的举措。

  六.采取的新舉措

  为实现上述目标,计算所一方面在国立研究所的边界内强化实现計算所定位的战略能力,另一方面突破国立研究所的现有边界,探索建立起适应市场竞争性战略高技术跨越发展的“网络型研究所”的体制机制,为技术的有效转移提供体制机制保障,为我国科技体制改革做出示范。未来5-10年,计算所采取的四项重大举措是“新文化、战略型管理、产业园、网络型大计算所”。

  1.樹立從優秀到卓越的文化理念,建設和諧奮進的計算所

  堅持計算所在知識創新工程中形成的“科研爲國分憂,創新與民造福”核心價值觀和“正氣、大氣、骨氣”等核心理念,在此基礎上,樹立新時期“從優秀到卓越”的文化理念,營造和諧奮進的“大計算所”氛圍,倡導“人人是才、人人幸福”的觀念,提倡以跨越發展的方式解決現階段存在的種種問題。

  2.提高戰略決策和科研統籌能力,推進戰略型管理。

  将科研决策与科研管理合理分离,建立“科研战略委员会”和“首席科学家”制度,加强计算所的战略决策能力, 建立起从真实需求中凝练科技问题的机制。在财务管理上加强所务会的调控能力,对各类项目提取间接费用做人员费用和公共支撑,争取到2020年做到国家财政拨款、国家竞争性科研项目、技術轉移与横向收入的比例达到3:4:3,有效加强科研自主布局的能力。

  研究所的管理工作包括服務型、管理型、戰略型三個部分,推動計算所的各項管理工作向戰略型轉型是計算所發展戰略能夠落地的基本要求,爲有效提高計算所管理部門的執行力,十二五期間要大力推動突破現有研究所活動邊界的戰略型管理。

  3.建設計算所新園區,打造世界一流的産業技術發展基地

  爭取在計算所環保園新園區用10-15年建設12萬平米科研用房,它不僅僅是滿足科研用房需求的保障,更是實現計算所的定位的有力措施。計算所要重點在新園區打造一個世界一流的産業技術研究發展基地,同時要將中關村老園區建設爲學術發展基地和計算所品牌的象征,還要與地方政府合作建設各地的分部/分所及科技園,構建推進信息化和促進兩化融合、發展地方經濟的技術應用基地。

  4.打造全方位覆盖技術轉移的多种价值链,建设网络型大计算所

  我国还是一个发展中国家,整个社会技术创新价值链是断裂的。计算所无法在现有国立研究所的边界内解决各种制约发展的问题,必须采取网络型研究所的发展思路,解决成为源头的“人”和“桥”两大难题,具体包括人才、技術轉移、收益分配三项工作:

  (1)建立完整的人才鏈:通過執行特殊政策的海外引進人才、體制內的事業編制人員、利用“中科智源”人力資源公司的項目聘用人員、企業編制人員、分所的地方事業編制人員、短期高級顧問人才等途徑,建立起計算所完整的人才鏈。

  (2)建立完整的技術轉移链,并强化对技术的经营能力:通过“中科算源”计算所控股公司、NPO性质的计算所技術轉移中心、龙芯/曙光/蓝鲸/天玑等计算所参股企业、企业性质的分部、技术辐射到的关联企业等多种形式,建立计算所完整的技術轉移链。十二五期间力争再孵化出1-2个行业龙头公司,为发展战略性新兴产业做出有重大影响的贡献。通过建立与大型骨干企业的战略合作关系、计算所技术经纪人制度、专利拍卖机制、专业技术孵化器、紧密合作的资本平台、计算所技術轉移品牌“ICT Support”等措施,大幅提高计算所把技术变成钱的经营能力。

  (3)建立多样的收益分配机制:建立灵活多样的适应发展需要的收益分配机制以及股权激励政策,完善计算所技術轉移奖励条例。

 
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