盖茨在上海交大的讲话成了微软中国研究院发展史上重要的里程碑。研究院的名字从“中国”升级为“亚洲”，这是一个非常关键的变化。成立三年，研究院的发展令同行惊讶，研究院在微软研发版图以及世界科技进步中的影响力越来越大。张亚勤希望将研究院的定位从中国延伸到整个亚洲地区，使研究院的研究更具备普遍性、全球化，以更好地吸引日本、韩国、新加坡乃至澳洲的人才。微软中国研究院升级为微软亚洲研究院之后，将在吸引人才和进行科研合作等方面大大减少跨文化的冲突。
2002年6月18日，微软亚洲研究院邀请了好几位诺贝尔获奖者来与研究员和实习生们交流。在这个“诺贝尔之夜”，杨振宁教授与张亚勤相谈甚欢。
这种文化冲突早在2000年底，张亚勤赴日韩作科研交流时就明显地感受到了。当时张亚勤与日本和韩国的大学商洽建立联合实验室，但对方不太愿意与一个只局限在中国地域内的研究院合作。一回国，张亚勤就更名这一问题和研究院的管理层以及里克·雷斯特进行了几个月的商讨，微软雷德蒙总部最终同意了研究院更名的提议。随后，就有了盖茨在中国政府官员和数千名大学生面前宣布中国研究院更名为亚洲研究院的举动。
张亚勤带领研究院这列创新的列车驶上了一条新的轨道。不过，行事一贯正确的张亚勤也犯过至今令自己耿耿于怀的错误。
微软中国研究院成功升级为微软亚洲研究院之后，微软亚洲地区的负责人邀请张亚勤去新加坡参加一个微软全亚太销售区的会议。出席这次会议的有一千多名微软亚太区经理和重要客户，主办方希望张亚勤在会上展示研究院的研发成果，在研发和业务之间更好地实现对接。
张亚勤的主题演讲安排在早上，可是他乘坐的飞机直到凌晨才抵达。在微软，任何大型演示都要经过彩排，包括盖茨本人的演讲也会作彩排。但这次一方面是因为时间太紧张，另一方面也是由于对要演示的内容早已烂熟于胸，所以彩排环节被取消了，于是也造成了令张亚勤迄今为止还耿耿于怀的失误。
会议开始，主持人邀请张亚勤上台演讲。到相应的演示环节时，影像资料根本就播放不出来，不仅没有投影，也听不到任何声音。张亚勤有点着急，焦头烂额地寻找故障原因、作调试。五分钟过去了，听众安静地等待着，张亚勤的额角却开始出汗了，之前准备好的十多个文件一个都播放不出来，为了不浪费时间，最后他只能尴尬地对大家说抱歉。
多年之后，张亚勤仍在为自己的这次失误而内疚：“我是研究院的代言人，研究员做得那么辛苦，最终加以展示并进行成果转化，就是要通过我的演示呈现出来，我却辜负了大家的期待；而且，我去演示的目的是想让大家对中国的研发团队更有信心，但我的表现不仅没有加分，还给客户留下负面的印象。”
这次失误之后，张亚勤绝不再允许出现这样的问题。在此后两年的时间里，张亚勤带领微软亚洲研究院同东京大学、韩国高级科学技术研究院、国立新加坡大学、香港科技大学、台湾大学、悉尼大学等机构正式开展了研究合作。
成立亚洲工程院
在研究院发展的几年时间里，张亚勤经常去的地方就是大学校园。微软公司非常注重科学研究，视创新为公司的生命。而大学校园里，微软公司就是学生们的梦幻之地，很多高校的软件爱好者还自发组织了微软大学生俱乐部，微软亚洲研究院每年的校园招聘都会掀起一股“微软热潮”。
每一次去校园演讲的壮观场面，都是张亚勤最有成就感的时候，因为他在帮助成千上万的年轻人寻找自己的人生道路，在为国家的创新贡献自己的力量。盖茨曾经说过：“每天清晨当你醒来时，都会为技术进步给人类生活带来的发展和改进而激动不已。”张亚勤每次到学校，都会给这些对技术充满好奇心的青年学子讲解计算机领域的前沿科技，而学生的热情和才华常常让张亚勤灵感迸发。
2002年10月份，张亚勤作为西安交通大学名誉教授到西安演讲，三千多名学生把会场挤得水泄不通。张亚勤给大家讲产业趋势、技术发展的方向以及最新的研究成果。现场很多学生都争着举手提问，其中一名学生的发言深深触动了张亚勤：“您所讲的让我学到了很多东西，我对微软公司太向往了。但是你们作研究，我不想作研究，我就想做产品、作开发。尽管我这么向往你们，你们的大门也不向我开启，微软公司对我来讲还是太遥远了。”
这确实是个问题。如何结合研究成果进行新产品的开发，这是研究院自身发展遇到的瓶颈，研究院的成果转化成产品的过程很漫长。基础研究在整个微软公司的大构架下毕竟只属于从属地位，影响微软公司业绩的是产品，影响整个社会的也是产品而不是研究。
真正要把事业做大，还是要做核心技术、主流产品，这样才可以影响全球，才能在公司有更大的话语权。同时，微软公司的产品更多是针对全球用户的，并没有专门针对中国市场的研究，中国缺乏一个将研究技术转化成为适合中国市场的产品的机构。
其实早在2000年的时候，张亚勤就想过要成立一个能够将技术转化成产品的组织，但当时研究院根基未稳，成立这个机构的条件并不成熟。现在这个学生提出的尖锐问题，不得不让张亚勤再次认真思考。
从西安回来后，张亚勤和张宏江、沈向洋及负责技术转化的总工林斌进行了几轮讨论，并把想法写了下来，发邮件给总部的高级副总裁里克·雷斯特。张亚勤觉得有必要成立一个新的机构，它将满足三个方面的需求：
一是加速研究成果的转换。
二是为微软公司在中国进行核心研发作准备、打基础。
三是作为专门面对中国的产品孵化器，针对中国的市场孵化产品。
张亚勤当时给这个机构想的英文名字是Microsoft Advanced Technology Center (ATC)—微软先进技术中心。
里克·雷斯特收到邮件之后，也觉得是个非常好的想法，专门跟张亚勤就这件事情聊了很多。在他的支持下，张亚勤找到了比尔·盖茨，一听到这个新机构不仅可以吸引更多优秀的人才，还能加速产品化的效率，盖茨马上就同意了张亚勤的提议，建议他将此事正式立项，由首席执行官鲍尔默来审批。
得到了高层支持，张亚勤开始研究方案细则。按照他当时的想法，这是一次新的创业，这个新机构应该与研究院平级。要建立这样一个机构，不是一个人或者十几个人就可以做好的，需要研究院的每个人都付出自己的智慧。
这个机构一旦成立，将从研究院中抽出一部分人来专门负责，谁会是这其中的骨干？大家对研究院里每一个人的研究方向都分析了一遍，最后觉得暂时可以抽出十几个人出来，由张宏江和林斌负责筹备。机构的中文名字，就叫做微软亚洲工程院。
张亚勤将详细的方案写出来，并打算向鲍尔默申请50个人的规模，因为当时微软亚洲研究院也没有多少人，但仔细想了想，还是乐观一点，要100人吧，然后把方案发给了鲍尔默。
鲍尔默很快给出了答复：“为什么是100人？这太少了！你早该这么做了。”鲍尔默对张亚勤的态度是：“这样吧，你要多少人就给多少人，只要产品部门有项目给你们做。”鲍尔默给张亚勤开了一张空白支票，意思就是张亚勤要多少钱就可以花多少钱，只要张亚勤能够找到合适的聪明人，并且有项目，可以自己“印人头”（headcounts）。这是微软所有部门中难得一见的“财务自由”，让其他机构十分羡慕。
2003年7月1日，微软新财年开始了，微软亚洲工程院的各项筹备工作正逐步走上正轨。
2003年，中国非典疫情肆虐，但是同年11月，微软高级副总裁里克·雷斯特并没有因为非典而取消到访中国的安排。因为微软亚洲研究院迎来了它5岁的生日，作为分管微软研究院的主要负责人，对于这个成绩优异的部门，周年庆典是他必须要出席的活动。
当时，微软亚洲研究院已经在全球计算机领域有了很大影响力，《麻省理工学院技术评论》2004年2月刊曾把微软亚洲研究院誉为“the hottest computer lab in the world”（世界上最火的实验室）。5年间，微软亚洲研究院有超过700篇论文在世界最权威的学术会议和学术刊物上宣读和发表；72项技术被运用到微软公司的核心产品中，比如Office XP、Office System 2003、Windows XP、X-box、平板电脑（Tablet PC）等软硬件平台。此外，就技术转化比例而言，微软亚洲研究院所确立的所有研究方向均有成果成功转移到产品当中，且已转移的技术成果占所有研究课题的20%以上。另一方面，微软亚洲研究院在机构建设、方向确立、人员配给、学术贡献及产品影响等各方面都超出了创立之初的预期。
2004 年，微软亚洲研究院成立5 周年。张亚勤与全球研究院的主管里克· 雷斯特和凌大任共同切开生日蛋糕。
不过，研究院成立五周年之际最大的贺礼应该是2003年11月4日宣布成立的微软亚洲工程院。工程院前后筹备差不多一年时间了，现在终于面向公众亮相。微软亚洲工程院建院第一年计划招收100位相关领域的人才，项目也将主要来源于微软亚洲研究院目前所确立的四大研究方向，它们分别是：新一代多媒体、新一代用户界面、无线及网络技术、数字娱乐技术。
从此以后，微软公司在中国的研发从基础研究拓展到了产品开发。
在庆祝大会上，里克·雷斯特显得格外高兴。面对全体员工，他兴奋地说：“在过去的5年里，你们做出了一系列令人惊喜的成绩。你们的技术不仅开始深刻影响微软公司的产品，也将在不久的未来改变人们工作和交流的方式。亚洲研究院理应得到全面的支持和充分的信任。微软亚洲工程院的成立，不仅为这些优秀的科学家们提供了更为广阔的发展空间，同时也是一种前所未有的挑战，我相信你们会继续创造让人无法估量的成就。”
从1998年到2003年，张亚勤从首席科学家到荣任院长，从加盟一个只有十几人的小团队到领导这家机构不断壮大，并把这里变成了“世界上最火的实验室”，他只用了5年时间。
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聪明人管聪明人
马云说：“世界上最聪明的50个人聚在一起，将是最痛苦的事情。”在张亚勤的团队里，不止是50个聪明人，而是数千名绝顶聪明的人。如何为这些聪明的大脑创造最优的研发环境，带领他们成功，是张亚勤考虑最多的问题。
“你是他的老板，但并不是你在管他。在桑纳福研究院时有一位老先生脾气很倔，他想要做什么事就非做不可。这时我就要给他一些空间，让他按照自己的思路去试验一下自己的想法。也许他想得比我对，因为他在那个研究领域比我更有经验。”这一做法后来一直被张亚勤贯彻在研发集团的工作当中。
张亚勤总结的经验是：（1）必须给某些人以自由的空间，因为每个人的定位是不一样的，资深学者十分注重个人思想的自由空间，要给他更多的责任。（2）要有一种胸怀，去包容不同的工作方式，往往一些很聪明的人性格会比较特别一点，为此，管理者必须要有一种包容的心态去帮助他们。（3）学者们的个性不同，要赋予他们不同的环境。有一些资深科学家愿意带人，与同伴合作，有些人不愿意带人，更愿意自己独立钻研。
但这并不意味着张亚勤没有自己的主张。微软亚太研发集团的员工都说张亚勤“say no”的方式比较特别，他“说不”的时候会让对方在情绪上感觉不出来他在否定。
跟随张亚勤多年的李世鹏举了一个令自己记忆深刻的例子：“有一次我们组要买一些服务器，那时候服务器还比较贵，大概需要五六十万元人民币，亚勤就回邮件说我们已经有这么多的机器了，为什么还要买机器？我跟他说，所有的机器都已经在用，很难互相借用。后来亚勤没说yes也没说no，而是在邮件里说：‘我明白了，你们自己去决定是不是要买。’我当时一看就知道，他把权力下放给我，实际上意思就是说：如果真正需要的话你就买吧，如果你们还可以再坚持一段时间的话，就再坚持一下。最后到底也没有买这些服务器，但活一样干完了，而且我们还干得不错。”
“他给我最大的印象就是，他对你很信任，他的管理方式就是‘不管’。”这是李世鹏对张亚勤管理方式的感受，“他从来不喜欢发号施令，但他会用行动去改变你。”