【我们奋进的五年】集成电路创“芯”工作者的平凡世界

编者按:

中国共产党清华大学第十五次党员代表大会即将召开,这是在学校开启新百年第二个十年新征程、全校师生员工以实际行动迎接党的二十大的重要时刻召开的一次重要会议,肩负着汇聚智慧、形成共识、统筹规划、引领发展的重要使命,既要全面总结过去五年学校党的建设和事业发展取得的成绩和经验,也要认真分析新形势新问题,为学校新百年新阶段实现高质量发展谋定方向、擘画蓝图。

为迎接学校第十五次党代会的召开,我们特推出“我们奋进的五年”系列报道,通过广大师生校友的切身体会和思考,共同回顾五年来的不凡历程,展望未来新的篇章。


本文汇集了来自清华大学集成电路高精尖创新中心的十位创“芯”者过去五年的奋进历程。他们中有年少立志投身中国“芯”的本科生,有初入科研之路奋力突破的青年学者,也有经年累月攻坚在科研一线的老师与工程师们。或许,他们的年龄、背景、身份、岗位各有不同,但对中国集成电路事业不懈的追求让他们从五湖四海汇聚到一起,在清华大学集成电路高精尖创新中心这方热土扎根成长。回首过去的五年时光,亦如所有平凡的一线工作者,他们有过疲惫、困惑的时刻,有过感动、成长的瞬间,更多的是数年如一日的奋发坚守,以及共同奔赴美好未来的期待……

我们奋斗的五年如何走过?聆听中心的十位创“芯”者的讲述,他们或许会给出答案。

从清华开始的“芯”征程

吴京泰:怀着“强芯”之梦,在挑战中成长

去年今日,“海南高考满分考生投身中国“芯”的标签曾把我推上了清华大学新生故事的封面。如今一年过去,我努力适应着第一次离家的集体生活,埋头于更深、更广、不设边界的知识学习,体验过大学第一次考试成绩受挫,经历过跑步受伤躺上手术台的身体伤痛,也曾被突发的疫情困在海南,无法重返校园。经历了这些“洗礼”,高考的光环早已从我的生活中淡去,但最初的“强芯”之梦却从未褪色。也许此时的我也还没有正式投身集成电路领域的科研工作,但我很清楚,每一道习题的深刻思考、每一次课本的认真研读,每一次主动去拓展认识的边界,都是在为未来打下足够的理论基础,为即将到来的微电子科学与工程的专业课做好知识储备。“厚积而薄发”,想要取得突破,一定要经得住“坐十年冷板凳”,因为任何领域的成果都不是一蹴而就,这也是我作为一名未来的创“芯”工作者应该做好的心理准备。

许璞凡:做中学,学中觉,觉中做

“当你不知道未来的结果如何,就放下思想包袱,去做,在做中学,学中觉,觉中做”。过去5年我一直是种很拼命的状态,拼命地学习,拼命地吸收,我的学习能力得到了很大的提升,在学业与竞赛中也取得了不少辉煌的成绩。今年是我如愿进入清华大学直博阶段的第一年,面对从未来的科研方向到发展路径的诸多问题,我却陷入了迷茫。在不断地和老师与学长的交流中,我逐渐发现,与其焦虑担忧,不如当即行动,做应该做的事,耐下心来,朝着一个方向持续地努力,在做中不断学习、调整、尝试,我相信,我们有信心也有能力走出一片自己的天地。

成为不负时代的“芯“青年

姚鹏:迎难而上,行胜于言

回望这五年,我最大的感受就是“成长”。我研究的主要工作是基于忆阻器实现存算一体芯片,希望能够突破传统架构和存储墙的限制,提升芯片的算力和能效。这个领域是交叉学科背景,知识面广,涉及器件、电路、架构和算法等方面,很多概念和技术都需要自学完成。起初接触这个课题,上手难度大,为了推进工作,我和不少相关领域的老师、学生展开过多次交流讨论。另一方面,这个研究课题当时在国际上也属于前沿领域,大家都处于起步探索的状态,没有太多可供参考的资料,只能动手实践,在各个维度积累经验,结合实验去验证思路、摸索方案。最初的我在面对困难时也有过迷茫,但最终还是坚持了下来。回头看,其实困难并不可怕,最可怕的是不敢去尝试,不敢去思考并解决它。勇闯科研“无人区”,就是敢于发掘科研“真问题”。越是“真问题”,面临的困难也越大,破解问题的价值也越大。作为集成电路创“芯”者的我们,更要担起国家与时代的重任,成为敢于直面并破解“真问题”的人。

郝镇齐:把个人奋斗的目标和祖国的需要结合起来

我个人理解的“不负时代”,就是要把个人奋斗的目标和祖国的需要结合起来,对社会作出贡献的同时实现人生价值。近年来,国际竞争的加剧背景下,全球化遭遇重大挫折,既有的产业链条与国际分工面临重构的压力。而我们所在的芯片行业,西方国家目前占据优势地位。在这种情况下,作为一名芯片行业的青年从业者的我,要更加积极地投身芯片技术研发,不仅要继续坚持在科学前沿努力争先,还要更加注重把取得的学术成果转化为有用的产品,更好的服务于产业发展。诚然,芯片产业的技术链条很长很复杂,个人所能做的事情十分有限,但我相信只要坚持党和国家的统一领导,紧密团结起来,一定能够变危为机,创造新的奇迹。

遵从“芯”声,勇往无前

张清天:让想法落地扎根

带着计算机学的专业背景,我进入集成电路行业,一做就是五年。但是也被很多朋友问起,清华计算机专业的我为什么要去啃“集成电路”这块硬骨头?答案可能起源于我在计算机系研究算法过程中的经历:由于硬件性能的局限,很多新的想法,一个月甚至更久之后才能得到验证。我自己感觉,芯片做不好,算法的发展就像是无本之木,所以我很想从根基处彻底解决这个问题。带着让芯片实现算力突破的想法,我从认识集成电路领域新名词开始一步一步深入到这个领域。在图像识别方面,两三年前我们只能做一些简单的数字识别,到现在已经尝试搭建人脸识别等更复杂的系统,在可以预想的未来,我们想努力做出一款真正的产品,在某些应用场景做出真正的改变。对于集成电路行业,五年时间虽短,我们也已经有了很大的进步,一些行业内的企业也开始认可国内的先进技术。我们一直致力于研发一款自己开发的商用芯片,或者能够在某个具体领域内解决具体的问题。真心希望我们未来的成果可以在更多的场景里给更多人提供帮助。

过涛:越成长越渴望更大挑战

我所在的团队主要负责设计芯片配套的软件,也就是通过软件接口让不了解芯片底层逻辑的用户也能使用芯片。经过这五年来工作的锻炼,我们团队每个人的能力都有了明显的提升。我印象比较深刻的是一次无人机项目,当时由于疫情干扰,缺少真实环境下测试硬件的机会,直到测试现场才发现无人机的系统通讯出现了故障。团队上下马上做出反应全力攻关,直到截止日期前的最后一天,终于把所有问题一一排查并解决,最终无人机项目在上天试飞后测试成功。我们在一个个重要而又紧急的项目中不断磨炼成长,越成长越渴望更大的挑战和更系统的目标。我们所研发的软件系统对于芯片应用起到重要的支撑性作用,工程实现对项目需求的明确性与系统性有着很高的要求。可以想见,在中心未来五年的发展壮大中,我们将参与更多重量级的国家级项目,开拓更大的市场,做出更多具有市场价值的产品,在更大规模的项目与挑战中获得一往无前的动能。

全“芯”全意贡献最硬核的支撑

丁三川:目标在那,想尽一切办法都要实现

我所在的测试硬件与系统部门,主要任务是搭建硬件测试系统,测试并展示出芯片最佳的性能指标。我们做的是测试工作,很多芯片对信号的输入精度与输出的测量精度要求非常高,同时涉及很多复杂的调试工作,所需要投入的时间和精力也是巨大的。尤其是在项目验收的关头节点,为了能够达到实验数据的“硬指标”,团队的不少成员都经历过夜以继日的“实验室生活”。我们所从事的工程开发虽然不算一般意义上的科研,但我们的目标就是为科研提供坚实的支撑,争取把工作做得扎实,充分测试各种“用例”,挖掘芯片的潜力,为研究人员的成果提供最好的展示平台。有了目标,即使验收的压力再大,我们也从不迷茫。每一次芯片测试结果的达标,每一个芯片项目的成功验收,都是对我们工作的最大认可。

高旭:最高价值是服务“芯“事业

不断学习,不断进步,努力服务于老师们的研究开发工作,努力服务于国家的芯片事业发展,这是我对过去五年的一个总结。得益于北京市的支持,这五年,集成电路高精尖创新中心测试实验室在设备数量、规模、价值方面得以飞速发展,但对我来说,设备的最大价值要通过服务集成电路事业来体现。如何最好地支持相关领域的老师、同学与科研人员的实验工作,保障芯片性能最准确无误的测试结果,是我们实验室追求的最高价值。还记得实验室建立之初,由于设备种类与数量匮乏无法满足需求,只有零星几个学生前来实验。随着实验室规模的不断升级,尤其具备了多种类测试设备之后,不同设备的组合满足了更多创新性研究的测试需求:比如用射频测量的设备结合物性测量的机台,就可以测量一些新的功能,开展一些新的应用。到如今,每天前来实验的学生几乎把可以实验室机位全部占满。回想过去的五年,最让人感动的还是那些放弃了节假日、没日没夜地坚守在实验室的老师同学们。疫情期间,为了不耽误他们的实验进度,我们会尽力为老师同学们搭建可供远程操作测试设备与机台。有时学生急需数据,也可以把样品寄到实验室,并由工程师代为开展测试。一直以来,我们还在尽可能地支持设备国产化,采用更多优质的国产设备,使其在使用中不断迭代更新,可以更好的支持我国的芯片产业。

从理想出发,一起奔赴“芯“未来

吴大斌:冲在最前沿不断突破

自从2003毕业之后,我一直在做电路设计。到清华前我一直专注于数字电路设计,设计所需的模拟IP已封装成数字友好的界面,因而对芯片内部底层、物理层等并没有深入的了解。随着科研的推进和学习的深入,我才发现要把忆阻器的电路真正变成一个产品,不论最基本的物理层还是上面的应用层,都需要从头到尾全部拉通了才行。在过去的五年里,我们克服了各种困难,实现了忆阻器存算一体芯片从阵列规模走向了SOC级别。现在我们还在跟软件部、算法部,硬件部通力合作,推进从算法、编译器、芯片架构设计和应用端的工具链的研发,逐渐把工具链形成一个闭环,加快芯片的设计和应用开发。希望忆阻器存算一体芯片未来能在某个应用场景落地,对产业和社会产生更加深远的影响力。

高滨:最纯粹的理想是产业落地

我出生在天津,天津有很多微电子厂,这种天然的接触让我从小就对微电子产生了一定的了解。高中毕业后,我通过物理竞赛保送上了北大,在选专业的时候我发现,本科打好物理基础,将来学工科也会上手比较快,所以我当时就选择了物理专业。真正下决心进入集成电路行业是大三的时候,我当时了解到集成电路是国之重器,我们国家也在大力度发展集成电路产业。就我个人而言,通过《微电子学概论》学习,也让我逐渐对集成电路领域产生了浓厚的兴趣。

后来我一直从事新型存储器方面的研究。大数据时代对存储的要求越来越高,无论是对国家还是国际,都有着探索新型存储器的需求。我真心希望将来能把我做的这种存储器技术推向产业化,即使还有一些的路要走,但至少在某一些领域能够发挥它的作用和优势,我也一直向着这样的目标在努力。

这五年好像一转眼就过去了,有时候猛然间才意识到,我来到清华已经七年有余。站在研究的角度,这五年过得飞快。集成电路行业的进步非常快,集成电路这个行业的进步非常快,以前根据摩尔定律两年就要翻一代,两年没有进步,就会被整个大行业落下,但同时要做一件事的周期又特别长,真正开发一个工艺则需要好多年,所以国外开发每一代工艺可能都是提前10年去预言的,我们看到的是两年翻一代,实际上提前已经预言好几代了。一个新技术从实验室有初步的结果,到推向产业,甚至到真正能够落地,五年时间真的不长。可以想见,大概率大部分人在五年的范畴内无法把一个新技术实现落地。作为集成电路的科研工作者,我们还是需要更长的一个周期去踏踏实实地科研攻坚,有坚持的意愿、坚持的毅力才行。

这是集成电路高精尖创新中心十位普通创“芯”工作者对于各自“奋进五年”的概括,也是中心每一位平凡工作者经年累月坚守在各自岗位的缩影。他们的故事或许缺乏豪迈雄壮的言语,或许鲜有跌宕起伏的情节,但面对共同的事业,他们“有一分热,发一分光”,只有夜深入静的实验室才能为他们镌刻下忙碌的剪影。在创“芯”工作者平凡世界里,“奋斗的五年”并不足以铭记高光的时刻,因为他们知道,他们的事业,可能要用一辈甚至几辈人的时光去度量,选择祖国的集成电路事业,就是选择久久为功接受时间的考验,选择排除万难也要突破国外技术的封锁,更是选择将科学与工程深度融合、推进人类信息社会进程的使命。