影响世界的北大博导,助中国芯片技术领先全球

2023-09-29 07:34润之
初中生世界 2023年34期
关键词:电子器件芊芊微电子

文/润之

芯片奇才黄芊芊,17 岁读北大,28岁成为北大博士生导师并入选“未来女科学家计划”,30 岁获得世界级芯片领域的国际大奖,同时斩获腾讯300 万元“科技探索”奖。西方大国科技巨头纷纷想用高薪挖走她,但她毅然决然地说:“我是中国人,我不会为外国做事。”2023 年4 月,第十八届“中国青年女科学家奖”揭晓,黄芊芊又名列榜首。她与研究团队使中国在微纳电子领域的科研水平跻身世界前列!

学霸少女崭露头角

1989 年11 月,黄芊芊出生于江西上饶一个普通的家庭。她自小勤奋,读书刻苦。儿时,大部分同龄人都沉迷于用电子产品玩游戏、上网,黄芊芊则更热衷于把这些电子产品拆开,研究零部件,思考它们为什么这么神奇。

上了小学的黄芊芊,俨然成了乡邻口中的神童。不仅是因为她成绩优异,更是因为她异于同龄孩子的冷静自如和对学习的兴趣及专注。当同龄人还在乡间嬉戏打闹时,她却独自待在房间钻研难题,为了一个数字、一个公式废寝忘食。2003 年,14 岁的黄芊芊不负众望,考上了全市顶尖的高中——上饶一中。进入高中,尽管她是同学中年纪最小的,可依然光芒四射,成为学校里的“明星”。

考大学选择专业时,一向乖巧听话的黄芊芊第一次和父母产生了分歧。为了梦想,她坚定地说出了自己的想法:“我的理想是学电子学,我要通过电子技术来解决中国面临的实际问题。”父母惊讶于女儿的远见和志向,他们也不再苦劝,而是陪着她了解这个专业的发展前景。

2006 年,17 岁的黄芊芊以优异的成绩被北京大学信息科学技术学院微电子系录取。

两次拒绝出国的科技大伽

北大卧虎藏龙,黄芊芊以往的自信在北大举行的几次比赛中渐渐消失,她有点困惑与失落。在与母亲的一次电话交流后,黄芊芊明白,如果自己就此停下脚步,放弃努力,很快就会被淹没。黄芊芊涌上一股热血,她把压力化为了动力,更加刻苦地学习。图书馆、实验室、课堂上到处都是她勤奋的身影。

黄芊芊的天资和努力很快引起黄如院士的注意。黄如院士评价她做事冷静从容、学习刻苦努力,对半导体领域敏感度高,是搞科研的好苗子。半导体对于中国科学家来说并不是陌生的领域,早在新中国成立初期,国内就开始了研究,但由于欧美等国家的技术封锁,导致整个半导体领域发展较慢,处于闭门造车的尴尬境地。可越是难度大,黄芊芊就越感兴趣。当时她读的是微电子专业,而微电子对应的正是芯片相关研究。大三时,黄芊芊接受了黄如院士的邀请,加入了她的团队,并选择了研究难度最高的超低功耗微纳电子器件领域。

一些朋友听说后纷纷劝她,半导体尤其是微纳电子领域在中国发展落后,并且短期内很难实现突破,可能消耗了最宝贵的青春也难以取得成果。黄芊芊听罢一笑,表示自己既然做出了选择,就有责任为中国走出困境尽一份力,随后,黄芊芊就投入到了早出晚归的辛勤研究中。

临近毕业,身边的同学都开始为留学奔忙。对于许多人来说,国外有更加成熟的教学体系,更完美的科研环境,留学无疑是个不错的选择。但此时的黄芊芊并没有准备去留学。因为她坚信,国内微电子技术只是起步晚,并非能力不足,北大有着国内微电子专业最顶尖的师资力量和科研环境,在国内、在北大一样可以做出不逊色于国外一流大学的科研成果。她带着这份初心和信念,留在了燕园。

“芯片英雄”力挽狂澜

黄芊芊留在母校北大任教,主要研究后摩尔时代超低功耗微纳电子器件及其在逻辑电路等领域的应用。

2018 年,黄芊芊和中芯国际合作,成功研制出了超低功耗原件,同时研发出了世界上第一个基于现行标准CMOS工艺平台的互补隧穿器件集成技术,引起业界巨大轰动。从2009 年下半年算起,黄芊芊已经在超低功耗微纳电子器件这个研究领域跋涉了10年。

外国人都明白,黄芊芊对于中国芯片行业有着重大的意义,美国甚至向她开出了超高薪。黄芊芊却始终很清醒,不为所动。她回应道:“我是中国人,是一个中国科学家,我不会为外国人做事!”2019 年,黄芊芊凭借自己的科研成果荣获IEEE(电气与电子工程师协会)电子器件学会青年成就奖。这个奖项的含金量非常高。IEEE 作为全球最大的专业科技组织,在业内享有盛名,其评奖标准更是严苛,许多科学家多次落选,有甚者终其一生都难以圆梦。而黄芊芊年仅30 岁就成为亚洲第一个获得该奖项的青年科学家,也是中国第二位获得该奖项的人,着实令人赞叹。

然而,获得这个奖并不是最让黄芊芊高兴的,她最骄傲的是她带队研究的新机理超低功耗器件得以成功应用,这大大降低了芯片制作的难度,芯片的性能也在全球处于绝对领先地位。这让中国的芯片制造产业呈现生机,就连许多欧洲国家也千方百计花大价钱从我国购买这项技术的使用权。作为发明者,黄芊芊没有把这项专利留给自己,而是交给了国家。其中还有一些研究成果被运用到国内最大的芯片制造商——中芯国际当中。

作为我国土生土长的芯片人才与科学家,黄芊芊没有海归背景,凭借一己之力,在IEDM、IEEE、TED 等各大国际顶级会议和顶尖期刊发表论文70 余篇,申请专利70 多项,已获国际授权专利15项、国内授权专利40 余项。不得不说,黄芊芊在我国芯片技术领域的贡献十分巨大。她心中时刻牢记:科学无国界,但科学家必须有祖国!

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