“金”石為開

　　“明”月入懷

　　他是創(chuàng)新研發(fā)多款芯片

　　技術(shù)發(fā)明碩果累累的北大學(xué)子

　　也是積極投身社團(tuán)活動(dòng)

　　為身邊人帶來(lái)歡聲笑語(yǔ)的陽(yáng)光男孩

　　曾獲厲鼎毅紀(jì)念獎(jiǎng)學(xué)金提名獎(jiǎng)（全球10名）

　　國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金

　　北京大學(xué)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員

　　北京市優(yōu)秀畢業(yè)生

　　他是北京大學(xué)電子學(xué)院

　　2017級(jí)博士研究生金明

　　他的奇妙宇宙

　　正在不斷開拓中

　　01浩瀚星河，“芯”之所向

　　“我想知道，為什么這么小的一個(gè)東西，會(huì)有實(shí)現(xiàn)這么多神奇功能的魔力，我想要去解鎖這其中的奧秘?！?/p>

　　博士期間，金明在諸多與光電相關(guān)的方向中選擇了更實(shí)用的方向——光電芯片，相比于周圍大多數(shù)本科同學(xué)畢業(yè)后轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)，在他看來(lái)，做芯片更有趣。

　　“

　　芯片，我小時(shí)候看到它的第一眼，就像星空中閃出了一個(gè)黑點(diǎn)，蘊(yùn)含著地球和整個(gè)星系的秘密。把黑色的芯片拿在手里的時(shí)候，里面看不透的一切，激起了我強(qiáng)烈的探索欲。

　　”

　　金明談到，平時(shí)做實(shí)驗(yàn)所用到的設(shè)備都是龐然巨物、極其昂貴，但當(dāng)拿出來(lái)一個(gè)小芯片放在指尖上時(shí)，從鏡面反射的光影中所看到的，是匯聚了多種智慧的結(jié)晶。在金明看來(lái)，芯片對(duì)這個(gè)時(shí)代非常重要，這也是他在博士期間選擇圍繞芯片從事相關(guān)研究的初衷。

　　讀博期間，金明對(duì)芯片的研究涉及從初始形態(tài)到應(yīng)用形態(tài)的各個(gè)方面。他一共研發(fā)了三種光與電結(jié)合的芯片，面向三個(gè)不同的系統(tǒng)應(yīng)用。

　　01光電傳感芯片

　　金明最開始研究的光電傳感芯片，突破了芯片傳感的架構(gòu)，從抑制噪聲的角度出發(fā)，他提出了一種全新的傳感機(jī)理——1/f噪聲抑制的片上暗場(chǎng)散射，解決了原本光電芯片做傳感時(shí)靈敏度低的問題。在金明參與的“新冠病毒檢測(cè)”國(guó)家緊急抗疫專項(xiàng)中，結(jié)合他所提出的傳感芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中單病毒實(shí)時(shí)追蹤，單元成本僅1塊錢。這一項(xiàng)研究成果金明以第一作者身份發(fā)表在Nature子刊Nat.Commun.上。

　　02應(yīng)用于信號(hào)發(fā)射層的芯片

　　面向國(guó)家未來(lái)“東數(shù)西算”的重大戰(zhàn)略布局，金明將數(shù)量龐大的通信單元器件集成在一塊光電芯片上，并巧妙地將其與微電芯片進(jìn)行“聯(lián)動(dòng)”，建立了最高密度的通信系統(tǒng)架構(gòu)。這是金明研究的第二款芯片，這一發(fā)射芯片還能與并行光源芯片“協(xié)作”，實(shí)現(xiàn)了太比特速率的數(shù)據(jù)傳輸。相關(guān)成果作為文章的重要組成部分，近日已發(fā)表在Nature期刊上。

　　03應(yīng)用于接收信號(hào)的芯片

　　與第二款芯片相對(duì)應(yīng)，金明研究的第三款芯片則可用于接收信號(hào)，該芯片不僅變得更小，單通道對(duì)相干信號(hào)的接收速率可突破百G比特。金明利用新型的片上光場(chǎng)演化機(jī)制對(duì)光進(jìn)行調(diào)控，拓展了系統(tǒng)光電帶寬。該芯片還與并行光源芯片結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)2T比特量級(jí)的傳輸容量，為下一代芯片密集波分復(fù)用的相干通信應(yīng)用提供了高良率、低成本的方案。

　　每當(dāng)完成一個(gè)小芯片，金明的內(nèi)心都會(huì)受到鼓舞：

　　“

　　仿佛一堆沙子匯聚到一起，賦予其互聯(lián)、通信等魔力。在自己的手里創(chuàng)造出一個(gè)小宇宙，我覺得這是一件非?？岬氖虑?。

　　”

　　02暗夜追尋，理想之光

　　“科研過(guò)程非常磨煉人，其中的投入是無(wú)法估計(jì)的。這期間非常孤獨(dú)，但我必須要堅(jiān)持下去?！?/p>

　　一切成果取得的背后是金明無(wú)數(shù)次白日黑夜的埋頭苦干、反復(fù)揣摩。他既要面對(duì)一次次打破又重來(lái)的失意焦灼，又要耐得住在黑暗中一直堅(jiān)守的寂寞。

　　金明還清晰地記得，研究生二年級(jí)時(shí)的組會(huì)，面對(duì)導(dǎo)師的“靈魂發(fā)問”：“你最近有什么結(jié)果？”他顯得支支吾吾，各種“小意外”讓研究過(guò)程變得不那么順利：芯片表面不小心被鑷子刮到了正在重新制作；這次樣品看起來(lái)正常了，除了測(cè)不出來(lái)數(shù)據(jù)……

　　“

　　課題摸索了一年，沒有結(jié)果的我也真的很想放棄。好在導(dǎo)師總在想辦法幫我解決，給我鼓勵(lì)。伴隨著一次又一次挫敗后的堅(jiān)持，凌晨四點(diǎn)的雪夜、清早六點(diǎn)的日出見證了數(shù)據(jù)的達(dá)標(biāo)，我也終獲論文被接收的喜訊。

　　”

　　在研究過(guò)程中，金明面臨的比較大的困難，是需要通過(guò)物理機(jī)制的創(chuàng)新來(lái)突破傳感芯片的性能極限，“我需要與物理學(xué)院的合作者實(shí)現(xiàn)高效溝通，在不同維度，即芯片功能和物理機(jī)理上，對(duì)課題進(jìn)行同步推進(jìn)，這個(gè)過(guò)程對(duì)我的鍛煉很大?！苯鹈骰貞浀?，“那時(shí)候一周我要做4次組會(huì)報(bào)告，還要不斷有新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)推動(dòng)討論?！?/p>

　　在實(shí)驗(yàn)攻關(guān)階段，金明每天平均投入10個(gè)小時(shí)，前后大概獲取了一整塊電腦硬盤的數(shù)據(jù)，最后從中提煉了三個(gè)關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為傳感芯片和機(jī)制提供了強(qiáng)有力的支撐。

　　在研究光電這條路上，金明走了將近10年。實(shí)驗(yàn)室、食堂、宿舍三點(diǎn)一線的斑斑軌跡也在日夜輪回中描摹出了他堅(jiān)韌執(zhí)著的耐性。他表示“會(huì)在這條路上繼續(xù)走下去”：

　　“

　　希望能夠把芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)把握到我們國(guó)家自己手里來(lái)，我總覺得這件事肯定是需要有人來(lái)做的，為什么不能是我自己呢？

　　”

　　03傾注熱血，筑我所愛

　　“學(xué)會(huì)接納最真實(shí)的自己，才會(huì)避免因掙扎而浪費(fèi)精力。”

　　6月16日，在北京大學(xué)電子學(xué)院2022年畢業(yè)典禮暨學(xué)位授予儀式上，金明作為北大電子學(xué)院的第一屆畢業(yè)生代表發(fā)言。他提到北大給自己留下的一個(gè)印記，就是北大氛圍所熏陶出的自由真實(shí)的人格。

　　“

　　北大提供的這份自由的環(huán)境，讓我們能夠不惜一切努力去發(fā)現(xiàn)最真實(shí)的自我，接受自己的平凡，接受自己的迷茫，接受自己的選擇。從而無(wú)論做任何事，我們都能夠獲得發(fā)自內(nèi)心的滿足與平和，可以自由且真實(shí)地成長(zhǎng)。

　　”

　　課余之時(shí)，金明還熱衷于圍繞光電專業(yè)開展相關(guān)黨團(tuán)活動(dòng)，而這一切，都緣于他對(duì)芯片那份熾熱、純真的愛。

　　作為北京大學(xué)學(xué)生光電信息協(xié)會(huì)的會(huì)長(zhǎng)，金明喜歡組織各種豐富且有意義的活動(dòng)。“我感興趣的出發(fā)點(diǎn)是在協(xié)會(huì)里有更多優(yōu)秀的青年研究者，也有許多和業(yè)內(nèi)同行交流的機(jī)會(huì)?！?/p>

　　金明曾多次組織北大光電協(xié)會(huì)與上海交通大學(xué)“光纖之家”進(jìn)行夢(mèng)幻聯(lián)動(dòng)。在四年間，他組織百余位同學(xué)參訪行業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位，與相關(guān)研究機(jī)構(gòu)開展學(xué)術(shù)交流。

　　金明擔(dān)任電子學(xué)院黨支部書記的兩年期間，他常常和同學(xué)們一起關(guān)注、感受和思考，以實(shí)際行動(dòng)響應(yīng)國(guó)家“建設(shè)芯片強(qiáng)國(guó)”的號(hào)召。

　　疫情期間，金明就大家所熱切關(guān)注的話題，組織了“疫情中的大家”線上分享活動(dòng)，突破了以往資料學(xué)習(xí)的方式，讓大家的心跨越疫情壁壘連在一起。

　　一路走來(lái)，金明也有自己的體悟與思考：

　　“

　　不管做什么事，一定要舍得花時(shí)間。成功并沒有什么捷徑，注重研究的創(chuàng)新性和與他人合作的重要性，才有可能往更高的層次上去。管理情緒、調(diào)整心態(tài)也很重要，希望做技術(shù)行業(yè)的同學(xué)們能多跟周圍的人交流，利用在學(xué)校這段寶貴的時(shí)間，提升對(duì)自己心態(tài)掌控的能力。

　　”

　　關(guān)于未來(lái)，金明的想法非常樸實(shí)，他希望能繼續(xù)實(shí)實(shí)在在、腳踏實(shí)地地在芯片研發(fā)上做一些有意義的事情。

　　來(lái)源：北京大學(xué)融媒體中心、北京大學(xué)學(xué)生工作部、北京大學(xué)電子學(xué)院

　　采寫：張子璇、戎開雨

　　圖片：受訪者提供

　　排版：楊映鍇

　　責(zé)編：昭花花

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