【到新時代新天地中去·青年就業(ye) 之“芯青年”】

　　光明日報記者 李丹陽 光明日報見習(xi) 記者 殷澤昊

　　在指甲蓋大小的微小之地，布局上億(yi) 根晶體(ti) 管和數公裏長的導線，其工藝難度相當於(yu) 在一根頭發絲(si) 直徑萬(wan) 分之一大小的地基上，建起高樓大廈——如此集高精尖科技之大成的芯片（載有集成電路的半導體(ti) 元件），是大多數現代電子產(chan) 品和新興(xing) 技術的“心髒”，也是當前全球高科技領域較量的焦點。

　　“發絲(si) 上建高樓”的高端芯片設計製造人才，是這場較量的關(guan) 鍵。

　　2014年以來，我國集成電路產(chan) 業(ye) 連續保持每年20%左右的複合增長率，形成了巨大人才缺口，再疊加全球產(chan) 業(ye) 界“缺芯”的影響，“國產(chan) 芯片產(chan) 業(ye) 比以往任何時候都迫切需要大量的高端人才”。專(zhuan) 家表示，從(cong) 芯片設計、製造和封測，到與(yu) 之配套的材料、裝備和應用，都“急需科研業(ye) 務強、有一線工作經驗的高素質工程師，還需具有前瞻視野的產(chan) 業(ye) 科學家，以及了解芯片行業(ye) 的投資人”。

　　近年來，一批年輕人在對國產(chan) 芯片“卡脖子”技術的攻堅中得到實在的曆練，得以迅速成長。他們(men) 是與(yu) “中國芯”共同成長的新一代“芯青年”，他們(men) 準備好了——“站在前人的肩膀上，完成中國芯片從(cong) 追隨到超越的曆史使命。”

　　科技創“芯”路上，“頭鐵”有用

　　要創新，有時不得不反複試錯。但就芯片製造而言，試錯成本十分高昂。

　　從(cong) 設計到量產(chan) ，芯片要經曆關(guan) 鍵的“流片”，即按照設計圖紙在晶圓上進行蝕刻，去檢驗每個(ge) 工藝步驟是否可行、電路是否具備所需性能和功能。流片成功，就可以據此量產(chan) 芯片，反之則需找出原因，再次優(you) 化設計。其間，通常要經曆1000多道工藝，持續三個(ge) 月之久，耗資巨大。

　　身為(wei) 芯片設計師，中國航天科工二院二十三所高級工程師、90後青年迦琛對流片的重要性體(ti) 會(hui) 得很深。“為(wei) 了保住流片環節的成功率，我們(men) 唯有在設計層麵追求極致，反複改版、反複測試，不漏過一處細節。”他說。

　　一次，迦琛所在的團隊設計了一款芯片，幾次實測中均表現正常，卻在低溫條件下發生了故障。雖是偶發故障，但大家心中已“警鈴大作”，迅速行動，逐個(ge) 元件、逐條線路排查設計隱患。

　　小小芯片，精密度如同微縮版的城市，無數納米級的元件“屋舍林立”，電路線路“阡陌縱橫”，在這裏尋找故障的難度可想而知。但他們(men) 不回避困難，竭盡所長、積極排障，終於(yu) 找到了隱患。不僅(jin) 如此，被發現的易在低溫條件下失靈的某個(ge) 器件，成為(wei) 促使團隊實現工藝突破的關(guan) 鍵。

　　“要創新，就要看你的‘頭鐵不鐵’。”總結經驗時，迦琛多次使用了“主動”一詞，因為(wei) “遇到困難，被動等待它消失是不可能的，不如‘頭鐵’一些，主動迎上去，或許能打通一條創新路”。

　　主動出擊，是迦琛的答案，也是中國芯片人的答案。如中國工程院院士倪光南所指出的那樣：“曾經，我們(men) 希望能夠用更省事的辦法解決(jue) 問題。實踐證明，核心技術是買(mai) 不來的。中國芯片技術和產(chan) 業(ye) 的短板最終還是需要中國人踏實創新來解決(jue) 。”

　　靠著不逃避、不放棄的“頭鐵”姿態，近年來，中國研究者奮力追趕，一批國產(chan) 芯片開始嶄露頭角。“我們(men) 更欣慰地看到，自主創新的拚搏精神能在這一代青年人身上薪火相傳(chuan) 。”中國航天科工二院雷達心研製團隊有關(guan) 負責人說，“‘中國芯’的發展，依靠的正是這些腳踏實地、仰望星空的‘芯青年’。”

　　科技向善，是造一顆匠“芯”的意義(yi)

　　2010年夏，北京一家醫院，等待許久的吳迎心情忐忑，他馬上就要拿到新生兒(er) 的耳聾相關(guan) 基因檢測結果。吳迎是聽覺障礙者，對自己下一代最大的期望是擁有正常的聽力，和其他孩子一樣學習(xi) 生活。

　　“235雜合，聽力學檢測正常。”看到結果的吳迎喜極而泣！此時他最想感謝的人，就是80後科研工作者張冠斌，遺傳(chuan) 性耳聾基因診斷芯片係統主要開發人員。

　　對新生兒(er) 遺傳(chuan) 性耳聾基因進行檢測，曾經是一道難題。而張冠斌憑借一枚小小的生物芯片，讓不可能成為(wei) 可能。

　　從(cong) 清華大學機械工程及自動化專(zhuan) 業(ye) 畢業(ye) 後，張冠斌加入生物芯片北京國家工程研究中心攻讀博士學位，從(cong) 事生物醫藥研究。那時，成人耳聾基因芯片診斷技術已經較為(wei) 成熟。

　　“謝謝你們(men) 的芯片技術幫我找到致聾原因，可是，我能生出健康的孩子嗎？”張冠斌讀博期間一次臨(lin) 床實驗時，聽到一位耳聾患者的哀歎。張冠斌內(nei) 心久久不能平靜：“芯片技術能檢測成年人的耳聾基因，可新生兒(er) 檢測領域卻是一片空白，這可能讓很多患有聽覺障礙的孩子失去及早幹預的機會(hui) ！”

　　從(cong) 零開始，向那片空白地進發，研究新生兒(er) 遺傳(chuan) 性耳聾基因診斷芯片係統！

　　張冠斌和團隊很快遇到了問題：如何把識別基因序列的磁珠通過探針連接到芯片上？磁珠量級以微米計，探針隻有6.8納米長，二者差距甚遠。

　　輾轉反側(ce) ，夜不能寐。

　　一天上班路上，他無意間觀察到一隻毛毛蟲攀附在路邊綠植的莖稈上，蠕動著向上爬行。靈感就在此時意外迸發：“毛毛蟲的腳這麽(me) 小，可它能將自己碩大的身軀緊緊附著在植物上。為(wei) 什麽(me) ？因為(wei) 它的腳足夠多。或許可以增加探針的密度，去實現連接！”

　　幾番嚐試後，磁珠與(yu) 芯片連接問題終於(yu) 得到解決(jue) 。2018年，遺傳(chuan) 性耳聾診斷芯片係統獲得國家技術發明二等獎。2021年11月，全國接受了遺傳(chuan) 性耳聾基因篩查的新生兒(er) 突破500萬(wan) 人，直接避免了受檢者及家庭成員13萬(wan) 多人因使用藥物不當致聾。

　　當前，我國生物芯片技術的應用已走進醫療領域，尤其是在遺傳(chuan) 性耳聾篩查、檢測和醫療幹預等方麵，領先世界許多國家及地區。浸透著“芯青年”汗水與(yu) 匠心的芯片，承載著人們(men) 對美好生活的希望。

　　“當患兒(er) 的父母緊握著我的手時，我感受到愛、希望和溫暖，這不就是科學的意義(yi) 所在嗎？”張冠斌說。

　　從(cong) 追趕到開創，相信自己、相信“中國芯”

　　“小夥(huo) 子，外麵什麽(me) 天氣啊？”中國科學院計算技術研究所的走廊裏，站滿了等候研究生麵試的學生，一位中年人突然走來問了陳雲(yun) 霽這樣一句話，把一心準備麵試的他給“問蒙了”。回了回神，才回答“是晴天”。

　　“下一位，陳雲(yun) 霽。”他推開考場的大門，卻發現這位中年人坐在了麵試官席上。原來，這就是國產(chan) 芯片領域的專(zhuan) 家胡偉(wei) 武教授，陳雲(yun) 霽後來的導師。

　　胡偉(wei) 武教授詢問麵試者天氣的原因，陳雲(yun) 霽是後來才知道的。胡偉(wei) 武說：“那時候我整整一周都沒出研究所了，才想問問外麵的天氣情況。”

　　這意外的回答，深深感動了陳雲(yun) 霽。忘我精神，在師徒之間傳(chuan) 承了下來。

　　近十年間，陳雲(yun) 霽在導師的帶領下一直在國產(chan) 芯片領域深耕。2008年，25歲的陳雲(yun) 霽博士畢業(ye) 後成為(wei) 龍芯3號主要架構師之一。29歲，他成為(wei) 中科院計算所的博士生導師。

　　“要向無人區進發。”隨著科研的深入，陳雲(yun) 霽腦海中的這個(ge) 聲音越來越響。此前的工作大多是“追趕”，雖然一些成績填補了國內(nei) 相關(guan) 領域的空白，但終究是和國際上的芯片研究者在同一個(ge) 賽道競爭(zheng) 。陳雲(yun) 霽想做的是“開創”，另辟一條新賽道，讓中國成為(wei) 領跑者。於(yu) 是，他把研究領域轉向人工智能與(yu) 芯片設計的交叉研究。

　　蹚一條新路絕非易事，何況那時人工智能領域的研究才剛起步，前景未知。陳雲(yun) 霽和學生做了大量調研，卻鮮有收獲，甚至最前沿的國際會(hui) 議上都缺乏相關(guan) 論文。

　　漸漸地，有的學生想打退堂鼓，有的同行也認為(wei) 找不到這樣的路。

　　陳雲(yun) 霽不信！那時對機器學習(xi) 的計算、訪存和通信的基本規律並不清楚，問題層出不窮，他仍鼓勵大家：“憑龍芯項目時期打下的堅實基礎，慢慢算，總能算出來。”

　　像導師曾經做過的那樣，陳雲(yun) 霽把床搬進了研究所，一心撲在研究上。經過幾年努力，第一個(ge) 深度學習(xi) 處理器問世，這是國際首個(ge) 深度學習(xi) 處理器芯片。

　　堅持，讓陳雲(yun) 霽守得雲(yun) 開見月明。2021年，陳雲(yun) 霽的“深度學習(xi) 處理器體(ti) 係結構新範式”獲得2020年度國家自然科學獎二等獎。

　　“從(cong) ‘追趕’到‘開創’，不是須臾便能達成的，需要一代代有科學理想、坐得住冷板凳的人久久為(wei) 功地做下去。”陳雲(yun) 霽說，更重要的是相信自己，相信能夠在我們(men) 手中，創造屬於(yu) 自己的“中國芯”。

　　　　（本期選題支持：詹媛）