28岁攻克多项芯片难题,不让美国卡脖子,国产女博士黄芊芊有多牛

芹芹看国际 2023-03-21 00:07:05

2021年6月23日,华为高层出面透露,自2019年开始,华为就一直都在试图冲破美国的技术壁垒,但却毫无进展。

然而,正当华为高层焦头烂额时,一个人的出现,竟奇迹般地帮助华为破了局。

这个人就是黄芊芊。

那么,黄芊芊何许人也?她和她的团队,是如何研制出“中国芯”的?

带着这些疑问,让我们一起追寻这位“最美国产女博士”的成长足迹,去解读一个“别人家孩子”的“中国芯”。

01

黄芊芊的父母虽然文化不高,但对孩子的教育,却一点都没落下。他们一方面要求小芊芊好好读书,立志考上好学校,学有所成好报效祖国;

另一方面,他们从不强迫教育,给孩子留有余地,鼓励她从小动手动脑,热心参加社会实践活动。

就这样,在宽松的家庭教育环境下,小芊芊从小就有了很强的动手能力和独立思考能力。

有一段时间,别的孩子都喜欢新型电子产品,比如mp3、mp4等音乐播放器,或者用来学英语,听歌曲,调剂课余的休闲娱乐。

而芊芊却把爸爸给她买的mp4,动手拆了个稀巴烂,观察其中的结构原理后,再动手把它装回原样,而且听歌的功能照常使用。

童年时期对电子元器件的兴趣,为芊芊日后从事集成电路的科学研究埋下了种子。

她内心也十分明白,只有现在好好学习,将来才能考得上北大、清华这样的顶级名校,才能在自己感兴趣的微型电子器件领域,获得一席之地。

据她从初中到高中的老师和同学回忆,在整个中学阶段,每次考试,芊芊都是班级第一名。就连被许多女生视为畏途的数理化课程,黄芊芊都学得津津有味。

她不惜花费大量的课余时间,练习题型,概括各学科之间的内在逻辑联系,总结解题技巧和方法,尝试题型变化的不同解题思路。

一路下来,黄芊芊逐渐成了同学们心目中不可动摇的“女学霸”。

2006年高中毕业时,年仅17岁的芊芊就以优异的成绩,毫无悬念地考入了理想中的北京大学。

然而,顶级名校群英荟萃,芊芊的学习竞争压力也不小。

但她却异常的淡定,只是按照自己的方法认真学习,并不太去关注所谓的位次排名,这样的心态,反而使她能够集中精力于学习研究,成绩长期保持名列前茅。

直到大三时,她加入了黄如院士领衔的“超低功耗微纳电子器件研究课题组”,这才正式尝到了高科技研究的酸甜苦辣,开启了她“集成电子线路”的研究历程。

02

黄如院士的课题组,就是要攻克集成电路如何降低功耗、实现更快传输速度的难题,这非常适合芊芊勇于挑战的性格。

大四毕业时,由于芊芊大学期间的优秀表现,多所美国顶级高校都欢迎她去留学,并愿意提供全额奖学金。

这对于家境并不殷实的芊芊来说,实在是一个不小的诱惑。但是,芊芊却并没有动心。

原来,她在课题组的时候,曾与来北大交流学习的一些美国教授有所接触,对美国的集成电路领域的研究能力,已经有了初步的了解。

她认为,中国的集成电路和芯片技术研究,只是起步晚于美国,其水平和能力,不一定比美国差。

此时的芊芊非常自信,她觉得只要通过一代人的努力,中国的芯片技术,一定可以达到国际先进水平,摆脱我国高技术企业对美国产品的依赖。

于是,为了打破欧美对芯片等高科技产品的技术壁垒,黄芊芊决心留在国内,攻读博士学位,实现芯片技术的自主知识产权的研发突破。

差不多同一时间,国内的阿里巴巴、腾讯等高科技企业,都向她开出了百万年薪的职位,请她加盟,并愿意提供实验条件,帮助她继续研究。

然而,黄芊芊却认为,自己只是一个本科生,科学研究的方法,才刚刚入门,要想自己的研究获得突破,必须沉下心来继续攻读,才能登堂入室,取得成果。

于是,她拒绝了阿里巴巴和腾讯的高薪聘任,继续留校,考取了王阳院士和黄如院士的博士生。

她刚开始读博的时候,王阳院士就把自己新著的《绿色微纳电子学》一送给她,勉励她在低功耗微电子研究领域研究中,取得技术突破,实现小尺寸晶体管生产国产化。

在导师的指导下,黄芊芊暗下决心,一定要设计出新型超低功耗晶体管,从基础器件层面,破解难题,让中国自主研发的芯片,达到世界先进水平。

由此,她梳理国内外已有研究成果,选定“隧穿场效应晶体管”为突破口,基于传统的硅材料,通过隧穿器件技术的改进,降低集成电路的功耗,提高传输速度,缩小晶体管体积。

她知道,利用传统的硅材料研究,创新的空间已经很小,研发难度特别巨大;但好处是,一旦研发成功,传统材料成本较低,量产化更容易实现。

因此,为了中国人能用上“中国芯”,黄芊芊选择了最难走的路,并一头扎进去,在科学的殿堂里,奉献自己的青春和汗水。

终于,在她和同伴们“5+2”“白+黑”的连续攻关下,由她首创的“混合控制”理论,在实验室得到了有效验证。

高兴之余,他们将实验数据和材料,送到北京亦庄的某顶尖国内集成电路制造商(简称CMC)那里,准备进行试生产。

然而,令他们没有想到的是,在实验室非常成功的“超低功耗隧穿场效应晶体管”,在CMC生产线上,试产出来的几批流片,质量却不太理想。

回到学校后,芊芊又一头扎进实验室,查找技术和工艺上存在的问题,对方案进行不断改进、优化,再改进,再优化。

2015年,在她博士即将毕业的时候,黄芊芊终于和同伴们,在CMC生产线上试产出了世界上首个基于12英寸的、现行标准CMOS工艺平台的互补隧穿集成技术。

不仅如此,通过她的技术改良,在多项技术指标上,这项技术已经达到或超过了国际上同类产品制造的技术水平。

此后,在2015-2017年博士后学习期间,黄芊芊再接再厉,为破解微电子元器件在生产线上的涨落难题,一门心思地钻研。

终于,经过黄芊芊的努力,在生产晶体管的可靠性和质量的稳定性上,她又取得了重大的技术突破。

这年9月,她博士后顺利出站后,被母校北大聘为微纳电子学系研究员、博士生导师。

此次,年仅28岁的黄芊芊,就成了国内顶级大学的正教授,而且是从未留过学的、北大自己培养的“国产博导”,这在改革开放以来的中国,少之又少。

03

当初,黄芊芊拒绝美国名校邀请,以及阿里腾讯的百万年薪,一心一意留在北大攻读博士时,曾遭到许多人的质疑。

许多知道她学习实力的人,都认为,她做出了一个非常错误的选择,认为在国内读研读博,不会有好的前途。

毕竟,那个时候,美国垄断了大多数高科技产品和技术,在芯片等高技术领域,确实领先于世界。

但是,美国的高科技水平,也是在吸纳包括中国留学生在内的,世界各国优秀科研人才的基础上,才创造出来的。

仅一个硅谷,在那里的顶尖科学家当中,华裔科学家就占到了约2/3的比例。其中,不乏北大、清华的高材生。

黄芊芊坚定地认为,高质量的科技产品,绝不是美国一家独大的专利;如果她去美国留学,她的研究成果,必然被美国占用,成为继续遏制中国的利器。

为了不使美国在芯片技术上制裁华为、科兴等高科技企业,打破美国的技术壁垒,她决心凭实力在国内学习,挑战微电子集成电路领域的难题,制造出名副其实的“中国芯”。

这样一来,在芯片制造领域,美国再也不能卡中国企业的脖子了。

这才是真正的“中国心”。

正是黄芊芊的坚守,她在读博期间,继续着有关芯片的课题研究,还在ⅠEDM学术刊物上,发表了十余篇论文,其稿件质量之高,远远高于15%的平均过稿率。

2017年,她成功入选中国未来女科学家计划,其研究的微电子集成电路领域,正是美国赖以制裁华为、科兴等信息电子产业的关键产品一一芯片的关键技术。

2019年,黄芊芊的研究成果,获得了IEEE国际电子器件学会青年成就奖,全球只有3个人获得这个奖项。

从此,美国在芯片技术领域的垄断话语权被打破了,中国也能够发声,可以对美国的高技术遏制说“不”了。

从2009年下半年,她加入导师的课题组算起,到2019年获得IEEE奖项,在超低功耗微纳电子器件领域,黄芊芊奋斗了12个年头,取得了巨大的成果。

谁说中国就培养不了自己的高科技人才?

黄芊芊的所作所为,直接打了那些当年责难她,说她放弃美国留学机会的人的脸,用实际行动,捍卫了中国教育和科技发展的尊严。

04

如今,已经担任北大正教授,成为博士生导师的黄芊芊,仍然在微电子集成电路领域,继续着更深入的研究。

而且,她还带着自己的研究团队,与华为下属的海思集团合作,研制出了海思芯片,使华为彻底摆脱了对欧美芯片的依赖,受到了华为总裁任正非的高度赞誉。

本来,她的研究专利,早就被国外的IBM、微软等公司盯上了。他们出了非常高的价格,想买断她的研究成果。这些钱,黄芊芊几辈子都花不完。

然而,她却不为所动,而是毫不犹豫地,把自己的研究成果无偿献给了国家。

在接受媒体采访时,黄芊芊自豪地说:“我们再也不怕美国人卡脖子了,中国已经研究出了最先进的芯片,量产只是时间问题。”

也正是因为她的这些研究成果,支持了华为旗下的海思芯片的发展,为华为5G技术走向全世界,奠定了坚实的基础。

而这也正是美国政府忌惮华为的原因。华为一旦摆脱美国的芯片,其自主研发的5G技术,就可以走遍全世界。

为了打击华为,他们不顾廉耻,置国际规则于不顾,竟然怂恿加拿大当局,对正常过境的华为副董事长、任正非大女儿孟晚舟予以无理羁押。

但此时的华为,已经拥有了黄芊芊研发的、具有自主知识产权的中国“芯片”。于是,面对美国的无理制裁,华为理直气壮,对孟晚舟被扣事件依法抗争。

05

黄芊芊年轻有为,在30岁的年纪,就为国家的科技发展做出了突出的贡献,不得不让人肃然起敬!而她坚持报效祖国的“中国心”,更是令人动容。

党的二十大报告指出:“坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国、人才强国、开辟发展新领域、新赛道,不断塑造发展新动能新优势。”

黄芊芊的科研实践,再一次雄辩地证明:中国的科教兴国战略和人才强国之路,是新时代战胜一切外力遏制,实现民族伟大复兴的必由之路。

愿中国有更多黄芊芊式的青年爱国科学家,在时代的大潮中搏击风浪,在科教领域和先进制造业领域独领风骚,奉献更多的“中国心”。

作者:羊子

编辑:Sarah萱草悠悠

参考资料:《黄芊芊从20岁起持续攻关一一在集成电路基础研究中奋力攀登》2022-12-05《人民网》

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评论列表
  • 2023-03-21 12:22

    才貌双全。

  • 2023-03-21 11:14

    中华好女儿

  • 2023-03-21 22:16

    重大领域有贡献的科学家,国家应安排特工秘密保护,防止卑鄙无耻肮脏下流虚伪无德的美国和部分西方疯狗对他们做不利的事,这些爱国人才,绝对是千年难遇的奇才!

芹芹看国际

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