孟祥雨

清華大學(xué)微電子與納電子學(xué)系博士、香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程博士后。

芯片是指內(nèi)含集成電路的硅片，是集成電路（IC）的俗稱，通常承擔(dān)著運(yùn)算和儲存的功能。集成電路作為信息化時(shí)代的“糧食”已經(jīng)變得不可或缺。從最初收音機(jī)、電視、電腦、手機(jī)、智能化設(shè)備集成電路的應(yīng)用，到如今車輛管理、汽車導(dǎo)航、航海導(dǎo)航、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、無人駕駛、智慧物流、工程勘察、GIS數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)采集與分析、植物基因檢測等領(lǐng)域都匯集了集成電路的智慧。

假如把集成電路比喻成一個(gè)人，芯片就相當(dāng)于人身上的器官。雖然，芯片不是面向消費(fèi)者的終端產(chǎn)品，但芯片是信息產(chǎn)業(yè)的核心，是構(gòu)成信息社會的基礎(chǔ)，關(guān)系到國家的命脈和經(jīng)濟(jì)的核心。掌握了芯片核心技術(shù)，就意味著占領(lǐng)了整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)崛起的關(guān)鍵點(diǎn)。故而，越來越多的人關(guān)注中國自主研發(fā)的芯片進(jìn)展。

初識大咖

他，偏愛哲學(xué)思辨，2007年高考結(jié)束后，填報(bào)了微電子與納電子專業(yè)的志愿，用芯片和大腦神經(jīng)相結(jié)合的方式來實(shí)驗(yàn)證明“ 意識的本質(zhì)是物質(zhì)，物質(zhì)是第一性的”這一觀點(diǎn)。自此與電子芯片結(jié)下不解之緣。

他，這樣介紹自己的專業(yè)：這是個(gè)相對比較酷炫的專業(yè)，可以去創(chuàng)造很多有趣且有用的產(chǎn)品，比如大家熟知的智能手機(jī)、共享單車、VR設(shè)備等;同時(shí)它還是個(gè)比較“佛系”的專業(yè)，社交比較少，工作環(huán)境相對單純，自由度比較高……

他，也這樣形容自己的專業(yè)：“酷炫”“有趣”“佛系”。

他，主要研究硅基毫米波及太赫茲通信集成電路技術(shù)。

他，也是正交共模振幅調(diào)制發(fā)射機(jī)架構(gòu)的提出者，參與完成了10款硅基芯片設(shè)計(jì)。

他，目前正致力于國內(nèi)5G通信電路芯片的研發(fā)。

大咖零距離

Q：芯片、集成電路、微電子、納電子，這些高冷的名詞，對于很多人而言并不熟悉，它們是什么概念？目前集成電路這個(gè)行業(yè)發(fā)展到了什么樣的程度？

A：集成電路顧名思義就是把很多電路集成在一個(gè)很小的硅片上。微電子、納電子是基于微觀尺度的一種分類。它應(yīng)用于生活中的方方面面，比如智能手機(jī)里就有非常多的集成電路，還可以應(yīng)用在VR、汽車電子等很多方面。

我國的集成電路起步和發(fā)展比較晚，較國外先進(jìn)水平還是稍落后，國家進(jìn)口的芯片總額比進(jìn)口的石油制品的總額還要大。

Q：在您所學(xué)的這個(gè)大類里，可研究的方向其實(shí)是很多的，您當(dāng)初為何選擇了“硅基毫米波及太赫茲通信集成電路技術(shù)”這個(gè)方向呢？它究竟是研究什么的？都應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

A：這個(gè)是我當(dāng)時(shí)的研究生導(dǎo)師幫我選擇的方向。我們都知道5G即將來臨，5G里有一個(gè)分支就是高速通信芯片，我做的一款毫米波發(fā)射機(jī)芯片速度高達(dá)16Gbps，也就是說一秒可以傳兩部高清電影。這就可以滿足目前在移動數(shù)據(jù)持續(xù)增長的背景下，人們對高數(shù)據(jù)率通信的需求。

我們熟知的毫米波的應(yīng)用就是VR，還可以用于數(shù)據(jù)中心做數(shù)據(jù)的交換，可以解決室內(nèi)高速通信的需求，如電視直播。

Q：這個(gè)行業(yè)，最讓您有成就感的是什么？有沒有迷茫和動搖的時(shí)候？

A：這個(gè)行業(yè)最有成就感的就是你能夠改變世界，比如我們最近在可見光通信上取得了比較大的突破，它涉及兩個(gè)技術(shù)：第一個(gè)是無線充電技術(shù)，它的優(yōu)勢就在于不需要接連線就可以實(shí)現(xiàn)充電。第二個(gè)是可見光通信，它可以應(yīng)用在電磁波無法使用的領(lǐng)域，比如在醫(yī)院里有些場合要求不能有電磁波，可見光通信的優(yōu)勢此時(shí)就凸顯出來。

在這個(gè)行業(yè)也曾糾結(jié)過，最近我們有些同學(xué)轉(zhuǎn)行去做軟件編程，它的優(yōu)勢在于如果出什么問題是比較容易查錯的，但芯片這個(gè)行業(yè)，只能通過有限的輸出接口，來推斷哪里出錯，如果找不出問題，就要重新做芯片。芯片的設(shè)計(jì)生產(chǎn)加工也非常復(fù)雜，所以承受的心理壓力比較大。

Q：制造一塊芯片有多難？它的難點(diǎn)到底在哪里？

A：做一個(gè)芯片的工序非常復(fù)雜，它涉及幾十個(gè)產(chǎn)業(yè)，做完之后還要層層測試;同時(shí)做芯片有比較高的失敗率，如果失敗再進(jìn)行開發(fā)，市場競爭對手已經(jīng)把市場占滿了。