结下与芯片的不解之缘

孟祥雨

清华大学微电子与纳电子学系博士、香港科技大学电子与计算机工程博士后。

芯片是指内含集成电路的硅片，是集成电路（IC）的俗称，通常承担着运算和储存的功能。集成电路作为信息化时代的“粮食”已经变得不可或缺。从最初收音机、电视、电脑、手机、智能化设备集成电路的应用，到如今车辆管理、汽车导航、航海导航、精准农业、无人驾驶、智慧物流、工程勘察、GIS数据采集、大数据采集与分析、植物基因检测等领域都汇集了集成电路的智慧。

假如把集成电路比喻成一个人，芯片就相当于人身上的器官。虽然，芯片不是面向消费者的终端产品，但芯片是信息产業的核心，是构成信息社会的基础，关系到国家的命脉和经济的核心。掌握了芯片核心技术，就意味着占领了整个科技产业崛起的关键点。故而，越来越多的人关注中国自主研发的芯片进展。

初识大咖

他，偏爱哲学思辨，2007年高考结束后，填报了微电子与纳电子专业的志愿，用芯片和大脑神经相结合的方式来实验证明“ 意识的本质是物质，物质是第一性的”这一观点。自此与电子芯片结下不解之缘。

他，这样介绍自己的专业：这是个相对比较酷炫的专业，可以去创造很多有趣且有用的产品，比如大家熟知的智能手机、共享单车、VR设备等;同时它还是个比较“佛系”的专业，社交比较少，工作环境相对单纯，自由度比较高……

他，也这样形容自己的专业：“酷炫”“有趣”“佛系”。

他，主要研究硅基毫米波及太赫兹通信集成电路技术。

他，也是正交共模振幅调制发射机架构的提出者，参与完成了10款硅基芯片设计。

他，目前正致力于国内5G通信电路芯片的研发。

大咖零距离

Q：芯片、集成电路、微电子、纳电子，这些高冷的名词，对于很多人而言并不熟悉，它们是什么概念？目前集成电路这个行业发展到了什么样的程度？

A：集成电路顾名思义就是把很多电路集成在一个很小的硅片上。微电子、纳电子是基于微观尺度的一种分类。它应用于生活中的方方面面，比如智能手机里就有非常多的集成电路，还可以应用在VR、汽车电子等很多方面。

我国的集成电路起步和发展比较晚，较国外先进水平还是稍落后，国家进口的芯片总额比进口的石油制品的总额还要大。

Q：在您所学的这个大类里，可研究的方向其实是很多的，您当初为何选择了“硅基毫米波及太赫兹通信集成电路技术”这个方向呢？它究竟是研究什么的？都应用于哪些领域？

A：这个是我当时的研究生导师帮我选择的方向。我们都知道5G即将来临，5G里有一个分支就是高速通信芯片，我做的一款毫米波发射机芯片速度高达16Gbps，也就是说一秒可以传两部高清电影。这就可以满足目前在移动数据持续增长的背景下，人们对高数据率通信的需求。

我们熟知的毫米波的应用就是VR，还可以用于数据中心做数据的交换，可以解决室内高速通信的需求，如电视直播。

Q：这个行业，最让您有成就感的是什么？有没有迷茫和动摇的时候？

A：这个行业最有成就感的就是你能够改变世界，比如我们最近在可见光通信上取得了比较大的突破，它涉及两个技术：第一个是无线充电技术，它的优势就在于不需要接连线就可以实现充电。第二个是可见光通信，它可以应用在电磁波无法使用的领域，比如在医院里有些场合要求不能有电磁波，可见光通信的优势此时就凸显出来。

在这个行业也曾纠结过，最近我们有些同学转行去做软件编程，它的优势在于如果出什么问题是比较容易查错的，但芯片这个行业，只能通过有限的输出接口，来推断哪里出错，如果找不出问题，就要重新做芯片。芯片的设计生产加工也非常复杂，所以承受的心理压力比较大。

Q：制造一块芯片有多难？它的难点到底在哪里？

A：做一个芯片的工序非常复杂，它涉及几十个产业，做完之后还要层层测试;同时做芯片有比较高的失败率，如果失败再进行开发，市场竞争对手已经把市场占满了。