孙东明：给半导体芯片安“空调”

文／闫克赋 本刊记者 厉飞

孙东明（中） 走上“代表通道”接受采访

随着云层渐厚，天色阴沉下来，快要下雨了。有的孩子因为不能继续在外面玩耍而发出怨言，却有一个男孩一脸兴奋，带着期待的心情站到了窗前。他一会儿看雨，一会儿看云，忙得不亦乐乎。他的父母好奇地问他在干什么，他回答说：“我在观察雨势大小和云彩颜色、形状的关系呢，很有意思。”他父母听了，笑着叨咕说，这孩子将来保不准会成为气象学家呢。

这个有些与众不同的男孩就是本文的主人公——全国人大代表、中国科学院金属研究所研究员孙东明。虽然没有成为父母所说的气象学家，但他已是半导体芯片领域的知名科学家，并取得了让人刮目相看的成就。

凸显理科优势

“经历过许多事情后，看雨的快乐心情没有小时候那么纯粹了，但一到雨天还是会很兴奋。”孙东明笑着告诉记者。回头去看，他这个从小就有的偏好，其实从一个角度反映了他的理科生潜质——喜欢探索未知。

小时候，孙东明的父母在院子里种了葫芦。有一年，在葫芦成长的过程中，孙东明尝试给葫芦“动手术”，为的是观察这种操作对葫芦生长的影响，从而获得了带着“宝葫芦、金葫芦”标签的近乎自然长成的葫芦。对这个有着各种新奇想法的儿子的行为，孙东明的父母从未加以阻拦，让他的天性得到了极大释放，对他日后的成长不无裨益。

上学后，孙东明在理科方面的优势渐渐显现出来。从一开始直到高中毕业，他学习数理化等科目非常轻松，数学拿满分更是常见。但他也发现，自己在语言学习方面的表现虽然说得过去，但比起理科科目的学习，就没那么游刃有余了。他至今还记得，每次作文课都是两节课连上，而他往往第二节课快下时才能匆忙完成上交，只有在遇到顺手的主题时才能写出一篇佳作。

对此，孙东明表示，“这没关系，人很难做到全才，只要坚持发挥长处就好”。在文理分科的时候，孙东明毫不犹豫地选择了理科。与生俱来的理科思维优势，让他成为全校有名的学霸，经常占据着头名的位置。高考时，他以几分之差与顶级名校擦肩而过，进入吉林大学电子工程系电子材料与元器件专业学习，一般人看着就头疼眼晕的各种算式符号，在他眼里却是美妙的存在。带着这种如鱼得水的感觉，孙东明在本科毕业后，获得研究生免试保送的机会，一鼓作气拿下了微电子学与固体电子学专业的硕士和博士学位。为了进一步提高科研能力，孙东明听从导师建议，决定到日本从事博士后研究。

树立奋斗目标

当年高考前夕，老师让班里同学讲一下职业理想，孙东明说的是“为人类发展和进步努力”。现在回想起来，孙东明说当时定的目标过于远大，说的只是心里的感觉。不过，在日本留学过程中，经历一些世事后，孙东明的奋斗目标渐渐明晰起来。

在异国他乡感受到不同的风光和文化，孙东明也想走走看看，但他觉得这么做太浪费时间，就把活动范围越缩越小，买生活必需品的超市、实验室、住所，成为他最经常去的地方。由于接触外界不多，孙东明作出了一个另类的决定：既然语言天赋不足，学习日语必然会消耗很多精力，那就多用英语交流，省下的时间全用来搞科研。6 年时间里，他就用这样的方式，先后在日本东京工业大学和名古屋大学从事微纳电子器件领域的博士后研究。

为了早日学成，孙东明过着无比规律的近乎苦行僧式的生活：回国前的几个月，为了做好一项完整系统的研究工作，他每天凌晨2 点从实验室回住所休息，7点钟又起床开始新一天的工作。孙东明说，和一些人比起来，他只能算是比较聪明，要取得更大成就，只能靠坚持和努力来加持。做实验的时候，别人做一遍，他都是多做几遍，直到自己满意为止。超常的付出给他带来了丰厚的回报，几年时间里，他发表了多篇高水平专业论文，在这个领域声名鹊起。孙东明的导师对他非常欣赏，因为他并不是在导师已经取得成果的领域开展完善提高性研究，而是在新领域进行了拓展，并取得了突破性成果。不过，这些科研成果的归属权要区分国籍和研究机构，这种现实深深刺激了孙东明。他深刻认识到，只有靠科技创新才能挣脱卡在脖子上的枷锁，攻克“卡脖子”难题从此成为他心中的奋斗目标。

攻克“卡脖子”难题

在很多人眼里，半导体芯片是很“高大上”的，卫星火箭都离不开它；但它同时又是“接地气”的，与我们每个人的生活息息相关。比如，在使用手机的过程中，我们都有过这样的烦恼：电池发热发烫、运行速度越来越慢、游戏卡壳……

对此，孙东明向记者做了科普：半导体芯片的性能会随着温度的升降而发生显著变化，要让它把最好的性能发挥出来，就要为它配备一个温度控制器件，相当于给芯片安装空调，以便让它经常处于适宜的工作温度环境。

理想很丰满，但现实很骨感：在相当长的一段时间里，在我国众多的快速发展领域中，温控器件几乎全部依赖进口。“有没有？”“何时有？”“什么价？”看人脸色的日子真是不好过！

2018 年7 月，在成会明院士带领下，以孙东明和邰凯平为骨干的研究团队组建完成。明知前方布满荆棘，孙东明和团队还是勇敢地走进了一片未知领域，力争用自己的双手，彻底扭断卡在我国温控器件脖子上的枷锁。

孙东明和团队要研制的半导体温控器件，其实还不到一角钱硬币大，可它浸透着科研人员的心血。从着手研究到取得成功，孙东明和团队度过了1000 多个昼夜颠倒的日子。

为了让一项计算参数与模拟实验测试结果相吻合，在一段时间里，孙东明整天泡在实验室里，眼睛紧盯电脑屏幕，一坐就是一天：不对就重来，修改后再测；继续模拟，继续测试……孙东明进入了一种疯魔的工作状态。在出差的飞机上、火车上，甚至在餐桌上吃饭时，一组组数据都会在他脑海里不断浮现，让他寝食难安。生活中的孙东明是运动爱好者，曾拿过金属所组织的网球赛的双打季军，身体素质相当好。可是在这种高强度的消耗下，孙东明的身体也有些吃不消了，有一段日子，他总是感到胸闷。

孙东明（中） 在和同事研究工作

和他的身体一起亮红灯的，还有部分团队成员的情绪。一次、两次、三次……在经历了上百次失败后，有的成员开始心生怀疑：我们能行吗？这种情绪一旦蔓延，比自己身体不适带来的负面影响可大多了。孙东明适时地给大家鼓劲加油：“越接近成功的时候，往往困难越大。现在遇到的困境，从另一个角度看，说明我们在前进，很可能马上就要迎来突破。”在孙东明的影响下，大家再燃激情，在山重水复中迎来了柳暗花明的时刻：测试结果越来越接近理论设计，从核心关键材料的组分到关键集成加工技术，取得了一个又一个阶段性突破。历经煎熬后，孙东明和团队终于攻克了温控器件“卡脖子”技术难题。

2022 年7 月24 日14 时22分，是孙东明终生难忘的时刻。由中科院研制的火箭和卫星顺利升空，其中的高性能温控器件正是孙东明和团队研制的。这是国产微型半导体温控器件首次在500 公里太空成功实现在轨验证，标志着我国实现了包括宇航级和工业级在内的微型半导体温控器件的真正国产化，彻底打破了国外对我国高端温控芯片的垄断。

那天，孙东明就在现场。站在大屏幕前，在火箭点火的瞬间，他的心一下子提到了嗓子眼，直到各项数据顺利传输回来，才慢慢放下心来。虽然很开心，孙东明也只是在食堂和大伙一起吃个自助餐，用饮料代酒碰杯庆祝一下，就返回辽宁忙工作了。

“走出”实验室

3 月7 日下午，十四届全国人大一次会议第二场“代表通道”开启。在中外记者的翘首以待和此起彼伏的快门声中，孙东明闪亮登场，生动诠释了科技战线自主创“芯”硬实力。孙东明淡定从容，侃侃而谈，打破了很多人对于科学家的印象：科学家是“长”在实验室的，只知道搞科研，和外界接触少，木讷寡言。

说起来，孙东明以前还真是不咋爱说话。但是自从成为全国人大代表后，孙东明认识到，搞科研虽然离不开实验室，但也绝不能囿于实验室。于是在科研之余，他走访政府科技职能部门、拜访兄弟科研院所、广泛接触同行。在这个过程中，他越发认识到“走出”实验室的必要性：只有拥有扎实的数据，提出的建议才更有可操作性。在这个过程中，他也体会到了“走出”实验室带来的乐趣。正因为如此，在和他同一“代表通道”出场的人大代表选择在休息室稳定情绪的时候，他却走出去观察起其他人大代表怎么发言。一个记者敏锐地捕捉到了这一点，找他聊了几句，发现他表达能力挺强，就临时起意，预约了一个采访。而正是这个采访，让他获得了与来自湖北的全国人大代表、信息存储领域专家冯丹探讨合作的机会。

孙东明认为，需要“走出”实验室的不只是科学家，还有科研成果。他在全国人大代表建议中也提出，要“完善从创新链到产业链及市场链的‘最后一公里’跨越”。让孙东明感到高兴的是，在中科院和辽宁省科技成果转化政策支持下，他和团队的微型半导体温控器件科研成果已在沈阳落地转化。他们注册成立了生产企业，月产能已突破30 万枚。

采访的最后，孙东明铿锵有力地讲道：“当前，辽宁正在全力实施全面振兴新突破三年行动，作为一名科学家，我要心系‘国家事’、肩扛‘国家责’，为实现国家高水平科技自立自强、建设世界科技强国而努力奋斗，为实现辽宁全面振兴贡献力量!”