“金”石為開

　　“明”月入懷

　　他是創(chuàng)新研發(fā)多款芯片

　　技術(shù)發(fā)明碩果累累的北大學(xué)子

　　也是積極投身社團(tuán)活動

　　為身邊人帶來歡聲笑語的陽光男孩

　　曾獲厲鼎毅紀(jì)念獎學(xué)金提名獎（全球10名）

　　國家獎學(xué)金

　　北京大學(xué)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員

　　北京市優(yōu)秀畢業(yè)生

　　他是北京大學(xué)電子學(xué)院

　　2017級博士研究生金明

　　他的奇妙宇宙

　　正在不斷開拓中

　　01浩瀚星河，“芯”之所向

　　“我想知道，為什么這么小的一個東西，會有實現(xiàn)這么多神奇功能的魔力，我想要去解鎖這其中的奧秘?！?/p>

　　博士期間，金明在諸多與光電相關(guān)的方向中選擇了更實用的方向——光電芯片，相比于周圍大多數(shù)本科同學(xué)畢業(yè)后轉(zhuǎn)向計算機(jī)，在他看來，做芯片更有趣。

　　“

　　芯片，我小時候看到它的第一眼，就像星空中閃出了一個黑點，蘊(yùn)含著地球和整個星系的秘密。把黑色的芯片拿在手里的時候，里面看不透的一切，激起了我強(qiáng)烈的探索欲。

　　”

　　金明談到，平時做實驗所用到的設(shè)備都是龐然巨物、極其昂貴，但當(dāng)拿出來一個小芯片放在指尖上時，從鏡面反射的光影中所看到的，是匯聚了多種智慧的結(jié)晶。在金明看來，芯片對這個時代非常重要，這也是他在博士期間選擇圍繞芯片從事相關(guān)研究的初衷。

　　讀博期間，金明對芯片的研究涉及從初始形態(tài)到應(yīng)用形態(tài)的各個方面。他一共研發(fā)了三種光與電結(jié)合的芯片，面向三個不同的系統(tǒng)應(yīng)用。

　　01光電傳感芯片

　　金明最開始研究的光電傳感芯片，突破了芯片傳感的架構(gòu)，從抑制噪聲的角度出發(fā)，他提出了一種全新的傳感機(jī)理——1/f噪聲抑制的片上暗場散射，解決了原本光電芯片做傳感時靈敏度低的問題。在金明參與的“新冠病毒檢測”國家緊急抗疫專項中，結(jié)合他所提出的傳感芯片，實現(xiàn)對空氣中單病毒實時追蹤，單元成本僅1塊錢。這一項研究成果金明以第一作者身份發(fā)表在Nature子刊Nat.Commun.上。

　　02應(yīng)用于信號發(fā)射層的芯片

　　面向國家未來“東數(shù)西算”的重大戰(zhàn)略布局，金明將數(shù)量龐大的通信單元器件集成在一塊光電芯片上，并巧妙地將其與微電芯片進(jìn)行“聯(lián)動”，建立了最高密度的通信系統(tǒng)架構(gòu)。這是金明研究的第二款芯片，這一發(fā)射芯片還能與并行光源芯片“協(xié)作”，實現(xiàn)了太比特速率的數(shù)據(jù)傳輸。相關(guān)成果作為文章的重要組成部分，近日已發(fā)表在Nature期刊上。

　　03應(yīng)用于接收信號的芯片

　　與第二款芯片相對應(yīng)，金明研究的第三款芯片則可用于接收信號，該芯片不僅變得更小，單通道對相干信號的接收速率可突破百G比特。金明利用新型的片上光場演化機(jī)制對光進(jìn)行調(diào)控，拓展了系統(tǒng)光電帶寬。該芯片還與并行光源芯片結(jié)合，可實現(xiàn)超過2T比特量級的傳輸容量，為下一代芯片密集波分復(fù)用的相干通信應(yīng)用提供了高良率、低成本的方案。

　　每當(dāng)完成一個小芯片，金明的內(nèi)心都會受到鼓舞：

　　“

　　仿佛一堆沙子匯聚到一起，賦予其互聯(lián)、通信等魔力。在自己的手里創(chuàng)造出一個小宇宙，我覺得這是一件非?？岬氖虑?。

　　”

　　02暗夜追尋，理想之光

　　“科研過程非常磨煉人，其中的投入是無法估計的。這期間非常孤獨，但我必須要堅持下去?！?/p>

　　一切成果取得的背后是金明無數(shù)次白日黑夜的埋頭苦干、反復(fù)揣摩。他既要面對一次次打破又重來的失意焦灼，又要耐得住在黑暗中一直堅守的寂寞。

　　金明還清晰地記得，研究生二年級時的組會，面對導(dǎo)師的“靈魂發(fā)問”：“你最近有什么結(jié)果？”他顯得支支吾吾，各種“小意外”讓研究過程變得不那么順利：芯片表面不小心被鑷子刮到了正在重新制作；這次樣品看起來正常了，除了測不出來數(shù)據(jù)……

　　“

　　課題摸索了一年，沒有結(jié)果的我也真的很想放棄。好在導(dǎo)師總在想辦法幫我解決，給我鼓勵。伴隨著一次又一次挫敗后的堅持，凌晨四點的雪夜、清早六點的日出見證了數(shù)據(jù)的達(dá)標(biāo)，我也終獲論文被接收的喜訊。

　　”

　　在研究過程中，金明面臨的比較大的困難，是需要通過物理機(jī)制的創(chuàng)新來突破傳感芯片的性能極限，“我需要與物理學(xué)院的合作者實現(xiàn)高效溝通，在不同維度，即芯片功能和物理機(jī)理上，對課題進(jìn)行同步推進(jìn)，這個過程對我的鍛煉很大?！苯鹈骰貞浀剑澳菚r候一周我要做4次組會報告，還要不斷有新的實驗數(shù)據(jù)來推動討論?！?/p>

　　在實驗攻關(guān)階段，金明每天平均投入10個小時，前后大概獲取了一整塊電腦硬盤的數(shù)據(jù)，最后從中提煉了三個關(guān)鍵的實驗結(jié)果，為傳感芯片和機(jī)制提供了強(qiáng)有力的支撐。

　　在研究光電這條路上，金明走了將近10年。實驗室、食堂、宿舍三點一線的斑斑軌跡也在日夜輪回中描摹出了他堅韌執(zhí)著的耐性。他表示“會在這條路上繼續(xù)走下去”：

　　“

　　希望能夠把芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)把握到我們國家自己手里來，我總覺得這件事肯定是需要有人來做的，為什么不能是我自己呢？

　　”

　　03傾注熱血，筑我所愛

　　“學(xué)會接納最真實的自己，才會避免因掙扎而浪費(fèi)精力?！?/strong>