沒有那么多一蹴而就和一鳴驚人,也沒有那么多“風口上飛起的豬”。任憑社會上炒得再火,身處其中的我們深知,研究芯片,是一場漫長的跋涉。
你身邊會有各種誘惑,一些短平快的研究在迅速投產變現(xiàn),看上去光鮮的短線成果會撩撥著你的心,考驗著你的科研定力;你會遇到重重困難,外國先進技術不可能給你借鑒,尚未發(fā)現(xiàn)的新技術高峰也不可能讓你輕而易舉攀登,它們在“苦其心志,勞其筋骨”,檢驗著你的科研持久力。
路不好走,卻意義非凡,它是當前全球高科技領域較量的重要戰(zhàn)場。
2015年,我來到清華大學工作,帶著之前8年學習集成電路的基礎,一頭扎進芯片研究前沿。當時主流的存儲器,有的傳輸速度快,有的儲存時間久、不怕斷電造成數(shù)據(jù)流失,可鮮有能夠兼具多種優(yōu)點的存儲器。
一個大膽的想法:研究設計阻變存儲器,已在我的研究中醞釀了幾年時間。在我的規(guī)劃中,它不只具備那些優(yōu)點,還能解決當時擋在業(yè)界發(fā)展路上的難關——存儲與計算分離的問題。
中央處理器(CPU)的計算速度再快,也受限于內存讀數(shù)。好比開車從CPU這個“工作單位”去往存儲器這個“家”,再快的車也得堵在路上。于是,實現(xiàn)阻變存儲器的“存算一體”“存內計算”成為我的又一個目標。
每一步突破,都何其艱難!芯片器件里面的原子需要精確調控,集成電路領域里很多舊經(jīng)驗和新知識需要重新組合、融會貫通,而且我在無數(shù)次試驗中發(fā)現(xiàn),存儲器的可靠性還與器件的溫度相關,一些重要功能在正常室溫下無法調處合適狀態(tài),需要高溫。
還是那句話,芯片研究是一件久久為功的事情。靈感和突破口,有時前方找不到,卻能在日積月累的研究學習中獲得。讀博期間,我對存儲器可靠性的研究為我后來最終找到解決方案提供了依據(jù)。
根據(jù)那時的成果,我新設計了一種起點結構,增添了熱導率低的材料,用我的方式給芯片器件“蓋上了一層厚被子”。
“芯片都是要想辦法把熱散出去的,你怎么反其道而行之?”一開始,同行們都不解。直到我設計的阻變存儲器成功問世,研究出全世界范圍內獨具特色的芯片器件技術,他們才品讀出其中的奧秘。
如今,我與團隊已與很多技術公司開展合作,我們研發(fā)的芯片技術運用到很多領域。令我更為欣慰的,是我的研究成果、發(fā)表的論文,已被引用1萬多次,供更多的研究者參考。要知道,芯片的產業(yè)鏈條很長,需要方方面面的人一起積累、共同進步,能為研究芯片的人提供我的智慧力量,這便是我的價值所在。
我習慣于踏實工作、埋頭研究,偶然回頭時才發(fā)現(xiàn),從2007年大學時第一次接觸芯片至今,我竟已在芯片研究的路上走了15年。可以說,我手中研究的那一個個微小的芯片器件,盛放了我最美好的青春年華。
慢慢地我領悟到,不是芯片研究需要我,而是我離不開芯片研究。當人們問起我為什么選擇做一名“芯青年”時,我可以毫不猶豫地回答——
國家需要,我也需要。
(作者:高濱,系80后青年,清華大學集成電路學院副教授。2015年加入清華大學,現(xiàn)主要從事先進存儲器和存算一體芯片的工藝與系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化研究,在《自然》等國際期刊和會議發(fā)表論文100余篇,2020年獲得國家青年人才項目支持。)
編輯:邱收