壮志报国的中国5G核心技术科学家

王玉琴

说起申怡飞，在当今世界5G研究领域可谓大名鼎鼎，各国电信巨头做梦都想把他“挖”走。他15岁考上东南大学少年班，19岁获得全球最顶级的论文奖，21岁读博士。他带领团队研究出的5G技术中最重要的Polar Code极化码方案，被写入世界5G行业标准，使中国成了真正意义上通信基础规则的制定者。同时，他发明的3项专利对欧美企业筑起严格的技术壁垒，间接促使中国的5G计划提前1年落地。2019年，随着中国5G元年开启，他更加引人注目。这位“科技大牛”是如何走出“开挂人生”的？背后隐藏着鲜为人知的少年英雄壮志报国的故事……

天才少年，也曾考试不及格

申怡飞1997年出生于河北省邯郸市，父母都是知识分子。受家庭文化氛围的熏陶，他从小就颇具钟灵毓秀的书生气息：4岁学心算，5岁上小学，5年级时参加华罗庚金杯数学竞赛获得二等奖，从初中到高中只上了4年，老师便无法再教他。

更让亲朋好友吃惊的是，2012年读高二时，申怡飞就被中国著名的理工科大学东南大学录取。凭借超强的逻辑思维能力和动手实验能力，他就直接被送进吴健雄学院学习。该学院采用前期大类基础集中、培养后期专业分流的“2+2”培养模式，定向输出顶级科学家的少年班。他在中国科技教育界的名气，丝毫不亚于中科大鼎鼎有名的严济慈物理英才班。

当时的申怡飞很自负，他以为自己不到15岁的年龄就如此“牛”，视线内很难再遇到敌手。然而，这位天才少年很快就遭遇惨败，大二期中考试时，当惯了“学霸”的申怡飞竟然2门考试不及格。惊愕之余，他才真正明白什么叫“人外有人”。其实能进入这里学习的学生，都是经过一轮又一轮惨烈厮杀才留下来的精英中的精英。

了解到申怡飞的情况，院团委书记纪静特意找他聊天。还没开口，申怡飞就失落地问：“老师，您是不是想找我谈考试挂科的事？”纪静莞尔一笑说：“如果今天的谈话中我跟你聊到了成绩，就请你吃饭。其实我只想问一个问题，你有没有想过，自己想成为一个怎样的人？”

蓦然间，申怡飞猛地想起了父亲给他讲的，岳母在岳飞背上刺字“精忠报国”的故事。妈妈也经常教育他，要做一个立志报国、对国家和民族都有用的人，那就是做一名科学家！申怡飞决定痛改前非。

当他以崭新的姿态重新出现时，整个学院都为之一震！大三那年，他19门专业课程全部在90分以上，其中有8门取得满分，一跃成为吴健雄学院自2004年成立以来，唯一获得年级第一名的少年生，并荣获团中央2015年度“中国大学生自强之星”。

2015年9月，18歲的申怡飞又以年级第一名的成绩，被保送至信息科学与工程学院就读研究生。他介绍说，“该学院有两大类学科，电子科学与技术、信息与通信工程。这两个学科都终归属于ICT产业。在中美竞争的7个产业里，ICT产业是最重要的产业，它是当代工业的底层技术，如果能在这个产业取得决定性突破，就能够使中国赶超美国。”

拜尤肖虎教授为师，主攻5G技术中最重要的极化码

既然立志报国，那就去最前沿最需要技术攻关的领域去。于是，申怡飞抱着这份理想，直接拜入有“中国4G技术掌门人”之称的尤肖虎教授门下。

第一天老师没有讲课，却讲了我国ICT产业的历史，1G技术是空白;2G技术全面落后于人、受制于人，以至于出厂价不到千元的“砖头机”，出口到中国时竟卖出上万甚至几万元的高价;3G时代中国自主研发了TD-SCDMA技术，有了一定突破，仍然没法和高通的CDMA技术相提并论;4G时代，我们的通信技术虽然可以与美国并跑，但其中的核心长码编码Turbo码和短码咬尾卷积码仍旧不是中国原创。

那一天，申怡飞不顾科研工作的巨大压力，毅然加入到移动通信国家重点实验室，主攻5G技术中最重要的极化码（Polar Codes）技术。

申怡飞解释说：“极化码是一种新型编码方式，具有可实用的线性复杂度编译码能力的信道编码技术，是编码界的新星。第一次接触前沿的科研，开始极化码相关课题研究时，可谓举步维艰。由于它是近几年才提出来的崭新理论，所以能够搜到的外文文献很少，面对大量理论和数学推导，申怡飞从没想过放弃。

在初期平台的搭建阶段，由于数据量很大，运行一个程序往往需要好几天。申怡飞就整天带着自己的笔记本电脑，小心翼翼地捧着它，生怕不小心碰到键盘或者合上电脑盖。有一天晚上，他梦见自己不小心关掉电脑，一下子从睡梦中惊醒。醒来后，申怡飞发现是在做梦，赶紧跑到电脑前，确认程序仍在正常运行才放心。就这样，在经历整整一学期的研究后，他的高效极化码平台，从初始版本的速度1，突飞猛进至12。

大四下学期，申怡飞入驻无线谷，有了自己的办公桌，开始泡在实验室里全身心地投入到平台优化中。每天坐最早的班车来，坐最晚的末班车回学校。为了不耽搁研究进度，申怡飞干脆就把研究室当成宿舍，有时候甚至几张椅子一拼，就睡在实验室里。和他一起搞研究的同学，有好几次刚上班时发现他都趴在桌子上睡着了。

申怡飞的努力终于有了回报，一开始一组数据需要2分钟才能计算完，到最后，一秒钟就能够解出20万组数据，成为当时全球最快的课题组速度。

2016年，19岁的申怡飞在经过国际会议（IEEE DSPIEEE）评审委员会的严格评选后，成功获得全球最顶级的，也是2016年度唯一的最佳学生论文奖。IEEE DSPIEEE全称是电气与电子工程师协会，是目前全球最大的非营利性专业技术学会，会员人数超过40万人，遍布160多个国家。它发展至今已举办22届，是数字信号处理技术及应用领域规模最大、影响最深的国际会议。能够在这个世界最顶级学术机构里获此奖项，申怡飞的研究成果可想而知。

尤肖虎教授解释说：“要知道，通信中最大最需要解决的问题之一就是时延问题。而在5G的很多未来应用场景中，比如无人驾驶、工业自动化控制都对通信的时延提出了很高的要求。极化码对比高通力推的LDPC码的最大优势，就是超低的通信时延，这也是申怡飞团队研究成果的价值所在。”

2016年11月17日，关于5G标准制定的3GPP RAN1 第87次会议在美国举行。5G短码方案讨论的结果是：中国华为公司主推的Polar Code（极化码）方案，以压倒性的投票优势，成为5G控制信道eMBB（增強移动宽带）场景编码最终方案。此举引起全世界通信专家的关注。

申怡飞说：“编码和调制是无线通信技术中最核心最深奥的部分，被誉为通信技术的皇冠，体现着一个国家通信科学基础理论的整体实力——这也是华为主推的极化码入选5G标准为什么会引发业界内外舆论广泛关注的原因。”

Polar Codes极化码，成为世界5G行业标准

2017年5月，申怡飞担任江苏发展大会志愿者，负责姚建铨院士的接待工作。姚建铨院士是我国著名的激光与非线性光学专家，对中国激光事业作出了极大贡献。一天早上六时半，申怡飞去接姚院士，本想让年近80岁的他多休息一会，就晚点按了门铃。没想到姚院士出来就说“我4点钟起来，刚刚做了一份学术 PPT。”

令申怡飞有点惊讶的是，这位著名科学家还是一个很健谈的人，参会那两天，他只要有空就跟申怡飞聊天，聊自己上小学、大学的故事，聊他的科研故事。其实，申怡飞正纠结于读博方向，姚院士的精神以及对他的教导，坚定了申怡飞在电子信息领域钻研下去的想法。

2018年，中兴通信因发展势头迅猛遭遇美国全面制裁，公司几乎陷入瘫痪状态，这件事对申怡飞“刺激”很大。后来在中美不断谈判下，美方对中兴的7年禁令虽然暂时解除，但这一事件却暴露了中国在芯片产业上的被动局面。在义愤填膺的同时，这也更加坚定了他在电子信息领域钻研下去、最终用技术“打败外寇”的决心。

申怡飞说，其实，早在几年前的一次研讨课中，他就从老师张川的口中获知了中国芯片产业的落伍：从学术上看，全球最顶尖的集成电路会议ISSCC每年在全球收录近300篇文章，但是以中国大陆为单位发表的文章仅占1%;在产业上看，我国在大部分领域的国产芯片占有率很低。

“在这样极度受制于人的情况下，青年人，尤其是青年科技工作者应该主动站出来，做行业的开拓者，以制造中国芯为己任！”这话说起来容易做起来却很难。申怡飞深知，制造一颗芯片，不仅需要海量资金的支持，十几个工艺环环相扣，更需要漫长的科研攻关期。

申怡飞说：“每一代青年都有不同的历史际遇，发展中国电子信息产业，实现中国芯片自主知识产权，就是我的历史际遇。”

如今，申怡飞团队研究出的极化码已取得胜利，被写入5G行业标准，各大外国通信设备生产商在5G的通信设备中，都会采用“华为标准”，中国成了真正意义上通信基础规则的“制定者”。作为中国5G核心技术科学家，申怡飞功不可没。

2019年秋，随着工业和信息化部正式发放5G商用牌照，中国5G元年已经开启。11月，中国国际信息通信展览会在北京举办，数万名信息通信领域专业人士和行业精英，亲自见证了中国各类最新5G终端、应用、融合产品以及网络解决方案。最终他们不得不承认，中国5G技术已经成为全球领跑者。

时下，申怡飞是东南大学信息科学与工程学院博士生，在移动通信国家重点实验室继续从事技术研究。目前，该团队正致力于让极化码更快、更广地服务于通信网络中。他说：“ 5G的时代将是万物互联的时代，5G技术会将每一个智能设备连接起来，构建智能社会，更会将每一个青年连接起来，缔造科技强国。”

如今，申怡飞关于极化码编码技术及其硬件实现研究，已经发表了两篇国际会议论文、一篇SCI论文，他的工作平台已经从版本1升级到了版本16。同时，他发明的3项专利对欧美企业筑起严格的技术壁垒，间接促使中国的5G计划提前1年落地。

申怡飞这位22岁“科技大神”，决心用中国“芯”打造中国速度，使我国的移动通信事业走在世界的前列！