沈亦晨，缔造“中国光芯”

王丽

2023年上半年，我國第一条光子芯片生产线将投入使用。比起传统的电子芯片，“光芯”速度快1000倍，功耗却是“电芯”的九万分之一。沈亦晨是推动这一项目发展的幕后功臣。他拒绝美国公司千万年薪的挽留，数年磨一剑，缔造出了以光代电的“中国光芯”，不仅摆脱了欧美的光刻机和芯片技术垄断，还将助力国家实现“弯道超车”。

22岁赴美读博

1989年，沈亦晨出生于浙江杭州，父亲是一名电力工程师。当其他孩子在外面玩耍，沈亦晨却在父亲潜移默化的影响下，喜欢翻看《有趣的科学实验》和包含了许多电路图的专业书。“刚开始，也觉得晦涩难懂，爸爸就会告诉我一些入门知识，还带我做各种物理小实验。”沈亦晨说，“然后我就对那些物理和科学知识越来越有兴趣了。”

在杭州外国语学校读初一时，沈亦晨就鼓捣出了“电动小轮船”“自动浇花器”等发明，赢得了同学和老师们的一片赞赏。

初中毕业的时候，沈亦晨已经提前预习完了高中物理课程，并在爸爸的辅导下艰难地攻克了大学物理。在同龄人看来，沈亦晨成长中失去了很多乐趣，简直就是个小书呆子。因为他不喜欢和同学们一起去唱歌，也不会打网游，显得不太合群……但世间哪有什么天才，沈亦晨不过是把别人娱乐的时间，拿来看各种物理书籍，做他感兴趣的科学实验了。

中学毕业后，沈亦晨以优异成绩考入新加坡南洋理工大学物理系。由于提前预习完了大学物理课，他在读本科期间更是表现出众，甚至连教授出的题哪里有漏洞都能一眼看出来。

很快，沈亦晨就以“跳级”的方式，提前完成了本科学业，并考取了美国约翰斯·霍普金斯大学的硕士。读研期间，他又接触到许多超前的物理知识，大大开阔了视野，为日后成为光子学顶尖人才打牢了基础。

2011年，22岁的沈亦晨考入美国麻省理工学院，攻读物理学博士。这时他开始研究纳米光子，这门学科的核心领域之一是利用光子代替电子，一旦成功，沈亦晨就有望突破西方在电子芯片方面对我国的技术垄断，打造出更牛的“中国光芯”。

回国组建“追光团队”

在漫长的科研工作和学习中，沈亦晨的头发变得越来越稀薄。他一天只睡五六个小时，吃饭的速度都比别人快很多。原因只有一个——中国的芯片发展还太落后，时不我待，沈亦晨心里充满了紧迫感。

读博3年，沈亦晨发愤忘食、夜以继日，先后发表了多篇重量级科研论文。最引人瞩目的是2014年，刚满25岁的他以第一作者身份，在国际顶尖杂志《科学》上发表了名为《宽波段光学的角度选择》的论文，并迅速震动了学术界。因为光子芯片的计算速度和传输率，会是电子芯片的1000倍，而功耗仅为“电芯”的九万分之一。基于此项突破性的研究成果，沈亦晨获得了“追光者”“天才博士”等称号。他还没正式毕业，美国多家知名公司纷纷邀请他加盟，并为他开出了数百万美元的年薪。

但沈亦晨没有接受美国公司的高薪邀请，而是毅然学成归国，投身于光子领域的科研工作。“虽然薪资待遇不如美国，但我心里安稳，并且充满了斗志。能把自己的兴趣爱好变成事业，做好了还可以报效祖国，我觉得是一种莫大的幸福。”沈亦晨说。

攻读纳米光子学的沈亦晨，对芯片行业有很深的认知。中国因为芯片技术被封锁和限制，常年高价进口欧美的普通产品。至于高端产品，以及生产超级芯片用的顶尖光刻机，我们花再多钱都买不来。

窘迫的行业发展现状，令沈亦晨陷入沉思：我国的芯片业起步晚，技术较为落后。之前的高科技企业不愿花费大量资金投入光刻机和芯片的科研事业，总觉得“造不如买”，结果渐渐被人家卡紧了芯片发展的脖子。虽然近几年中国也在奋勇直追，但因高精尖人才不足，又缺乏先进的光刻机，“中国芯”在工艺和产能上，仍远远跟不上发达国家的步伐。

沈亦晨归国后进入一家芯片科研所工作，他对同事们指出：“目前市面上以硅基芯片为主，它的生产离不开光刻机。但光刻机存在一个短板——物理的极限，它只能够在纳米这一制程内进行缩减，等把芯片做到了1纳米，几乎就达到了终点。所以芯片的研发，需要在技术上进行革新，比如把电子传输转为光子。”

沈亦晨独辟蹊径的理论，令国内的专家同事们感到振奋，连中科院也开始布局光子芯片的研发项目了。但要想把理论变成现实，还需要大量的实践和试错，而沈亦晨的实验工作并不顺利，不光很烧钱，而且耗时巨长。有人说沈亦晨的想法太超前，毕竟当时芯片的发展离1纳米还很遥远，我们还是应该老老实实造硅基芯片。

由于和科研所同事意见不统一，沈亦晨于2016年离职，成立了一家专门研究光子芯片的技术公司——上海曦智科技有限公司，并担任CEO。他费尽周折请来一些在海外的师兄弟，并广招人才，立志要打造“中国光芯”。

助力实现“弯道超车”

功夫不负有心人，沈亦晨不舍昼夜的努力，终于换来了重大回报。2018年，他率领团队研发出了世界上第一款光子芯片的初始原型。这验证了沈亦晨开创性的想法——用光子代替电子来进行数据传输和运算，是完全可行的。

这项芯片技术的革新，引起了行业轰动。沈亦晨成立不过两年的公司，也变得声名鹊起。

欧美财团看中了他的科研成果，纷纷找上门来，愿意出上亿美元买沈亦晨的技术专利，或者搞联合开发，但沈亦晨果断拒绝了他们伸出的橄榄枝。

2019年，上海曦智科技有限公司获得了百度领投的6000余万元种子轮融资。2020年秋，沈亦晨团队正式推出了第一款光子芯片，虽然产品存在瑕疵，但比起一年前的样品，技术上已经成熟很多，稳定性也越来越好。

2021年12月，在沈亦晨的带领下，公司团队发布了高性能光子计算处理器PACE，成功向业界验证了光子计算的优越性。随后，沈亦晨入选2021年度全球“35岁以下科技创新35人”。

近两年，沈亦晨团队一直在对光子芯片做简化升级，立志要把“中国光芯”打造得尽善尽美。并凭借核心算法等技术的布局和积累，打造一套完整的光子计算生态，为大数据及高性能计算提供更快、更节能的芯片和算法。

而随着中科院、沈亦晨团队不断传出喜报，把光子芯片的研发推向一个个新台阶，我国也早已开始布局该产业。国内第一条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线，目前即将在北京筹备完成，预计2023年上半年投入使用。它可以满足数据中心、激光雷达、微波光子等领域的需求，填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白。

图片由本文作者提供 编辑 钟健 12497681@qq.com