沈亦晨:剑走偏锋的“追光者”
2023-05-15沈亦晨
沈亦晨:曦智科技创始人、CEO,美国麻省理工学院博士,曾获评世界经济论坛“2022届全球青年领袖”、《麻省理工科技评论》“全球35岁以下科技创新35人”。
2023年,我国“光子芯片”项目继续推进,有望取得更多的研究和实践成果。比起传统芯片,“光子芯片”的处理速度快得多,功耗则小得多。有“追光者”之称的沈亦晨,是“光子芯片”的理论研究者和实践推动者。他和他的团队正致力于发展以光代电的“中国光芯”产业,寻求在芯片研发生产领域取得突破。
兴趣指路
记者:您是怎么和物理学结缘的?有着怎样的成长经历?
沈亦晨:1989年,我出生在浙江省杭州市,父亲是电力工程师。从小耳濡目染,使我对物理学产生了很大兴趣。当同龄的孩子在看动画片时,我对家里的废旧电器拆了装,装了拆,认识里面的零部件,了解录音机、冰箱的工作原理。
当其他孩子在外面玩耍,或者泡在网吧里打游戏时,我在父亲潜移默化的影响下,喜欢翻看他桌子上那套《有趣的科学实验》,乃至包含许多电路图的专业书籍。刚开始我觉得深奥难懂,父亲就教了我一些入门知识,还带我做各种物理学小实验。我对物理学知识就越来越有兴趣了!
记者:听说您小时候就搞过发明创造,还获了奖是吗?
沈亦晨:在杭州外国语学校读初一时,我鼓捣出“电动小轮船”“自动浇花器”等发明。第一次在校外获奖是读初二时,我代表母校参加物理竞赛。虽然我自认为准备得很充分,但最终只获得了二等奖。回家后,我不断“复盘”自己在赛场上的表现,还原当时的科学实验……等到读初三时再参加这项比赛,我得了冠军。
记者:从读高中到读博士,您是否“跳级”?同学们为什么称您为“书呆子”?
沈亦晨:对,我在学习上总是想快人一步。初中毕业的时候,我就已经预习完了高中的物理课程,并开始在父亲的辅导下,艰难地“啃”大学物理。在同龄人看来,我的成长道路上失去了很多乐趣,简直就是个“书呆子”!我不喜欢和同学们一起去“K歌”,也不会打网游,显得不太合群。
从“杭外”毕业后,我考入新加坡南洋理工大学物理系。由于预习完了大学物理课程,我在读本科期间表现得不错,甚至连教授出的题哪里有BUG(漏洞)都看得出来。于是,我以“跳级”的方式提前完成了大学本科的学业,后来考入美国霍普金斯大学,成为硕士研究生。
记者:您是在美国留学时产生了研究“光子芯片”的想法吗?
沈亦晨:读研期间,我接触到许多新的物理学知识,大大开拓了视野,对光子的了解也更全面了。2011年,22岁的我考入美国麻省理工学院,攻读物理学博士,并开始研究纳米光子。这门学科的核心之一是利用光子代替电子。
“追光团队”
记者:请谈谈您那篇在世界范围内引起关注的有关“光子芯片”的论文。您为此付出了什么?
沈亦晨:在漫长的科研工作和学习中,我的头发变得越来越稀疏,有时一天只睡五六个小时,吃饭的速度比别人快很多。这一切的原因只有一个——中国的芯片发展比较落后,时不我待!读博3年,我先后发表了多篇科研论文。其中最引人注目的是2014年,25岁的我以第一作者身份在《科学》杂志上发表了《宽波段光学的角度选择》。我认为,如果采用激光束代替电子信号来传输数据,即用光取代传统的铜等传导介质,就有望大大提升芯片的性能。
记者:“光子芯片”的特点是什么?您的论文发表后,有美国公司想出高薪聘用您是吗?
沈亦晨:“光子芯片”的计算速度和传输率,达到电子芯片的千倍级别,而其功耗仅为电子芯片的几万分之一。
截至博士毕业,我在顶级学术期刊上共发表了25篇论文,并申请了10项技术专利。基于这些研究成果,有媒体称我为“追光者”。我还没正式毕业,就收到了一些美国公司的邀请,它们确实开出了不菲的年薪。
记者:您为什么选择回国发展?
沈亦晨:回国后我的心安稳了,而且充满了斗志——把自己的兴趣爱好变成事业,做好了就可以报效祖国!
身为专业人士,我知道中国因为芯片技术受到限制,要常年进口欧美的相关产品。一些高端芯片,以及生产高端芯片用的顶级光刻机,可能我们花再多的钱都难以买到。行业发展现状令我陷入沉思:中国的芯片工业起步较晚,技术较为落后。虽然近几年我们一路奋勇直追,但因高精尖人才不足,又缺乏顶级光刻机,“中国芯片”在工艺和产能上仍跟不上发达国家的步伐。
记者:您是如何付诸行动,尝试解决这个难题的?遇到过怎样的挫折?
沈亦晨:归国后我进入一家芯片科研所工作。我对同事们表示:“目前市面上以硅基芯片为主,它的生产离不开光刻机。但光刻机存在短板——物理极限。所以我认为芯片研发要在技术上进行革新,比如把电子传输转为光子传输。 ”
我的这个看起来“独辟蹊径”的理论,令国内的一些专家和同事感到振奋。中科院开始布局“光子芯片”研发项目。但要想把理论变成现实,还需要大量的实践和试错。我们的实验工作进展并不顺利,加上国内光子学高端人才不足,仅凭我率团队研发“光芯”,科研攻关耗时较长。
记者:您是如何坚持搞“光芯”研发的?据说公司初创时您吃了不少苦?
沈亦晨:我于2016年成立了一家专门研究“光子芯片”的技术公司,然后请来一些海外的师兄弟,广招人才。
公司创立之初,在艰难的研发期,我经常吃住在公司,因为这樣能节约上下班的时间。好在艰难的日子并没有延续太久,国家很快就给予我们公司一系列的扶持政策。为了让我的团队拥有一个良好的科研创业环境,曦智科技入驻上海。2018年,我率领团队研发出了世界上第一款“光子芯片”的原型。这项芯片技术的革新在行业内引起不小的震动。
“换道超车”
记者:获得国内融资后,现在产品的稳定性怎么样了?
沈亦晨:2019年,曦智科技获得了6000多万元种子轮融资。2020年秋天,我的团队推出了第一款试用型“光子芯片”,虽然这款产品仍存在瑕疵,但比起一年多前的原型,在技术上已经成熟了很多,稳定性也好了很多。
2021年12月,我们发布了高性能光子计算处理器PACE,正式向业界验证了光子计算的优越性。我也因此入选《麻省理工科技评论》2021年度“全球35岁以下科技创新35人”。
记者:“光子芯片”的生产,是否可以摆脱光刻机的制约?
沈亦晨:“光子芯片”的结构对工艺的要求较低,它的问世有望让中国摆脱对进口光刻机的依赖,并在芯片产业中最终实现“换道超车”。我国在“光芯”上的技术突破,有希望主导未来的世界半导体领域。我们预估,今后5年“光子芯片”产业规模会突破千亿美元!
随着中科院等机构以及我的科研团队工作取得进展,“光子芯片”的研发迈上了新台阶。中国国内第一条“多材料、跨尺寸”的“光子芯片”生产线,有望于今年建成并投入试生产。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”加工领域的空白。
采写:默冉
编辑:姚志刚 winter-yao@163.com