9月25日,啟動資金高達10億元的「科學探索獎」正式公布第二屆獲獎名單,50位青年科學家獲獎。
他們將在未來5年各獲得由騰訊基金會資助的300萬元科研獎金。值得一提的是,50位獲獎者中,最年輕的是來自北京大學微納電子學系的博士生導師黃芊芊,僅30歲。
黃芊芊
除此之外,黃芊芊在今年還獲得「2019 IEEE Electron Devices Society Early Career Award」,以表彰她在超低功耗微納電子新原理器件等方面的出色工作,和2020年度「求是傑出青年學者獎」。
而在2017年,她就入選未來女科學家計劃;2018年獲獲國家優青項目資助;2020年獲中國電子學會優秀科技工作者榮譽稱號,幾乎把所有青年科學家所能獲的獎項都囊括了,2019年,在北大的本科錄取通知書上,黃芊芊也為學子們寄語寫了一封信。
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在大多數人看來,黃芊芊的學習生涯可謂是順風順水。2006年,黃芊芊憑藉優異的成績考入了北京大學信息科學技術學院。本科畢業之後,她又師承王陽元院士和黃如院士,取得了北京大學微電子學和固體電子學博士學位,並完成了博士後研究工作。
多年來,黃芊芊在科研方面積累前行,特別是在超低功耗微納電子新原理器件研究中取得了一系列代表性成果。 其目前成功研製出的新型肖特基-隧穿混合控制場效應電晶體等超低功耗新機理器件,打破了國際上矽基隧穿器件的亞閾擺幅紀錄,實現了國際領先的綜合性能水平,一作論文被列入國際半導體技術路線指南(ITRS)。
現在,她已經成為北京大學信息科學技術學院研究員、博士生導師。回顧自己的求學之路。黃芊芊說到:
我於2006年考入北京大學信息科學技術學院,那時微電子對我來說還僅僅是一個陌生的名詞。隨著學習的深入,我逐漸感受到了這門專業的魅力,也驚嘆於小小的集成電路裡所蘊含的大量科學原理與技術。
它發展得如此之快,滲透性如此之強,悄無聲息而又時時刻刻影響、改變著資訊時代高科技領域的各行各業。國內微電子技術的整體發展情況和國外相比有一定的差距,北大微電子專業每年也會有相當比例的本科生選擇直接出國留學深造。
本科畢業時我雖然專業排名靠前,但並沒有出國留學,而是選擇了留在北大直接攻讀博士學位。因為我堅信,國內微電子技術只是起步晚,並非是能力不足,北大有著國內微電子專業最頂尖的師資力量和科研環境,在國內、在北大一樣可以做出不遜色於國外一流大學的科研成果。我帶著這份初心和信念,留在了燕園。
黃芊芊
初入課題,並非一帆風順,所幸我在的課題組是個充滿凝聚力和戰鬥力的大家庭。從王院士和黃院士那裡我學習到了踏石留印、抓鐵有痕、求真務實、細緻嚴謹的治學態度,兩位導師深厚的學術底蘊、深邃的學術思想、高尚的學術品德不斷引導我向正確的方向前進。
從課題組其他老師那裡我收穫到了科研上寶貴的建議和幫助,從師兄師姐那裡我體會到了家一般的溫暖。得益於這樣的環境,我能安心踏實地開展課題研究。但做課題研究基本沒有一帆風順的時候,經常會有預料之外的坎坷在前路等待,有時候可能受限於現實客觀條件,很多想法難以實現,但這在一定程度上也促使我從新的角度觀察問題、研究問題,提出更加具有創新性的想法,最終解決問題並取得一個又一個突破。
科研道路,需要端正態度,踏實肯幹,不浮躁不氣餒,坐得起冷板冷凳,經得住挫折失敗,耐得了質疑否定,將所有的這些看作是寶貴的歷練和經驗,不忘初心、堅定信念、努力進步,堅持下去就一定能迎來希望。
進入到博士階段中後期,我在新機理隧穿場效應電晶體的實驗研究方面已經取得了階段性進展,依託北京大學的微米/納米加工技術國家級重點實驗室平臺成功製備出了性能國際領先的新型器件結構,但這類器件在面向應用時仍有一系列科學問題和挑戰。
此時國際上對該類器件面向應用的低頻噪聲、漲落及可靠性等關鍵問題的機制尚不清楚,業界也沒有人採用標準工藝生產線製造出性能優異的器件。這些科學問題挑戰和技術難點恰恰成了我們在相關領域領先國外研究的機遇和希望。一方面,我深入思考器件的物理本質,開展了超低功耗隧穿器件的關鍵問題研究;另一方面,在兩位導師的支持和指導下,和國內最先進的集成電路公司開展合作,研發具有我國自主智慧財產權的超低功耗技術並取得了階段性的成果。
不忘初心、勇於挑戰,不畏困難、砥礪前行,在導師的指導下潛心鑽研,那麼在讀研期間定能會收穫屬於自己的科研果實,這幾年的科研成長經歷也會成為自己青春奮鬥的回憶。
2018年1月12日,第十四屆中國青年女科學家獎頒獎典禮在釣魚臺國賓館隆重舉行。共有4人入選「未來女科學家計劃」,黃芊芊就是其中一位。
「未來女科學家計劃」頒授現場
她憑藉多年來在超低功耗微納電子新原理器件研究中所取得的優秀成果,成為該獎項設立以來首位微電子領域的青年學者。
2018年,黃芊芊所申請的「新型超低功耗微納電子器件」項目還成功獲得了國家自然科學基金委員會優秀青年科學基金的資助。
科學創新要緊跟世界前沿。一個行業的頂級大會,往往代表了行業動態的風向標,不僅能夠帶來當今最前沿的研究成果,還為未來的發展指明了方向。通過在行業頂級會議中發表相關文章,黃芊芊得到了更多的科研歷練與成長。
IEDM(國際電子器件大會)始於1955年,在國際半導體技術界享有很高的學術地位和廣泛的影響力,被外媒譽為「微電子器件領域的奧林匹克盛會」。該會議主要報導國際半導體技術方面的最新研究進展,是著名高校、研發機構和英特爾、IBM等企業報告其最新研究成果和技術突破的主要窗口和平臺之一。近年來,集成電路技術領域的許多重大技術突破都是通過該會議正式發布的。
第十四屆中國青年女科學家頒獎典禮
從2011年開始,黃芊芊就在這一平臺上以第一作者發表相關文章,她的研究工作也始終圍繞著解決微電子器件領域的世界性科研難題展開,並持續在頂級國際舞臺上展示自己的成果,不斷加強來自中國的話語權。
為了攻克科研難題,熬夜通宵是家常便飯。她說:「做科研並且能出科研成果,一定是首先你對它足夠熱愛,然後足夠想把這件事情做好,才能真正做出一些有用的東西。這樣的全身心投入是不分晝夜的,也只有這樣,才能真正做到踏石留印、抓鐵有痕。」
截止到目前,黃芊芊已在IEDM、VLSI、IEEE EDL、IEEE T-ED等國際會議和期刊上發表論文50餘篇,其中在微電子器件領域最具標誌性國際頂級會議IEDM上發表第一作者論文5篇,為中國大陸地區以第一作者身份發表IEDM論文篇數的最高紀錄。相關成果被2次寫入國際半導體技術路線指南(ITRS)。除此之外,她已申請專利70餘項,含美國授權專利12項,中國授權專利40項,部分轉移到中芯國際集成電路製造有限公司(以下簡稱「中芯國際」)。
在科研成果產業化方面,從2013年開始,黃芊芊所在的科研團隊就與中芯國際保持了良好的長期合作關係,致力於在中芯國際的大規模生產線上開發超低功耗器件技術,在他們的共同努力之下,研製了世界上首個基於12英寸CMOS生產線上的互補隧穿器件集成技術,並於2015年將階段性合作成果在頂級會議上進行發表,受到了英特爾、IBM等國際半導體公司的高度關注。
同時,該成果被作為重要的產業研究動態,受到了來自國際知名電子工程專業網站EETimes的專題報導。這項成果給予了黃芊芊及其科研夥伴們更大的信心與動力,她說:「目前正在與電路團隊合作,進一步基於這項成果研製超低功耗電路,使科技創新能夠轉化成實實在在的產品。」
2019年,在北大的錄取通知書中。北京大學邀請了七位不同時代傑出的「北大新生」親手寫下書信 ,為本科新生表達祝福,講述他們的「北大情緣」,作為給新生的特別禮物 與全新改版的錄取通知書一同寄出。而博導黃芊芊就是這七位傑出的「北大新生」之一 。
在信中,她向新生們分享了自己的科研感想。
科研道路從來不缺挑戰,缺少的是克服它的信心、決心和恆心。希望大家都能在讀研期間收穫到屬於自己的科研碩果。
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