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周鵬:半月兩登《自然》源自“慢成長”

1個月前 來源:文匯報 觀看:15

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從全球首款二維半導(dǎo)體芯片“無極”到全球最快閃存“破曉”,今年4月,復(fù)旦大學(xué)集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院教授周鵬半個月內(nèi)兩次登上國際頂刊《自然》,迎來了自己的高光時刻。此前,默默無聞的他在復(fù)旦校園度過了近30個春秋。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

周鵬的“帽子”不多,直到半年多前入選國內(nèi)資助金額最高的青年科技人才計劃“科學(xué)探索獎”,他才被圈外略略知曉。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

周鵬的履歷很簡單,自17歲考入復(fù)旦物理系,除了博士畢業(yè)后有一年時間在韓國首爾大學(xué)訪學(xué),他的科研軌跡幾乎沒有離開過復(fù)旦。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

周鵬甚至有些慢,幾經(jīng)努力,34歲申請到“上海市青年科技啟明星計劃”(35歲以下),45歲“意外”入選第六屆“科學(xué)探索獎”(45歲以下)名單,幾乎都是踩著年齡線。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

盡管科研之路并不平坦,也沒有海外留學(xué)經(jīng)歷,但周鵬從未懷疑過自己。他說:“青年科學(xué)家要相信,真正顛覆性的成果是有可能被你創(chuàng)造出來的,要有這個自信。”無論是基礎(chǔ)研究還是前沿技術(shù)探索,改寫格局的中國時代正在來臨,心懷熱愛、扎根上海、堅持下去,就能成功。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

別有意味的“我不太快”56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

在海歸云集的復(fù)旦校園,周鵬“土生土長”的經(jīng)歷有些非典型:物理系本科畢業(yè)后進入信息學(xué)院碩博連讀,博士畢業(yè)后入職復(fù)旦微電子研究院。在他心中,是上海的包容讓他不離不棄,“上海有足夠的包容,包容你做成事,也包容你‘不做事’,允許你沉下心積累”。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

亦如學(xué)生時代,成績中等的他直到高三才開始有危機感,周鵬用“我不太快”形容自己的科研生涯。34歲拿到科研的“第一桶金”,36歲開始招收第一個博士生,也許是因為純本土背景、“帽子”不多,周鵬花了近20年才開啟真正意義的獨立研究,但他并不心浮氣躁、急于求成。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

2018年,周鵬在實驗室研制出了一個速度能突破性地達到10納秒的存儲器,這在當時是最快的。由于這個速度用傳統(tǒng)理論很難解釋,撰寫論文時,周鵬想到審稿人可能會提出質(zhì)疑。為此,他不僅提供了關(guān)鍵的照片和數(shù)據(jù),還將得出這一數(shù)據(jù)的整個過程作了完整描述,并附上了實時監(jiān)測記錄。正是這樣全過程、全細節(jié)的呈現(xiàn),才讓審稿人完全信服。最終,這篇被評價為“新型閃存器領(lǐng)域超快速度研究的開創(chuàng)性工作”發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》上。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

然而,這一切有多難,只有周鵬自己知道。因為存儲器的速度太快,測量需要用到特殊儀器。由于當時資歷尚淺,課題組沒有獨立設(shè)備,周鵬和學(xué)生只能半夜12點以后去其他實驗室蹭儀器。即便如此,他沒有半點松懈,不放過每一個細節(jié)。事后,他告訴學(xué)生:“做科研,尤其是工科實驗,對待數(shù)據(jù)一定要精益求精,拿出的數(shù)據(jù)要確保全程可靠,唯此才經(jīng)得起考驗甚至質(zhì)疑?!?span style="display:none">56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

20年尋覓理想存儲器56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

集成電路是一門技術(shù)學(xué)科,但也非常依賴基礎(chǔ)科學(xué)的突破。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

周鵬從20年前開始研究存儲器。由于芯片的計算速度遠高于存儲速度,全世界都在研制更快的存儲器。但對存儲器來說,數(shù)據(jù)的寫入速度與保存時間是一對矛盾。如何既快又能長時間保存?周鵬團隊發(fā)明了一種堪稱完美的新型存儲器,讓“魚和熊掌”可以兼得,而且可重復(fù)多次擦寫,打破了業(yè)界認為的“不可能鐵三角”——在納秒級寫入速度基礎(chǔ)上,數(shù)據(jù)的保持時間長達10年,循環(huán)壽命高達800萬次,比現(xiàn)有商用器件提高了近3個量級。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

這項有望顛覆存儲器行業(yè)的發(fā)明,關(guān)鍵在于通過調(diào)控電子實現(xiàn)了超快注入,寫入速度比閃存快1萬倍,而這背后則是對新形式下電荷分布規(guī)律這一物理學(xué)新機制的發(fā)現(xiàn)、理解和深入研究。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

事實上,周鵬團隊早在2021年就獲得了顛覆傳統(tǒng)認知的新發(fā)現(xiàn),但當時只能描述現(xiàn)象,無法從規(guī)律上對“為何能快速寫入”作出根本解釋,論文也因此一直壓著沒發(fā)。此后,團隊花了3年時間深入研究“為什么”,最終驗證了此前的猜想。去年下半年,周鵬將論文投給《自然》雜志,4個月就被編輯部接收。今年4月16日,重新定義現(xiàn)有存儲技術(shù)邊界的皮秒閃存“破曉”登上《自然》,引發(fā)全球關(guān)注。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

為什么全世界都在尋找的理想存儲器最先誕生在復(fù)旦校園?周鵬將此歸功于本科階段在復(fù)旦物理系接受的扎實的科研基本功訓(xùn)練。他笑言自己被“神仙老師”成功“洗腦”,不僅對科研無比熱愛,而且很早認識到科學(xué)的規(guī)律。這種科學(xué)直覺與執(zhí)著,支持著他始終相信自己能做出顛覆性的工作。周鵬說,盡管科研之路充滿波折,也曾無數(shù)次否定自己,不斷想要放棄,但來自內(nèi)心的相信讓他“哪怕垂頭喪氣,也要到最藍的大海揚帆”。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

淋過雨的人希望給別人撐把傘56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

近十年,中國對科技的投入和認知都有了巨大飛躍,但對人類知識版圖“開疆拓土”式的創(chuàng)新貢獻還不夠多。當然,這需要時間和耐心,也需要科學(xué)家的主動擔當?;谶@樣的認識和判斷,周鵬對基礎(chǔ)研究的理解頗為深刻。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

在他看來,基礎(chǔ)研究不完全是自由探索,它既要滿足好奇心,又要對技術(shù)和產(chǎn)業(yè)有更大推動?!案邇r值研究不是優(yōu)化而是顛覆,要能革新和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè),甚至改變產(chǎn)業(yè)格局?!敝荠i以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為例說,晶體管出來后就沒真空管什么事了,而晶體管的誕生正是基于物理學(xué)家肖克利發(fā)現(xiàn)了“場效應(yīng)”,這就是基礎(chǔ)科學(xué)對產(chǎn)業(yè)的變革力。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

去年,受復(fù)旦大學(xué)科研院院長彭慧勝院士之邀,周鵬出任復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)研究中心主任。這個中心并非實體機構(gòu),無人員編制,也無經(jīng)費,主要負責每年在復(fù)旦遴選5項左右有望影響和改變世界的成果。盡管這是一份不拿報酬、耗時耗力的“兼職”,但周鵬覺得很有意義——通過這樣的遴選和支持,探索推動基礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新的新機制,讓顛覆式創(chuàng)新的種子盡早被看見。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

“淋過雨的人希望給別人撐把傘?!敝荠i樂此不疲的內(nèi)心深處,有一種惺惺相惜。他說:“30到40歲是人生最具創(chuàng)造力的階段,只要給年輕人提供平臺和公正的評價機制,這就夠了?!?span style="display:none">56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

在與學(xué)生的日常交流中,周鵬將自己的科研價值觀傳遞給更多年輕人,鼓勵學(xué)生做高風險、高價值研究,而非論文式科研。他常把“你這工作有什么價值”掛在嘴邊,在導(dǎo)師的靈魂拷問下,好幾位學(xué)生畢業(yè)后成了周鵬的合作伙伴,實驗室的課題也越做越聚焦。56W即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

(原標題:從“無極”芯片到“破曉”閃存,周鵬堅持做顛覆式創(chuàng)新——半月兩登《自然》源自“慢成長”)
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