劍走偏鋒，締造“中國光芯”

默冉

2023年初，我國第一條光子芯片生產(chǎn)線將投入使用，而被稱為“物理天才”的沈亦晨，是推動(dòng)這一項(xiàng)目的幕后功臣。他曾拒絕一家美國公司開出的百萬美金年薪，之后數(shù)年磨一劍，締造出以光代電的“中國光芯”，不僅擺脫了光刻機(jī)限制，打破了芯片相關(guān)的技術(shù)壟斷，還將助力我國實(shí)現(xiàn)“彎道超車”！

興趣使然，22歲“書呆子”赴美讀博

1989年，沈亦晨出生于浙江杭州。由于父親是一名電力工程師，受其影響，沈亦晨從小就喜歡閱讀《有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)》這本書，以及與電路有關(guān)的專業(yè)書籍，對科學(xué)的興趣越來越濃。

在杭州外國語學(xué)校讀初一期間，沈亦晨就發(fā)明了“電動(dòng)小輪船”“自動(dòng)澆花器”等作品，贏得了同學(xué)和老師們的一致贊賞。上初二期間，沈亦晨代表學(xué)校參加物理知識答辯，獲得了二等獎(jiǎng)?？擅鎸τH友和同學(xué)們的祝賀，他皺著眉，搖頭道：“我還是不夠努力，否則可以獲得更好的名次！”

沈亦晨品學(xué)兼優(yōu)，在學(xué)習(xí)中總是快人一步。初中畢業(yè)時(shí)，他已經(jīng)提前預(yù)習(xí)完高中物理課程，并在父親的輔導(dǎo)下，開始艱難地“啃”大學(xué)物理課程！

高中畢業(yè)后，沈亦晨考入新加坡南洋理工大學(xué)物理系。由于提前預(yù)習(xí)完大學(xué)物理課程，他在讀本科期間的表現(xiàn)尤其出眾。

很快，沈亦晨就以跳級的方式，提前完成本科學(xué)業(yè)，并考取了美國霍普金斯大學(xué)的碩士研究生。讀研期間，他又接觸到許多超前的物理知識，大大開拓了視野，為日后成長為光子學(xué)頂尖人物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2011年，年僅22歲的沈亦晨考入美國麻省理工學(xué)院，攻讀物理學(xué)博士學(xué)位。在此期間，他開始研究納米光子學(xué)，其核心便是用光子代替電子。一旦研究成功，沈亦晨就有望打破西方在電子芯片領(lǐng)域?qū)ξ覈募夹g(shù)壟斷，打造出更先進(jìn)的“中國光芯”！

拒絕高薪誘惑，回國組建“追光團(tuán)隊(duì)”

在漫長的科研工作和學(xué)習(xí)的過程中，沈亦晨每天只睡五六個(gè)小時(shí)，吃飯的速度都比別人快很多，其原因只有一個(gè)——中國的芯片太落后，時(shí)不我待，使他心里充滿了緊迫感。他深知阻礙我國高新科技發(fā)展的攔路虎之一，就是自主生產(chǎn)制造芯片，他要為此努力奮斗。

讀博期間，沈亦晨先后發(fā)表了多篇重量級科研論文，其中最引人矚目的是他以第一作者身份，于2014年在國際頂尖雜志《科學(xué)》上發(fā)表了一篇論文——《寬波段光學(xué)的角度選擇》。在這篇論文中，沈亦晨稱自己對光的傳播方向有了重大科研突破，證明光是可控的；如果用激光束代替電子信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用光取代傳統(tǒng)銅線這一介質(zhì)，就可以大大提升智能芯片的性能。

這篇論文發(fā)表后，迅速在學(xué)術(shù)界引起了震動(dòng)。這是因?yàn)楣庾有酒挠?jì)算速度和傳輸率是電子芯片的1000倍，而功耗僅為后者的百分之一。

截止到博士畢業(yè)前夕，沈亦晨共在頂級期刊上發(fā)表了25篇論文，而且申請了10項(xiàng)技術(shù)專利?；谶@些突破性的研究成果，沈亦晨獲得了“追光者”“天才博士”等稱號，還沒正式畢業(yè)，就收到了美國多家知名公司的邀請，有的公司甚至為他開出幾百萬美金的年薪！可他毅然決定歸國，投身于光子領(lǐng)域的科研工作之中。

沈亦晨對芯片行業(yè)有很深的認(rèn)知。由于中國的芯片技術(shù)被封鎖和限制，只能常年高價(jià)進(jìn)口歐美一些國家的普通芯片產(chǎn)品。至于高端芯片產(chǎn)品，以及可以生產(chǎn)超級芯片的頂尖光刻機(jī)，我們花再多錢都買不來。

窘迫的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，令沈亦晨陷入了沉思。我國芯片行業(yè)起步晚，技術(shù)較為落后。以前，某些高科技企業(yè)不愿花費(fèi)大量資金，投入光刻機(jī)和芯片的科研事業(yè)之中，總覺得“造不如買”，結(jié)果芯片業(yè)漸漸被一些發(fā)達(dá)國家卡緊了“脖子”！雖然近幾年中國一直在奮勇直追，但是，由于相關(guān)高精尖人才不足，又缺乏先進(jìn)的光刻機(jī)，“中國芯”的工藝和產(chǎn)能仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上發(fā)達(dá)國家的步伐。

為解決這個(gè)難題，沈亦晨回國后，便進(jìn)入一家芯片科研所工作。有一次，他對同事們說：“目前市場的芯片以硅基芯片為主，它的生產(chǎn)離不開光刻機(jī)。可目前的光刻機(jī)存在一個(gè)短板——物理的極限，只能在納米這一制程內(nèi)進(jìn)行縮減，而要生產(chǎn)1納米芯片，目前的光刻機(jī)幾乎無法完成。因此，研發(fā)芯片，需要在技術(shù)上進(jìn)行革新，比如把電子傳輸轉(zhuǎn)為光子傳輸！”

沈亦晨獨(dú)辟蹊徑的理論，令國內(nèi)同事們振奮不已，連中科院也開始布局光子芯片的研發(fā)項(xiàng)目。

然而，想把理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，還需大量的實(shí)踐，而沈亦晨的試驗(yàn)并不順利。再加上國內(nèi)頂級的光子學(xué)相關(guān)人才儲備不足，僅憑沈亦晨率隊(duì)科研攻關(guān)“光芯片”，不僅很燒錢，而且耗時(shí)太長。領(lǐng)導(dǎo)和同事們都開始懷疑沈亦晨那篇論文的可行性，有人說他的想法太超前了，畢竟當(dāng)時(shí)的芯片距1納米還很遙遠(yuǎn)，我們還是應(yīng)該老老實(shí)實(shí)地造硅基芯片。

由于和科研所的同事意見不統(tǒng)一，沈亦晨于2016年離職，成立了一家專門研究光子芯片的技術(shù)公司——曦智科技。他費(fèi)盡周折請來海外的一些師兄弟，同時(shí)廣招人才，立志生產(chǎn)“中國光芯”！

這位“天才博士”的愛國行動(dòng)，感召了不少華人留學(xué)生，其中一些技術(shù)精英主動(dòng)辭去在歐美一些國家的高薪工作，回國與沈亦晨一起創(chuàng)業(yè)。

公司創(chuàng)立之初，舉步維艱。經(jīng)濟(jì)拮據(jù)之時(shí)，沈亦晨甚至申請了一筆創(chuàng)業(yè)貸款，即使負(fù)債，也要為員工們發(fā)工資！

在光子芯片研發(fā)初期，沈亦晨經(jīng)常吃住在公司。辦公室那張破沙發(fā)就是他的床，他舍不得點(diǎn)外賣，經(jīng)常吃泡面……

幕后大咖助力中國實(shí)現(xiàn)“彎道超車”

不過，艱難的日子并沒有持續(xù)太久，國家很快就給了曦智科技一系列政策扶持。為了讓團(tuán)隊(duì)擁有一個(gè)良好的科研創(chuàng)業(yè)環(huán)境，沈亦晨將公司搬到上海高新區(qū)。

功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過不舍晝夜的努力，沈亦晨終于獲得了重大回報(bào)。2018年，他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界上第一款光子芯片！這也驗(yàn)證了他的開創(chuàng)性的想法——用光子代替電子進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)算，是完全可行的！

這項(xiàng)芯片技術(shù)在行業(yè)內(nèi)引起了轟動(dòng)，使沈亦晨成立不過兩年的公司聲名鵲起。一些歐美財(cái)團(tuán)看中了他的科研成果，紛紛找上門，愿意出高價(jià)購買沈亦晨的技術(shù)專利，或者進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)，可都被沈亦晨果斷拒絕了。

2018年，曦智科技獲得了百度領(lǐng)投的6000余萬元種子輪融資。有段時(shí)間，華為芯片被禁一事鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，使得沈亦晨的內(nèi)心更為焦灼，他和團(tuán)隊(duì)成員必須更加努力完善“中國光芯”產(chǎn)品，讓華為等高科技企業(yè)都用上國產(chǎn)芯片！

2020年秋，沈亦晨團(tuán)隊(duì)正式推出第一款光子芯片。雖然該產(chǎn)品仍存在瑕疵，但是，與一年前的樣品相比，技術(shù)上已成熟很多，穩(wěn)定性也越來越好。這項(xiàng)新技術(shù)全面曝光后，引來世人矚目。

2021年12月，在沈亦晨的帶領(lǐng)下，公司團(tuán)隊(duì)發(fā)布了高性能光子計(jì)算處理器PACE，成功地向業(yè)界驗(yàn)證了光子計(jì)算的優(yōu)越性。隨后，沈亦晨入選2021年度全球“35歲以下科技創(chuàng)新35人”。

近兩年，沈亦晨團(tuán)隊(duì)一直在對光子芯片進(jìn)行簡化和升級，立志生產(chǎn)出完美的“中國光芯”。

后來，隨著中科院和沈亦晨團(tuán)隊(duì)不斷傳出的喜報(bào)，光子芯片的研發(fā)被推向一個(gè)個(gè)新臺階。

國內(nèi)第一條“多材料、跨尺寸”光子芯片生產(chǎn)線將于2023年初投入使用。它可以滿足數(shù)據(jù)中心、激光雷達(dá)、微波光子等領(lǐng)域的需求，填補(bǔ)我國在光子芯片晶圓代工領(lǐng)域的空白。

屆時(shí)，我們也可以成熟量產(chǎn)“中國光芯”，芯片發(fā)展將迎來一個(gè)全新的時(shí)代！

讓我們記住沈亦晨，一位為我國造“芯”的年輕“追光者”！

名師點(diǎn)評

回首來時(shí)路，不忘夢歸處。正因?yàn)樵谛酒I(lǐng)域的不斷堅(jiān)持，以及持之以恒的創(chuàng)新精神，沈亦晨才從一名普通“物理愛好者”成長為一位光子芯片的研發(fā)者！以夢為馬，助力“中國芯”，他認(rèn)真、刻苦的學(xué)習(xí)態(tài)度值得讀者學(xué)習(xí)，他的愛國情懷也值得發(fā)揚(yáng)光大！