赵春博士谈集成电路：小电路，大未来
2021年12月30日
集成电路的诞生为手机、电脑、电视等智能设备的出现铺平道路，其发展也在不断改变着世界。现如今，这项技术已成为数字世界的心脏。
在11月举办的西交利物浦大学线上开放周活动中，集成电路前沿研究的专家、西浦智能工程学院的赵春博士进行了分享。赵博士在集成电路设计技术方面的研究获得了广泛认可，他的研究重点是对半导体材料和器件可靠性的分析，而集成电路正是由数十亿相互连接的半导体器件构成的；他的研究领域也包括人工智能的未来发展。
赵博士在2019年和2021年分别担任了第十七和十八届电子电气工程师学会国际会议集成电路设计与技术的出版主席，这也是集成电路领域每年最大的会议之一。
在2021年9月，赵博士受邀在第23届全国半导体物理大会上发言，分享他的研究发现，这也是该领域最大的全国性会议。
对人脑的模仿
赵博士表示，随着智能时代的到来，大规模的数据处理给传统的处理器结构带来了压力。“尽管现代计算机性能非常出色，但人脑在处理某些复杂的非结构化任务——例如模式识别、特征提取时，可以轻松胜过计算机。”
“这要归功于突触的可塑性，它是大脑计算能力的基本组成部分。这些突触使大脑能够以高度并行、容错和节能的方式工作。”
“和许多科学家一样，我们也是受到了大脑工作方式的启发，并开始思考是否有可能找到一种技术来复制这些复杂的模式。”
“我们一直在探索，想要制作出具有自主学习和认知功能的超低功耗人工智能芯片。”赵博士说，“这种技术也许真的可以带领我们走向科幻片中具有‘仿生人脑’功能的超级机器人时代。
（图为可编程的脉冲发生以及高频率电流采样仪器设备，用于测试人工智能芯片器件的相关电学特性。）
潜入深海
赵博士表示，如果进一步开发，这些半导体将能以更高速度、更低功耗的性能去处理更多数据，也就能被应用于神经形态计算和人工视觉系统。
“我现在的研究领域属于交叉学科，和人工智能、微电子、脑科学、神经科学都有一定的关联。”赵博士说，“我们学院，包括我们整个学校，都是鼓励交叉学科融合的，这也让我能够在集成电路设计上有更大的创新。”
赵博士最新的研究成果于日前发表在Wiley出版社旗下的材料科学领域国际著名学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。
他说：“在前沿工作的研究者们会有更多机会来探索全新的领域。”
“我经常对我的学生们，也对自己说：我们现在就像进入到一片大海里面去，这片大海之前没有人去过，大海有多深，里面有多少鱼、多少宝藏，我们根本就不知道。作为学者，我们就得像探险者一样。”
皇冠上的明珠
对于自己的研究，赵博士非常自豪：“集成电路是制造业皇冠上的明珠。”
作为战略重点，中国的集成电路产业在过去五年中得到了快速发展。
“中国是全世界发展最快的集成电路市场。过去依赖进口，但现在要努力实现自给自足。要在本土实现半导体采购的目标，国内市场的成长空间非常大。”
赵博士补充说：“政府的支持也很重要，集成电路这个产业包括设计、制造、包装、测试，而所有这些环节都需要国家的资金支持。举个例子，中国集成电路产业投资基金在2014年成立，首次募集资金便高达1400亿元人民币。2015年，政府宣布了“中国制造2025”的产业政策，也是旨在鼓励国内的半导体生产。”
赵博士的研究也得益于他全球化的视角。他于2014年在利物浦大学取得了博士学位；毕业后，他在香港科技大学纳米及先进材料研发院担任高级研究工程师，该机构专门从事技术商业化的工作。在2017年，他决定回到学术界，并加入了西交利物浦大学。
“我和我大部分的同事们都有海外交流经验，我们带回了各自领域最前沿的知识，并始终在第一线展开研究。”赵博士说。
（记者：韩辛敏 翻译：肖雨婷 编辑：胡秋辰）
2021年12月30日
