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2019年8月7日
[本篇訪問: 1558]
中科院院士祝世寧:
為下一代芯片提供技術支持

“現在的微電子芯片最小線寬,已經快接近物理極限,也就是最近熱議的摩爾定理失效問題!弊J缹幣袛,2020年到2025年,微電子芯片的能力提升可能就要面臨瓶頸,下一代信息技術怎么發展,芯片技術怎么提高,是時候“提上日程”好好研究了。中國科學院院士、南京大學物理學院教授祝世寧,在接受科技周刊記者采訪時說。

長期從事功能材料研究的他,在科學的道路上披荊斬棘、翻山越嶺。他是好奇的探索者、執著的攀登者,同時也是辛勤的園丁,履行著三種不同身份的三重使命,體驗著守望與拓荒的多重滋味。

求學路上與物理結下不解緣

祝世寧院士1949年出生于南京?茖W于他而言,仿佛有著難以言說的魔力,這種魔力從他年幼時便悄然顯露出來!霸诮鹆曛袑W時,和許多小伙伴一起成立了無線電課余活動小組,從最簡單的2管半導體收音機裝起,做了拆,拆了做,一直做到8管晶體管收音機!

1968年,他從南京市第十中學(現南京市金陵中學)高中畢業。同年底,響應號召,到泗洪縣管鎮公社花園大隊做了知青。兩年后,他在沭陽馬廠柴油機廠當了一名普通工人,在此期間,他將中學物理中學過的力學、電學知識運用到工業生產中。這些看似“不起眼”的改進,卻能改進工件質量,提高生產效率。

“從農村到工廠再回到學校,我趕上的都是第一班車,真是很幸運!被貞涍^往的歲月,祝世寧的話語中透著平和。1977年,在一次出差的途中,祝世寧從《人民日報》上看到了國家恢復高考的消息,雖然準備時間很短,還得上班,但是,這沒有難倒他。由于在農村、工廠的時候就自學過許多書本知識,“那時候,學一點東西就給它用上”,正是學以致用的一點一點積累,幫助祝世寧成為恢復高考后首批通過考試的大學生。1985年,祝世寧如愿考取了南京大學物理系研究生,這使他最終有機會進入著名晶體物理學家閔乃本院士領導的研究組,投入到研制新型介電體超晶格材料的“攻堅戰”中。在閔院士的帶領下,祝世寧和同事們常夜以繼日地泡在實驗室里如癡如醉地潛心研究,有些實驗一做就是幾天。他們邊摸索邊調整,邊研究邊改進,經過十多年的努力,終于研制出世界上第一臺光學超晶格全固態紅、綠、藍三基色激光器樣機。

2007年,他當選為中國科學院院士。站在科學巔峰的祝世寧時常感恩過去那段當農民、當工人和求學的經歷,正是這些不同的生活體驗,成就了他甘于寂寞、淡泊名利、甘坐冷板凳的科學精神,演繹出最富色彩的物理人生。

以光電集成技術賦能芯片

芯片是信息社會的基礎支撐,信息時代的發展有賴于芯片技術的提升。在今年6月舉辦的2019“南京創新周”系列活動上,他接受科技周刊記者采訪時談到,從他的多年研究總結出,“光電子芯片”這一關鍵技術,將撬動區域信息產業快速發展。

芯片發展,有機遇也有挑戰,經過幾十年來的持續研發,芯片集成度越來越高,元器件越做越小!艾F在的微電子芯片最小線寬,已經快接近物理極限,也就是最近熱議的摩爾定理失效問題!弊J缹幣袛,2020年到2025年,微電子芯片的能力提升可能就要面臨瓶頸,下一代信息技術怎么發展,芯片技術怎么提高,是時候“提上日程”好好研究了。

未來芯片技術如何發展?科學家將目光投向“光子”。祝世寧介紹,去年,他牽頭在南京江北新區成立了新型研發機構——南智光電集成技術研究院,把光電子芯片技術作為重要研究方向。據悉,成立1年多來,研究院組建了10多個研究團隊,吸引了包括材料、物理、光學等領域的專家,瞄準下一代光電子芯片技術發展在基礎材料、器件工藝等方面的需求,開展研發工作!捌祁}‘卡脖子’困境,就要勇于攀登技術高峰。以前沿研究,為下一代技術做儲備,未雨綢繆,這應該是當代科學家的職責使命!弊J缹幷f。

高新技術產業與一般大眾化產業有所區別,它很難在短時間內呈現出“爆發”態勢,往往需要耐心培育,長時間積累,不過,一旦實現突破,足以帶動整個產業的升級和發展。祝世寧舉例表示,目前在南京江北新區研發的“中紅外激光器和探測器”項目,即將服務化工園區,減少生產中的安全隱患。通過氣體分子吸收譜分析,測出有毒有害及易爆氣體的種類、濃度等信息,為環境監測、安全預警提供有力技術支撐。

功能材料研究任重道遠

可用于物聯網感知的功能材料是祝世寧的研究領域之一,他表示,物聯網的發展加速了科技融入生活的進程,使人們開始了解并體驗智能化生活,比如智能家居帶來的家庭自動化,智慧城市帶來的城市數字化,各種智能設備給我們的生活帶來了極大的便利。但這些便利實現的基礎是物聯網的感知采集,即通過各類傳感器獲取多種信息。感知層是物聯網的核心,是信息采集的關鍵部分。感知層是物聯網的皮膚和五官,主要功能是識別物體、采集信息,與人體結構中皮膚和五官的作用類似。

祝世寧長期從事功能材料研究,他表示,在未來智能社會,日常生活全部實現智能化,但智能化實現的基礎是物聯網信息采集單元,也就是將聲光電轉換成信息的功能材料;普通大眾對功能材料研究還知之甚少,需要大力推動科學知識普及。

“改革開放以來,中國經濟社會和科學技術發展迅猛,也產生了巨大的經濟效益,這也表明科普事業地位愈來愈重要,需要培養更多有科學知識素養的接班人,這樣才對中國的未來發展更有利,更好推動社會經濟發展,助推實現中國夢!弊J缹庍@樣闡述科普的重要性,“科普是科學家的社會責任,科學家做科學研究取得的成果需要讓社會知道,社會支持科學家的工作,兩者形成互動關系,共同發展科普事業!

“科學知識的普及任重而道遠?茖W普及不應僅僅是自上而下對公眾進行科學知識的宣傳,而是要同時對科學方法進行推廣,使公眾具備基本的科學技能!弊J缹幷f,有效的科學普及,應是在涉及民眾生活的科技研究領域當中,能夠聽到民眾自己的聲音,在促進科學發展的同時,做到自然環境、人與社會的協同共生。

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