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时间:2019-11-29 11:35 点击:

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人物名片:刘杰,1984年出生,国家高层次人才计划入选者、湖湘高层次人才聚集工程入选者。武汉华中科技大学电气工程本科,清华大学电气工程硕士,美国华盛顿大学(University of Washington)应用数学硕士、电子工程博士,美国新思科技(Synopsys)硅谷总部高级工程师。2017年10月入职湖南大学电气与信息工程学院。现任湖南大学特聘教授、博导。主要从事人工智能技术、新型类脑芯片、非易失性半导体器件等国际前沿领域的相关研究。已在国际高水平期刊和会议上发表学术论文40多篇,申报美国专利和PCT国际专利10多项(已授权的第一发明人美国专利4项)。

在国家超级计算长沙中心的实验室,记者与采访对象刘杰见面了。从美国硅谷的高级工程师到湖南大学特聘教授,这位八零后的博导,谈起自己的半导体芯片研究时始终充满着活力与“痴迷”。

“我所从事的高端新型芯片相关技术目前高度依赖进口,亟需大力发展,希望我能为这个高精尖缺的领域的人才培养和产业化建设尽一份绵薄之力。”

兴趣是最好的学习驱动力

刘杰说:“选择半导体芯片研究,一是因为中国亟需发展相关技术,二是做尖端前沿领域的研究能满足我的好奇心。”

兴趣是最好的学习驱动力。十余年来,刘杰从家乡湖南出发,先后在华中科技大学、清华大学以及美国的华盛顿大学,获得电子工程、电气工程、应用数学、计算机科学4个领域的5个学士、硕士、博士学位。

“需要的知识、不懂的知识就要去学。”刘杰初到华盛顿大学时,专攻方向从针对电力系统的“强电”类研究转到了针对半导体芯片的“弱电”类研究。半导体芯片底层的工艺和器件问题的理论研究对数学知识的要求很高。“不管是物理计算问题还是计算机芯片问题,到了底层其实都是数学问题。”为了给自己的研究打好基础,刘杰下定决心系统地学习数学,在电子工程博士学习的前两年,同时攻读了应用数学硕士学位。白天需要做博士课题研究并学习电子工程主修专业博士课程,刘杰只能利用晚上的时间熬夜学习应用数学双学位的硕士课程。回忆起当时充实的学习和研究生活,刘杰依然觉得充满了挑战:“虽然很难,但是我还是硬着头皮花了两年把它学完了,然后就全身心地投入到博士课程的学习中去。”

刘杰硕士时期的老师说过的一句话令他印象深刻:“人生就像一个三维的立体空间,我们选择方向时要注意在Z轴上的积累,不要在XY平面内跳跃。”一分耕耘一分收获,多学科、连贯性的学习让刘杰拥有了扎实的理论基础,为他之后的交叉研究提供了有力的支撑。

选择湖大,实现个人价值

2013年至2017年,刘杰在美国新思科技硅谷总部担任了4年高级研发工程师,拥有着一份令人羡慕的高薪工作。新思科技成立于1986年,是全球排名第一的芯片电子设计自动化(EDA) 解决方案提供商,全球排名第一的芯片IP供应商。刘杰原以为美国优厚的生活待遇和广阔的发展空间,会让他长住硅谷,但一次际遇,给他的人生轨迹带来了巨大改变。

2017年4月,刘杰本科时期的专业课老师、湖南大学校长段献忠教授率队赴美国招聘海外优秀人才。刘杰回忆道:“段老师当时和我们畅谈了国家建设、学校发展、人才政策,并鼓励我们回国发展。那几天,与朝气蓬勃的湖南大学同仁们朝夕相处,让我坚信加入湖南大学,是报效国家、建设家乡、实现个人价值的最好选择。”2017年10月,刘杰正式入职湖南大学电气与信息工程学院,任特聘教授、博士生导师。

公司和高校是两种完全不同的工作和生活方式,刘杰坦言,在美国工作拥有更高的薪酬,“但是公司就像一台高速运转的机器,安排你做什么,你就要做什么。在高校工作更为自由,我能够去做一些自己真正感兴趣的、探索性的研究,我认为这是一个很不错的选择。”

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刘杰在指导学生。

培养国家急需的半导体专业人才

回国前后,也有多家国内上市公司邀请刘杰加入,但他都拒绝了。刘杰说:“立足高校,培养半导体芯片领域国家急需的博士、硕士等专业人才,能更好的回报社会和实现个人价值。”

据工业和信息化部软件与集成电路促进中心发布的白皮书统计,目前我国集成电路从业人员总数不足30万人,缺口高达40万人,人才培养总量严重不足。

目前,刘杰建立的半导体和芯片方向的研究团队已初具规模,已有教授1人、助理教授1人、博士生2人、硕士生10余人。团队组建以来,学术氛围浓厚,每周五定期展开长达数小时组会讨论,所有学生每周都需要制作正式周末汇报ppt,与导师进行一对一的定期沟通。

“在团队优良学风环境中,同学们的成长很迅速。”刘杰说。有的硕士生还未毕业,就收到了国内芯片方向一流上市公司的工作邀请。组内第一位博士生进入博士项目短短一年多时间内,已发表3篇SCI论文,另有1篇在审稿中。刘杰说:“看着这些同学茁壮成长,将来成为国家半导体芯片行业的中坚力量,是一件非常开心和欣慰的事情。”

在“卡脖子”的地方下大功夫

刘杰现在主要研究的方向是基于新型非易失性器件的存算一体类脑芯片。刘杰介绍道:“我在留美的八年学习和工作中,经常会遇到一个问题,就是半导体芯片的有些设计和计算问题,计算量很大,计算速度慢。”

“计算量大、算不动”这个问题不仅存在于芯片设计领域,在很多科学领域都存在,是一个共性科学问题。刘杰举例道:“物理、生物、化学、材料等众多科学技术领域的原子尺度的微观效应研究,都需要使用高速芯片进行计算,但是现在缺乏该类高速芯片计算工具,导致无法进行深入的分析和理解。”刘杰现在正在研发一种存算一体的类脑芯片,将计算速度大幅度提高。

刘杰说:“现在我们团队正在努力,一至两年内,第一款芯片原型机就会试生产,等这款芯片开发出来后,希望可以对生物、化学、物理等多个领域的微观计算都有所帮助。”

刘杰认为,现在是中国芯片发展的高速期,“从前说中国人被‘卡了脖子’,但其实中国人只要下定决心做一件事情,那么实现就只是时间问题。”回国工作后,刘杰感受到了国家和学校对科研人员的重视,这也让他更加有信心去进行自己的研究。“芯片行业的范围太广了,我只能在中间很小的领域去做一些工作,但是我相信,在国家的支持和高校、企业的共同努力下,我们一定能早日赶上。”

来源:宣传部

记者:文亦佳

责任编辑:金理琦

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