本刊記者 王 輝

徐鴻濤：風正揚帆恰當時

本刊記者 王 輝

2016年3月3日，海外高層次人才引進工作專項辦公室公布了最新一批“千人計劃”青年人才名單，復旦大學微電子學院研究員徐鴻濤的名字赫然其中。

“其實在國外的這些年一直都有回國的想法，只是總沒有遇到合適的時機。”徐鴻濤說道，“我回國的初衷其實很簡單，就是想利用自己所學專長為中國急需的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展做點實事?！?999年，一心求學的徐鴻濤，遠赴美國深造。只是，令他沒有想到的是，這一去竟然就是16年時間。

厚積以薄發(fā)

上世紀80年代中期，還在就讀小學的徐鴻濤就已經(jīng)接觸了時下高新科技——計算機，并曾多次參加計算機以及相關學科的競賽，獲得省市級別第一名。然而，在計算機科學方面卓有天賦的徐鴻濤，在1993年報考復旦大學時卻舍棄了這個熱門學科，而選擇了電子工程系，并選擇了微電子與固體電子專業(yè)。用他的話說就是，“這個專業(yè)比較難學，更有挑戰(zhàn)性”。就是這個簡單的想法，讓剛滿16歲的徐鴻濤從此踏上了微電子探索之路。

喜歡探索、熱愛挑戰(zhàn)的人對待一切未知事物都充滿了激情與斗志，徐鴻濤便是如此。對他而言，微電子世界就是等待他去開疆拓土的新大陸。然而，上世紀90年代，國內(nèi)器件工藝和IC設計水平比較落后，幾年的大學學習也讓徐鴻濤意識到，要想在這條道路上繼續(xù)求索，就必須接觸和了解世界最先進的技術，置身于科技研究的前沿。

2000年，徐鴻濤來到了加州大學圣芭芭拉分校繼續(xù)攻讀電子與計算機工程博士學位。5年的海外學習生活，徐鴻濤很快成長為微電子專業(yè)領域研究型人才。

2005年7月，拿到加州大學圣芭芭拉分校電子與計算機工程博士學位后，出于對創(chuàng)業(yè)公司的好奇，徐鴻濤加入了REMEC寬帶無線公司，成為一名高級IC設計工程師。幾個月后，美國英特爾公司的橄欖枝打動了他。此后，他便在英特爾研究院這個行業(yè)頂尖研究機構(gòu)開啟了長達十年的工作研究生涯。

這期間，他獲得了13項美國專利，6次獲得部門表彰獎，4次受邀在Intel技術峰會上演講。牽頭和主管的的研究項目成果多次在英特爾開發(fā)者峰會上演示。在包含行業(yè)頂級期刊ISSCC 和JSSC在內(nèi)已發(fā)表30余篇論文，超過700余次引用。2013年起，他還受邀擔任IEEE IWS國際無線會議技術評審委員，并主持“低功耗低噪聲超寬帶無線收發(fā)機”分會和“高級無線收發(fā)機架構(gòu)”主題分會。2014年他被評為國際電子電氣工程師學會IEEE協(xié)會高級會員。2014年6月，徐鴻濤主持了2014 IEEE RFIC國際射頻集成電路會議議程中關于功率放大器研討會，并受邀講演。2015年，他又受邀擔任IEEE RFIC技術評審委員，并主持射頻前端技術和高性能接收機架構(gòu)主題分會。

十多年的工作研究經(jīng)歷，徐鴻濤已從當初的青年學者成長為國際知名專家。然而，工作上的成就和生活上的富足并沒有令他改變初衷，回國的念頭始終縈繞在徐鴻濤心間?！捌鋵崯o論是求學階段還是工作期間，我一直都想回國發(fā)展，但沒有遇到合適的機會。”徐鴻濤說道。什么時候回國？回國后做什么？這些既需要精心準備也要有天時地利。

2012年徐鴻濤回國時就去了北京，與清華大學、北京大學、中國科學院等各大高校和研究院做技術交流。2013年，他又用了一個多月時間將上海及周邊城市的各大高校跑了個遍。

“這幾年我也感覺到國內(nèi)半導體行業(yè)發(fā)展越來越好，基礎已經(jīng)累積到一定程度，可以更好地針對我們學科開展相關研究了?！毙禅櫇f道，“現(xiàn)在回來正好可以發(fā)揮我的專長，為國內(nèi)的行業(yè)發(fā)展做一點有意義的事情?！?015年，離開了近16年的徐鴻濤終于回國了。他選擇的“梧桐樹”正是他曾經(jīng)的母校——復旦大學。

參加2014年華美半導體協(xié)會

半導體“達人”

工欲善其事，必先利其器。多年海外的學習與工作生涯，已然令徐鴻濤站到了學科的前沿。他的研究領域包含了射頻電路在先進CMOS半導體工藝上的快速實現(xiàn)、無線收發(fā)機數(shù)字方式的設計方法、高效率功率放大器、包含模擬數(shù)字電路全集成單芯片無線系統(tǒng)、無線收發(fā)系統(tǒng)的自動化設計以及化合物半導體微波器件和微波全集成電路。

“射頻電路廣義來講就是高頻電路，比較適合用于無線信息傳輸。”徐鴻濤介紹。按照摩爾定律，集成電路工藝每隔一年半推進一個世代，芯片也就越變越小。2005年徐鴻濤剛到英特爾公司時，彼時的公司還在進行90納米的射頻芯片研究。盡管如此，那時英特爾公司的制造技術也至少領先其他公司兩代工藝。

然而，此前絕大部分CMOS工藝是用在數(shù)字電路上，隨著無線信息傳輸?shù)囊笤絹碓酱?，芯片功能上也更希望集成無線系統(tǒng)，越來越多的研究開始傾向于在CMOS工藝上去做射頻電路，試圖將數(shù)字電路和模擬射頻做在一個芯片上。

“這很困難”，徐鴻濤簡短直言。然而，越是困難卻越能激起他攻堅的斗志和信念。

在英特爾公司英特爾研究院任主管研究科學家期間，徐鴻濤擔任了研究院14納米CMOS超低功耗無線系統(tǒng)SoC項目負責人和技術帶頭人。帶領10余人團隊，歷經(jīng)兩年多，從系統(tǒng)定義，架構(gòu)創(chuàng)新，到項目執(zhí)行完成，開發(fā)了世界首枚14納米CMOS芯片集成了模擬射頻的收發(fā)模塊，數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊和微處理器?；谙到y(tǒng)優(yōu)化和架構(gòu)創(chuàng)新，此全集成芯片在工作和待機功耗是同期產(chǎn)品的三分之一，并已成功通過測試驗證，于2015年3月在英特爾無線峰會上成功演示。該芯片及其系統(tǒng)用于搭建無線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，和可穿戴系統(tǒng)。

“這個項目確實很困難，但我們更看好超低功耗無線通訊的應用前景。2011年前后我們做過一些市場、技術等方面的分析，覺得將來手機發(fā)展到一定程度會有更輕巧的東西和人或物體相配，可以把信息用傳感器收集起來，經(jīng)過簡單的計算處理，再通過低功耗的無線模塊，把這些信息傳到服務器端。其實就是現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備，只是那時還沒有這些名詞出現(xiàn)?！毙禅櫇f道。

從90納米到14納米的無線系統(tǒng)開發(fā)過程中，他還開發(fā)出了用于低功耗和低成本無線系統(tǒng)的顛覆性的無線收發(fā)機的架構(gòu)。研究結(jié)果用于在先進半導體工藝上快速實現(xiàn)模擬/射頻電路。并集成在大規(guī)模無線SoC上。其中32納米CMOS全數(shù)字無線收發(fā)機項目和摩爾定律全集成無線系統(tǒng)曾經(jīng)分別于2011和2012年由英特爾首席技術官在IDF首日Keynote（前沿技術展示會）演示。

同時，他還領導并研發(fā)了多款高性能功率放大器。其中首創(chuàng)的Outphasing數(shù)字式功率放大器，成功證明了用數(shù)字方法實現(xiàn)射頻的射頻功率放大器，性能可以超越傳統(tǒng)的設計方式。基于32納米CMOS工藝研發(fā)的兩款功率放大器，性能超越其他同期的設計，成為32納米CMOS功率放大器性能標桿。

此外，他還完成了無線射頻系統(tǒng)在先進半導體工藝上的實現(xiàn)，以及高性能微波電路在化合物半導體器件的實現(xiàn)。前者他參與了從32納米到14納米半導體工藝對射頻電路的優(yōu)化，通過完整無線收發(fā)系統(tǒng)在先進半導體工藝上的實現(xiàn)，驗證最新工藝的性能、穩(wěn)定性和建模的準確性。后者通過5年凈化間微波器件工藝開發(fā)研究經(jīng)驗，獨立完成了從微波器件制造到電路設計測試流程，開發(fā)出基于GaN HEMT的微波集成電路加工工藝，并對此工藝的有源器件和被動器件建立模型，設計開發(fā)包括PA，VCO和LNA在內(nèi)的高性能微波電路，并在研究期間首創(chuàng)了可集成在化合物半導體上的鐵電材料器件制造工藝，極大減小微波元件的尺寸，并設計高性能自適應的微波電路。

“學以致用”這是徐鴻濤心底真實的聲音。也正是這種責任感激勵著他不斷創(chuàng)新?？茖W是技術之源，技術是產(chǎn)業(yè)之源，技術創(chuàng)新是建立在科學理論的發(fā)現(xiàn)基礎之上，而產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主要建立在技術創(chuàng)新基礎之上。徐鴻濤深諳此理。中國的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開有志有識之士們的共同努力。2015年，作為射頻電路和無線系統(tǒng)集成電路領域的世界知名專家和帶頭人，海外引進人才，徐鴻濤正式加入上海復旦大學，被復旦大學微電子學院聘為教授級研究員。新的篇章正式開啟。

在英特爾IDF技術演示后臺

復旦導師課題組團聚

逐夢人生

2016年3月8日，美國商務部在網(wǎng)站貼出公示，以違反美國出口管制法規(guī)為由將中興通訊公司等中國企業(yè)列入“實體清單”，對中興公司采取限制出口措施。引起國內(nèi)外強烈反響。

“我有很多朋友還在國外做教授或在公司工作，但我覺得現(xiàn)在國內(nèi)對人才支持的力度不比海外差。而且國內(nèi)還有一個很大的優(yōu)勢，現(xiàn)在大家越來越意識到半導體是一個不可或缺的產(chǎn)業(yè)。特別是前段時間美國制裁中興事件也讓大家意識到，這個產(chǎn)業(yè)一旦被別人掌控，整個經(jīng)濟體系和產(chǎn)業(yè)體系都會崩潰。在這樣的大環(huán)境下政府也愿意投入更多的資源進來，學校也是。所以我也經(jīng)常鼓勵我的朋友們趕快回來，‘timing很重要’！”徐鴻濤笑道，“最需要你的地方才是最能體現(xiàn)自身價值的地方?！?/p>

而回國后的徐鴻濤主要研究領域有3個，第一個就是繼續(xù)之前在超低功耗無線系統(tǒng)的工作。移動無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備越來越普及，然而系統(tǒng)功耗大的問題成為最影響用戶體驗的因素之一。無線通信模塊在整個SoC系統(tǒng)中往往消耗最多的電力，而通信模塊中絕大部分的能量消耗在模擬和射頻電路上。進一步降低無線通信系統(tǒng)的功耗往往需要通信協(xié)議、調(diào)制方式和電路架構(gòu)之間相互優(yōu)化。降低系統(tǒng)功耗的另一種方式是引入高效率能量采集技術到系統(tǒng)中，利用環(huán)境中存在的能量隨時隨地的給系統(tǒng)提供電力。這種方式可以讓系統(tǒng)擺脫電池充電的限制，使無線通信系統(tǒng)更廣泛的應用于各種輕巧的應用中。

與Intel研究院伙伴們滑雪

第二個研究領域仍然和之前的工作積累有關，即專注于射頻和模擬電路在先進半導體工藝中的性能提升。隨著越來越多的帶有新型用戶體驗的設備被用戶喜愛，市場對包含無線通信功能的多功能全集成芯片的需要急劇增加。這類系統(tǒng)需要把傳統(tǒng)工藝上開發(fā)的模擬和射頻功能模塊盡快的集成到先進半導體工藝上。然而，傳統(tǒng)的模擬和射頻電路設計方法在先進半導體工藝上碰到越來越多的瓶頸。解決這些難題往往需要在工藝開發(fā)和設計方法兩方面同時引入技術創(chuàng)新。尤其在通信系統(tǒng)架構(gòu)和模擬射頻電路設計方法上采用全數(shù)字模式的開發(fā)方式，可加速通信功能模塊開發(fā)流程，并讓通信模塊更容易和數(shù)字模塊全集成在同一工藝上，進一步實現(xiàn)射頻和模擬電路在先進半導體工藝中的性能提升。

“最后一個就是基于5G通信的超高頻無線通信系統(tǒng)?！毙禅櫇榻B，5G目前而言仍然是比較長遠、模糊的概念，整體系統(tǒng)定義并沒有完全確定。“這個部分我的計劃是先做前沿技術積累，也就是從量變到質(zhì)變的過程。我會先放一部分資源去做底層研究，等找到確定方向后再投入更多資源加速推進?！?/p>

顯然，無論何時何地，徐鴻濤總是致力于做一個探索者。

然而，有探索就會有失敗。徐鴻濤認為，失敗并不是一件壞事情，并且一定程度上還是好事。“有失敗的積累你才知道這個領域難在哪里?！毙禅櫇榻B，英特爾研究院有一個特別的獎項，就是專門評選之前失敗的項目。“從研究的角度來講，驗證一個方法行不通同樣是有價值的，因為你知道這個方向是不可行的，別人就不需要走同樣的彎路，這是很有價值的事情。如果你經(jīng)過不斷嘗試能得到更好的結(jié)果，那就說明這條路是可行的。”產(chǎn)業(yè)界將覺得風險高、無法短期驗證的事情交給研究院來做，就是以最小的成本換取最大的利益。

“就像行軍中，面對一片森林無路可走時，需要派出先遣隊探索調(diào)研，摸索出最佳路徑后再帶領大部隊繼續(xù)前行。”徐鴻濤說道，“這就叫最小成本的失敗，少量前期高風險的投入為大部隊的前進選擇出一條正確的路?！?/p>

徐鴻濤也同樣如此看待自己的工作。“如果你做的是一件很簡單、低風險的事，那你的收獲也會很少?！痹谛禅櫇壑?，做工程研究必須要做權衡，不可能方方面面都做到最好，為了專注某個方向可能會需要犧牲掉其他的機會。也正是這些偏經(jīng)濟學理論的想法，促使他在讀博期間，同時攻讀了經(jīng)濟學碩士。

在國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)亟需撥開云霧蓬勃發(fā)展之時，徐鴻濤義無反顧地放棄了國外的優(yōu)渥條件站在了風口浪尖處。于他而言，能在國內(nèi)半導體事業(yè)發(fā)展中貢獻出自己的一份力量便是最大的收獲。