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“聚元”女科学家专题访谈(三)天高任鸟飞以拳拳“中国心”攻克“超导芯”

来源:爱游戏平台下载    发布时间:2025-03-10 23:27:52

  在科技创新前沿阵地,女科技工作人员啃“硬骨头”,破“卡脖子”难题,向“星辰大海”进发,为加快实现高水平科技自立自强注入女性力量。(摘自中国妇女第十三次全国代表大会工作报告)

  作为上海科创中心重要承载区核心功能区、嘉定科创高地主战场的“嘉定科创核”菊园新区,辖区内5家科研院所的女科技工作人员们,不忘初心勇担巾帼使命,超越极限不断挑战自我,行走在跟党奋进的科技新征程上,激扬“强国复兴有我”的巾帼豪情!

  本专栏将陆续发布“‘聚元’女科学家专题访谈”,让我们大家一起走近菊园新区女科技工作人员,倾听女科学技术人才的心声、了解她们的成长与奋斗故事、揭开女科学技术人才的神秘面纱,感受女科学家精神带来的力量。

  城市悬浮,科幻中的场景变成现实;汽车不需要轮子,贴地飞行成为可能;超级计算机,变得更小更快……这就是超导技术大规模应用后的梦幻未来,而这些的核心部件,就是超导芯片(超导集成电路)。

  当前,半导体芯片已逼近物理极限,在超级计算机领域,算力提升遭遇瓶颈,超算设施被称为“电能吞金兽”,全球前十名的超级计算机每小时耗电量高达2万度,相当于一座小型城镇的能源消耗。随着技术革新步伐的加快,算力与能源将成为未来世界的焦点。超导芯片有望同时跨越速度和功耗两大瓶颈,不但可以让计算速度飙升,还可以让设施体积更小、能耗更低,再一次让超算未来充满想象。

  任洁,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、博导,超导电子实验室副主任。主要是做超导单磁通量子集成电路(IC)技术的研究。

  2016年,任洁博士以拳拳报国之心,放弃国外高薪职位,作为中国科学院人才计划候选人全职加入上海微系统与信息技术研究所,面向国家重大需求,解决“卡脖子”技术难题,带领团队深入开展超导集成电路技术攻关,填补了我国在该领域的长期空白,并跻身国际先进行列。

  作为80后女科学家,任洁博士除了科研工作外,以活力多元的形式积极参加各项社会活动,为实现高水平科技自立自强贡献“她力量”。任洁博士先后获得2021年度上海市三八红旗手、2022年国家高层次人才青年项目、2022年度中国科学院青年科学家奖、2023年度全国巾帼建功标兵等荣誉。

  记者:您在国外读博、工作,发展得很顺利,是什么契机之下,让您选择回到国内的呢?

  任洁:我回国的原因说起来很简单。那时候,我的孩子已经三四岁了,有一段时间喜欢玩乐高拼国旗,她会把美国的国旗拼得最大,中国的国旗小一点,其他几个国家都是小小的,虽然我们家从始至终坚持在家说中文,但是看到孩子国旗作品的时候,我的“中国心”还是受到了触动,感受到了危机。此外,常年在国外,每年和父母见一次面已经是很好的频率,虽然我也许可以给父母很多经济的支持,但是也代替不了陪伴和照顾。可以说,从家庭的角度,回国发展的念头一直都是根植于心的,只是越来越清晰和坚定。

  另外,我们的祖国对海外学子的召唤也让我深感吸引。我自从从事超导IC研究以来,就十分关注国内的动态,在全球性的会议上,我也会习惯性地搜索和期待中国面孔,开始的时候,感觉还是很寂寞的。2008年,在芝加哥的一个国际会议上,我认识了我们所的尤立星老师,我也是从那时开始了解到我们所正在启动相关研究;几年之后,在国际大会上,尤老师同行的团队愈发壮大,那次还有领域资深的国际顶尖专家王镇老师,他们向我宣贯了一些所的发展规划和平台等,具有非常好的吸引力。

  近年来,我身边很多的海外人员,都响应国家的号召,选择回国发展。现在,除了从事喜欢的科研工作之外,也有更多的时间陪伴父母身边,感觉还是很幸福的。

  记者:在我国超导IC从无到有的过程中,您遇到了哪些挑战,又是如何一一克服的?

  任洁:科研其实都是细致划分领域的深耕,超导是材料的一个小领域,超导集成电路也是集成电路的一个小领域。超导集成电路为什么那么难,因为它对平台的要求非常高,要有成熟的工艺线,能够设计、测试、制备,此外,整一个流程参与的人也会很多,不是一个人、一个团队能够实现的,这会涉及到大量的协调和管理工作。

  我们所在2005年、2006年就开始做超导集成电路的研究筹备,在积累之上,让更多的尝试和探索能够直接进行下去。回国后,集成电路领域中美之间摩擦一直在升级,国家给了我们研究很大的支持,超导集成电路在这样的机会下,虽然起步相对滞后但是获得了快速的发展。

  当时我们的工艺线比较薄弱,对于整个研发来说,是一个不小的挑战。我是连接设计和工艺两端的角色,在美国的时候,工艺都很成熟,我的工作重心是在设计上进行突破,回国后,开始我还是用这样的思路开展,结果尝试了两趟之后,发现行不通,因为我们工艺比较落后,那我们就把研究重心从设计转移到工艺上。我们虽然接触了别人先进的工艺,但并不明白他们是怎么来实现的,于是我们开始从老的工艺一点点学习,逐步推进。所以,我回国后的前三年,都在改进工艺,不断调整,最终找到平台最适合的工艺,在此基础上,再进行设计工作。

  在这个过程中,要对参与的各团队进行协调,解决遇到的很多问题,让链条可以运转起来,当中会有很多的磨合、不理解、甚至争吵,各种退让和妥协。过程是很挑战的,白头发都多了不少,但是也给我带来了快速的成长。那几年,我们大家常常在春节加班,趁着工艺间放假,进行设计上的调整,这样一开年就能够直接进行制备。2018年的时候,我们做出了一个核心部件,大家都很兴奋,我当时和团队说,最重要的成果不是这个部件,而是我们把芯片全链条打通了,环路跑通后,各项工作进展就会快多了。果然,第二年,我们就成功完成了交付任务。

  现在,我们是除了美国、日本外,第三个掌握这个技术的国家,并能很骄傲地说,我们的超导IC芯片水平不输于国外。

  任洁:我平时很喜欢旅游,放假的时候会和家人一起出去走走看看,感受不同地方的自然风光和风土人情,可以从不同的生活状态中学到不少东西。

  此外,回国后,最快乐的收获之一,就是养成了瑜伽的习惯。我其实是个体育渣,之前也尝试过很多的运动,都没有坚持下来。现在做瑜伽,慢慢的变成了我的生活小习惯,哪怕出差、开会,都会随身带着小垫子,早上或者睡前,都可以铺开做一会。我观察我的学生,长期运动的,精力会好很多,也更加蓬勃向上,所以,我一直很鼓励大家,找到符合自己的运动。

  做科研,其实是一种创新力,是在生存需求之外,寻找新的东西,如果做科研的状态太苦太累,可能会出现成果,但是肯定不是颠覆世界的成果。所以,大家必须要寻找自己的方式,让自己处于宽松的状态之中,这样才会有更多的灵感和创造力。

  白头发变多了,那就索性把头发染成栗棕色;在春节加班忙碌,也在空闲之余感受祖国大好河山;做科研是一件严肃的事情,但是做科研的状态一定要宽松活泼……80后任洁博士打破了公众眼中科学家的刻板形象,呈现了女科学家的时尚与活力之美。

  从海外到国内,从“中国心”到“超导芯”,在一次次的选择和坚守中,人生航向愈加明晰。“会有焦虑的时刻吗?”“哈哈哈,肯定有的呀,但是不管做哪一行都会有的吧。”享受科研、享受生活、享受成长,任洁用特有的“松弛”与“韧性”,攻克难关,抵达一个又一个无人之境。下一代超算将如何突破极限,超导技术又将如何改写人类文明?任洁博士和更多优秀的科学家一起,正在用自己的热爱和智慧,为我们开启这扇未来之门。

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