王锐恒以赤子情怀坐热科研的“冷板凳”
以燃烧的热血坚守心中的“强国芯”
潜心探索材料与集成电路的交叉学科领域
现保研至北京大学
王锐恒
王锐恒,中共预备党员,材料科学与工程学院2021级材料物理专业本科生。连续三年保持平均绩点、综测排名专业第一,获校长嘉奖令、校“三好学生标兵”、企业奖学金等荣誉,在校期间以第一作者或核心作者身份发表SCI论文3篇,曾获全国大学生数学建模竞赛国家一等奖、全国大学生工程训练与创新大赛智能网联车赛项国家银奖、“互联网+”大学生创新创业大赛国家铜奖、美国大学生数学建模大赛M奖、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛国家三等奖等国家级奖项9项,省校级奖项30余项,现保研至北京大学存算一体芯片研究团队。
“可以选择的路很多,建议大家多去尝试,选择最适合自己的道路。”讲台上,王锐恒正在给学弟学妹们进行经验分享。今年9月,他获得了北京大学的保研offer,如今已是一名准研究生。或许很多人都认为这已是丰收时刻,但对他来说,这只是科研启程中一个阳光灿烂的秋日。
5年前,芯片“卡脖子”难题激励着青年一代投身芯片研发的道路。彼时的王锐恒正值高中阶段,非常关注芯片研究领域,在内心深处悄然种下了致力于科学研究、为国家贡献力量的决心。
编程是理工科科学研究的重要基础。在南邮,每个大一的同学都至少需要学习一门编程语言。步入大学的第一个学期,他便对编程着了迷。在人工智能时代,计算机技术被广泛应用于生活,王锐恒敏锐地感受到这一现状,思考着计算机编程技术的学习该如何与本专业的学习相融合。
“那段时间我很迷茫,我不知道以后要做什么,也不知道现在可以做什么。”但很快,他便找到了自己的方向——他申请加入了班主任李祥春老师的项目组,获得了第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国赛铜奖,也是他大学阶段的第一个国奖。“徘徊时刻总会有贵人相助。”他笑称。这次的比赛获奖对他来说是“拨开云雾”的鼓舞,在老师和朋友们的帮助下,他对未来的规划越发清晰。
材料物理学科的基础性及交叉性很强。南邮的材料物理专业依托学校在信息领域的学科优势,以光电材料与器件为主线,与信息、电子、物理等多学科相结合。在项目组的学习中,他逐渐了解到老师们的科研课题,也对材料物理学科有了更深的认识。“凌海峰教授的科研方向聚焦有机半导体存储器,师从凌教授为我未来从事存算一体芯片研究奠定了基础。”在大二上学期,王锐恒加入了凌海峰教授的课题组,在实验室里摸爬滚打,从初来乍到的懵懂新人,蜕变成了能够独当一面的团队核心。
“在大二时,我跟随课题组的老师和学长学姐,运用计算机模拟仿真忆阻器的电学特性,设计忆阻器在神经形态计算、机器学习、深度学习等领域的应用场景,并在软硬件上实施。”刚开始,王锐恒更多是在电脑上进行仿真实验,大一时所学习的编程知识便有了用武之地。
王锐恒
“学业上打下的基本功,可以让我在竞赛和科研项目上得心应手。”三年来,王锐恒一直保持着平均绩点、综测的第一名,这并非只是一个数字,而是他奋笔的日日夜夜,无数次敲击键盘留下的时光的印迹。打好基础,不断钻研一道道难题,这是王锐恒的学习方式。抓起一张草稿纸,一步步推演,直至写满数张,都是他的常态。在他看来,要从基础知识出发,让自己的思维活起来,不放弃每一道难题。这种肯钻研的劲儿,引领着他在专业课学习中不言放弃,在科研路上勇往直前。
“选择北大需要勇气。”在保研院校的选择上,王锐恒说道:“这条路是我一步一步摸索出来的。”不仅如此,他选择了走在存算一体芯片研究领域国内最前沿的杨玉超教授团队,想要成功难上加难,正如他所说的,是“摸着黑前进”。好在金风送喜,灿灿征途,中博湖畔求学的邮子行至未名湖,两座城,记录下他的逐“芯”梦。
学院在对本科生的培养上实行“导师制”,为每位同学配备一名科研导师,帮助本科生“早进团队、早进课题、早进实验室”。2022年9月,刚进课题组的第一天,王锐恒的师兄便给他发了北京大学集成电路领域专家杨玉超教授的讲座录屏。谁也未曾想到,两年后,电脑屏幕里看了无数次的学术大牛,即将成为他的研究生导师。两年前种下的那颗“芯”芽,落地生长。
在后摩尔时代,集成电路技术发展面临着尺寸缩小瓶颈、能耗瓶颈及算力瓶颈等挑战。怎样损耗更少的电力实现更多的计算?
存算一体忆阻器实现了存储和计算能够在同一个器件里完成,便如同人脑可以同时处理多个任务,从而大大降低了数据运输的能耗。王锐恒所研究的钙钛矿基忆阻器,其中一个创新点便是采用了无铅卤化钙钛矿材料。“它因其良好的离子迁移特性和环境友好性用于动态忆阻器的研发。”王锐恒解释道。
芯片的研究关乎每个人日常的生活,如今火爆的AI大模型也有赖于芯片技术的应用。小小的器件实则是智慧的大脑,构筑起起人工智能时代的未来世界。在导师的指导下,王锐恒为第一作者的论文《Thermal Evaporation Deposition of CsCu2l3 Dynamic Memristors for Reservoir Computing Systems》被Adv. Mater. Technol.(中科院二区)期刊接收。
王锐恒在实验室
在最初阶段,王锐恒主要通过计算机仿真模拟忆阻器的应用,后来,在导师的指导下,他逐渐接触了器件的制备、表征和测试的过程。从用计算机编写程序仿真实验,到走入实验室操作器件,从懵懂的初学者,到如今在台上侃侃而谈的科研人,他吃过苦,也尝过甜。
在学习和科研上,王锐恒坦言自己是一个喜欢“量化”的人。
“数模其实是一个化繁为简的过程,重点在于思维的创新。而编程则是去实现数学思维的方式。”在闫庆伦老师的指导下,全国大学生数学建模大赛中他取得了国家一等奖。王锐恒认为,数学建模的本质是将复杂的问题转化为可以用数学求解的问题,而用数学计算去解答,想要的答案也更易寻觅。
在全国大学生工程训练与创新大赛智能网联车赛项上,通过算法的设计,王锐恒所带领的团队让智能小车穿过障碍物、遇到危急时刻能够紧急避险,最终摘得国家银奖。“无论是数模、工创大赛,还是科研课题研究的计算机仿真阶段,他们的思维都是一样的,都是化解为一个个数学问题,最终求解、寻得答案。”他总结道。
王锐恒生活照
性格好,热情,温和,这是学弟学妹们对他的评价。
一支笔,一沓演算纸,向他问上一个问题,他立刻便开始演算、解答。他说:“扎实做事,才会有结果,要沉得下心,耐得住寂寞!”在他的名字里,“恒”是三年“恒久”的坚持,打磨出一把“锐利”的剑,直指理想的彼端。
亮出这把剑,是一个人的执着有了收获,也是一群人在行走中看见闪烁的锋芒。“最初接触实验时,我并不能及时上手,是明建宇师兄教会我实验的思路,吴思齐师兄给我进行一对一的实验培训。”对王锐恒来说,他在南邮的科研路不是一个人独自摘星,而是一群人共同奔走,追逐星辰。
王锐恒与学弟学妹们讨论电路仿真
这个大四对王锐恒来说其实并不轻松,在保研的事宜尘埃落定后,他如今继续参与课题组的研究。“读研、读博实际是艰苦的过程,在选择前应该想好要走怎样的道路。”王锐恒常常很晚才能离开自己的工位,他的一天忙碌且充实。
“适合自己的才是最重要的。”在王锐恒看来,就业、读研、留学等等都是人生的方向,他因想要继续做科研而选择读研,他希望学弟学妹们也能找到属于自己的方向。
王锐恒给学弟学妹们分享的保研经验
在未定量的人生里,做热爱的事,做自己故事里的主角。“未定量”是人生的河流宽广,没有人能限制住方向;也是路漫漫行在脚下,“量”便不断生长,未有上限。这是王锐恒沉潜蓄势的三年,他的笔仍“沙沙”地在纸上演算着,忽而抬首,方觉行之已长。
邮子向“芯”出发,他继续追逐理想。而奔赴远方的这条路上,还有无数的南邮学子在用满腔热血,浇灌心中的太阳。未来,王锐恒将会继续走在研发国产存算一体芯片的道路上,和时代共舞,与“国之重器”同行,共同奔向灿烂春天。
文案 | 孙陈妮 蓝鑫垚
校对 | 饶清强
责编 | 毕莹莹