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微电子沙漠的拓荒者

发布时间:2016-02-15 14:34

  2010年,澳门大学教授余成斌成为澳门获得何梁何利奖的第一人。一时间,澳门本土为这名年轻的科技学者骄傲不已。今年,余成斌再次以高性能模拟与混合信号集成电路技术的设计与开发获得国家科学技术进步奖二等奖,澳门大学微电子学科再次引起祖国大陆的关注。能够取得今天的成绩,余成斌走过了一段艰辛的岁月。由他开启的这段旅程,如今已经有越来越多的澳门人与他同行。

 

  一开拓澳门微电子荒漠

 

  1991年,余成斌毕业于广州暨南大学,获得学士学位。毕业后的余成斌回到澳门工作,一直都对电子十分感兴趣的他却发现,澳门的电子产业并不发达,相应的工作也很少。工作两年后'余成斌依旧忘不了自己的电子梦,恰逢此时澳门大学开设了电子学科,余成斌便毅然进入澳门大学开始了硕士研究生课程的学习。

 

  聊起自己最初的选择,余成斌作为名科研学者的敏锐眼光显露无疑。当时年纪尚轻的余成斌已经预见到微电子科研在未来将是整个电子行业发展的趋势。所有的产品都是由微电子芯片发展出来的,比如手机、平板电脑等,所以电子芯片是未来最主要的发展方向。然而,在当时以博彩旅游业为支柱的澳门,微电子产业可谓是一片空白。

 

  余成斌的导师马许愿从葡萄牙来到澳门大学,师徒二人借着澳门大学十分有限的资源开始了澳门最早的微电子科研。当时的澳门没有任何这方面的资源,我们当时把这种情况叫做软硬件设施几乎为零,资料文献也没有。为了查找文献和资料,余成斌在每个周末都要往返于香港澳门两地,到香港的大学图书馆去查找。‘‘时候不像现在,有电子版的资料,以前都是文献,需要积累。我每周六日都到香港查资料,复印后回到澳门,下个星期再去。’’余成斌回忆道。

 

  不仅是资料稀缺,当时余成斌要搞科研连集成电路设计与测试环境都没有,做研究都要在澳门与导师以前所在的葡萄牙学校两地穿梭。用电子软件做设计讲究速度,在葡萄牙从事科研时,由于大学里白天用户多,速度慢,余成斌索性就将研究时间颠倒过来,每次都是下午才去学校,一直工作到第二天中午。才一年多,余成斌在葡萄牙就瘦了30几斤。然而生性温和乐观的他回忆起这段艰辛往事时却依然能够调侃地说:这样很好,我本来就胖,这是一次很好的减肥疗程。又能做出成果,又能减肥,一举两得。

 

  如今,余成斌已在国内外主要是IEEE/IET期刊和国际会议上发表论文超过120(SCI/EI收录超过100)和专著4部,已获授权、申请及注册国内外专利十多项和获奖二十多项,建立了扎实的具有自主科研创新能力的本地团队及丰硕的创新技术成果。如今,在政府、澳门科技发展基金以及澳门大学的共同关注与努力下,微电子科研的资源也已得到极大的丰富。

 

  当时的余成斌搞科研纯粹是出于个人兴趣与对科研发展的愿景,所以,条件的艰苦于他而言远远不及能够从事自己心爱事业的快乐。也许当初他也未曾想到能够达到今曰的成就,然而收获总是在悄然之间来临,那么的顺其自然。

 

  二树人立业,造福百年

 

  当余成斌在微电子科研领域攻克一道又一道难关,终于取得一些成绩的同时,他也不断在想,如何将这门学科继承下去,让它在澳门的土地上生根发芽,开枝散叶。于是,人才培养成了他科研之余另一个重要的课题。

 

  开始的时候是我一个人创业,后来要把技术慢慢转移给学生,这是比较艰苦的经历,因为学生也要一点点带出来。而且澳门当时的环境不适合做科研,以前没有微电子这个领域,怎么去影响学生,让他们觉得这个领域有发展,这需要很多年的努力。在澳门可能很多人都不能理解我们做的事,在这样的情况下要吸引学生,让他们觉得有出路,这也是艰难的过程。谈到人才的培养,余成斌总是有着许多思考。为了能够让学科和人才得以为继,他也想出了许多人才培养的新思路。

 

  一开始谈不上管理,我的目标就是要让大家建立一个信念,让大家知道,这个行业的前景和愿景,要把他们带领进入这个行业,他们才会有动力。余成斌说。那时,为了使学生们能够最大限度地开阔眼界,余成斌做出了一个国内任何大学可能都无法做到的事情:让优秀的发表过文章的硕士研究生走出去,去国外参加各种学术会议。这种难得的机会,通常意义上只有教师才能获得,然而,余成斌为了让学生能够亲身体验到学科领域的前沿知识,接触更多的国际大师和专家学者,多年来一直鼓励学生走出去。一个学生去一次美国、欧洲费用也是很高的,但是这很值得,因为我自己以前也经历过。出去后视野会更开阔,会认识很多朋友,国际水平的发展状况会让你更有动力去做得更好,国际大师就像明星,让学生感受到榜样的力量。我们的目标是国际一流水平,所以要让学生去感受什么才是真正的国际水平,而不是老师去告诉他们。

 

  这种模式收效显著,余成斌说,学生们去参加过国际会议会非常高兴,他们会见到平时所读课本的作者,零距离地接触大师,让大师聆听自己的演讲,甚至是问自己问题。通过这种激励,他们的潜力和科研愿望都能够被挖掘出来。这个走出去的范围不仅局限于硕士研究生,有时,一些表现突出、有能力发表文章的本科生也能够被纳入到其中。

 

  人才培养出来后,余成斌又开始考虑如何让他们能够学有所用,让他们有一个好的就业前景。为此,余成斌开始筹划建立公司。2002年,澳门首家半导体晶片设计公司——Chipidea电子(澳门)有限公司成立,这家公司是由葡萄牙Chipidea 一 Microelectronica 一 S.A.与以余成斌为首的多名科研工作者合作成立的,业务主要是设计各种集成电路IP,同时希望推动晶片设计产业。这一在世界IP领域占有重要地位的著名公司,之所以到澳门投资便是因为被澳门大学每年培养出的优秀毕业生所吸引。

 

  谈起自己的学生,余成斌总是很骄傲。冼世荣作为博士研究生以优异的成绩通过了博士论文答辩,他的论文答辩题目为应用于高速并行管道式模数转换器芯片之广义低压电路设计技术。来自美国加州大学圣地亚哥分校的评审委员Bang-SupSong教授十分惊喜于澳门有这样先进前瞻的模拟电子芯片研究项目,并且赞扬冼世荣的研究成果可以媲美世界上任何一间一流学府博士生的学术造诣。来自曰本东京工业大学的评审委员松泽昭教授(AkiraMatsuzawa)也表示,对澳门大学在这方面的科研成果印象非常深刻,极力鼓励大学维持这样高素质的博士研究,使澳门在亚太区的模拟与混合信号芯片研究中能够担任重要角色。为了得到国际的认可以及让学生得到更好的锻练,每次博士论文答辩余成斌都会邀请多名欧美著名专家教授任评审,很多大学都惊叹于澳门大学评审委员会的规模,这是一般大学很难做到的。

 

  另外一名博士研究生麦沛然的低压多标准无线通信模拟基频电路技术博士论文也获来自多伦多大学的评审委KenMartin评价为他教授25年生涯中见过的其中最好的一份。他与冼博士的论文都再由Springer出版发表著作。

 

  2011年余成斌的另两位博士研究生分别在国内首度以65纳米科研成果一髙速、低功耗及最小芯片面积的SAR模数转换器芯片刷新微电子领域最权威的国际芯片奥林匹克”-EEE国际固态电路峰会(ISSCC)‘‘亚太区芯片奥林匹克A-SSCC峰会的世界记录并获得ISSCC丝绸之路奖及A-SSCC学生设计奖的殊荣。

 

  经过多年的探索努力,余成斌于2003年参与创办建设了模拟与混合信号大规模集成电路研究实验室并任主管,该实验室于2010年已由国家科技部批准成为国家重点实验室。目前,实验室已培养了近70名本科、硕士和博士生,其中麦博士与冼博士就在澳大从教并担任该实验室两主干科研方向的研究主任。

 

  前人栽树,后人乘凉。如今傲立于世界微电子科研领域的澳门大学,因为有了佘成斌和他的导师马许愿的努力,如今已经华冠成荫。这是学子之幸,也是澳门之幸。

 

  三力争第一,用产品说话

 

  在科研的沙漠上摸爬滚打了许多年,余成斌的科研成果也终于迎来了收获的季节。今年获得国家科学技术进步奖的项目仅仅是余成斌和他团队早期的科研成果,多年来,他一直没有停止过科研探索,可谓硕果累累。

 

  他提出了超高速开关电容电路创新技术及其电路实现,成功研发了国际上最高性能及阶数(14)、最高速(320—400兆赫)、最高动态范围(69dB)及最低电压(2.5V)CMOS开关电容滤波器,突破了当时开关电容技术的瓶颈与极限(最高为200兆赫的2阶低通13兆赫的10阶无限冲激响应低通)其中创新技术包括系统结构/电路级的优化设计,如具无输入sinx/x失真内插滤波的并联多相多率结构、高阶滤波函数系数灵敏度的优化、频带转移内插滤波、模拟延迟线功耗及误差累计的优化、超高速输出多路复用和运算放大器的优化设计,固定图形杂波抗干扰,并行支路和具最小失配的时钟产生,抗衬底和dl/dt供电噪声耦合的设计和开关电容电路版图的优化设计等。该成果就是澳门首度于2002年在国际芯片奥林匹克ISSCC上零的突破。

 

微电子沙漠的拓荒者


  他提出了因时钟抖动引起的非均匀采样保持信号频谱广义分析模型,完善了非均匀采样信号的理论:理论性和应用性强,被同时收录到IEEE仪器与测量、电路与系统、信号处理和固态电路不同协会的论文期刊。更得到美国加大和PSU权威专家的好评。

 

  该研究的主要技术创新成果于2005年由国际上科技领域最大的出版Springer出版发表著作,并于2007年被国内科技学术界权威的中国科学出版社选为层次高、内容新、参考性、代表了国际资讯科技领域最新成果的《国外电子资讯精品著作》丛书。

 

  ‘‘科研成果只有从鉴定、从论文中走出来,运用在生产实际中,转化为创新产品而变成实际的生产力,才更有实际的价值。这也是其中吸引及留住人才,改善社会认知性最佳、最有效的途径。对于未来科研成果的应用方向,余成斌了然于心。然而大学科研成果要被企业所应用,被市场所接受,还需要大量成果转化资金及具有对市场了解并能集成多层次、多方位创新技术的人力的投入。

 

  据近几年数据统计,国内高校每年科技成果转化率仅为1%~15%,大量具有产业化前景的科技成果被束之高阁。所以邻近地区政府都已纷纷投入建设具有市场主导的自主科研与其成果转化架构与资源的直属科学研究院,如台湾的工业技术研究院(工研),新加坡科技研究局,香港的应用科技研究院等。这些科研与成果转化的平台再加上政府引进的风险投资机制是促进该地区高科技产业迅速和成功发展的关键。

 

  余成斌在澳门率先成立并领导着具有国际一流水平的高科技企业,致力推动科研成果产业化。如今,他已带领大多为他在澳门大学培养的本地技术人员,成功自主研发了超过百项领先的模拟集成电路IP核,如至40纳米的24比特96100dB动态范围的音频编解码器、12比特宽带无线和10比特205兆赫全高清全制式视频模拟前端等,大多已应用在市场上知名的电子产品如手机、数字广播通信、宽带通信、数字电视、MP3/多媒体播放器等。客户都是全球领先的电子产品制造商或IC设计大企业。该公司在2009年被全球第一大EDA公司Synopsys新思科技并购,成为全球第一模拟与连接性IP应商。

 

  刚刚获得国家奖,余成斌看上去却并不轻松,他的科研征程刚刚开始,他要做的事还有很多。现在应该说,我们建立了一个小有规模的团队,也有几个早期培养的骨干能够带领团队了。接下来,我希望能够再做出一些更具有突破性质的创新科研成果。当记者问什么算是有突破性的科研成果,余成斌回答:比如苹果iPhoneiPad是具突破性的创新科研成果,因为它把整个手机和消费性电子产品的方向及功能意义都改变了,这当然很不容易,需要更多的积累和创新。从以前的电脑年代到后来的网络年代,再到现在的消费性电子年代,余成斌时刻关注着行业的发展与变化。在所有电子产品中,消费性电子是其中最主要的领域。这让我们生活的各方面有了很大改善,从手机到家用电子都有改善,我希望接下来的科研能真正应用于生活,把人的健康与芯片联系起来。

 

  余成斌一直在追寻着当初的那个愿景,一步一个脚印,他将澳门带入了微电子领域的世界一流门槛。他是澳门名副其实的科技明星,承载着澳门新的产业发展的希望。把自己的梦想刻写在澳门产业腾飞的里程碑上,余成斌做到了。

 

  余成斌微电子模拟与混合信号集成电路设计的专家。1970年出生,1987年中学毕业于澳门;1991年广州暨南大学本科毕业;1997年获澳门大学电机与电子工程系硕士学位(最高荣誉级);202年获得由澳大和葡萄牙里斯本技术大学高级技术学院联合博士学(最高荣誉级)。现为澳大科技学院电机及电脑工程系(前电机与电子工程系)教授,模拟与混合信号大规模集成电路国家重点实验室的副主任。他还担任Chipidea微电子(澳门)有限公司(现为美国Synopsys新思科技的模拟知识产权研发部)董事兼澳门区营运总经理及模拟电路设计高级经理。

 

  余成斌是推动和带领澳门本地高科技微电子技术同时在学术科研和产业研发从建立、技术开发、人材培养与管理至发展到具国际高水平的带头人之一及其发展的中坚力量。他自1993年在澳大相对较有限的科研资源下与导师马许愿教授(现澳大副校长)首度开展在微电子技术领域的学术科研而实现了澳门零的突破并达到了国际一流水平。

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