馮進軍：科學研究的俠氣與膽魄

王芳 戶萬

1978年1月，《人民文學》刊登了徐遲的報告文學作品《哥德巴赫猜想》。在這篇文章中，徐遲以詩人的筆觸描繪了數(shù)學家陳景潤在一系列艱難困苦中破解哥德巴赫猜想的歷程，揭開了改革開放之初，舉國上下尊重知識、尊重人才的序幕。

30多年過去，當年轟動一時、感動和激勵著一代人為“科學的春天”“改革開放的偉大事業(yè)”而奮斗的兩位主人公：作家徐遲和數(shù)學家陳景潤均已作古。然而，在他們的影響下，走上科學事業(yè)的一代代學子，發(fā)憤圖強，前赴后繼。

2019年，一則消息引發(fā)真空電子學領域的廣泛關注：“2019年4月29日，韓國舉辦的第20屆國際真空電子學會議頒發(fā)了真空電子學領域最高獎之一：皮爾斯獎，中國電子科技集團第十二研究所（以下簡稱“12所”）馮進軍博士作為首位亞洲科學家獲此殊榮。國際真空電子學會議是國際電真空器件領域規(guī)模最大、水平最高、影響力最強的學術會議之一。以行業(yè)奠基人命名的皮爾斯獎（John R. Pierce Award for Excellence in Vacuum Electronics）是國際真空電子學領域的最高榮譽之一。此次頒授給馮進軍博士，旨在表彰其在高頻率真空電子器件技術創(chuàng)新和教育中作出的杰出貢獻。”

站在臺上領受皮爾斯獎的那天，馮進軍的表情一如既往的淡然。但是在事后接受母校清華大學專訪時，他頗為感慨地回憶起了40多年前，立志要科技報國的情形。“我在讀高中的時候，接觸到了徐遲的《哥德巴赫猜想》，自己的目標，或者說人生的終極目標，就是做一名科學家，能夠為我們國家的發(fā)展作貢獻。”但是，這份充滿俠氣與膽魄的初心，給他帶來的除了皮爾斯獎，還有近20年的沉寂。

良師熏陶 科研啟蒙

山西運城，古稱河東，著名的文化之鄉(xiāng)，古代最早被稱作“中國”的地方。女媧補天、黃帝戰(zhàn)蚩尤、禹鑿龍門、嫘祖養(yǎng)蠶……這些耳熟能詳?shù)纳瞎艂髡f，都源于此地。這里不僅是關公故里，還孕育了張儀、司馬遷、薛仁貴、王維、柳宗元等文武俊秀。進入20世紀，運城又誕生了晉南地區(qū)最早的共產(chǎn)黨人之一、優(yōu)秀的革命家、教育家、革命烈士嘉康杰。為了紀念嘉康杰，1952年，山西省人民政府將運城中學更名為“山西省康杰中學”。

1966年，馮進軍出生在運城，20世紀80年代，他在康杰中學讀高中。生在文化之鄉(xiāng)，長在充滿革命色彩、以穩(wěn)健而深沉的校風享譽三晉的康杰中學，馮進軍在身心上深受熏陶，不僅成績優(yōu)異，更心懷天下。1983年秋季，懷抱著從事科研的夢想，他考入清華大學無線電電子學系，并選擇了前沿性十足，又與國家科技發(fā)展緊密聯(lián)系的電子物理與激光專業(yè)。

對于日后深入研究的真空電子方向，馮進軍是在高中期間一節(jié)物理實驗課上與之結緣的。“老師做了個有趣的實驗，在真空管中將石頭和羽毛同時釋放，兩者同時落地。這是我第一次接觸真空物理實驗，這仿佛開啟了一扇通向真空電子的神秘‘大門’，吸引我往里不斷探索、不斷發(fā)現(xiàn)。”這一探索，就是將近40年，這40年也是中國真空電子迅速發(fā)展的40年。

在清華大學讀書期間，馮進軍過得非常充實。改革開放之初，清華澎湃的體育熱潮感染著他，打排球、長跑都是他的愛好。直到今天，他還保持著長跑的習慣，前些年開始參加馬拉松比賽。馮進軍的一天是從早晨6點半聆聽中央臺的新聞廣播開始的，7點準時播放英文原版書——小說“The man who escaped”（《逃亡者》），他至今都對其中的節(jié)選段落印象深刻。當時清華為數(shù)不多的教學樓坐落在學校各個角落。上午第一大節(jié)課和第二大節(jié)課中間有20分鐘，馮進軍還記得，當時為了趕課時，沒有自行車的他與許多同學就從化學館徒步跑到中央主樓上“政治經(jīng)濟學”課。他在爭分奪秒的學習生活中，德智體全面發(fā)展。

在基礎課和專業(yè)課上，馮進軍不遺余力地鉆研。清華大學本科5年課程設置數(shù)量多、內容涵蓋面廣，包括數(shù)學、工程基礎、基礎物理、微波、電子學、光學、計算機軟硬件等諸多領域。博大精深的知識體系對于馮進軍后來從事真空電子學及相關器件研究等起到了重要作用，其中有不少課程更是給他留下深刻印象。“尤其是當時電子工程系主任張克潛教授講授的‘電動力學’課程給了我很多重要啟示：要善于透過現(xiàn)象看本質，培養(yǎng)抽象思維能力;要以發(fā)展觀點、敏銳目光看待理論應用的前景;此外，還要培養(yǎng)豐富的想象力。”

時間就這樣在不間斷的勤學思考中悄然度過，畢業(yè)臨近，馮進軍開始為自己的畢業(yè)設計做準備。在廖延彪和吳庚生兩位老師的指導下，他的畢業(yè)設計圍繞光纖電流傳感器的研究工作展開，主要研究環(huán)境對傳感器性能的影響，旨在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。為使傳感器在不同溫度下穩(wěn)定工作，馮進軍四處搜羅溫度系數(shù)較低的元器件，多次從北京西郊到東郊718大院和12所尋找專門的元器件和陶瓷件。頗費周折的畢業(yè)設計使馮進軍意識到，從事科學研究光靠一腔熱情還不夠，還應當懷抱一顆與實踐應用緊密結合的初心，不斷研精覃思，深挖工藝。

那段時間，因為經(jīng)常去12所，馮進軍對12所有了更多了解。這為他接下來的人生選擇奠定了基礎。

瞄準前沿 從零開始

1988年，隨著真空微電子學的逐漸發(fā)展，在美國召開了第一屆國際真空微電子學會議（IVMC），科學家正式提出了真空微電子學的概念，一時間，引發(fā)研究熱潮。真空微電子學因此被許多人視為繼電子管、半導體器件后的第三代新型電子器件。也正是在這一年，馮進軍從清華大學畢業(yè)，考取12所的研究生，決定在真空電子學領域繼續(xù)深造。當時，12所在真空電子學方面非常強，但是在微電子領域還沒有展開相關研究。

所謂真空微電子學，是真空電子學和微電子學的一門交叉學科。它是一種基于真空電子輸運器件的新技術，且利用了固態(tài)器件工業(yè)已建立的微細加工工藝。真空微電子學器件既有真空電子器件抗輻射、耐高溫、速度快和功率大等優(yōu)點，同時又具有固體電子器件體積小、效率高、集成化、成本低等優(yōu)點。其應用領域包括微波毫米波真空電子器件、場發(fā)射平板顯示器、壓力傳感器、微電子機械系統(tǒng)、真空微電子高速數(shù)字集成電路、平板攝像機等。

1989年到1990年，12所的廖復疆研究員以訪問學者身份在美國佐治亞理工學院研究所進行科技交流，從事微波光纖系統(tǒng)研究。在美國的兩年，廖復疆充分感受到真空微電子領域的發(fā)展。他鼓勵馮進軍一定要拓展自己的知識面，把真空電子學和光電子學結合起來。1992年，在廖復疆研究員等科學家的倡導下，建立了微波電真空器件國家級重點實驗室。后來，廖復疆又指導自己的學生選擇了真空微電子學這一新興研究方向。博士期間，在導師廖復疆和彭自安的指導和關心下，馮進軍學習了微電子領域的課程，掌握了微電子工藝方面的知識和技能，如掩模技術、硅片氧化、曝光技術、刻蝕技術等。這些技術對于馮進軍將真空電子學與微電子學結合、建立微加工實驗室，并推進太赫茲真空輻射源所需的DRIE和UV LIGA技術等起到了重要作用。

然而，新興學科意味著許多研究都處在起步階段。僅僅是通過一些公開發(fā)表的研究資料和并不先進的技術設備，很多工作都只能在摸索中前進，每一步都充滿挫折。這也為馮進軍日后近20年沒有科研成果埋下了伏筆。但正如陳景潤的那個6平方米的小房間里，藏著他破解哥德巴赫猜想的密碼一樣，這將近20年的沉寂，也是馮進軍通向科研高峰的法門。

甘于寂寞 無畏風險

2021年，在斬獲皮爾斯獎不久后，馮進軍主導翻譯出版了英國蘭卡斯特大學工程系教授、英國工程與技術協(xié)會會士（IET Fellow）、皮爾斯獎獲得者——理查德·G.卡特的經(jīng)典著作——《微波和射頻真空電子功率源》。在譯者序中，馮進軍特意提到了自己兩次前往蘭卡斯特大學跟卡特教授開展研究工作的經(jīng)歷。這兩次訪學，一次是1997年，一次是2001年。第一次由英國文化委員會（British Council）資助，從事工業(yè)加熱用高功率微波源的研究工作，第二次是作為博士后開展未來線性碰撞器用速調管的研究工作。

“20世紀90年代，國家大力發(fā)展經(jīng)濟。真空電子學領域也處于變革時期，國際上現(xiàn)有技術已經(jīng)基本滿足需求，新技術發(fā)展方向又不明確。”馮進軍選擇這個時候出國，帶著一種尋求新出路的使命。尤其是2001年，他剛剛獲得博士學位，在英國進行了為期兩年的博士后研究，于2003年歸國，正好趕上了中國經(jīng)濟高速發(fā)展，國內在軍工國防領域和經(jīng)濟民用領域對真空微電子學提出新的需求。馮進軍帶著一身世界前沿技術和理念回歸，正逢其時。他開始著手組建新團隊，并將毫米波空間行波管和毫米波太赫茲真空器件作為團隊兩個主要的研究方向。

“回國后，我瞄準國家亟須從事的基礎和前沿科研工作，開辟了真空電子器件的新頻段，研究了用于高頻率器件并便于微加工的新結構、新型真空窗材料，探索了新工藝及新的模擬和計算方法。”此后，馮進軍牽頭建立了專用于太赫茲真空器件的微加工實驗室，研制出具有國際水平的毫米波行波管及高頻率器件，實現(xiàn)了從毫米波到太赫茲頻段的跨越。

作為如今微波電真空器件國家級重點實驗室的副主任，在實驗室建設過程中，馮進軍帶領團隊針對真空電子學的前沿和基礎領域，在先進微電子平面工藝和體加工MEMS工藝、新型MPCVD金剛石工藝、高功率回旋器件測試、先進電磁模擬計算、空間行波管宇航環(huán)境試驗等領域建立了研究平臺，為開展創(chuàng)新研究奠定了基礎。

在技術方面，馮進軍帶領團隊在毫米波太赫茲真空輻射源、毫米波空間行波管、磁約束熱核聚變用的高功率回旋管、量子頻標用銫束管和鈣束管等方面取得了突破性進展，在真空電子學的基礎研究和應用基礎研究領域備受國內外同行關注，為我國的重大工程、武器裝備和大科學裝置的核心電子元器件的自主研發(fā)作出了貢獻。

毫米波太赫茲真空器件在電子信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)高速率通信、高精度探測、高分辨率成像等，針對這些需求，馮進軍瞄準了折疊波導這一新型周期結構，對電磁理論、微加工和精密工藝等做了系統(tǒng)研究;承擔了從自然科學基金到國家科技重大專項等各類項目，經(jīng)過10年的努力，開辟了真空器件的新頻段，實現(xiàn)了器件頻率從8毫米到3毫米的跨越，研制的行波管處于國際領先水平;同時在太赫茲頻段開展研究工作，受到了國際同行的關注和好評，并獲得國家技術發(fā)明獎和國防科技進步獎。

隨著我國綜合國力的提高和宇航事業(yè)的發(fā)展，高速率星級鏈接和數(shù)傳、大容量衛(wèi)星通信等對高頻率毫米波空間行波管提出了急迫的需求。馮進軍在微波電真空器件國家級重點實驗室積極組建了攻關團隊，從2007年開始牽頭承擔了重點實驗室基金項目、科技部空間行波管專項、預研瓶頸項目、核高基重大專項等項目，從提高效率、線性度特性、可靠性、壽命等基礎開始，使Ka波段毫米波空間行波管的效率在國內首先突破50%。

回首往事，馮進軍記憶猶新。2008年那個炎熱的夏季，北京奧運會隆重開幕，舉國歡慶，世界見證中國氣度。在微波電真空器件國家級重點實驗室，馮進軍和團隊成員們則分秒必爭地在趕進度。突然，不知是誰，率先發(fā)出了一聲驚呼，大家意識到，“我們國家第一支100GHz行波管誕生了”！這是國內第一次實現(xiàn)這么高頻率的真空器件，所有人都興奮不已。高頻率真空器件的研究為我國電子裝備的發(fā)展提供了關鍵技術基礎。

在馮進軍帶領團隊在真空電子領域艱苦奮斗的同時，放眼整個中國，在老一輩科學家的鋪墊下，在國家綜合國力大幅度提升、科技蓬勃發(fā)展的背景下，散落在各大研究機構的眾多真空電子人也在奮力拼搏。中國真空電子發(fā)展水平在國際上，逐漸實現(xiàn)了由跟跑到并跑，甚至部分實現(xiàn)了領跑。

皮爾斯獎花落中國，在馮進軍看來，歸功于國家，歸功于我們這個美好的時代，歸功于所有科研人員，是中國真空電子學行業(yè)的集體榮譽。

自從踏上真空微電子的研究之路，馮進軍甘于寂寞，無畏風險，懷揣著忠人之事所需的俠氣與膽魄，不辭辛苦地學習和深造，寒來暑往，歲月更迭，終于守得云開見月明。

重整旗鼓 勇攀高峰

21世紀之初，受改革開放后經(jīng)濟飛速發(fā)展的沖擊，微波電真空器件國家級重點實驗室人才流失，國內真空電子學研究領域的人才更加短缺。為了實現(xiàn)中國要在真空電子領域趕超國際先進水平的目標，馮進軍訪學歸來，決定重整旗鼓。為此，馮進軍大膽起用年輕科技人員，針對空間行波管對高可靠、長壽命的特殊要求，組織召開技術討論會，制訂嚴密的工作計劃，著手培養(yǎng)高水平的空間行波管研發(fā)專業(yè)隊伍。

其中，針對近年來電子信息系統(tǒng)對毫米波大功率回旋器件的需求，馮進軍從零開始，積極引進兩名博士，并培養(yǎng)碩士和博士生;他利用各種渠道，采購所需的高壓調制器、超導磁體等高壓高功率測試系統(tǒng)，帶領團隊研制出的毫米波回旋放大器在國內處于領先水平。針對國家對支持用于熱核聚變實驗反應堆的140GHz高功率回旋管的需要，馮進軍帶領團隊一起努力，研制出國內首只140GHz回旋管，同時在科技部的支持下開展170GHz回旋管的研究，努力使高頻率高功率回旋管進一步提高功率并實現(xiàn)長脈沖工作，挑戰(zhàn)器件的工作極限，為熱核聚變的持續(xù)穩(wěn)定工作研制合格器件。

此外，量子頻標真空器件是原子鐘的核心器件，對于系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度具有決定性作用。馮進軍針對過去研究存在的問題，重新組建了銫束管研發(fā)團隊，帶領團隊從理論模擬和優(yōu)化開始，對關鍵部件存在的問題逐一解決，最終研制出符合系統(tǒng)要求的銫束管，目前已經(jīng)小批量供應系統(tǒng)，并在通信、授時等領域得到應用，還獲得軍隊科學技術進步獎一等獎。

在國外訪學期間，馮進軍與諸多世界真空電子學領域的專家在一起工作，他認識到，在電真空領域的人才培養(yǎng)、科研方法等方面，國外有很多值得國內借鑒和學習之處。于是，他融會中外經(jīng)驗，進行研究生的培養(yǎng)。

通常，馮進軍會在每周至少設置一次與學生的面談，交友互學，教學相長，從年輕學子的身上，汲取創(chuàng)新的朝氣與活力;此外，他要求學生每周寫一份總結報告，對研究進展、所遇問題加以分析和綜合，之后一起研討下一步策略，尋求解決問題的思路和方法;對于撰寫文章他也提出更高要求，強調要在結果分析上下功夫，才能提高科研能力。他還提出，每天靜思10分鐘，理清思路，洞悉工作脈絡;他也要求學生多作報告、多參加學術會議，并為他們提供各種國內外交流的機會，開闊視野，提高其交流與溝通的能力，以適應工程研究團隊對科研人員綜合素質的要求。

通過融會中外經(jīng)驗，馮進軍指導的多名碩士生獲得中國電科集團公司優(yōu)秀學位論文獎，多名研究生已是部門負責人、技術骨干和管理人員。對于新入職的青年員工，他組織科研人員編制了多種培訓教材和手冊，采用學習理論、參觀實習和承擔基金課題等多種形式，培養(yǎng)科技人才;在人員的有效管理方面，他堅持人文關懷，通過營造良好的科研氛圍，來使年輕科技人員擺脫世俗困擾，一心一意從事基礎和前沿技術研究，研究方向瞄準國家急需。

除此之外，馮進軍始終相信，人才隊伍的培養(yǎng)建設要注重樹立良好的工作意識與習慣。某種程度上，他的內心深處有一個堪比武俠世界的科研江湖。在那個江湖當中，門派林立，高手如云。他希望自己培養(yǎng)建設的人才隊伍，德藝雙馨，除了有絕世武功，還應具備義膽忠肝的“俠氣”，承事善始善終，“受人之托，忠人之事”。“人在江湖飄，哪有不挨刀”，馮進軍了解科研之路艱難重重，荊棘遍地，所以他要求自己的學生，一定要重視心理素質的提高，磨礪百煉成鋼、不折不撓的精神。而要想在這條道上安身立命，一定要練就絕世神功，否則不能與江湖高手過招。但是懷著偏狹的門派之見，閉門造車，終究不是長計，須得敞開胸懷，不吝交流，融會貫通，方能集大成。

就這樣，在日積月累之中，馮進軍團隊良好的工作意識、習慣得以形成。馮進軍帶領的微波電真空器件重點實驗室研究方向不斷擴展，人員規(guī)模持續(xù)擴大，在真空電子學領域的研究工作備受國內外同行的關注;推進了真空電子學科技創(chuàng)新和管理人才體系建設，實現(xiàn)了梯次布局的創(chuàng)新人才配置，形成了本領域薪火相傳的創(chuàng)新主力軍。實驗室也獲得了科工局的“國防科技創(chuàng)新團隊”、集團公司的“科技創(chuàng)新卓越團隊”和“七好創(chuàng)新團隊”、國資委的“中央企業(yè)學習型紅旗班組”等榮譽稱號。

不僅如此，在馮進軍的帶領下，培養(yǎng)的研究生中還涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的科研骨干人員。瞿波碩士，于2017年獲得“中國航天基金獎”，于2019年獲得集團公司“十大科技領軍人才”稱號;蔡軍博士，于2018年獲得集團公司“十大科技領軍人才”稱號，于2019年獲得“國家萬人計劃青年拔尖人才”稱號;潘攀博士，于2018年入選“中國科協(xié)青年人才托舉工程”，于2020年獲得“電科集團公司十大青年拔尖人才”，于2021年獲得“中國電科杰出青年”稱號。

國之所需 心之所向

馮進軍沒有止步于自己的小團隊建設，他認為，要想提升中國真空電子領域的水平，持續(xù)吸納優(yōu)秀科研人才才是長久之計。而多年的科研經(jīng)歷，也讓他意識到，科研必須有走出國門，擴大世界影響力的勇氣。于是，他協(xié)調以英國工程技術學會（IET）的名義，在中國舉辦真空電子學博士生論壇，提高中國博士生的英文寫作和表達能力，吸引優(yōu)秀博士生到真空電子學這個在國防和國民經(jīng)濟中具有重要作用的領域中來。目前該論壇已經(jīng)連續(xù)舉辦了4屆，每年有60余名博士生和青年科研人員參加。

從1992年微波電真空器件國家級重點實驗室在導師廖復疆等老一輩科學家的籌建下成立到今天，時間已經(jīng)過去了將近30年。在馮進軍等中青代科學家的努力下，如今的微波電真空器件國家級重點實驗室已經(jīng)發(fā)展成為國內真空電子學領域唯一的國家級重點實驗室，研究領域主要包括毫米波及太赫茲真空電子器件、毫米波空間行波管、量子頻標器件、真空微電子器件、高功率回旋器件，以及相關的電磁模擬技術、陰極技術、微加工技術、新工藝新材料研究等。實驗室是真空電子學領域的前沿科學和基礎科學研究基地、技術創(chuàng)新和集成創(chuàng)新基地、高水平人才培養(yǎng)基地，與國內外的高等院校、研究機構和工業(yè)部門具有良好的合作關系，在國際真空電子學領域具有重要影響力。

國之所需，心之所向;受人之托，忠人之事。回顧往昔，從孟昭英教授在1938至1943年的5年間，于動蕩流離中完成三極管射頻放大器線性陽極調制的研究工作，并在Proceedings of IRE Vol.28，1940上發(fā)表文章“Linear Plate Modulation of Triode Radio-Frequency Amplifiers”（《三極管射頻放大器的線性調制》），到1949年以后，南京電子管廠、成都國光電子管廠、北京電子管廠、中國科學院電子所及12所等諸多單位立足國之所需，開展電真空器件研究和生產(chǎn)工作，一代又一代中國真空電子人，背負使命，矢志前行，終于沒有辜負期望，走在了世界前列。面對未來，馮進軍一如既往意志堅定。他說：“我將繼續(xù)與祖國同心、同行，為引領真空電子器件研究、提升國家科研水平和實力繼續(xù)奮斗。”

專家簡介

馮進軍，山西運城人，本科畢業(yè)于清華大學無線電電子學系，并在北京真空電子技術研究所獲得碩士和博士學位，現(xiàn)中國電子科技集團公司第十二研究所副所長、微波電真空器件國家級重點實驗室副主任，中國電子學會會士和英國工程技術學會（IET）會士。曾擔任IEEE電子器件學會北京分會主席，IEEE北京分會主席，IEEE中國聯(lián)合會主席;現(xiàn)為IEEE電子器件學會真空電子學技術委員會委員，IEEE Transaction on Electron Devices期刊編委。主要從事毫米波空間行波管、太赫茲真空器件、回旋管、真空微納電子學和量子頻標器件等研究工作，其中，新型慢波結構、毫米波空間行波管、W波段脈沖行波管、回旋管和銫束管等先后獲得國家技術發(fā)明獎、國防科技進步獎、軍隊科技進步獎和中國電子科技集團科技進步獎等;發(fā)表學術論文300余篇，出版專著兩部。2019年4月29日，獲真空電子學領域最高獎之一——皮爾斯獎，是獲該獎項的首位亞洲科學家。

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