沈亦晨：劍走偏鋒的“追光者”

沈亦晨：曦智科技創始人、CEO，美國麻省理工學院博士，曾獲評世界經濟論壇“2022屆全球青年領袖”、《麻省理工科技評論》“全球35歲以下科技創新35人”。

2023年，我國“光子芯片”項目繼續推進，有望取得更多的研究和實踐成果。比起傳統芯片，“光子芯片”的處理速度快得多，功耗則小得多。有“追光者”之稱的沈亦晨，是“光子芯片”的理論研究者和實踐推動者。他和他的團隊正致力于發展以光代電的“中國光芯”產業，尋求在芯片研發生產領域取得突破。

興趣指路

記者：您是怎么和物理學結緣的？有著怎樣的成長經歷？

沈亦晨：1989年，我出生在浙江省杭州市，父親是電力工程師。從小耳濡目染，使我對物理學產生了很大興趣。當同齡的孩子在看動畫片時，我對家里的廢舊電器拆了裝，裝了拆，認識里面的零部件，了解錄音機、冰箱的工作原理。

當其他孩子在外面玩耍，或者泡在網吧里打游戲時，我在父親潛移默化的影響下，喜歡翻看他桌子上那套《有趣的科學實驗》，乃至包含許多電路圖的專業書籍。剛開始我覺得深奧難懂，父親就教了我一些入門知識，還帶我做各種物理學小實驗。我對物理學知識就越來越有興趣了！

記者：聽說您小時候就搞過發明創造，還獲了獎是嗎？

沈亦晨：在杭州外國語學校讀初一時，我鼓搗出“電動小輪船”“自動澆花器”等發明。第一次在校外獲獎是讀初二時，我代表母校參加物理競賽。雖然我自認為準備得很充分，但最終只獲得了二等獎。回家后，我不斷“復盤”自己在賽場上的表現，還原當時的科學實驗……等到讀初三時再參加這項比賽，我得了冠軍。

記者：從讀高中到讀博士，您是否“跳級”？同學們為什么稱您為“書呆子”？

沈亦晨：對，我在學習上總是想快人一步。初中畢業的時候，我就已經預習完了高中的物理課程，并開始在父親的輔導下，艱難地“啃”大學物理。在同齡人看來，我的成長道路上失去了很多樂趣，簡直就是個“書呆子”！我不喜歡和同學們一起去“K歌”，也不會打網游，顯得不太合群。

從“杭外”畢業后，我考入新加坡南洋理工大學物理系。由于預習完了大學物理課程，我在讀本科期間表現得不錯，甚至連教授出的題哪里有BUG（漏洞）都看得出來。于是，我以“跳級”的方式提前完成了大學本科的學業，后來考入美國霍普金斯大學，成為碩士研究生。

記者：您是在美國留學時產生了研究“光子芯片”的想法嗎？

沈亦晨：讀研期間，我接觸到許多新的物理學知識，大大開拓了視野，對光子的了解也更全面了。2011年，22歲的我考入美國麻省理工學院，攻讀物理學博士，并開始研究納米光子。這門學科的核心之一是利用光子代替電子。

“追光團隊”

記者：請談談您那篇在世界范圍內引起關注的有關“光子芯片”的論文。您為此付出了什么？

沈亦晨：在漫長的科研工作和學習中，我的頭發變得越來越稀疏，有時一天只睡五六個小時，吃飯的速度比別人快很多。這一切的原因只有一個——中國的芯片發展比較落后，時不我待！讀博3年，我先后發表了多篇科研論文。其中最引人注目的是2014年，25歲的我以第一作者身份在《科學》雜志上發表了《寬波段光學的角度選擇》。我認為，如果采用激光束代替電子信號來傳輸數據，即用光取代傳統的銅等傳導介質，就有望大大提升芯片的性能。

記者：“光子芯片”的特點是什么？您的論文發表后，有美國公司想出高薪聘用您是嗎？

沈亦晨：“光子芯片”的計算速度和傳輸率，達到電子芯片的千倍級別，而其功耗僅為電子芯片的幾萬分之一。

截至博士畢業，我在頂級學術期刊上共發表了25篇論文，并申請了10項技術專利。基于這些研究成果，有媒體稱我為“追光者”。我還沒正式畢業，就收到了一些美國公司的邀請，它們確實開出了不菲的年薪。

記者：您為什么選擇回國發展？

沈亦晨：回國后我的心安穩了，而且充滿了斗志——把自己的興趣愛好變成事業，做好了就可以報效祖國！

身為專業人士，我知道中國因為芯片技術受到限制，要常年進口歐美的相關產品。一些高端芯片，以及生產高端芯片用的頂級光刻機，可能我們花再多的錢都難以買到。行業發展現狀令我陷入沉思：中國的芯片工業起步較晚，技術較為落后。雖然近幾年我們一路奮勇直追，但因高精尖人才不足，又缺乏頂級光刻機，“中國芯片”在工藝和產能上仍跟不上發達國家的步伐。

記者：您是如何付諸行動，嘗試解決這個難題的？遇到過怎樣的挫折？

沈亦晨：歸國后我進入一家芯片科研所工作。我對同事們表示：“目前市面上以硅基芯片為主，它的生產離不開光刻機。但光刻機存在短板——物理極限。所以我認為芯片研發要在技術上進行革新，比如把電子傳輸轉為光子傳輸。 ”

我的這個看起來“獨辟蹊徑”的理論，令國內的一些專家和同事感到振奮。中科院開始布局“光子芯片”研發項目。但要想把理論變成現實，還需要大量的實踐和試錯。我們的實驗工作進展并不順利，加上國內光子學高端人才不足，僅憑我率團隊研發“光芯”，科研攻關耗時較長。

記者：您是如何堅持搞“光芯”研發的？據說公司初創時您吃了不少苦？

沈亦晨：我于2016年成立了一家專門研究“光子芯片”的技術公司，然后請來一些海外的師兄弟，廣招人才。

公司創立之初，在艱難的研發期，我經常吃住在公司，因為這樣能節約上下班的時間。好在艱難的日子并沒有延續太久，國家很快就給予我們公司一系列的扶持政策。為了讓我的團隊擁有一個良好的科研創業環境，曦智科技入駐上海。2018年，我率領團隊研發出了世界上第一款“光子芯片”的原型。這項芯片技術的革新在行業內引起不小的震動。

“換道超車”

記者：獲得國內融資后，現在產品的穩定性怎么樣了？

沈亦晨：2019年，曦智科技獲得了6000多萬元種子輪融資。2020年秋天，我的團隊推出了第一款試用型“光子芯片”，雖然這款產品仍存在瑕疵，但比起一年多前的原型，在技術上已經成熟了很多，穩定性也好了很多。

2021年12月，我們發布了高性能光子計算處理器PACE，正式向業界驗證了光子計算的優越性。我也因此入選《麻省理工科技評論》2021年度“全球35歲以下科技創新35人”。

記者：“光子芯片”的生產，是否可以擺脫光刻機的制約？

沈亦晨：“光子芯片”的結構對工藝的要求較低，它的問世有望讓中國擺脫對進口光刻機的依賴，并在芯片產業中最終實現“換道超車”。我國在“光芯”上的技術突破，有希望主導未來的世界半導體領域。我們預估，今后5年“光子芯片”產業規模會突破千億美元！

隨著中科院等機構以及我的科研團隊工作取得進展，“光子芯片”的研發邁上了新臺階。中國國內第一條“多材料、跨尺寸”的“光子芯片”生產線，有望于今年建成并投入試生產。它可以滿足數據中心、激光雷達、微波光子等領域的需求，填補我國在“光子芯片”加工領域的空白。

采寫：默冉

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com