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Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://tritiums-group.gitbook.io/love-during-pandemic/di-yi-zhang.md). # 第一章 ### 1 第一次见到雷迅老师，是在大学一年级下学期，他执教的“电子信息与科学技术导引”新生研讨课上。雷迅老师是一位在各方面都很“独特”的老师，这是包括我在内，所有与雷迅老师有过交集的同学一致认可的结论。 在学期中段，课程的第一次课上，雷迅老师就迟到了。上课铃响后，我和另外八个参加课程的同学，在第二教学楼C区二楼的多功能教室里，大眼瞪小眼地等了足足半个小时。当我们最终一度以为走错教室，想要打电话向学院负责教务的老师确认时，一个穿着紫色连帽卫衣和黑色运动裤，脚蹬阿迪达斯跑鞋，头发散乱似乎很久没有打理过，戴着黑色细框金属眼镜，身体不高却又有些宽大的人从教室门半开的缝隙间挤了进来。 “同学们，实在对不起嗷，刚刚开组会搞忘看时间啰。” 声音像是一把尖锐的刀，划破了教室的沉默。说话的同时，那人从卫衣口袋里掏出U盘，插在了讲台的电脑终端上。 “他是雷迅？”一直在看《电路分析基础和模拟电路》的女生小声嘀咕道。 “发型不一样罢了。”坐我旁边的男生已经在平板电脑上打开了学校的教师主页。 我凑过去，伸手遮住电脑屏幕上照片的衣服和头发部分，看一眼讲台上的人再看一眼照片，反复对比了三次才确信，照片上那个西装革履的教授，就是眼前这个街舞舞者装扮的人。 “喔豁，忘拷幻灯片啰。” 这时雷迅老师已经从讲台里走了出来，站在了我们几个同学的座位中间。 “要不这节课我们就先各自做个自我介绍吧，我给大家起个头！” ### 2 “从我这个不太标准的普通话喃，你们就应该看得出来我是本地人。我其实是个‘电三代’，五十年代的时候爷爷就在这个学校教书，舅舅从学校毕业了以后也留校当了老师。我和我的好几个表兄弟也都是从这个学校毕业的。八十年代我出生的时候，我们学校还叫‘电讯科技学院’，我名字里面的‘迅’字就是取自‘电讯科技学院’里的‘讯’字哩。 “我是在我们学校的家属大院里面长大的。我小时候，大概二三十年前那会儿，做电子不赚钱，当老师的更是一个比一个穷。我小时候每天早上就想吃小浣熊泡面，但是我爸只会给我煮半个面饼，剩下的半个留给我哥。当时‘改革春风吹满地’嘛，有些有技术胆子大的老师，就会下海去深圳创业，很多都赚到了钱。不过这也让我们学校失去了很多好老师。 “我是两千年初念的本科，那个时候我们学校还没有搬迁，在市中心的老校区。本科的时候，我染了个红头发，在学校晚会上跳街舞，每天骑一个赛摩去上课。大二的时候挂了好几科，被任课老师直接告状告到家里面去了。后来我还跟有门课的老师杠上了，故意补考交白卷，重修了好几次，故意气他。现在想来当时真的是‘少不更事’啊。 “我念研究生的第一年，也就是地震那年，学校搬到了这个在郊区的新校区。当时新校区到处都在施工，大家现在上课的第二教学楼刚刚打完地基，图书馆也没有封顶，时间广场的地方全是钢筋、水泥和其它各种建筑材料。我研究生第二年成功硕博连读，开始了博士生生涯。我的博士生导师是马老师，刚从新加坡回来没几年，是国内微波领域数一数二的人物。我研究的课题是微波器件和集成电路，做出了很多研究成果，发了顶会，得了最佳论文奖，也中了好几篇顶刊。读博的五年，是我成长最快的时期。 “说句题外话嗷，同学们如果想念博士，一定要读直博嗷，能节约很多时间哩。像我博士毕业的时候才只有二十六岁，正是‘年少有为’的年纪喔。 “我博士毕业后在为华高硅，就是为华公司的芯片设计部门，工作了四年。我主要负责芯片设计，具体来讲是射频芯片设计。辞职前已经当上了部门经理，年薪最多的时候能拿到四百万哩。我看在场有同学用的是为华公司的手机，你们手机SOC里面的基带芯片，就是当时我带领的团队参与设计的。 “至于辞职的原因，一是当时为华高硅正是飞速扩张的阶段，工作强度实在太大，身体最后扛不住了。我有段时间一周晚上都睡在公司里，结果因为白天忘记打卡被扣了好多工资。后来我给公司人事写了解释信才把罚款要回来，不过还是挨了顿骂。二是当时为华公司的管理层，也就是你们知道的非总，希望公司里的技术人员能够前往学术界发展，给公司，给工业界培养更多人才。 “我辞职之后去了荷兰的代尔福德理工大学，先在那里做博士后研究员，一年后当上了助理教授博士生导师。代尔福德理工大学是欧洲数一数二的工科强校，我的博士是在国内念的，按理来说是不可能拿到教职的。但是当时系里选拔新的助理教授的时候，大家都投票给我，因为我有在工业界的经历。实际上，我做芯片的本事大部分不是在学校里学的，而是在为华高硅工作的时候学到的。 “当时我们的dean，就是系主任，是John。John当时就已经是射频集成电路电路领域的泰斗了，你们以后要是研究射频芯片肯定会经常读到他的文章。John很有个性，脾气暴躁，组会的时候还经常骂人。但John对他手下的学生和老师都很好，他是那种你晚上加班，会偷偷的跑到你后面跟你说，‘办公室冰箱里面有个蛋糕喔’的人。 “John教会了我怎么当老师。我第一次给荷兰的学生上电路课前，John跟我说的一句话我现在还记忆犹新，他说，‘Xun, treat your students like your enemy.’ “因为欧洲的大学，非常注重培养批判性思维。上课前，我的学生们都会把课堂内容先自学一遍，上课的时候，他们就会像扔炸弹一样不停地向我提问题。这点是欧洲的学生和我们的学生不同，但是大家应该学习的地方。我现在也在教我们学校研究生的射频集成电路课程，用的也是拉扎为写的那本书。前几天备课的时候我忽然想，要不大家平时就自己学习课本内容，如果有问题再带到课堂上来提，我负责解答就行了。我很想试验一下，但是学校教务处肯定不会同意我这样教课哩。 “我在代尔福德理工大学工作了两年，拿到了长聘轨，但最终因为一些原因回国了，这个以后有机会跟你们讲。回国之后喃，就是来到这里，在我的母校电子工程大学的电子学院当教授博士生导师，从零开始拉扯一支研究团队。虽然团队初创的那几年很辛苦，甚至比我在为华高硅工作的时候还辛苦，压力也很大，但是好在我的几个学生都很优秀，也非常努力。团队在这几年里面做出了很多国际上数一数二的成果，国际大奖也拿了不少。 “总而言之，我觉得我能取得这些成就，要感谢母校和为华公司，更要感谢国家。希望我的经历能给同学们提供一点参考哩。那么接下来就听听大家的自我介绍啰。” ### 3 “相信大家清楚，根据培养方案我们英才计划的同学们将在下学期，也就是大学二年级上期开展第一段科研训练。所以同学们需要在本学期和有意向的老师沟通，确认科研导师，争取在暑假时就进入课题组提前开始进行科研训练。从下周起，我们每周四下午也会邀请学校各个学院的老师举行下午茶活动，还请各位同学抓住机会，多多参与。” 学院组织的下午茶活动我都尽可能抽空参加了，然而尽管和很多老师都进行了愉快的交流，深入了解了他们的研究方向，却一直没能找到中意的导师。 雷迅老师也受邀参加了其中的一次下午茶活动，只是那时我正在准备普通物理课的期中考试，实在没有办法参加。后来从室友那里听说，雷迅老师在活动上分享了他博士生时期一篇论文的灵感来源——竟是学校厕所门板上的图案！ “看到那个美妙的图案后，我从《易经》想到太极，又从太极想再到了银河系，最后灵光乍现，觉得这个图案拿来设计射频滤波器肯定不错，最后还真成了！所以同学们，生活中要养成善于观察的好习惯，没准就能找到科研的突破口哩。” 室友用雷迅老师的语气绘声绘色地复述道。 “在场的同学们哄堂大笑，接着会场里响起了热烈的掌声。” ### 4 “从设计的角度来讲，集成电路，也就是大家常说的芯片喃，可以分为三个大类：数字集成电路、模拟集成电路和射频集成电路。 “数字集成电路是使用最广泛的集成电路，被叫做‘数字’是因为电路里面的信号全部是‘1’和‘0’，也就是高电平和低电平。手机、电脑里面的中央处理器，显卡里面的计算核心，单片机里的微处理器单元都是数字集成电路。但是数字集成电路喃，现在发展已经很成熟了，想要再做出个革命性的创新，发好文章，是很难的事情哩。 “自然世界里的信号是连续的，模拟集成电路是对连续的模拟信号进行采集和处理的电路。你们这学期学的运算放大器就是最典型的模拟集成电路。模拟集成电路里面比较热门的研究方向有两个，一是电源管理集成电路，二是英文简称ADC的数模转换器。几乎所有和‘电’相关的小型化设备都需要电源管理集成电路，手机主板上的供电芯片就是典型的电源管理集成电路。电源管理集成电路的研究目标是提高电路效率和降低电路功耗，实现以上目标的途径目前主要有两个——一是优化电路结构，二是引入新型器件。ADC喃，望文生义便知道，它的功能是将模拟信号转化成数字信号。现在集成电路的大趋势是数字化，因为数字集成电路简单、固定、设计方便，每次工艺换代的时候只需要小修小补就行了。在把所有模块都尽可能数字化之后，高性能的ADC，这个连接模拟世界和数字世界的桥梁，就变得愈来愈至关重要了哩。 “射频集成电路是我们团队主要研究的方向。射频区别于模拟的地方在于，射频电路里面的信号频率会高很多。比如这个我们最近流片的低噪声放大器，工作频率达到了2.4GHz。国际高频射频集成电路的研究前沿已经达到了太赫兹频段。在这么高的工作频率下，电路的设计就需要用到微波的分析方法了。射频与通信高度相关，从民用的手机基带到军用的卫星收发机、相控阵雷达，这些设备里都需要用到大量的射频芯片哩。射频集成电路的研究方向也有很多，功率放大器、低噪声放大器、压控振荡器、锁向环，发射机、接收机，数字化放大器、多波束相控阵，这其中每一个都有丰富的研究价值。现在的局面是：5G通信技术已经成熟，卫星通信几近成熟，而未来的6G通信、毫米波通信和太赫兹通信，全世界的研究团队都已经在热火朝天地研发中了哩。 “总而言之一句话——射频集成电路就是未来！” ### 5 “IEEE，一般念做‘I triple E’，中文名是电气电子工程师学会，是每个电子人不可能绕得开的国际组织。 “IEEE的会员有五种。高校的本科生和研究生可以注册成为‘学生会员student member’，教师和研究人员可以注册为‘普通会员member’。在学会超过十年、有代表性成果的普通会员可以申请成为‘高级会员Senior member’。‘会士Fellow’是最高等级的会员，代表着学会对于你卓越成就的肯定。要想成为会士，需要另外三名会士提名，由学会委员会进行长达一年的考察，考察通过后方能当选。 “你们雷老师我喃，2012年在为华高硅的时候就因为射频芯片研发方面的成就，评上高级会员啰。 “这里再给大家一个小建议，就是同学们现在就可以注册成学生会员。好处有两个——一是会员投稿IEEE的期刊和会议可以享受费用折扣；二是高级会员和会士的评定都跟入会年限有关，以后要是想‘更进一步’，就不用再担心入会年限的问题了哩。 “IEEE还有‘终生会士Life Fellow’的荣誉称号，颁发各个领域内的学术泰斗，在业内就是‘功成名就’的代名词。微波领域有两位著名的终生会士，一位是Ingo Wolff先生，一位是Tatsuo Itoh先生。Ingo Wolff先生在计算电磁学和无源微波器件方面做出过卓越贡献，他是马老师的博士生导师，算是我的师祖。Ingo Wolff先生是德国人，据说一脉相承自麦克斯韦，是真正的名门之后哩。Tatsuo Itoh先生是加州大学洛杉矶分校的教授，在集成化微波器件和天线领域做出过卓越贡献。我还记得大约五年前，Itoh先生在一次会议上获得了一个国际大奖，他上台领奖时，一千多个人的会场里，无论是学生、老师还是IEEE会士，都站起来给他鼓掌。Itoh先生曾说，‘我永远不会退休，我会一直工作’，我一直用这句话勉励我自己和我的学生。不过可惜的是，Itoh先生今年四月的时候因为感染新冠，不幸去世了。 “IEEE目前有39个技术分会。IEEE之于各技术分会，可以类比于论坛之于其中的各个板块，技术分会主席就像是各个版主。各个技术分会一般专注于电子领域中的一个方向，和我们射频集成电路相关的技术分会有：微波理论与技术学会MTT society、电路与系统学会CAS society和固态电路学会SSC society。 “各个技术分会都有自己的会刊，名字大多数都是‘Transaction on’或者‘Journal of’加上学会的名称。比如微波技术学会的会刊叫Transactions on Microwave Theory and Techniques，简称TMTT；电路与系统学会的会刊叫Transactions on Circuits and Systems，简称TCAS；固态电路学会的会刊就是Journal of Solid-State Circuits，简称JSSC。会刊都是大家公认的各个领域的‘顶刊’。 “JSSC被誉为芯片设计领域皇冠上的明珠，在我刚回国那会儿喃，我们国家每年发文的总数都还只有个位数。最近几年随着很多曾经在海外工作和任教的华人回国，发文数量才逐渐多了起来。 “会刊刊发的，一般都是具有完整理论推导和工程实践的，超过十二页的长文章。除去会刊，每个分会大多也各有一本发表四到五页长度短论文的通讯。例如微波技术学会的通讯叫Microwave and Wireless Components Letters，简称MWCL；固态电路学会的通讯叫Solid-State Circuits Letters，简称SSCL。 “你们雷老师我喃，除了在TMTT、JSSC、TCAS之类的期刊担任审稿人外，也从两年前开始在MWCL担任责任主编，是第一个担任这个职位的亚洲人喔。 “各个技术分会每年都会举办一次学术交流会，这些会议也通常是各自领域的‘顶会’。会议上发表的学术成果会被合编为论文集，在会议结束后出版。如果大家想做射频集成电路，平时要多多关注这几个会议：微波技术学会的年会国际微波会议International Microwave Symposium，简称IMS；和IMS同期举办的射频集成电路会议Radio Frequency Integrated Circuits Symposium，简称RFIC；专用集成电路会议Custom Integrated Circuits Conference，简称CICC；固态电路学会的年会国际固态电路会议International Solid-State Circuits Conference，简称ISSCC。 “IEEEXplore文献库里面的文章质量参差不齐，水会议、水期刊比比皆是。看烂文章，不仅浪费时间，还会损害你的思维。好文章哪里找喃？就从我刚刚提到的那些期刊和会议里面找。所以以后同学们交上来的作业，如果再看到引用莫名其妙的期刊和会议，那么就对不起，退回重写！” ### 6 “Veni，Vidi，Vici。我们团队，只做全世界最好的研究。我平时也经常跟我的硕士生和博士生说，你们的目标就应该是顶会，顶刊！ “我们团队的同学们呢，也是真的非常争气。杨博士、舒博士和其他四个博士生，每年都能投中至少两篇JSSC，这是很多体量十倍于我们的国外大团队都做不到的哩。但是喃，我还是更想向大家介绍一位我们团队的本科生，他真的让我见识到了什么叫‘后生可畏’啊。 “比你们大两级的宋学长，也是英才计划的同学，从大一下学期就开始在我们团队做科研了。宋学长那届一共有六个人加入了我们团队，宋学长是唯一一个，在教研室从暑假开始一直待到结束的同学。我当时给宋学长安排的任务喃，是做一个基于印刷电路板的5G通信2.4GHz频段的宽通带滤波器。宋学长最开始打算使用缺陷地DGS结构，但DGS结构电磁辐射泄漏很高，所以DGS结构滤波器很难直接集成到通信系统中。这个问题是十年前，我在念博士的时候发现的。我后来想了很多办法，但都没能很好地解决这个问题。宋学长在那个暑假里，不知道怎么想出来的神来之笔，在DGS结构下面加了一个金属屏蔽层，又用金属通孔把滤波器结构围了起来。制成的滤波器，最终测试出来的电磁辐射泄漏率相较于原先的DGS结构，简直可以忽略不计。我们后来把这种新结构取名叫SIDGS结构。 “后来宋学长把这个工作写成了论文，被IMS录取了，成为了IMS有史以来最年轻的第一作者。当时本来要去美国，在会议现场做报告的，但因为新冠，没去成。大二下学期的时候，宋学长把IMS会议论文扩写了一篇长论文，被TMTT录用了，他又成了TMTT有史以来最年轻的第一作者。宋学长上一个寒假也没闲着，设计了一个SIDGS巴伦，文章命中了MWCL。同时在IMS、TMTT和MWCL上发表工作，在包括我们学校在内的很多学校都已经满足博士生毕业要求了，这是前无古人的成就。我教过许多学生，宋学长不是天资最聪颖的，但他有两个优点我十分钦佩——一是有有恒心有毅力；二是‘良禽择木而栖’，选择了好的团队。 “大家最近应该也在联系科研训练的团队吧，宋学长之后的来者，就要看在场的诸位同学了哩。” ### 7 电子信息与科学技术导引”新生研讨课的最后一节课结束后，雷迅老师邀请所有参加课程的同学去参观了他的教研室。 教研室在国家重点实验室楼的顶层，右翼楼靠近中庭的一侧。教研室外墙上挂着两扇宣传展板，左边的那扇上印有团队和老师的介绍，右边的那扇上贴满了用A4纸彩印的论文首页，仔细一看，TMTT屈指可数，其余的全是JSSC。 教研室大约一个多功能教室的大小，两面玻璃幕墙将其分割成了一大两小总共三个部分。靠门的区域是会议室，不过似乎很久没有使用过了，除去一张桌上足球游戏桌外，不大的空间里堆满了闲置办公椅和电脑包装盒。中间面积较大的区域是学生工作的地方，约莫有三十个工位。工位间用毛玻璃板分隔，隔板较高，在过道上需要踮起脚尖才能看到里面的景象。教研室最内部的区域里有一间活动室，活动室又和两间教师办公室相连。活动室里有沙发、茶几、投影仪和打印机，沙发背后的墙上整整齐齐地挂着五行七列各式奖状。 “这个喃，是IMS学生设计竞赛奖，是微波学会奖励给IMS学生设计竞赛第一名的。这个喃，是IMS优秀论文奖，是当年学会颁发给你们宋学长的。这个喃，是我担任MWCL责任编辑的聘书。这个喃，是微波学会授予的优秀博士毕业生奖，每年只有十个哟。” 雷迅老师站在奖状墙前，伸长了手指向每张奖状，一一仔细地介绍道，如数家珍。 “这个是我们教研室副教授简老师的办公室。简老师其实就是我爱人（即妻子），不过最近因为要生小孩了，所以一直没来。” 讲到这里，雷迅老师腼腆地笑了笑。 “要不带大家参观一下我的办公室？” 雷迅老师掏出钥匙插进锁眼。随着铭牌上写有“Prof. Dr. Xun Lei”的木门缓缓打开，参观的同学里，有人发出了“哇”的一声惊叹——只见房间里的柜子里、桌子上、窗台上摆满了大大小小，形态各异的各式变形金刚模型。 “我从小就是变形金刚迷。大家看这个机器人，能变成歼-20战斗机，还有这个大力神，它是好几个小变形金刚合体组成的喔。” 雷迅老师抱起办公桌上绿色和紫色相间的大机器人，洋洋得意地说道。 “这么多变形金刚还只是我收藏的一部分，我家里现在已经可以算得上是变形金刚的博物馆了哩。我本来还想多买的，但是简老师不批准了。” 离开前，雷迅老师带着我们去了舒博士和杨博士的工位，请他们展示了绘制芯片版图的情形——面对两块21英寸显示器，左手操控键盘，右手操控鼠标，在屏幕上画出一条又一条蓝色和绿色的细线。 “诶，宋学长喃？快站起来跟学弟学妹们见个面！”正当大家看得出奇时，雷迅老师突然喊道。 教研室的角落里，一个穿着白色T恤，领口有破洞，戴着黑框塑料眼睛，胡子至少一周没刮过了的枯瘦身影站了起来。 雷迅老师见大家神情有些错愕，连忙解释道：“我们团队下周要流一次片，宋学长他们最近都在连轴转赶着设计芯片哩。” 宋学长抬起手向大家打了个招呼，然后就坐下继续做起了手头的工作。 ### 8 “真想做科研？” 暑假开始前，我主动去办公室找了雷迅老师。进门后，雷迅老师让我坐到办公室里的行军床上，他则背靠着办公椅硕大的靠背，手里捧着茶杯。 “做科研很苦的，要做好思想准备喔。” “我明白。” “我们团队非常欢迎优秀的新同学加入，但我们也有淘汰制度。你现在还想加入我们团队吗？” “想！” 我毫不犹豫地答道。 “想在我们团队直博吗？” 我又点了点头。 “直博是对的，之后就留校当老师嘛。” 坐在行军床上并不舒服。办公室里其实还有一张小板凳，不过被一个大透明箱子占据，里面装着的似乎是从国外买来的最新款擎天柱机器人——我在网上看到过宣传视频，能识别人声，只要说出“变形”，就能自动从卡车变成人形。 “我需要做什么题目？”我问。 “题目我其实早就想好了，现在就想听？” “更有动力嘛。” “我想让你做一个28GHz的无源带通滤波器。基于印刷电路板，用SIDGS结构。” “雷老师，有个问题。” “说。” “为什么不做芯片级的？” “原因有两个。一是我们今年的流片窗口只有七月初这一个，明年的在一月末，你肯定赶不上。二是你现在经验还浅，做芯片肯定会出问题。先用印刷电路板把微波无源的部分弄清楚了，之后再做芯片。” 雷迅老师语重心长地说道。 “你现在走的路就是我当年读博士走的路，不要着急。做这行，一定要细致。你看我办公室这天花板，还没到十年就漏水了，这个就是不细致的结果。” “我在教研室里有工位吗？” “有，教研室里现在空着的那个工位就给你了。不过要经常来喔，教研室工位一直都很紧张，小心被其他同学抢走了哟。” “雷老师，关于滤波器方面的入门，您能给我一点建议吗？”我最后问道。 雷迅老师呷了一口茶，闭上眼睛想了大约三秒钟。 “去把我们教研室SIDGS的论文都下载下来，好好学习，研究透。看到不懂的知识，查教材。参考的教材你找宋学长要。还有，从明天开始，每天晚上十点之前发日报给宋学长，他之后会转发给我。日报只用一句话，写你一天里干了什么，读的论文、做的仿真都可以写。平时也要多和宋学长他们交流，我现在学生实在太多，没办法天天都亲自过问了。” “好。” “这个工作很有挑战性，不过你要相信你自己，相信你所在的团队。我们团队在微波无源领域有多强，你可能现在还体会不到。完成这个工作的关键，就是用好SIDGS结构。” “没有问题了。” “那就祝你好运啰。” 雷迅老师笑着起身，拍了拍我的肩膀。