北大优秀毕业生的“硬核浪漫”！

△王凯枫

王凯枫与北大的缘分，始于一次偶然但关键的选择。

本科时期，就读于山东大学的她对物理相关专业满怀兴趣，便选择了微电子科学与工程专业。然而，入学后，她发现计算机专业似乎就业面更广，转专业的念头一度在她心中徘徊。但命运的转折总是在不经意间到来。

大二那年，美国对华为、中兴等企业的芯片断供事件，如同一记重锤，敲醒了她。她深刻意识到，自己所学的专业并非只是书本上的知识，而是关乎国家竞争力的关键所在。自那一刻，她坚定了继续在微电子领域深耕的决心，立志要用所学解决实际问题。

秉持满足国家发展所需的初心，在保研关键时期，经过科研条件、成果转化、师资力量等方面的综合对比，她将目光投向了北大。彼时，信息科学技术学院的微纳电子学系（现集成电路学院）进入了她的视野。

在检索导师信息时，她关注到黄芊芊教授独特但与实际生活联系紧密的研究方向——硅基低功耗器件大规模集成与应用研究。这是一个研究缺乏，但现实急需、运用场景广泛的领域。此外，黄教授十年如一日的坚守，也深深吸引着她。她希望在未来，能够同黄教授一般，为推动学术成果的产业转化，做出自己的贡献。

△王凯枫与导师黄芊芊

功夫不负有心人，凭借自身扎实的专业基础和对科研方向的执着信念，她顺利通过了夏令营的系列面试、笔试，成功进入黄教授的课题组，开启了她在北大的直博之旅。

读博期间，王凯枫的科研之路并非一帆风顺，而是充满了荆棘与挑战。她的研究聚焦于“新型低功耗器件的大规模集成与应用”，这一方向旨在解决集成电路发展中面临的功耗瓶颈问题。

以日常使用的手机芯片为例，随着工艺节点的不断降低，芯片集成度和性能提升的同时，其功耗密度也在不断增大，限制了芯片性能的进一步提升。王凯枫所研究的新型低功耗器件，就是针对这一问题，为电子设备的续航和性能优化提供新的解决方案。

国内外其他课题组从单器件性能优化的角度出发，大多选择新型材料器件作为研究方向，但这也带来了难以大规模集成与应用的难题。而王凯枫所在的团队面向实际产业需求，基于成熟的硅基CMOS工艺，从新型器件结构、新型工作机理等角度出发，选择了硅基隧穿晶体管这一技术路线。依靠学校和学院的支持，他们得以有机会与国内领先的集成电路制造企业合作，这为研究带来了独特优势，但这同时也意味着前人经验的极度匮乏。

面对困境，王凯枫没有退缩。在面对难题时，她及时调整心态，将其想象成日常的课程作业，从基础出发，寻找解决问题的思路。在实验过程中，她不断尝试、反复验证，每一次的失败都成为下一次改进的经验。

在研制“国际首款基于量产工艺平台的硅基隧穿晶体管和标准CMOS混合集成的超低功耗电路”的过程中，她不断挑战一个又一个“无人区”的难题。在将单个器件组合成电路时，她遇到了器件之间泄漏电流过大的难题。查阅文献后，她发现，国际上相关研究要么停留在单器件层面，要么只是电路仿真，没有实际在实验中基于体硅隧穿晶体管做出电路单元的报道。这意味着她和团队要开辟一条全新的道路。

△王凯枫与同学在实验室进行测试

越是困难，越需要冷静。应对前所未有的难题，王凯枫和团队从器件物理本身出发，深入分析泄漏电流的通路，并通过仿真不断优化设计方案。在与产业合作公司的反复沟通中，他们综合考虑成本、工艺兼容性和尺寸微缩等因素，对方案进行迭代修改。最终，成功解决了器件漏电问题，做出了国际上第一个基于体硅隧穿晶体管的电路单元。

在漫长而煎熬的技术攻关过程中，王凯枫也曾有过动摇的时刻。但导师黄芊芊教授的教导始终鼓励着她前行，“你需要考虑的是，除了发文章以外，你的工作有没有进一步的意义，以后有没有可能解决实际问题。”黄教授的话让她一次又一次重新审视自己的目标，不断调整好心态，继续坚定地走在自己选择的科研道路上。

经过不懈努力，王凯枫取得了丰硕的学术成果。她先后以第一/共同第一作者发表了12篇论文，涵盖IEDM（International Electron Devices Meeting，IEEE国际电子器件会议）、EDL（Electron Device Letters，IEEE电子器件快报）、TED（Transactions on Electron Devices，IEEE电子器件汇刊）等专业顶级会议和期刊。

△王凯枫部分论文成果

其中，2024年发表在ESSERC（European Solid-State Electronics Research Conference，IEEE欧洲固态电子研究会议）的文章，是王凯枫科研之路的一个意外收获。博士二年级时，在与老师的一次讨论中偶然发现，虽然硅基隧穿晶体管低功耗的特性有利于延长动态随机存取存储器(DRAM)的保持时间，但其本征的单向导电性问题使其无法被用于DRAM。但是否有可能在保留器件低关态电流优势的前提下，解决其单向导电问题呢？在继续研发大规模集成硅基隧穿晶体管及其电路的过程中，这一想法始终萦绕在她的心头。她一边解决原有器件大规模集成中遇到的问题，一边设计新器件，尝试通过改变器件结构来加入双向导电通路。在经过多次器件设计和实验迭代以后，最终成功制备出可以用于DRAM的新型硅基隧穿晶体管，拓宽了隧穿晶体管的应用场景。

除了论文，王凯枫还申请了22项国内外发明专利，其中一半围绕硅基隧穿晶体管，旨在保护团队在该技术上的创新成果，推动其产业化进程。凭借在科研上的突出表现，王凯枫先后获得了北京大学校长奖学金、北京市优秀毕业生等重要荣誉，并入选博雅博士后项目。

△王凯枫部分专利成果

荣光的背后，是她对科研的热爱与执着，以及多年来坚持和延迟满足的结果。那些前期埋头苦干、成果尚未显现的阶段，默默积累，最终在毕业季时，结出累累硕果。

专注科研的同时，王凯枫也积极投身于各类社会实践活动，以实际行动践行青年的时代担当。担任学院团委学术委员期间，她积极参与组织挑战杯竞赛、“少年志·中国芯”宣讲等活动，并向身边的老师和同学们学习，不断打磨“将个人理想融入国家发展大局”的赤子初心。

在组织宣讲的过程中，她深刻意识到，要将专业知识以通俗易懂、贴近生活的方式传达给大众，才能让更多人了解芯片技术的重要性。这一经历也让她明白，既要能“俯身”做科研，也要能“开口”讲故事。

在学习、工作之外，王凯枫也用心感受生活，认真过好每一个片刻。她热爱健身，从博士二年级开始，便意识到良好身体素质对科研长跑的重要性，从此开启了健身之旅。通过健身，她不仅保持了健康的体魄，还在运动中释放了科研压力，调整了心态。

尽管日常科研任务繁重，但她依然努力在科研与生活之间寻找平衡，在闲暇时光，也会选择逛街、听歌等方式放松自己，享受生活的美好。

对于未来，王凯枫也有自己明确的规划，她将留校进行博士后研究，继续深耕硅基隧穿晶体管领域，致力于推动其产业化。目前，她所在的团队正在进行隧穿晶体管的大规模电路应用研究，并计划在更先进的工艺节点上继续探索，为我国集成电路事业的发展添砖加瓦。

回首自己的求学和科研之路，王凯枫认为，尽早明确自己喜欢什么、擅长什么至关重要。在面对科研长跑中的重重困难和诱惑时，要努力克服内耗和焦虑，将精力聚焦于当下问题的解决，化繁为简，以实验室工作为基础，开拓实际成果转化的新篇。

从本科梦想到博士圆梦

王凯枫的科研长跑从未停歇

在实验室里的辛勤付出

在专利中凝结的智慧结晶

都化作产线上跳动的数据流

让“中国芯”的低功耗梦想照进现实

站在新起点

她始终以科技为光、理想为热

在国家集成电路的版图上

勇敢奔赴更辽阔的未来

 

责任编辑：王作强
初审 ：葛纯强
终审 ：邓永军   张术秋
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