凌晨四时,当绝大多数人沉浸梦乡时,汕头大学工学院教师赖李洋的卧室已亮起灯光,开启了一天的日常。四小时后,他准时出现在《数字电路》或《微机原理》全英班的本科生课堂。在讲解课程知识点前,赖李洋会先与学生分享当前节气的物候哲思,这是他坚持近十年的教学仪式。
5月30日是第九个全国科技工作者日,作为曾在企业深度参与芯片测试研究的科研人员,赖李洋亲历中国“从采购国外芯片到遭遇技术封锁”的剧变,曾五次申请面上项目未果,仍坚持默默积累与深耕,终获国家自然科学基金重大研究计划支持。其故事,展现了一条工业实践与学术深耕双轨并进的科研路径。
产业痛点淬炼 “测试密钥”
“只要还有这个行业,就避不开芯片测试。我一直在做这个,从来没有变过。”赖李洋道出数十年如一日的坚守。2024年,他主持申报的“集成芯片的可测试性设计方法”项目获国家自然科学基金重大研究计划重点支持,成为汕头大学集成电路领域首个国家级重大突破。
项目直指中国芯片业的“锁喉之困”——当单个芯片承载数百亿晶体管,堆叠式集成芯片更达上千亿规模时,如何实现低成本的高质量芯片测试和高精度故障诊断是我国在构建独立自主的芯片产业链过程中所面临的痛点之一。解决问题的关键是在芯片设计阶段预埋“自检脉络”,加入有针对性的可测试性设计硬件模块和相应的软件工具支持,如同为精密仪器植入神经系统。赖李洋称,这样可以促进良率提升,“让企业有足够利润投入研发,整个产业发展才有可持续性”。
这份洞察源自近二十年的工业界淬炼。从博士阶段开始,赖李洋始终聚焦在芯片可测试性设计领域的研究;2005年博士毕业后,赖李洋加入国际头部电子设计自动化(EDA)公司Mentor Graphics,做了十年芯片EDA领域研究工作。2015年加盟汕头大学以来,他依然保持和业界的紧密联系,与国内外知名芯片设计公司和EDA企业持续合作。
工业界的“真问题”积累,最终成为破局筹码。“面向工业界实际问题,优化集成芯片的可测试性设计方法,能够降低测试成本、提升良率,打通行业堵点,在供应链的应用很广。这也可以说是在汕大沉淀十年的结果吧。”赖李洋总结道。当同行追逐论文指标时,他默默推进企业合作课题,与中国科学院、同济大学的科研团队联合推进芯片可测试性设计的项目研究。在汕头大学“不拘一格”的科研土壤中,这些“非主流”实践,恰恰成为攻克国家级项目的差异化优势。
人工智能热潮坚守“物理原点”
当学界热议人工智能技术(AI)正“颠覆”全领域时,赖李洋的屏幕仍铺排着内建自测试单元与扫描链的拓扑路径。在赖李洋看来,AI本质上是计算机算法,尽管AI在图像分类等特定领域表现出色,但其效能高度依赖大规模数据训练,而在芯片测试这样的专业领域,解决核心问题所需的关键数据往往稀缺,难以支撑有效的AI模型训练。
更关键的是,芯片测试的突破高度依赖深厚的领域知识和有针对性的解决方案。赖李洋强调,核心算法的创新,仍然依赖于领域专家的深度参与和洞见。因此他直言,“在芯片设计(尤其是可测试性设计)很多关键环节,其实还不到大规模应用AI的时候”。
回归产业的本质需求,赖李洋认为企业面临的挑战从未改变:如何持续提升芯片的可测试性,“降低测试成本、保证良率提升”以帮助完成产业循环。他坚守的“物理原点”正在于此——掌握并优化这些基础原理和方法,坚守产业最本质需求。这套底层逻辑可应万变,无论当前的主流是半导体晶体管,还是未来可能出现的量子芯片,“都会有可测试性设计的需求,(研究)就会往那方向靠”。
于是,多年来赖李洋坚持为本科生精研专业基础课,将企业案例转化为实训项目,将领域前沿的内容抽出一小块设计作为学生的一级项目:“若有1/3学生真正投入,便是成功。”指导硕士生时,他既鼓励自主探索,也在每周组会中对每行代码做细致指导。他课堂上的本科生,有的感佩其“认真又有成果”,考取了他的研究生;他指导的硕士研究生,有因“被激活了兴趣”而选择读博深造。
优秀传统文化浸润教育探索
在汕头大学工学院,赖李洋老师的课堂以其“文人范”而别具一格。课堂上除了精微的科学原理和技术应用,节气流转的物候哲思、信手拈来的诗词名句,总是不经意间流淌其间。谈及初衷,赖李洋直言,“传统文化在中国人的血液里”,科研和传统文化并不冲突,每次课堂上的表达都是有感而发。
这份对优秀传统文化的认同,已浸润他教育的方方面面。赖李洋崇尚上行下效、言传身教的教育理念。为此,他坚持早上八点授课,践行“早起三光,晚起三慌”的古训,常年凌晨三四点起床工作,晚上九点多休息,将中华传统医学经典《黄帝内经》的指导融入生活,并将这份自律无声地传递给学生,“自己做一个好榜样,学生看在眼里,成长过程会不自觉学习模仿。”
比起“科学家”,赖李洋更愿意自称“认真讲课的工程师”,致力于“激发学生的求知欲”,既传递知识,也培养解决问题的能力,看重“人总是要有理想,做一些社会稀缺的东西”的精神引领。“人才先是人,再成才。”赖李洋常引北宋张载“贫贱忧戚,庸玉汝于成也”自勉,也以“人生不如意十之八九”的豁达砥砺学子认清现实、调适预期。他直言,“逆境是最能锻炼人的能力与心志的,所以要特别感谢国家和无数先辈,让今天的我们可以不用抛头颅洒热血,还能实现自己的人生理想,当然,困难与考验是不会少的”。这些源自千年智慧的精神养分,成为他启迪学生从容面对科研挑战与人生起伏的独特力量。
在键盘与讲台之间,赖李洋用“自检基因”锻造中国芯的坚韧,用二十四节气唤醒工科生的灵性。他的故事印证:真正的创新,始于对“真问题”的洞察,成于对“真需求”的坚守,而最终指向“真人才”的培育。这或许,正是科技工作者献给时代最厚重的答卷。
南方+记者 余丹
通讯员 余依璟 杨雪玉
【作者】 余丹
【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端