什么是超導(dǎo)數(shù)字集成電路呢？超導(dǎo)數(shù)字集成電路的基本知識(shí)

2008年的芝加哥，在美國(guó)攻讀博士學(xué)位的任潔參加一次學(xué)術(shù)會(huì)議。她還沒(méi)有料到，本以為的這一次“平平無(wú)奇”的會(huì)議，將會(huì)改變她未來(lái)的人生規(guī)劃。

按照任潔的習(xí)慣，她總要在學(xué)術(shù)會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)搜索中國(guó)同胞的面孔。盡管她認(rèn)為，自己所在的超導(dǎo)電子學(xué)領(lǐng)域，還鮮有中國(guó)人進(jìn)入。出乎意料的是，這次的會(huì)議上，她遇到了尤立星，也首次知道了上海微系統(tǒng)的超導(dǎo)電子學(xué)研究布局。

當(dāng)時(shí)的尤立星，剛從美國(guó)回到上海微系統(tǒng)所，他的重要任務(wù)之一，就是宣傳將要建設(shè)的超導(dǎo)電子學(xué)卓越中心。眾所周知，我國(guó)的超導(dǎo)基礎(chǔ)研究力量強(qiáng)大，但在應(yīng)用研究方面相對(duì)薄弱。其中，超導(dǎo)數(shù)字電路在當(dāng)時(shí)更是空白。

隨著摩爾定律的終結(jié)，后摩爾時(shí)代的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將異常激烈，面對(duì)功耗和速度的雙重挑戰(zhàn)，各國(guó)都在積極探索新路線、部署新方案。超導(dǎo)數(shù)字電路，因?yàn)橛型瑫r(shí)跨越速度和功耗兩項(xiàng)半導(dǎo)體電路的物理瓶頸，成為重要的備選方案。

任潔在超導(dǎo)電子學(xué)深耕多年，2015年，任潔全職回國(guó)，成為了中心的重要力量。

任潔回國(guó)初期就意識(shí)到，我國(guó)在超導(dǎo)集成電路領(lǐng)域起步較晚，但經(jīng)過(guò)六七年的努力，任潔便和她的團(tuán)隊(duì)成員以及合作者們一起，令我國(guó)的超導(dǎo)集成工藝“SIMIT-Nb03”標(biāo)準(zhǔn)首次被收錄在2020 IRDS路線圖上，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家多年的壟斷。

事實(shí)上，除了超導(dǎo)數(shù)字電路，超導(dǎo)電子學(xué)卓越中心的其它研究均面向國(guó)家重大需求，專門解決“卡脖子”的技術(shù)難題。歸國(guó)多年，任潔與中心共成長(zhǎng)，從單元器件到集成電路，見證著我國(guó)超導(dǎo)電子學(xué)的茁壯向上，也感受著我國(guó)對(duì)人才的全方位服務(wù)和支撐。

在墨子沙龍“她力量”專場(chǎng)，任潔帶著她的超導(dǎo)集成電路，為大家介紹高效節(jié)能的超算夢(mèng)想。

（內(nèi)容來(lái)自墨子沙龍線下活動(dòng)，演講者是中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所任潔教授。文字由林梅整理，并經(jīng)任潔教授審讀。）

? 計(jì)算機(jī)的魅力和困境??

在我心里，電子計(jì)算機(jī)應(yīng)該是人類在20世紀(jì)最偉大的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。我想不出20世紀(jì)還有什么其它的科技發(fā)明能夠比電子計(jì)算機(jī)帶給人類的影響更為巨大。

世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)誕生于美國(guó)的賓西法尼亞，它非常龐大，占地170平方米，一共使用了1萬(wàn)多根的電子管，耗電量150千瓦，據(jù)說(shuō)，只要它開機(jī)，整個(gè)費(fèi)城的燈光都為之黯淡，它的造價(jià)也是相當(dāng)昂貴，當(dāng)年的造價(jià)是48萬(wàn)美元，購(gòu)買力大致相當(dāng)于今天的2,000萬(wàn)美元。

盡管代價(jià)高昂，大家還是接受了電子計(jì)算機(jī)，因?yàn)樗鼛?lái)了前所未有的計(jì)算速度——每秒5000次加法或400次乘法，約為使用繼電器運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電式計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。強(qiáng)大的算力為我們現(xiàn)代信息時(shí)代的來(lái)臨打下基礎(chǔ)，并且能夠運(yùn)用在各個(gè)方面。

電子計(jì)算機(jī)的另一個(gè)意義在于，它構(gòu)建了一個(gè)非零即一的世界。過(guò)去，人們描述世界的方式是“模擬”的，比如同樣是紅色，但是我口中的紅跟你口中的紅可能完全是兩個(gè)不同的顏色，這對(duì)于交流、邏輯判斷和計(jì)算來(lái)說(shuō)，是不利的，但是電子計(jì)算機(jī)把所有的計(jì)算都?xì)w結(jié)到非0即1的邏輯運(yùn)算和算數(shù)運(yùn)算。這是一個(gè)大道至簡(jiǎn)的過(guò)程，這么復(fù)雜的世界，最終就歸結(jié)到0和1兩個(gè)數(shù)字上，去解決各種各樣的問(wèn)題。

那么，計(jì)算機(jī)是如何運(yùn)用0和1進(jìn)行運(yùn)算的呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，所有的計(jì)算機(jī)其實(shí)歸根到底就是開關(guān)，比如以前的電子管或者是晶體管，現(xiàn)在的晶體管或三極管等，而組成所有計(jì)算機(jī)的單元其實(shí)就是一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯門。邏輯門的功能說(shuō)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，比如我輸入是1的時(shí)候，邏輯門讓輸出變成相反，就叫“非”門；在判斷兩個(gè)輸入的時(shí)候，如果兩個(gè)都是1，輸出才是1，這就是“與”門。

這里的0和1就是用實(shí)際中的物理量——電壓來(lái)表示的，電壓低到接近0的時(shí)候，就被認(rèn)為是0，電壓高于一定值的時(shí)候，就被認(rèn)為是1，這個(gè)過(guò)程拋棄了很多信息，只留下我們需要的0和1。只要提高開關(guān)速度，就能提高計(jì)算速度。

從當(dāng)初占地一百多平的大家伙，到今天的超級(jí)計(jì)算機(jī)，中間還有一個(gè)很偉大的發(fā)明——集成電路，集成電路其實(shí)就是把龐然大物身上的所有元件，通過(guò)一系列的操作，集中到了我們?nèi)耸挚梢晕兆〉囊粋€(gè)晶圓上面，過(guò)去一臺(tái)大機(jī)器的任務(wù)，現(xiàn)在一個(gè)芯片就能夠完成。集成電路的發(fā)明把我們?nèi)祟悗肓藬?shù)字芯片的時(shí)代，后來(lái)就慢慢出現(xiàn)了第一臺(tái)家用電腦，以及近年來(lái)改變?nèi)祟愂澜绲囊粋€(gè)偉大的發(fā)明——數(shù)字智能手機(jī)。

如今，高性能的計(jì)算，已經(jīng)代表著科技方面綜合實(shí)力的比拼，其中一個(gè)非常具有代表性的比拼項(xiàng)目就是超級(jí)計(jì)算機(jī)。從1993年開始，國(guó)際上的 Top500就開始每年對(duì)超算進(jìn)行評(píng)比，這種評(píng)比類似奧運(yùn)會(huì)，讓大家去解決同樣一個(gè)問(wèn)題，誰(shuí)的峰值運(yùn)算能力最快，誰(shuí)就是第一名。

在這個(gè)過(guò)程中，我們中國(guó)的天河二號(hào)、神威太湖之光都曾經(jīng)榮獲過(guò) Top500的第一名。今年2022年的6月，來(lái)自美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Frontier，力壓其它對(duì)手，摘得該榜單的冠軍。

從2013年開始，Top500不僅比算力，它新增了一個(gè)較量的環(huán)節(jié)——綠色超算。

之所以有這樣的變化，是因?yàn)橄胍獙?shí)現(xiàn)更快的超算，它的發(fā)熱量已經(jīng)變得讓我們的經(jīng)濟(jì)難以承受。所以超算領(lǐng)域需要面對(duì)一個(gè)新的指標(biāo)——不僅要快，而且要節(jié)能，也就是說(shuō)，綠色超算中比拼的是能效比。

我們?nèi)祟愂澜绲某阋呀?jīng)進(jìn)入E級(jí)（每秒1018次浮點(diǎn)運(yùn)算），而下一個(gè)目標(biāo)——超算Z級(jí)（每秒1021次浮點(diǎn)運(yùn)算）的實(shí)現(xiàn)將面臨前所未有的挑戰(zhàn)，其中一大挑戰(zhàn)就是處理器的能效比。

除了超算，對(duì)于信息技術(shù)爆炸的時(shí)代，還有一個(gè)大家伙也關(guān)系到我們每天的生活，這就是數(shù)據(jù)中心。

比如，F(xiàn)acebook就把數(shù)據(jù)中心放在位于北極圈的瑞典，那里常年的平均溫度在1.3度以下，就是因?yàn)樗陌l(fā)熱量太高了。即便如此，它的功耗峰值達(dá)到了120兆瓦，基本上達(dá)到一個(gè)核電站的發(fā)電量。未來(lái)，一方面我們的供電不是無(wú)限的，另一方面，我們每天對(duì)數(shù)據(jù)的需求是不斷增加的，這就是數(shù)據(jù)中心面臨的矛盾。

這些問(wèn)題其實(shí)在20世紀(jì)初從處理器隨摩爾定律的發(fā)展就已經(jīng)可預(yù)見。摩爾定律是由英特爾的一個(gè)創(chuàng)始人在上世紀(jì)六十年代提出的規(guī)律總結(jié)，他認(rèn)為集成電路每個(gè)芯片上的晶體管的數(shù)量，也就是集成度每18個(gè)月到24個(gè)月左右就會(huì)翻一番。但是到了2000年左右，晶體管的數(shù)目雖然還在沿著摩爾定律不斷發(fā)展，但是每個(gè)芯片上的時(shí)鐘頻率和功耗其實(shí)都已經(jīng)趨于平穩(wěn)。因?yàn)楫?dāng)集成電路芯片上晶體管的尺寸達(dá)到了物理的一個(gè)極限的時(shí)候，不能違背物理定律去發(fā)展，這就出現(xiàn)了摩爾定律的終結(jié)。

某種意義上，如今我們已經(jīng)進(jìn)入了后摩爾的時(shí)代，在后摩爾時(shí)代下，八仙過(guò)海，各顯神通，大家用各種方法致力于計(jì)算能力或信息處理的能力得到不斷提升，正因如此，國(guó)際器件與系統(tǒng)路線圖IRDS從2017年到現(xiàn)在，都有一個(gè)“beyond CMOS”的環(huán)節(jié)，包含了各種方案和顛覆性的思想，在其中低溫電子學(xué)的小分支里，超導(dǎo)集成電路一直被關(guān)注。

? 超導(dǎo)數(shù)字集成電路的基本知識(shí)??

我的研究領(lǐng)域，本質(zhì)還是一個(gè)非0即1的計(jì)算世界，但是區(qū)別于電子計(jì)算機(jī)，我們是用新型的超導(dǎo)集成電路來(lái)進(jìn)一步提升我們計(jì)算的能效比。

什么是超導(dǎo)數(shù)字集成電路呢？

我們知道，集成電路就是把計(jì)算需要的所有原件都集成在芯片上，超導(dǎo)集成電路就集成在超導(dǎo)晶圓上，乍一看跟CMOS的晶圓是一樣的，但放大看，這里面的開關(guān)是一種叫做超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的器件，它的連線和存儲(chǔ)也都是使用超導(dǎo)材料。

超導(dǎo)晶圓

再者，這里的“數(shù)字”，是說(shuō)它依舊是進(jìn)行0和1的運(yùn)算，只不過(guò)，這里的0和1信號(hào)不再是用電壓的高和低來(lái)代表，而是用單磁通量子的脈沖信號(hào)在超導(dǎo)環(huán)路中的有和沒(méi)有來(lái)代表0和1。

超導(dǎo)集成電路的三個(gè)特別的要素，其實(shí)就是材料、器件和邏輯。

首先是材料的發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)這個(gè)現(xiàn)象是1911年由H. K. Onnes 首先發(fā)現(xiàn)的，他把氦氣變成液氦，在4.2K的溫區(qū)，發(fā)覺(jué)液氨里面放入的金屬完全沒(méi)有電阻了。這就是我們低能耗的一個(gè)最基本的來(lái)源之一。此外，超導(dǎo)特有的現(xiàn)象——磁通量子化也與超導(dǎo)集成電路息息相關(guān)。磁通量子化的意思就是說(shuō)，超導(dǎo)環(huán)路內(nèi)有且僅有整數(shù)倍的磁通量子，這樣，我們就可以選擇整數(shù)倍為零或一來(lái)代表邏輯的0和1。

第二點(diǎn)，開關(guān)器件。超導(dǎo)集成電路的開關(guān)是一個(gè)叫約瑟夫森結(jié)的器件，它像三明治一樣，是兩塊超導(dǎo)體夾以某種很薄的勢(shì)壘層，它的發(fā)明人叫約瑟夫森，他在1962年發(fā)表了關(guān)于約瑟夫森結(jié)特有的約瑟夫森效應(yīng)的論文， 11年之后因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

約瑟夫森結(jié)作為一個(gè)開關(guān)，我們能夠通過(guò)一些調(diào)控讓它處在電壓為0和電壓為1的兩個(gè)不同的狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)開關(guān)的作用。其實(shí)，在約瑟夫森效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)不久，美國(guó)以及日本的很多計(jì)算的先鋒，都嘗試?yán)眉s瑟夫森結(jié)來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)的研發(fā)，它第一代的邏輯其實(shí)就跟CMOS一樣，用電壓的高和低來(lái)代表數(shù)字的0和1，并產(chǎn)出了很多芯片。但隨著CMOS的迅速發(fā)展，約瑟夫森結(jié)作為高低電壓開關(guān)的速度并沒(méi)有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，再加上超導(dǎo)器件對(duì)于環(huán)境要求嚴(yán)苛，人們沒(méi)有選擇使用它。

1985年，三位莫斯科國(guó)立大學(xué)的科學(xué)家提出了一種新的邏輯形式——SFQ邏輯門。它雖然還是用約瑟夫森結(jié)作為開關(guān)，但是它的數(shù)據(jù)形式從電壓電平邏輯變成了電壓脈沖的邏輯，這樣怎么進(jìn)行計(jì)算呢？還是以“與”門為例，CMOS的“與”門，是通過(guò)判斷兩個(gè)輸入是高還是低來(lái)決定輸出是高還是低，但是SFQ的“與”門，比它多加了一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，這是因?yàn)閮蓚€(gè)脈沖很難同時(shí)到達(dá)，所以我們?cè)试S它有一點(diǎn)時(shí)間間隔。我們?cè)谂袛噙壿嬢敵龅臅r(shí)候，當(dāng)某一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)，我們就通過(guò)觀察距離上一個(gè)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期內(nèi)，是否又來(lái)了一個(gè)脈沖，如果有，“與”門就輸出1，如果沒(méi)有，那就輸出0。在SFQ邏輯里，其他的門都是類似的。SFQ自從推出，很快就變成了超導(dǎo)集成電路的主流邏輯形式，因?yàn)樗膬?yōu)勢(shì)是非常明顯的。與其他集成電路技術(shù)，甚至第一代的超導(dǎo)集成電路技術(shù)相比，它的門延遲小，速度更快，功耗表現(xiàn)也有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，具有一定的吸引力和應(yīng)用前景。特別是在速度方面，SFQ邏輯門一經(jīng)誕生就展現(xiàn)出了非常令人驚訝的速度。1987年就達(dá)到了30GHz，1999年，在紐約州立大學(xué)石溪分校的中國(guó)人陳偉驗(yàn)證了T Flip-flop的最高工作頻率高達(dá)770GHz，接近太赫茲級(jí)別。

但是SFQ的劣勢(shì)其實(shí)也一直存在，那就是低溫的問(wèn)題。比如，CMOS芯片的測(cè)試只需將芯片放在PCB板上，再將PCB板連到各種各樣的測(cè)試儀器上進(jìn)行測(cè)試；對(duì)于SFQ邏輯來(lái)說(shuō)，我們得把芯片所在的PCB板放在測(cè)試桿里面，再把測(cè)試桿放入低溫的環(huán)境里面，這個(gè)低溫是我們?nèi)怏w不能承受的。計(jì)算，最終是要給人服務(wù)，計(jì)算的結(jié)果需要能讓我們?cè)谑覝叵驴吹?，所以，我們不可能把超?dǎo)集成電路放在成智能手機(jī)或者家用電腦，而超算則是它有望發(fā)揮用武之地的領(lǐng)域。

? 超導(dǎo)集成電路用于超算??

從1970年起，IBM就開始了長(zhǎng)達(dá)十幾年的一個(gè)項(xiàng)目，用約瑟夫森結(jié)通過(guò)第一代的邏輯進(jìn)行數(shù)字計(jì)算機(jī)的研發(fā)。十幾年之后，日本也開始了一個(gè)超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的大項(xiàng)目。但這兩個(gè)項(xiàng)目的結(jié)果都表明，第一代邏輯雖然可以進(jìn)行計(jì)算，但是它的速度相對(duì)CMOS并沒(méi)有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。上世紀(jì)八十年代，RSFQ邏輯發(fā)現(xiàn)以后，歐洲有過(guò)相關(guān)的大型項(xiàng)目布局，但幾年后隨著蘇聯(lián)解體而告終。

同時(shí)，上世紀(jì)八十年代，高溫超導(dǎo)的出現(xiàn)成為物理界里程碑的事件，歐洲和日本集中精力進(jìn)行高溫超導(dǎo)的研究。美國(guó)雖然也在高溫超導(dǎo)的研究上有所發(fā)力，但是從來(lái)沒(méi)有中斷過(guò)對(duì)低溫超導(dǎo)集成電路的研究。本世紀(jì)初，美國(guó)的研究積累實(shí)現(xiàn)了非常重要的兩個(gè)應(yīng)用，一個(gè)是將超導(dǎo)的SFQ電路用于國(guó)際上首個(gè)商用的量子絕熱計(jì)算機(jī)的操控，這被認(rèn)為是量子計(jì)算機(jī)中的一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)，即超導(dǎo)集成電路的操控技術(shù)；另一個(gè)應(yīng)用是他們形成了用在一些極端條件下的射頻接收系統(tǒng)。與此同時(shí)，科學(xué)家還在底層的器件上做了很多的探索，將SFQ的功耗比實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，從而進(jìn)一步為實(shí)現(xiàn)它在超算中的應(yīng)用助力。

2014年開始至今，隨著摩爾時(shí)代的終結(jié)，美國(guó)為應(yīng)對(duì)中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)，解決大數(shù)據(jù)、云計(jì)算時(shí)代能源消耗問(wèn)題，啟動(dòng)了超導(dǎo)計(jì)算機(jī)計(jì)劃，超導(dǎo)集成電路進(jìn)入美國(guó)很多大項(xiàng)目的部署。根據(jù)美國(guó)的估計(jì)，同樣運(yùn)算能力下超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的功耗僅為半導(dǎo)體超級(jí)計(jì)算機(jī)的1%。與此同時(shí)，日本的高能效超導(dǎo)處理器最新進(jìn)展也表明，即使加上冷卻超導(dǎo)芯片的成本，超導(dǎo)芯片整體能耗也比7nm芯片低80倍。

這個(gè)過(guò)程中，我們中國(guó)在哪里？至少在2011年之前，超導(dǎo)集成電路領(lǐng)域還沒(méi)有中國(guó)團(tuán)隊(duì)進(jìn)入。令我倍感自豪的是，我們團(tuán)隊(duì)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)系統(tǒng)的在超導(dǎo)集成電路領(lǐng)域工作的團(tuán)隊(duì)，當(dāng)然，也離不開很多兄弟學(xué)校和科研院所與我們合作。經(jīng)過(guò)6到7年的努力， 2020年，我們自己的超導(dǎo)集成標(biāo)準(zhǔn)工藝“SIMIT-Nb03”首次被收錄在IRDS路線圖上，打破了美日德加多年的壟斷。

現(xiàn)在，我們的共同目標(biāo)依舊是要助力超算的瘦身夢(mèng)想。

集成電路是一個(gè)鏈條非常長(zhǎng)的研究，設(shè)計(jì)、工藝、封裝、測(cè)試、制冷、系統(tǒng)互聯(lián)等方面都需要不停的妥協(xié)、共同進(jìn)步，才能夠最終實(shí)現(xiàn)芯片的成功。目前，我們迫切需要努力的方向就是提升我們芯片的集成度，以及超導(dǎo)IC高可靠的設(shè)計(jì)方法和EDA工具等，都是我們正在探索的SFQ電路規(guī)模提升的關(guān)鍵技術(shù)。

? 作為女性科學(xué)家想說(shuō)的話??

無(wú)論工作于哪一個(gè)行業(yè)，一定要找到自己想要的，然后堅(jiān)持下去。我的研究生里，女生的比例與男生相當(dāng)，而科研領(lǐng)域中的女生卻依舊很少，這可能是因?yàn)?，進(jìn)入社會(huì)之后，家庭對(duì)女性的額外壓力會(huì)提高。

拿我的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，在我和先生事業(yè)成長(zhǎng)的關(guān)鍵期，我們會(huì)通過(guò)商量不斷調(diào)整時(shí)間的分配和家庭責(zé)任的承擔(dān)，工作上相互支持，事實(shí)上，這種方式?jīng)]有影響他的研究，也沒(méi)有影響我的研究。從女性的角度來(lái)說(shuō)，你只要想好要從事一個(gè)行業(yè)，你一定會(huì)找到一個(gè)讓你干下去的方法。

關(guān)于興趣是什么？要回答這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)是要更好的認(rèn)知自己。以我自己為例，做集成電路其實(shí)也有很多種不同的研究，我在讀博期間主要的工作是在電腦上進(jìn)行一些設(shè)計(jì)并完成測(cè)試，其中動(dòng)手安裝芯片等測(cè)試的操作步驟我就不太擅長(zhǎng)。后來(lái)我想，可能我個(gè)人的動(dòng)手能力遠(yuǎn)不如動(dòng)腦，在做的設(shè)計(jì)的時(shí)候從一開始接觸就不討厭它，即使加班加點(diǎn)也不覺(jué)得這件事情讓我很痛苦，并且很快的感覺(jué)到通過(guò)努力能得到比較好的效果。如果你找到了這種感覺(jué)，也許這就是你可以發(fā)力的地方和你未來(lái)的興趣點(diǎn)。

任潔：研究員，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所超導(dǎo)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任。在紐約州立大學(xué)石溪分校取得博士學(xué)位，曾在領(lǐng)域知名企業(yè)從事研發(fā)工作，具有豐富的超導(dǎo)SFQ集成電路研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。于2015年加入中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所。任潔長(zhǎng)期從事超導(dǎo)SFQ集成電路領(lǐng)域研究工作，主要研究方向?yàn)椋盒滦偷凸某瑢?dǎo)邏輯電路、超導(dǎo)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、超導(dǎo)集成電路單元庫(kù)、超導(dǎo)模擬仿真等EDA、低溫探測(cè)器高速讀出等。主持了國(guó)家自然科學(xué)基金面上、重大研究計(jì)劃培育等項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)青年項(xiàng)目、中科院A類先導(dǎo)專項(xiàng)項(xiàng)目等科研項(xiàng)目及人才項(xiàng)目，取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，在射頻接收器、先進(jìn)超導(dǎo)集成工藝等領(lǐng)域中得到了實(shí)際應(yīng)用。在SUST、ACS NANO、IEEE-TAS等期刊上發(fā)表SCI論文30余篇，申請(qǐng)發(fā)明專利40余件。

墨子是我國(guó)古代著名的思想家、科學(xué)家，其思想和成就是我國(guó)早期科學(xué)萌芽的體現(xiàn)。墨子沙龍的建立，旨在傳承、發(fā)揚(yáng)科學(xué)傳統(tǒng)，倡導(dǎo)、弘揚(yáng)科學(xué)精神，提升公民科學(xué)素養(yǎng)，建設(shè)崇尚科學(xué)的社會(huì)氛圍。

墨子沙龍面向熱愛(ài)科學(xué)、有探索精神和好奇心的普通公眾，通過(guò)面對(duì)面的公眾活動(dòng)和多樣化的新媒體平臺(tái)，希望讓大家了解到當(dāng)下全球最尖端的科學(xué)進(jìn)展、最先進(jìn)的科學(xué)思想，探尋科學(xué)之秘，感受科學(xué)之美。

墨子沙龍由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院及浦東新區(qū)南七量子科技交流中心主辦，受到中國(guó)科大新創(chuàng)校友基金會(huì)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教育基金會(huì)、浦東新區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)及浦東新區(qū)科技和經(jīng)濟(jì)委員會(huì)等支持。

編輯：黃飛

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