中科院研究员孙东明：给芯片“装空调”的人

左起：青海团西宁市兴海路街道党工委书记刘小蓉、辽宁团中国科学院金属研究所研究员孙东明、贵州团“中国天眼”总工程师姜鹏。（南方周末记者 苏有鹏/图）

“我们已实现包括宇航级到工业级，一系列微型半导体器件的真正国产化。”2023年3月7日14时，在十四届全国人大一次会议第二次全体会议开始前的“代表通道”上，中国科学院金属研究所研究员孙东明指出，国产温控器件研制已经获得重大进展，“彻底打破以往国外对中国高端温控器件的垄断”。

孙东明举例称，2022年7月，中国自主研制的高性能温控器件搭载火箭和卫星顺利升空，首次实现国产温控器件在500公里太空成功在轨验证。

“代表通道”采访活动在人民大会堂的新闻发布厅举行，历时共31分钟，由两组共6位人大代表进入人民大会堂的新闻发布厅，与在场记者展开会前交流。

第二组代表中，除了孙东明外，还有“中国天眼”总工程师姜鹏和青海省西宁市兴海路街道党工委书记刘小蓉，二者分别就FAST“中国天眼”工程研制过程和基层工作经历，回应记者提问。

“给芯片装空调”

手机因电池过热运行变慢的问题，曾困扰不少用户。究其原因，是温度对芯片的性能有显著影响。“要让半导体芯片把最好的性能发挥出来，就一定需要温控器件。”孙东明说。

孙东明长期从事新型半导体器件研究。长期以来，中国温控器件领域存在“卡脖子”的技术难题，5G光模块中的制冷器件从材料到集成技术严重依赖进口。为了解决这一问题，孙东明带领团队开展基础科学研究和关键技术攻关，成功研制了微型半导体温控器件。

温控器件如何发挥作用？孙东明解释，“不到一角钱硬币大小”的器件安装在半导体芯片上，通电后，器件上下表面产生上百度的温差，帮助半导体芯片发挥最好的性能——他将这个过程比喻为“给芯片装空调，冬暖夏凉，非常适宜”。目前，国产温控器件已经广泛地应用于激光通信、车载激光雷达、探测器、面阵以及生物医疗等领域。

“这些技术研究成果入选了2020年度中国半导体十大研究进展，和2021年中国光学领域二十大社会影响力事件，（温控器件）从原材料的配方到关键工艺技术，再到制造加工设备，从全链条的维度实现了完全国产、自主可控。”孙东明说。

在2023年全国人代会上，孙东明也带来了自己的建议。“建议国家有关部门加速推进关键核心技术的国产化自主可控进程，实现创新链、产业链、市场链的融合发展。”

据了解，孙东明带领科研团队研制的微型半导体温控器件，以专利等无形资产作价入股的方式，在沈阳市浑南区实现落地转化：2021年9月，辽宁冷芯半导体科技有限公司成立，孙东明为创始人之一。该公司研发生产的高性能多级微型半导体制冷芯片，月产能已经突破30万枚。

保持来之不易的领先优势

“代表通道”上，“中国天眼”总工程师姜鹏也分享了自己的经历。

2023年是姜鹏从事被誉为“中国天眼”工程研究的第十四年。该研究的全称为500米口径球面射电望远镜，简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州境内。它是当今世界最大的、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。

天眼的研发过程存在什么困难？姜鹏回忆，2010年，FAST曾面临近乎灾难性的技术风险，即索网疲劳问题。

由于FAST的特殊工作方式，500米跨度索网经常要在球面和抛物面之间频繁变化，导致拉索要长期承受高达500MPa（兆帕，压强单位）的疲劳应力，是传统规范规定的2.5倍以上。姜鹏和团队几乎针对所有关键性制索工艺进行改进，前后失败近百次，在全国各地昼夜不停进行实验和测试，历时两年，终于研制出适用于FAST的成品索结构，为望远镜按时落成起到了决定性作用。

自2020年1月开始，FAST已投入运行三年有余。姜鹏总结称，“截至目前，FAST发现脉冲星数量已经超过740余颗，是同一时期国际上所有其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上，产生了一系列具有国际影响力的科技成果。”

“如果把视线方向调向未来，我想我们还要保持足够的清醒。”谈及中国天眼的发展进程，姜鹏表示，必须努力推进先导阵列的规划和建设，扎扎实实地解决一些关键技术问题，不断提升望远镜性能。“只有这样，我们才有可能在日趋激烈的国际竞争背景下，保持FAST来之不易的领先优势。”

南方周末记者 苏有鹏 南方周末实习生 何夏怡