孫東明：給半導體芯片安“空調”

閆克賦 厲飛

隨著云層漸厚，天色陰沉下來，快要下雨了。有的孩子因為不能繼續在外面玩耍而發出怨言，卻有一個男孩一臉興奮，帶著期待的心情站到了窗前。他一會兒看雨，一會兒看云，忙得不亦樂乎。他的父母好奇地問他在干什么，他回答說：“我在觀察雨勢大小和云彩顏色、形狀的關系呢，很有意思。”他父母聽了，笑著叨咕說，這孩子將來保不準會成為氣象學家呢。

這個有些與眾不同的男孩就是本文的主人公——全國人大代表、中國科學院金屬研究所研究員孫東明。雖然沒有成為父母所說的氣象學家，但他已是半導體芯片領域的知名科學家，并取得了讓人刮目相看的成就。

凸顯理科優勢

“經歷過許多事情后，看雨的快樂心情沒有小時候那么純粹了，但一到雨天還是會很興奮。”孫東明笑著告訴記者。回頭去看，他這個從小就有的偏好，其實從一個角度反映了他的理科生潛質——喜歡探索未知。

小時候，孫東明的父母在院子里種了葫蘆。有一年，在葫蘆成長的過程中，孫東明嘗試給葫蘆“動手術”，為的是觀察這種操作對葫蘆生長的影響，從而獲得了帶著“寶葫蘆、金葫蘆”標簽的近乎自然長成的葫蘆。對這個有著各種新奇想法的兒子的行為，孫東明的父母從未加以阻攔，讓他的天性得到了極大釋放，對他日后的成長不無裨益。

上學后，孫東明在理科方面的優勢漸漸顯現出來。從一開始直到高中畢業，他學習數理化等科目非常輕松，數學拿滿分更是常見。但他也發現，自己在語言學習方面的表現雖然說得過去，但比起理科科目的學習，就沒那么游刃有余了。他至今還記得，每次作文課都是兩節課連上，而他往往第二節課快下時才能匆忙完成上交，只有在遇到順手的主題時才能寫出一篇佳作。

對此，孫東明表示，“這沒關系，人很難做到全才，只要堅持發揮長處就好”。在文理分科的時候，孫東明毫不猶豫地選擇了理科。與生俱來的理科思維優勢，讓他成為全校有名的學霸，經常占據著頭名的位置。高考時，他以幾分之差與頂級名校擦肩而過，進入吉林大學電子工程系電子材料與元器件專業學習，一般人看著就頭疼眼暈的各種算式符號，在他眼里卻是美妙的存在。帶著這種如魚得水的感覺，孫東明在本科畢業后，獲得研究生免試保送的機會，一鼓作氣拿下了微電子學與固體電子學專業的碩士和博士學位。為了進一步提高科研能力，孫東明聽從導師建議，決定到日本從事博士后研究。

樹立奮斗目標

當年高考前夕，老師讓班里同學講一下職業理想，孫東明說的是“為人類發展和進步努力”。現在回想起來，孫東明說當時定的目標過于遠大，說的只是心里的感覺。不過，在日本留學過程中，經歷一些世事后，孫東明的奮斗目標漸漸明晰起來。

在異國他鄉感受到不同的風光和文化，孫東明也想走走看看，但他覺得這么做太浪費時間，就把活動范圍越縮越小，買生活必需品的超市、實驗室、住所，成為他最經常去的地方。由于接觸外界不多，孫東明作出了一個另類的決定：既然語言天賦不足，學習日語必然會消耗很多精力，那就多用英語交流，省下的時間全用來搞科研。6年時間里，他就用這樣的方式，先后在日本東京工業大學和名古屋大學從事微納電子器件領域的博士后研究。

為了早日學成，孫東明過著無比規律的近乎苦行僧式的生活：回國前的幾個月，為了做好一項完整系統的研究工作，他每天凌晨2點從實驗室回住所休息，7點鐘又起床開始新一天的工作。孫東明說，和一些人比起來，他只能算是比較聰明，要取得更大成就，只能靠堅持和努力來加持。做實驗的時候，別人做一遍，他都是多做幾遍，直到自己滿意為止。超常的付出給他帶來了豐厚的回報，幾年時間里，他發表了多篇高水平專業論文，在這個領域聲名鵲起。孫東明的導師對他非常欣賞，因為他并不是在導師已經取得成果的領域開展完善提高性研究，而是在新領域進行了拓展，并取得了突破性成果。不過，這些科研成果的歸屬權要區分國籍和研究機構，這種現實深深刺激了孫東明。他深刻認識到，只有靠科技創新才能掙脫卡在脖子上的枷鎖，攻克“卡脖子”難題從此成為他心中的奮斗目標。

攻克“卡脖子”難題

在很多人眼里，半導體芯片是很“高大上”的，衛星火箭都離不開它；但它同時又是“接地氣”的，與我們每個人的生活息息相關。比如，在使用手機的過程中，我們都有過這樣的煩惱：電池發熱發燙、運行速度越來越慢、游戲卡殼……

對此，孫東明向記者做了科普：半導體芯片的性能會隨著溫度的升降而發生顯著變化，要讓它把最好的性能發揮出來，就要為它配備一個溫度控制器件，相當于給芯片安裝空調，以便讓它經常處于適宜的工作溫度環境。

理想很豐滿，但現實很骨感：在相當長的一段時間里，在我國眾多的快速發展領域中，溫控器件幾乎全部依賴進口。“有沒有？”“何時有？”“什么價？”看人臉色的日子真是不好過！

2018年7月，在成會明院士帶領下，以孫東明和邰凱平為骨干的研究團隊組建完成。明知前方布滿荊棘，孫東明和團隊還是勇敢地走進了一片未知領域，力爭用自己的雙手，徹底扭斷卡在我國溫控器件脖子上的枷鎖。

孫東明和團隊要研制的半導體溫控器件，其實還不到一角錢硬幣大，可它浸透著科研人員的心血。從著手研究到取得成功，孫東明和團隊度過了1000多個晝夜顛倒的日子。

為了讓一項計算參數與模擬實驗測試結果相吻合，在一段時間里，孫東明整天泡在實驗室里，眼睛緊盯電腦屏幕，一坐就是一天：不對就重來，修改后再測；繼續模擬，繼續測試……孫東明進入了一種瘋魔的工作狀態。在出差的飛機上、火車上，甚至在餐桌上吃飯時，一組組數據都會在他腦海里不斷浮現，讓他寢食難安。生活中的孫東明是運動愛好者，曾拿過金屬所組織的網球賽的雙打季軍，身體素質相當好。可是在這種高強度的消耗下，孫東明的身體也有些吃不消了，有一段日子，他總是感到胸悶。

和他的身體一起亮紅燈的，還有部分團隊成員的情緒。一次、兩次、三次……在經歷了上百次失敗后，有的成員開始心生懷疑：我們能行嗎？這種情緒一旦蔓延，比自己身體不適帶來的負面影響可大多了。孫東明適時地給大家鼓勁加油：“越接近成功的時候，往往困難越大。現在遇到的困境，從另一個角度看，說明我們在前進，很可能馬上就要迎來突破。”在孫東明的影響下，大家再燃激情，在山重水復中迎來了柳暗花明的時刻：測試結果越來越接近理論設計，從核心關鍵材料的組分到關鍵集成加工技術，取得了一個又一個階段性突破。歷經煎熬后，孫東明和團隊終于攻克了溫控器件“卡脖子”技術難題。

2022年7月24日14時22分，是孫東明終生難忘的時刻。由中科院研制的火箭和衛星順利升空，其中的高性能溫控器件正是孫東明和團隊研制的。這是國產微型半導體溫控器件首次在500公里太空成功實現在軌驗證，標志著我國實現了包括宇航級和工業級在內的微型半導體溫控器件的真正國產化，徹底打破了國外對我國高端溫控芯片的壟斷。

那天，孫東明就在現場。站在大屏幕前，在火箭點火的瞬間，他的心一下子提到了嗓子眼，直到各項數據順利傳輸回來，才慢慢放下心來。雖然很開心，孫東明也只是在食堂和大伙一起吃個自助餐，用飲料代酒碰杯慶祝一下，就返回遼寧忙工作了。

“走出”實驗室

3月7日下午，十四屆全國人大一次會議第二場“代表通道”開啟。在中外記者的翹首以待和此起彼伏的快門聲中，孫東明閃亮登場，生動詮釋了科技戰線自主創“芯”硬實力。孫東明淡定從容，侃侃而談，打破了很多人對于科學家的印象：科學家是“長”在實驗室的，只知道搞科研，和外界接觸少，木訥寡言。

說起來，孫東明以前還真是不咋愛說話。但是自從成為全國人大代表后，孫東明認識到，搞科研雖然離不開實驗室，但也絕不能囿于實驗室。于是在科研之余，他走訪政府科技職能部門、拜訪兄弟科研院所、廣泛接觸同行。在這個過程中，他越發認識到“走出”實驗室的必要性：只有擁有扎實的數據，提出的建議才更有可操作性。在這個過程中，他也體會到了“走出”實驗室帶來的樂趣。正因為如此，在和他同一“代表通道”出場的人大代表選擇在休息室穩定情緒的時候，他卻走出去觀察起其他人大代表怎么發言。一個記者敏銳地捕捉到了這一點，找他聊了幾句，發現他表達能力挺強，就臨時起意，預約了一個采訪。而正是這個采訪，讓他獲得了與來自湖北的全國人大代表、信息存儲領域專家馮丹探討合作的機會。

孫東明認為，需要“走出”實驗室的不只是科學家，還有科研成果。他在全國人大代表建議中也提出，要“完善從創新鏈到產業鏈及市場鏈的‘最后一公里跨越”。讓孫東明感到高興的是，在中科院和遼寧省科技成果轉化政策支持下，他和團隊的微型半導體溫控器件科研成果已在沈陽落地轉化。他們注冊成立了生產企業，月產能已突破30萬枚。

采訪的最后，孫東明鏗鏘有力地講道：“當前，遼寧正在全力實施全面振興新突破三年行動，作為一名科學家，我要心系‘國家事、肩扛‘國家責，為實現國家高水平科技自立自強、建設世界科技強國而努力奮斗，為實現遼寧全面振興貢獻力量！”