2019年12月，舊金山。第65屆IEEE國(guó)際電子器件會(huì)議的頒獎(jiǎng)大廳燈光聚攏。主持人念出一個(gè)名字——黃芊芊。

臺(tái)下掌聲涌了起來(lái)。這個(gè)獎(jiǎng)叫＂電子器件學(xué)會(huì)青年成就獎(jiǎng)＂，由全球最大的專業(yè)科技組織IEEE頒發(fā)，每年只給三個(gè)人。

評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)極其嚴(yán)苛，不少科學(xué)家一輩子都摸不到邊。黃芊芊拿到了，她是亞洲地區(qū)唯一的獲獎(jiǎng)?wù)撸彩窃摢?jiǎng)項(xiàng)歷史上第二位來(lái)自中國(guó)科研單位的學(xué)者。這一年，她剛滿30歲。

更讓國(guó)際學(xué)界意外的一件事是：她沒有任何海外求學(xué)經(jīng)歷。兩次拒絕海外名校邀請(qǐng)，一路在國(guó)內(nèi)讀完本科、博士，地地道道的＂土博士＂。沒有留洋鍍金，沒有海歸光環(huán)，從江西小城走出來(lái)的姑娘，靠十幾年如一日的死磕，硬是撕開了一道口子。

故事得從江西上饒說(shuō)起。

黃芊芊出生在上饒一個(gè)普通家庭。打小就是學(xué)霸，初中到高中，幾乎每次考試都能拿第一。別的小孩在外面瘋跑，她一個(gè)人窩在屋里鉆研難題。鄰居看著這姑娘，安安靜靜的，誰(shuí)也猜不到她以后能走多遠(yuǎn)。

2003年，14歲的黃芊芊考進(jìn)了上饒一中。到了填高考志愿那會(huì)兒，一向聽話的她頭一回跟爸媽＂杠＂上了。母親想讓她學(xué)醫(yī)或者當(dāng)老師，父親覺得金融專業(yè)有前途。

黃芊芊偏偏誰(shuí)的話都沒聽，蹦出一句讓全家愣住的話：＂我要學(xué)電子學(xué)，將來(lái)用電子技術(shù)解決中國(guó)面臨的實(shí)際問題。＂十幾歲的孩子，說(shuō)這話聽著像在喊口號(hào)。可后來(lái)的事實(shí)證明，她字字當(dāng)真。

2006年，黃芊芊從上饒一中考入北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，17歲。

初到燕園，壓力劈頭蓋臉地砸過來(lái)。北大什么時(shí)候缺過天才？競(jìng)賽金牌得主、各省狀元擠在同一間教室里。

黃芊芊的辦法很＂笨＂——泡圖書館、做實(shí)驗(yàn)、推公式，把所有能用的時(shí)間全壓在課業(yè)上。這種拼法很快引起了微電子領(lǐng)域泰斗黃如院士的注意。黃如評(píng)價(jià)她：做事冷靜從容，學(xué)習(xí)刻苦，對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域敏感度高，是塊搞科研的好料子。

大三那年，命運(yùn)的齒輪擰動(dòng)了。

黃芊芊接受黃如院士的邀請(qǐng)，進(jìn)了課題組，直接選了難度最高的方向——超低功耗微納電子器件。這個(gè)選擇在當(dāng)時(shí)看來(lái)有點(diǎn)＂愣＂。

中國(guó)集成電路起步晚、底子薄，超低功耗器件更是國(guó)際學(xué)術(shù)圈里的硬骨頭，全球只有屈指可數(shù)的幾個(gè)頂尖團(tuán)隊(duì)在啃。朋友們勸她：＂這個(gè)領(lǐng)域短期內(nèi)很難突破，你可能把整個(gè)青春搭進(jìn)去也看不到結(jié)果。＂她聽了，笑笑，沒接話。

本科畢業(yè)時(shí)，國(guó)外知名大學(xué)向她遞來(lái)了橄欖枝。黃芊芊毫不猶豫地拒絕了，選擇留在北大。有人說(shuō)她傻。她什么也沒辯解，轉(zhuǎn)身扎進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。

之后是五年直博。2015年，她拿到了北京大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。五年，看起來(lái)一路順當(dāng)，可中間的苦只有她自己清楚。

她后來(lái)回憶說(shuō)：＂我們當(dāng)時(shí)做一次硅基隧穿晶體管的流片，工藝苛刻、工序冗長(zhǎng)，花了差不多一年時(shí)間。要是沒做成，就得再來(lái)一輪。周期太長(zhǎng)了，必須有很強(qiáng)的耐心。＂

＂一輪實(shí)驗(yàn)花一年＂——這種節(jié)奏足以磨掉大多數(shù)人的熱情。但黃芊芊偏偏是那種越難越往前沖的人。

她到底要攻克什么問題？說(shuō)白了就一句話：芯片越做越小，速度越來(lái)越快，功耗也跟著飆升。萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等終端對(duì)芯片功耗要求極高。功耗降不下來(lái)，芯片做得再小再快也是白搭。

黃芊芊的選擇很務(wù)實(shí)。她沒有去追逐新材料的熱潮，而是扎根已有的硅基體系里搞創(chuàng)新。她的解釋很樸素：＂新材料距離實(shí)際應(yīng)用目前還比較遠(yuǎn)，在原有的硅基體系里去創(chuàng)新，能更好地讓成果落地。＂但這也意味著，她要在一個(gè)被研究了幾十年的老材料上找到新路子，難度極大。

傳統(tǒng)晶體管有一道物理極限——玻爾茲曼亞閾值擺幅極限。這道墻看不見摸不著，卻擋在所有想降低功耗的研究者面前。

基于量子帶帶隧穿機(jī)理的硅基隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管，理論上能突破這道極限。問題出在哪呢？隧穿電流太小，開態(tài)電流不夠高，性能撐不起實(shí)際需求。低功耗與高性能之間怎么平衡？這是一個(gè)世界級(jí)難題。

在王陽(yáng)元院士與黃如院士指導(dǎo)下，黃芊芊與同伴們提出了一套開創(chuàng)性的新理論——＂混合控制＂機(jī)制。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是用傳統(tǒng)肖特基注入機(jī)理解決開態(tài)低的問題，再利用隧穿機(jī)理實(shí)現(xiàn)低關(guān)態(tài)與超陡亞閾值擺幅。兩條路合在一起走，各取所長(zhǎng)。

理論提出來(lái)了，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才是真正的戰(zhàn)場(chǎng)。

為了驗(yàn)證這套新理論，黃芊芊花了整整一年。白天鉆進(jìn)工藝間做實(shí)驗(yàn)，晚上回來(lái)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。到了緊要關(guān)頭，連續(xù)通宵是家常便飯。

一年下來(lái)，整個(gè)人瘦了一圈。白大褂幾乎沒怎么脫過，凌晨三四點(diǎn)還盯著數(shù)據(jù)。困了就在操作臺(tái)邊趴一會(huì)兒，醒來(lái)接著干。有人叫她＂鐵人＂，她自己大概不這么覺得——她只是怕慢了一步，被別人搶先。

好在，天沒負(fù)她。混合控制理論在實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)可行。

可緊接著，又一道坎擺在面前：工藝上怎么做出非常陡的隧穿結(jié)？常規(guī)工藝做不出理想中的陡峭結(jié)構(gòu)，理論再漂亮也只能停留在紙面上。黃芊芊與團(tuán)隊(duì)又提出了＂結(jié)耗盡調(diào)制效應(yīng)＂這一新機(jī)理，用橫向條形柵結(jié)構(gòu)替代常規(guī)柵結(jié)構(gòu)，巧妙地實(shí)現(xiàn)了陡峭的帶帶隧穿結(jié)。

一環(huán)套一環(huán)。每解決一個(gè)問題就冒出下一個(gè)。她始終沒退縮。

她研制出的新機(jī)理超低功耗器件，打破了國(guó)際上硅基隧穿器件的亞閾擺幅紀(jì)錄，器件綜合性能達(dá)到了同類器件中全球最高水平。

2017年，黃芊芊正式成為北大微納電子學(xué)系的研究員、博士生導(dǎo)師。28歲，博導(dǎo)。同一年，她入選中國(guó)＂未來(lái)女科學(xué)家計(jì)劃＂，成為該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來(lái)微電子領(lǐng)域的首位青年學(xué)者，當(dāng)年全國(guó)僅有4人入選。

2019年是她的＂爆發(fā)年＂。先入選了福布斯＂中國(guó)30位30歲以下精英榜＂，年底又在舊金山捧起了IEEE青年成就獎(jiǎng)。同屆另外兩位獲獎(jiǎng)?wù)叻謩e來(lái)自意大利波爾扎諾自由大學(xué)與美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校。三個(gè)人，三個(gè)國(guó)家，她是唯一來(lái)自亞洲的面孔。

也是這一年，北大錄取通知書改版，邀請(qǐng)了7位杰出校友給新生寫寄語(yǔ)信，黃芊芊是其中之一。很多新生拆開信封時(shí)好奇：這位年輕的＂姐姐＂到底是誰(shuí)？進(jìn)了北大才知道——人家已經(jīng)是博導(dǎo)了。

如今的黃芊芊，已經(jīng)是北京大學(xué)集成電路學(xué)院長(zhǎng)聘教授、博雅特聘教授、教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授，同時(shí)擔(dān)任學(xué)院院長(zhǎng)助理。

把視角拉遠(yuǎn)一些看，黃芊芊的個(gè)人成長(zhǎng)軌跡，恰好嵌在中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)艱難爬坡的大背景中。美國(guó)圍堵中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已有時(shí)日，從芯片到制造芯片的設(shè)備，處處設(shè)限。

但中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)反而在壓力下加快了成長(zhǎng)節(jié)奏，自主研發(fā)能力明顯增強(qiáng)。2025年前11個(gè)月，中國(guó)出口集成電路產(chǎn)品1.29萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)25.6%。越是被＂卡脖子＂，越激發(fā)出一股不服輸?shù)膭蓬^。

黃芊芊身上最打動(dòng)人的地方，是一種很樸素的＂不信邪＂。她沒有戲劇性的逆襲劇本，也沒有天降奇遇。有的只是日復(fù)一日地推公式、跑工藝、調(diào)參數(shù)、記數(shù)據(jù)。她說(shuō)過一句話：＂做科研能出成果，一定是你對(duì)它足夠熱愛，然后足夠想把事情做好，才能真正做出有用的東西。＂

面對(duì)美國(guó)開出的高薪邀請(qǐng)，黃芊芊始終沒動(dòng)過心。她回應(yīng)得干脆：＂我是中國(guó)人，是一個(gè)中國(guó)科學(xué)家，不會(huì)為外國(guó)人做事。＂

2019年寫給北大學(xué)弟學(xué)妹的那封信里，她引了一句話：＂一個(gè)人生活力之強(qiáng)弱，以能否朝抵抗力最大的路徑為準(zhǔn)；一個(gè)國(guó)家或是一個(gè)民族也是如此。＂

拿這句話去概括她自己的路，再合適不過。她選的就是抵抗力最大的那條——留在國(guó)內(nèi)，啃最硬的課題，做最基礎(chǔ)的研究——然后一步一步，把路走通了。

她還說(shuō)過，未來(lái)降低功耗、提高性能功耗比將成為集成電路發(fā)展的新標(biāo)尺，需要更加重視半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)研究并且持續(xù)投入。在她的實(shí)驗(yàn)室里，下一塊＂中國(guó)芯＂的跳動(dòng)聲或許已經(jīng)在醞釀中了。

人們喜歡用＂天才＂來(lái)形容這類人。可黃芊芊的故事偏偏說(shuō)明了另一件事：真正改變格局的力量，往往來(lái)自那些甘坐冷板凳、愿意在無(wú)人喝彩處深耕的普通人。她不過是把別人猶豫的時(shí)間，全都拿來(lái)做實(shí)驗(yàn)了。