深大特聘教授赵晓锦：用“芯”做顶天立地的科研

从北大启航

从此与“芯”结下不解之缘

如今在深大这片热土

教书育人 开拓创新 回馈社会

二十余年的求学和任教时光

他始终奋斗在

传感芯片技术研发

和人才培养的前沿高地

他是深大电子与信息工程学院

特聘教授、博士生导师

赵晓锦

他以求知若渴的精神

在微电子的世界里

探寻创新发展之路

以教书育人的热情

点亮学生心中的科技之光

以科研报国的情怀

攻克技术难关

让“中国芯”在世界舞台上

熠熠生辉

赵晓锦与团队探讨研究课题

从北大到港科大，与“芯”结缘

2001年，赵晓锦以优异的成绩被北京大学计算机科学技术系微电子学专业录取。“如果把计算机比作人体，软件是灵魂，硬件是支撑这一切的骨骼，那么微电子学专业正是这骨骼中的精髓，承载着硬件领域的未来与希望。”赵晓锦说。

彼时，人们对微电子学专业知之甚少，未意识到CPU芯片、内存芯片等关键部件难以自给的问题，将成为日后国家信息技术产业发展的“绊脚石”。“当时全国开设微电子学专业的高校屈指可数，北大是相对较早开设这个专业的高校之一，但招生人数也不多，我所在的2001级仅有54名学生。”赵晓锦回忆。国家对这一领域的未来发展寄予厚望，他在北大的本科生涯中扎实学习了微电子学特别是半导体器件方向的知识，为未来的学术道路奠定了坚实的基础。

2005年，赵晓锦从北大本科毕业，前往在微电子学领域集成电路设计方向实力雄厚的香港科技大学深造。这期间，赵晓锦在偏重集成电路设计类的课程上得到了更为系统化的培养，这也深刻影响了他未来的教学与科研生涯。“我现在任教的这门《集成电路CAD》课程，其实也是借鉴了港科大的本科课程体系。”他说。

博士在读期间，赵晓锦的研究方向逐渐转向集成电路系统芯片设计。“我觉得系统芯片设计更偏工科，有一定的挑战难度，但其芯片规模更大，应用性也更强，它与半导体器件是两个相辅相成的研究方向。”后来在射频异质异构集成全国重点实验室的科研实践中，他融合两个方向，运用器件和电路的协同设计与仿真技术，持续为该领域自主创新注入专业动能。

回望自己的求学道路，赵晓锦感慨万分。找到自己热爱并愿意为之奉献的研究方向，与“芯”结缘的每一步都凝聚了他的汗水与坚持。“不要害怕挑战，更不要轻易放弃深造的机会。”他深知，求学之路并非坦途，但正是这些挑战与磨砺，才铸就了今天的他。

用“芯”做顶天立地的科研

为了有更充足的时间研究喜欢的课题，赵晓锦选择踏上科研道路。在香港科技大学攻读博士学位期间，他开始从事传感系统芯片研究。

赵晓锦参加中国计算机学会芯片大会

 “研发传感系统芯片，就是在模拟人的五官。”早期的传感系统芯片研究，主要集中在图像传感器上。赵晓锦就读本科期间，图像传感器又被称为“电子眼”，在当时是一个相对“时髦”的概念。近20年过去，图像传感芯片不止于模拟人眼，更实现了超越人眼的功能。

2021年，华为海思技术有限公司委托赵晓锦团队进行先进图像传感芯片的研发。为了实现更低的成本和功耗，赵晓锦及其团队设计了系统级图像传感芯片，将传感器像素单元、模拟接口读出电路和数字控制电路等多种功能模块集成在一颗芯片上；同时，又研发了用于提高图像传感芯片成像质量的新型像素单元，能够在像素内实现感算融合的功能，更好地模拟了人眼视网膜中的视觉神经细胞。赵晓锦团队研发的这一图像传感芯片，与华为联合申请了专利，对国内外相关领域的发展起到了很大的推动作用。

除了通过芯片看世界的“电子眼”，模拟人类嗅觉的“电子鼻”气体传感芯片则能够借助对周围气味的精确感知，获取并分析目标气体中的化学成分。作为新兴的研究领域，气体传感芯片对半导体制备工艺的要求更高，同时也需要满足低功耗、小型化的要求，因此成熟的商业化产品较少。

赵晓锦经常憧憬能够在手机内植入气体传感系统芯片：“有朝一日，商用手机会新增一项工业标准，其机身都需要为气体传感芯片预留进出气体的孔洞，可对各类生活和工业环境的气体成分作出精确的识别与分析。”

2023年底，赵晓锦团队与广汽研究院合作，将自主研发的“电子鼻”芯片推向产业化应用。团队利用8个月的时间完成了气体传感芯片系统的样机开发，并结合先进的人工智能算法，实现了目标气味物质的快速分析与检测。

回望走过的科研路，赵晓锦为自己能做“顶天立地的科研”感到十分满足：“看到自己的成果能在顶级期刊和会议上发表，并在国际集成电路顶级会议上宣讲自己团队的最新研究成果，这种自豪感和成就感不亚于运动员站上奥运领奖台。”从自己研发的芯片被点亮，到真正落地并实现产业化，赵晓锦看到了技术照进现实的曙光。

以“兴趣”为匙

开启科教融合“芯”篇章

2011年底，赵晓锦来到深大任教。发掘学生的兴趣和潜能，培养集成电路设计、半导体器件、工艺等方向的精英人才，始终是他从教的初心。

每年，赵晓锦都会给微电子科学与工程专业大三的本科生讲授《集成电路CAD》这门课程。他认为“填鸭式”教学难以点燃学生的热情，而将大作业与日常实验相结合，更能激发学生的学习潜能。因此，在他的课堂上，学生们有近一半的时间要亲自动手完成实验和项目。“通过理论学习和实践操作，我对集成电路设计有了更深的理解，也掌握了优化芯片性能、面积和功耗等技能，会为以后从事芯片设计和研究打下很好的基础。”本科生王成蹊说。

作为研究型教授，赵晓锦注重科教融合，将集成电路领域的尖端技术和理念融入教学，同时引导学生去接触顶级期刊和会议论文，激发本科生对科研的兴趣。他主张根据学生的个人兴趣来制定培养与研究计划：“我觉得兴趣是第一的，在兴趣的驱动下，学生才能做出一些高水平的科研成果。”

电子科学与技术专业2023级研究生颜若杨对集成电路设计抱有浓厚兴趣，故而选择加入赵晓锦的实验室。“赵老师会根据学生的特点制定不同的指导策略，尊重学生的学习节奏。”颜若杨回忆。初入实验室，赵晓锦让她根据个人兴趣挑选研究领域，并依据她的背景与能力提供了详尽建议。目前，颜若杨正参与实验室的动态视觉传感芯片项目，主要负责数字接口电路的设计、功能验证与芯片测试。

赵晓锦已在微电子和集成电路领域学习和工作23年。为学生树立科研榜样，与企业合作打通产学研通道，为国家解决卡脖子技术难题，赵晓锦与“芯”的缘分还在继续，并且越来越深。

统筹 | 楚美丽 王若琳

文字 | 翁晗洺 章佳宁 陈彤

图片 | 受访者

排版 | 张小娅

责编 | 廖楷狄 林海音

审校 | 杨振宇 李翔 李世卓 王若琳