日前，复旦大学集成电路与微纳电子创新学院2021级直博生敖明睿接连获得两项荣誉：复旦大学“优秀学生标兵”和上海市“最美大学生”。
但真正让他“出圈”的，是另一件事——去年4月，他以共同第一作者身份在《自然》（Nature）发表论文，发布了全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构微处理器“无极（WUJI）”。
这项成果首次实现5900个晶体管的集成度，创造了全球二维逻辑功能最大规模验证纪录——比此前国际最高水平整整提高了51倍。传统硅基芯片逼近极限，国内芯片制造受制于EUV光刻机封锁，而二维半导体这条新路径，有望让中国芯片实现“换道超车”。
面对如此重磅的成果，敖明睿的反应却很平静：“我们心态都比较好。”习惯了以坦然的心态应对科研挫折，他形容自己是“P人”一个——随性灵活，喜欢刷视频、打网球，“所以我也很喜欢复旦‘自由而无用’的氛围。”他笑着说道。
这种“自由”是心性与心智上的自由；这种“无用”，是不为短期功利所困，沉得下心、厚积薄发——“无用之用，是为大用”。
绕开“堵点”，另寻“芯”径
敖明睿的“芯”路始于本科。在华中科技大学材料专业，他主攻芯片制造的后端工序电子封装。但2019年中美贸易战让他意识到，“国内封装虽然强，但真正的‘卡脖子’在前端的电路设计和芯片制造。”
敖明睿决定转向芯片制造研究，聚焦于二维半导体——这种仅有原子层厚度的材料，为集成电路的进一步发展提供了全新可能。
二维半导体本身材料成本并不低，但它的结构特性使其加工流程大幅简化。“芯片制造的成本，绝大部分都在加工环节。”敖明睿解释，“二维半导体因为加工步骤少、工艺相对简单，整体器件成本反而更低。”这正是二维半导体路线的核心优势：以更经济的加工成本，实现与先进制程媲美的性能。
这条路不好走。二维半导体只有单原子层厚度，材料本身格外脆弱。要将原子级精密的元件组装成完整电路，必须攻克工艺精度难题。在此之前，国际最高二维半导体数字电路集成度仅为115个晶体管。敖明睿所在的复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏、包文中联合团队花了五年，将这个数字在“无极”上推到5900。
以“无极”为代表的二维半导体芯片采用存算一体架构，尤其擅长面对高算力、高能耗的应用场景，在人工智能训练等高能耗的领域，具有显著低成本、低功耗、高算力密度等优势。
“走一步看一步”，方向比目标重要
二维芯片涉及上百道工艺，其参数组合更是天文数字，最大困难便是保证产品良品率。实验总是失败，而解决之道，唯有反复尝试。只有确保每一道工艺都能与其他步骤无缝衔接，才能实现最高良率和最佳性能。
“困难一直有，科研就是反复尝试。”敖明睿语气平静。为解决工艺参数变量组合庞大的难题，团队利用先前相关研究和“AI for Science”技术，高效筛选最佳的工艺组合。最终反相器良率达到了99.77%，取得了工程性的突破。
实验需要大量昂贵原材料，更需要无数的精力和时间。“我们真的是字面意义上‘烧金子’——黄金只是耗材里不算贵的。”他半开玩笑。论文发表前也曾被拒稿，多次补充数据修改后才刊发，“做科研，失败是常态，心态一定要好”。
谈及科研心得，敖明睿说：“如果进校第一天就说要发Nature，那大概率发不了。会有无形压力，容易眼高手低。”他更倾向于有一个方向，然后沿着方向探索，至于最后能走到哪儿，不强求。这种“走一步看一步”看似散淡，实则是一种心性上的自由：不被功利目标绑架，才能沉下心攻克世界级难题。
五年磨一剑。当成果落地，当初的“无用之功”终成“大用”。Nature发表后，团队第二篇工作发表在国内顶级期刊National Science Review上。
在他看来，“要把论文写在祖国大地上，既要能在顶级期刊上发表论文，也要让成果从实验室‘走出来’。”
敖明睿积极投身产业实践、参与创办二维半导体产业公司，积极参与“绍芯实验室”建设，努力让技术走向生产车间。目前，团队工艺中约70%工序可直接沿用现有硅基产线，为产业化铺路。
微观世界之外：
打网球、刷视频、造芯片
科研之外，敖明睿生活鲜活。他从初二开始，坚持打网球至今，“一场势均力敌的比赛可能打一个半小时，需要耐力和坚持，和科研很像。”
他也是弹幕视频网站的重度用户：政治、历史、军事、人文、动漫都看。“等炉子抽真空那半小时，正好可以刷个知识区的长视频”。 他自称“P人”，没什么计划，兴致到了就去做。但正式工作认真对待。
这种心性上的开放，让他既能全情投入科研，也能在微观世界之外，保持对广阔人文世界的兴趣。从华中科大材料到复旦集成电路，敖明睿的学术轨迹始终围绕“强芯报国”。他自称“走一步看一步”的P人，却在全球半导体竞争最前沿，用三年打下关键一役。
“当然，复旦学术氛围也给了我更大的空间探索自己喜欢的事情，不论是在科研还是日常生活之中。”这位心态平和、爱好广泛的科研新星笑着说。
卸下功利的重负，敖明睿在微观的原子世界里保持最纯粹的好奇与专注。他看似“无用”的平和心态，最终却成就了服务国家的“有用”之事。这，或许就是独属于复旦科研者的“大用”。
