2011年,他毅然放弃国外著名大学抛出的橄榄枝,选择回到母校西工大任教,坚定选择领域专用芯片研发作为自己的科研方向,迎难而上,不断突破技术壁垒,助力国家科技自立自强。他就是计算机学院的高武教授,既是芯片研发的先锋,也是“三实一新”的践行者,更是培养创新拔尖人才的领路人。
爱国情怀执教鞭,“三实一新”育新人
异国他乡的冷眼与嘲讽,点燃了高武心中熊熊的爱国火焰。在法国留学攻读博士期间,高武常常因为国家科技发展相对落后受到了当地法国人的歧视。有一次,他想通过国际电汇给家乡的父母寄一些生活费,受到了当地银行工作人员的冷嘲热讽:“如果是别的国家的话,国际电汇一星期就到了,但如果是汇给中国的话,电汇需要一个月或很长的时间才能到达,因为中国这方面还比较落后。”这让年轻的高武深深触动:“这种被外国人轻视的感觉让我深刻认识到,只有我们国家强大了,科技发达了,才能真正摆脱这种困境。”高武本科就读于西工大,研究生期间一半时间也是在西工大度过的,因此他深受西工大“隐姓埋名,为国铸剑”的熏陶,也正是这种爱国情怀和责任感驱动着高武最终放弃了去斯坦福大学做博后的机会,毅然选择回到祖国建功立业。
而当问起为什么选择回国成为一名教师而不是从事其他类似于工程师这类职业时,高武毫不犹豫地说道:“我认为教师是一种非常神圣的职业,他不像工程师或者科学家一直和冰冷的机器打交道,教师需要站在讲台前将自己所学知识传输出去,做到知识和技术的输入/输出平衡,从而回馈社会,这是我选择毕业执教的最重要的原因。”谈及为什么选择西工大而不是清华或其他名校时,高武表示,西工大是一个“建功立业”的地方,这里的科研动力和团队合作精神非常契合他的科研方向。“在我博士毕业时,几位老师也建议我,西工大是能够实现梦想的地方,我也想在这里做出一些实实在在的成果,贡献我的一份力量。”
关于培养学生的理念,高武明确表示“三实一新”是他一直秉持的理念。工科,特别是集成电路这样的学科,不仅需要坚实的理论基础,更重要的是能够将这些理论转化为实际应用。“基础扎实”则强调学生必须具备良好的学科基础,只有这样,才能在科研中得心应手。“工作踏实”要求学生在每一个实验、每一个项目中都要踏出精准,确保每一个阶段的质量;“作风朴实”意味着师生要摒弃浮躁,踏实钻研技术;“开拓创新”就是要从研究过程中,不仅要有从基础研究中突破“从0到1”的原始创新和“从1到100”的应用创新,还要开展“从1到0”的反向应用基础研究。
正是这种“三实一新”的育人理念,高武培养出了一批又一批行业中的顶尖人才。截至目前,实验室已培养出29名硕士研究生,这些学生无论在科研领域还是工业应用中都表现出了卓越的能力。 目前,他的实验室还有15名硕士和10名博士在读。此外,高武的教学影响力不仅限于实验室,他曾主讲的“模拟集成电路设计”课程吸引了百余名本科生选修。与此同时,他还担任“康继昌”计算机系统能力拔尖班“人工智能芯片设计导论”课程的主讲教师,不遗余力为计算机拔尖人才培养贡献自己的力量。
高武坚持培养学生的创新能力和动手实践能力,时刻关注学生的全面发展,确保每名学生都能在宽广扎实的基础理论和系统深入的专门知识基础上,通过全流程的芯片研发和应用工程实践,成长为具备创新能力和实操能力的复合型专门人才。
夯实基础创新局,逆向研究攀高峰
在科研领域,如何实现从“1到0”的逆向应用基础研究,是许多科研工作者面临的重要挑战。高武强调,做好“0到1”的基础研究是实现“1到0”反向应用基础研究的前提。他认为,科研不能追求短期成果,而是需要不断积累、沉淀和迭代,特别是在芯片方面,一款芯片有时需要经过多次迭代才能达到最终的目标。“通常每一次迭代过程中都会暴露出新的问题,这些问题并不是失败,而是为后续的研究提供了方向。”高武将这个过程形象地比喻为“反刍”——就像牛羊在消化食物时不断咀嚼,这样才能吸收更多的养分。
“从1到0”的科研理念,在芯片研发的过程中体现得淋漓尽致。高武解释道:“只要一个芯片设计完成并测出问题后,我们就不会重新转向新的方向,而是深入研究问题的根本原因。通过逆向分析,这些技术问题往往能引导我们找到新的科研突破口。”这种逆向思维不仅推动了高武在集成电路领域的创新,也使他和团队在领域专用芯片设计领域处于领先。在多次失败和反复优化中,高武逐渐摸索出了一套独特的科研路径:首先通过工程实践发现问题,接着通过逆向研究追溯问题背后的科学原理,最终将这些原理应用到下一个激动人心的技术创新中。这种循环既保证了技术的持续改进,也为基础研究提供了源源不断的动力。
而坚持一个方向深耕十余年,是高武取得重大成果的核心原因之一。不急于求成,而是以踏实的态度和严谨的精神,将每一个科研项目都视为一块“磨刀石” ,“科研需要时间和耐心,没有任何创新是瞬时成功的。”高武说道。集成电路芯片的每次设计都需要反复优化,不断提升性能和功能,“一口吃不成胖子”,只有通过不断的小幅度提升,才能最终达到最佳效果。
高武的经历表明,创新不仅仅是“从0到1”的灵感迸发,更是“从1到0”的深刻反思和持续优化。通过从问题中提炼科学,通过逆向研究找到新的突破口,这种逆向应用基础研究的科研范式,为我国芯片科研领域,特别是集成电路学科领域,提供了一条通向未来原创性突破的创新之路。
脚踏实地谋发展,支撑续写“西工大现象”
“西工大现象”在实践中以培养各领域拔尖人才而闻名,而高武作为其中的重要代表,深知这一现象背后的根基:脚踏实地、亲力亲为的科研态度,以及广泛涉猎、不断深耕的学习模式。
高武坦言,支撑“西工大现象”的核心在于务实的科研精神。科研工作不能急功近利,而要注重长期的积累与反复的推敲。“我坚持每年自己写论文,每周抽出两三天时间与学生一起泡实验室。”在他看来,科研不能只停留在理论层面,而要通过实践来理解技术的本质,并在此基础上进行创新。
“学生在科研路上最需要的是实践中的引导。”高武说道。他深知支撑“西工大现象”的另一个重要方面就是人才培养,他对学生的要求不仅仅停留在理论方面,更为关键的是他们在每一次实验、每一个项目中都要做到精准和踏实。
当问到与高武老师相处印象最深的事情时,2023级硕士董红娇这样说“在我研一刚入学的时候,参与了一个芯片规模较大、指标较为苛刻的一个项目中,当时的我还不熟悉芯片设计的流程,电路设计能力也不足,面对这样的项目,我在心理和生理上都很焦虑。当时高老师不断给我鼓励,坐在我旁边对我进行电路设计指导,一起通宵陪我们进行芯片流片前的准备工作,帮助我们项目组成功完成了项目交付。”
此外,高武特别提到了多学科交叉与广泛涉猎对科研创新的重要性。正如他所说:“学科交叉是创新的基础,广泛的知识涉猎能够带来更多的科研灵感。”通过涉猎不同领域的知识,学生们能够将多种方式思维应用到实际问题中,这种多维度的科研思路极大提升了创新能力。因此,高武鼓励学生不仅要在芯片这一设计领域深耕细作,还要积极学习其他相关领域的知识,这样才能在未来的科研中游刃有余。
在某领域专用芯片还处于荆棘丛生的“无人区”时,高武十余载如一日的坚守与执着,写下了属于自己的成长篇章。从实验室到讲台,作为一名老西工大人,他始终秉承“三实一新”校风,并以此培养出一批一批拔尖人才,亦在攻克技术难关的过程中,见证了从跟跑到领跑的跨越。他用行动证明:唯有满腔热血,方能不负时代赋予的使命;唯有埋头深耕,方能托举芯片创新的未来。
高武教授简历:
高武,1982年生,博士,国家级青年人才。现任西北工业大学计算机学院教授/博导、仿生芯片交叉研究中心主任、智能感知与计算工信部重点实验室副主任,兼任中国计算机学会集成电路专委会执行委员、中国核学会核电子学与探测技术分会理事等。主要研究方向为仿生计算架构与仿生芯片、专用集成电路设计和集成电路可靠性等。近5年来,主持和参与国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家重点研发计划项目子课题、国家重大科学仪器设备专项子任务、陕西省“揭榜挂帅”项目和横向合作课题等10余项。回国任教以来,成功研发了10余种领域专用芯片,包括探测器模拟前端电路系列芯片、多通路模/数转换器系列芯片、混合信号微控制器系统芯片和仿生感存算一体化芯片等,积累了丰富的集成电路芯片研发工程经验。在IEEE IoT-J、IEEE TIM、IEEE TCAS、IEEE TBioCAS、IEEE TNS等国际著名期刊和IEEE NSS/MIC等国际会议上共发表文章60余篇,获授权专利20余项,出版专著2本。曾获国际学术奖1项,省部级奖励6项。2020年获批陕西省杰青项目,2021年获批国家级青年人才。2024年入选西工大首批翱翔青年科学工作室带头人。
(审稿:李春科)