项目介绍
“芯”青年说学术活动是北京大学集成电路学院推出的优秀研究生座谈分享系列，旨在提供同辈间的沟通平台，分享科研经验，解答青年烦恼，促进学术共赢，推动思想交流。在轻松平等的氛围下开展学术交流与分享，树立同辈榜样，促进同辈间相互学习，进而为国家的集成电路发展贡献“芯”力量。
嘉宾介绍
个人风采
符芷源，北京大学集成电路学院集成微纳电子方向2019级博士生，导师为黄如院士。博士期间已在微电子器件领域顶级国际会议和知名学术期刊发表学术论文18篇，其中以第一作者发表论文7篇，申请国内外发明专利7项。博士期间获国家奖学金、中国教育发展基金会奋进奖学金、华为奖学金等荣誉奖励。研究方向为新型氧化铪基铁电随机存储器及应用研究，包括先进铁电存储器设计、新型器件的感存算一体设计等。
代表性工作
首次实现具有高抗扰动性的无选择管铪基铁电随机存储器
氧化铪基铁电材料具有微缩性好、CMOS工艺兼容等优势，基于铪基铁电材料的铁电存储器因其具备高速、超低功耗、非易失和高密度潜力近年来引起了学术界和业界的广泛关注。然而，氧化铪基铁电材料通常具有多晶多畴的特性，在无选择管的交叉点阵存储器中极易受访问串扰以及多次访问扰动的影响，严重影响存储器正常工作，阻碍了其面向高密度的三维交叉点阵结构的发展。针对上述问题，面向高密度铁电存储应用，本研究工作提出了超低扰动的氧化铪基3D交叉点阵铁电存储器方案，实现了国际首个无选择管铪基铁电随机存储器，极大降低存储器的误码率的同时，可以将存储密度拓展到4F2/N。通过对氧化铪基铁电存储器扰动问题进行系统性研究与优化，采用界面与应力优化等手段实现了铪基铁电材料的抗扰动性与自发极化强度等国际领先的综合性能，并进一步基于提出的“扰动-恢复”阵列操作脉冲模式解决了多次访问扰动问题，极大提升了无选择管铁电随机存储器操作可靠性。基于上述技术，实验制备的1kbit铪基铁电存储阵列成功实现了阵列级低扰动访问，为实现高密度、高可靠的超低功耗新型非易失存储器奠定了基础。相关成果已发表于国际会议IEDM与领域期刊IEEE Transactions on Electron Devices等，并提名最佳学生论文奖。
超低扰动高密度3D交叉点阵氧化铪基铁电存储器
首次实现具有原位动态感知功能的超低功耗感算一体阵列
对环境中的动态信息进行收集与感知是智能传感应用的重要需求，受生物感知功能启发，感算一体架构将计算单元与传感单元融合，避免了数据传输过程带来的高功耗与高延迟问题。然而，现有感算一体传感器难以实现对于动态信息的直接感知与处理，仍需额外电路模块进行差分运算，存在较大硬件与功耗开销。本研究提出了一种基于氧化铪基铁电电容的新型动态感算一体阵列，利用氧化铪基铁电电容的热释电性实现了对环境动态信息的原位感知，同时利用铁电非易失极化强度作为带符号的多值单元权重进一步调控器件的热释电响应，实现了器件内的感知输入与单元权重的四象限乘法操作。基于该器件进一步提出并构成的感算一体阵列实现了对动态红外信号的原位感知与乘累加功能。此外，还演示了基于所设计的氧化铪基铁电感算一体阵列在高精度动态模式识别中的应用潜力，在无需感知和计算功耗的同时实现了极高的推断精度，为高集成度、高能效的感算一体芯片奠定了硬件基础。相关成果发表于IEDM中。
基于氧化铪基铁电材料的感算一体阵列
符芷源在IEEE IEDM大会上进行汇报
访谈交流
4月24日中午，以学术午餐会的形式开展了与符芷源师兄的交流座谈，下面是参与同学与师兄间的交流记录。
Q: 如何高效开展科研，有什么具体思路吗？
A: 微电子是一个很广的领域，我们每位研究生所研究的领域不同，不同的研究领域科研方法也不尽相同。但是思路首先都是要确认问题，问题要比较具体。然后通过大量的文献调研，针对当前领域内存在的问题，寻求创新，提出解决方案。当然解决方案不一定要是特别具体的实验，可以是理论上的验证。不论做哪个方向的科研，大体流程基本上都是提出idea，发现问题，针对问题实验验证，当然在实验过程中可能又会发现新的问题，循环往复，直至解决问题。做科研最重要的是要学会确定问题，有解决问题的意识，不论是解决科学问题还是工程上的问题，都要端正科研态度，去想如何解决实际的真问题，进而推动整个领域的发展。其中最核心的点就是多看和多听，也就是多看文献，多与同学交流，从问题中寻找创新点。
Q: 科研期间常常陷入到没有成果的焦虑里，如何避免现状？
A: 我们现在大多数同学的专业是集成电路科学与工程，一部分同学在解决科学问题，而另一部分同学在解决工程问题，当然两种培养模式没有优劣，可以结合自己未来的规划选择，比如说要坚定做科研找教职的话，就应该广泛了解科研领域的真问题，并想方法解决这些问题。而如果未来要进入产业界，就需要在研究生期间多积累项目经验，了解业界的发展动态和进程。现阶段低年级的同学往往不很清楚自己未来的打算，随着科研工作的推进就会有越来越清醒的认知，不必焦虑。
Q: 读博期间的工作节奏应该是什么样的，尤其对于低年级博士生有什么建议吗？
A: 不同的研究领域的科研节奏是不一样的，就以我的研究方向微纳电子器件方向为例，我的建议是直接上手做一些实验，在具体实验的过程中就会遇到各种具体的问题。这时针对问题去快速阅读文献，形成对这个问题的看法，进而提出自己的解决办法。对博士生来说，一定要多听多看，多读文献，多和不同方向的学生去交流，积极去寻找学科交叉的可能性。关于时间安排的话，我的建议是一定要有一个长远的计划，第一年大部分时间在上课，而我现在所处的最后一学期大部分时间都在写论文，所以留给我们实际有效的科研时间在三年半左右，在这三年半的时间里，一定要安排好自己的科研进度和节奏。
Q: 学长做了很多交叉性的研究工作，可以分享一下如何快速进入一个新领域呢？
A: 我的建议还是要多做，多去上手科研项目，以任务驱动为导向，有了目标才会快速进入这个领域。进入新领域具体的方法，首先还是要端正科研态度，面对全新的科研领域不能有畏难的情绪，不能太过焦虑，要心无旁骛的将这个领域做下去，阅读大量的文献调研分析可行性。其次就是要保持好奇心，像看科幻电影一样去看待一个全新的研究领域。最后还是多看、多听，多看看其他领域的成果，积极挖掘与其他领域学科交叉的可能。同时，在做科研过程中一定要注意自己科研工作的连贯性，积极探索新领域与自己当前工作的关联。
Q: 如何平衡科研中“做广“和”做深“的问题？
A: “做广”的前提是解决问题的思路已经形成，积极探索这套方法在其他领域上的应用；“做深”是对一个问题不断的探索。但需要注意的是，对于科研问题，我们鼓励往深挖，但有些时候也要避免钻牛角尖，要注意从多层面、多维度去思考问题，防止科研思路被限制。多与自己的导师、同学交流和讨论你的想法，在和他们交流的过程中往往会碰撞出新的idea。
学术午餐交流会现场
