ieee mems 2021线上会议的第三天,议程表上標註著一个不起眼的专题討论组:“热弹性耦合非线性建模的新进展”,组织者是慕尼黑工业大学的海因里希·福格特教授。
但所有人都清楚,这个专题討论组討论的不是什么泛泛的“新进展“。
它討论的是薇澜。
更准確地说,是那个在过去三个月里搅动了整个mems学术圈的三阶非线性扩展模型。
会议系统显示在线人数六百八十二人。对於一个细分方向的学术专题来说,这个数字已经算得上罕见。福格特在四十年的学术生涯里组织过不下百场研討会,参与人数超过三百的屈指可数。
而今天,这个数字还在往上跳。
“各位同行,欢迎参加本次专题討论。“福格特的声音从麦克风里传出来,带著德国人特有的严谨节奏,“今天的主题我想大家都已经有所了解。在过去几个月里,一个来自中国的研究团队提出了一套mems热弹性耦合的三阶非线性扩展理论框架。这套理论引发了广泛关注,也引发了不少爭议。“
他顿了一下,镜头前的老人推了推眼镜。
“今天,我邀请了该理论的核心研究者——华东理工大学的周志远教授,来为我们做一个完整的技术报告。之后是自由討论环节。我希望大家能够秉持学术精神,以数据和逻辑说话。“
聊天区已经开始涌入消息。
博世的克劳斯·施泰因用他那个永远显示“bosch sensors division“后缀的帐號发了一条:“looking forward to the presentation.“——措辞礼貌,但任何熟悉他的人都知道,这位博世传感器部门的技术主管从来不会对他认为“有趣但不重要“的东西专门在线等候。
意法半导体的马可·贝尔托利没有发言,但他的帐號图標亮著绿灯,从会议开始前十分钟就亮了。
京都大学的山本浩介教授发了一条日文,翻译过来大意是“终於等到正式报告了“。
英飞凌的弗朗茨·韦伯在与会者名单里安静地掛著,既没有发言也没有打招呼,像一只潜伏在水草里的梭鱼。
“谢谢福格特教授的介绍。“周志远的声音响起来,中文口音的英语,语速不快,但每个词都清晰得像是用刻刀刻上去的,“我是周志远,来自华东理工大学微纳製造研究中心。今天我將用大约三十分钟的时间,向各位完整呈现我们团队在mems热弹性耦合领域的最新研究成果。“
第一张幻灯片亮起来:“third-order nonlinear extension: theoretical framework, experimental validation, and scale extrapolation for mems thermal-elastic coupling”。
作者栏上五个名字排列整齐——苏辰、周志远、陈启明、林薇、张立。
“我们的工作分为三个部分。“周志远的语气平稳得像是在实验室里给博士生讲课,“第一部分是理论框架的建立。第二部分是实验验证。第三部分是尺度外推与预测。“
幻灯片翻到理论部分的第一页。一个密密麻麻的公式矩阵铺满了整个屏幕。
六百多个在线的学者和工程师盯著那些希腊字母和积分符號,有人开始在聊天区低声討论。
“完整的理论框架包含一百四十七个核心公式,但今天我不会逐一推导。“周志远说,“我只讲最关键的三个突破点。“
他用了十二分钟。
十二分钟里,他从传统二阶模型的根本局限讲起——在300mm尺度以下,二阶近似足够精確,但当晶圆尺寸突破300mm向400mm迈进时,热场分布的非均匀性使得三阶项的贡献从可忽略变为不可忽略。
他展示了一组对比曲线:蓝色是传统模型的预测值,红色是实际测量值,绿色是三阶模型的预测值。在300mm尺度上,三条线几乎重合。但到了400mm的边缘区域,蓝色线开始偏离,像是一条脱轨的铁路,越走越歪。而绿色线紧紧贴著红色,像是被磁铁吸住一样。
聊天区里,施泰因打了一行字:“impressive mathematics. but ive seen many beautiful models that fail in production.“
这条消息被置顶了几秒钟,然后被新涌入的消息淹没。
周志远似乎没有注意到聊天区的动態,也可能是注意到了但选择不回应。他翻到了第二部分的第一页。
“现在进入实验验证环节。“
屏幕上出现了一张表格,標题是“vl-400e系列边缘验证实验”。
“我们在薇澜自研的400mm试验线上,完成了十五组边缘区域的热弹性耦合测试。每组测试包含三个温度梯度採样点——t1位於中心,t2位於距边缘五毫米处,t3位於距边缘十毫米处。“
下一张幻灯片。十五条s型曲线整齐地排列在坐標系里,像是十五根被同一只手弯折的铜丝。
“十五组测试,全部观察到了三阶模型预测的s型转折特徵。命中率百分之百。“
聊天区忽然安静了。
那种安静不是没有人说话,而是所有人同时停止了打字。六百多个光標悬在输入框上方,但没有人按下回车键。
周志远继续说:“整体擬合优度r2等於零点九七八。t1到t2的偏差为百分之一点三,t2到t3的偏差为百分之二点五。s型转折位置的预测偏差小於零点三毫米。“
三秒钟的沉默。
然后聊天区炸了。
“r2=0.978?! on 400mm edge data?“
“15/15 s-curve observation. thats... statistically significant.“
“the transition position error is less than 0.3mm? thats insane for a theoretical prediction.“
“wait, is this peer-reviewed data?“
消息像瀑布一样往下滚。福格特不得不点击了一下“慢速模式“按钮,限制每人每十秒只能发一条消息。
山本浩介第一个举手请求发言。
福格特点了同意。
“周教授,你好。“山本的英语带著浓重的关西口音,“你的数据很有说服力,但我有一个疑问。十五组样本在统计学上虽然不能说不够,但对於一个声称具有普適性的理论模型来说,这个样本量是否偏小?特別是——这些数据都来自你们自己的实验线,对吗?“
周志远点了点头。
“山本教授说得对,十五组样本確实不算多。但我需要指出的是,我们的十五组测试覆盖了三种不同的温度梯度范围、两种不同的刻蚀深度组合,以及三种不同的边缘到中心距离比。在这种多维度交叉验证的框架下,十五组数据提供的信息量远超单一变量的十五次重复。“
他顿了一下。
“但您说得对,实验室数据和量產数据之间確实存在鸿沟。“
聊天区里有人开始打字:“so its lab data only? thats a significant limitation...“
周志远看了一眼屏幕右下角的时间,然后说了一句让所有人都没预料到的话。
“关於量產数据——我想邀请我的同事林薇女士来补充这部分內容。“
一个新的视频窗口弹了出来。
林薇的脸出现在镜头前。她穿著一件深蓝色的商务外套,背后是薇澜微电子科技有限公司的logo墙。光线打在她的脸上,轮廓清晰而冷静。
“各位好,我是薇澜微电子的ceo林薇。“她的英语比周志远流利得多,语速快但清晰,“周教授刚才展示的是实验室验证数据。接下来我要展示的,是商业量產数据。“
聊天区又一次安静了。
屏幕上出现了一张新的幻灯片,標题是“wl-300 series commercial delivery — first batch quality report”。
“二月二十五日,薇澜完成了首批商业传感器的预检。二月二十六日,十五万零八百颗传感器正式发货,交付给我们供应链联盟的八家核心客户。“
下面是一组数据:
总出货量:150,800颗
综合良品率:93.6%
工艺流程:標准300mm產线
產线优化:无
筛选工序:常规质检,无额外筛选
“其中,振芯微电子作为我们的惯性导航传感器核心客户,对我们交付的传感器进行了为期十天的集成测试。“
幻灯片翻页。
一组惯性导航模组的精度测试数据出现在屏幕上。最核心的那个数字被用红色粗体標註:
零漂稳定性:±0.021°/h
“这个数字意味著什么?“林薇的声音平静得像是在念一份天气预报,“目前市场上主流的车规级惯性导航传感器,零漂稳定性普遍在±0.035°/h到±0.050°/h之间。博世的bma456系列,公开標称值是±0.038°/h。“
她停顿了恰到好处的两秒。
“我们的传感器在標准產线、无优化、无筛选的条件下,直接做到了±0.021°/h。比市场主流產品好百分之四十到百分之六十。“
聊天区的慢速模式根本挡不住消息的洪流。每隔十秒钟,一条新的消息就跳出来,绝大部分只有一两个词——
“unbelievable.“
“standard line? no optimization?“
“this changes everything.“
施泰因终於发言了。不是在聊天区,而是举手请求语音。
福格特点了同意。
“林女士。“施泰因的声音从麦克风里传出来,德国口音浓重,语速缓慢,每个词都像是经过反覆斟酌才说出口的,“您刚才展示的精度数据——±0.021°/h——我需要確认一件事。“
“请说。“
“这个数据是单颗传感器的最佳值,还是批次的统计均值?“
“统计均值。“林薇回答,“振芯测试了十二颗样品,十二轮独立测试。我展示的是十二颗样品的均值。单颗最佳值是±0.018°/h,最差值是±0.025°/h。颗粒间一致性偏差小於百分之二。“
施泰因沉默了五秒钟。
在一个线上学术会议里,五秒钟的沉默漫长得像一个世纪。
“……颗粒间一致性偏差小於百分之二。“施泰因重复了这句话,声音里的严谨掩盖不住底下的某种震动,“这个一致性数据——在標准產线上——恕我直言,这比我们內部的研发线数据还要好。“
他没有再说下去。但所有人都听出了那句没有说出口的话——
这不应该。
一个成立不到两年的中国初创公司,用一条標准產线,在没有任何工艺优化的情况下,生產出了比博世研发线还要稳定的传感器。这在施泰因的认知体系里,不应该发生。
但数据就摆在那里。
山本浩介再次举手。福格特点了同意。
“林女士,我有一个问题。“山本的语气比刚才客气了不少,“振芯的测试数据確实令人印象深刻。但振芯是你们的客户,他们使用你们的传感器进行集成测试,从数据独立性的角度来说——这仍然属於你们供应链內部的验证。“
他停了一下,措辞变得更加谨慎。
“我想问的是——是否有任何第三方独立实验室,使用非薇澜供应链的设备和方法,对三阶模型的预测进行了独立验证?“
聊天区再次安静。
这是一个尖锐的问题,也是一个正当的问题。在学术界,自家数据永远不如第三方数据有说服力。无论薇澜的商用数据多么漂亮,只要所有的验证都来自薇澜自己的供应链体系,就永远存在“自说自话“的嫌疑。
林薇的表情没有变化。
“山本教授,您的问题非常合理。“她的声音依然平静,“坦白说,截至目前,我们確实没有来自第三方独立实验室的完整验证数据。“
聊天区里有人开始打字:“so no independent verification yet...“
空气仿佛凝固了。在线观看的六百多人屏住了呼吸,等待著下一句话。
福格特正准备开口说些什么来缓和气氛的时候——
一个新的视频窗口弹了出来。
与会者列表里,一个一直灰著的名字忽然亮起了绿灯。名字旁边的机构標识写著:“ishikawa lab, tokyo institute of technology”。
石川明。
镜头打开的瞬间,一张中年日本男人的面孔出现在所有人的屏幕上。他穿著一件灰白色的实验室外套,身后是一排整齐的高精度测试仪器。镜头略微倾斜,显然是匆忙中调整的角度。
“抱歉打断各位。“石川明的英语带著东京口音,语速比山本慢得多,像是每个词都要在脑子里翻译一遍才说出来,“我是东京工业大学精密仪器研究室的石川明。我想……请允许我分享一组数据。“
福格特愣了一下,然后迅速说:“请讲,石川教授。“
石川明点了一下屏幕共享按钮。一张手绘风格的数据图表出现在所有人面前——不是那种精心製作的论文图表,而是直接从实验笔记本上拍照传上来的原始数据记录。
“过去两个月,我的研究室一直在进行一项与薇澜完全无关的研究——我们在开发一种新型mems陀螺仪,用於卫星姿態控制。“石川明说,声音里带著学者特有的谨慎,“在这个过程中,我们遇到了热弹性耦合导致的系统偏差问题。传统模型无法解释我们观测到的偏差模式。“
他翻到下一张图。
“一月份的时候,我在arxiv上看到了苏辰先生团队的三阶模型预印本。出於好奇,我用他们的理论框架重新计算了我们陀螺仪的系统偏差。“
屏幕上出现了两列数字的对比——左边是“实测值“,右边是“三阶模型预测值“。
十六行数据。
每一行的实测值和预测值之间的偏差都小於百分之一点五。
“十六组独立测试,实测值与三阶模型预测值的平均偏差为百分之零点八三。“石川明的声音微微发颤——不是紧张,而是一个真正的学者在面对超出预期的数据时那种难以抑制的激动,“並且——这是最关键的部分——我们的陀螺仪使用的是完全不同於薇澜的製造工艺和材料体系。不同的设备、不同的衬底、不同的刻蚀方法、不同的封装方案。“
他停了下来。
“换句话说,这是一组与薇澜没有任何供应链关係的完全独立的第三方数据。而三阶模型对这组数据的预测精度,与其对薇澜自身数据的预测精度——几乎完全一致。“
聊天区没有炸。
因为在那一刻,六百多个人同时忘记了该怎么打字。
沉默持续了整整八秒钟。
然后福格特的声音从麦克风里传出来。这位六十二岁的德国老教授,四十年学术生涯,经歷过无数次学术报告和技术辩论,他的声音第一次带上了某种不太稳定的颤音。
“石川教授……谢谢你的分享。“福格特深吸了一口气,“我需要確认——你刚才展示的数据,是你的研究室独立完成的,没有使用薇澜提供的任何设备、材料或技术支持?“
“完全独立。“石川明说,“我和苏辰先生从未通过电话、邮件或任何形式进行过技术交流。我只是读了他们公开发布的预印本,然后用他们的理论框架计算了我自己的数据。“
福格特缓缓点了点头。
“那么,“他的声音恢復了稳定,但语气里多了一层从未有过的郑重,“我们现在面对的情况是——一套理论模型,经过了三重独立验证。第一重是研究者自身的实验室数据。第二重是商业量產的客户集成数据。第三重是一个完全独立的第三方实验室、使用完全不同的工艺和材料体系得到的数据。“
他取下了眼镜,用手揉了揉鼻樑。
“各位,在我四十年的学术生涯中,很少见到一套新理论在提出后如此短的时间內,就获得了如此多维度的验证支撑。“
聊天区终於復活了。消息像决堤的洪水一样涌出来——
“this is extraordinary.“
“three independent validations in less than 3 months.“
“the implications for 400mm process design are enormous.“
“has anyone started replicating the model calculations?“
“im downloading the preprint right now.“
施泰因没有在聊天区发言。
他的帐號图標依然亮著绿灯,但从石川明展示数据开始,他就再也没有说过一个字。
……
周志远关掉了会议窗口的时候,北京时间已经接近午夜零点。
专题討论原定一个半小时,实际延长到了两个小时四十分钟。福格特不得不两次延长会议时间,因为提问环节的举手按钮一直没有停歇过。
他靠在椅背上,看著邮箱里已经涌入的二十多封邮件——来自世界各地的学者,有要预印本全文的,有要实验数据的,有要討论合作可能性的。
手机震了一下。是林薇发来的微信。
“会议结束了?“
“刚结束。“
“怎么样?“
周志远想了想,打了四个字发过去。
“超出预期。“
林薇回了一个微笑的表情,然后发来一段更长的消息:“振芯的陈军董事长刚给我打电话。他全程看了会议回放。追加订单,从四万颗调到十万颗。另外,他同意我们在后续论文中引用振芯的集成测试数据作为商业验证案例。“
周志远的手指停在屏幕上方。
十万颗。
两个月前薇澜的首批订单才十五万颗。现在单单振芯一家就要十万颗。这意味著什么,周志远比谁都清楚——这意味著振芯已经从“试用评估“阶段跳到了“大规模集成“阶段。他们在押注。
他正准备回復的时候,手机又震了一下。这次不是林薇。
是苏辰。
“周老师,我看了会议录屏。“
“嗯,怎么看?“
“石川明的数据比我预想的还要乾净。他的陀螺仪用的是soi衬底加深反应离子刻蚀,和我们的工艺路线完全不同。如果三阶模型在这种差异度下仍然適用,那说明模型的普適性比我们自己估计的还要强。“
周志远微微点头——虽然苏辰看不到他的动作。
“石川明的数据对审稿很有利。“周志远说。
“我知道。“苏辰回復,“但我现在更关心的是第二篇论文。石川明的独立数据加上振芯的商用数据,足够支撑一篇完整的多平台验证论文。如果第一篇论文审稿顺利通过,第二篇可以紧跟著投出去。“
周志远笑了一下。
这个学生——不,现在应该叫这个年轻的研究者——他的思维永远比別人快半步。所有人还沉浸在ieee mems专场的震撼中时,苏辰已经在规划下一步棋了。
“先別急。“周志远打字回復,“第一篇还没过审。先等nm那边的消息。“
“好。“
苏辰的最后一条消息简短得近乎冷淡。但周志远知道,这个字背后藏著的不是冷淡,而是一种近乎偏执的克制——在结果出来之前,不要提前庆祝,不要提前规划,不要让任何情绪影响下一步的判断。
这是苏辰从第一天就有的特质。
也是周志远最欣赏他的地方。