户 万

生于澳门，长于澳门，在数字时代与电子时代的断裂处苦苦求索，让他找到了芯片时代的模拟数字转换器（ADC）。不断追求卓越，自我导向和富有成效，是他的座右铭。

从没有先辈、没有设备、没有经费，到现在建成模拟与混合信号超大规模集成电路实验室，再到成立国家级重点实验室，“十年磨一剑”，他成为澳门ADC芯片研发的先驱。

28年经验，超过40款相关领域芯片，在分辨率、速度、功耗、面积等方面，近乎苛刻地追求更高、更快、更强，只为一颗“中国芯”。

他，叫冼世荣，澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室副主任，微电子研究院副院长，电机及电子工程系副教授及副系主任。他同时也是珠海澳大科技研究院的副研究员。

“更高 更快 更强”

——在“中国芯”书香中苦探索

模拟数字转换器（Analog to Digital Converter），冼世荣将它称作ADC，“它的功能是将模拟信号转变为数字信号。也就是说，自然界，还有人类世界的信号，比如说我们看到的影像、看到的图像、讲话的声音、手机通信和无线电波的信号等，都是模拟信号。这些信号，需要转换，才能通过手机、电脑、平板等硬件与人类对话。那么，这个转换器就是ADC”。

ADC是冼世荣在数字时代和电子时代的断裂处找到的黄金矿藏。冼世荣读大学的时代，是20世纪90年代。那时候，始于20世纪中期的信息革命，已经进入数字时代，“数码港”“数码世界”等是当时最流行的词汇。但是，冼世荣选择的是电机、电子工程。“数字的时代需要电子吗？”这个问题，困扰了冼世荣很多年。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，是冼世荣的求学状态。在学习和研究的过程中，他不断追问一个问题：数字时代，模拟电路的意义是什么？

“信号转换是不变的规则。人类需要更快的处理器，前提是要能快速地将模拟信号转换，其关键前端结构仍然是更快的模数转换器。所以，数字时代，信号转换呼唤更高、更快、更强的模拟信号处理能力。这是绕不开的路，但这也是一个瓶颈，”找到关键因素的冼世荣高兴得像个孩子，“因为这是一个关键部件，它不能自动迭代、升级，也不能自动匹配人类的需求。它需要工程师和科研人员的攻关、努力与经验。没有人能绕开它，进入数字区域。”再加上冼世荣本来就对模拟信号处理、晶体管、放大器等非常感兴趣，选择模拟信号处理就变得顺理成章。冼世荣这样形容当时的兴奋：“就像探险者在荒漠看到绿洲，像勘探者在荒原上找到矿产。”冼世荣是在澳门出生，又在澳门长大的。从1997年毕业于澳门同善堂中学，到2008年获得澳门大学电机及电子工程博士学位。十年磨一剑，冼世荣始终在这一领域深耕。他的博士学习和研究师承马许愿教授，但当时的澳门还没有专业软硬配套设备。

“我求学的过程在老师身上得到很多启发，”冼世荣说，“要勇于尝试，不要怕失败是最为深刻的感悟。”正是老师的鼓励，让他及后续团队有了一直向前的动力，让澳门大学乃至整个澳门，改变了没有数据转换器芯片研究活动和相关配套设施的历史。一直以来，国内在数据转换器相关领域的研究人才及工程师非常缺乏，数据转换器芯片一直比较依赖国外进口，冼世荣算是第一批“吃螃蟹的人”。他博士期间论文研究的是“用于超高速时间交错流水线ADC广义低电压电路设计”，后来成长为澳门首创研究模数转换器芯片领域研究的科研学者。

如今，冼世荣和他的团队已经在澳门大学建立了成熟的ADC研究平台，包括设计方法论、仿真方法、分布式仿真引擎设置，以及自动评估ADC的频谱和信噪比的ADC实时测量平台。

十年磨一剑

——在世界ADC领域崭露头角

因立志搞科研，同事给他起名“马许愿”，他就是冼世荣的导师——Rui Martins。1992年，立志搞科研的马许愿刚到澳门的时候，电子芯片领域还是一片荒原，既没有科技成果，也没有科研经费。栉风沐雨，历经艰辛，直到2004年，冼世荣开始在马许愿带领下攻读博士研究生。

冼世荣也是在这个时期进入ADC领域的。在他看来，在不同种类的模拟芯片里面，ADC是比较具有挑战性的课题。因为ADC包含了比较丰富的信号处理知识，还有数学、工程技术等问题，对验证、设计、测量等也有很高的要求。一直以来，国内在数据转换器ADC相关领域的研究人才都非常缺乏。那时候，数据转换器芯片主要依赖进口。

2003年，澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路实验室创建。自此，澳门大学ADC走上了快速发展之路。2011年，冼世荣的一名博士生实现了高性能低功耗逐次逼近型ADC，这一论文在IEEE国际固态电路会议（ISSCC）上发表，获得ISSCC丝绸之路奖。同时，这一研究成果在IEEE固态电路杂志（JSSC）上发表。

ISSCC是全世界微电子领域的奥林匹克，高峰会议每年都在美国旧金山举行。如果能在ISSCC发表一篇论文，相当于在芯片的奥林匹克世界拿到一枚金牌。全世界学术机构、业界等每年在ISSCC共发表200多篇论文，每一篇论文都必须经过芯片的真实测量验证才能被接受、发表。2011年的ISSCC，唯一一个拿到丝绸之路奖的就是冼世荣的这名博士研究生。

当年，全中国大陆一共发表两篇ISSCC论文，香港有一篇，澳门有两篇。也因此，2011年，澳门大学的芯片实验室获国家科技部授予“模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室”。至此，模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室落户澳门大学。这是全国微电子芯片设计领域仅有的两个国家重点实验室之一，也是华南地区及粤港澳大湾区微电子领域唯一的国家重点实验室。

2011年，对澳门大学ADC而言，实在是幸运的年份。这一年，他们还拿到了国家科技进步奖二等奖。这是澳门大学代表澳门，第一次拿到国家奖。

一步一步走来，澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室已经成为澳门大学与国际、国内接轨的广阔平台。实验室成立的国际学术委员会，囊括了全球微电子芯片领域顶尖的科学家。来自意大利帕维亚大学的Franco Maloberti教授，每年都会三访澳门。每一次到澳门大学，他都会给同学们带来全球最新的研究进展、最新的创新成果，也会与同学们互动，提出针对性的意见和建议。来自美国斯坦福大学的Boris Murmann教授，每年也会到澳门讲学交流。他们很早就与清华大学合作申请国家自然科学基金与澳门特区政府科学技术发展基金联合资助，为培养本土高端科技人才发力。

时间很快走到2019年，澳门大学微电子研究院团队赴美国旧金山参与国际电机电子工程师学会（IEEE）举办的国际固态电路会议ISSCC。那一次，澳门大学有8篇论文被会议接纳，成为论文发表数量最多的机构之一。他们与“联发科技”及密歇根大学安娜堡分校同为全球第二名，仅次于全球第一的英特尔公司。而澳门大学在2018—2020年共发表了29篇固态电路杂志（JSSC），按机构排名位居全世界第九，全中国第一。

天行健，君子以自强不息。28年来，澳门大学在微电子ADC领域创造了一个又一个辉煌。不忘初心，方得始终！在前行的路上，冼世荣和他的团队成员一起更加坚定了努力的脚步。

大学与企业的产学研合作

——把高效产能留给企业，把容错创新留给大学

2009年6月，澳门大学在横琴岛上有了自己的新校区，这件事让冼世荣开心了很久。作为芯片领域的科研人员，冼世荣看到了背靠横琴山的大湾区校区的巨大意义，“珠三角地区，深圳是中国微电子芯片产业的重镇，珠海吸引了越来越多的各种芯片产业和人才落户，澳门拥有全国重点实验室。就我们ADC领域而言，这里是天时地利人和，产学研转化很好的舞台”。

多年的科研经验告诉他，大学科研成果转化要有强有力的产业支撑，企业行稳致远要有源源不断的稳定人才，这样，科学研究及其成果转化才是顺畅的，产学研才能形成良性循环。采访中，冼世荣特意详细阐释了这个过程。他说：“大学是培养人才，生产和传授知识、创新成果的平台，科研的主力是老师和学生。大学的优势在于，产生科研成果的过程中，允许犯错。在我们看来，没有不犯错误的学生。成长就是在一个又一个错误的累积和修正中进行的。错误是绝佳的学习机会，失败是成功之母。因此，在学习和科研中，我们鼓励学生自己思考，大胆创新，不怕失败。一方面，这是学生学习和成长的客观规律；另一方面，大学没有什么亏本的。但是，企业不同。他们需要参与市场竞争，时间是最大的成本。一旦失败，不仅意味着投入归零，关键是丧失窗口期，有可能被市场抛弃。因此，企业的容错成本很高，或者说企业是不太能容错的。正是在这一点上，大学为企业输送成熟的科技人才，企业需要做的是提出问题，为科研提供生长的土壤，为人才提供成长的平台。”

紧接着，冼世荣谈到了关于“产学研合作”的第二个观点。他认为，在产学研结合方面，大学也有软肋。这个软肋是由大学本身的特点决定的：“铁打的营盘，流水的兵。无论是本科生，还是研究生，他们在学校的时间是有限的。因此，从长远来看，学校的科研人才的经验一般是较短期的。但是，企业不一样。企业的好多工程师，都是十年甚至几十年在一个领域研究、实践。他们拥有使研究快速产品化、产业化的能力。而且，企业紧盯的是市场，他们必须在市场的大风大浪中接受考验。所以，市场的要求，使得企业一方面要求稳定的科研队伍，另一方面是快速灵敏的市场反应能力。这一点上，大学和企业看似是矛盾的。但是，把眼光放到历史的长河中，看未来5年、10年，甚至更久远的时光，大学就有了用武之地。企业走在市场前沿，如果结合产品应用前景和客户需求，有一个较为长远的规划，能确定长远的创新性目标，就是与大学最好的合作点。因为大学的容错空间比较高，大学的新生科研力量源源不断，在创新驱动下，就可以勇敢一点去创新，失败了也不会承受太大的损失。以这样一条路径来降低企业承受失败的风险，相反，企业可以有更多的时间和精力，研发短平快的项目，集中精力攻克短时间内可以迅速回收成本的项目，提高成功率。”

冼世荣的学生都拿到了行业很好的offer。这是他对产学研看法最好的证明。在这一点上，冼世荣希望的是有更多的年轻人加入芯片产业中。冼世荣告诉记者，当年他在澳门大学读书的时候，没有人选择ADC。28年过去了，ADC领域的拔尖人才还是很少，“现在，从模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室走出来的学生，都找到了非常好的工作。所以，最大的希望是ADC领域的人才越来越多”。

“一生挚爱ADC”

——有多大压力收获多少快乐

在澳门，冼世荣是在ADC领域第一批吃螃蟹的人。他发现研究ADC的理由很现实，数字的时代大家都去做数据了，可是当处理器需要更快的模拟数据的时候，却出现了瓶颈。“为什么没有人愿意去解决这个瓶颈？”冼世荣的回答很骨感，“太难！”然而，这个冷门的难题，是绕不过的坎！“既然绕不过，就让我来做吧”，冼世荣认为自己找到了黄金富矿。

然而，难题就是难题。显然，冼世荣一开始对困难的准备，还是稍显不足。因为进入这个领域后，他才发现，“没有前人经验，没有设备，前面没有路”。不过，冼世荣还有一个撒手锏，他对模拟信号转换很感兴趣。他的解释是，“前期，你遇到多大的困难，后面你解决困难之后，就会收获多大的快乐。它们是成正比的”。

再之后，冼世荣把这个感悟讲给学生听。因此，他对学生的最基本要求是，“要有兴趣”。“如果不感兴趣，整个科研就会变得很无聊。一旦遇到难题，就很难承受其中的压力，也没有动力去探索和解决问题”。

在冼世荣的实验室，有一个不成文的规矩：不管是师哥师姐，还是师弟师妹，进了实验室就要把全部的时间和精力都投入科研中。只要走进实验室，他们就像换了一个人，个个精神抖擞。整个学习期间，他们要经历完整的模拟电路芯片设计流程,包括从数学建模、电路设计及仿真、模拟版图设计、芯片流片以至芯片实测。也因此，从模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室走出来的学生，很多都是早早地就拿到了企业、学术机构的工作合同，而且还是很有竞争力的待遇。多年以后，他们依旧沉浸在ADC，为澳门、大湾区、全中国乃至全世界相关企业及大学发光发热。“要舍得投入时间和精力”，其实是冼世荣对同学们的第二个基本要求。

ADC是极具挑战性的领域。在这个领域做模拟电路的生产和研发，是非常辛苦的探索。每次向前走一小步，都凝聚着无数工程师夜以继日、一步一个脚印的艰辛。而且，ADC是一个实践性很强的领域。作为学生，加入这个领域，光看书是远远不够的，需要大量的实践。实践，就是扎进去，一步一步做，一个错一个错犯，一个错一个错修正。一次次跌倒，一次次爬起来，才是研究ADC的日常。如果不能投入足够的时间，没有犯足够多的错误，就很难成长，也很难创新。

“正是一步一个脚印走过来，澳门大学的ADC研究才走在了全国前列。这里有28年的经验累积。在28年时间里，澳门大学ADC团队从无到有。无论是人才技术，还是仪器设备等，都是用28年的教训和经验累积出来的。”冼世荣说道。

筚路蓝缕，披荆斩棘！28年后的今天，谈起团队ADC研究最大的优势时，冼世荣说：“认清不足，才是我们最大的优势。模拟电路，人才是非常缺乏的。大家明白微电子芯片的重要性，很多大学生未来愿意投身于微电子芯片行业。有这么多人愿意加入这个队伍，就是最大的优势。有这么多企业愿意投放资源，就是最大的优势。”他深知，当澳门大学或澳门的国家重点实验室与全球其他顶尖大学、顶尖实验室或研究团体进行比较或竞争时，总体团队的规模体量大小至关重要。由于澳门大学及其团队的规模较小, 所以冼世荣的团队专注于数据转换器和电源管理集成电路设计。他们的愿望是，为国家培养更多的科研人员，更多的研究型、应用型人才，实现在全球的ADC世界领先的地位。

回望来时路，硕果累累；迈步新征程，砥砺前行。只因他们都有一颗“中国芯”的梦想，希望祖国在未来的微电子领域拥有一片蓝海……