過去十年，國防科技大學(xué)電子科學(xué)學(xué)院副研究員李清江的科研工作就圍著“憶阻器”轉(zhuǎn)。

這是智能芯片中一種有“記憶”的電阻開關(guān)，它會根據(jù)電壓或電流歷史而動態(tài)改變電阻狀態(tài)。“憶阻器是一種新型電子元件，其特性與人類大腦中的信息處理基本單元——神經(jīng)突觸很相似，它具有超小的尺寸、極快的擦寫速度以及超長的擦寫壽命。”李清江對科技日報記者說，他及團隊成員要做的就是通過設(shè)計優(yōu)化憶阻器，給智能芯片裝上最靈敏的“突觸”。

近日，共青團中央公布了2021年“全國向上向善好青年”名單，李清江榜上有名。

證明經(jīng)典理論無誤

談到科研路上的“關(guān)鍵點”，李清江說起了8年前的一個深夜。

2013年，德國學(xué)者在國際權(quán)威刊物上發(fā)表論文，展示了某型憶阻器的非零交叉特性，而這與憶阻器經(jīng)典理論不一致，由此提出憶阻器理論存在錯誤，引發(fā)國際學(xué)術(shù)爭議。

那天深夜，剛剛留校任教的李清江在查閱文獻時，看到了這篇論文。這給他帶來巨大的沖擊，以至夜不能寐。

李清江反復(fù)思忖，如果德國學(xué)者的質(zhì)疑為真，則無異于給原始理論判了“死刑”，但真是如此嗎？“不信邪”的他開始了反復(fù)的理論分析、實驗測試、結(jié)果比對……

一次又一次的結(jié)果都表明德國學(xué)者的結(jié)論是正確的，但他總覺得哪里不對勁？到底是哪里出了問題？

一次測試中，極度疲憊的他忘記關(guān)閉直流電信號，但就是這次“不小心”，讓他發(fā)現(xiàn)了問題的關(guān)鍵。他緊盯著憶阻器測試儀器上出現(xiàn)的規(guī)律曲線，敏銳地意識到該現(xiàn)象可能預(yù)示著器件中存在共生特性，這讓他極度興奮。他連夜撰寫測試方案、反復(fù)進行實驗驗證，最終成功揭示了憶阻器非零交叉特性的物理機理，并首次實測證實了器件中憶阻、憶容和憶感三種記憶特性的共存，進而證明了經(jīng)典憶阻器理論無誤。

相關(guān)研究成果被“憶阻器之父”、美國加州大學(xué)伯克利分校教授蔡少棠評價為“憶阻器研究中的又一個里程碑式的工作”，認(rèn)為其對憶阻器的設(shè)計、制備與電路應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

突破智能芯片技術(shù)瓶頸

2018年，在一次項目研討會上，李清江了解到我國某重大航天工程的星上處理機存在架構(gòu)復(fù)雜、能耗高、智能化程度低等問題，極大制約工程的效能發(fā)揮。

會后，他找到某航天工程團隊技術(shù)專家深入探討，了解星上處理機的架構(gòu)、功能，同時思考可能的解決方案與技術(shù)細(xì)節(jié)。

經(jīng)過半個月的研究，李清江提出解決問題的新思路：利用新型憶阻器開發(fā)下一代智能計算芯片和智能星上處理機，并與團隊成員論證方案的可行性與預(yù)期效益。

“憶阻器屬于世界前沿研究，但它還沒有邁入應(yīng)用階段。方案雖可行，但能否成功，誰也無法預(yù)料。”有人提出質(zhì)疑。

“我們一定可以！”李清江暗下決心。

為了不耽誤進度，李清江和同事日夜奮戰(zhàn)，僅用2年時間就突破了多項核心技術(shù)，成功設(shè)計出多核可配置憶阻器類腦計算芯片，首輪流片即成功。他還以此芯片為基礎(chǔ)，開發(fā)出國內(nèi)首套紅外圖像智能處理機樣機，并在某系統(tǒng)星載預(yù)處理中得到應(yīng)用驗證，處理能效相比現(xiàn)有系統(tǒng)提升了1個數(shù)量級。

為打贏未來戰(zhàn)爭培養(yǎng)人才

獲悉李清江入選“全國向上向善好青年”名單，他身邊的領(lǐng)導(dǎo)、同事一點都不意外。

“清江老師是我的榜樣。”李清江課題組成員、國防科技大學(xué)講師宋兵說，“對待科研工作，他非常嚴(yán)謹(jǐn)，不放過每處細(xì)節(jié)，并且善于從容易被忽視的地方發(fā)現(xiàn)問題。我在攻讀博士學(xué)位時，每當(dāng)遇到實驗瓶頸，他總會認(rèn)真幫我看實驗記錄，并給予我啟發(fā)，使我順利攻克了高開關(guān)比選通管設(shè)計制備關(guān)鍵技術(shù)，完成了博士學(xué)業(yè)。后來留校和他成為同事，在一起共事的過程中，我更能體會到他對細(xì)節(jié)的執(zhí)著，這種精神一直影響著我。”

自留校任教以來，李清江榮立個人二等功1次、三等功2次。同時，他還積極指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽，由他指導(dǎo)的學(xué)生獲得了全國一等獎4項、二等獎3項。

在一次競賽中，學(xué)員汪泳州在電路調(diào)試時，由于電路的輸出總是難以達到預(yù)期效果，產(chǎn)生了挫敗的心理，工作也沒了動力。李清江鼓勵他：“失敗只是暫時的，要勇于面對失敗，從失敗中吸取經(jīng)驗。”

隨后，兩人一起重新設(shè)計電路，對比仿真與測試結(jié)果，一點點分析優(yōu)化，最終達到了題目要求的指標(biāo)。

“我們要為打贏未來信息化戰(zhàn)爭培養(yǎng)高素質(zhì)電子信息技術(shù)人才，精準(zhǔn)對接技術(shù)‘供給側(cè)’與戰(zhàn)場‘需求側(cè)’，為服務(wù)強軍備戰(zhàn)提供人才支持和最優(yōu)技術(shù)方案。”李清江說，下一步，他將與團隊一起攻關(guān)基于傳感器與類腦智能處理一體化集成的感存算一體芯片。