"芯中国·芯生活"实践团在行动
这个夏天,北方工业大学集成电路学院"芯中国·芯生活"暑期社会实践团的7名大一同学,没有急着回家。他们背上相机、拿起笔记,从校园实验室走到校外企业、从城市社区走向京郊乡村,用七月完成了一次与"芯"有关的实践之路。
实践团由微电子科学与工程专业的7名同学组成(队长张吴昌,队员孔令立、王蕴涵、杨岩润、张旭睿、郝永轩、鲁延桂),在院长、辅导员老师和专业教师的指导下,围绕"了解集成电路产业链、感受科技赋能生活"的主线,开展了为期两周的系列活动。
01 前期准备:不打无准备的仗
实践开始前,团队花了不少功夫做"功课"。大家分工查阅了集成电路产业现状、传感器技术发展、合成生物学应用等方向的文献资料,提前拟定了企业访谈提纲和社区科普方案。
对于刚刚读完大一、专业课还没怎么上过的队员们来说,很多东西都是第一次接触。叉指电极是什么、呼气检测怎么做、发光植物又是什么原理——这些都是要在出发前啃明白的。用队长张吴昌的话说:"我们就是一张白纸,但好在愿意学。"
团队成员还专门参观了学校校史馆。恰逢建校80周年,走一遍北方工大七十余年的办学历程,看看老一辈工大人是怎样从无到有、从弱到强的。有队员看完感叹,原来我们每天上课的教学楼、走过的林荫道,背后都有这么多前辈打下的底子。
▲ 实践团成员参观北方工业大学校史馆
02 实践历程:从芯片到田野 走访万联达:呼一口气能查病?
实践团的外出第一站,来到位于亦庄的北京万联达信科。这家始于1996年的本土企业,早期专注工业红外检测设备的研发制造,积累下深厚的光学检测技术底子;2008年看准发展机遇切入医疗器械赛道,聚焦呼出气体检测方向持续攻坚,历经多年技术迭代与市场沉淀,现已成长为国内呼出气体检测领域的头部企业。
在企业展厅内,讲解员带领实践团成员参观了丰富的产品阵列,涵盖大型台式检测设备到小巧便携的手持机型,不同型号分别对应多样的临床使用场景。一氧化氮分析仪可以通过气体检测实现哮喘与气道炎症的快速筛查,13C分析仪依靠呼气试验完成幽门螺杆菌检测,医用监护设备还能够实时采集手术环境下的麻醉气体浓度,保障临床手术安全。队员们此前很少接触气体医疗检测赛道,第一次真切意识到,人体呼出的气体之中,蕴藏着大量可以用来判断身体状态的健康信息。
交流过程中,企业负责人毫不避讳地谈及传感器行业现存的“卡脖子”现实难题。现阶段国产红外传感器在长期工作稳定性、一致性方面,同海外进口产品仍存在明显差距,关键器件难以直接外购,因此电化学传感器只能咬牙走上自主研发的道路。讲解员告诉同学们:“医疗器械传感器的精度上限,直接决定了能够识别、检出哪些病症。医疗检测赛道,正是微电子专业可以大展拳脚的广阔舞台。”
对于这群刚接触集成电路专业的大一学生而言,这是他们第一次近距离看见本专业与医疗健康产业实实在在的结合点。过去在固有印象里,大家总觉得集成电路专业毕业后大多去往半导体制造工厂,这次走访刷新了大家的认知。同学们纷纷感慨,医疗设备内部的精密传感器、信号调理电路、配套嵌入式算法,方方面面都离不开集成电路人才的参与,微电子技术的应用边界远比课本想象的更加宽广。
▲ 北京万联达信科公司访谈
▲ 万联达企业调研合影
校内实验室:亲手做一枚"叉指电极"
从企业走访调研归来,实践团成员重返校园微电子实验室,正式开启工艺实操实训。在指导老师的带领下,全体队员从零起步,系统学习叉指电极全套制备工艺流程,完整覆盖基底清洗、金属镀膜、光刻涂胶、紫外曝光、显影刻蚀、清洗去胶以及显微观测等关键工序。每一个工艺环节,先由老师细致拆解底层原理、讲解操作要点与风险注意事项,再交由同学们亲手实操,在动手过程中消化工艺知识。
看似流程条目清晰、原理叙述简单,实际落地操作处处藏着不容忽视的细节。基底清洗工序需要多轮反复清洗处理,对洁净度有着极高要求,哪怕基底表面残留一丝微尘、一粒细小杂质,都会直接破坏后续金属镀膜的成膜质量,造成膜层开裂、脱落、针孔等各类缺陷。光刻对位环节更是考验手稳与耐心,操作时手部哪怕出现极其轻微的抖动偏移,就会造成图形错位,整片硅片直接报废,前期工序全部付诸东流。
完成全部制备步骤后,队员们在显微镜下观察自己亲手加工的叉指电极成品。可以看到电极边缘线条不够规整,局部区域还存在光刻胶残留、图形毛刺等工艺瑕疵。但作为第一次独立完成微纳加工的作品,望着视野下交错排布、梳齿分明的叉指结构,所有人内心依旧充满成就感与新鲜感。
本次实验室实操实践,让实践团成员切身体会到微电子制造工艺极致精密、严苛苛刻的行业特性。不少同学感慨:“过去在课本中接触光刻、刻蚀这类专业名词,只停留在抽象的文字概念,很难体会其中的技术门槛。只有真正上手走完完整工艺流程,才深刻理解微电子领域何为细节决定成败,分毫之差便会影响器件的最终性能。”这次实训也把此前企业走访收获的产业认知,和校内实验室实操紧密结合,进一步夯实了大家对微纳加工工艺的理解。
▲ 制备的叉指电极
▲ 团队成员在实验室
走进广宁社区:把芯片知识讲给小朋友们听
走出实验室、走出产业园区,实践团走进石景山区广宁街道,面向社区居民开展集成电路主题科普宣讲活动,将高精尖的芯片科技带入基层百姓生活。
为了让晦涩难懂的微电子知识真正落地、走进大众,队员们提前精心筹备,摒弃专业晦涩的学术表述,制作了图文并茂、通俗易懂的科普展板,同时准备了趣味十足的实物互动演示环节,用生活化的语言拆解芯片原理、普及科技知识。活动现场氛围热烈,不少社区小朋友驻足围观、踊跃提问,纷纷好奇询问:“芯片到底是怎么工作的?”“普通人也可以自己制作芯片吗?”面对孩子们天真又充满求知欲的问题,队员们耐心细致地逐一解答,深入浅出地科普芯片的用途、制作流程和生活应用,现场气氛热闹又温馨。
本次社区科普活动,让科技不再局限于实验室与课本,让居民近距离感受微电子科技的魅力。活动结束后,有队员深有感触地说道:“大众从来都不排斥科技,相反老百姓对前沿科技充满好奇与热情,只是缺少接地气的了解入口。我们深耕集成电路专业,所学的知识不应该只停留在书本和实践报告中,更要走出校园、服务大众,把专业知识转化为人人能听懂、能理解的科普内容,让前沿芯片技术融入日常生活,这才是属于我们的‘芯’生活、新担当。”
▲ 实践团队长张吴昌在广宁社区开展集成电路科普活动
▲ 广宁社区实践活动合影
马栏村之行:在革命老区看人工智能
随后,实践团前往京西门头沟的马栏村。这里曾是抗日战争时期冀热察挺进军司令部驻地,是远近闻名的革命老区,也是远近闻名的红色教育基地。为了解人工智能和芯片在乡村的真实认知情况,队员们带着提前设计好的问卷,走进了这个传统村落。
沿着村里的石板路走,随处可见的红色标语、保存完好的历史遗址,让队员们沉浸式地感受到了那段烽火岁月。马栏村的古朴静谧中,大家驻足缅怀。但除了缅怀,队员们此行更带着一份"调查员"的任务——听一听村民们怎么看AI、怎么看芯片。
入户访谈的过程比想象中顺利。上了年纪的村民坦言对人工智能的了解有限,最熟悉的还是手机里的人脸识别和语音助手;中年人则兴奋地聊起手机上的豆包、扫地机器人,以及偶尔听说的"AI换脸""大模型"。但当被问到"芯片是什么"时,几乎所有人都知道"美国卡我们脖子"这件事,只是说不清楚具体卡在哪。当话题转到"希望以后用上什么样的国产芯片"时,村民们的回答朴素得出乎意料——"不卡顿""能用久一点""便宜点就够了"。
原本以为村里人对这些高科技话题会一无所知,没想到他们都有自己的理解和判断。而且他们表达出来的,对国产芯片的支持是那么直接、那么朴素。有人甚至说,希望我们这些大学生将来能造出自己的芯片。
▲ 与村民论及人工智能以及赠送慰问品
▲ 马栏村的红色印记
▲ 实践团与马栏村村民合影
走进神笔生物:植物会发光?
实践的最后一站,实践团来到了世界花卉大观园的神笔生物展示基地。这家做发光植物的企业,属于合成生物学领域的初创公司,他们通过基因编辑技术,把萤火虫和发光蘑菇的发光基因导入植物细胞,让普通的烟草、矮牵牛、向日葵在黑暗中发出柔和的冷光。
企业代表张继灿先生先带大家体验了一场发光植物疗愈课程。暗室里只有植物微微的荧光闪烁,伴着轻音乐,紧张和疲惫不知不觉就消散了。
随后的访谈交流持续了近两个小时。从研发历程到商业化路径,从创业初心到校企合作方向,队员们的问题一个接一个。张继灿分享了他的三个十年规划——沉淀十年、创业十年、公益十年,也聊到了和雷军交流时说的那句打动了在场所有人的话:"在你孤苦伶仃、夜深人静的时候,有一株发光植物陪伴你、照亮你。"
最有意思的是,当队员们提出帮发光植物设计一款"智能桌宠"——用芯片传感器监测土壤酸碱度、湿度、发光亮度,还能接入大模型让植物"说话"——企业方当场就兴奋了。张继灿说:"这个方向我们一直在找,但现在市面上没有现成的产品。这是你们的专业,你们来做。"当场就表明了合作意向。
▲ 神笔生物的发光植物在暗处发出柔和荧光
▲ 实践团与企业代表张继灿先生深入交流
▲ 神笔生物调研实践合影
03 这个夏天,我们产出了什么
两周时间不长,但回头看,格外充实。
在实验室,团队完成了叉指电极的完整制备,从设计到成品,每一步都是亲手实践。
在校外,完成了神笔生物和万联达两家企业的深度访谈,写出了两份共2万余字的调研报告——神笔生物近3万字的企业访谈调研报告、万联达的行业分析报告。两份报告涵盖了从行业现状、技术路线、商业模式到人才需求的方方面面,既是调研成果,也是团队自己整理行业认知的过程。
在合作层面,与神笔生物就智能桌宠硬件开发达成了明确意向:由团队尝试设计集成了土壤酸碱度、湿度、发光亮度传感器,完成了一份智能感知平台。这个从实践现场"聊出来"的合作项目,很可能成为团队大二科创比赛的起点。
▲ 简易电子检测模型
▲ 自搭建的配套云平台
此外,团队还产出了记录实践全程的视频vlog、面向社区和中小学的科普宣讲PPT、全套活动照片素材,以及一份详实的团队实践总结。
“我们其实也是‘芯’生活嘛。”队员们自己这样总结。“芯”字既是集成电路学院的身份标签,也代表了这群大一学生想要用自己专业去理解、去参与、去改变这个世界的态度。
04 写在最后
两周的实践结束后,有队员坐上了回家的火车,有队员留在学校继续整理报告。7月的北京热得不像话,但回想这一路——
在万联达展厅里被那些精密医疗设备震撼,在实验室显微镜下看到叉指电极,在广宁社区被小孩子热情的提问逗笑,在马栏村远山之间发了好久的呆,在黑屋子里第一次看见植物发光。
每一段经历都不算"大",但串在一起,就是属于2026年集成电路学院暑期社会实践团独一无二的夏天。
"芯中国·芯生活",不只是一句口号。从芯片到生活,从课堂到田野,这个夏天,他们真的走了一遍。