北京2019年4月1日 /美通社/ -- 當(dāng)他的琴弓劃過琴弦,略過指板撥動小提琴的每個音符時,這位年輕人的手指隨之精確地移動著。音樂廳與來自Niccolo Paganini美麗動人的演奏篇章相得益彰,每一個音符都與Ernest腦海中的旋律、琴弓的搖擺和手指的速度保持同步。當(dāng)他演奏時,將自己的左手比作“工程師”,右手比為“音樂的靈魂”。
對于Ernest來說,小提琴充滿著眾多意義:一件困難繁瑣的技能,一個可以喚醒競爭意識的工具,一個激勵自己朝著更大目標(biāo)前行的動力,同時,小提琴諧振器也會讓他探求技術(shù)創(chuàng)新背后的潛在物理學(xué),并有朝一日據(jù)此進(jìn)行技術(shù)實踐與延展。
在拉小提琴的過程中,Ernest的手指變得十分敏捷 -- 可以幫助他更好的完成日常工作。他是TI應(yīng)用研究中心Kilby實驗室的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工程師。
Ernest開發(fā)了一種新的體聲波(BAW)諧振器應(yīng)用,這個裝置與他的小提琴非常相似,僅100微米寬,TI的新型TI BAW技術(shù)比人類頭發(fā)的直徑小,并且振蕩頻率高得多。
這些小型計時器有潛力成為電子產(chǎn)品的堅固心跳,它將加速下一代連通性,從而實現(xiàn)大數(shù)據(jù)發(fā)展,激發(fā)智能城市、智能工廠、智能家居和許多其他應(yīng)用的潛力。
Ernest站在達(dá)拉斯Meyerson交響樂中心Eugene McDermott音樂廳的中心舞臺,他對上一次來到這里的經(jīng)歷仍然記憶猶新。13歲時,他坐在離他現(xiàn)在站立的5英尺范圍內(nèi),與臺灣青年管弦樂團(tuán)一起演奏。也正是因為那個契機(jī),Ernest深深地鐘情于音樂。
如今,Ernest晚上是音樂會上的小提琴演奏者,白天是微電子機(jī)械工程師。TI通過加州大學(xué)伯克利分校的博士項目招募到他,目前,他是MEMS技術(shù)專家。他與全球各地的同事一起工作了六年,開發(fā)出這些微小的體聲波諧振器的功能,如電子心跳 (或時鐘信號 )告知每個電子元件何時完美地協(xié)調(diào)和同步。
這一切都源于音樂
回溯20世紀(jì)80年代中期,當(dāng)時Ernest 5歲,與家人一起住在臺北郊區(qū)。他的祖父是農(nóng)民。音樂教育是必修課,盡管他的大多數(shù)同學(xué)都彈鋼琴,但是在父母的催促下,他開始學(xué)習(xí)拉小提琴。每天訓(xùn)練指法和弓法,感覺像是一件苦差事。那個時候,Ernest對科學(xué)和體育更感興趣。Ernest 說,“我原來一直在打籃球,后來我意識到自己不夠高?!?/p>
Ernest和他的弟弟也喜歡使用LEGO®套件來制造機(jī)器人手臂和其他裝置。他說,“玩具非常貴,所以我們會購買一個套件,開始時按照說明操作,然后,我們會試著制作其他東西?!痹贓rnest上小學(xué)時,他為自己的雙層床建造了小型機(jī)械化電梯,這樣他就可以將飲料和其他物品送到下鋪弟弟那里。
上小學(xué)四年級時候,Ernest完成了他的首次全臺灣小提琴比賽的表演,一切因此改變。雖然他并未獲獎,但正是通過這場比賽,在場的評委、觀眾和競爭對手認(rèn)識了Ernest?;顒咏Y(jié)束后,Ernest告訴他的老師和他的父母,他不打算參加他所在地區(qū)的高中入學(xué)考試。Ernest希望能在臺北某所學(xué)校就讀,因為那里音樂教育更先進(jìn)。 后來,Ernest成功通過了全臺灣難度最高的高中入學(xué)考試。
一個決定性時刻
在他的家鄉(xiāng),Ernest在數(shù)千名學(xué)生中排名第一。但當(dāng)他就讀于臺灣較受歡迎的男子高中時,他意識到必須重新定義自己。Ernest 說,“當(dāng)我去臺北時,我不再是優(yōu)秀的那一個,那里的每個人都很棒,我意識到我不會永遠(yuǎn)是第一名,因此,我必須找到一些東西,因為我不能再以成功來定義我了。”
因此,Ernest轉(zhuǎn)向音樂家社圈。Ernest 說,“我發(fā)現(xiàn)我喜歡與人合作。當(dāng)和朋友一起演奏室內(nèi)樂時,每個人都會投入其中,貢獻(xiàn)自己的一份力。每個人都把一件事做好,最終大家一起獲得更大的成功。這真的非常有趣?!?/p>
高中畢業(yè)后,Ernest就讀于臺北的清華大學(xué),這所學(xué)校以其科學(xué)和工程專業(yè)而聞名。當(dāng)Ernest還是一名大一新生時,某天他和幾個學(xué)長坐在一起,非常緊張。其中一位學(xué)長告訴我,“嘿,也許你應(yīng)該嘗試做MEMS?!?/p>
諧振器創(chuàng)造者
在伯克利學(xué)習(xí)微機(jī)電系統(tǒng)工程博士學(xué)位期間,Ernest不僅專注于學(xué)業(yè),開始專注于射頻MEMS。他在黎明時分在MEMS實驗室開始他的一天,經(jīng)常整天待在實驗室里。同時,Ernest每天從零點到凌晨2點練習(xí)小提琴。他既不想荒廢自己的專業(yè)技能,也不想停下對音樂熱愛的腳步。
正是在這段時間里,Ernest意識到他的小提琴如何產(chǎn)生聲音同體聲波諧振器如何產(chǎn)生精確節(jié)拍的基本物理原理是相同的?!耙磺卸荚从谖锢韺W(xué),”Ernest說。
他的影響將是巨大的
如今,Ernest在Kilby實驗室從事研發(fā)工作。他與其他技術(shù)人員密切合作,開發(fā)產(chǎn)品,例如最新的基于TI BAW的器件等產(chǎn)品。
“該技術(shù)可用于任何需要計時功能的電子系統(tǒng)。幾乎任何電子系統(tǒng)都需要一個時鐘,” Ernest說,“例如,您的智能手機(jī)、投影機(jī)等等,幾乎所有電子系統(tǒng),有線或無線,都依賴于精確的時鐘,以便同步信號或數(shù)據(jù)的傳輸。他們都必須同步,以便他們知道如何運(yùn)作。”
幾十年來,石英晶體已被用于電子系統(tǒng)內(nèi)的計時功能。但這些昂貴的晶體出現(xiàn)磨損時,它們就會抖動或跳動,進(jìn)而影響計時的精確性。Ernest幫助開發(fā)的技術(shù)之一便是可與石英晶體一起使用,以消除這種抖動,從而創(chuàng)建更精確的信號。另一項技術(shù)則是將TI體聲波諧振器集成到微控制器中,無需石英晶體,并在電路板上創(chuàng)造更多空間,供設(shè)計工程師進(jìn)行創(chuàng)新。
隨著更先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)時代的到來,高精度時鐘是必不可少的。世界各地的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度越來越快,可以讓醫(yī)生與病人、農(nóng)民與牲畜、樓宇與汽車實現(xiàn)有效互聯(lián)。
從樓宇自動化到虛擬健康、個人電子產(chǎn)品等各種應(yīng)用,基于TI BAW的新產(chǎn)品能夠從根本上提升內(nèi)部時鐘的性能和應(yīng)用運(yùn)行速度。
“我們現(xiàn)在正在做的是讓我們的客戶知道,如果想要擺脫這些龐大而昂貴的晶體,只需購買TI的芯片 -- 時鐘已經(jīng)為您集成?!?/p>
未來可期
Ernest與實驗室同事合作同演奏小提琴一樣,團(tuán)隊成員每個人都具有獨特的技能,為了實現(xiàn)共同目標(biāo),克服困難,共同努力。
在團(tuán)隊的研發(fā)之路上,Ernest一直具有堅定的信念,從不懷疑團(tuán)隊的能力和成功的可能性。
TI研究員,體聲波諧振器技術(shù)開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)者Xiaolin說:“在創(chuàng)新過程中,存在諸多挑戰(zhàn)和艱辛,這些挫折很可能會影響大家的情緒?!薄爱?dāng)事情違背我們的意愿時,人們就會變得灰心喪氣;當(dāng)事情進(jìn)展順利時,人們又會太興奮。但是Ernest從來不會這樣情緒化,我從來沒有見過他有過半點猶豫不絕,他對團(tuán)隊的研發(fā)之路從未有過任何懷疑。
“即使許多人有過懷疑,Ernest一直堅定信念。最后證明他是正確的。Ernest的性格是獨一無二,并且影響力是巨大的。”
Ernest已經(jīng)開始迎接接下來的的挑戰(zhàn)了。他對未來的愿景是什么?繼續(xù)致力于研發(fā)電子產(chǎn)品的心跳,并繼續(xù)擁抱音樂。
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