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年輕創新者在電子產品的“心跳”和“音樂的靈魂”中實現抱負
出自:德州儀器



當他的琴弓劃過琴弦,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前行的動力,同時,小提琴諧振器也會讓他探求技術創新背后的潛在物理學,并有朝一日據此進行技術實踐與延展。

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應用研究中心Kilby實驗室的微機電系統(MEMS)工程師。


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Ernest開發了一種新的體聲波(BAW)諧振器應用,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技術比人類頭發的直徑小,并且振蕩頻率高得多。

這些小型計時器有潛力成為電子產品的堅固心跳,它將加速下一代連通性,從而實現大數據發展,激發智能城市、智能工廠、智能家居和許多其他應用的潛力。

Ernest站在達拉斯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歷仍然記憶猶新。13歲時,他坐在離他現在站立的5英尺范圍內,與臺灣青年管弦樂團一起演奏。也正是因為那個契機,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,白天是微電子機械工程師。TI通過加州大學伯克利分校的博士項目招募到他,目前,他是MEMS技術專家。他與全球各地的同事一起工作了六年,開發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調和同步。

這一切都源于音樂
回溯20世紀80年代中期,當時Ernest 5歲,與家人一起住在臺北郊區。他的祖父是農民。音樂教育是必修課,盡管他的大多數同學都彈鋼琴,但是在父母的催促下,他開始學習拉小提琴。每天訓練指法和弓法,感覺像是一件苦差事。那個時候,Ernest對科學和體育更感興趣。Ernest 說,“我原來一直在打籃球,后來我意識到自己不夠高。”

Ernest和他的弟弟也喜歡使用LEGO?套件來制造機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。”在Ernest上小學時,他為自己的雙層床建造了小型機械化電梯,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、觀眾和競爭對手認識了Ernest。活動結束后,Ernest告訴他的老師和他的父母,他不打算參加他所在地區的高中入學考試。Ernest希望能在臺北某所學校就讀,因為那里音樂教育更先進。 后來,Ernest成功通過了全臺灣難度最高的高中入學考試。

一個決定性時刻
在他的家鄉,Ernest在數千名學生中排名第一。但當他就讀于臺灣最受歡迎的男子高中時,他意識到必須重新定義自己。Ernest 說,“當我去臺北時,我不再是最優秀的那一個,那里的每個人都很棒,我意識到我不會永遠是第一名,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轉向音樂家社圈。Ernest 說,“我發現我喜歡與人合作。當和朋友一起演奏室內樂時,每個人都會投入其中,貢獻自己的一份力。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。”

高中畢業后,Ernest就讀于臺北的清華大學,這所學校以其科學和工程專業而聞名。當Ernest還是一名大一新生時,某天他和幾個學長坐在一起,非常緊張。其中一位學長告訴我,“嘿,也許你應該嘗試做MEMS。”

諧振器創造者
在伯克利學習微機電系統工程博士學位期間,Ernest不僅專注于學業,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,經常整天待在實驗室里。同時,Ernest每天從零點到凌晨2點練習小提琴。他既不想荒廢自己的專業技能,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生聲音同體聲波諧振器如何產生精確節拍的基本物理原理是相同的。“一切都源于物理學,”Ernest說。

他的影響將是巨大的
如今,Ernest在Kilby實驗室從事研發工作。他與其他技術人員密切合作,開發產品,例如最新的基于TI BAW的器件等產品。

?“該技術可用于任何需要計時功能的電子系統。幾乎任何電子系統都需要一個時鐘,” Ernest說,“例如,您的智能手機、投影機等等,幾乎所有電子系統,有線或無線,都依賴于精確的時鐘,以便同步信號或數據的傳輸。他們都必須同步,以便他們知道如何運作。”

幾十年來,石英晶體已被用于電子系統內的計時功能。但這些昂貴的晶體出現磨損時,它們就會抖動或跳動,進而影響計時的精確性。Ernest幫助開發的技術之一便是可與石英晶體一起使用,以消除這種抖動,從而創建更精確的信號。另一項技術則是將TI體聲波諧振器集成到微控制器中,無需石英晶體,并在電路板上創造更多空間,供設計工程師進行創新。

隨著更先進的通信網絡和大數據時代的到來,高精度時鐘是必不可少的。世界各地的系統之間的數據傳輸速度越來越快,可以讓醫生與病人、農民與牲畜、樓宇與汽車實現有效互聯。

從樓宇自動化到虛擬健康、個人電子產品等各種應用,基于TI BAW的新產品能夠從根本上提升內部時鐘的性能和應用運行速度。

“我們現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——時鐘已經為您集成。”

未來可期
Ernest與實驗室同事合作同演奏小提琴一樣,團隊成員每個人都具有獨特的技能,為了實現共同目標,克服困難,共同努力。

在團隊的研發之路上,Ernest一直具有堅定的信念,從不懷疑團隊的能力和成功的可能性。

TI研究員,體聲波諧振器技術開發領導者Xiaolin說:“在創新過程中,存在諸多挑戰和艱辛,這些挫折很可能會影響大家的情緒。”“當事情違背我們的意愿時,人們就會變得灰心喪氣;當事情進展順利時,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,他對團隊的研發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已經開始迎接接下來的的挑戰了。他對未來的愿景是什么?繼續致力于研發電子產品的心跳,并繼續擁抱音樂。

 

 

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文章收入時間: 2019-04-02
 
 
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