在今年清华大学校庆期间
一枚特殊的电子系系徽备受瞩目
这是2001级电子系校友
毕业20周年的特别献礼
系徽由8英寸的晶圆片制成
上面镌刻着电子系建系以来
2.8万余个师生、校友的姓名
每个名字都有其专属坐标
系友们的朋友圈里
掀起了展示标有自己名字晶圆图片的热潮
也引发了各界的强烈关注与好奇

系徽晶圆和展示支架

清华大学官方媒体账号发布简讯
晶圆系徽制作的发起人之一
电子系2001级无19班孙旭光
向我们揭秘
这场“科技浪漫”制造的全过程
年级群里的秩年“芯”愿
“2025年是我们电子系2001级同学毕业20周年,大家一直都很关注秩年返校活动。”孙旭光说。
春节前夕,一条“在晶圆上刻全体师生姓名”的提议,在年级群里激起涟漪。无14班张薇的想法迅速引发共鸣:“既符合电子系的技术特色,又代表了电子系万众一‘芯’、众志成诚的精神。校友返校时看到自己的名字刻印在系徽上,会有很强的归属感和自豪感。”
从事集成电路设计的孙旭光觉得这个灵感可以落地,就主动向系里作了简要汇报,很快得到了系领导们的肯定和支持。
一呼百应下,2001级的校友们通过自愿报名的方式迅速成立工作小组,在繁忙的工作间隙,他们用实际行动,向母校、母系献上一份硬核浪漫。
73年名单的“数字重生”
整理跨越1952-2024年的电子系完整师生名单,成为行动的首个关卡。
得益于电子系校友办老师们的大力协助,工作小组很快就获取了电子系建系70周年系庆时的纪念名册等资料,但最初只有PDF版本,无法直接用电脑程序进行处理,需手动转换为可编辑数据并标注好人员属性。
在基础但繁杂的任务面前,又有几位同年级系友加入协助,为了给设计和制作晶圆的过程抢时间,他们群策群力,按类别将各个年级的师生名单整理成数据表。无19班李尚远还开发了一个Matlab程序,大大提升了名单整理的工作效率。几人用不到一周的时间,完成了2.8万余个人名的整理和数遍校对。确保没有发生遗漏和错误,为晶圆系徽的诞生打下了坚实的基础。

李尚远开发的Matlab程序输出界面
精密尺度的“汉字阵列”
在孙旭光的电脑屏幕上,系徽图案正经历精密改造:把之前整理好的人名组合成系徽图案,并生成晶圆加工所需的GDS数据。
“我的实现方法是用Python语言设计一个产生系徽图案的程序,它的工作原理其实很简单:原始的系徽图案是由一个个像素点组成的,只要把每个有颜色的像素点都替换成一个合适大小的汉字就可以实现了。”孙旭光介绍说。

生成系徽图案的Python程序部分代码截图
经过几天的调试,这个软件成功开发完成。借助芯片设计EDA工具,开发脚本程序就可将原始的图片格式转换成芯片加工所需的GDS数据格式。这对于他这个常年和芯片打交道的IC设计工程师来说还是不难的。
即便如此,当这样一颗直径200mm的巨型芯片呈现在他面前时,孙旭光感慨道:“我还是感到十分震撼的,估计这将是我设计过的最大芯片了。”


Python程序生成的系徽图案(左)
及局部放大图(右,文字进行了模糊处理)
10微米的“清华紫”密码
有了芯片GDS数据,接力棒又交到了无19班饶轶手上。
“把设计数据在晶圆片上加工出来,这项工作很像是在晶圆上画画。”饶轶介绍说。传统的晶圆制造需要先制造光刻需要的掩模版,再通过化学淀积、光刻等工艺步骤产生各种线条图案。但由于这次整片晶圆是一个完整的图案,并且不需要进行批量生产,出于时间和成本的考虑,就采用了加工周期更短的激光直刻技术进行加工。
尽管这片晶圆只有一层金属、线条也不是很细(10um),但为了更好的视觉呈现效果,也存在着不小的技术挑战:单晶硅圆片的表面呈现的是高亮的金属灰色,如果只用传统的银色铝金属刻线条,最终实现的图案对比度会比较差,很难分辨出系徽图案。
饶轶和歌尔光学的技术专家一道,进行了多次尝试,最终通过精确控制表层氧化薄膜的厚度,实现了漂亮的“清华紫”线条,整个晶圆的色彩对比度也得到了大幅提升。
4月初的春风里,这片凝结着工程师浪漫的晶圆艺术品成功交付。
聚碳酸酯里的“悬浮”巧思
当晶圆还在精密加工时,无17班彭霄与OPPO的设计师早已开启展示架的外观设计工作。他们最初的想象力冲破引力束缚——用磁悬浮的方式让晶圆凌空流转,这个充满未来感的设想考虑到晶圆比较脆弱而最终放弃。
"不如让危险幻想落地成诗。"在数轮探讨中,团队有了一个巧思:展示架的支柱部分采用透明的聚碳酸酯材质,保证足够支撑强度的同时还能呈现出一定程度的悬浮效果。
点睛之笔还在保护盒盖上的暖白色灯带,灯光开启时,紫色姓名矩阵在硅片表面若隐若现,系徽晶圆呈现的色彩更为美观。

校庆当天,在系史馆展示的晶圆作品
每个名字都有自己的坐标
“找到我了!”校庆返校日当天,系友们在系徽晶圆面前惊喜大呼。
这得益于无19班的杨晶生发挥软件方面的技术特长,经过多次版本的迭代优化,成功搭建出一套兼具美观、实用性和鲁棒性的人名搜索软件系统。
返校系友只需在系统中输入自己的姓名、姓名拼音或拼音首字母,就能够在晶圆上快速地定位到自己名字所在的位置,这一人名搜索软件很快就成了校庆期间的“网红”应用,在系友的朋友圈中,掀起了一股展示标有自己名字晶圆图片的热潮,获得了大家的广泛好评。

朋友圈分享
“这不是冰冷的坐标,是青春的重逢。”现场志愿者统计,三天内共有两千人次完成姓名定位。目前,杨晶生和无15班的王晔同学一起合作又为这套系统进行了升级,校友和在校师生可以通过校内邮箱或“清华人”小程序开通的校友邮箱来自助在线查询,也已有约一千人次成功完成查询。

目前查看晶圆“姓名坐标”的申请方法(点击图片查看)
“当看到我们精心制作的成果展示在电子系系史馆中时,每个电子系2001级的同学内心都非常的骄傲和自豪。”孙旭光回顾了整个晶圆的筹备过程,感慨的说。“每个参与的同学都竭尽所能,无私地投入了自己宝贵的时间和精力,遇到困难没有抱怨和退缩,大家分工明确、合作紧密,最终成功地赶在校庆日Deadline之前完成了为母校、母系的献礼工作。”
在电子系的创新基因中,科技的温度从未冰冷。当2.8万个姓名承载于晶圆,半导体被赋予了温暖的情感连接。这片晶圆如同微型时光胶囊,把延续了七十多载的学科发展足迹浓缩在每个清华电子人姓名中,一代代清华电子人正以硬核创新,续写着科技强国的“芯”篇章。
主要感谢名单
张薇 电子系2001级无14班 (原始创意)
孙旭光 电子系2001级无19班 (芯片设计)
彭霄 电子系2001级无17班(项目管理,展示支架设计制作)
饶轶 电子系2001级无19班 (晶圆加工制造)
杨晶生 电子系2001级无19班 (人名查询软件开发)
李尚远 电子系2001级无19班 (师生名单数据整理核对,日常联络)
王晔 电子系2001级无15班(人名查询软件开发)
张韵 电子系2001级无17班 (半导体加工技术支持)
无11班赵翔、无14班杜邓宝、无19班李晗、无19班于磊(协助整理师生名单)
资料来源|2001级电子系校友 电子系校友办
文|杨晓路
摄影|霍元东
责编|陶旋姿
审核|汪 玉 沈 渊 李冬梅