对话华为顶尖专家：一位在光电子领域追了半个世纪的洋博士

编者按： Michael Robertson博士在电信半导体光电子技术领域拥有40多年的丰富经验，精通光电半导体的研发制造，并在有影响力的国际行业组织担任专家委员，发表了80多篇论文，获得12项专利。十年前，他加入了华为在英国成立的伊普斯维奇研究所（IRC），带领团队在半导体领域取得多项技术突破，开发了可靠的高速光通信设备。以下是我们对他的专访。

答：我出生在爱丁堡，从小就喜欢钻研，总是对事物充满好奇心，把复杂的东西拆了再装，装了再拆，看看里面是什么构造，如何运作。上中学后，在一次物理课上，我看到白色的太阳光，通过三棱镜折射后，如同魔术一般，形成红、橙、黄、绿、蓝等色彩斑斓的光谱，令我惊讶不已。为了探索更多有关光的奥秘，我迷上了物理。

课余时间，我喜欢动手，制作简单的电子电路，尝试光电转换的实验，乐此不疲。慢慢地，我了解到，光的本质是由一份份光子组成的，就像一个个小球且具有波粒二象性。如果用光子作为信息载体，可以传得更远，且具有极快的响应能力，未来的技术价值不可限量。

报考大学时，我毫不犹豫地选了物理专业，就读于苏格兰最古老的圣安德鲁斯大学。当时我最喜欢的课程是半导体和光学。本科毕业后，我在杜伦大学继续深造，研究光子和电子的转换，获得博士学位。自此，我和光电子技术正式结下了不解之缘，到现在已经40多年了，我对它的追求从未停止过。

答：1979年，我开始在英国某电信运营商研发总部的光电子实验室工作。在那里我的第一个任务是测试和分析基于砷化镓（GaAs）的半导体激光器，以确定和提高其可靠性。后来，我设计和开发了一种高度可靠的光电二极管，并成功地将其投入批量生产。这是我第一次尝试生产。在领导一个团队的过程中，我直接参与了各个方面——晶体生长、工艺开发、测试和故障分析。通过这个角色，我了解到了研究和批量产品开发之间的巨大区别，研究一个好的结果就足以发表一篇论文，而批量产品开发需要对设备操作和影响其可靠性的材料科学有更多的了解，以便提供始终如一的好产品。这是我最自豪的成就之一——通过开创性的研究，造就一个成功的批量产品。

答：我是2012年加入华为的。在那之前我就听说过华为，虽然知之甚少，但我知道这是一家中国的通信设备制造商，正在英国积极拓展业务。后来，我逐渐发现，华为是一家在通信技术方面持续投入、充满进取心的公司，一直是在脚踏实地、认认真真地搞研发，对光电子技术也非常重视。作为一名“技术控”，我很欣赏华为，并开始关注和喜欢上了华为。

2012年，华为在英国成立了第一个研究所——伊普斯维奇研究所，我也荣幸地成为其中一员。

答：我最开始的角色是设计经理。当时的任务是开发出适合在华为大规模制造的光电二极管。华为的产品线为客户提供光通信解决方案，这些光电二极管是必不可少的器件，必须实现高响应性、高灵敏度、高可靠性和高速运行。

比起我以前开发的二极管探测器，华为提出的要求更高，传输速率高达10Gb/s。这意味着更艰巨的技术挑战，主要与器件的直径和有源区厚度密切相关。

直径超过50微米，会增加电容，影响探测器的速率；而直径小于15微米，又会导致光敏面积太小，使封装时的耦合难度增大，影响产量。有源区的厚度对探测器的速率影响更大——有源区越厚，电容越小，探测器速率降低；有源区越薄，电容越高，探测器速率升高。

我面临的挑战，就是努力调整上述相互制约的参数，寻求最佳平衡点，达到最优效果。我与中国同事们一起开发了二极管探测器的模型，通过反复实验，验证各类参数的最佳匹配性，终于研制出可靠的高速光电二极管，成功地将技术应用于生产，实现了大规模制造，并在性能上超越了友商。

答：在10Gb/s速率的光电二极管量产后，公司又给我们提出了更高的要求：研制应用4 x 25Gb/s速率的二极管阵列。当时，全球市场对光通信系统的传输速度要求迅速增长，为了确保持续领先，华为亟需推出一款新产品，具备更高的响应度和可靠性。

在设计和制造方面，我们遇到了新的挑战。制约我们的是工艺能力，而不是设计能力。怎样找到工艺和良率的最优解是最大的挑战。当时，我们要在一个直径18微米大的探测器上套刻2次宽度仅5微米的圆环。虽然面临巨大挑战，但上一款光电二极管的成功，给我们增添了信心和经验。我们在超净室里夜以继日地反复试验，不断挑战设备的极限，提升操作精度。最终，我们做出了4 x 25Gb/s二极管探测器，用在了100G的产品上，创造出领先全球市场的高可靠产品，在响应度等方面超越了友商。

答：对我来说，和中国同事一起工作很开心，效率也很高，我甚至想不起来我们一起工作有什么问题。他们非常勤奋，为了实现目标，坚持不懈地奋斗。

一天下午，我去参加一个会议，由于议程延迟，开完会时已经夜深。当我关了灯，准备离开办公室时，看见隔壁实验室的灯还亮着。于是，我就去检查实验设备是否已经关闭，却惊讶地发现一位中国同事还在里面聚精会神地工作。他告诉我，来伊普斯维奇出差一趟不容易，时间有限，所以在回国前，要争分夺秒，早日达成目标。这一幕让我至今难忘。

有些中国同事英语不是特别好，但他们在努力工作的同时，也在努力提高英语能力。我记得有个中国同事来英国后，把手机里所有的中文APP全部卸载，换成英文版的，把自己完全沉浸在英文环境里，他的英文进步得很快。在我印象中，多数中国同事经过3个月的磨练，都能和我流畅地用英文交流。

答：这十年中，我曾多次去中国出差。中国同事热情好学，他们在化合物半导体能力建设方面取得飞速的进展，令人赞叹。每次与他们交流，我都会有欣喜的新发现。当然，我也有机会更深入地学习中国文化和华为文化。给我感触很深的一点，就是在重要决策会之前，同事们都会邀请我一起讨论，请我给出初步想法和建议，再带我一起参加与主要利益干系人的沟通，这样所有的决策者都能事先了解议题，使决策更加高效，也体现出对专家的尊重。

答：我非常喜欢我们团队的年轻人，一直热衷于激发他们的潜力。我喜欢倾听他们的问题，鼓励他们多实践，与我碰撞思想，帮助他们取得进步。

不过，有的时候，年轻人经验不足，可能容易被自己的直觉误导，在做仿真模型或进行试验前，做出一些看似符合常理，但其实并不正确的结论。

比如有一次，一个小伙子拿着刚做好的光波导（一种引导光波传播的介质装置）仿真模型来找我，说实验结果和自己的输入数据及假设条件总是不匹配。他认为，当把一个小号的光波导对接到大号的光波导时，那所有的光都会被耦合进去；而把一个大号的光波导对接到一个小号的光波导时，那就肯定只有部分光被耦合进去了。

我笑着问他：“你是不是这样想的：两根粗细不同的水管，如果把细水管接到粗水管，那所有的水都会流入粗水管；如果把粗水管接到细水管，那只有一部分水能流入细水管。所以，对接光波导时也肯定是这样？”他连连点头称是。

但实际上，对于单模的光波导，无论是把大号连到小号，还是把小号连到大号，它们的耦合效率没有差别，是一样的。这是因为，影响光耦合效率的因素，除了光场大小，还有光的发散角等因素。因此，光波导间的对接和水管间的对接不是一码事，不能想当然地被某些常理和直觉误导。

很多年轻人都会不知不觉地陷入类似的误区，我年轻时也曾走过弯路。因此我会基于自己的经验，通过简化的数学模型来一步步引导年轻人认清误区，再给他们答疑解惑，纠正错误，找到问题的真相。每当问题得到解决时，看着他们脸上满足的笑容，我觉得自己好像也一下子年轻了好几岁。

除了技术上的辅导，对年轻人来说，更重要的是要让他们自发地探求研究的兴趣，紧跟技术发展的前沿，掌握周边学术资源，提升个人能力。虽然我已在光电子领域工作了40多年，但是相对于其他领域，光电子还是一门方兴未艾、年轻的学科，还有很多尚未成熟的理论，亟待探索。我们要不断鼓励年轻人朝着技术的制高点，努力开拓。

我喜欢带着年轻的设计师和工艺工程师们去参加各种国际会议，一是可以让他们接触最前沿的研究方向，拓宽思路，取众家之长；二是可以激发他们的学习兴趣，养成终生学习的好习惯。我也会以身作则，不断学习分享最新的业界论文和研究成果。而在我多年积累的行业人脉中，不少人已成为了业界领导者，我也很乐意把这些资源引荐给年轻的同事们，引导他们向业界标杆看齐，汲取经验，取长补短，树立信心和自豪感，最终成长为独当一面、善于解决问题的专家。

答：通过参与这些行业组织和交流活动，我可以前往人才浓度高的地方，和优秀的人一起喝咖啡，紧跟世界领先的科研团队在光电子学领域的最新进展，关注他们正在研究的技术，然后判断华为是否应该在这些技术上进行投资。要做出正确的判断，必须收集和分析大量信息，包括技术的相关性和潜力、相关科研团队及其组织的能力和记录、潜在的技术上市时间和成本等。在团队的共同努力下，我们已经识别了一批富有前景的机会点，申报立项并获准启动了一些项目，为华为在市场持续领先做好技术储备。

另外，我们也联合欧洲的一流大学和科研机构，组织了一系列专题研讨会或交流活动，积极宣传华为，在大学和学术圈里树立华为良好的声誉，吸引了一批志同道合的人才，加入我们的研究项目。

答：我想是的。经过大家的共同努力，我们将很多光电子研究成果转化为激光器、半导体光放大器（SOA）、光电二极管和调制器的成功量产，为华为提供了世界领先的差异化产品，成为世界上最成功的ICT公司之一，这也是我当初加入华为的目标。

十年来，华为在英国的研发事业从零开始，发展至今。我和同事们也在追光的旅途上耕耘不辍。我特别感谢我的同事们，正是大家的团结协作，让我们一次次取得突破，走向胜利。我相信在下一个十年中，我们将会取得更多、更辉煌的成就。

（英国IRC周波、蒋琦对本文亦有贡献）

来源：光纤激光