一枚小小的芯片,为什么会因为一些肉眼看不见的问题,带来如此高昂的损失?一条关于芯片质量问题的新闻,引起了华东理工大学几名学生的好奇。
记者从华东理工大学了解到,该校 " 微纳智测——高通量微纳原位力学智能测试探索者 " 学生团队,先后斩获第十七届过程装备实践与创新大赛全国一等奖、中国国际大学生创新大赛(2026)上海赛区高教主赛道本科生创意组金奖。经过持续攻关与多轮优化,团队已经逐步完成高通量微纳原位力学测试装备的整机设计,并围绕相关技术申请发明专利和实用新型专利。

从好奇开始,先找到能够研究的问题
正是带着对这一芯片质量问题的疑问,华东理工大学机械与动力工程学院的本科生孙思博、郑者、蒋帅、李蕊玉、叶鸿博等同学,组成 " 微纳智测 " 团队,开始了一段关于微纳世界的探索。
起初,他们很难把新闻里的芯片质量问题,与自己正在学习的机械课程联系起来。芯片内部有什么结构,微小缺陷如何产生,机械专业又能从哪里参与?在学院闫亚宾、王晓媛老师的指导下,他们探索出一个可以研究的方向:芯片内部的薄膜与界面结构也会受力,而要了解其变形与损伤,就需要相应的力学测试手段。
那些课堂上学过的概念,开始与眼前的问题产生联系:如何施加可控的力?如何让机构稳定运动?如何在有限空间里安排所需动作?团队把研究方向落在微纳力学测试装备上,准备从自己能够理解和着手的地方做起。
此后,他们查阅微纳力学测试的相关研究,学习精密驱动、机构设计以及图像与数据处理知识。为了让书本上的认识更具体,团队还走进中国国际工业博览会和相关企业,参观展品、交流学习。已有装备怎样安排功能、不同环节如何配合,让同学们得以对照自己的疑问,继续理解机械设计中的实际要求。

自主设计,让测试流程更加连贯
随着学习和研究加深,他们逐渐理解 " 原位测试 " 的意义:在材料受力的同时观察其微观变化,让力学数据与变形、裂纹等现象相互对应。这也意味着,设计不能只考虑某一个机构,还需要把定位、加载、观察与分析衔接起来。
团队逐步形成了 " 智寻、智动、智感 " 三项技术模块的设计思路,分别回应找到目标、施加载荷与理解结果的需要。
" 智寻 " 面向微小试样的定位需求,利用机器视觉辅助完成自动对焦与对中,减少人工反复调节;" 智动 " 兼顾快速接近与精细加载,支持不同力学测试任务;" 智感 " 衔接连续测试与智能分析,将微观图像与力学曲线联系起来,辅助识别材料变化。这些模块共同指向一个目标:让测试流程更加连贯,为材料筛选、工艺研究和失效分析提供工具。
功能增加后,有限空间里该怎样安排?面对微小试样,怎样让压头更快、更准确地找到目标?快速接近所需的大行程,又该如何与精细加载所需的高精度兼顾?在不断发现问题、解决问题、并结合所学知识的过程中,经过持续攻关与多轮优化,团队逐步完成整机设计,并围绕相关技术申请发明专利和实用新型专利。

升学有进度,合作仍继续
如今,团队成员也在为各自的下一阶段作准备:有人已经保研本校,希望在熟悉的研究环境中继续深造;有人正在准备考研,努力补足基础、明确未来的学习方向。项目中的经历,让大家对继续学习有了更具体的期待,也更清楚自己还有哪些知识需要补充。
升学安排各有进度,围绕项目的合作仍将继续。他们希望把各自在后续学习中获得的新知识带回讨论中,共同思考设计中尚未解决的问题。
接下来,团队将继续围绕装置设计与图像 - 曲线关联分析完善已有工作。面对新的问题,大家希望延续共同查阅资料、比较思路和讨论修改的方式,让不同方向的学习相互补充,也让这份从好奇开始的探索,在新的学习阶段继续向前。

回望这段经历,那条新闻带来的好奇,已经变成了一连串能够沿着专业继续追问的问题。对这群年轻人而言,共同完成一份设计的过程,也是在学习怎样面对自己暂时不懂的事:去读、去问,把想法拿出来讨论,再根据新的认识修正判断。
纳米世界仍有许多未知。未来,他们将走进不同的学习与实践环境,也希望继续带着彼此的经验,共同思考那些尚未解答的问题。