直博申请电子工程篇

在本次的博士讲座中，我们与Dr. Xiangjing Wu进行了深入的对话，了解了电子工程领域多样化的研究方向和申请要求。让我们一起回顾这期精彩的讲座，了解更多博士申请相关内容。

S:您可以简单给我们介绍下您目前所研究的方向吗？

Dr. Wu:

我自己的专业是 electrical engineering，就是电子工程的方向。然后具体的研究内容的话是在半导体还有芯片这个领域。然后再往深一点讲的话，我做的主要是这个半导体内存器件这个方向。平时的话做的工作就是从这个实验室里面再到这个电脑上面去跑这个芯片的流片等等，这些其实一整个系列全流程其实都有做到。

然后我们其实想做的就是说，在这个现在大家知道人工智能时代已经来到了。那么人工智能的这个硬件的话，其实也面临很多挑战，就比如说这个 Sam Altman 就想到他们按这个 open AI 的这个 GPU 已经都在融化了，那么其实就是这个 AI 的这些硬件的现在它的效率、计算效率还有待提升。然后我们这个做的研究就是想要让这些 AI 的计算能够更加的效率，能耗能够更低。效率能够更高，从而可以让我们的这个 AI 的大模型能够就是说往前发展得越来越大，越来越好。

S:不知道您是否方便跟我们分享一下，在电子工程领域里面现在有一些什么样的前沿的，一些未来的可能性和一些前沿的创新。

Dr. Wu:

在这个领域的话有一个非常大的一个问题，然后我们比较通俗地讲的叫做内存墙的这么一个问题。就是说我们通常如果大家对电脑有一些了解的话，电脑的这个基本架构就是说比如 CPU 是在一个芯片上，然后你的这个DRAM，也就是你的内存实际上是在另外一个芯片上，这样的话当你要去跑这些，比如说大模型，对吧？比如说你问了 ChatGPT 一个问题，那么它进行计算的时候，它就需要从你的这个内存的芯片上去取很多的数据到你的这个 CPU 计算芯片上进行计算。

那么其实我们后面会发现就是说计算的这个过程倒是能耗不是很高，但是就把这个数据从你的这个内存移到芯片上这么一个过程倒是需要非常非常高的能量。那么其实现在就是说这个工业界，包括我们学术界就在想各种各样的办法，怎么能够减少这部分传数据传输的能耗，那么现在有一些方法的，比如说大家可能知道的就是Nvidia，它的一些 GPU 用的方式叫做 high bandwidth memory，叫做高带宽内存，那么那种方式是把多个芯片直接相当于绑在你的这个计算芯片上面，这样可以有效的差不多可以把这个能耗减小大概 5 倍左右。

但是这样还是不够的。如果说我们想让我们的这个 AI 模型再变大 10 倍，假如说我们不想让我们的这个电脑烧起来的话，那么你的这个能耗需要再降低十倍。唯一能够做到这件事情的方式就是我们能够在这个 CPU 的这个芯片上面就直接地去制作很多的这个内存，那么这个也是我们课题组，包括整个就是 AI 硬件这个领域，大家都想要实现的这么一个愿景。

那么具体的这个技术路线的话，其实有非常多的这个方式。我其实在这个博士的时候，主要是看了两个方式。一种方式叫做相变的存储，这种方式是用了一些新的物理原理。正常情况它一般是很难在这个 CPU 上再去做这个存储的，但是我们通过这种相变存储的方式其实是很容易就可以在我们的 CPU 上面再去制作新的这个内存。这样的话就是可以达到减少能耗，减少数据传输过程中的能耗损失。

S:电子工程还有哪些研究方向呢？

Dr. Wu:

电子工程的话，我可以就是总结成它就是一个这个通天入地的一个专业，就是，它很杂。从这个最底层的接近物理，接近材料的这些，比如说有一些做偏最最底层的话，它可以到材料，然后最最顶层的话它可以到一些算法设计，就是和计算机科学基本上接轨了。所以你可以想它是一个非常大的跨度。

那么总体介绍一下，大概就是有三到四个主要的方向。第一个方向就是说是一些底层的这个物理的这些器件，比如说有一些人做这种光学的，比如说 LED 的，做更好的这种发光器件。还有一些人做太阳能电池的，可能有的时候都会被放在电子工程的这个系里边，所以这是一个方向，就是比较底层的物理。再往上一些的话就是可能会涉及到一些比如说电路的设计，比如说怎么样可以涉及更高效的模拟电路，或者说更高效的集成电路、数字电路等等，这方面的话他们平时就不太会去实验室了，就基本上是坐在电脑面前，然后就是去优化设计，然后跑一些电路模拟这样子。

那么如果再往上一层的话，那可能就涉及到这种不仅仅是电路，而是这种整个芯片架构的设计，那么芯片架构设计的话更加像是一个规划师，去安排这些数据流该往哪个方向流动，然后你跟数据堵在哪个地方了之后你需要去疏通一下，或者在这个地方去多给它调配一些资源等等，更多的是一些系统架构上的设计。

我继续再往上的话，我们也有一些就是涉及到算法等等的。比如说有人去研究这种机器学习，强化学习的算法等等。不少电子工程的老师也是做这些方向，所以有些同学就是可能觉得，比如说这个CS方向申请竞争压力大的话，有的时候就会曲线救国一下，就是申请EE专业，然后这里面其实也有很多很好的老师做着和CS差不多的事情。

S:您是如何确定自己的研究方向的？

Dr. Wu:

我本科是学物理，然后后来觉得就是物理和现实生活联系还是比较少一些，然后我想做一些能够对社会更有影响的一些方向，所以准备去做偏工科一些。然后半导体芯片这块，特别是用这种新技术去做的芯片这块其实会用到还蛮多物理知识，所以对我来说也是一个非常好的，能够把我物理本科知识用上的这么一个领域。在大二到大三的时候，我在本科的时候进了一个老师的课题组里面。然后老师就对我非常好，然后也就是对我的指导非常的细微吧。然后我觉得就是开始就对这个半导体芯片这个领域慢慢感兴趣。然后到后面发现这个美国这边有些老师还是做得比较创新性强，然后研究课题比较有意义，所以我就申请美国的博士。

S:申请电子工程博士需要提前套磁吗？

Dr. Wu:

我的观点是哪怕是 committee 决定的，你也要套。你要知道就如果说一个老师他真的很想要你，他哪怕不在committee里，他总是有办法。大家有的时候可能收到一些回复就是说，哎呀，我们这是 committee 录取，然后你就申请吧，然后我也没有什么办法决定，那是因为那老师他也没有特别想要你，或者说他也就是对你这个中立的态度。如果一个老师他真的想要你的话，不管他是什么committee，他总归有办法稍微能帮你吧。他可以给 committee 里的人打个招呼，就是 committee 不是一块铁板，不是像高考出卷人一样，它是锁在一个深山的老林里面，不和外界接触的，就是这个事情，你虽然是 committee 录取，但是老师还是可以打点招呼。对，所以还是推荐套磁。

S:电子工程的博士面试大概是什么样？

Dr. Wu:

Behavioral 和 technical 都会有，这个最后取决于老师。以斯坦福的面试为例的话，就是如果说你过了初筛会有三个老师来面试你，那么有的时候我觉得会有一个到两个老师他会比较喜欢问 technical 问题，另外还有一个老师他可能特别是那些比较年纪大的老师，可能就问得比较佛系一点。所以两方面都要准备吧。

美国老师他们至少像斯坦福是 MIT 这些面试更加会向着一种聊天的一种形式，它是一个比较自然的过程，不会很生硬的，不会说突然一下，你好，我们面试，然后它突然给你扔一道很复杂的方程，让你去解它，它不是这样一个很生硬的过程。更多的可能就是说是从你的 research 开始，然后聊着聊着，顺便就是也看一下你对自己写在简历上的东西是不是有很深的理论认识。一般来说就是聊你的research，聊着聊着他可能抛出一两个问题问一问，试探一下你背后有没有比较强的这个理论知识基础。

S:申请电子工程的博士，GRE重要吗？

Dr. Wu:

我的回答就是，不是你的最要紧项。如果说你这个项目马上要出论文了，那你就别去准备 GRE 了，你赶紧把它发出来吧。如果你真的就是也没什么特别多的事情，你去考一个 GRE也有好处。就像我老板，他很看重 GRE 的写作分数，他觉得GRE写作分数高的人将来写论文也特别流畅，也特别有逻辑。你的写作逻辑就代表着你其实做科研有的时候自己逻辑性也很强，所以至少在我了解的两三个老师里面，有的人会觉得GRE的写作如果你能写个 4.5 或者 5 分的话，是个还挺加分的事情。不过还是需要说一下，它不是你的列表上最高的那一栏。

S:您觉得什么样的学生适合读博？

Dr. Wu:

这个问题其实我觉得你问的很在点上，包括其实也是很重要的一个问题。很多学生，就比如说你读了博士，有的人可能读到第三、第四年的时候就有点迷茫了，觉得我为什么要读这个博士？

首先的话就是我觉得大家读博士的原因可能是各种各样，有一些人就是还没想好自己想要做什么，所以他就去读一个博士，然后先等一等，有些学生他可能就是想要一个学位，我就要一个博士学位，然后这样其实也没有什么不好的。

包括有一些更多、更加沉醉，或者说通俗意义上来讲更好的原因就是你对这东西真的感兴趣，然后你比较自发地想去做这个事情。所以总结一下的话，我觉得，首先就是我觉得你首先要自己清楚你到底为什么要读这个博士。

我其实有一些同学，就是一些跟我同届或者学长老师，他们当时有些人就是这样的，就很实诚的就是觉得以我本科毕业还没想好要做什么，我就先去读个博士缓冲一下，然后还有一些学生就是觉得我就要一个博士学位，因为这样会给我更好的一些就业的机会 等等，这些原因都是可以的。

但是你只有知道自己的原因，自己想读博士的动机是什么之后，你才能更好地去选择你的老师。如果说你的目标就是想要毕业的，想要有一个学位，那这时候你肯定要选择的一个老师，首先他要支持你这个目标，另外就是他不是一个非常 push 你的一个老板，他是一个比较放松的，让你能够去三篇文章就毕业的。

那如果比较通俗的，比较好的一个读博士的一个动机，就是想去当教授，然后对这个学术话题就非常感兴趣，或者说你哪怕达到了财富自由之后，你不用考虑通俗社会意义上的一些成就，之后你可能还是想做这个research。如果你有这种好奇心的话，我会觉得这当然是一个更好的一个读博士的理由。

那如果你是以这样的一个理由去读博士的话，那我会推荐你是选择一些老师，就是比较 ambitious 的一些老师，他会去 push 你做一些很难的项目，包括会给你很多自由度的老师，就是让你可以自己去探索你自己的兴趣的这种老师。对，所以总结一下我想说的事情，就是说，嗯。读博士的原因可以有很多，关键是自己得想清楚，因为你想清楚你要读博士的目的之后，你才能去更好地选择适合你的老师。