尽管在GTE取得了骄人的成绩，但这还远不是张亚勤科研道路上的巅峰。在GTE工作到第五个年头的时候，另一个机遇悄悄来临。1994年，张亚勤进入了桑纳福研究院。
说起科技公司，大家更多提到的是微软、谷歌、苹果、IBM等大红大紫的明星公司，而“桑纳福”这个名字让很多人都比较陌生。桑纳福公司的创始人戴维·桑纳福（David Sarnoff）是美国商业广播和电视产业的先驱，一手创办了美国全国广播公司（NBC），更终其一生领导美国无线电公司（RCA）纵横通讯传播领域。RCA在美国家喻户晓，与洛克菲勒石油公司、福特汽车、通用电气等公司齐名，是美国的国家名片。由于戴维·桑纳福在通讯领域的杰出贡献，“二战”期间他被授予“将军”头衔。
位于新泽西州普林斯顿的桑纳福公司，原名RCA研究院，是世界顶尖电子科技的圣殿。人们日常生活中常用的调幅无线电、彩色电视机、CCD照相机、LCD显示器、录像机等电子通讯产品，几乎都是桑纳福研究院研发出来的，由此可见它对美国乃至世界的贡献。
张亚勤曾经在普林斯顿一次同学聚会之后路过桑纳福，当时他指着对面桑纳福研究院的大楼，对妻子汪健说：“美国有四大研究院—IBM研究院、施乐帕克研究中心、贝尔研究院和桑纳福研究院。桑纳福是世界电子科学的摇篮。”说这话的时候，张亚勤还怀揣着对桑纳福的景仰，而他和妻子都没有想到，短短几年之后，他也会成为桑纳福研究院的一员。桑纳福研究院的老板吉姆·卡恩斯（Jim Carnes）慧眼识英才，力邀张亚勤加盟。张亚勤评价，卡恩斯是除自己的博士生导师瑞曼德·比克赫尔茨教授外，另一位使他终生受益的大师。“吉姆·卡恩斯的长远眼光和宏观视野相当出色，他的思维与众不同。常常着眼于别人想不到的领域，譬如人类将来会怎么样，新技术将要朝什么方向走，科学研究大方向走势如何。吉姆·卡恩斯帮我打开了更广阔的门，改变了我思考问题的方式。每次和他谈话，都有一种海阔天空的感觉。跟他聊短短几分钟，就可以改变你的整个思路。”张亚勤对这位大师由衷钦佩，“他是真正的高手。”
和这样的高手在一起，会让人觉得世界越来越大。张亚勤不再把自己局限在纯粹的科学报告里，新的兴奋点层出不穷，视野也变得开阔起来。“在吉姆·卡恩斯面前，你会觉得自己心里那些琐碎的烦恼都不值一提，因为有那么多关乎人类生活方式的巨大变革在前方等着你。到桑纳福是我特别好的选择。”