张波(左二)与学生交流学业规划。
大到卫星、飞机,小到电视、手机,现代社会中,几乎所有电子设备都离不开芯片。在那个以纳米来计量的世界中,如何处理好繁杂不一的电力是个“关键大事”,而功率半导体芯片就是一个“转换器”,将不同的电力处理成终端产品所需的规格,不论是小巧的手机快充,还是中等功率的变频空调、新能源汽车,或是兆瓦级的高铁动车组,都需要通过功率半导体芯片来调节电流电压。
而电子科技大学就有这样一支团队,他们在功率半导体领域攻坚20余年,为“中国芯”的蓬勃发展育人才、拓理论、研产品,为我国功率半导体芯片行业的发展作出了重要贡献。他们就是电子科技大学功率集成技术实验室教师团队。
潜心科研
壮大研发创新“策源地”
6月24日,2023年度国家科学技术奖在北京揭晓,电子科技大学功率集成技术实验室张波教授团队榜上有名。团队牵头完成的“功率 MOS与高压集成芯片关键技术及应用”项目获得国家科学技术进步奖二等奖,这是他们第二次获得这个荣誉。
该项目凝聚了张波教授团队20余年的心血,建立了功率 MOS电荷平衡新理论,与企业合作研发出我国第一颗超结功率 MOS产品;该项目独创了衬底终端技术,突破功率高压 MOS集成耐压瓶颈,使相关技术达到国际领先水平,并与行业龙头企业合作建立起多个具有国际先进水平的量产工艺平台,实现了功率芯片从依赖进口到技术服务全球的转变。
上世纪80年代,张波先后在北京理工大学、电子科技大学攻读半导体专业,毕业后留在电子科技大学工作,当时,我国的半导体行业和国际先进水平相比还存在很大差距。
上世纪90年代中后期,张波赴美国作访问教授,回国后和身边的几位教师一起,坚持功率半导体方向研究,“将冷板凳坐热”,经过20余年的发展,团队不断壮大。
如今,电子科技大学功率集成技术实验室有18名教授/研究员、9名副教授/副研究员、297名在读全日制硕士研究生和85名博士研究生,为四川省功率半导体技术工程研究中心,是电子薄膜与集成器件全国重点实验室和电子科技大学集成电路研究中心的重要组成部分,被业界誉为“全球功率半导体领域最大、最系统的学术研发团队”。
强化应用
打造行业发展“根据地”
不久前,在德国召开的第36届功率半导体器件和集成电路国际会议( IEEE ISPSD)上,电子科技大学功率集成技术实验室再次成为焦点,在这个功率半导体领域最顶级的国际学术会议中,他们以全球占比12%的发文量,第8次夺得团队发表论文数量全球第一的荣誉。
科研成果如此“高质高产”,团队有着怎样的秘诀?在张波看来,核心就在于研究项目直接跟产业相结合,“企业出题,我们答题,从而推动基础研究和工程实践相互促进,实现良性循环。”
随着功率芯片的日益火热,电子科技大学功率集成技术实验室团队的工作节奏也越来越快,张波谈道:“最多的时候,和一个企业有22个项目在同时进行。”
近年来,为解决研究领域“卡脖子”技术,助力“中国智造”走向世界,团队脚踏实地、顽强攻关。为满足通信和航空电子需求,团队研发了多款填补国内空白的 SOI高压集成电路芯片并实现批量生产;为推动中国功率半导体产品升级换代,团队与上海华虹宏力半导体制造有限公司合作,生产出我国第一个超结功率 MOS器件产品,产品已累计出货140万片晶圆,助力上海华虹宏力半导体制造有限公司成为全球功率半导体最大的代工生产企业;与合作单位创建高压功率 BCD量产工艺平台,服务于全球200余家企业。
匠心育人
筑牢人才培养“集聚地”
“集成电路已经成为大国博弈的战略前沿,我们要主动作为、挺膺担当,有力支撑国家在集成电路领域加快实现高水平科技自立自强。”这是团队成员乔明教授常常对学生说的一句话,在学校,他有一门“高峰体验课程”——“功率半导体芯片设计”,让学生由“实习”变“实战”。
“一般的本科毕业设计,通常会基于书本上的理论知识、结合较为常见的器件应用来进行,而这门课程则是重点关注本领域实际应用中仍需攻克的问题及技术难点,以此为出发点,提出毕业设计要求。”乔明介绍,课程主要针对大四学生,等待他们挑战的,是一流企业面临的真实问题,课程学习成果可直接转化为毕业设计。
这不仅是学校“新工科”建设的创新升级,也是电子科技大学功率集成技术实验室团队育人传统的一个缩影。
张波回忆,他回国当月就开设了本科生课程,次月又为研究生开出新课。团队一直坚持按国际一流企业的标准来培养学生,在真实的工程场景中培养学生综合应用所学知识、原理、概念和技术解决复杂工程问题的能力,“这是我们培养的学生能得到行业认可的重要原因。”
近年来,电子科技大学功率集成技术实验室教师团队已有9人入选国家高层次人才,团队学生在各类学科竞赛中表现优异,多名毕业学生已经成长为国家重点单位科技创新领军人物、行业头部企业技术高管、国家高层次人才等。团队被国际同行誉为“全球功率半导体最大的人才培养基地”。
芯片集成各类电子元件和电路,驱动着整个“电子世界”,电子科技大学功率集成技术实验室也像一枚芯片,集成团队每一个人的“功率”,驱动我国功率半导体事业不断向前发展。