郝跃及其团队实现了宽禁带半导体从核心设备、材料到器件的重大创新
微电子技能已经改变并将连续深刻改变我们的天下，未来几十年内，微电子技能将不断引领高新技能发展，不断改变人类生存和生活环境
高技能之争的核心是人才之争。这就须要持续拓展和扩大集成电***才培养版图，提升集成电***才培养质量，以缓解“缺芯少魂”
文 |《瞭望》***周刊 许祖华
手机、电脑、家用电器……这些与生活密切干系的电子产品都离不开微电子技能的发展和运用。卫星、导弹、雷达、通信、电子对抗……这些当代国防依赖的高端电子装备同样离不开微电子技能的进步。
微电子技能因此半导体为材料、以微细加工为紧张手段，实现电子系统小型化和微型化的技能，紧张表现为半导体器件和集成电路芯片。
正是这一技能的高速发展和推动，通讯、网络、打算机等技能才得到高速发展，大数据、物联网、人工智能、聪慧城市等才成为现实，纳米科技、量子科技等前沿科技才得以快速推动。
“微电子技能已经改变并将连续深刻改变我们的天下。微电子技能的发展水平和家当规模，已成为衡量一个国家经济实力和科技实力的主要标志。”郝跃说。
郝跃是中国科学院院士、西安电子科技大学教授，也是我国著名微电子学专家。他开拓、引领了我国第三代半导体电子器件与材料的发展，创建了我国第三代半导体氮化镓外延成长、器件构造以及制造工艺的理论与技能体系，实现了我国氮化物半导体从核心设备、材料到器件的重大创新，为我国在氮化物第三代半导体电子器件步入国际领先行列作出主要贡献。
近日，环绕半导体、集成电路芯片等与微电子技能干系的创新发展问题，《瞭望》***周刊专访了郝跃。
微电子不微
《瞭望》：你常说“微电子不微”，怎么理解？
郝跃：“微电子不微”紧张表达的是微电子技能在国家发展中的重大浸染。
微电子技能看似以微细加工为主，却是当代信息家当和信息社会的基石。
微电子技能的发展能使集成电路芯片具有高速率、高密度、高可靠、低功耗、低本钱等特点。个中，芯片的低功耗尤为主要，这不仅是节省能源，还意味着极大改进电子产品运用的便捷性，提高电子产品的可靠性。
未来几十年内，微电子技能将不断引领高新技能发展，不断改变人类生存和生活环境，不断促进人类发展进步。
《瞭望》：你和团队在微电子领域取得哪些打破性成果？
郝跃：目前，微电子领域的统统集成电路芯片都是在半导体材料上实现的。
半导体材料是一类导电性能介于导体和绝缘体之间的固体材料，紧张包括被称为第一代半导体的硅、锗，被称为第二代半导体的砷化镓、磷化铟，以及被称为第三代半导体的宽禁带材料。
禁带是固体物理学的一个基本观点，其宽度决定了半导体的导电性能是倾向导体还是绝缘体。一样平常来讲，禁带宽度越宽，半导体的导电性能越倾向绝缘体。反之则倾向导体。
从20世纪90年代中后期开始，我和团队就坚持研究宽禁带半导体，经由20多年艰辛探索，团队瞄准国际前沿，主攻氮化镓、碳化硅，以及氧化镓和金刚石半导体器件与材料研究方向，已实现半导体从核心设备、材料到器件的创新，并使我国在这一领域步入国际领先行列。
例如，我们研发的氮化物半导体材料和核心设备、前辈的氮化镓微波和毫米波高功率、高效率电子器件和紫外光电器件，将氮化镓微波功率器件的效率提升到国际最高记录的85%，实验结果险些达到半导体微波功率器件电能转换的极限，实现了我国在该领域的重大打破。现在，氮化镓核心技能和产品已在我国4G和5G通信基站、前辈雷达系统、电力电子系统、紫外LED等领域得到广泛运用。
如今，我们的宽禁带半导体国家工程研究中央和宽带隙半导体技能国家重点实验室，已成为国内外宽禁带半导体材料和器件科学研究、人才培养、学术互换、成果转化的主要基地，引领宽禁带半导体研究自主发展，做事家当工程运用。
郝跃教授（右二）带领团队西席在进行GaN器件可靠性测试
突围集成电路家当
《瞭望》：我国微电子技能和家当发展现状如何？
郝跃：经由多年景长，我国半导体芯片与集成电路家当已取得长足进步，一跃成为天下最大的集成电路消费市场，个别技能领域乃至具备了与国际同行并行的趋势。
但总体而言，我国半导体与集成电路家昔时夜而不强，与美国、日本和欧洲一些国家比较仍有较大差距。企业更多将资源聚焦在运用技能层面和家当化方面，急需加强原始创新。
《瞭望》：如何加强集成电路家当突围能力？
郝跃：首先要产学研紧密结合，加大关键核心技能的攻关和家当化，建立集成电路自身发展和持续创新的能力。总体而言，我们现在对产品、技能强调多，对能力强调少。未来要让集成电路家当取得持续、整体发展，还得在能力高下功夫，在产学研紧密结合高下功夫。
其次要提升家当和企业的核心竞争能力，加速关键产品突围，推动产品从可用走向能用、好用、耐用、实用，同时推动产品落实到能力上，促进集成电路家当真正“终年夜”。
末了要连续落实扩大内需政策，对微电子行业加大政策扶持，进一步加大投入，优化投融资环境，支持上风企业并购重组，避免低水平竞争、恶性竞争和无序竞争。半导体芯片须要长期不断创新和发展，如果企业没有利润很难支撑创新，因此，担保企业有序、康健发展是担保集成电路家当可持续发展的关键。
形成“从0到1”的创新文化和蔼氛
《瞭望》：你给团队起名为“芯系国家”，有什么含义？
郝跃：给团队起名为“芯系国家”紧张有三方面考虑。
一是勉励团队科研方向要自始至终坚持两条原则：一是国家需求，二是国际前沿。个中，国家需求是第一原则。我们的科研事情要在国家须要条件下，确定主攻方向，定好方向后，瞄准国际前沿去奋斗、去努力。
二是勉励团队始终把推动芯片家当发展作为主攻目标。芯片是信息社会的粮食，没有芯片就不可能有信息社会的各种产品。中国是环球最大的芯片消费市场，而中国芯片在世界市场中仅占20%旁边，发展芯片家当的主要性和紧迫性不言而喻，自主研发的道路漫长而艰巨。
这么多年，我们一贯努力通过科研成果转化推动半导体和芯片家当发展。我们主导成立的陕西半导体先导技能中央，致力于半导体前沿关键技能研发创新，已成为陕西省半导体家当人才培养主要基地和技能创新的主要策源地。以团队成员为主导，以宽禁带半导体国家工程研究中央为根本，我们还创建了西安电子科技大学广州第三代半导体创新中央、西安电子科技大学芜湖研究院等实体，主动做事国家粤港澳大湾区培植、长三角一体化发展计策，为国家集成电***才培养添油助力，为实现家当升级换代奠定坚实根本。
三是营造一种创新氛围。办理我国芯片集成电路核心技能问题，推动电子信息家当做大做强须要各种创新土壤和文化氛围。我从点滴做起，把2019年荣获陕西省最高科学技能奖的200万元奖金全部捐给学校设立芯缘科创基金，希望带动学校形成“从0到1”的创新文化和蔼氛，鼓励我们的西席和学生，逐步形成创新人才与创新成果产出的土壤。
2020年底，我们团队实现了40余项专利3000万元的高代价转化。根据学校科技成果转化管理办法规定，这笔经费的80%可用于完成人的现金褒奖，考虑到宽禁带半导体国家工程研究中央培植自筹经费尚有缺口，大家全部放弃现金褒奖，同等赞许将奖金投入宽禁带半导体国家工程研究中央培植中，为国家科研育人平台出一份力，添一把柴。
《瞭望》：你怎么看当前集成电路领域的人才培养情形？
郝跃：环球竞争激烈的芯片归根到底是高技能之争，而高技能之争的核心是人才之争。这就须要持续拓展和扩大集成电***才培养版图，提升集成电***才培养质量，以缓解“缺芯少魂”。
我认为，当前集成电路领域人才培养有两方面须要加强。一是根本性课程体系培植。尤其要担保物理、数学等根本性、主干性课程学时充足、内容合理，系统化向学生讲授；二是实践性课程。应动员政府、学校、企业等各方力量，大力培植集成电路育人平台。目前正在履行培植的国家集成电路产教领悟创新平台项目，便是这方面利好，相信未来会对集成电路创新型和运用型人才培养起主要浸染。
《瞭望》：你怎么看“从0到1”？
郝跃：面对我国“十四五”期间及更永劫代发展的急迫哀求，科技事情者要更加看重自主创新，实现更多“从0到1”的打破。
在科学上，“0”并不表示什么都没有，而是还没有创造、发明和创造出来。如何从浩如烟海的根本研究中提炼出关键科学问题，是真正辅导我们实现“从0到1”打破的关键。
“从0到1”不仅要有长期厚重的知识积累，还要有瞬间的灵感；既须要长期稳定坚持做根本研究，久久为功，又须要聚焦比较上风领域，突出重点；既须要自由探索，也须要从源头或底层为长远计策目标供应支撑。
从加速打破角度，我认为有两点须要重点着力。一是要加强国家实验室等重大科技平台培植。发挥新型举国系统编制上风，整合上风资源，通过国家实验室等重大科学平台，有力有序推进创新攻关的揭榜挂帅系统编制机制，集中力量实现从“从0到1”的打破，着力打好关键核心技能攻坚战。
二是要完善国际互助互换机制。不拒众流，方为江海。康健的国际互助模式，应以可控开源的办法充分利用国际智力资源。所谓可控，便是在多少领域打造非对称上风的长板，打造我国参与国际互助和竞争的新上风；所谓开源，便是在此根本上互通有无、博采众长，履行更加积极开放的人才政策，积极参与组织国家重大科学研究操持、国际大科学操持和大科学工程，统筹推进知识产权、国际互助和竞争，为技能要素跨境自由流动创造良好环境，推动我们不断取得天下创始成果。
