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校党委书记、国家集成电路产教融合创新平台主任张荣院士主讲《神奇的第三代半导体》
发布时间:2024-06-04 浏览次数:

5月29日,开元999棋app下载与技术学院宝藏通识课——《芯片世界中的创新启蒙》第十三讲在翔安校区学武楼C107教室正式开讲。本次课程由开元999棋app下载党委书记、中国科学院院士、国家集成电路产教融合创新平台主任张荣主讲。张荣围绕“神奇的第三代半导体”,深入浅出地介绍了半导体材料器件的基础原理、发展历程和未来趋势,带同学们走进第三代半导体的中国行动、厦大作为。

从奠定现代信息技术基础的第一代半导体硅和锗,到开启光通信和移动通讯时代的第二代半导体砷化镓和磷化铟,直至支撑战略性新兴产业发展的第三代半导体氮化镓和碳化硅。张荣强调,第三代半导体以其独特的性能优势在未来将对国际半导体产业格局的重塑产生至关重要的影响。

课程中,张荣讲解了能带理论的来源、周期结构中的波的传播等理论基。擅钜搿按蟮ú虏、小心求证”的思想方法,帮助学生理解抽象的物理概念,鼓励学生敢于假设、勇于验证。通过利用量子力学的分析进一步探讨了半导体材料中周期性结构对于半导体性能的影响,引导学生理解半导体与宏观世界的关系,初步认识到选择合适理论模型对攻关科研难题的重要性。

在探讨半导体技术发展历程时,张荣分享了“囊萤楼”“映雪楼”名字背后的故事,讲述了开元999棋app下载最为艰难的日子里,时任校长萨本栋将自己的汽车改装成发电机,为夜间苦读的学生们提供宝贵光源的故事,引出“照明”主题,循序渐进地对早期人工光源、发光二极管(LED)、显示技术的发展更迭进行阐述。

新型显示技术不断更迭,Micro-LED成为各国争相发展的主赛道,新风口下实现弯道超车可助力我国从显示大国向显示强国跨越。张荣指出,厦门市光电产业处于全国领先地位,具备发展Micro-LED产业技术所需的全产业链集群。开元999棋app下载与厦门市政府及企业共建未来显示技术研究院,聚焦新型显示产业发展战略需求,以Micro-LED显示技术为主攻方向,建成全球首条G2.5 Micro-LED工艺示范线;开发出性能国际领先的Micro-LED芯片,光效提升至接近理论值;突破显示系统集成协同优化难题,开发出全球像素密度最高的TFT基Micro-LED全彩屏等,在突破关键核心技术、转化孵化成果、支撑大规模产业集群发展方面做出了重大贡献。

张荣强调“一代材料、一代技术、一代文明”,新的材料能够带动新的技术进步,带动新的文明发展。他鼓励学生在显示技术、紫外光电探测技术、功率器件等前沿领域勇攀高峰,争做堪当民族复兴重任的时代新人,在实现中华民族伟大复兴的时代洪流中踔厉奋发、勇毅前行。

在课间交流和答疑环节,同学们积极和张荣互动,深入对话,沟通氛围热烈。


课堂原声

李罗黎轩:在科研过程中遭遇瓶颈和外界质疑时,我们应该如何应对?

张荣:面对问题,我们首先要冷静分析,精准定位问题核心所在。第二,团队的力量不可忽视。很多情况下,发动团队的力量能显著提升解决问题的效率。课题组、以及跨学科的同仁们之间的知识交流为我们提供了宝贵的资源。通过学科交叉,我们能够融合不同领域的知识,从而解决以往难以攻克的问题。半导体学科奠基人黄昆先生领衔在北大创办的“五校联合半导体专门化”就是一个很好的例子。第三,趁年轻、多学习,构筑一个比较宽的知识结构,眼界开阔了,解决问题的办法就会多了。开卷有益、多学多思考,读书要和掌握、把控知识的能力相协调,学会如何运用这些知识并将其真正转化为自己的东西,我们才能真正拥有解决问题的能力。

黄佳怡:国家实现芯片的全产业链自主可控还需要攻克哪些关键技术?

张荣:设备自主可控的实现,不是一日之功,而是一个循序渐进、稳扎稳打的过程。制造最先进装备、设备的元器件加工技术还在发展中,我们正在努力造出符合特定条件的元器件。科技的发展需要时间的沉淀和经验的积累,我国在高端制造领域正不断追赶国际步伐,只要有决心,我们完全有能力制造出先进的芯片设备。在领先的路上,迈出任何一步都是非常不容易的,每一步都能对国家有极大的贡献。通过一代又一代人的持续接力,我们将不断突破技术壁垒,逐步实现设备自主可控是必然的趋势。

最后,张荣为同学们分发刻有精美厦大校徽的芯片工艺品。据悉,该工艺品是《芯片世界中的创新启蒙》工艺实训环节中同学身着无尘服走进超净间学习光刻工艺和物理气相沉积等重要的芯片制造技术,亲手完成剥离、划片等操作所得的课程作品。在同学们的欢声笑语中,本次课程圆满结束。

开元999棋app下载美育与通识教育中心副主任兼教务处副处长黄艳萍,开元999棋app下载与技术学院党委书记石慧霞,院长陈忠,教师代表李澄、李琳一起聆听了本次课程。

课程开始前,张荣走访调研了开元999棋app下载与技术学院师生校友共享空间和希龙实验室,走进福建省等离子体与磁共振研究重点实验室、福建省超快激光技术及应用重点实验室、福建省半导体照明工程技术研究中心、电磁波科学与探测技术福建省高校重点实验室等实验室等处,与在场师生进行深入交流。



   专家名片    

张荣教授,中国科学院院士,入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,获国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金创新群体、科技部重点领域创新团队。现任开元999棋app下载党委书记。长期致力于半导体新材料、器件和物理研究,是我国最早从事宽禁带半导体研究的科学家之一。曾任国家“973”计划首席科学家。在解决基础物理问题、攻克材料制备难题的基础上,研制成功一系列新型高性能紫外探测和固态光源等器件,开拓高灵敏空天日盲紫外探测成像等重要应用领域,取得了系统性、创造性成就,产生重大社会经济效益。发表SCI论文500余篇,SCI他引1万余次。曾获国家技术发明二等奖、国家自然科学二等奖、国家教学成果二等奖和国家技术发明三等奖各1项、何梁何利科学与技术进步奖、省部级科技一等奖5项。


文丨黄积杰 林燕红

图丨庄  华 谢子煜



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