Permanecer informado sobre la vanguardia de la microelectrónica
En el último siglo, la ciencia y la tecnología de la información se han desarrollado vigorosamente, y la microelectrónica, que es la base tecnológica de la era de la información, se ha desarrollado vigorosamente. convertirse en un tema candente. En ese momento, Hao Yue, que estaba emergiendo en el campo de la microelectrónica, sentía profundamente que la investigación de la tecnología microelectrónica tradicional había encontrado problemas.
La investigación básica sobre tecnología de circuitos integrados que utiliza silicio como material semiconductor se ha convertido en el centro de atención de la gente. Por un lado, como el nivel de integración de los circuitos integrados se duplica cada 18 meses, la investigación básica sobre dispositivos y materiales semiconductores depende en gran medida de las condiciones del proceso y, por otro lado, las ventajas de las universidades se van perdiendo con la industrialización de los circuitos relacionados; Tecnologías y mercado industrial Con el rápido desarrollo del mundo, el desarrollo y la aplicación de la tecnología de circuitos integrados se ha convertido rápidamente en dominio de las empresas, y es difícil para las universidades e incluso los institutos de investigación científica convertirse en la fuerza dominante.
Buscar nuevas direcciones es el requisito interno del líder académico Hao Yue. Dirigió su atención a los semiconductores compuestos y finalmente se centró en los incipientes materiales semiconductores de banda prohibida amplia del mundo: el nitruro de galio y el carburo de silicio. Vio que la investigación sobre materiales semiconductores de banda prohibida amplia podría combinar estrechamente la electrónica y la óptica, y definitivamente tendría ventajas que la electrónica o la óptica simples no tenían. Al mismo tiempo, también tiene un alto valor académico y de aplicación, y puede constituir fácilmente una ventaja para ser el primero en actuar.
Alrededor del año 2000, Hao Yue viajó a Estados Unidos para realizar intercambios académicos. Prestó mucha atención a los últimos desarrollos de investigación en los Estados Unidos y descubrió que su investigación sobre materiales semiconductores de banda ancha de nitruro aún estaba en su infancia. Esto fortaleció su determinación. Después de regresar a China, anunció resueltamente su cambio hacia una nueva dirección de investigación: materiales y dispositivos semiconductores de banda ancha.
Según Ma, una joven profesora en el laboratorio, esto fue como una bomba que causó un gran shock en la universidad y mucha gente no pudo entenderlo. En ese momento, como estudiante de doctorado de la maestra, Ma también se sorprendió por lo inesperado. Los semiconductores de banda ancha son algo nuevo y nadie puede predecir sus perspectivas de desarrollo. No existe una base de investigación ni apoyo financiero. Desde el punto de vista de Ma, este nuevo territorio desconocido está lleno de riesgos.
A pesar de la controversia, Hao Yue está muy decidido. Sin financiación, sin condiciones para crear condiciones, todos los esfuerzos. Todos los colegas y estudiantes lamentaron que el Sr. Hao fuera valiente, decisivo en su trabajo y nunca descuidado en lo que veía y oía.
Solo tomó unos años demostrar que la montaña que Hao Yue llevó a su equipo a escalar era un tesoro. Los materiales semiconductores compuestos de nitruro de galio y carburo de silicio, es decir, materiales semiconductores de banda prohibida amplia, se definieron rápidamente como materiales electrónicos semiconductores de "tercera generación", abriendo una nueva página en la disciplina y la industria de la microelectrónica del mundo.
Construcción de una plataforma de innovación independiente
Al comienzo de la investigación del material semiconductor de banda prohibida nitruro de galio, el mayor problema que enfrentó Hao Yue fue que no tenía equipo de crecimiento de materiales. Introducir un conjunto de equipos costó entre 7 y 8 millones. Sin embargo, debido a la falta de base para la investigación, no puede solicitar apoyo financiero nacional.
¿Qué hacemos? Hao Yue decidió fabricar un equipo él mismo. Sacó algunos de los fondos del proyecto que tenía en la mano y lo pagó él mismo. Finalmente, recaudó 2 millones y así comenzó el arduo proceso de investigación y desarrollo independientes y la construcción de una plataforma de desarrollo de materiales.
Utilice los 2 millones para comprar piezas y los miembros del equipo diseñarán y fabricarán los equipos ellos mismos. Todo es difícil al principio. Hao Yue animó a todos a que el momento más doloroso es también el momento más esperanzador. Cuando los tiempos mejoren, tendremos una sensación de crisis.
En 2002, bajo el liderazgo y dirección de Hao Yue, se desarrolló con éxito la primera generación de equipos MOCVD. Zhang Jincheng, un joven profesor que estuvo directamente involucrado en la investigación y el desarrollo de equipos después de graduarse, recordó el pasado de "comenzar soldando placas con los estudiantes" y se sintió más realizado. Este conjunto de equipos, que Zhang Jincheng más tarde llamó "taller", satisfizo las necesidades de investigación más básicas, como el crecimiento, la caracterización y las pruebas de materiales, y rápidamente hizo crecer los materiales epitaxiales basados en GaN con niveles internacionalmente avanzados. Un primer paso fundamental para el éxito del equipo.
Al mismo tiempo, en todo el mundo, se acerca la era de los semiconductores de banda ancha.
La academia y la industria se han dado cuenta gradualmente de que los dispositivos electrónicos de GaN son materiales ideales para fabricar dispositivos de microondas y ondas milimétricas de alta potencia, y tienen enormes perspectivas de aplicación en equipos de plataformas aeroespaciales de nueva generación, como comunicaciones inalámbricas, radares, medición y control de navegación, etc. Sin embargo, la densidad de defectos de los materiales de GaN es relativamente alta, lo que ha sido un cuello de botella que ha restringido el desarrollo de dispositivos electrónicos de GaN durante mucho tiempo.
Hao Yue dirigió al equipo para estudiar y revelar sistemáticamente el mecanismo físico de los defectos en el crecimiento de materiales electrónicos de GaN, y propuso creativamente el método de transporte de tiempo compartido por pulsos y el crecimiento de la corona que alterna el crecimiento de islas tridimensionales. y método de crecimiento plano bidimensional, suprimiendo significativamente los defectos.
Basado en la integración de solidificación de este método de crecimiento innovador, el equipo estableció con éxito el sistema MOCVD casero de primera generación y el proceso de crecimiento de material con pocos defectos, y lo actualizó rápidamente a la segunda y tercera generación en 2005 y 2007. generación, resolvió el problema internacional del crecimiento de material electrónico GaN de alto rendimiento y promovió la aplicación de la tecnología de crecimiento de material GaN y los equipos centrales. El sistema MOCVD y las tecnologías clave desarrolladas de forma independiente por el equipo se han industrializado y aplicado con éxito a empresas de fabricación de dispositivos de microondas semiconductores y dispositivos optoelectrónicos de GaN, logrando un valor de producción acumulado de 210.000 yuanes. Desde 2003, sus materiales electrónicos GaN de alto rendimiento de fabricación propia se han utilizado en lotes en muchos institutos y universidades de investigación científica nacionales, así como en algunas instituciones de investigación científica en Japón, Singapur y otros países, y han sido evaluados por usuarios internacionales como "Las características han alcanzado el nivel de vanguardia internacional". Parece que por la mañana y por la noche, el profesor Hao Yue y su equipo produjeron un lote de resultados demostrativos que conmocionaron a todo el campo de la microelectrónica.
La transformación de resultados pone en valor el valor.
En 2002, se produjeron con éxito dispositivos LED azules de alto brillo de GaN en el laboratorio de Hao Yue. Este nuevo proceso tiene ventajas de ahorro de energía que los dispositivos emisores de luz tradicionales no pueden igualar. Hao Yue previó el enorme potencial de mercado de este logro y promovió vigorosamente la transferencia de tecnología y la transformación de logros.
Sin embargo, las cosas no empezaron bien. Evidentemente, el valor de esta novedad no ha sido reconocido por el mercado y no ha llamado la atención suficiente. Hao Yue cree que no importa cuán bueno sea el logro, si "la posesión de la cámara interior, nadie lo sabe" no se da cuenta de su valor debido, no puede considerarse un éxito final. Hao Yue decidió confiar principalmente en la propia fuerza del equipo para transformar esta tecnología madura lo antes posible.
En 2005, el equipo transfirió este logro con una pequeña cantidad de acciones de tecnología y fundó Xi'an Zhongwei Optoelectronics Technology Co., Ltd. con el apoyo técnico del laboratorio, logrando con éxito el azul-verde. y el cambio en la industria de los LED ultravioleta.
Además, sus dispositivos domésticos de energía de ondas milimétricas y microondas GaN construidos de forma independiente han llenado el vacío nacional, rompiendo el bloqueo y el embargo tecnológico en los países desarrollados, y se han probado en múltiples proyectos nacionales clave en radar y medición. y control, promover el Ha llevado a un gran avance en el desarrollo y la aplicación de dispositivos electrónicos semiconductores de banda ancha en mi país.
Proporcione obleas epitaxiales de material GaN y SiC de alta calidad en lotes a empresas e institutos de investigación científica. Los dispositivos de potencia de microondas se han utilizado en proyectos nacionales clave; los logros LED de Gan se han convertido en la tecnología central de la iluminación por semiconductores en la provincia de Shaanxi. La tecnología de confiabilidad de los micronanodispositivos ha jugado un papel importante en la promoción del desarrollo de circuitos integrados de alta confiabilidad en mi país... Con la aplicación de muchos logros en proyectos clave de defensa nacional y nacional, el trabajo de investigación dirigido por Hao Yue ha sido ampliamente reconocido en el país y en el extranjero. La atención, el nivel de investigación científica y el estatus académico se han mejorado continuamente.
Al resolver las principales necesidades estratégicas del país, el equipo notó que la confiabilidad de los dispositivos semiconductores siempre ha sido un eslabón débil prominente en los sistemas aeroespaciales, de aviación y otros. El cohete estadounidense Ariane ha experimentado ocho fallos en más de 100 lanzamientos, siete de los cuales fueron causados por fallos individuales de los equipos. A medida que los sistemas electrónicos se vuelven cada vez más complejos, los problemas de confiabilidad de los dispositivos se vuelven cada vez más prominentes, especialmente en China.
Hao Yue ha estado prestando atención a este problema técnico durante muchos años. Desde finales del siglo pasado, bajo su liderazgo, el equipo ha estudiado sistemáticamente los mecanismos de degradación y falla de varios dispositivos semiconductores, propuso y estableció modelos correspondientes y reveló sistemáticamente la naturaleza física de la degradación y falla de los dispositivos semiconductores. Este logro obtuvo el tercer premio del Premio Nacional de Progreso en Ciencia y Tecnología 65438 a 0998.
Ya en 2001, el equipo propuso y estableció por primera vez una estructura y un proceso de fabricación de dispositivo semiconductor de compuerta de zanja autoalineado de alta confiabilidad, que mejoró la confiabilidad del dispositivo en casi dos órdenes de magnitud y fue evaluado. como un "dispositivo semiconductor de puerta de trinchera". Los dispositivos de puerta de trinchera son una estructura prometedora que puede mejorar los efectos de los portadores calientes, aumentando así la confiabilidad del dispositivo". Este logro ha sido aplicado con éxito a la producción en masa de circuitos integrados de alta confiabilidad por parte de SMIC, un conocido fabricante de circuitos integrados. Este logro también le valió el segundo premio del Premio Nacional al Progreso Científico y Tecnológico 2008.
"La microelectrónica no es pequeña" es una frase de la que habla a menudo Hao Yue. La tecnología microelectrónica es la encarnación de la competitividad central de un país y un símbolo de su fortaleza nacional integral. Dijo que como investigadores científicos debemos asumir nuestra propia misión.
De cara al futuro, Hao Yue, por un lado, presta atención a los temas candentes que se encuentran en la vanguardia del tema y, por otro lado, reflexiona sobre algunos de sus propios problemas en el desarrollo sostenible de equipo: la base de las matemáticas debe consolidarse y fortalecerse aún más, el pensamiento innovador debe cultivarse más, el espíritu científico, la pasión y la energía deben estimularse aún más... Siempre parece tener un sentido de urgencia que una y otra vez No puede esperarnos.
En un hermoso césped en el campus sur de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, una enorme piedra se alza majestuosamente. Los cuatro grandes personajes "Cuatro mares, un corazón" son audaces y vigorosos, y parecen. Cuente la perseverancia, la lucha y los sueños de la gente de Xidian Microelectronics.