黎子兰:紧跟半导体发展趋势 加快新型材料创新研究
2019-07-23 09:24:00 来源:南方网 作者:记者 王泽琦 陈司悦 何雅柔 刘名鹏2019-07-23 来源:南方网 作者:记者 王泽琦 陈司悦 何雅柔 刘名鹏

  南方网讯(记者 王泽琦 陈司悦 何雅柔 刘名鹏)人工智能、电动汽车、无人驾驶、物联网……科技的进步给人们生活带来了极大便利,在这些高科技的背后离不开一个强大的大脑,这个大脑就是半导体材料。半导体材料是信息社会的基础,对新兴领域起着基础支撑作用。随着科技的迅速发展,半导体越来越多地走入了人们的视野。近日,南方新闻网、南方双创汇就半导体发展趋势、半导体新材料创新研究等主题,对广东省科学院下属广东省半导体产业技术研究院学科带头人黎子兰博士进行了专访。 

黎子兰博士接受专访(记者何雅柔 摄)

  谈半导体材料:向更多功能方向发展,成为现代信息社会基石 

  半导体材料的特性使可以制作成为不同类型的电子器件,同时它也正在对新兴科技发展起着重要的支撑作用。 

  记者:作为半导体领域长期从事科研工作的专家学者,您可否向大家简单介绍下什么是半导体,以及加快半导体领域的研究具有哪些重要意义? 

  黎子兰:半导体是一种材料,它的导电能力可以通过引入合适的杂质被调控。同时,半导体中的导电电荷既包括带负电的电子,也包括带有效正电荷的空穴。正是因为这些特性半导体材料可以被用来制作不同类型的电子器件。半导体的电学性能与其他物理机制如光电效应、力学效应等相结合,还可以制作光电器件和微机电器件等。 

  半导体材料对现代社会非常重要,它可以说是现代信息社会的一个基石。我们用到的很多芯片,包括手机通讯、计算机应用,都需要用到半导体材料。对于如今快速发展的新兴科技,如5G、VR、AR、人工智能等,它们的核心硬件基础其实也是半导体芯片,所以半导体材料不管是在现在还是将来都起到非常重要的作用。 

  记者:从行业专家的角度分析,您认为半导体的发展趋势将会是怎样? 

  黎子兰:我认为主要有三个方面的发展趋势。首先是半导体芯片里面的器件会越来越小,密度越来越高,速度越来越快;其次,通过半导体与其他效应相结合形成的新型半导体器件类型将会越来越丰富,可以实现越来越多的功能与应用再之,半导体各种类型的芯片越来越往系统级别集成,系统级集成技术把很多类型的芯片、丰富的功能通过封装等技术集成到一个很小的体积之内。 

  以智能手表为例,它既要感受到人体的运动状态,又要具有通信甚至计算逻辑等功能,这些功能都需要在这个小小的手表之内实现,那么这三点都是必不可少的体积越来越小、数量越来越多功能越来越多样,并且将上面说的这些通过更好的系统集成技术做在一个小小的手表之内。

 

  谈个人研究方向:取代传统材料,是半导体发展重要领域 

  这种新型半导体材料具有传统材料所不具有的特点,可以应用的领域更加宽泛,是半导体材料非常重要的发展方向之一。 

  记者:您可否谈谈您现在的研究方向是什么?以及研究它的重要意义是什么? 

  黎子兰:我主要研究的是一种新型半导体材料——硅基氮化镓芯片,它在光电性能方面具有一些传统材料所不具备的优点,比如说高温耐击穿电压特性等,目前在发光器件、功率器件等方面有着很重要的运用。 

  以紫外LED为例,传统紫外光源是用汞灯做的,这个材料具有很大毒性,逐渐被强制淘汰,而主要的替代光源就是紫外LED芯片。这些芯片可以用紫外曝光、紫外固化等领域,有着重要的应用价值。我研究的另外一个方向是新型氮化镓电子器件。这些器件可以应用手机充电、变频空调、电动汽车等非常广泛的领域,具有更节能、更高频、更高工作温度等优点,是半导体芯片发展的一个重要领域。 

    

  谈我国半导体产业:重视科技研发,构建营造良好创新生态 

  国内重视半导体领域发展,打造了良好的科研创新环境,为科技研发人员提供了好的发展机遇。 

  记者:您在海外有着十分丰富的研究学习经历,可否谈谈是什么促使您回到国内开展半导体研究的? 

  黎子兰:我个人喜欢从事一些创新性的工作,我们也知道半导体的研究都需要有一个研发方面的平台,也需要研发经费、团队等资源。国内高度重视半导体领域发展,在人才、政策、科研项目等方面都构建了良好创新生态,这就为有志于从事半导体创新创业的科技人员创造了良好的发展机遇,这也是吸引我回来的主要原因。 

  记者:相比国外,我国的半导体产业有哪些优势? 

  黎子兰:第一点,我国半导体行业的市场是非常大的。这么大的市场要求有本土的研发机构和企业支撑所以这对我们半导体行业的发展,是一个非常重要的有利条件;第二点,我国人才资源丰富,有庞大的工程师队伍,同时,相关人才的培养也在不断进行中,所以在发展半导体方面,我们有着这样的人才优势;第三点,因为半导体行业的研发速度、迭代速度非常快,那么它就需要决策灵活、反应快速的企业参与进来。目前,我们国家逐渐出现了一些这样的企业,并且仍在涌现出更多敢于迎新的企业,我想它们是我们半导体行业发展的未来。 

    

  ■人物简介 

  黎子兰,广东省科学院下属广东省半导体产业技术研究院学科带头人,博士,毕业于全球最大的独立微电子研发机构IMEC(比利时),从事集成电路工艺技术的研发并取得博士学位。由于博士期间的优异表现,荣获2008年度国家优秀自费留学生奖。 2009-2011年,在全球著名的半导体设备商ASM从事MOCVD设备的开发。2011-2013年,在IMEC从事硅基GaN LED研发并负责工艺集成。2013年-2017年,在世界第二大电力电子器件公司安森美从事硅衬底上GaN电力电子器件的研发。  

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