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【启梦成电】陈万军:打造集成电路“潜力股”
——记校“学术新人奖”获得者、微固学院陈万军教授
来源:新闻中心 时间:2015-03-26 6857

  计算机、消费电子、网络通讯、汽车电子……国家新型工业的各个领域如巨人一般迅猛发展,被称为“工业粮食”的集成电路为它们源源不断地提供“能量”,滋养着信息技术产业转型升级。陈万军,电子科大微固学院的一位年轻教授,不仅一直做着研发“粮食”的“农夫”,而且在集成电路的前沿布局中迈开大步,不断打造氮化镓功率器件这一崭新的“潜力股”。

发现“潜力股”,放弃去美国名校深造

  时间回到七年前,博士即将毕业的陈万军获得了国家公派出国的机会,对方是北卡罗来纳州立大学的国际顶尖研究团队,但他却决定放弃。

  陈万军博士期间一直在学校微固学院的功率集成技术团队学习和研究。在这个专注于功率半导体技术研究,具有国际影响的团队,陈万军在导师张波教授的指导下,进行着近于“散养”的培养模式。“在功率半导体领域里你认为自己可以做什么?我不限定你。” 张波让他在学术自由里锻炼发现问题的能力。

  一个关于功率半导体领域国际前沿的“活字典”就此诞生!安静、踏实、好钻研的陈万军整天呆在电脑前如痴如醉地搜集资料。他为了寻找一个好的研究课题,追踪功率半导体领域内所有主流文章,所有“大牛”的最新最热的研究成果。长时间积累,让陈万军张口就能说出领域内某个分支的最新进展。

  在广阔的研究领域内驰骋,陈万军发现问题的能力迅速提升,一个具有时代意义的研究点被他敏锐地攥住了!这个发现也悄悄改变了他的人生轨迹。

  陈万军把目光瞄准了氮化镓功率器件,他明白硅材质的功率器件在产业界已经相当成熟,要实现技术突破、成本突破非常困难。以另一种材质代替硅,实现功率器件的“腾笼换鸟”,意义非凡。而氮化镓却有超强的本领来承担这一任务,禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、电子饱和漂移速度高等诸多优势,让它极有可能登上功率器件的舞台中央。陈万军要站在学科前沿,见证和助推功率器件王国的大变化。

  一片2英寸直径的白色半透明、塑料质感的小圆片静静地躺在陈万军手中。有所追求必然有所放弃, 陈万军明白北卡的团队与成电的功率器件团队高度相似,虽然留学能获得国家基金委的全额支持,但很难在新领域大展拳脚,不能不忍痛放弃了。

  张波支持陈万军的选择,他也早已意识到氮化镓的潜力和前沿布局的重要性。陈万军与香港科技大学的Kevin Chen教授联系,计划去他的团队做研究。Kevin Chen在氮化镓研究方面起步较早,并在光电、微波等领域有丰厚的成果。两个小时的长途电话让陈万军惊喜不已,两人热烈交谈,意犹未尽,原来Kevin Chen也有意把氮化镓的研究运用于功率器件,而成电在该领域的雄厚基础,正是他渴望的合作伙伴。

  2007年底,陈万军告别妻子和一岁的女儿,远去香港。创新的领域有太多的不确定和艰辛,有师兄曾劝他,“万军,你怎么没看明白,去美国深造做研究,没什么风险,回来舒舒服服地。你把自己搞得那么累干啥?”

  氮化镓功率器件这一个“潜力股”魅力万千,吸引着陈万军无怨无悔地开始了新的奋斗。

国际化助力,成果在“奥林匹克会议”上闪耀

  2008年12月,来港甫一载,陈万军代表团队在美国旧金山举行的International Electron Devices Meeting (IEDM)上展示了最新的研究成果。IEDM被称为微电子器件领域的“奥林匹克会议”,最顶尖级的学者和产业界精英展示最前沿的科研进展。

  作为初出茅庐的年轻人,陈万军一年多来在氮化镓功率器件中勤奋钻研,成果丰硕。全球功率半导体和管理方案领导厂商IR公司的首席专家了解了研究成果后大为惊讶,“你们的idea真是很超前!简直是引领了头脑风暴和领域内的革命!”

  陈万军再接再厉,他的系列研究成果发表在APL、IEEE EDL、IEEE T-ED等国际顶级期刊上,全球最重要和最权威的化合物半导体领域杂志《Compound Semiconductor》以及《Semiconductor Today》等国际著名杂志对其研究结果进行了专门报道。发表在SST上的一篇文章被选为中国新年通讯进行特别报道,主编推荐理由这样写到:“审稿人高度称赞、杰出研究成果和在读者中的声望”,同时这篇文章也被评为“high quality”论文。

  “超前的idea”究竟是什么,让陈万军在短时期内就赢得国际瞩目?

  答案很简单,陈万军简洁地透露了两个“谜底”:一是让硅和氮化镓亲密接触,二是逆向思维,变“分离”为“集成”。

  在硅基氮化镓新材料中,硅不再是功率器件的核心,而是作为新核心氮化镓的支撑底座。新材料的优势在于,不仅发挥了氮化镓的优势,而且可利用原有的硅材质生产线。“开发一条生产线少则千万元,多则上亿元,硅基氮化镓功率器件不用新开发生产线,有成本优势。”

  喜爱发现问题的陈万军继续打造他的氮化镓“潜力股”,让它更成熟,成为功率器件的新生代“高富帅”。在合作导师Kevil·Chen的启发下,大多数功率半导体都是做分离的器件,何不反其道而行之,做集成的器件呢?正是这一大胆构思,让IR首席专家拍案叫绝,“对呀,为什么要一步一步地做分离器件,完全可以在集成技术上同时做。”

  有了金点子,又有Kevin Chen的氮化镓科研团队的支持,勤奋努力的“农夫”很快种出了理想中的“工业粮食”。陈万军认为,其中国际化是非常重要的助力。

  “以前是坐在电脑后面看国际化,现在是直接被抛上世界舞台参与国际化,差别是很大的。”陈万军在香港深切地感受到这种变化。他有了更多的机会参加国际会议,与视野更宽广的人频繁交流,这也促进了他不断完善自身的科研思路。

  另外,他与Kevin Chen团队的成果更直接地展示在顶尖级国际平台,更容易引起关注,获得影响力和知名度。

  “总之,科研之路必须要有高水平的国际化。”陈万军感慨地说。

强强合作  为工业粮食“中国智产”而奋斗

  当陈万军回到成电时,国际上第一个专注于硅基氮化镓功率器件的团队已然诞生,他们不仅影响学术界涉足其中,同时,也引领国际产业界风潮,包括美国的EPC、欧洲的IR等国际大公司都投入巨资开始硅基氮化镓功率器件的研发。

  陈万军把硅基氮化镓功率器件的成果引回成电的科研团队,与Kevin Chen团队强强合作,要让新一代“工业粮食”的种子在广袤的大地上生根发芽开花结果。

  2010年回国后,陈万军由一个纯学术研究的学者成长为更有国家情怀和时代使命的学者。他更深刻地意识到,集成电路产业事关经济发展、社会进步和国家安全,是全球竞争最为激烈的战略性、基础性和先导性产业之一。由于核心的价值链关键环节缺失,我国集成电路产业还十分弱小。

  “第一代半导体是硅,第二代半导体以砷化镓为代表,第三代半导体以氮化镓为代表。”陈万军说,在科技变革和国家急需的重要领域做研究,既是幸运,也意味着沉甸甸的责任。

  在张波教授领导下。他和团队老师共同努力,推动硅基氮化镓功率器件第一个国家重大重点项目获批。这是电子科大利用自身在该领域的科研优势,联合多所知名高校和企业,填补的一大空白。陈万军作为第一负责人承担了该项总经费1136万元的项目研究。同时,他还以第一负责人在硅基氮化镓功率器件方面, 承担了国家自然科学基金两项。陈万军以实际行动推动着新型材料服务于国家的战略研究。

锻造英才  让学生炼就发现问题的“火眼金睛”

  在现在的陈万军眼里,学生才是真正的“潜力股”。如何把他们培养成真正的绩优股呢?自诩还是导师界“菜鸟”的陈万军借用了他的老师张波教授的方法。

  他记得,自己的第一篇论文改了20多稿。张波教授很忙,每晚12点之后才有时间与他探讨论文。两人经常改到两三点,第二天又继续这样的节奏。稿子前前后后改了大半年,几乎每个单词都进行了推敲。最终论文发表在SCI 期刊上。

  陈万军拿起了老师的两个“法宝”,既对论文严格要求,又鼓励学生广泛深入了解学术前沿,炼就发现问题的“火眼金睛”。“要让同学们能从一个点想到一个面,又能从一个面想到一个点。”目前陈万军指导着22个博士生和硕士生,同时在上《固体物理》《微型加工技术》等课。他在人才培养中,鼓励和引导学生勇于站在学术前沿,提出有价值的问题。

  “情商和智商都很重要,但情商决定你能走多远。”陈万军鼓励学生更多地做好自身心灵的管理和人际交往。“科研能力对博士生来说是最基本的,但是,如果你有高情商,那么未来的你会更加优秀。”

  女儿今年已经8岁了,她触动着陈万军内心最温暖最美好的情感,这也是他人生之路上最重要的“潜力股”。在港两年,与女儿分离,让陈万军一直心怀愧疚。现在,无论多忙,他每天都会挤一点时间辅导女儿的作业。不过,在女儿眼里,博导爸爸的辅导水平还是不如自己的老师。无奈的陈万军也只能拿着自己的学术论文,陪在女儿身边,静静地度过每天最珍贵的时光。

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