“能不能根据它们的优缺点,把不同的半导体集成在一起做出新的器件,将来寻找到新的应用领域?”4月4日,长江日报记者见到正在实验室工作的中国科学院院士刘胜,“目前我关注的重点是半导体行业整个上下游的整合,这也是我们和九峰山实验室合作的一个项目”。
走难走的路、做难做的事。作为国内芯片封装技术的引领者,刘胜带领团队长期致力于芯片封装与集成、先进制造和半导体材料的研究,开发多种芯片封装与集成的制造工艺、装备与产线,实现我国封装技术从“跟跑”到“并跑”的跨越。
他先后两次在化合物半导体封装技术上取得重大突破,获得国家科技进步奖。
经过多年的不懈努力,刘胜揭示出光电芯片封装在电-光/色-热/湿-力等多场耦合下缺陷产生机理,提出结构及设计新方法、工艺技术及封装技术,解决制约光电芯片电光效率与散热难题,形成了具有自主知识产权的白光 LED 封装技术,填补绿色光源领域空白,有效支撑了半导体照明产品研发与工程应用,该成果2016年获国家技术发明二等奖。
几年后,他再次以第一作者的身份牵头完成“高可靠性封装关键技术及成套工艺”,荣获2020年度国家科技进步一等奖。
“目前,我们国内的化合半导体产业跟国际上已经处于同样的水平,甚至有些地方还赶超了国外!”刘胜谈道,九峰山实验室作为公共平台,把国内外学界、产业界还有众多科研平台有机地融合在一起,“我觉得是一个很大的机会”。
在刘胜看来,九峰山实验室强大的装备能力让它在国内化合物半导体闯出一片天,“它能够把我们国家现在比较紧缺的EDA工具、装备以及材料等先预备好,我认为,目前九峰山实验室在国内是最有影响力的”。
禁带是化合物半导体的一个很重要的指标,禁带宽度越宽,能力越强。
金刚石被视为“终极半导体”材料,具有超宽禁带、高导热系数、高硬度的特点。但也由于硬度最高,实现半导体级别的高纯净度也最为困难,与产品化、产业化还有相当的距离。
“包括金刚石在内的几个半导体材料,有的处在产业化的前期,有的则是还没有产业化,但一旦突破就会形成很多新的应用,尤其是它们如果能互相结合在一起,就有新的器件出现。”刘胜介绍,若能找到化合物半导体新的应用领域,将对通信、电力电子、能源安全等人类生产生活的方方面面带来革命性的影响。
在他看来,武汉竞逐化合物半导体赛道,除了受到国家层面和各级政府部门的支持,科教人才优势是最大优势之一。“我们也会鼓励学生去创业,服务工业界的发展。如今,国家对武汉的发展越来越重视,很多学生越来越愿意留在武汉,我觉得我们湖北武汉大有可为!”刘胜充满期待地说。