【进展】中国科学院上海微系统所在石墨烯导热膜尺寸效应研究方面取得进展
1.中国科学院上海微系统所在石墨烯导热膜尺寸效应研究方面取得进展
2.复旦大学微电子专业校友赵涤燹荣获2023年度国家技术发明奖
3.西安电子科技大学马晓华团队:蹚出宽禁带半导体技术创新之路
4.总投资15亿元,西部科技创新港微电子新质科创湾项目签约落地
5.华中科技大学集成电路学院与士兰微电子股份有限公司校企合作座谈会举行
1.中国科学院上海微系统所在石墨烯导热膜尺寸效应研究方面取得进展
石墨烯导热膜是电子器件和系统重要的热管理材料。近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所纳米材料与器件实验室丁古巧团队在石墨烯导热膜尺寸效应研究方面取得重要进展。通过建立亚微米-微米氧化石墨烯原料横向尺寸与导热膜热导率之间的联系,该工作深化了3000 ℃ 高温下氧化石墨烯组装体还原重组过程的理解,为组装石墨烯等二维材料构建高性能宏观体提供了新思路。
大量研究表明,石墨烯膜的热导率与组装石墨烯膜原料的横向尺寸密切相关,一般大尺寸原料有利于提升其导热性能。这是因为,原料片层的横向尺寸越大,石墨烯膜中片层间的界面越少,越有利于热输运。因此,选择大尺寸的氧化石墨烯(GO)原料,通过涂布、干燥、石墨化和压延等工艺来制备石墨烯导热膜,是制备高性能石墨烯导热膜的重要策略。然而,大尺寸氧化石墨烯的批量化制备本身面临着诸多技术挑战,还存在制备过程繁琐、低产率和高成本等问题。而且,组装过程中,大尺寸氧化石墨烯对高温过程产生气体的逸出存在更显著的抑制作用,导致导热膜中引入的皱纹和微孔等结构缺陷更多。这些问题限制了大尺寸原料在制备高性能石墨烯方面的优势。
针对这一问题,该工作系统研究了氧化石墨烯尺寸变化对石墨烯导热膜性能的影响,即尺寸效应。首先,为了消除原料片层厚度等其他参数的影响,从同一氧化石墨原料出发,采用机械剪切方式制备了平均横向尺寸覆盖亚微米至微米尺度(0.32-20.32 μm)的11组氧化石墨烯。基于此,利用完全一致的刮刀涂布、干燥、石墨化、压延等工艺组装制备石墨烯导热膜。按照原料横向尺寸,这些石墨烯导热膜可分为大尺寸氧化石墨烯制备的导热膜(LGF,>10 μm)、常规尺寸氧化石墨烯制备的导热膜(CGF,1-10 μm)、超小尺寸氧化石墨烯制备的导热膜(USGF,<1 μm)三组。令人惊讶的是,在亚微米尺寸范围内,石墨烯导热膜的横向热导率与氧化石墨烯原料横向尺寸呈现负相关关系,即负尺寸效应,这与微米范围内的规律完全相反。进一步的结构分析表明,超小尺寸氧化石墨烯在高温石墨化过程更有利于气体的排出而避免缺陷产生,而且小晶粒在高温石墨化过程中易于融合和长大(图1)。这一新的发现表明,选择亚微米超小尺寸氧化石墨烯,是制备高性能石墨烯导热膜的重要策略。而且,相对于大尺寸氧化石墨烯原料,亚微米超小尺寸氧化石墨烯的更易获得,规模化制备难度和成本更低。

图1. 原料尺寸对石墨烯导热膜热导率的影响机制
基于这一发现,该团队以超小尺寸氧化石墨烯(~ 0.32 μm)为原料,在~ 110 μm膜厚时实现了1550.06 ± 12.99 W/mK的横向热导率,超过此前文献报道水平(图2)。更重要的是,该水平与使用大尺寸氧化石墨烯制备的导热膜相近,且纵向热导率(8.11 ± 0.08 W/mK)更高。在实际应用场景中,芯片表面温度在装载石墨烯导热膜后相较于裸芯片出现了明显的降低,最大降温幅度达到了21.2 ℃,而且芯片表面温度分布更加均匀。因此,超小尺寸氧化石墨烯制备的高性能导热膜可以较好地满足电子器件实际热管理需求。这一成果为制备高性能石墨烯导热膜提供了新思路,也为石墨烯导热膜纵向导热性能提升提供了新线索。

图2. 石墨烯导热膜的传热性能。横向(a)和纵向(b)热导率(K)和热扩散系数(α);(c) 本工作原料平均横向尺寸、石墨烯膜厚度和K与文献的比较;(d) 文献报道与本工作K//和K⊥的比较;(e) 热测试平台示意图;(f, g) 裸露芯片与三个典型样品通电60s后的温度对比。(来源: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所)
2.复旦大学微电子专业校友赵涤燹荣获2023年度国家技术发明奖
国家技术发明奖
6月24日,2023年度国家科学技术奖在京揭晓,共评选出250个项目。其中,国家自然科学奖49项,一等奖1项,二等奖48项;国家技术发明奖62项,一等奖8项,二等奖54项;国家科技进步奖139项,特等奖3项,一等奖16项,二等奖120项。
复旦大学2002级微电子专业本科毕业生赵涤燹作为第二完成人参与的“CMOS毫米波大规模集成平板相控阵技术及产业化”项目获得2023年度国家技术发明二等奖。
“CMOS毫米波大规模集成平板相控阵技术及产业化”项目选择更易于国内大批量生产的CMOS工艺和多层混压PCB工艺,突破了器件、芯片、阵面三个层次的技术瓶颈,成功探索出一条低成本、高性能CMOS毫米波大规模集成平板相控阵技术路线,引领并支撑我国毫米波相控阵从化合物工艺到CMOS工艺的跨越。成果形成授权发明专利56项,具有低成本、高性能、快速交付等极强的战新产业国际竞争优势,有效破解“卡脖子”问题,产品已在国内外主要卫星通信运营商和设备商等100余家单位及多项国家重点工程中规模化商用。
祝贺赵涤燹校友!

赵涤燹,东南大学教授,紫金山实验室教授,天锐星通首席科学家,国家青年高层次人才,江苏省双创人才,复旦大学微电子专业2002级校友。主要研究方向为5G毫米波通信和宽带卫星通信CMOS毫米波芯片和集成相控阵,发表论文120余篇。研究成果入选2020年度高等学校十大科技进展,国家十三五科技成果展,2021年度中国电子学会科学技术奖(技术发明)一等奖,2022年度中国半导体十大研究进展。(来源: 复旦大学微电子学院)
3.西安电子科技大学马晓华团队:蹚出宽禁带半导体技术创新之路

6月24日,2023年度国家科学技术奖在京揭晓,共评选出250个项目和12名科技专家。其中,国家最高科学技术奖2人,国家自然科学奖49项,国家技术发明奖62项,国家科学技术进步奖139项,授予10名外国专家中华人民共和国国际科学技术合作奖。本报记者采访了部分获得国家科学技术奖一等奖的高校团队。
西安电子科技大学马晓华团队:
蹚出宽禁带半导体技术创新之路
6月24日,2023年度国家科学技术奖揭晓,西安电子科技大学微电子学院教授马晓华牵头的“高能效超宽带氮化镓功率放大器关键技术及在5G通信产业化应用”项目荣获国家科学技术进步奖一等奖。该项目有效解决了氮化镓功率放大器在高效率、宽带宽、线性度等方面的问题,形成了全链条自主可控的氮化镓射频功放技术体系,实现了全球最大规模的5G通信产业化应用。
成绩的背后,凝聚着西安电子科技大学宽禁带半导体团队数十年的研发心血。多年来,这支拥有30多名教授、副教授,30多名青年教师,以及150多名硕博研究生的科研团队,瞄准宽禁带半导体前沿技术,勇担强“芯”使命,深化产学研用合作,推动我国宽禁带半导体技术研究迈向国际先进行列,为我国宽禁带半导体的发展树起了新的里程碑。
瞄准国家重大战略,会聚高水平创新团队——
20多年来,宽禁带半导体团队主动服务国家高水平科技自立自强,持续深耕化合物半导体材料和器件领域,努力突破“卡脖子”技术,走出了一条“顶天立地”的科技创新之路。
团队聚力建设国内一流宽禁带半导体领域人才中心和创新高地。建立老中青“传帮带”机制,形成“华山领军教授—特聘教授—菁英教授—准聘副教授”多层次人才培育网络,帮助优秀人才脱颖而出。团队带头人郝跃院士发起设立“芯缘科创基金”,鼓励“从0到1”突破,激励青年人才科研创新。
团队瞄准新一代半导体射频器件、功率器件、探测传感器件等重大关键技术,致力于攻克频率、功率、效率、可靠性等亟待解决的关键科技问题,已经实现了多项关键核心技术突破,氮化镓器件效率持续刷新世界纪录,近5年获省部级以上成果奖8项,带动我国第三代半导体达到国际领先水平。近两年来,团队多名成员先后入选国家级和省部级各类人才支持计划。
深化教育教学改革,提升思政课育人实效——
“发丝上建高楼”的半导体制造人才,是当前全球高科技领域较量的制高点。
为了打造符合时代和行业发展需求的高水平育人体系,宽禁带半导体教师团队紧跟行业发展前景,及时增设“纳米电子学基础”等前沿课程13门、新增新实验35个,组织开展青年教师示范观摩课、教学质量提升研讨会、华山学者引领计划、一流课程传承与发展等研讨会,力图将团队人才优势转化为人才培养新势能。
团队将思想政治工作贯穿教育教学全过程,帮助“芯”青年厚植家国情怀,传承“芯”火希望。2017年,在学院党委号召下,微电子学院一群学生组成红色朝阳班,由郝跃担任班主任,形成特色鲜明的党建导学思政工作体系。微电子学院院长郑雪峰说:“要让学生对于解决材料、器件、工艺等基础性问题有一种责任感和使命感,激发他们深入探索专业知识的兴趣和主动性。”
基于此,他们建设课程思政典型案例库,修订融合思政元素的培养方案和课程大纲,构建以兴趣为导向的“1+3+10”的网格导学体系和“五位一体”的育人活动体系等,在探索全过程思政育人方面拓宽载体、丰富内容、强化师资,将思政元素融入课堂教学、日常生活各个环节,实现立德树人润物无声。
产学研用深度融合,协同突破共性难题——
晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积……在西安电子科技大学宽禁带半导体国家工程研究中心实验室,身穿超净服的师生有条不紊地忙碌着。作为产学研用一体化平台,中心对标国际一流科研机构,整体规划建设2.2万平方米实验大楼和2800平方米超净实验室,高标准搭建“材料—器件—分测”研究工艺线,建成全国高校内唯一兼容4至6英寸的宽禁带半导体技术创新平台。
“依托这个平台,学生可以通过半导体设计、制备、测试等全流程的工艺实践,将一些创新的想法落地。”微电子学院教授祝杰杰说,整个研究与产业应用结合得非常紧密,这些创新性成果能够显著提升产品应用性能。
为推动产学研用深度融合,宽禁带半导体团队积极与区域经济社会发展和行业、产业需求对接,共同探索重点产业和新兴产业升级发展中的前瞻性、先导性、探索性技术问题。同时,积极与龙头企业开展全链条合作,协同开展行业共性技术攻关。
团队还与企业在师资培养、课程设置、教材开发及工具培训等方面深入合作,构建起校企深度融合、产教协同育人体系。目前,宽禁带半导体团队年均毕业本硕博学生近千名,是国内高校集成电路领域人才培养规模最大、培养质量一流的人才基地。(来源: 西安电子科技大学)
4.总投资15亿元,西部科技创新港微电子新质科创湾项目签约落地
6月27日,西部科技创新港微电子新质科创湾项目签约落地西咸新区,该项目占地85亩、总投资约15亿元,规划建筑面积11.36万平方米。
西咸新区消息显示,陕西省科技厅副厅长王军表示,微电子新质科创湾项目成功搭建起了产学研用协同创新的关键平台,将为微电子领域的技术研发、人才培育以及成果转化提供强大支撑,有力地推动我省科技与经济实现更为深度的融合。

活动现场,天水华天电子集团股份有限公司分别与西安交通大学、西北工业大学、西安电子科技大学签署校企合作协议,未来将建成科技创新专利池、验证中心及中试基地,实现产学研的深度融合。
西安华泰集成电路产业发展有限公司与中国电子珠海南方软件园发展有限公司、华泰联合证券有限责任公司、粤港澳大湾区科技创新产业投资基金、深圳市电子信息产业联合会签约,将进一步加强各方在科技创新、产业投资、市场推广等各领域的合作,为微电子新质科创湾提供强有力的支持,共同推动微电子产业的发展。
5.华中科技大学集成电路学院与士兰微电子股份有限公司校企合作座谈会举行
6月21日,集成电路学院与杭州士兰微电子股份有限公司校企合作座谈会在光电信息大楼集成电路学院D754举行。士兰微副总裁陈丽、胡铁刚,集成电路学院副院长李祎、院长助理罗为参加座谈会。会议由副院长李祎主持。

李祎对士兰微电子一行来校表示热烈欢迎,他表示,集成电路学院学科基础雄厚,在微机电系统、传感器和化合物半导体等领域有良好的研究基础,人才培养方面极其重视学科交叉、产教融合,一直致力于构建校企协同育人共同体。学院愿意发挥学科优势、协同我校相关兄弟院系,与士兰微电子在人才培养、科学研究、学科建设等方面加强合作,共同助力高水平卓越工程师培养。随后罗为详细介绍了集成电路学院基本情况和人才培养特色,重点介绍了学院在半导体、MEMS传感器等方向取得的攻关成果。

陈丽对学院组织本次座谈会表示感谢,希望以面对面深入沟通交流为契机,推动校企双方合作走深走实、结出硕果。胡铁刚介绍了企业基本情况、公司现阶段主要业务方向等;公司相关业务负责人进行核心业务和合作需求介绍。胡铁刚认为,公司业务领域和集成电路学院研究方向极为契合,希望接下来能够深化加强校企合作,在功率半导体等化合物半导体器件、MEMS加工工艺、传感器等领域细化合作方向,推动建设研究生实践基地、博士后工作站等校企协同育人基地,贡献企业育人资源,实现校企共赢发展。

与会人员围绕研究生产业专项班、科研合作需求等进行了充分交流。会后,士兰微电子一行还参观了国家集成电路产教融合创新平台等实验室。
参与本次座谈会的还有士兰微封装研发技术总监张雷、功率半导体系统应用总监夏原野、士兰微成都集佳公司副总经理李可为以及士兰微高级招聘培训经理雷琦;电气与电子工程学院王智强教授、辛国庆教授;集成电路学院李华曜副研究员、李康华副教授;材料科学与工程学院周龙早副教授等。(来源: 华中科技大学)
*此内容为集微网原创,著作权归集微网所有,爱集微,爱原创

再递表!圣邦股份“二战”港股IPO,“A+H”再扩容?
热门评论