微电子

微电子（精选12篇）

微电子 篇1

信息技术产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业, 是全球主要国家抢占的战略制高点, 也是我国着力培育和发展的战略性新兴产业。作为现代信息技术产业的直接基础, 微电子技术是电子工业及信息产业发展的基石及原动力。

为了更深入、更及时地反应微电子技术领域的最新动态及科学研究成果, 推动我国信息技术产业的发展, 《电子技术应用》杂志将从2015年开始开设"微电子技术"栏目, 现特面向国内外相关领域专家学者、科学研究人员、工程技术人员征集相关领域稿件。具体信息及相关要求如下:

(1) 稿件内容:介绍微电子科学与技术的发展动态和最新进展, 包括微电子器件与电路的基础理论、设计技术、制造工艺、测试与组装技术;可靠性技术、集成电路应用技术。

(2) 稿件要求:字数3 000~5 000, 格式包括中英文题名, 作者及署名单位, 中英文摘要、关键词, 文后附参考文献及作者简介。文中图表需清晰, 图表中的英文请译成中文。文章需具有创新性且未在其他期刊公开发表过。具体规范请登录《电子技术应用》网站下载投稿模板。

(3) 投稿方式:请登录电子技术应用网China AET (http://www.chinaaet.com/) , 投稿页面中选择“微电子技术”栏目投稿, 按要求提交。

对于新设栏目, 本刊将适度加快审稿, 录用稿件稿酬从优。欢迎新老读者大力关注, 踊跃投稿!

微电子 篇2

姓名：XXX 学号：XXXXXX 专业：建环XXX 摘要：本文阐述了对微电子技术的认识及该技术对社会发展所起的作用，并说明了军事领域对微电子技术相结合的必要性，以及微电子技术在军事领域未来的发展趋势。

关键字：微电子 发展 军事领域 高新技术 引言：微电子的发展及作用

微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的，微电子第二次大战中、后期，由于军事需要对电子设备提出了不少具有根本意义的设想，并研究出一些有用的技术。1947年晶体管的发明，后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路技术是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照-定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片上，执行特定电路或系统功能。微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。作为电子学的分支学科，它主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展书评直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统微电子技术

微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体（智能化）、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。

微电子技术在当代军事发展上的作用

微电子技术，乍听起来给人一种很高深很复杂的感觉。其实它并没有您想象中的那么神秘，下面就让我们揭开它的面纱，了解一下它在军事领域的应用。

微电子技术是当代信息技术的基础，是随着集成电路的发展而产生的。电子技术的发展经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路等阶段。1978年超大规模集成电路研制成功，标志着电子技术正式进入微电子时代。虽然从产生到现在还不到30年，但是微电子技术的应用范围之广、发挥作用之大，使它不得不让人刮目相看。计算机、移动通讯、宇航、原子能、海洋开发、生物工程以及工业生产控制等等，到处都有微电子技术的应用。可以说，微电子技术已经完全融入了我们的生活。另一方面，在军事领域，它的普及程度和所起的作用也是惊人的：作战指挥、武器控制、作战保障、后勤保障、军事训练、人员培训、行政管理、军事科研等到处都有微电子技术的影子；而武器小型化智能化自动化、精确制导系统和卫星航天系统的实现也都离不开微电子技术。难怪美国国防部会将微电子技术列为国防关键技术项目，花大力气支持工业界联合进行科研开发呢！

下面让我们来看几个军事应用的例子，一边看一边惊叹微电子技术的神通广大。

在军事方面，微电子技术最直接、最广泛的应用是在电子战领域。有人说，19世纪是海战的世纪，20世纪是空战的世纪，21世纪将是电子战世纪。—句话道出了战争的发展趋势，也道出了电子战在当今军事中的地位。与之相关的电子战技术则是指研究利用电子装备或器材进行电磁斗争的技术。它涉及雷达对抗、通信对抗、C3I对抗、敌我识别与导航对抗等领域。而这些领域有—个共同点，那就是它们都需要电磁场理论和微电子技术的有力支持。如果说电子战是看不见的战争，那么—块块基于微电子技术的芯片则是看得见的战争载体。正是它们开辟了—个全方位、多层次、大纵深、广频谱、宽频带、非线性的未来战场。

轻武器领域始终是微电子技术大显身手的舞台。轻武器的小型化智能化离不开微电子技术的支持。最近，以色列一家名为“墙角射击”的公司推出一种新型“拐弯步枪”。运用这种步枪，射击者可以在墙角—侧无需暴露自己就能向另一侧射击，让拐角成为对自己有利的地形。由于反恐战争的需要，在军事上对单兵战斗武器性能的要求愈来愈高，无论在军队还是警队中应用“拐弯步枪”，都可以提高近距离搏斗和城市战的战斗力。而这种武器的录像系统、瞄准系统、控制系统等都是芯片大师们的杰作，可以说是微电子技术孕育了这个理想武器。

在精确制导和火控领域，微电子技术更是起到核心和基础的作用。美国国防部正在研制的弹道导弹、机载电子设备等新型武器和电子系统中，将近80%的非存储器电路将采用专用集成电路。美国F—111飞机采用超高速集成电路后，平均故障间隔时间从原来的40小时提高到5000小时左右，总的元件数从224个减少到60个。“爱国者”导弹采用定制的超高速集成电路后，电子模块从200个减为13个，可同时跟踪多达100个目标，还能对目标进行分类，并同时引导8枚导弹分别攻击8个目标。回顾历史，微电子技术还上演过“英雄救美”的传奇呢！上世纪60年代，美国的“民兵－Ⅱ”洲际导弹由于制导计算机太笨重不能服役，后来随着集成电路的发展和微电子技术的应用，计算机的体积大大减小，同时也使弹上计算机的可靠性达到了规定指标，这一强力武器终于得以装备部队。而战斧式巡航导弹在60年代由于效费比低曾一度被考虑淘汰，后由于微制导技术解决了其效费比的问题，又重新装备部队，成为美军的杀手锏之一，在许多战争中都发挥出决定性的作用。

在军事航天领域，微电子技术同样不可或缺。军事航天技术是以军事应用为目的、开发和利用太空的一门综合性工程技术。迄今世界各国共发射了5000多个航天器，其中70%用于军事目的。太空也已经成为未来战争的战场，为了掌握太空战场的控制权，各国都在加紧发展军事航天技术，而微电子技术则是基础技术之一。美国“战略防御倡议”（即星球大战计划）中的空间监视系统采用了超高速集成电路和微波毫米波单片集成电路，小小的硅片在庞大的系统中显得那么不起眼，可是它们却是实实在在的幕后英雄！

在军事仿真方面，以微电子技术和软件技术为基础的计算机技术得到了广泛的应用。现代军事的培训与演习环节已经越来越多地使用仿真技术。培养飞行员的驾驶和格斗技术，可以先在仿真实验室里进行，既保证了培训的安全性有效性，又节约了培训成本，可谓一举两得。

还有一点要说明的是，微电子技术一旦用于军事，那么其要求也就相应提高，主要表现为元器件的参数要求更严格。比如，某些器件民用时其应用温度可能是0～40摄氏度，但同样功能的军用器件则要求20～50摄氏度；还有，民用器件的反应延迟可能是30微秒，但是由于军用器件对实时性要求较高，因此这个参数要缩小到10微秒或者更小。小结：加快发展我国的微电子产业已经成为刻不容缓的大事。政府除了继续加大资金的投入外，目前至关重要的是如何转换机制，制订系统的市场战略和更加优惠的政策，吸引资金和人才。调动一切积极因素，既大力发展自主的民族微电子产业，又形成良好的投资环境吸引外资投入我国的微电子产业，尽快形成产业群；同时加大对科学研究与人才培养的投入，形成植根于中国、可持续发展的微电子产业和科学研究体系，抓住机遇迎接挑战。相信在中央的正确领导下，我国微电子将在世界微电子市场占有一席之地，为中国在二十一世纪的世界强国地位奠定基础。当然，当代军事技术涉及了太多的学科和领域，而微电子技术只是其中之一。但是不可否认，它将在未来军事中扮演越来越重要的角色，它是未来军事的希望之星。参考文献：

中星微电子:我的中国“芯” 篇3

只有切实提高自主创新能力，掌握自主知识产权，突破行业巨头的技术垄断，争取更为有利的贸易地位，才能进一步加强企业的国际竞争力和抗风险能力，才能得到国际资本市场的认可。

十年过去了，邓中翰依然记得第一次回国时的情景。那是1999年的10月，邓中翰接受国家的邀请，参加50周年的国庆观礼，当他看到一列列承载着中国在国防、教育、军事、科技等领域取得成绩的方阵从眼睛经过，站在观礼台上的他，突然有种惭愧的感觉。“作为客人，我突然感觉到，这是我的祖国，有这么多的成绩，这么多人在努力，可是我还没有为哺育我的祖国做出任何一件事。”这是邓中翰的真情流露。

十年之后，当他再次接受国家邀请，观看建国60周年的阅兵式时，他和中星微电子已经满怀自豪。因为，通过他与合作伙伴的努力，在多媒体用户芯片领域，已经为国家做出巨大的贡献。2008年11月19日，在“星光中国芯工程”成果发布会上，他宣告“星光移动”手机多媒体芯片全球销量突破一亿枚，占有国内手机音频、视频多媒体芯片80％的市场份额。这是继2006年“星光”数字多媒体芯片全球销量破亿后的又一次重要突破。

星光十年

1999年10月，中星微电子公司在中关村科技园区成立，邓中翰任董事长和首席科学家。虽然，当时信息产业部为其提供了1000多万人民币的种子基金，然而，这对一家科技研发企业来说毕竟杯水车薪，而与硅谷动辄1000万美元的资金相比更是捉襟见肘。

当时，中关村办公室紧张，但费用却不低于硅谷。为了控制成本，中星微电子将第一个办公地点设在北土城的一家企业仓库里。即便如此，在开拓国际客户时，它却不惜任何代价。“只有国际客户，才有对市场的控制力，可以带来最新的技术信息。”邓中翰回忆说。

成立至今，中星微电子已经历了十年的风雨。这十年，是中星微电子创新发展的十年。这十年中，无论在人才，资本、知识产权、市场领域，中星微电子的成绩都有目共睹。

在资本层面。截至2007年2月，当初的1000万元现在已经增值了20倍，为政府投资带来可观收益，而政府风险投资不仅解决了中星微电子的起始资金，更吸引了其他创投的跟进，开创了政府风投市场化运作的新模式。

在人才管理层面。以邓中翰为核心的管理团队成员均拥有较强的教育和学术背景，以及长期跨国公司的高级管理或技术研发经验。而高度专业化和国际化的核心管理团队成为中星微电子事业成功的保障。“这些最优秀的人才，目标上志同道合、技术上造诣深厚、心态上勇于创新、品格上高度忠诚是这个核心团队的凸显特征。”邓中翰说。

现在，中星微电子以“10％海归人+60％研發人”的人才架构实现了国际化与本土化优秀人才的有机结合、优势互补。每年，中星微电子还从北大、清华等知名的大学招聘应届毕业生，培养研发后备力量；此外，业界也有很多资深的专业芯片设计工程师不断加盟中星微电子。

在知识产权层面。由于芯片产业是典型的智力密集型产业，知识产权直接影响到企业的核心竞争力。正是在技术前沿的不懈追求，在专利开发中的丰硕成果，让中星微电子赢得了世界领先企业的尊敬和合作机会，同时也让他们相信，与中星微电子合作不会带来任何的知识产权纠纷。

如今，公司已在数字多媒体芯片设计领域先后取得8大核心技术突破。截至2009年8月，公司获得了1800多项专利，并且在海内外市场从未遭遇任何知识产权纠纷。“对中国企业而言，只有切实提高自主创新能力，掌握自主知识产权，突破行业巨头的技术垄断，争取更为有利的贸易地位，才能进一步加强企业的国际竞争力和抗风险能力，才能得到国际资本市场的认可。”邓中翰表示，这是中星微电子的经验。

在市场压力层面。创立伊始，中星微电子就清醒地意识到：产品研发并不是单纯地填补技术空白，而是要填补市场空白，以市场需求为导向，坚持科学发展观是中星微电子一直坚持的发展原则。另外，研发定位不是纯粹的科学研究，而是旨在适应市场需求实现大规模产业化，这是当前中国芯片设计产业的迫切需求。

中星微电子的产品定位成功避开了CPu和存储芯片等主流市场的激烈竞争，面向未来广阔的多媒体应用领域。在选定了市场方向之后，中星微电子利用中关村创业园的政策资源和相对低廉的办公成本，展开技术攻关，在成立一年多的时间内就成功推出国内首枚具备自主知识产权、百万门超大规模数字多媒体芯片“星光一号”，迅速占领了数码影像市场。

目前“星光”系列数字多媒体芯片销售已经覆盖了欧、美、日、韩等16个国家和地区，在PC图像输入芯片领域占据了全球60％的市场份额，牢牢占据着市场领导者的地位，实现公司的良性可持续发展。经过多年的市场调研，中星微电子还发现了数字多媒体芯片的发展线路：“PC时代一移动通信2.5G／3G时代一数字3C时代”。

创新与挑战

你知道邓中翰最钦佩的两个人是谁吗?一个是乔丹，NBA历史上的飞人，前几天他正式入选NBA名人堂；另一个是乔布斯，苹果公司的CEO，人类的创新领袖。邓中翰希望有一天能像乔丹一样去扣篮，而要像乔布斯一样去创新。

“苹果公司的乔布斯是一个非常值得敬佩的人，苹果公司创新出来的产品对我们的生活产生了重大影响，因此，乔布斯个人的贡献和巨大的作用功不可没。”邓中翰说，“如果问谁能记得住500年前谁是世界的首富，可能大家都不记得了，如果问50年前谁是世界的首富，可能大家也记不清楚了，因为这个每天都在变化，可是谁都记得牛顿、爱因斯坦、瓦特等。” 邓中翰认为，评价乔布斯不是以他的财产和他所挣的钱为衡量标准的。“在他的手中诞生了第一台个人电脑，诞生了第一个iphone，他个人推动我们人类生活文明进步的壮举，让人感到敬佩。苹果在创新的道路上推出的一代又一代新的产品，凝聚着创新的思维和光芒。我在硅谷工作时就深刻感觉到应该把乔布斯的这种创新精神学到手，带回国来。所以我非常希望中星微电子能向苹果这样的公司学习，尽管我们从事的领域不一样，但是我觉得这种创新的精神是一样的。”

邓中翰告诉记者，中星微电子面临的挑战更多是在技术层面。“在多媒体芯片领域，随着处理器技术的不断发展，依靠提升处理器频率的手段增强处理器的性能已经遇到了极大的挑战。以前，半导体工艺发展主要技术路线包括提高晶体管速度、降低功耗和缩小芯片面积，但当制造工艺发展到90nm和65nm之后，泄漏电流的问题凸显，沿用以往的提高内部架构频率的方法难以凑效，为了在不提高工作频率的条件下实现性能的提升，只能增加CPU内核的数量。”

微电子 篇4

敢为人先, 立志科研报国

1961年, 徐秋霞考入浙江大学物理专业。大三的时候, 国家发展半导体事业急需人才, 他们全班随之转入了半导体专业, 从此她与半导体结下了不解之缘。当时国家在半导体科技领域还处于落后阶段, 徐秋霞立志科研报国, 决心要为祖国的半导体事业努力奋斗。半导体是新兴学科, 凭着年轻人的意气风发以及对新生事物的浓厚兴趣, 她勤奋学习, 成绩一直名列前茅。五年的大学生活赋予了她扎实的专业功底, 而浙大的“求是”校风更培养了她严谨的科学态度和对工作的高度责任感。

1965年教学改革试点, 浙大的毕业设计由常规的半年延长至一年, 还未走出校门徐秋霞就被老师带到上海元件五厂参与新产品的研发, 先后参加了砷化鎵红外发光器件和Al栅MOS器件的试制工作。从那时起, 她就开始踏上了半导体器件的研究之路。1967年毕业分配工作, 她志愿到祖国最艰苦的地方去锻炼成长, 后被分配到东北长春半导体厂。

时隔几十年, 徐教授对当年去长春半导体厂报到时的情景还记忆犹新。盼望尽快投入工作的她, 还没到规定的报到时间, 就提前踏上了北上的列车。她背着沉重的行李在厚厚的雪地里艰难步行了3个多小时才到长春半导体厂, 路上滑倒了好几次。当时长春的生活条件很艰苦, 她每月粮食定量仅有2斤大米, 其余都是粗粮, 对于她这个土生土长的南方人确实是一种考验。但年轻人的干劲是不会因为条件的艰苦而泄气的, 她在那里一干就是10年, 期间与爱人两地分居8年。作为厂里新产品试制线负责人, 有一次接受一项重要紧急任务, 她带领团队连续奋战了8天8夜, 她没回宿舍睡过觉。新产品试制成功了, 她的嗓子却哑得发不出声音了。女儿生病时, 她一个人又要上班, 又要照顾孩子, 她坚持做到了都不误。1977年冬天, 女儿得了急性黄胆性肝炎, 为了不影响厂里要超额完成生产任务的计划, 她白天背着孩子去医院打针, 晚上自己上夜班。大雪天等不到公交车, 她在雪地里艰难地步行背着孩子去医院打针。一个月后女儿病好了, 她瘦了8斤。在长春期间, 她先后为厂里开辟建立了两条晶体管生产线, 为稳定生产和提高成品率竭尽全力, 作出了突出贡献, 产品获得良好的经济效益, 她也被评为长春市先进工作者。

1979年徐秋霞在中科院半导体所净化实验室与王守武所长及其他科研人员在一起讨论问题 (前排右1)

1977年末, 因为工作需要徐秋霞和爱人一起调到北京, 爱人进入了中科院应用数学所工作, 家安顿在人民大学附近, 因为住家离物理所不远, 同时考虑到她曾读过物理专业, 领导就将她分配到了中科院物理所工作。但她不想放弃自己热爱的半导体事业, 执意要求去离家很远的中科院半导体所工作 (当时半导体所旧址还在美术馆附近, 坐公交车顺利的话也要1个半小时) 。为此, 在此后的数年内, 她付出了加倍的艰辛。特别是她爱人出国期间, 她每天5点多钟起床, 乘公交车先把女儿送到中关村幼儿园 (老师还没上班, 只好把女儿放在幼儿园的厨房里) , 再倒两次车, 赶到半导体所上班, 数年来无论刮风下雪从未迟到过。虽然辛苦, 但她从来不叫苦, 在集成电路的科研攻关中, 她得到的是收获与快乐。

创新攻关, 助力强国之梦

1978年, 我国迎来了科学技术发展的春天, 邓小平同志在全国科学大会上提出了“科学是第一生产力”的科学论断, 使我国科技事业进入了一个蓬勃发展的新时期。半导体所承担了大规模集成电路4K DRAM的研制及其提高成品率的研究任务, 主帅正是王守武所长。她作为技术骨干和工艺负责人参与了这一研究工作, 并受益于王守武所长和吴德馨主任等名师的言传身教, 王守武先生的教诲至今还铭刻在她的心里。有一次王守武先生曾语重心长地对她说, 对一个科学工作者来说, 要做好两件事:一是要扎实地打好理论基础, 二是要勤于思考, 提出问题, 大胆探索, 在积累中创新, 解决问题要有锲而不舍的精神。老一辈科学家的谆谆教诲指引着她在科研的道路上勇往直前。1983年, 她作为访问学者前往西德佛朗霍夫固体技术研究所工作。在西德的1年半时间里, 她不仅开阔了视野, 也感到中国人并不比外国人缺少什么, 增长了自信和志气, 进一步坚定了要为祖国半导体事业赶超发达国家而奋斗的决心。

归国后第二年, 徐秋霞担任了中科院七·五院重大项目负责人, 开始带领团队开展工作, 承担了“1-1.5微米新工艺和新器件结构探索性研究”。她提出并首次在国内探索成功一套栅长0.6微米Polycide和Ti自对准硅化物LDD MOS工艺技术, 并超指标研制成功性能优良的栅长0.6微米Ti自对准硅化物LDD MOS器件及31级环振电路, 达到国内领先水平和当时国际先进水平, 徐秋霞因此被评为中科院七·五重大科研任务先进工作者。

八·五期间, 在“0.8微米全套工艺预研”的国家攻关任务中, 徐秋霞作为核心骨干承担了关键技术研究和集成电路芯片, 并首次在国内自主研发成功用于0.8微米VLSI的双层金属布线技术。包括三层结构SOG平坦化、通孔低阻欧姆接触及互连金属层的四层复合结构的设计和实现, 并成功应用于0.8微米CMOS电路研制。该项目获1996年中科院科技进步一等奖和1997年国家科技进步二等奖, 她排序均为第六。1996年徐秋霞又再次作为中国科学院高级访问学者派往美国著名伯克莱大学电子工程系与国际著名学者Chenming Hu教授合作开展研究工作。基于硅化反应的成核原理分析, 她提出并实现了一种采用Sb预非晶化在窄多晶硅栅及有源区上形成低阻薄Ti-硅化物的方法, 可应用于亚0.2微米技术中。她的勤奋和出色的研究工作得到了教授们的赞赏, 到期快要回国时, Chenming Hu教授盛情邀请她留下来做研究工作, 但她婉言谢绝了, 因为她知道国家九·五攻关任务正需要她。放弃了美国先进的科研条件和优厚的待遇, 徐秋霞如期回到国内, 开始国家九·五项目的攻关。

1996年在美国Berkeley作高级访问学者期间, 与著名学者Cheming Hu研究团队部分成员在一起。

在九·五期间, 徐秋霞作为专题负责人承担了国家重点攻关专题“0.1微米级CMOS器件结构及性能研究”。当时国际上还没有几个国家能做0.1微米CMOS器件。她首次在国内提出并实现了70纳米CMOS器件新结构设计, 采用创新工艺技术研制成功了栅长70纳米CMOS器件和100纳米57级环振电路。鉴定委员会一致认为:各项特性指标和环振速度达到国际上同类研究工作的先进水平, 是我国一项重大的科研成果。期间, 她发表论文7篇, 其中“高性能70纳米CMOS器件”获中国科协第一届优秀学术论文奖。该专题成果与她负责研究的另一项国家重点攻关专题0.18微米关键技术研究同获2002年北京市科学技术二等奖, 她排序第二。国家九·五攻关任务完成后, Chenming Hu教授再次向她发出邀请, 但是国家十·五973任务又下来了, 作为973课题负责人, 她只能又一次选择了放弃去美国伯克莱大学深造的梦想。

在十·五期间, 她作为国家重大基础研究973课题负责人承担了“亚50纳米器件的关键工艺技术基础研究和器件制备”。当时亚50纳米CMOS技术是国际前沿研究, 尚处于百家争鸣的知识创新和产权竞争中。面临一系列挑战很强的技术壁垒, 如极严重的短沟道效应、驱动能力下降、硼穿透和高场效应、栅隧穿漏电流激增和串联电阻过大等。为应对上述严峻挑战, 她在器件设计和关键技术方面自主创新, 超指标出色地完成了亚30纳米器件关键技术研究。她以第一发明人获国家发明专利授权10项。她用自主发明专利, 研发成功8项新颖的、具有实用价值的工艺模块。2003年1月在国内首次研制成功了性能优良的栅长27纳米CMOS器件和32分频器电路 (其中嵌入了201级环形振荡器) 。该课题研究成果通过了由李志坚院士、吴德馨院士和王占国院士等组成的专家委员会的鉴定, 专家们一致认为:“中科院微电子所在国内首次完成了亚30纳米CMOS器件及关键工艺技术研究;研制完成的栅长27纳米CMOS器件在指标方面已与国际同类先进研究成果具有同步性;采用的关键工艺技术具有新颖性, 是拥有自主知识产权的创新成果。”该成果是我国IC技术领域一项先导性重大突破。该项成果获2004年北京市科学技术奖一等奖, 并获2005年国家技术发明奖二等奖。她排序均为第一。

在十·五期间, 徐秋霞同时作为负责人还圆满完成了3项国家自然科学基金项目 (关于新结构和新工艺) 和863课题“0.09微米集成电路大生产工艺与可制造性技术研究”中的子课题研究, 在体硅多栅新器件结构等方面取得多项创新成果, 是率先在国际上最早提出并实现把Fin FETs做在体硅上的人之一。上述课题共获发明专利授权6项, 发表国内外一流期刊论文16篇, 国际会议论文6篇。其中863课题获2007年教育部科技一等奖和2008年国家科技进步二等奖。她排序均为第六。

在十一·五期间, 她作为国家重大专项“22纳米关键工艺技术先导研究”项目中的课题“工艺整合与集成技术研究”的首席科学家和973课题负责人, 努力自主创新, 在她与她的团队共同努力下, 针对22纳米及以下器件结构和新技术展开了深入研究, 攻克了一个个难关, 取得了以下新的突破性成果:

1.她发展了一种在极微量O2混合气氛中, 生长分子尺度超薄界面Si O2层的方法, 并与射频磁控反应溅射高K介质相结合, 制备成功多种优质高K栅介质膜。发表论文7篇, 授权专利4项。特别是首次获得EOT为0.62纳米的Hf La ON栅介质膜, 将它与Ta N金属栅结合, 得到NMOS有效功函数降低到4.06e V, 并有高的热稳定性, 漏电流比常规多晶硅/Si O2栅结构小5个数量级, 优于国际同期报道。

2.她考虑到Ga-O的偶极矩比Al-O大, 首次在金属栅/高K结构中采用Ga代替Al的掺入, 使PMOS有效功函数达到5.18e V, 并得到EOT为0.57纳米的优良结果。解决了目前普遍存在的高K/金属栅PMOS阈值电压易偏高的问题, 并克服了引入Al-O偶极子导致EOT增大的缺点。发表论文3篇, 授权发明专利6项, 其中美国授权2项。

3.由于金属栅/高K CMOS器件制造需要双金属栅甚至还要结合双高K栅介质的集成, 因此常规工艺流程非常复杂。为了简化工艺, 她首次提出了一种新型的CMOS替代栅 (后栅) 工艺技术, 只选用单一金属栅和单一高K栅介质, 采用离子注入将离子掺杂到金属栅内, 通过热退火将掺杂离子驱进到金属栅与高K栅介质的界面附近形成堆积或者通过界面反应生成偶极子, 获得硅双带边有效功函数。并且应用此项技术, 研制成功了性能优良的栅长25纳米金属栅/高K CMOS器件, 特别是研制成功了性能优良的栅长25纳米金属栅/高K CMOS32分频器电路, 其中嵌入了57级CMOS环形振荡器, 其每级延迟为12.3 ps。论文3篇, 授权专利8项, 其中美国授权4项。由于此项技术大大简化了工艺, 降低了制造成本, 已引起了产业界同行的高度关注。

4.她自主制定了高K/金属栅器件制备技术路线和实施方案, 设计并探索成功高K/金属栅器件制备的先栅和后栅两套制备工艺流程, 在突破上述关键技术的基础上, 在国内首次研制成功最小栅长为25~30纳米先栅和后栅N/PMOS器件和CMOS器件, 性能优良。发表论文12篇, 授权专利17项, 其中美国授权8项。

5.面向14纳米及以下技术代新器件结构研究:首先, 她作为发明人之一提出了一种体硅纳米线环栅MOS器件新结构, 带领团队研制成功纳米线直径为6纳米的环栅N/PMOS器件, Ion为2.6 E3/2.9E3μA/μm (︳VD︳=︳VG–Vt︳=1.0 V) , 开关态电流比达5E8/1E9, SS 67/64m V/dec, DIBL 6m V/V, 性能优于同期国际报道水平。授权专利5项, 其中美国授权2项。其次, 她带领团队采用一种SOI超薄体结合肖特基源/漏和Fin FET三位一体的新器件结构, 研制成功相应纳米尺度新器件, 性能为同期报道水平。发表论文4篇。

总之, 近20多年来, 在从亚微米、超深亚微米直到纳米CMOS关键技术研究的过程中, 她先后取得了系统的创新成果, 其中多项成果成为代表我国IC工艺研究水平的标志性成果, 为我国IC制造技术的进步和创新做出了突出贡献。

无私奉献, 在不懈的努力中砥砺前行

成功从来不是轻易得到的。从长春半导体厂一线摸爬滚打, 到中科院的前沿研究, 一个5年又一个5年, 一个攻关接着一个攻关, 锻炼了徐秋霞的坚强意志和吃苦耐劳的能力, 只要是在工作, 她就永远不会感觉疲劳, 并且乐在其中。数十年如一日, 她几乎每天要在超净实验室里工作十来个小时, 任务紧急时, 甚至通宵达旦。即使在节假日, 她也是绝大多数时间在办公室工作。在实验中, 从总体技术路线的确定, 到单项实验、技术集成直至最后的流片方案, 她事必亲躬, 力求做到万无一失, 以提高科研效率, 节约科研成本。可以说, 徐秋霞的多项前沿研究成果, 都是利用有限的设备条件和有限的研究经费下做出来的。

2005年除夕夜, 夜已深了, 徐教授穿着捂得严严实实的净化服, 还在实验室里忙碌。如此夜以继日的工作已经进行了一个多月, 由于实验所用的工艺线要在2006年3月底以前升级改造, 徐秋霞和她的课题团队必须在截止日期之前完成主要的实验任务。如果按照朝八晚五的作息时间, 干上半年也完不成这项任务。于是, 他们决定采取超常规的工作方式, 加班加点赶超进度, 早上7点半进实验室, 工作到凌晨成了家常便饭, 有时候一天吃一顿饭——从早上一直工作到下午三四点, 出去吃个囫囵饭回来继续工作到第二天早上一两点。如果实验不顺利, 就有可能忙个通宵。临近春节了, 工作也不能停下来, 有位博士学生自告奋勇地留在研究所, 为了和父亲团圆就把父亲从山东老家接来了北京。除夕夜, 徐秋霞本打算请他们父子俩一起到家里吃顿年夜饭, 由于实验一开始进行就无法停顿下来, 在实验室里他们一直忙到晚上10点, 连年夜饭也没有顾得上吃。徐秋霞心里对学生的父亲感到愧疚, 但这位父亲却真诚地说:“把儿子交给您, 我很放心。”这位父亲的理解和信任及她团队成员的努力给了她莫大的安慰和支持。

2013年年初, 徐教授不慎摔了一跤伤势比较重, 医院诊断为脊椎压缩性骨折。所里上下都非常关心, 找了最好的专家为她治疗, 手术很成功, 医生要求她必须休养3个月, 经过复查没问题后才能上班。无奈之下, 她只好每天用电子邮件与团队成员沟通讨论, 制定实验方案, 分析实验数据。但她心里还是惦记着工作, 手术后一个半月, 不顾家人和领导及同事的劝说, 她就身穿铁背心坚持上班了, 这样在办公室工作还可以应付, 可进实验室弯不了腰, 穿净化服都有困难, 看着徐教授伤未好就进实验室工作, 同事们都非常感动, 热心地帮她穿上净化服, 搬凳子让她坐, 走动时过来搀护, 生怕她再次摔倒。同事们的关心和爱护给了她很大的温暖, 也给了她努力康复的精神力量。她坚持每天做康复训练, 3个月后, 终于脱去铁背心, 又快乐地奋战在科研第一线。徐教授已过年过70, 但走进实验室后仍精神百倍, 和年轻人一样充满活力。有一位博士生曾对她说:“徐老师, 您来得比我们早, 走得比我们晚, 我们年轻人都感到很有压力呢。”

教书育人, 培育高新科技人才

作为一位博士生导师, 徐秋霞为人师表, 教书育人, 总是亲力亲为, 对学生倾注了很多心血。对于自己的学生她象对待自己的孩子一样严格和爱护。她不仅将自己的学识和经验毫不保留的传给自己的学生, 每当学生遇到困难时, 总是抽出足够的时间与学生深入讨论, 循循善诱, 启发学生思考, 细心指导。并教导他们怎么搞科研。她说, 做科学研究首先要有创新精神, 只有大胆创新, 敢于突破, 才能真正研究出有价值的东西。同时, 做研究要执着, 要甘于寂寞, 甘于坐冷板凳, 不能急功近利, 要扎扎实实, 一步一个脚印, 这样才能把自己所想真正变为现实。在她的指导下, 她的学生多人次获得所特等奖学金、华为奖、中科院三好学生标兵、中科院朱李月华奖学金、中科院院长奖学金等。她个人也多次被评为所优秀教师。

“我多么希望咱们中国在最前沿的集成电路科技领域, 能够拥有自主知识产权, 能够具有核心技术的竞争力, 能成为集成电路产业的强国。几十年来, 我一直希望看到这样一个局面。”年逾70的徐教授, 仍精神矍铄, 在国家半导体集成电路科研前沿领域里演绎着自己的瑰丽人生, 奋力追逐着她多年的集成电路强国之梦。

人物简介

微电子入门须知 篇5

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微电子技术

集成电路

微电子工业

ic产业

校园

我国微电子的发展和未来前景

当今世界经济已从工业化进入信息化的发展阶段，微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，成为当前新经济时代的基础产业。它在国民经济、国防建设以及现代信息化社会中起着极其重要的战略意义。我国微电子产业与国际水平相比还属于幼稚工业，无论技术水平、产品水平还是综合实力都无法与发达国家同行的实力相抗衡。因此，探讨如何加快我国微电子产业

发展很有必要。该文从企业的角度对影响我国微电子产业的发展进行阐述，并提出相应的建议。微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，微电子产业是基础性产业，之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。另外，现代战争将是以集成电路为关键技术，以电子战和信息战为特点的高技术战争。国际微电子发展的趋势是集成电路的特征尺寸将继续缩小，集成电路(IC)将发展为系统芯片(SOC)。微电子技术和其他学科相结合将产生很多新的学科生长点，与其他产业结合成为经济增长点。芯片是信息时代最重要的基础产品之一，如果把石油比作传统工业“血液”的话，那么芯片则是信息时代IT产业的“心脏”和“大脑”。无论是小到日常生活的电视机、VCD机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品，还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等都离不开这小小的芯片。我国在芯片领域可以用“起了个大早、赶了个晚集”来形容。早在1965年，我国的集成电路就开始起步，而此时世界上最著名的芯片制造商英特尔还没有成立。由于体制等众多的原因，我国在这一领域与国外差距越来越大。从市场份额来看，2002年国产芯片年销售额为130.3亿元，占世界芯片产量的0.7%左右；

从技术上看，总体上还有两代左右的差距。2002年，我国芯片自给率才25%，其他75%均需要进口，进口集成电路耗资33.6亿美元，特别是技术含量高的产品，基本上依靠进口。芯片产业在我国可谓前景诱人，专家预测，2010年我国芯片总需求将达到500亿美元，成为全球最大的集成电路市场之一，到那时，每年进口集成电路将从现在的201亿块，上升到600亿块，相当于现有生产能力的20倍。如此巨大的市场使跨国公司纷纷将投资的触角伸向中国这一领域。如何抓住当前世界微电子产业发展的机遇，在世界范围内积极争取技术、资金和管理要素投入中国，成为当前我国有关部门十分关注的问题。我国微电子行业存在的主要问题：第一，缺乏高标准、可持续发展的长远规划和措施，以及建立微电子产业群体的目标。第二，机制上不适应微电子产业自身发展的要求。当前，我国微电子产业投资方式单一，投资和其他政策方面的决策太慢，使发展滞后。科研和产业脱节，而且产业投资和科研、开发投资严重不足。微电子产业是技术和投资高度密集型的行业，一台设备动辄数百万元，况且这设备还必须上规模，生产要扎堆建设，这个行业要不断追加投资，不断提升技术，逐步形成有规模效益的集成电路产业群。第三，缺乏系统的市场战略，国内市场被国外大公司瓜分。对于有战略意义而且量大面广的产品，如中央处理器(CPU)、存储器等关键芯片，虽然在技术上有重大的突破，但市场开发没有给予足够的重视，自主研制开发的力量和资金投入还不够。整机设计开发与芯片厂脱节，产品不能配套生产。第四，给予的优惠政策还远远不够。微电子产业的主要生产设备均要从国外进口，而且占投资的大部分，但进口设备的平均关税约8%，进口设备增值税=(进口设备合同价格+关税)×增值税率，增值税率为17%，这样进口设备关税加增值税约28%，税率太高，不利于微电子产业的发展。第五，缺乏留住人才的政策，致使有用的人才流向国外或国内的外资企业。微电子产业是技术密集型产业，吸引人才、留住人才特别重要，像华越、华大、华虹等这样的国有背景微电子企业，还受到工资总额限制，很难给人才提高待遇，致使很多人才流失。第六，微电子产业规模太小，没有大的企业集团，缺乏抗风险能力。2000年全球前四家半导体企业的销售额均超过100

亿美元。去年英特尔公司达到了234亿美元，而我国整个国产芯片的总销售额也只有130亿元人民币，相距甚远。

微电子专业就业状况及趋势

在国家战略中，微电子技术已具有了与粮食、能源一样重要的战略性地位。有人比喻，现代经济起飞的发动机是计算机，而燃料是集成电路，谁拥有微电子技术优势，谁就掌握21世纪的主动权，信息技术是知识经济的基础和支柱，而微电子技术又是信息技术的基础和支柱。信息革命是由于微电子技术的发明和发展而引发的，因而信息革命实际上是微电子革命。

微电子技术的应用涉及现代社会的各个方面，影响和改变着人类社会的生产方式、生活方式和思维方式。因此，国家下大力气发展微电子产业，注重微电子专业人才的培养，为微电子人才提供良好的客观环境，以利于微电子人才的研究工作。

微电子专业培养人才主要有两个工作方向。第一，进行理论研究及开发性创新实验，一些专业素质较高，理论基础踏实，并且有一定创新性发散思维的毕业生比较适合选择此方向。这部分人才可以进国家的一些微电子研究开发单位，如中国科学院微电子中心，中科院微电子中心面向国家微电子领域持续发展中的重大科技需求，进行微电子学、超微细和超薄技术、计算机辅助集成电路设计研究；承担重点科技攻关与产品开发；着重开展微电子高技术前沿研究，同时利用所形成的技术、人才和设备优势，积极进行高技术成果的应用开发，进行小批量的生产，为经济建设与国防服务；力争成为国家微电子科技领域一个不可替代的科研基地和知识、技术创新的一个重要源泉，为我国微电子及相关产业的持续发展作出贡献。在科研所里，可以提供先进的科研设备，并且有许多致力于微电子研究的同事。可以互相合作，互相交流，形成思维上的互启与互补。由于我国微电子的发展去国际还存在着很大差距，因此，为了学习世界先进理论技术和经验，一部分毕业生可以选择出国深造。虽然，作为一名技术型人才，出国有一定的困难，但我国的纳米电子学研究室进行的纳米电子学器件的材料，加工组装和运行机理的研究，可以说已初步具备了国际先进水平，证明我国在微电子方面还是有一定国际竞争力，可以与其它发达国家交流的。在有些高校，电子类专业的出国率平均在9%左右，最多时可达到20%。第二，进行技术类的产业开发，此类工作要求人的动手能力要强，技术水平高，而且有很高的工作热情。这类毕业生主要进一些电子科技技术公司。能力比较强的有可能进入世界的电子公司任职，如爱立信，摩托罗拉，诺基亚等跨国电信公司。网络经济飞速发展，因为微电子专业毕业生对电子计算机，尤其是硬件领域的学习比较专业，所以微电子专业毕业生进一些网络公司，电脑公司的比例也有所增长。微电子专业的毕业就业形势十分乐观，这一点是同IT产业发展息息相关的。

微电子工业是当今最热门全球化产业之一。在21世纪，微电子工业将超过汽车工业，成为全球第一大产业。微电子技术的战略地位，不仅体现在其本身产业的巨大规模和剧烈竞争，还体现在对其他领域的巨大影响和渗透；其渗透领域之广泛，以及影响之深远是

前所未有的。可以说，现今一切电子系统都离不开微电子技术。例如，当今微电子工业就以1500亿美元的市场规模影响着7000多亿美元的电子设备市场。时至今日，微电子技术及其产品的影响已从最初的计算机，渗透到工业、农业、科学实验、技术开发和人类物质文化生活，以及国防建设等各个领域。广泛应用于通讯、计算机、家电、工业设备、武器装备和军事系统、航空航天系统等各个方面，并制约着这些领域的发展。因此，需要微电子人才的领域很广，只要拥有微电子先进技术，就不愁“无用武之地”。专家们提出了我国微电子产业2010年应当实现的四大目标：使微电子产业形成200亿元的产值，占世界市场的4%；国防和信息安全急需的、电子系统中一些最为关键的芯片能自行设计和制造；建立起能够良性循环的微电子产业体系以及科学研究和人才培养体系；微电子科学研究、标志性成果和产业技术档次达到国际先进水平。为实现这些目标，专家们还建议成立国家微电子管理委员会。用5年时间以多元投资模式建成6至10条8英寸以上的硅生产线，其中至少有3至5条由我国自主研制和开发。

建议研究开发新一代关键的微电子专用设备，建立国家级微电子研究开发中心以及实施“微电子人才培养和引进工程”等。

从事微电子行业的职业人的收入每月在1000—8000元不等，中国的白领阶层很大一部分都是微电子专业出身。从事微电子科学研究的人工资待遇也逐渐改善，并且国家下大力气，投入专项资金对有贡献的科研工作者进行奖励，并且在住房，医疗，子女教育等方面给以优待。对于科研工作者，精神上的收获

也许是最高的追求。

新世纪是网络时代，是电子时代，随着信息产业的蓬勃发展，微电子产品逐渐进入平常百姓家，这就意味着微电子的路还很远，微电子工作者还任重道远。随着新世纪经济的活力再现和人的意识领域的革命，必将为微电子工作者提供更为广阔的空间奋斗钻研，实现价值。

微电子人才是社会最为稀缺的高级人才。本科毕业后可在微电子学领域及相关的交叉学科领域（如集成电路的设计与制造、计算机技术的开发与应用）从事科学研究、教学和应用技术等工作。

教师——从事微电子或者相关专业教学的老师硬件工程师——器件制作和工艺、集成电路设计开发；

微电子 篇6

关键词： 微电子工艺 教学改进 课程质量

一、引言

《微电子工艺原理》这门课主要讲述以硅为基础的集成电路制造的工艺原理及工艺种类，其目标是培养具有一定理论基础，了解技术前沿，能够设计工艺流程，分析并解决工艺实际问题的应用型创新人才[1]。这一目标的实现直接取决于该课程的教学效果。由于本课程具有涉及知识面广、综合性强、理论与实践结合紧密的特点，采用传统教学模式不可避免地存在诸多问题[2]，主要有：内容繁杂，教师难以合理安排教学进度；教学方法单一，学生理解和掌握知识困难；工艺设备昂贵，学生实验需求不能满足；学生学习兴趣和学习主动性不高；学生创新能力较弱；学生靠死记硬背应付考试等。因此，更新教学理念和进行多元化教学改进才能解决这些问题，提高课程教学质量。

二、教学改进措施

（一）教学内容安排

1.优选最新教材

本课程选用的教材是国外电子与通讯教材系列中美国Michael Quirk与Julian Serda合著的《半导体制造技术》中文翻译本[3]。该书有三个优点：一是内容丰富。既讲述关键工艺技术、设备及可靠性，又介绍半导体制造相关的基础技术信息和集成电路装配与封装的后道工艺概况。二是直观形象。书中提供了大量精美的图片、图表和具体翔实的数据。三是便于学习。书中概念描述清晰，内容简洁有序，每章都有重点内容小结、关键术语和大量复习题，方便学生课后复习和教师进行研究性教学。

2.科学选择教学内容

就半导体制造相关的基础技术，如第2、5和8章主要介绍半导体制造中的化学品，可拣少量重点内容课堂讲解，其余留给学生课后自学。对关键工艺的原理，如第10章硅氧化后杂质的再分布和四类电荷的可靠性，以及第17章中的掺杂扩散工艺，教材中缺少这些重要内容或介绍过于简单，需做必要的补充。

3.合理安排讲课次序

次序整体遵循微电子产品生产流程，即半导体基础技术（第1、2、4～8章）、器件及工艺模型概况（第3、9章）、各单项工艺（第10～18章）和后道检测与封装工艺（第19、20章）。其中，单项工艺按照加工特点，即氧化（第10章）与掺杂（第17章）、光刻（第13～15章）与刻蚀（第16章）、淀积（第11章）与金属化（第12章）、化学机械平坦化（第18章）的顺序讲解。

（二）课堂教学方法

1.启发式教学法

学起于思，思源于疑。采用研究性教学方法[4]，实现教学思路由“知识点讲解型”到“以问题为导向型”的转变，考虑如何突出问题和情景的教学设计，让学生对新课的内容进行探究，使他们体会到知识创造过程中所需的创新思维和科研素养。具体讲解时先从整体上介绍课程间知识点的关联性，然后尽量联系学生已有知识，进行新旧知识的类比与对比，帮助学生消化理解新内容。如讲解CVD（第11章淀积）工艺原理时，可与中学阶段所学液相化学反应比较，从原料、反应条件、反应过程、反应结果及工艺设备等几方面进行设问，让学生探索、归纳和总结，从而将抽象难以理解的物理原理简单化，实现知识建构。再者，对有争议的学术问题，要介绍各方观点，诱导学生思考，培养学生创新思维。

2.案例教学法

案例教学法强调学以致用，在应用中学习。除第九章CMOS反相器加工流程的案例外，各单项工艺均安排了一些典型案例，将所要学习的知识、操作、技能等融入实例中，通过对实例的分析、讨论、演示、学生练习及总结等环节，加深学生对概念、工艺原理和设备的理解，使知识融会贯通。如讲解溅射和蒸发镀膜（第12章金属化）时，假如平整硅片表面覆盖一层致密排列的直径约几微米的氧化硅球，采用两种工艺对该衬底镀膜并去掉氧化硅球的结果会怎样呢？课堂情况表明，由于所选案例典型有趣，学生兴致高昂，讨论热烈，说出了多种可能性。结果是溅射镀膜为低真空，分子平均自由程小，分子呈不规则运动，在小球表面都能沉积，最终将得到球壳阵列。蒸发镀膜一般为高真空，分子平均自由程大，呈直线运动，将得到类三角阵列（在球阵列缝隙内形成）。经过讨论，学生理解了两种常用PVD工艺的原理与设备差异，加深了记忆。

3.多媒体教学法

现有教材中只用简图描述工艺原理、步骤和设备等，缺乏可视化教学资源，不免枯燥乏味。多媒体课件融图形、文字、动画、视频等为一体，图文并茂，视听结合，令抽象的知识形象化，富有吸引力。如果根据教学内容选用合适的教学媒介，那么可使课堂变得轻松、生动，调动学生多种感官，提高学生对所讲授知识的理解和掌握能力。如在讲授第四章硅片制备步骤时，笔者从网上下载了美国硅谷的音乐视频短片，先从头到尾播放一遍，然后依次定格动画片段，分别展开讲述。

4.项目教学法

松绑教育理论认为[5]，教学应该是师生共同参与的、动态的、双向的信息传播过程，而不是教师一言堂的“填鸭式”教育。为此，笔者拿出3～5学时（本门共48理论课时）进行项目驱动教学，所选项目为各章节内容的开放性思考题或者工艺技术前沿相关的小课题。活动方式是，将全班同学分为若干小组，由小组成员共同拟定备课主题并分工协作，上网收集资料准备课件，每组选派代表上台讲授，展开讨论互动，总结评比。这样的方式将课堂延伸到了课外，培养了学生的团队意识、独立学习和调研资料能力。此外，很多学生从大二开始跟随不同研究方向的老师做科创项目，期间接触到了各种微电子工艺设备，比如干法/湿法清洗仪、退火炉、各种CVD和PVD镀膜机、光刻机等，可安排他们介绍实验设备操作经验及做实验的心得体会，同学之间的交流往往会引起共鸣，令教学效果更佳。

（三）考核方式

采用多环节综合评判，包括平时作业、课堂表现（回答问题、讨论情况等）、专题报告和期末考试等，以考核促进教学。其中，期末考试是学生复习指挥棒，占比重应当较高。为避免试卷出现题型不丰富和结构不合理等问题削弱评价效果，笔者加强了试题库建设，推行教考分离。为激励学生独立思考，试卷适当增加了一些开放性考题。

综上，针对本课程存在的一些教学问题，笔者进行了多元化教学改进，其与传统教学的对比如表1所示。实践证明，改进后的教学效果反应良好，加深了学生对课程内容的理解和掌握，提高了学生的专业素质，为他们今后的职业生涯奠定了基础。

三、结语

经过多年实践，在《微电子工艺原理》课程教学中，笔者对教学内容、教学方式和考核方式进行了改进，突破了传统枯燥乏味的“填鸭式”教学模式，积极引入了研究型教学的理念和现代多种教学方法，实现了教学质量的提高，培养了学生的创新能力和综合素质。教学改进是一个不断探索、不断推进的过程，相信在各方共同努力下，本课程的教学将日趋成熟、完善。

参考文献：

[1]王金婵，孟庆端，张晓红，田葳.半导体制造技术教学方法探讨.科技创新导报，2011，33，138-139.

[2]赵建勋，侯建华.集成电路原理与制造工艺课程的教学改进.长春教育学院学报，2014，30，63-64.

[3]MichaelQuirk，JulianSerda，著.韩郑生，等译.《半导体制造技术》.北京：电子工业出版社，2013.5.

[4]肖丙刚，王秀敏，赵吉祥.研究性教学在“微电子学导论”课程中的探索与实践.中国电力教育，2009，19，71-72.

[5]张瑞，姚凌江，吴向文.运用混合式立体化教学模式培养应用型创新人才.现代教育技术，2010，20，77-81.

微电子在医学中的应用 篇7

它主要表现在:1) 实现生物医学电子设备的集成化和微型化是生物医学电子学的一个主要发展方向, 体现在神经电极、生物医学传感器、监护技术、植入式电子系统、生物芯片等方面。微电子技术的发展实现其微型化;2) 按照目前微电子器件微型化趋势, 医学器件尺寸很快就会达到分子和原子的水平, 为人们更加精确地研究生物体提供了条件;3) 借鉴生物医学的最新成果, 在很大程度上能促进微电子技术的发展。

1、以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展

1.1 生物医学传感器

生物医学传感器的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁, 所以说它是生物医学电子学中一项最关键的技术。主要可分为以下几种:电阻式传感器, 电感式传感器, 电容式传感器, 压电式传感器, 热电式传感器, 光电传感器以及生物传感器等。

其中最重要的发展方向之一就是生物医学传感器的集成化和微型化, 因为它是实现生物医学设备集成化和微型化的基础, 它发展将使得生物医学的测量和控制更加精确即达到分子和原子水平, 从而把生物医学带入一个崭新时代。

随着微电子技术的不断发展, 生物医学传感器在集成化和微型化方面也取得了很大进展, 目前最值得关注的发展方向可概括为以下几个方面:充分利用已有的微电子和微加工技术以无机物为材料的生物医学传感器的研究, 主要是基于CMOS工艺传感器的研制和设计;2) 充分汲取了有机物的优点利用有机物和无机物相结合的生物医学传感器, 比如基于神经细胞的生物传感器、酶传感器、免疫传感器以及微生物传感器等。3) 多传感器的集成技术、融合与智能化技术, 这样不仅满足了对参数测量的要求, 同时还可以使相互有影响的参数起到互补的作用, 从而大大地提高了传感器的测量精度。4) 纳米技术与微电子机械技术这些新的前沿的微电子技术的引入, 为纳米封装技术与分子生物学技术的集成提供了技术支持, 同时将生物医学传感器从二维发展到了基于立体三维的微电子机械系统的传感器。

1.2 植入式电子系统

植入式电子系统是一种埋植在人体或生物体内的电子设备, 它用来测量生命体内的生理、生化参数的变化, 或用来诊断与治疗一些疾病, 即实现在生命体自然状态下体内直接测量和控制功能或者代替功能残缺的器官。随着高可靠性、低功率集成电路的发展, 植入式电子系统的能源供给方式的多样化, 无毒性生物相容性等性能优良的生物材料研究的深入, 以及显微外科手术水平的不断提高, 使得植入式电子系统得到飞速的发展。

植入式电子系统在微电子方面研究的关键技术主要有:1) 植入式天线的设计技术。主要是解决效率与天线微型化之间的矛盾;2) RF射频电路的设计技术。射频电路是植入体内部分与体外部分通信的关键电路;3) 低功耗植入式集成电路设计技术, 它一方面是要保证植入式系统在有限能源的前提下能在体内长期稳定工作, 另一方面是电路产生过多热量会对生命体本身造成危害;4) 植入式系统的能量供给技术。由于经常把把植入体内设备拿出体外进行充电是不实际的, 目前一般采用下述四种方式给体内供能:植入式电源、红外线偶合供能、射频供能或者是利用体内其他能量的转换, 比如温差供电、利用血液中氢和氧进行燃料电池反应或利用生物体自身的机械能等;5) 微弱信号的提取技术。生物信号都是微弱信号, 而且往往存在着背景噪音都很强大的情况;6) 一些前沿的数字信号处理技术的应用。比如利用人工神经网络技术与线性预测技术来通过脑电实时控制多自由度的假肢的研究, 以及基于小波变换的语音信号处理技术应用于人工耳蜗等;7) 植入式电子系统的制作与封装技术。主要研究的是如何利用生物相容性优良的生物材料来对集成电路进行封装, 这样既能保证植入到体内的系统不会对生命体造成危害, 也能保证其能在人体环境中长期稳定地工作。

1.3 生物芯片

生物芯片是上世纪80年代提出的, 最初指的是分子电子器件。试图把生物活性分子或有机功能分子进行组装, 构建一个微功能的单元以实现信息的获取、存储、处理和传输等功能, 来研制仿生信息处理系统和生物计算机。上世纪90年代以来, 其概念发生了变化。生物芯片指的是集成了数目巨大的生命信息, 可以进行各种生物反应, 具有多种操作功能、可以对DNA/RNA分子、活体细胞、蛋白分子乃至人体软组织等进行快速并行分析和处理的微器件, 简称之为片上的缩微实验室。其材料的选择很广泛, 可以用半导体工业中常用的硅还可以用如玻璃、陶瓷或塑料等其他材料。目前已有多种生物芯片出现, 而最具代表性的是基因芯片, 聚合酶链扩增反应 (PCR) 、毛细管电泳等芯片。

生物芯片的技术主要是依赖于分子生物学、微加工与微电子等三方面技术的进步和发展, 它是将生命科学研究中所涉及的许多分析步骤, 利用微电子、微机械、化学、物理和计算机等技术, 使样品检测、分析过程能够连续化、集成化、微型化和自动化。

2、结语

本文对与微电子技术密切相关的生物医学电子学的七个重要领域中的三个进行了介绍, 综述了这些领域的基本研究问题, 一方面着重讨论了微电子技术在这些领域中起的关键作用、最新的研究水平和发展方向, 另一方面也讨论了生物医学的发展对微电子技术起的巨大推进作用。随着微电子技术与生物医学的进一步发展, 这两者的相互作用将越来越大, 微电子技术的发展将为生物医学带来巨大的变革, 同样生物医学也将会给微电子技术的创新提供崭新的思路。

参考文献

[1]张兴, 黄如, 刘晓彦《.微电子学概论》.北京大学出版社, 2008.

微电子技术的现状及其发展趋势 篇8

关键词：微电子技术,集成电路,芯片

微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息时代具有巨大的影响。

1 微电子技术的发展历史和现状

微电子技术是19世纪末,20世纪初开始发展起来的新兴技术,它在20世纪迅速发展,成为近代科技的一门重要学科。其发展史实际就是集成电路的发展史。

衡量微电子技术发展的重要标志是大规模集成电路的集成度,至今为止微电子技术的发展基本上都在遵循着“摩尔定律”,即单个芯片上的器件数每18个月增长1倍,DRAM储存量3年提高到原来的4倍,其发展历程如下。1947年底,美国贝尔实验室研制成了世界上第一个晶体管,微电子技术开始萌芽。体积微小的晶体管使集成电路的出现有了可能。之后,美国得克萨斯仪器公司的基比尔于1958年制成了第一个集成电路的模型,1959年德州仪器公司宣布发明集成电路。同年,美国著名的仙童子公司将一整套制造微型晶体管的“平面工艺”移到集成电路的制作中,很快集成电路由实验室实验阶段转到工业生产阶段。1962年MOS场效应管试制成功,1964年成功制出PMOS集成电路。与分立元件电路相比,集成电路的体积大大减小,同时功耗低,可靠性好,工艺简单,更适合于大量生产。

至今集成电路的集成度已提高了500万倍左右,特征尺寸缩小了近200倍,单个器件成本下降了约100万倍,单片集成度达到数亿个晶体管。

2 微电子技术的应用

微电子技术的应用非常广泛,可以说微电子无处不在。美国每年由计算机完成的工作量超过4 000亿人的手工工作量;日本每个家庭平均拥有100个芯片;无论是日常生活的电视机,洗衣机,手机,计算机,银行储蓄卡和信用卡,小区智能卡,电子手表,玩具等家用消耗品,还是大到传统工业的汽车工业、印刷工业和国防工业的导弹、卫星、火箭等都离不开这小小的芯片,可以说应用及其广泛。微电子技术渗透到了人们生活的各个领域,在人们的生产生活中发挥着极其重要的作用,已经和社会建立了一种相互依存的某种关系。

集成电路被广泛应用于社会的各个行业。微电子技术对各种传统产业具有强有力的带动作用,几乎所有的传统产业与微电子技术结合,利用芯片更新技术,都可给传统产业注入活力。例如,像汽车的电子化使传统的汽车工业渗透进了微电子技术,采用微电子技术的电子引擎监控系统、汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛应用,现代汽车上有时甚至要有十几个到几十个微处理器[1]。又如,印刷工业采用了微电子技术排版不再采用铅字,文字的增添、删除、编排,字体的选取等都在计算机上进行,在很短的时间内就可以全部按需要设置完成,与传统印刷工业改动一字就要涉及全局已不可同日而语。

集成电路的应用不仅在工业方面,在商业方面,由于微电子技术及计算机的应用,使传统的账册产生了根本的变化,账目的登录、统计、查询、存储都产生了根本的改变,于是有了大超市、大商场,这在20年前是不可想象的。如果说传统行业引入微电子技术后提高了生产效率,那么微电子技术与其他技术的结合和渗透又发展成新的技术。

微电子技术在轻武器中的许多应用正在研制中,如数字地图计划:为了给士兵提供需要的一切信息,可把天气数据、情报、敌友军的位置、空中成像等一切信息融合到一起,以数字方式存储,并通过无线计算机网络送到任何需要的地方,甚至是前线。如果将这种数字地图直接接入武器,不仅可以大大提高武器的精度,而且能使后勤得到可靠保障。随着电子、材料、光学、机械等各方面技术的发展,微电子技术必将广泛地应用于轻武器,发挥更大的作用。

总之,微电子技术已经渗透到诸如现代通信、计算机技术、医疗卫生、环境工程、能源、交通、自动化生产等各个方面,成为一种既代表国家现代化水平又与人民生活息息相关的高新技术。

3 国内微电子技术的发展现状

近几年,在国家相关政策的大力支持下,国内硅基微电子技术水平不断提高,与国际先进水平的距离逐渐缩小。

我国微电子技术发展的特点:一、超深亚微米集成技术研究逐渐接近国际先进水平。二、集成电路设计水平提高,规模增大。经过近几年的发展,芯片设计水平明显提高,目前我国自主设计的芯片产品已涉及CPU、数字信号处理器、高端IC卡、数字电视和多媒体、3G手机以及信息安全等六大领域。IC设计水平已达到0.13μm,具有自主知识产权的核心芯片的开发及其产业化也取得了可观的突破。逐渐从过去的“低端模仿”走向以技术创新为主的“高端替代”。

微电子技术是当代科学技术中发展速度最快的技术之一,但是由于我国的微电子技术与国际先进水平差距较大,要在短期内赶上或超过是很不现实的,我国微电子各方面都落后于国外。国家正在逐步加大扶持力度,制定一系列相关政策去吸引资金和人才,形成可持续发展的微电子产业和科研体系。

4 微电子技术的发展趋势

21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代,即存储量由Gb发展到Tb,集成电路中器件的速度由GHz发展到THz,数据传输速率由Gbps发展到Tbps。

以硅基CMOS电路为主流工艺,21世纪硅微电子技术的发展趋势主要体现在三方面:一是继续增大晶圆尺寸和缩小器件的特征尺寸。发达国家和地区正在向纳米阶段进军。二是集成电路(IC)将发展成为系统集成芯片(SOC)。SOC进一步发展,可以将各种物理的、化学的和生物的敏感器和执行器与信息处理系统集成在一起,从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能,这是一个更广义上的系统集成芯片。SOC是微电子设计领域的一场革命,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。三是微电子技术与其它学科相结合。典型例子是微机电系统技术(MEMS)和生物芯片[2]。前者是微电子技术与机械、材料、传感器等多学科交叉产生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。

21世纪人类将全面进入信息化社会,对微电子信息技术将不断提出更高的发展要求,微电子技术仍将继续是21世纪中最为重要的和最有活力的高科技领域之一。

参考文献

[1]余修武.微电子技术与新技术革命[J].制造业自动化,2010,32(11):95-96.

空心互感式测微电子秤 篇9

如果有两只线圈互相靠近, 则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。当第一只线圈中的电流发生变化时, 则其与第二只线圈环链的磁通也会发生变化, 从而在第二只线圈中产生感应电动势, 并且能够测量到相应的感应电流, 这种现象就叫做互感现象。空心互感式测微电子秤便是基于这一简单原理制成的。空心互感式测微电子秤主体部分为三个参数相同的同心轴线圈和轴心处的磁芯。中间的线圈接入信号发生模块电流振荡产生磁场;而其余两个线圈并不通电。将两个线圈的端口分别接入Arduino芯片的两个输入端口测量其感应电流峰值的大小。重量所引起的微小位移量转变为磁芯的微小位移量, 互感现象使电信号对此微小量进行首次放大, 而两个线圈的设计采用则可以将信号进一步扩大:预实验时我们采取两个线圈所产生的感应电流峰值之差为因变量, 通过进一步实验, 为了更好地体现相位的改变等特点我们改为峰值之比为因变量。峰值之差只能确定位移的大小, 但是峰值之比不仅仅可以确定位移的大小, 还可以获取位移的方向特性。以上便是空心互感式测微电子秤基本思路和大致模型。

2仪器精细

确定空心互感式测微电子秤主体部分后, 需要将其设计进一步精细, 达到其功能的实现并且通过材料的选择提高仪器测量精度。初期, 仪器性能提升校准的过程中先使用信号发生器和数字示波器来代替信号发生器模块和Arduino芯片。首先对轴心处的磁芯进行筛选, 改变线圈中央磁芯的长度改变线圈的互感系数, 确定最适合测微的磁芯种类。将不同长度磁芯的测量数据拟合作图, 可以从趋势线中看出它们的共同特点:其大体形状是一个比较平缓的“S”型, 在数据点的中部, 曲线的趋势接近一条水平。

直线 (如图1) 。因此在曲线中部, 峰值之差和位移的关系可以近似视为线性。这一性质可以被很好地利用在测距上。将中部直线截出, 计算其大致的斜率。选取斜率最大的磁芯, 其具有更好的精确度:相同微小位移量的改变可以对应幅度更大感应电动势的峰值之差, 更加符合我们“测微”的目标。

其次对主体部分进行测量数据的标定, 通过测量线圈中的电流峰值变化与距离变化的数据, 得到相关的函数关系, 进而可以从电流的改变得到未知细小距离的变化 (如图2) 。

通过此关系, 我们每从数据采集卡中读取到一个峰值之比的数据我们便可以得到实际微小位移。

3仪器集成

仪器的集成属于锦上添花的特点, 前两大部分已经实现了空心互感式测微电子秤的主要功能。前面为了方便仪器的调试和改良, 电磁信号的激发以及数据的采样、计算使用的是专用仪器信号发生器和数字示波器。为使仪器更加小巧精致, 采用信号发生模块来激发电磁场, 采用Arduino芯片编程对数据进行采样、分析, 并且使用Arduino芯片控制液晶显示屏显示出计算结果。先前整个仪器由三大部分连接构成, 笨重且使用不方便;经过两个硬件芯片和液晶屏的加入, 体积缩小到掌心大小长方体, 但是功能以及精确度依旧得到了保持。

4总结

此空心互感式测微电子秤运用了非常简单的互感原理, 制作成本低, 工艺简单, 但是通过电磁信号的放大作用能够非常精确地测量微小位移。并且以测量微小位移的功能为核心, 可以开发出除测重以外的多种相关功能。“测微”是此器材的核心特点, “集成化”使该仪器携带方便, 更加便于使用。

参考文献

[1]欧阳斌林, 东忠阁, 初永良, 梁冬梅.空心互感式位移传感器[J].传感技术学报, 2013 (04) .

微电子 篇10

微电子技术

记者:郝教授, 您好。院士是国家授予科学家的最高学术荣誉称号, 首先祝贺您当选中国科学院院士。

郝跃:能够当选中国科学院院士, 是一件非常高兴的事情。今年中科院总共增选了53名院士, 信息技术科学部共计7人, 其中半导体领域1人。当选院士, 对我来讲是一个新的起点, 同时也是一个不断激励自己怎样能为国家高科技事业、为学校建设和发展做出新贡献的开始。

我大学毕业后一直从事微电子学领域的科学研究和人才培养工作。几十年来, 虽然为我们的国家, 尤其是国防事业做出了一定贡献, 但是这次当选院士, 对我来讲是一个新的起点, 同时也是一个不断激励自己怎样能为国家高科技事业、为学校建设和发展做出新贡献的开始。

我大学毕业后一直从事微电子学领域的科学研究和人才培养工作。几十年来, 虽然为我们的国家, 尤其是国防事业做出了一定贡献, 但是这次当选院士, 与大家的支持分不开, 与学校的支持分不开, 更与关心和支持我的师长、同事和朋友分不开, 这是长期奋斗和积累的结果。

记者:刚才您谈到今年在半导体领域就您1人当选院士, 半导体和微电子学之间是什么关系?请介绍一下您从事的微电子学领域。

郝跃:好的。我们通常说的半导体, 指的是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料, 目前用于微电子器件和集成电路的材料主要是硅材料, 每年全世界近3000亿美元的半导体产业, 其中90%是硅材料, 主要用于大规模集成电路, 另外就是化合物半导体材料, 包括我本人长期研究的宽禁带半导体材料, 主要用于微波毫米波高速、高功率器件和光电子器件 (LED、激光器、探测器) 等。

微电子技术, 就是以半导体为材料制作成半导体器件和集成电路的技术, 包括晶圆 (衬底) 材料、半导体和介质薄膜沉积和生长、光刻、蚀刻、掺杂技术等工艺技术, 以及设计、封装、测试和专用设备等技术。微电子技术是全世界高科技的最典型代表, 也是人类智慧的结晶。微电子学是电子学的一个重要的分支学科, 它主要研究电子或粒子在固体材料, 主要是半导体材料中的运动规律及其应用。

1982年, 我毕业于西北电讯工程学院半导体物理与器件专业。30多年来, 我一直在从事微电子材料和器件的科学研究和人才培养。今天想起来, 我认为我选这个方向非常对, 因为微电子学是信息领域的重要基础学科, 其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模, 是衡量一个国家经济实力和科技能力的重要标志。

如果没有微电子技术的发展, 就不可能有现在的信息社会, 就不可能有大家快捷、方便的日常生活。从1947年世界上第一只晶体管的诞生到1958年世界上第一块集成电路的问世, 微电子技术仅仅发展了50余年, 但微电子技术改变了整个社会, 带来了信息技术的革命, 也就是我们通常所说的第三次工业与技术革命。正是在微电子技术的高速发展和推动下, 通讯、网络、计算机、信息家电等技术才得到高速发展, 使大数据、物联网、智慧城市等成为现实, 也使纳米科技、量子计算等成为可能, 微电子科技确实改变了一个世界。

记者:微电子技术的作用具体体现在哪些方面?

郝跃:微电子技术的作用主要体现在四个方面。

一是加快推进了世界的信息化进程。在经济和社会活动中, 正是因为微电子技术的普遍应用, 才使得信息资源创造的劳动价值, 在国民生产总值中的比重逐步上升并占据主导地位。此外, 微电子技术的利用, 还实现了全球信息化。

二是对传统产业进行升级改造。因为微电子技术的广泛应用, 尤其是从信息领域逐渐扩展到了工业、农业和商业等传统产业, 才促使这些行业升级改造, 高速发展起来。三是满足人民强烈的物质和精神生活需求。今天, 每个人都离不开手机、电脑, 以及互联网等, 这些不同的产品都有共同的支撑, 那就是芯片。可以说, 凡是与我们生活密切相关的电子产品, 大都离不开微电子技术的发展和应用。

四是微电子技术使我们的国防变得更加强大。从装备层面讲, 国家国防依靠的就是高端电子装备, 比如卫星、导弹、雷达, 以及航空母舰、核潜艇、预警机等等, 这些装备的生产都离不开微电子技术的进步。可以说, 正是微电子技术使得我们的国防变得更加强大, 它功不可没。

以上四点是我们对微电子技术的传统认识, 不过今年2013年6月份以来, 世界各国关注的美国棱镜事件曝光, 大家对微电子技术的认识又上升到了一个新的高度, 这就是国家安全。

我们突然发现, 谁掌握了我们的芯片, 谁掌握了我们的软件, 谁就掌握了我们的信息空间, 就在相当程度上掌控了我们。信息空间虽然呈现为多维的、抽象的、不可见的, 但却实实在在地影响着我们的生活, 它比一个实体空间更重要, 人们在这个空间一旦失去自由, 就惶惶不可终日, 没有安全感。过去我们对赛博空间 (Cyberspace) 没有强烈的概念, 但棱镜事件使全世界人民都有了一个现实的和直接的感受。

记者:郝教授, 刚才谈到您从事的微电子学研究领域, 能否说说您的研究工作历程?

郝跃:留校工作以后, 我一直在微电子领域做研究, 先后做了下面这些事情:最开始是集成电路芯片设计和研制, 我们从低频低噪声运算放大器做起, 这个项目获得过电子部的科技进步一等奖 (1987年) , 这个时间大概不到10年;后来我开始研究半导体器件的可靠性和集成电路的可制造性, 重点转向对半导体器件的机理和设计方法学的研究, 获得的第一个国家科技进步奖 (1998年) 就是在这个领域。上世纪90年代后期, 从国家的急需和国际半导体科技发展两方面, 我们开始转向重点研究第三代半导体材料和器件, 也就是宽禁带半导体材料和器件的研究。“宽禁带半导体”和“宽带隙半导体”意思是一样的, 所以我们实验室的名称就叫“宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室”, 同时也是“宽带隙半导体技术国防重点学科实验室”。

我在宽禁带半导体方面主要是研究低缺陷高质量的氮化物半导体材料生长方法及材料生长机理, 氮化物微波毫米波器件与单片集成电路, 微波和毫米波的波段从通信到雷达, 这些器件在宽带通信和国防信息化装备方面有重要需求, 最近我们的太赫兹器件研究有了很好的进展, 并且在国际上有了重要的影响。另外, 我们的氮化物短波长LED研究也很有特色, 2000年左右研究蓝光发光器件, 现在的重点研究紫外和深紫外的LED器件, 并且开始得到了规模化应用。氮化物包括了氮化镓、氮化铝、氮化铟等材料, 氮化物材料可以是二元化合物, 也可以构成三元、甚至四元化合物材料, 不同结构的材料性能有很大差异, 研究非常有趣, 在这个未知的世界里, 你的想象是可以翱翔的。总之, 我的研究工作还是比较基础性的, 同时这些材料都有很好的应用背景和市场潜力。

记者:请详细介绍一下三代半导体技术, 以及他们在不同时期的发展及应用情况?

郝跃:这里先明确一个概念, 我们之所以对半导体分一代、二代、三代, 不是按材料重要性来划分那一代材料, 主要是从它产生的时间来说的。因此, 从时间上说, 半导体材料发展到今天, 基本上被分为了三代。

第一代半导体材料主要以硅、锗为主。20世纪50年代, 锗在半导体中占主导地位, 主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光电探测器中, 但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差, 到60年代后期逐渐被硅器件所取代。用硅材料制造的半导体器件, 耐高温和抗辐射性能较好。此外, 硅由于其含量极其丰富, 提纯与结晶方便, 二氧化硅薄膜的纯度很高, 绝缘性能很好, 这使器件的稳定性与可靠性大为提高。因此, 硅已成为应用最多的一种半导体材料。因此可以说, 我们所用的电子产品几乎90%都是基于硅材料的, 集成电路的99%都是用硅半导体材料制造的。以硅为基础的半导体工业, 创造了一个全新的信息时代, 我们已经生活在“硅时代”。今天, 全世界半导体产业总共有3000亿美金的产值, 其中1900亿美金以上的市场都在中国。据海关统计, 最近几年我们进口的半导体芯片总值是第一位的, 超过了石油的进口总值。

第二代半导体材料主要以砷化镓、磷化铟为主。20世纪90年代以来, 随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起, 以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。砷化镓、磷化铟等材料适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件, 是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料, 被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、GPS导航等领域。

第三代半导体材料主要以氮化镓、碳化硅、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表, 统称为宽禁带半导体材料。半导体是一种导电性介于金属和绝缘体之间的固体。禁带是半导体材料和物理中的一个基本概念和术语, 它主要是衡量一种半导体的性质是更偏向于金属, 还是偏向于绝缘体。通常, 半导体材料的禁带宽度越宽, 说明它更偏向于绝缘体, 因此它的高温和耐强电压的特性就越好。与第一代、第二代半导体材料相比, 第三代半导体材料具有宽的禁带宽度, 高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力, 因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件, 通常又被称为宽禁带半导体材料, 也称为高温半导体材料。此外, 第三代半导体材料由于具有发光效率高、频率高等特点, 从而在一些蓝、绿、紫光的发光二极管、半导体激光器等方面有着广泛的应用。从目前第三代半导体材料和器件的研究来看, 较为成熟的是氮化镓和碳化硅半导体材料, 而氧化锌、金刚石和氮化铝等宽禁带半导体材料的研究尚属起步阶段。

第三代半导体材料, 一直是我们实验室的重点研究的对象。从上世纪90年代到现在, 也就是第三代半导体快速发展的时期, 我们正好在这个领域取得了好成绩, 解决了两项重要的难题, 就是高质量的氮化镓材料如何生长, 这是高性能器件实现的基础, 以及高功率附加效率的氮化镓微波功率器件如何实现, 这是器件得到应用的关键。正是因为在宽禁带半导体材料和器件方面的贡献, 分别于2008年和2009年获得了国家科技进步二等奖和国家技术发明二等奖。同时, 我们的重点实验室也成为了国内外宽禁带半导体方面有重要影响的研究基地。

团队建设

记者:个人的成长离不开团队, 请谈谈您的团队情况。

郝跃:一项事业的发展, 尤其是想在科技方面取得进步, 拥有一个健康向上的团队是关键。我工作以后是在微电子所, 当时的微电子所虽然实力并不是很强, 但那个时候氛围很好, 我们的团队建设做得不错。

可以说, 正是因为在微电子所这样一个团队里面, 正是因为有了我们前后几代人的不断努力, 才有了微电子所今天的学术地位和建设现状。特别值得一提的是, 微电子所建立的时候, 我们的学校还基本是一个以教学为主的单位, 但是当时的领导很有眼光, 建立了电子所、微电子所、天线所等一批很好的研究机构。

记者:团队建设对于从事科学研究具有十分重要的作用, 您是如何让您的团队健康发展、始终保持旺盛活力的?

郝跃:从在别人的团队中学习、工作, 到自己建设团队, 我始终坚持做到以下四点:第一是要团结, 团队成员必须对目标和未来达成共识, 在共同的目标下, 协作共赢;二是要宽容, 一般知识分子比较难, 因为文人相轻, 相互宽容就显得十分重要;三是要创新, 必须站在国际前沿, 服务国家、满足国家的重大需求;第四是一定要有活力, 让人总是充满希望、充满激情, 通过努力去实现自己的创新成就。团结、包容、创新和活力, 这就是在团队建设方面我们一直坚持的基本方针。

首先是团结。团结协作是一切事业成功的关键, 没有团结, 就很难汇聚成一股不可战胜力量。个人和集体只有依靠团结的力量, 才能把个人的愿望和团队的目标结合起来, 超越个体的局限, 发挥集体的协作作用, 实现1加1大于2的效果。

其次是包容。一个团队里面, 相互之间必须学会包容, 包容各种文化, 包容各个来自不同学校和背景的团队成员。我们这个团队学缘结构比较合理, 大家来自五湖四海, 有中科大的、北大的、清华的、交大的, 以及本校留校的, 虽然来自不同的学校, 但是我们都能够相互包容在一起。包容和团结不一样, 强调的是不同思想、文化的融合, 那种依靠近亲繁殖产生的一团和气, 不是我们追求的目标。

健康、良性发展的一个团队, 团队成员之间要能够进行思想的碰撞, 要能够倾听相互不同的意见, 这方面我们做得非常好。在我们的团队里面, 大家有什么意见, 都可以开诚布公地讲;有什么问题, 都可以无拘无束地提。我作为带头人, 也从来不以专家、“老板”自居, 我们之间都是平等地进行学术讨论、平等地交流研究思路。

尤其值得一提的是, 在我们的团队里面, 只要是看准的事情, 大家就会义无反顾地做下去, 这就是我们常说的“狠”;而且一旦开始做, 就要做到最好, 要么不做, 要做就做到最好, 这个是我们团队历来的信念。碰到任何困难都不能退却, 也不会退却。

再次是创新。一个团队的发展, 需要大项目和纯理论之间相互支撑。具体到我们的团队, 那就是必须有一部分人从事重大型号装备的研发, 目的是有大的经费支持、能购买最新的实验设备、改善科研环境和研制能力;另外一部分人从事纯理论的研究, 也就是在前沿领域做尖端的“摘星星”的工作。

在当前的科研环境下, 如果不从事型号研究、不做重大专项这样的项目, 光靠自然科学基金等, 一个团队不可能获得大额经费支持来购置先进的设备、测试仪器等。但从事具体型号项目工作是很辛苦, 经常加班加点, 而且在论文等指标上还不一定上得去。这时候, 就需要在团队里建立一种协调机制, 让主要精力在从事前沿理论研究的老师, 与做型号项目的老师一样, 都能够享受到很高的待遇。我们现有的评价机制, 对做大项目的人十分不利, 他们虽然辛苦, 但是所谓的指标上不去, 就会产生不少现实的困难和矛盾, 最终导致没有人愿意做型号项目, 没有人愿意做集体项目。

我们的课题组比较地平衡了这个关系、处理了这个难题。作为团队带头人, 我不偏向任何一方, 对他们均给予一样的重视, 尽可能地兼顾双方的利益, 并让大家经常思考这样一个问题, 我们课题组的最终目标是什么?其实, 大部分老师都是有理想、有追求的人, 只要我们把目光看得远一点, 不要被眼前的蝇头小利和暂时困难挡住视线, 大家都是能够很好地处理这些关系的。

最后是活力。一个健康团队的根本, 就是要使团队里的每个人都充满活力, 能够尽情施展自己的才华, 始终保持想做事情、能做事情的激情。这方面, 我也是通过自身做好表率, 我对新事物、对新的问题始终充满了好奇心, 以此促使大家都在思考和做有用的科学研究, 而不是只为了提高单纯的指标体系做一些没有用的事情。

记者:刚才您谈到了包容, 我想问问您建立了什么样的机制, 确保团队中始终有包容的氛围?

郝跃:我们的机制很简单, 我们从来不打压任何人、不封闭任何人的想法。我们的团队有周报告制度, 20多名教师和所有博士研究生, 每周都会有互相交流, 这个制度我们坚持了好多年。后来在周报告制度的基础上, 我们定期都会选择科研进展较好学生和老师, 在更大范围内公开讨论研究进展, 让他把自己的想法讲出来, 然后大家评价一下这些思路、方法的优劣, 一旦觉得是好点子、好方向, 就坚定不移地给予支持。

此外, 对于科研经费, 我们始终坚持了统一管理和统一使用。经费的统一管理, 也为我们集中优势兵力打歼灭战奠定了很好的基础。今天, 很多来我们实验室参观的同仁, 都惊讶于我们的实验设备居然与世界上先进的研究机构是接轨的。硬件条件的改善就在于我们的经费集中使用。对每位老师提出的设备和仪器购买计划, 一旦大家认为必要就坚定支持, 当然还要符合国家的相关政策和法规。

目前, 我们实验室有0.45微米的步进光刻机和能够实现10纳米光刻的电子束光刻机等进行基础研究的设备, 以及金属有机物CVD设备、分子束外延等材料研究设备和扫描隧道显微镜等材料表征的仪器。微电子技术需要不断更新设备和仪器, 没有一流的科研平台是很难出一流的科研成果。多年来, 我们课题组几乎将全部结余的经费都放在购买新的设备和仪器上, 全力支持新的研究方向和新的科研需要。这样下来, 我们的研究成果和硬件建设, 就越滚越大。这些都得益于我们包容、团结, 如果没有大家的共识, 集中优势力量做这个事情, 我们不可能在10-20年的时间内, 成长和发展得这么快。

记者:谢谢您给我们分享了团结、包容、创新和活力对于团队的重要意义。科研方向对于科学研究十分重要, 在科研方向的选择上, 您和您的团队是怎么做的?

郝跃:我们的团队选择科研方向自始至终坚持两条原则:一是国家需求, 二是国际前沿。

国家需求是我们的第一原则。我们的科研工作, 就是在国家需要的情况下, 才去确定主攻的方向, 定好方向后, 瞄准国际最好水平去奋斗、去努力。

为什么国家需要尤其是国防需要, 是我们的第一原则呢?作为发展中国家, 现在我们的人力、物力和财力都十分有限, 我们的科研工作, 必须能够解决当前或者未来一段时期的国家的重大急需, 作为一个理工科大学的科研应该以实现国家富强和国家安全为第一责任。

只有当我们的科研满足了国家需要、国防需要, 我们才能最大限度地实现自身的价值, 取得最大的支持。如果没有国家没有国防, 哪里会有大家从事科学研究、幸福生活的外部环境?因此, 始终把国家的需要放在第一位, 这就是我们在科研中一直遵循的基本原则。

记者:在这个过程中, 您是如何以身垂范, 起好表率作用, 带领着团队一直朝前走的?

郝跃:对于一个团队来说, 最根本是带头人。只有当带头人有永无止境的追求, 团队才能在某个科研方向上一直坚持做下去, 而不会中途因为这样那样的原因停止。带头人对团队起到的是一种引领的作用。

我在宽禁带半导体的科学研究中, 一直致力于氮化物材料和器件的研究, 无论是在材料研究、器件研究还是机理研究方面, 都没有离开过这个领域, 同时积极推动氮化镓器件运用到各个领域之中, 包括通信、雷达, 以及光电子应用领域。

在这个过程中, 我们团队开始时是向电子所学习, 向保铮院士学习。一个真正的团队必须有战斗力、凝聚力, 而不是虚拟和松散组织的团队, 这样的团队不能打硬仗, 就只会大难临头各自飞。

一个团队要能向前发展, 必须具备两个条件:一是发展目标必须高度凝练, 得让人看到光明的前景, 我们以前这方面做得还不错, 以后更要努力。第二, 得让人看到实际的效果, 如果看不到实际的效果, 也是没有用的。就拿经费的管理来说, 如果经费放到一起了, 并没有给团队人员带来好处, 并没有让团队得到发展, 并没有让我们的实力增强, 大家就会觉得没有意义, 还不如单干。

因此, 带领一个团队, 必须要让大家看到凝聚在一起之后, 我们得到了什么?解决了什么?发展了什么?没有效果是不行的。

成长经历

记者:能否让老师和同学一起分享您的个人成长经历?

郝跃:我祖籍安徽, 淮北阜阳, 一个不富裕的地方;我出生在重庆, 在重庆长大。

我的个人成长经历, 受到家庭的影响很大。我父亲是一名军人, 从老家出来当兵打天下, 当年二野18军的。他没多少文化, 但人生经历却告诉他知识的重要性, 所以对我要求很严格;我妈妈上过学, 是学地质的, 后来又在专门从事地质的学校工作, 对我和两个妹妹的教育十分重视。

我们这一代人的命运始终与国家的命运联系在一起的。文革期间, 父母都受到冲击, 父亲被打为走资派, 母亲也常常被批斗, 关牛棚。整整十年, 没有人照顾我们, 没有人与我们交流, 也没有人教育我们, 只有我和两个妹妹在家。所幸的是, 家里有整整一屋子的书。这就是我的少年时代, 所有的时间和空间, 多少个夜晚, 都是这些书陪伴着我们度过的。

特殊的时代背景, 特殊的家庭环境, 特殊的成长经历, 塑造了我从小的性格, 就是5分加绵羊类型———学习很好、从不造反, 看书写日记, 把精力都放在读书上。喜欢读书, 喜欢学术, 这种思想从小就扎根在我头脑里了。父母虽然受到过冲击, 但对我们的党忠贞不渝, 这种世界观也对我的影响很深。

记者:能不能给我们讲讲, 您是如何从一名知青变成大学生的?

郝跃:我刚才讲了, 我们这一代人的命运与国家的命运紧密联系, 形成了我们始终以报国为第一己任。1975年, 我高中毕业后作为知识青年下乡到了农村, 去的地方是云南昆明。

在农村下乡劳动期间, 我对读大学仍然非常渴望。在农村不到两年, 就招工到了云南省第十七地质队, 当了一名地质队员, 地点是在西双版纳州景洪地区, 当时这个地质队主要是在西双版纳找铁矿。在那里, 正好碰到了国家恢复了高考, 我们成了第一届, 就这样很幸运地我考上了西电, 当时还叫做西北电讯工程学院。

跟很多77、78级的大学生都有相似的地方, 我们都来自生活的最底层, 来自广袤的农村、来自工厂的车间, 无论是时间和空间, 都有一个很大的跨度, 我们都吃过苦, 都是在广阔天地里锻炼过的人。

记者:那么多的学校, 为什么您选择了西北电讯工程学院?

郝跃:我下乡后, 过了一年左右便当上了知青生产队的队长。说起来原因也很简单, 因为同去的大部分是初中毕业生, 高中生很少。别人就说, 你文化水平高, 那你就当队长吧。这个队长当得稀里糊涂的, 不是我自己主动争取的。

在地质队工作期间, 我是一名电工, 非常喜欢电, 当时确实可以选择清华、成电这样的学校, 但是那是一个政治挂帅的年代, 年轻人心中充满了对革命的向往, 当时就觉得陕西延安是革命圣地, 而西安离延安不远, 再看看这个学校的介绍, 原来是军校呀, 而且专业又是我喜欢的半导体, 所以就选择了西北电讯工程学院。就是这些简单、质朴的原因和信念, 让我选择了西电。

到了西电以后, 我很快就被这么一所历史厚重, 对国家、对军队和对人民责任感非常强烈的大学所吸引。

记者:知青时期虽然艰苦, 但肯定也有很多让您终身难忘的事件, 能不能给我分享一下?

郝跃:有一件事, 至今想起来, 仍然历历在目, 也许这就是天意吧。

我下乡那个大队, 当时有一个图书阅览室, 队里准备把它改造成仓库。如何处理藏书?反正没用了, 谁想要谁就去拿。那天白天的时候我有别的事, 没去拿书, 等到晚上去的时候, 发现所有的书都被翻开了, 尤其是小说、杂志等等, 被拿得精光, 唯独剩下的就是台子上的数理化书籍, 一本都没动。

虽然身在农村, 但我读书的心仍然没死, 看着那堆别人不要的数理化书籍, 我每样都拿了一本, 捆成一大捆, 带回去放在床下面。1977年, 当国家恢复高考的时候, 这捆书终于成了宝贝, 派上了大用场!因为“文革”快10年了, 读书无用论的思想已经根深蒂固, 这时候很多人想复习高考, 却都找不到资料, 而我有一捆数理化书籍。

在准备参加高考期间, 我白天坚持工作, 晚上也不敢耽误政治学习, 只有等别人都休息了, 我才点起煤油灯, 继续学到凌晨2、3点钟。就这样, 当时我们地质系统有300多人去考大学, 考上的就2个人。

这件事情告诉我, 无论是在什么环境下, 一个人只要肯坚持自己的信念, 总会有好的结果。

记者:上大学后有这样记忆深刻的事情么?

郝跃:有。上大学后在西电争分夺秒的学习情形, 以及在西安交大读博期间导师的谆谆教诲, 也是我终身难忘的记忆。

我们77级的学生, 大家学习都很认真。那时候西电这块经常停电, 一停电, 大家就拿出蜡烛来, 点起来继续学习。远远望去, 老大楼、西大楼和东大楼灯火 (蜡烛) 通明, 每个人都想把文革中逝去的时间“夺”回来。那一代人, 在灵魂里面灌注的关于报效祖国、献身科技、为人民服务的思想, 虽然很朴素, 但是却很强烈。

1987年, 我到了西安交大读博士研究生, 跟随数学家游兆永先生攻读计算数学。别人都是先学理后学工, 我是反过来读的。我之所以反过来读, 是为了想读一些在工科方面不可能学到的东西, 改变一下自己的思维方式, 使自己能够在逻辑和严谨方面更深入一些。在交大期间, 导师经常给我讲, 一定要把基础打好, 科学与哲学是两个翅膀, 缺一不可。至今想起来, 这段时期的学习, 确实让我养成了从事科学研究必备的严谨思维。

记者:从个人的成长经历来讲, 您对青年教师从事学术研究有哪些建议?

郝跃:我想, 主要有三个方面的建议:

第一点, 如果想做成一件事情, 就不要被眼前的利益所迷惑, 就不要为遭受挫折而沮丧, 不要因暂时失败而一蹶不振, 这对走向科学这条路的年轻老师十分关键。我这一路走来, 总体比较顺利, 但中间的沟坎也比较多, 没有信念的坚持是很难跨过这些坎的。工作以后, 我曾经有机会去某个厅当厅长, 都下文了, 可我选择了放弃, 我离不了微电子, 我要做学问;也有别的高校请我去当校长, 想来想去, 我也放弃了, 西电是成就我的地方, 我科研的根在这里, 我舍不掉。经得住诱惑, 始终坚持自己看准的目标和方向, 不要因为各种各样的诱惑而改变, 一般人做到这点确实很难, 但是却是成功所必须的。很多人偏离了自己的发展方向, 往往就是因为不能正确处理眼前的各种诱惑, 急功近利的思想比较严重。

第二点, 如果想迈向更高的目标, 就一定要虚心。在科学的道路上, 三人行必有我师, 要善于向身边的人, 甚至是自己的对手学习, 这是成功的关键。只有虚心、只有当你愿意俯下身子去倾听, 才会有人扶持你, 才有人愿意帮助你, 才有人愿意和你交流。我能够走到今天, 没有了前辈先生们的全力支持, 那是不可能的。而要想获得别人的支持, 如果别人不认可你也是不可能的。要得到别人认可, 你就要虚心, 就要学会当学生。一句话, 做人的人品非常重要, 人品决定发展的高度。

第三点, 如果想攀登科学的巅峰, 就不能关着门自己搞, 必须和国际接轨, 具备敏锐、独到的眼光。闭门造车出门不合辙呀, 科学的发展虽然各有差异, 但是最高的顶峰往往是在同一个地方。做科研、搞研究, 必须走出书斋、走出实验室, 和国际最前沿的科学家交朋友, 把成果拿到世界上去比一比, 经常到人家那里去看一看, 紧追其后, 最终超越。

记者:一个人是立体的, 他的需求也是多方面的。在平常的工作中, 您是如何体现他们的成就感的?

郝跃:确实如此, 我们每个人都生活在功利现实的社会中, 存在各种利益, 需求也是多方面的。要想处理好这些问题, 我觉得要做好这样两个方面的工作:

一是亲自做给大家看。比如在每年酬金分配的时候, 我首先做到透明, 让每个老师都可以看到, 到底自己是什么价值, 而骨干又是什么价值?其次坚持不拿最多, 因为岗位和贡献不同, 团队内存在一定的差距, 但我始终坚持不拿最多, 我把最多的给团队里面做得最好的老师。这样做的好处是, 拿了最高的老师会不断激励自己, 拿最低的人心里也很平衡。

二是对人多鼓励、多宽容。每个周末, 我都会抽出时间认真阅读团队成员的报告, 及时给予评注, 和老师同学进行平等交流, 对于每个人取得的成功和进度, 都及时给予鼓励。与此同时, 我们也不追求整齐划一, 某个老师这段时间没按时完成任务, 我也不会马上批评, 大家都是知识分子, 要建立起码的信任, 要把宽容和包容都结合在一起。

记者:郝教授, 您一再强调别人给了您很多启发、帮助, 请谈谈这方面的情况。

郝跃:我说说我们的微电子所吧。

开始的时候, 我们的微电子在国内并不是很强, 直到1986年才建立硕士点。知不足而后勇, 不强给了我们年轻人很好的机会。所以, 到1996年的时候, 我们就拿到了博士点, 2000年就进入了全国重点学科之列。

这个学科的发展, 和其他的学科不一样。当时留校的年轻人, 大家都在想办法把这个学科做到由弱变强。实际上, 微电子所发展的历史重担已经落到了我们年轻人身上。我们为什么能够成功呢?与我们的团结和协作有很大的关系。当时留校的有三个年轻人, 我、杨银堂和庄奕琪, 我们都在想办法把这个学科振兴, 不断发展, 所以一直都在奋斗。

有一句话叫大树底下好乘凉, 但是还有一句话叫大树底下难长草。微电子所当时实力不算强, 不是大树, 我们虽然难乘凉, 但却因为没有大树, 变成了长势很好的草, 是因为努力、因为奋斗、因为团结, 微电子所成功了, 变成了一棵比较大的树。但以史为鉴, 我们今后要吸取教训, 不断扶持年轻人, 一定不能遮挡住年轻人, 这样才能使我们的事业一代一代不断发展和壮大。

记者:当选中国科学院院士, 您最深刻的感受是什么?

郝跃:当选院士, 得到这个荣誉, 看似是我一个人的成功, 但其实并不是我一个人在努力。

首先, 这是我们微电子几代人共同奋斗的结果。从我的老师开始, 他们从1958年建立半导体专业开始, 这个努力就没有断过, 这是一个量变产生质变, 一个累积沉淀的过程。

其次, 这和一个团队共同的努力分不开, 没有团队, 单靠个人, 要想完完全全实现一个目标, 那是不可能的。我能够当选院士, 这是西电所有微电子人共同的荣誉。

第三, 也是和各方面鼎力支持分不开的。没有国家对微电子学的重视, 没有学校对微电子专业的支持, 没有我的家人的默默奉献, 怎么可能有我的今天?想到这, 我感慨良多, 很多前辈大师一直激励我坚持自己的目标, 对我充满了信心, 这些都是我战胜困难的力量源泉。

微电子驱蚊器　新奇产品大市场等 篇11

蚊子是人类健康和舒适生活的大敌。针对驱蚊，人们发明了各种各样的产品，在国外还有驱蚊手机、驱蚊耳环、光能驱蚊器、驱蚊风扇等。这种驱蚊帮手的卖点新奇，易引起人们的购买欲。销路自然会打开。

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这种既能防止蚊虫叮咬，而又能免除药水异味或烟雾烦恼的电子驱蚊产品，无疑会提高您的生活质量，婴幼儿照护，避免婴幼儿睡眠或公园野外嬉戏遭蚊子叮咬。

本产品功能：

1、驱蚊功能，本产品为超迷你外型，可系在腰上，皮带上，背包上等地方，易于携带，使用方便，仅用于小距离驱蚊，2米以内。

2、时间日期显示：有液晶显示时间，显示日期，可自行调节，方便你掌握时间跟日期，附调节按键，可随时调节时间跟日期。

用途：是居家旅行、钓鱼、露营、烧烤、阅读、约会、登山、农作业、乘凉的理想伴侣，另可放在猫狗的身边，驱赶蚊子。

产品包装：全新吸塑包装，机内装有钮扣电池。

全国统一零售价：20元

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安全刺激搞笑的电人口香糖

据中国玩具协会和中国社会调查事务所的调查显示，中国现有2亿8600万名14岁以下的儿童和青少年。他们的人均年玩具消费仅20元(2.4美元)到30元(3.6美元)人民币，远低于亚洲儿童人均年玩具消费13美元和全世界儿童人均年玩具消费34美元的水平。如果中国玩具消费达到亚洲平均水平，市场规模预计将突破300亿元人民币。

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电人口香糖，有趣的电人玩具，新颖的电人玩具，一拉口香糖立即会被电流打的手机发麻!外观和口香糖做的一模一样，只要轻轻一拉就会被电。吸卡包装，24个装一小彩盒。请朋友吃口香糖，朋友伸手一接，立即触电，吓一大跳，非常刺激搞笑!如果酒后给他电一下，马上醒过来!可重复使用。递给朋友一包口香糖，他一抽就会有触电的感觉!吓他一大跳!安全可靠，整人必备，有仇的报仇，有怨的抱怨啊!

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整人搞笑玩具、送人的好礼。

看过了这些独具创意的产品后，是不是觉得如果自己能拥有一套这样的用具，那么生活中的心情会不会更好些呢?这些充满创意的生活用品使得日常生活中的趣味大增，不仅能够帮助您解决不少生活琐事，重要的是给了您的生活无限情趣和快乐，也让生活变得更加舒适。

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微电子光刻实验净化工作台设计 篇12

为了解决以上两个问题，一种新型净化工作台被设计出来。制作完成后，实验表明，该净化工作台可以有效地阻挡有毒化学物质，减少实验人员带入工作台工作区的灰尘颗粒数量，改造成本极为低廉几乎不增加任何制造成本。

1 常用低成本净化工作台结构分析

常规的垂直层流净化工作台结构型式如图1所示。一般工作台由箱体、初效过滤器、通风机、高效过滤器和作业区等组成。室内空气在通风机的强制作用下，经初效过滤器过滤后，由风机压至高效过滤器，滤清后的洁净空气呈垂直层流状送至作业区。被送入作业区的气体，一般可以采用两种方式流出：一是通过敞开的工作面直接排放到大气中，这样实验操作人员将迎面被操作台中的气体吹到，如果气体带有毒性，将对实验人员造成伤害；二是通过操作台面下端出气，一般用抽风机来提高气体的流出效率。但是，这可能会在作业区中吸入外界空气，对作业区的洁净度产生不良影响。特别是在操作过程中，由操作人员带入的灰尘颗粒容易残留在作业区中。

2 导流分压式双正压净化工作台的设计和特点

2.1 实验需求

在高校的微电子、半导体物理实验中，光刻实验是必不可少的实验之一。光刻实验对环境的洁净度要求很高，一般高校在没有财力建设洁净室的情况下，净化工作台成为了进行光刻实验不可缺少的必要设备。一般来说光刻实验进行的步骤有：旋涂光刻胶；光刻胶的前烘；曝光；显影；后烘等步骤构成。在这些实验步骤中所涉及的化学药品较多，而这些化学药品的溶剂多为苯类物质，如果处理不当将给实验人员带来较大的伤害。同时，由于实验的步骤较多，实验人员需要频繁地从净化工作台中取、放物品，这将引入大量的灰尘影响工作时的洁净度。因此，设计一种低成本，有效阻隔有毒气体，提高工作时洁净度的净化工作台显得十分重要。

2.2 导流分压式双正压净化工作台的结构设计

基于以上的设计要求,一种新型的导流分压式双正压净化工作台结构如图2所示。设计的具体思路如下：

(1)在净化工作台的高效过滤器出风口与散流板之间增加一个导流分压区。导流分压区的结构如图3所示。导流分压区以高效过滤器出风口和散流板为上下两个面，形成一个腔体，在两面之间用一块倾斜的隔板将该腔体分为两个封闭的梯形区域，如图3中的A和B所示。

(2)作业区内气体的流出。由于实验中所使的药品易挥发出苯、二甲苯等有机溶剂，工作腔体内的气体必须从固定管道排到实验室外，这样才能减少对人体的伤害，因此，在工作台面下增加了一个抽气机达到抽走工作腔体内气体的目的。

(3)净化工作台的其他结构与现有的净化工作台相同，没有特别的改变。

2.3 导流分压式双正压净化工作台的工作原理和特点

该净化工作台最大的特点是能在作业区内形成高、低两个正压区域。这是由于导流分压区的图3A区域中，位于高效过滤器出风口的气体流入面面积大，在散流板上的气体流出面面积小。由于流出的面积小于流入的面积，出气流速将大于进气流速，这将在作业区内形成高正压。图3B区域中，气体流入面积小于流出面积，出气流速将小于进气流速，在作业区内所形成的气压较小。高正压区靠近操作人员，即对大气始终保持正压阻止大气中的灰尘进入工作腔体，又使得低正压区中的有毒气体无法越过，保护了操作人员。同时，操作人员操作时，必须通过高正压区，这就起到了类似传递窗的作用，减少了操作人员带入作业区中的灰尘颗粒。低正压区为主要工作区域，保持正压可以保证作业区的洁净度达到设计要求。通过调节隔板的角度和位置，可以轻松调节高气压区的宽度和气压。

3 实验测定结构

表1为在高正压区和低正压区所测定的风速，风机转速通过电压调节。从实验数据看，在不同的风机转速下，高低正压区中的风速差值基本保持在0.2m/s。这说明当确定了导流分压区的结构后，高、低正压区的风速差值基本与高效过滤器出口处的风速无关。

从比例关系上看，在低速时，高低气压区的气体流量比大，气体的压强差大，此时的隔离效果应最好。但是，一般净化工作台风速要求大于0.36m/s，因此选用风机电压为180V时，其洁净效果和气体隔离效果最为理想，已通过烟雾实验获得验证。

净化工作台洁净度测试均可以达到100级。噪声测定使用经校验的精密声级计。测定结果为55～60dB,A声级。

从测试结果可以看出：工作台各项性能指标均满足设计要求，达到了预期效果。说明该工作台设计合理，性能可靠，可以批量生产并在各个领域推广使用。

4 结束语

导流分压式双正压净化工作台是一种构思新颖,结构独特的新产品。它引入导流分压区的概念，简单地通过将普通净化工作台的散流板下移形成导流分压区，用一块倾斜的隔板分隔导流分压区进行导流分压，在作业区内形成了高低两个正压区，有效阻挡了作业区内有毒化学物质对人体的伤害，减少了工作时带入作业区的灰尘数量，因而该产品具有广泛的应用和发展前景。

参考文献