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器件自主可控这个问题躲不过,可靠性是关键环节--北京工业大学微电子学院冯士维教授访谈录 时间:2019-01-12 来源:中国电子学会
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微电子技术是建立在半导体器件之上的以集成电路为核心的高新技术。集成电路和微电子产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,是国家重点发展方向之一。

北京工业大学微电子学院是信息学部五个学院(微电子学院、信息与通信学院、人工智能与自动化学院、计算机学院、软件学院)之一,2015年1月申报并获批成为国家示范性微电子学院(筹建单位)。

微电子学院学科实力位居国内前列,成立于1965年,现拥有电子科学与技术一级学科博士授权点及博士后流动站、微电子与固体电子学北京市重点学科、教育部特色专业、北京市品牌专业等一系列学科与专业建设成果,同时拥有国家集成电路人才培养基地、光电子技术省部共建教育部重点实验室、嵌入式系统北京市重点实验室等基地与重点实验室,形成了专业办学强劲的学科支撑。

 

    2018年11月,中国电子学会可靠性分会年会期间,刘东方工程师采访了北京工业大学信息学部副主任、微电子学院院长、博士生导师冯士维教授。

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                           冯士维教授 2018年11月于广州

 

冯士维教授一直致力于半导体器件及可靠性专业研究。学习经历为1979年至1986年吉林大学电子科学系学习,分获理学学士、理学硕士;1995年至1999年北京工业大学电子工程系微电子学与固体电子学工学博士。 2000年1月至12月美国Howard大学博士后研究;2001年1月至2002年12月美国Rutgers大学博士后研究; 2004年至今北京工业大学信息学部教授/博导。

冯士维教授负责和参与完成了5项国家和19项省部级科研项目,主要研究领域为航天及军工领域电子元器件失效机理和可靠性、新型GaAs和GaN基功率微波器件及可靠性、LED热阻快速无损测试和筛选技术等,科研成果达到了国际先进水平,做出了突出贡献。1994年入选北京市科技新星计划,1995年获北京市优秀青年教师称号,1995年入选北京市跨世纪人才计划,2013年入选百千万人才工程国家级人选,享受国务院政府特殊津贴。2016年获评第十二届北京教学名师,兼任科技部国际合作项目评审专家,IEEE Electron Device Letter、IEEE Transaction on Electron Device 等国内外期刊审稿人,总装微波毫米波器件重点实验室学术委员,中国电子学会可靠性分会副主任委员等。获省部级进步二等奖、三等奖四项,发表科学论文150余篇,其中SCI检索论文60余篇,授权发明专利18项,荣获北京市教育教学成果奖一等奖2项、二等奖1项。


可靠性分会:冯教授,这次年会,您及您的团队又带来了三篇论文,《肖特基结退化对热瞬态测量的影响及修正方法研究》、《功率脉冲驱动下半导体器件瞬态温升特性研究》、《基于FPGA环形振荡器的芯片温度分布测量优化及应用》,获得表彰,成果斐然。

冯教授:本届中国电子学会可靠性分会年会,在可靠性各个方面,如模型、方法细化等提供了交流平台,如:核电站的维护等,实现了跨领域交叉交流,收获很大。


可靠性分会:在仪器研制领域科研成果转化方面,您的团队北京工业大学微电子学院的研究成果,“半导体器件及散热系统热特性分析仪”等效益显著,取得利税二千多万元的经济效益。请问仪器生产规模很大吗?

冯教授: 在仪器方面,北工大团队在热可控方面研究特别深入,华为公司及中电14所、12所、中电半导体所都采购我们的仪器。在仪器生产中,重要的是控制模块软件的生产。

使用我们的仪器,可以监测电子系统工作状态,芯片总温升是多大焊料热忱、散热器分别温升和热阻构成多少,这对芯片厂家及系统应用厂家非常有用,能分析出系统的散热能力及加散热片的结果等。

国外的产品成本高,一台要20-30万美元。我们的优势是:除了常规类同的功能外,还具有定制化、温敏参数快速定标等技术,拥有自主知识产权,价格是可以低至进口的同类仪器1/4强。下一步我们将在缺陷表征新技术、碳化硅功率二极管散热、功率器件大电路冲击的可靠性影响等方面,实现功率冲击机理的失效测试仪器化。

 

可靠性分会:微电子是一门很艰深的学科。请问您是如何走入航天及军工领域电子元器件失效机理和可靠性研究领域的呢?可靠性科技工作者任重而道远,请问您对迅速跟上来的年轻科研工作者的期望。

冯教授:那是1979年,我读大学选择了半导体专业,跟当年喜欢半导体收音机有关!在文化大革命时期,一般人还不让进半导体专业呢,有些政治方面的要求。

半导体产业是国家先导性产业。在1986年到1999年的大规模引进,对我国的半导体产业的冲击都很大。从业人员少了,我的好多同学都转行,留高校的要稳定些、好些。

1986年因为高光教授的影响,硕士毕业后,开始专攻从事半导体器件可靠性物理研究。器件的参数再好,但质量顶不住不行。所以,器件自主可控这个问题躲不过,可靠性是解决自主可控的关键环节。

目前国家重视,加大对半导体微电子领域的投入,但缺口还是大的厉害。半导体微电子要求高,属于小众学科,据预测,到2030年的缺口将达30万人。

可靠性专业是一个很好的专业,其中充满了许多挑战。可靠性要求知识特别全面,半导体工艺、设计、机理等,相当于一个全科大夫。青年人一定要静下心来,扎实自己,浮躁不行。可靠性这个专业随着能力与知识的积累,越老越值钱。

 

北京工业大学信息学部2018年本科招生的宣传介绍中,鼓励学生投身到微电子领域,目前录取工作圆满完成。采访末段,谈到教学,冯老师介绍,本科招生四个班,是北京一流建设专业,国家重视,人气上升,培养出来的毕业生都找到心仪的工作,并服务于国家和北京市微电子产业产业。谈到科研,冯老师说,微电子器件可靠性仍然我们未来研究大方向,我们喜爱这项研究,又能成为我们的职业取向,工作中没有什么困惑,每年不断培养出优秀的学生,并有多篇相关的新型器件研发论文在IEEE国际顶级期刊上发表。研究工作带给我快乐和成就感。

我们能感受到冯老师在教学和科研工作中的欣慰和自豪!

感谢冯士维老师百忙之中接受可靠性分会的采访。