长宏网全国先进工作者、复旦大学微电子学院院长张卫：引领产学研融合破局“中国芯”

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　　摘要：复旦大学微电子学院院长张卫带领科研团队在新器件、新工艺和新材料领域取得累累硕果，引领产学研融合破局“中国芯”。

　　投身集成电路工艺与器件研究三十载长宏网，复旦大学微电子学院院长、党委副书记张卫，积极做“中国芯”核心技术的开拓者，行业领军人才培育的先行者。从青丝到华发，他躬耕三尺讲台，推动学科发展，所培养的集成电路领域核心技术人才遍布行业龙头企业。他带领科研团队攻坚克难、创新求索，在新器件、新工艺和新材料领域取得累累硕果。他力推产学研融合发展，建成多个集成电路领域国家级平台，打造助力产业发展的人才蓄水池、创新策源地。

　　破冰者：瞄准关键技术自主创新

　　原子层沉积(ALD)是集成电路先进工艺必不可少的关键核心技术，然而20年前这一技术在国内鲜有人涉足。2003年，张卫在国内率先开展了原子层沉积(ALD)技术的研发，当时国内这一领域还完全是空白。忆起当初，张卫清晰记得，“当时在国内甚至找不到ALD的前驱体，好不容易联系到一位在国外的朋友，答应帮忙寄送一些。但是又犯难了，前驱体需要装在一种特殊结构的容器瓶里，可容器瓶在国内我也找不到啊！”最后朋友很爽气地连容器瓶一起寄给了他。此后，张卫立志要做中国人自己的原子层沉积技术，他全力投身自主创新，跟国内几家龙头企业合作开展原子层沉积高k栅介质的研究，提出了一系列栅介质界面调控方法，并且搭建了一台原子层沉积的实验设备。“当集成电路技术进入到28纳米技术节点的时候，栅介质变得越来越薄，就需要用原子层沉积高介电常数栅介质，这是我们当时做这个技术创新的动力。”

　　存储器芯片是最重要的卡脖子集成电路产品之一，尤其是动态随机存储器芯片(DRAM)，不仅应用广泛而且技术门槛高，长期以来被三星等公司垄断。随着技术的不断发展，DRAM面临难以逾越的“电容瓶颈”。2013年张卫团队发明了一种全新原理的微电子基础器件，称为半浮栅晶体管(SFGT)，它巧妙地将隧穿场效应晶体管(TEET)和浮栅晶体管相结合，构成了一个动态随机存储器单元。其写入速度可达1.3纳秒，比传统DRAM的速度快一个数量级，更重要的是工艺简单，打破了传统DRAM的电容瓶颈。该研究成果发表在国际著名的期刊Science上，被国际同行评论为“通过简单的戏法把一个耗能的晶体管和一个高速的晶体管耦合起来，创造了一个在两方面都没有明显弱点的晶体管，这是一个巨大的进步”。半浮栅晶体管作为一项原创性创新成果，为我国集成电路产业提供一次很好的创新发展机遇。

　　提起自主研发过程中的艰难困苦或者灵感迸发，张卫笑着说，从到复旦大学做博士后长宏网，再到留校任教，复旦大学为他提供了很好的平台，一路走来还是比较顺利，并没有太多曲折故事。“研发过程固然漫长，还要面对一次次失败重来，但是也不觉得苦，做科研是很享受的一件事。”他觉得，这个领域的研究尤其需要踏踏实实、认认真真去做。

　　架桥者：深化学科建设赋能行业发展

　　集成电路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，一直是全球高科技国力竞争的制高点，也是国家高端制造能力的综合体现、国家综合实力的重要标志。集成电路产业涉及芯片设计、制造、封装、测试和应用，形成完整的知识体系，涉及数学、物理、化学、材料、计算机、软件、电路、控制等多学科知识交叉，亟须建设一个全新的一级学科将知识体系化、系统化，以支撑集成电路技术的创新突破和高端创新人才培养。

　　为此，2019年张卫牵头编撰了我国第一个“集成电路科学与工程”一级学科建设方案，推动国家首个交叉一级学科“集成电路科学与工程”应运而生。张卫说，“原先的学科内涵、框架、人才培养方式都已无法满足产业的现实需求，迫切需要变革。”这门战略性新兴学科，体现了多学科的交叉属性。为了支持这一新兴学科的建设，张卫不遗余力地推进创新团队的建设，着力破解集成电路领域高层次人才瓶颈。他邀请20多位全球学术界、产业界顶尖人才加盟复旦微电子学院，集聚起一支爱国奉献、创新创造的优秀师资队伍。在学校支持下，他领衔成立的张卫集成电路创新工作室，被命名为“上海市劳模创新工作室”，全力开展集成电路新器件新工艺的研发攻关。

　　张卫主动对接国家发展战略，把科研成果加速转化为生产力。他认为这需要跟产业界紧密结合，搭建产学研合作的平台，为此他拜访了国内130多家集成电路企业，与20多家企业签订了产学研合作协议。为了更好地发挥复旦大学在我国集成电路领域的带头和示范作用，集聚更多资源，张卫还牵头组建了5个国家级的创新平台，加速科研赋能产业。先后负责组建“长三角集成电路设计与制造协同创新中心”“国家集成电路人才国际培训(上海)基地”“国家集成电路创新中心”“新一代集成电路技术集成攻关大平台”和“国家集成电路产教融合创新平台”等国家级的重大科研平台。通过人才培养、成果扩散、行业服务和国际合作，不断实现集成电路共性技术的突破，解决企业的燃眉之急。

　　领路者：为科技报国广育英才

　　张卫一直强调，复旦大学的集成电路学科，自二十世纪五十年代诞生就闪耀着红色基因，学科成长和发展与国家和民族命运紧密相连。“像我国第一代集成电路领路人谢希德先生等人的科研报国经历，是宝贵的精神财富，对科研从业者是一种激励。”张卫始终以身作则，承担起时代赋予的使命与责任。

　　教育的根本是立德树人，要培养一批核心技术的开拓者、交叉领域的探索者和集成电路产业的领军者。“必须通过教育，激发青年人深厚的家国情怀以及报国的责任感和使命感。”张卫任教30年来，时刻浸润于谢希德等老一辈学术大师的报国情怀。他经常对学生说：“要敢于担当，不要仅满足于成为合格的工程师，更要立志成为中国集成电路行业的领军人才。”30年来，他培养了40多位博士和60多名硕士研究生。他们中大多数已成长为我国集成电路龙头企业的技术骨干和领军人物。其中5人跻身国家高层次人才，30多人担任我国集成电路核心企业创始人或核心骨干，多人获得上海市劳模、上海工匠等荣誉称号。此次跟张卫一起赴京参加全国劳模表彰会的就有一位他的学生，来自复旦微电子公司的王立辉博士，师徒两代同获表彰成为一段佳话。

　　在学生眼中，张卫教授亦师亦友，可亲可敬。学生们毕业时送的原创卡通画像，一直被他用作微信头像。不管科研工作多忙，课堂一线始终活跃着他的身影；他的办公室经常到晚上还亮着灯，正忙着帮学生一遍遍修改论文。张卫主编了我国第一部集成电路领域科普丛书《芯路丛书》，创办国创芯课堂《芯征程》集成电路公益科普讲座，他还为高中生先修课堂上课，讲授“改变世界的芯片技术”，希望在更多青年学子心中播下投身国家科研事业的种子。

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