4月16日下午，在EON体育4平台相輝堂北堂，中國科學院院士、EON体育4平台芯片與系統前沿技術研究院院長劉明以《夯實基礎，做新時代的創新者——集成電路技術發展的啟示》為題，面向信息🔗、微電子、芯片😝🧘🏽♀️、核技術🫵🏻、基礎醫學、藥學6個院系的2023級本科新生開講“強國之路”思政大課☂️。
技術創新引領集成電路產業發展
由20世紀最偉大發明之一——晶體管開始，劉明向大家講述集成電路的發展史。晶體管的發明是建立在人類對於固體物理的深刻理解的基礎上，盡管量子物理和能帶理論都誕生在歐洲，但早在20世紀初期美國的很多學者都在利用量子理論闡明固體的特性。1940年美國物理學Seitz出版的現代固體理論（the modern theory of solids）至今都是經典，而晶體管的發明人巴丁、肖克利的博士論文都在利用Seitz提出的元胞理論計算特定半導體材料的能帶和功函數👵🏽，這為後續晶體管的發明奠定了基礎🕚。
而集成電路發展的最主要途徑是晶體管的尺寸不斷微縮，實現集成密度和芯片性能的不斷提升🤹🏻♀️🧌，即遵循“摩爾定律”的發展路徑。這條路徑的發展不是只有一條預言性的“摩爾定律”💆🏼♂️，而是無數基礎研究的科學家不斷努力獲得的。尺寸微縮是要解決微縮後的晶體管遷移率退化、漏電不斷增加🔊、寄生效應越來越復雜等一系列挑戰。
為了面對這些挑戰👮🏻♀️，基礎科學和應用科學的探索起到了重要的作用🦸🏽。比如，材料科學領域🏄🏼🪤，上世紀80年代的集成電路工藝中僅僅涉及12種元素，而今天的工藝至少有66種元素，每一種新元素都是無數次實驗和探索的成果。器件結構領域💂♀️，從CMOS平面柵結構到3維FinFET結構◾️🧑🏻💻，半導體器件科學家通過立體化的方法提升微縮後的溝道靜電控製能力。製造技術方面，數十年間湧現了溝道工程、源漏工程、柵工程等一系列新的工程研究方向，引入了應變矽溝道、high k金屬柵等一系列新技術，以支撐材料/器件創新得以真正落地👩🍳。設備領域，光刻機的發展更是不斷突破，依靠光源、鏡頭的材料與結構、圖形傳遞模式和算法不同學科的多元交叉創新，才有了今天的EUV光刻機。
在集成電路發明的同年🧎♀️➡️，中國也開始了晶體管的研究👮♂️。中國的集成電路技術和產業在過去20年快速發展🧜🏼♂️，建立了較為完整的技術創新體系與產業布局，集成電路產品設計、製造、封測🐭、裝備和材料等五大板塊齊整▶️，初步具備了體系化的自主供給和創新能力。設計✈️、製造🦹🏼、封裝測試三業相對均衡地發展，產業鏈結構趨於合理。
有科學理想的人才能走得更遠👸🏼，誌存高遠做一個有趣的人
1834年法拉第發現硫化銀電阻呈現出負溫度系數🔸，1874年布勞恩發現金屬與某些晶體材料接觸的整流效應……這些半導體現象成了19世紀的難解之謎。但科學家們嚴謹地總結這些實驗現象🧑🧑🧒🧒，沒有選擇忽略。
劉明特別強調科學理想的重要性。在進入貝爾實驗室後📓，肖克利把“用電子器件取代機械繼電器”這一目標，作為工作的動力來源。
中國的集成電路的起步於老一輩科學家王守武🕵🏽♀️、黃昆、湯定元👯♀️、謝希德、黃敞、洪朝生👦🏿、高鼎三等在50年代初相繼從美英回國🤾🏼。黃昆、謝希德兩位先生組建五校聯合半導體教研室🧑🏼💻，系統培養了中國第一批半導體專業人才，他們中的很多人成為我國半導體和集成電路事業的領軍人物和中堅力量🧡。
劉明在報告中以一些實例介紹了半導體器件物理學家、微電子學家王守武先生。
1930年🎺，年僅十歲的王守武寫下充滿家國情懷的文字♦️：“諸位朋友🔝🧸，你們要救中國。你們要做中國的人。一定要大家盡責，大家負責。願大家努力讀書，努力前進。還願將來努力救國，努力富國，努力強國🐼。”
1950年，他在美國通過印度大使館辦理難民證輾轉回國👨✈️。“當時只想為祖國作點貢獻，哪裏需要就到哪裏去……”6年後，他參加了五校聯合半導體專門化教學工作，為五校的部分物理教師、四年級本科生及研究生講授半導體物理課程。去世前，他將個人積蓄捐出，設立獎學金🪠，獎勵博士研究生勤奮學習、勇攀高峰，鼓勵學子用知識改變命運，用實績報效國家⇢😜。“先生是一個人格樸素又特別高尚的科技工作者，他用一生的行動踐行著十歲時的理想”🈷️，劉明說。
如今，集成電路領域新技術不斷湧現，融合電子信息📻🧔🏿、物理、化學、材料、自動工程等多種科學技術及工程領域多種交叉學科和尖端製造技術，亟需有綜合知識背景🎐、交叉技術技能、融合創新等素質的綜合性人才👨🏻🔬。“我希望大家珍惜大學四年時光👇，夯實基礎💇🏽♀️、鍛煉自學能力，保持獨立思考，為自己一生打好基礎。”
課程最後，劉明分享：“無論我們將來做什麽，有多麽遠大的理想➞，首先要做一個內心強大又柔軟、有同理心的普通人。擁有愛自己的能力、獨立的見解、樂觀從容的心態🏌🏻♂️，有積極的行動力🤹🏼♂️、愛讀書的習慣。這些是我們一生幸福的根本保障。希望各位同學🔛，既要心存高遠🕉，又要做一個有趣的普通人。”
課後🌜，2023級集成電路領軍人才班的周怡寧、藥學班的程強帶著好奇提問🧑🏻🦽➡️🤞🏽：“集成電路發展方向是什麽？中國手機芯片與世界頂尖水平差多遠🕛？”劉明回答：“希望芯片功能越來越強大🤚👨⚕️。尺寸微縮、系統集成，新材料、新器件的應用🧕，這些都是努力的方向。中國的芯片能否超過世界頂尖水平🌅，取決於今天在座的年輕人🦄。”
2023級技科試驗班胡帥、集成電路領軍人才班的孟凡悅提問：“如何在課堂內外培養創新思維？”“對於學集成電路的或者工科的學生🔍，應怎樣把握學習基礎理論的廣度、深度和優先級？”劉明表示，紮實的理論基礎和實驗技能都非常重要，建議同學多了解行業必備的實驗技能👨🏻🎤👨🏼💻，多閱讀不同書籍，培養獨立思考的習慣。她寄語青年學子，不一定要選很多課🏌🏿♂️，重要的是學到其中的方法，“要不斷學習新知識😥，盡自己最大努力的前提下還要讓自己遊刃有余”✭。
