2023学研大事记:“手搓材料”引热议 高校单笔个人现金捐赠纪录打破

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集微网报道 回顾2023年,我们试图通过科研成果、产业互动的动态变化,展现我国半导体领域产学研中的精彩一隅,进而为2024年序幕的拉开吹响号角,鼓舞业界以更丰富的精神面貌在半导体产业坐标中勇敢跋涉。

2023年两院院士增选结果揭晓

11月22日,2023年两院院士增选结果揭晓,共133人当选。

中国科学院选举产生59位院士——信息技术科学部8人入选,分别是陈小前(中国人民解放军军事科学院)、郭雷(北京航空航天大学)、郭世泽(中国人民解放军信息技术安全研究中心)、胡事民(清华大学)、孙胜利(中国科学院上海技术物理研究所)、尤肖虎(东南大学)、张荣(厦门大学)、郑海荣(中国科学院深圳先进技术研究院);技术科学部刘胜(武汉大学)等12人入选。

其中,胡事民研究方向为计算机图形学、几何计算、人工智能;尤肖虎研究方向为移动通信;张荣研究方向为半导体光电子器件与材料;刘胜研究方向为微纳制造及芯片封装与集成。

中国工程院选举产生74位院士——信息与电子工程学部10人入选,分别是李劲东(中国航天科技集团有限公司第五研究院)、刘清宇(中国人民解放军海军研究院)、尼玛扎西(西藏大学)、童小华(同济大学)、王岩飞(中国科学院空天信息创新研究院)、王振常(首都医科大学附属北京友谊医院)、吴世忠 [中央保密办(国家保密局)]、于海斌(中国科学院沈阳自动化研究所)、张学军(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)、郑庆华(同济大学)。

上述名单中,同济大学校长郑庆华厦门大学党委书记张荣“冲刺”院士成功

郑庆华出生于1969年1月,曾任西安交通大学党委常委、副校长,西安交通大学常务副校长(正局级),2023年2月任同济大学校长(副部长级)、党委副书记,也是智能网络与网络安全教育部重点实验室主任;张荣出生于1964年2月,先后担任过山东大学校长、厦门大学校长等职,他长期致力于光电信息功能半导体材料生长、半导体新材料、器件和物理研究。

值得关注的是,2022年我国高校人事曾密集调整,黄如、毛军发、龚旗煌3位与半导体领域密切相关的院士履新高校校长。

二维材料 + 新款忆阻器存算一体芯片

二维半导体材料被认为是延续摩尔定律的重要路径,是集成电路工艺发展到1 nm节点最受关注的新路径。虽然国际工业界认为引入二维半导体可以在CMOS平面工艺中有效解决晶体管尺寸缩放过程中的问题,但其重要发展瓶颈之一在于需要提供高质量、快速生产的大规模晶圆。产业界方面,英特尔、三星、台积电及欧洲IMEC研发中心均在二维半导体上投入大量资源进行落地实践;学术界层面,继2022年清华大学、北京大学、复旦大学等高校研究团队在该领域实现突破,2023年各大高校聚焦二维半导体材料的集成及材料生长继续前进。

1月11日,南京大学拿下该年度首篇《Nature》!该研究成果由南京大学王欣然、施毅带领国际合作团队完成,通过增强半金属与二维半导体界面的轨道杂化,将单层二维半导体MoS2的接触电阻降低至42Ω·μm,超越以化学键结合的硅基晶体管接触电阻,并接近理论量子极限,解决了二维半导体应用于高性能集成电路的关键瓶颈之一

9月29日,复旦大学周鹏、包文中团队取得重大研究进展,发明一种面向集成电路制造的二维材料生长方法,能够在工业界主流12英寸(300毫米)晶圆上进行均匀和单层材料的快速生长,相关成果发表在《Nature Materials》。该项工作不仅提供二维材料CVD生长的新思路,同时聚焦二维半导体的集成电路应用,充分考虑规模-成本-性能(S-C-P)指标的协同优化,着眼于从1到10的转化。

一个月后,南京大学王欣然、施毅通过设计-工艺协同优化(DTCO),开发空气隔墙晶体管结构,大幅降低寄生电容,并在国际上首次实现GHz频率的二维半导体环形振荡器电路,比原有记录提升200倍,并预测二维半导体应用于1nm节点集成电路的潜力与技术路径。

当前,国内外都在针对二维材料基础研究与工程应用中的关键问题、主要瓶颈集中力量进行攻关布局。业界学者普遍认为,新材料和技术的开发可能还需要依赖于现有硅基材料和制程工艺,与硅融合发展,尽可能延续摩尔定律。二维材料和器件的发展也不例外,近中期还需要与硅基伴生和共生发展,再实现颠覆性技术突破。

此外,我国还实现了新款忆阻器存算一体芯片研制

10月10日,基于存算一体计算范式,清华大学集成电路学院教授吴华强、副教授高滨团队研制出全球首款全系统集成、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片。相关研究成果在线发表于《Science》杂志。据悉,该款芯片包含支持完整片上学习所必需的全部电路模块,成功完成图像分类、语音识别和控制任务等多种片上增量学习功能验证。

科技日报指出,相同任务下,这款芯片实现片上学习的能耗仅为先进工艺下专用集成电路系统的3%,展现出卓越的能效优势,具有满足人工智能时代高算力需求的应用潜力;它揭示人工智能时代下边缘学习的新范式,为突破冯·诺依曼传统计算架构下的能效、算力瓶颈提供了一种创新发展路径。

“手搓材料”还是“学术乌龙”

2023年7月22日,韩国量子能源研究中心公司相关研究团队在预印本网站arXiv上先后公布两篇类似论文,宣称一种命名为LK-99的铜掺杂铅磷灰石材料拥有“室温+常压”超导能力,系全世界首款室温常压超导材料。

一石激起千层浪。室温超导,即在常温条件下实现的超导现象,韩国研究团队成果倘若被验证,能源、交通、量子计算等多领域有望迎来颠覆性变革,但其公开的实验数据却被学术圈认为不足以证明LK-99是超导体。而由于韩国研究团队在上述论文中已给出详细合成步骤,国际上多个研究团队尝试复现。

如此“手搓材料”的方式,在各大社交平台上一经传播便引发热议,是开启第四次工业革命的新纪元?还是打脸翻车?

29日,中国科学院金属研究所研究员刘培涛在预印本网站提交题为《关于Pb10-xCux(PO4)6O (x=0, 1) 电子结构的第一性原理研究》的论文,称LK-99在费米能级附近的能带结构具有半填充平坦带和全占据平坦带的特征。这两个平坦带既来自1/4占据的氧原子的2p轨道,也来自Cu的3d轨道与其最近相邻氧原子的2p轨道的杂化。团队在上述两个平坦带上观察到四个范霍夫奇点:“表明在低温下电子对结构畸变的不稳定性。”

31日,北京航空航天大学材料科学与工程学院刘知琪教授团队在预印本网站提交题为《由Pb2SO5和Cu3P烧结而成的Pb10-xCux(PO4)6O中的半导体传输》的论文。他们根据韩国团队公布的方法合成LK-99,但没有发现其具有超导性;同日,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)研究员西尼德·M·格里芬在预印本网站arXiv提交题为《铜掺杂的铅磷灰石中相关孤立扁平带的起源》论文。她认为,LK-99可能存在超导性能。

事情变得复杂起来。早在2023年3月,美国罗切斯特大学朗加·迪亚斯(Ranga Dias)在美国物理学会会议上宣称其研发的一种镥氮氢材料在近1万个大气压(1 GPa)下实现室温超导。8天后,南京大学闻海虎团队直接“打脸”Dias ,其在预印本网站提交的论文指出,实验清楚地表明,镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性。

此番韩国研究团队LK-99论述无疑又给超导领域“浇油添火”。

直至8月,《Nature》杂志发文《LK-99不是室温超导体——科学侦探如何解开这个谜团》。该文由曾在费米实验室工作的科学作家Dan Garisto撰写:“研究表明,材料中的杂质——特别是硫化铜,是其电阻率急剧下降和磁铁上部分悬浮显示的原因,其特性类似于超导体所表现出的特性。”加州大学戴维斯分校的凝聚态实验家Inna Vishik更是表示,这件事已经划上句号,可以到此为止了。

全国高校单笔个人现金捐赠纪录打破

2023年11月29日,武汉大学1987级计算机系校友,小米集团创始人、董事长兼首席执行官雷军向母校捐赠13亿元。雷军表示,此次捐赠主要聚焦三个方向:支持数理化文史哲六大学科基础研究、支持计算机领域科技创新、支持大学生培养。该笔捐赠刷新武大建校以来单笔最大捐赠额,这也是全国高校收到的最大一笔校友个人现金捐赠。

据报道,自1997年开始,雷军先后捐赠设立武汉大学“腾飞奖学金”“雷军奖学金”“雷军科技楼”等多个捐赠项目,捐赠总额达1.3亿元。2016年10月20日,雷军捐赠出资支持武汉大学建设人工智能教学科研大楼,用于武汉大学人工智能相关学科的人才培养和教学科研等,推动学科交叉深度融合和创新技术研究。

2023年年初,浙江大学校友段永平与浙江大学教育基金会签署捐赠协议,向母校捐赠1亿元,专项支持信息与电子工程学院新大楼建设。

7月17日,概伦电子发布《关于公司董事长无偿捐赠部分公司股份的公告》,称为支持母校华南理工大学的教育事业的发展,促进学校集成电路学科的建设与发展,为社会培养更多的集成电路学科优秀人才,概伦电子董事长刘志宏将向广东省华南理工大学教育发展基金会捐赠其间接持有的178万股公司股份。而6月6日,概伦电子总裁杨廉峰已与东南大学教育基金会签署《杨廉峰捐赠东南大学设立“致远励新教育基金”协议书》,将其间接持有的121万股公司股份捐赠给基金会。

11月,达摩院联合浙江大学发展量子科技,达摩院将量子实验室及可移交的量子实验仪器设备捐赠予浙江大学,并向其他高校和科研机构进行开放。

达摩院曾长期投入量子计算,配置国际领先的量子实验专用仪器设备,建成Lab-1、Lab-2两座硬件实验室,具备量子计算软硬件全栈开发能力。达摩院在芯片制备、比特相干时长、门操控、量子纠错,量子计算控制架构等领域取得多个成果,包括高精度、多比特超导量子芯片,量子电路经典模拟器“太章”等。此前有媒体报道,由于预算及盈利等原因,阿里巴巴达摩院量子实验室或已解散,共计裁减30余人。

12月5日,韦尔股份公告称,接到控股股东一致行动人绍兴韦豪的通知,为支持教育事业发展,并资助宁波东方理工大学教育基金会开展慈善公益活动,绍兴韦豪计划向宁波东方理工大学教育基金会无偿捐赠其持有公司的1000万股无限售条件流通股,占公司目前总股本的0.82%。本次捐赠前后,虞仁荣本人连同其控制绍兴韦豪,以及其弟虞小荣持有韦尔股份的股份从37.72%下降至36.90%。

长期以来,我国高校办学经费以政府财政拨款为主,社会通常捐赠作为办学经费有益补充。纵观2023年高校捐赠事件,面向电子信息领域的定向捐赠实现了较大突破。

小结

2023年,我国半导体产业在煎熬与希望、跌落与回暖中曲折前行,迎来崭新的2024年。尽管仍然面临诸多不确定性,但从中长期看,半导体需求持续增加的趋势并未改变。透过两院院士增选、学术成果、高校捐赠等“剖面”,有理由相信,产学研的持续突破将带来一个希望的春天。

责编: 张轶群
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