半導體功率器件,是電能/功率處理的核心器件,更是弱電控制與強電運行之間的溝通橋梁,在“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)型過程中,在民族電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。陳弼院士為此付出了數(shù)十年的心血與智慧,直到生命最后一刻,仍念茲在茲。
2019年12月4日,這位被稱作中國半導體功率器件領路人的科學家在成都去世,享年89歲。那條他常去實驗室的路上,鋪滿了金黃的銀杏葉,仿佛在懷念這位中國學人輝煌的科研人生,也似乎還在傾聽他對我國功率器件取得進一步突破的夢想。
“集成電路為電子信息時代奠定了基礎,就像造房子一樣。網(wǎng)絡、云等都是重要的,但基石是微電子。”陳星弼在接受記者采訪時這樣介紹自己的研究,“關于電子信息的發(fā)展,有兩個重要的問題:一個是如何發(fā)現(xiàn)新的發(fā)電方法,比如太陽能電池;另一個是如何節(jié)省電能,我們所做的工作就是節(jié)省電能。
他想,人們希望功率器件耐壓很高,接通時電阻很小,但它卻有硅極限。如何實現(xiàn)突破呢?
陳星弼研究了很多終端技術理論,逐漸形成了表面耐壓層結(jié)構(gòu)的想法。他不分白天黑夜,泡在實驗室里,甚至自己出錢租設備,助手唐茂成和葉星寧協(xié)助他到沈陽電子部47所投片。經(jīng)過多次試驗,陳星粥和他的研究小組終于通過改變功率管的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了復合緩沖耐壓結(jié)構(gòu)(現(xiàn)稱為超結(jié)器件)。
超結(jié)器件導通電阻低,易驅(qū)動,速度快,引起學術界和企業(yè)界很大反響,被稱作“功率器件的新里程碑”。
這一發(fā)明的相關專利在全世界范圍內(nèi)已被引用超過550次,所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益非常明顯,英飛凌、意法半導體、仙童、東芝等公司都投入生產(chǎn)。根據(jù)法國半導體領城的一家市場調(diào)查公司的調(diào)查結(jié)果,超結(jié)功率器件將以10.3%的年復合增長率迅速增長。而超結(jié)MOS器件的應用也非常廣泛,包括電腦電源、照明電源、液晶電視、光伏逆變器,以及醫(yī)療、電信、工業(yè)等多類電源都有它的“身影”。
加拿大科學院院士、前院長、中國科學院外籍院士Jamal教授說:“事實上,在功率器件領域,他(陳星弼)曾通過出色的研究工作單槍匹馬讓中國的研究進入國際學術舞臺。與我們現(xiàn)在的科研條件相比,他是在資源極其有限的情況下實現(xiàn)這一巨大成就的。
然而,陳星弼對超結(jié)器件仍不滿意,耿耿于懷的是它的缺陷。2000年后,他又發(fā)明了高K電介質(zhì)耐壓結(jié)構(gòu)、高速IGBT、兩種多數(shù)載流子導電的器件等,這使我國高壓(功率)集成電路在一個新的、更先進的起點上起飛。
“只有科學和教育發(fā)展了,國家才能振興。沒有科學教育,國家就會落后,落后就要挨打。”這樣的感悟與陳星弼刻骨銘心的經(jīng)歷密切相關。1937年 ,戰(zhàn)爭陰云密布,不到7歲的陳星弼跟隨父母離開上海,在連天的炮火中,踏上向西的逃難之路。大學畢業(yè)分配填寫志愿表時,他真誠地表示要“到東北去、到西北去、到最艱苦的地方去”。
陳星弱院士的一生,“心有大我、至誠報國”,也激勵著廣大科研工作者開拓創(chuàng)新,解決關錠技術“卡脖子”問題,將科研人生融入實現(xiàn)中華民族偉大復興中國夢的歷史洪流中。
(摘編自2020年3月2日《光明日報》)
4.下列對材料相關內(nèi)容的分析和概括,不正確的一項是( )(3分)
A.經(jīng)歷了童年的逃難之路,陳星弼領悟到科學教育興國的重要性,大學畢業(yè)便要求分配到最艱苦的地方。
B.為突破功率器件硅極限問題.陳星弼發(fā)寢忘食.反復實驗,終于攻克了技術難關,發(fā)明了超結(jié)器件。
C.超結(jié)器件雖然應用廣泛,得到了世界認可,但依然有缺陷,為此陳星粥再次出發(fā),并取得進一步突破。
D.陳星強一生致力于民族電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,他和團隊研究的新發(fā)電方法,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。
5.下列對材料相關內(nèi)容的理解和分析,不正確的一項是( )(3分)
A.文章采用倒敘手法.以陳星弼的辭世開篇,表達了對傳主的敬仰與緬懷之情,也使行文結(jié)構(gòu)富于變化。
B.文章詳寫超結(jié)器件的研究過程及應用價值,略寫其后的突破,剪裁適宜.突出超結(jié)器件的里程碑意義。
C文帝通過引用數(shù)據(jù)及他人評價正面突出陳星弼取得的偉大成就,使得評述更顯客觀真實,具有說服力。
D.文末點題.對陳尾弼的一生給予高度評價,其對科研的追求和愛國情懷激勵更多科研工作者開拓創(chuàng)新。
6.陳星弼的半導體研究為什么能夠取得創(chuàng)造性成果?請結(jié)合材料簡要分析。(6分)
答
4. D(陳星弼和團隊研究的是如何節(jié)省電能)
5. C(Jamal教授以“出色”“單槍匹馬”“在資源極其有限的情況下”從側(cè)面高度評價了陳星弼的出色與不易)
6. ①“科教興國”的堅定信念,心懷復興、至誠報國的愛國情懷,“進一步突破”功率器件極限的夢想,為陳星弼研究提供源源不竭、執(zhí)著追求的內(nèi)在驅(qū)動力;②勤勉鉆研、嚴謹求精、不畏困難的科研精神促使陳星弼克服條件的艱苦,不斷改進,不斷創(chuàng)新,取得出色的成就。(每點3分,共6分)
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