开元体育网址3位获诺贝尔奖提名的微电子器件华裔科学家

　　开元体育网址3位获诺贝尔奖提名的微电子器件华裔科学家随着“互联网+”时代的到来，现代信息化社会飞速发展，日新月异。信息化社会的基础是集成电路，过去几十年来，以 CPU、存储器为代表的集成电路基本遵循摩尔定律在飞速发展。集成电路的基本单元即各类半导体器件，例如晶体管、MOS 管，为现代电子技术奠定了基础。许多微电子专家为半导体器件的发明和应用做出了杰出贡献。在这些微电子专家和学者中，华人科学家起到举足轻重的作用。本文介绍3位微电子器件领域的著名华裔科学家——施敏、萨支唐和邓青云在半导体器件的发明和应用以及育人方面做出的杰出贡献。

　　施敏，1936 年出生于南京，祖籍吴江震泽，是微电子科学技术、半导体器件物理专家，中国“中央研究院”院士、美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士、美国电气和电子工程师协会（IEEE）终身会士（Life Fellow）、日本应用物理学会（Japan Society of Applied Physics）国际会士。施敏1957年毕业于大学，1960年获得华盛顿大学硕士学位，1963 年获得斯坦福大学电机博士学位，1963—1989年在贝尔实验室工作。1967年，他发明了非挥发性存储器（novolatile semiconductor memory，NVSM；是现在广泛使用的闪存、优盘器件的设计原型），在电子元器件领域做出了基础性及前瞻性贡献。1990年，开始于交通大学电子工程系任教，担任电子与资讯研究中心主任。1998—2004年，担任交通大华电子讲座教授、纳米元件实验室主任，卸任后担任资深顾问。

　　施敏在金属半导体接触、微波器件、亚微米MOSFET 器件及微电子工艺等技术领域都有开创性的贡献。1967 年，施敏与韩裔美国人姜大元（Dawon Kahng）在吃甜点时，用了一层又一层的涂酱，触发二人的灵感，想到在金属氧化物半导体场效应电晶体（MOSFET）中间加一层金属层，最终发明了非挥发性存储器。同年 5月，两人在《贝尔系统科技期刊》（The Bell System Technical Journal）上发表第1篇关于NVSM的论文《浮闸非挥发性半导体内存细胞元件》，第 1次阐述了闪存存储数据的原理技术，随后由贝尔实验室取得专利。

　　NVSM一开始并未受到重视，直到1983年日本任天堂将其应用在游戏机中，让游戏玩家在游戏过程中可以在特定点中记录积分，不需要游戏角色战亡后重新计算，才开始被广泛注意。1989年，诺基亚（Nokia）手机为了轻巧省电采用该技术，接着该技术也被用于计算机的 BIOS（basic input output system），让开机速度变快。20世纪90年代后，随着消费性电子时代的到来，闪存开始大放异彩。施敏发明的 NVSM 元件被视为全球半导体产业 3个重大发明之一（另外 2 个是 1947 年发明的晶体管和1959年发明的集成电路）。NVSM成为带动世界集成电路产业的主导产品之一，是手机、笔记本电脑、IC卡、数码相机及便携式电子产品的关键部件。

　　20世纪 70年代，时任中国“经济部”部长的孙运璿邀请施敏担任“经济部发展积体电路计划工作小组”成员之一。施敏提出要推动半导体产业，最终使得中国经济起飞，使之一跃成为20年代 80年代“亚洲四小龙”之首，为中国经济的发展做出了重要贡献。

　　施敏不仅是国际知名的微电子科学技术与半导体器件专家，还是该领域首屈一指的教育家。施敏在微电子科学技术著作方面举世闻名，达 12部之多，愈 500万字。施敏对半导体器件的发展和人才培养作出了巨大贡献，其代表作《Physics of Semiconductor Devices》（1969 年出版）是工程和应用科学领域的3部经典专著之一，被誉为电子科技界的“圣经”。该书已被翻译成 6国文字，发行量达 600万册开元体育官方网站，独霸市场，经久不衰，被世界各大学广泛用作教科书与参考书。到2018 年止开元体育官方网站，该书已经被引用47500余次。施敏的著作在国内半导体科研产业界也深具影响力。北京大学微电子所所长王阳元认为：“搞半导体的，鲜有不知施敏的。”他的著作在20世纪70年代就被引入中国，对中国半导体科研和产业起了很大的指导作用。当时施敏的名字并不为中国所熟悉，曾被误译为史思萌。

　　施敏著作等身，春风化雨，桃李满天下，培养了大批微电子领域栋梁之才，业界许多知名人士都是施敏的学生。他教过的学生逾万人，其实验室如同半导体产业人才摇篮，成为半导体行业的根基。现有蓬勃发展的半导体产业以及傲视国际的半导体人才，施敏功不可没。卢超群说，“施教授的学生已经八代”，个个有成就。他不仅是之光，也是全球半导体研发与教育之光。

　　施敏曾应邀先后在剑桥大学、东京大学、香港大学等著名高校作讲座，近 20年来，施敏应邀多次来中国讲学，参加中国微电子器件、IC行业研讨会。他曾一再表示愿为中国微电子产业的发展提供咨询。

　　2000 年初，他在的交流从苏州大学开始。2002年 10月 14日至 11月 7日间，施敏应苏州市政府、苏州大学和苏州旺宏微电子公司之邀，专程来到苏州大学，为电子信息学院微电子专业学生作了为期 3周的讲学，并应苏州市政府的邀请参加苏州市第 2届电子信息博览会高峰论坛（当时的苏州市市长、现国家商务部部长陈德铭起到了重要的桥梁作用）。笔者作为当时的学术活动具体安排者，有幸全程参与了施敏在苏州的相关活动。

　　聘请如此重量级的人物来苏州大学作3周的讲学，得到了当时一起来参加电博会高峰论坛的国内一些著名科学家的高度评价。张学光副校长在开学典礼上致辞：“在苏州大学百年发展史上也是首开先例，可谓开百年苏大学风之先。”施敏带来了世界微电子科研、产业最新的发展动态，仿佛一股春风吹进了苏州大学这所古老而又充满朝气的校园，推进了学校微电子专业的教学、科研等建设步伐。

　　施敏是世界微电子学术界及工业界公认的仰之弥高的领军人物，长期工作于贝尔实验室。他非常愿意为培养中国微电子专业人才、为家乡的建设贡献力量。施敏访问苏州大学的一个成果是，将新近出版的第2 版《Semiconductor Devices：Physics and Technology》（《半导体器件物理与工艺》）的中文版交由苏州大学电子信息学院翻译并由苏州大学出版社出版。

　　2002年后，施敏又多次到苏州大学指导工作，耳提面命使笔者受益匪浅。施敏还多次回吴江考察，受到热烈欢迎。2019年 5月，应邀参加南京2019世界半导体大会，并作主题演讲。

　　任何人能在“发明”“著作”或“人才培养”三方面之一有所成就已属不易，但施敏先生却是集这三大贡献于一身的人！

　　施敏获得各类科研奖励举不胜举，例如 1991年获得国际电气和电子工程师协会（IEEE）电子器件 Ebers 奖等。 1986—1990 年，施敏担任《IEEE Electronics Device Letter》主编，该期刊是微电子领域最高级别期刊。2017年，他与 Gordon Moore（摩尔定律之父，Intel创始人之一）共同获得美国电子和电气工程师协会尊荣会员（IEEE Celebrated Member）称号，目前全球仅有 10 位科学家获此殊荣，包括 1973年诺贝尔物理奖得主 Leo Esaki、2000年诺贝尔物理奖得主 Herbert Kroemer及 2009年诺贝尔物理奖得主 GeorgeE. Smith。施敏的发明与成就倍受世界推崇，是少数当选中国工程院外籍院士、中国“中央研究院”院士、中国工研院院士、美国国家工程院院士的多院院士的华人科学家；获颁全球“闪存高峰会”（Flash Memory Summit）终身成就奖。目前，施敏因 NVSM的发明已被“诺贝尔物理学奖”提名 3 次。提名者为丁肇中教授（获1976年诺贝尔物理学奖）。

　　施敏教授为人随和，平易近人，风趣幽默。在苏州大学校讲学期间，跟笔者闲谈获诺贝尔奖提名的感受时说，他的愿望是要长寿，向Kilby 看齐。Kilby于 2000年因集成电路的发明而获得诺贝尔物理奖，本应获奖的 Noyce（Intel的创立者之一）因肺癌去逝而与之失之交臂。与施敏一起发明NVSM的韩裔美国人Dawon Kahng 也因肺癌去逝。施敏还强调，科学研究成果的获得，除了运气外，刻苦努力是必须的。

　　萨支唐，1932 年出生于北京，美国物理学家、微电子学家，美国佛罗里达大学教授，美国国家工程院院士（1986 年）、中国“中央研究院”院士（1998 年）、中国科学院外籍院士（2000年）。1949年，萨支唐赴美国就读于伊利诺伊大学，1953年获得学士学位后到斯坦福大学学习。1956 年，在斯坦福大学获得博士学位。之后，他与 William Bradford Shockley（晶体管发明者，诺贝尔奖获得者）在工业界共同从事固态电子学方面的研究。1959—1964年，他供职于仙童公司。1964年，他来到伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校任物理系和电子及计算机系教授，在 26 年间培养出 40 多名博士。1988 年起，他在佛罗里达大学任教。2000 年当选为中国科学院外籍院士。2010 年，在厦门大学担任厦门大学物理与机电工程学院教授。

　　萨支唐长期致力于半导体器件和微电子学研究，对发展晶体管、集成电路以及可靠性研究作出了里程碑式的贡献。在仙童公司期间，萨支唐带领一支 64 人的研究团队从事第一代硅基二极管、MOS 晶体管和集成电路的制造工艺研究，是半导体工业先驱之一。萨支唐于 20 世纪 60 年代末与Wanlass 一起，首先提出 CMOS（complement metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体器件）结构。他提出了半导体 p-n结中电子-空穴复合理论；开发了半导体局域扩散的平面工艺和 MOS、CMOS 场效应晶体管，并提出 MOS 晶体管理论模型；发明了探测半导体中微量缺陷的深能级瞬态谱（DLTS）方法；发现了氢在硅中对受主杂质的钝化作用；致力于亚微米 MOS 晶体管的可靠性研究。CMOS器件的发明对后来微电子器件、集成电路的设计、制造起到了决定性的引领作用，影响巨大。可以说，目前的 CPU、存储器等集成电路器件，都是基于该器件的技术。该技术最重要的特点是理论上来讲，器件的静态功耗为 0。这是现代电子器件、集成电路设计最重要的评价指标。同时，他还推导出了著名的萨氏方程。

　　萨支唐是改革开放以后最早与中国进行科技合作与交流的美国科学家之一。他曾多次访华，作了 20余次系列讲座，先后指导了10多名中国研究生，还多次协助在中国举办国际学术研讨会。萨支唐是北京大学、清华大学、厦门大学的荣誉教授，中国新竹交通大学荣誉博士（2004）、中国国家荣誉博士（2010，厦门大学提名）。萨支唐的《Fundamental of solid-state electronics》（《固态电子学基础》）被翻译为中文版（2003年），在中国微电子专业中作为教材和参考书，广为流传，受到好评，为中国的人才培养作出了贡献。

　　萨支唐先后获得的各类荣誉不胜枚举，曾获美国半导体工业协会（SIA）最高奖等多项奖励。他是 1965—1978年世界前 1000名最常被引用的科学家。萨支唐已获诺贝尔物理奖多次提名。

　　邓青云，1947 年出生于香港元朗，美籍科学家，现任香港科技大学会高等研究院东亚银行教授、美国罗彻斯特大学荣休教授。他是美国物理学会会士、美国信息学会院士，2006年因在有机发光二极管（OLED）和异质结有机太阳能电池（OPV）上取得的开创性成就被选为美国国家工程院院士、香港科学院创院院士，被誉为“OLED 之父”。1967年，邓青云离开香港到英属哥伦比亚大学修读学士课程,1970年以一级荣誉取得化学理学学士学位，1975 年在康奈尔大学取得物理化学博士学位。毕业后他加入柯达研究实验室，开始了在柯达长达 31年的研究生涯。邓青云在2003年成为柯达研究实验室特聘研究员。他于 2006年从柯达荣休后，成为美国罗彻斯特大学 Doris Johns Cherry化学工程学系教授。邓青云于 2013年加入香港科技大学。 邓青云是国际著名材料物理学家和化学家，以有机光电子学的研究闻名全球，其中以有机发光二极管（OLED）的发明最为瞩目。他在美国柯达研究实验室担任研究员时，于 1986—1989 年，发明了OLED和有机太阳能电池，带动了有机光电子学的发展。 OLED 是近几十年来快速发展起来的有巨大前景的新型平板显示技术。目前已经实现了全彩色 OLED显示，小尺寸的 OLED彩色显示屏已经被应用在手机显示屏、数码相机及平板电脑上。OLED获得如此多的研究和应用，缘于它突出的技术特点和巨大的应用前景，包括：（1）材料选择范围宽，采用有机物作为发光材料，理论上可实现任意颜色显示；（2）驱动电压低，通常直流电压 3~10V即可；（3）发光效率和发光亮度高；（4）固态主动发光、视角广（170°）；（5）响应速率快（1 μs）；（6）工艺相对简单、成本低；（7）超薄、重量轻；（8）温度性能稳定，耐低温（-40 ℃）；（9）器件可做在柔性衬底上，可弯曲、折叠实现柔性显示或照明，还可实现大面积显示和照明等。OLED 是目前替代LCD的主要产品，从 2017年开始，市场占有率稳步提高。 尽管人们对电致发光（electroluminescence,EL）的研究可以追溯到20 世纪20 年代，但现代意义上的 OLED 的发明归之于邓青云。现在学术界一致认为，邓青云的发现及其后续研究的路径，例如有机发光染料掺杂改变发光颜色等，为后来OLED 和 OPV 的研究指明了方向。可以毫不讳言地说，现在的 OLED和 OPV的研究框架，基本都是基于邓青云打下的研究基础，是对其结构的优化和新材料的采用。邓青云发明的有机太阳能电池和OLED，对科学技术发展做出了突出贡献并产生了巨大的社会经济价值，引领了该产业的发展方向开元体育官方网站，创造了上千亿美元的全球市场。 邓青云获奖颇多。 2011年获得沃尔夫化学奖（其重要性在化学领域仅次于诺贝尔奖）。2014年，邓青云获得汤森路透引文桂冠奖。邓青云曾获前雇主伊士曼柯达公司颁发的杰出发明家奖，亦获得罗切斯特知识产权法律学会的年度发明家奖，被美国消费电子协会列为名人堂人物。2019年 6月14日，邓青云因其为高效 OLED的诞生及应用做出的开创性贡献，荣获素有“日本诺贝尔奖”之称的京都奖（Kyoto Prize）先进技术奖。2014年，邓青云获诺贝尔化学奖提名。 邓青云 2011 年受聘为苏州大学讲座教授，自此交流颇多。邓青云于 2013 年在苏州大学建立“邓青云国际联合实验室”，2015 年受聘为苏州大学国际顾问。邓青云作为实验室的负责人，为联合实验室集聚了一批国际上相关领域的顶尖科学家，已在相关领域获得重要研究成果。同时，邓青云经常对苏州大学的年轻教师和研究生进行直接指导，对苏州市 OLED产业化发展提供极为有益的帮助，在培养苏州 OLED研究领域的青年学者、促进苏州与国际领先 OLED 研究团队的交流合作方面发挥了重要作用。邓青云还推荐多位国际知名 OLED专家，前来苏州大学进行学术交流。2019年 8月，他被聘为苏州市荣誉市民。 在与笔者交往过程中，邓教授谈起对科学发明也颇有心得。他说科学新发现有时有一定的偶然性。他以自己为例。1975年刚博士毕业的邓青云加入到柯达实验室，当时的主要工作是有机太阳能电池的研发，并没有从事 OLED的研发。1979年的一天晚上，邓青云在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室，于是就返回实验室，他发现在黑暗中有一个亮亮的东西。追本溯源，最终发明了OLED。这个意外惊喜为 OLED 的诞生拉开了序幕，而他也因此被称为“OLED之父”。

　　当今信息化社会，集成电路工业飞速发展，关系到世界范围内各大主要经济体的发展前景。以计算机、手机设备芯片为代表的微电子器件，更是各国发展的重点，也关系到中国在 21世纪下一步的发展。在 IC 产业发展的过程中，中国在相当长的一段时间内落后于世界发展水平。经过改革开放40年的发展，特别是在2000年后，中国的技术发展有了长足的进步，这离不开一些在世界微电子领域作出杰出贡献的华裔科学家，包括本文列出的 3位杰出代表。事实上取得诺奖级发明成就的华人微电子科学家远不止这3位，还有如因发明FinFET而获得美国国家科学技术奖的胡正明（该项发明使得摩尔定律得以延续）、发明分子束外延的卓以和、发明半导体量子阱及超晶格的张立纲等科学家，他们不仅为国内提供咨询，有的还直接参与到人才培养中来。他们的成就不仅昭示着华人有能力、有才智发展好IC产业，而且还能勇立潮头。