小荷已露尖尖角|秦光照：讓芯片運行更穩(wěn)定的未來之星

來源：湖南日報 更新時間：2022-06-05

湖南大學機械與運載工程學院汽車車身先進設計制造國家重點實驗室里，31歲的秦光照教授正忙著收集有關影響芯片工作可靠性的實驗數(shù)據(jù)。

“芯片可靠性設計與控制是涉及多學科領域的科學前沿，也是我國重要的發(fā)展戰(zhàn)略方向。全力以赴，做好讓芯片穩(wěn)定運行的研發(fā)工作，是我們青年科研工作者的擔當和使命?！鼻毓庹照f。

研發(fā)合金技術，讓芯片熱導率更卓越

智能電動汽車、5G通訊、人工智能等國家重大戰(zhàn)略需求領域的技術創(chuàng)新應用，促進了電子器件及設備的微型化、高度集成化、高性能化和多功能化發(fā)展，其中芯片的穩(wěn)定可靠工作至關重要。

2019年，時年28歲的秦光照從國外來到湖南大學入職，主要從事芯片可靠性設計與控制方面的研究工作，致力于研發(fā)高效先進的熱管理和減震防護技術。

隨著電子智能設備的飛速發(fā)展，芯片對半導體材料的性能需求越來越高。相比單一半導體，合金半導體在物理、化學及光電性能上更優(yōu)越。但一般來說，合金半導體的熱導率都比單一半導體熱導率要低。

這是絕對的嗎?秦光照秉持著科學探究精神，進行了一系列研究，終于發(fā)現(xiàn)，一種由氮化鎵和氮化鋁組成的合金半導體存在著異乎尋常的高熱導率。

這是偶然還是必然?哪怕這只是一絲微光，秦光照也全力以赴。他帶著自己的團隊與合作者一起，選取了多種不同比例的氮化鎵和氮化鋁形成合金半導體，進行系統(tǒng)的熱導率研究。

一個個日夜在實驗室奮戰(zhàn)，一個個數(shù)據(jù)模型展開推演，一年后，秦光照迎來了這項研究的曙光：25%和50%比例的氮化鎵氮化鋁所形成的合金半導體具有性能卓越的高熱導率!這意味著，合金半導體散熱性也可以做到很突出，這為我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向提供了更多可能。

這項研究成果發(fā)表在國際高水平SCI期刊Nanotechnology上，秦光照也因此項研究獲得由中國科協(xié)科學技術傳播中心和知社學術圈評選的2021中國新銳科技人物卓越影響獎。

突破傳統(tǒng)認知，給芯片穿上“防彈衣”

影響芯片穩(wěn)定可靠工作的另一個重要因素是強振動。

負泊松比材料在縱向拉伸時發(fā)生橫向膨脹，縱向受壓縮時發(fā)生橫向收縮，具有很好的減震緩沖作用。秦光照一直在思考，能否量身定制一款具有負泊松比效應的材料，給芯片穿上一件“防彈衣”?

傳統(tǒng)上認為，負泊松比效應需要由特殊的結構來實現(xiàn)。

“六角蜂窩狀的簡單結構也具有負泊松比效應!”多次探索之下得到的這個發(fā)現(xiàn)讓他興奮，這意味著，研發(fā)具有負泊松比效應的材料有了更多可能性。

秦光照坦言，搞科研一方面要站在前輩的肩膀上，另一方面也要創(chuàng)新思維。“搞科研如同摸著石頭過河，前輩們的工作只會給你指明一個大致的方向，但怎么過河，還得自己多摸石頭多琢磨?！?/span>

3年前，籍貫河南開封的秦光照接到湖南大學的邀請來校考察，很快就下定決心來這里一展身手。不到3年時間，他主持1項中國國家自然科學基金項目(NSFC)，發(fā)表高水平SCI論文20余篇，出版學術專著1部。

如今，他從事的芯片高效散熱和先進減震防護研究已經(jīng)被納入湖南大學機械與運載工程學院的“十四五”發(fā)展規(guī)劃重點支持項目。