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筑夢“微電”方寸間


【人物小檔案】郝躍,1958年3月出生,安徽阜陽人,2014年加入九三學社,九三學社陜西省第十三屆委員會主委,中國科學院院士,西安電子科技大學副校長、教授、博士生導師,國際IEEE學會高級會員,中國電子學會常務理事,國家重大基礎(chǔ)研究計劃(973計劃)項目首席科學家,陜西省科學技術(shù)協(xié)會副主席,國家有突出貢獻的中青年專家和微電子技術(shù)領(lǐng)域的著名專家。

勤思好學  厚積薄發(fā)

郝躍說,我們這一代人的命運始終與國家的命運緊緊聯(lián)系在一起。

郝躍出生并成長于重慶,他天資聰穎,小學和中學共跳了二級。“文革”10年,父母雙雙受到?jīng)_擊,學校停課,所幸的是,他的家里有許多藏書。有書的孩子精神是富有的,這些書籍陪伴他度過了孤獨的少年時光,知識的種子在那時就深深地扎根在郝躍幼小心靈中。

年少時,郝躍沉迷于無線電和電工等專業(yè)技術(shù),對于當時被稱之為"電工"的職業(yè)產(chǎn)生了濃厚興趣,但終未能如愿。1974年9月,在上山下鄉(xiāng)熱潮中,郝躍迎來了他人生的一個重要角色,知識青年上山下鄉(xiāng)當農(nóng)民。

任何苦難和經(jīng)歷都是一所很好的學校。知青歲月雖然艱苦,但卻磨練了溫順懦弱的郝躍,成就了一個意志堅強,堅韌果斷,進而最終攀越科學高峰的科學家。

在知青點,郝躍被選為生產(chǎn)隊長,年少的他毅然擔當起了近百號人的生產(chǎn)隊掌門人,四時農(nóng)耕,百姓生活,家長里短,處理起來容不得他拖泥帶水,性格懦弱的郝躍,從這時起身心得到了全面鍛煉。

1976年2月,郝躍被招工進云南省第17地質(zhì)隊,在地處西雙版納的艱苦環(huán)境里,一套他當年在知青點得到的數(shù)理化叢書,陪伴著他開始了自己的勘探人生。1977年,國家恢復高考制度,他感到從未有過的興奮,憑著堅韌的毅力,他白天工作,晚上學習到2、3點,最終被西北電訊工程學院(西安電子科技大學前身)半導體物理與器件專業(yè)錄取,成就了自己的大學夢。 

作為“文革”后的第一屆大學生,每個人都想把“文革”中逝去的時間“奪”回來,拼命苦讀。那一代人,在靈魂深處有強烈的報效祖國、獻身科技、服務人民的理想信念。1987年,郝躍到西安交通大學攻讀計算數(shù)學博士研究生。在這里,他不僅收獲了學業(yè),也結(jié)識了日后對他人生產(chǎn)生重要影響的恩師,九三學社社員、數(shù)學家游兆永。導師嚴謹?shù)闹螌W精神,誨人不倦的科學態(tài)度,都對他成就今后的人生產(chǎn)生了重要影響。

勇于擔當  “微電”報國

“微電子不微”,這是郝躍常說的一句話。

微電子學是信息科學領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學科,微電子技術(shù)是一個國家核心競爭力的體現(xiàn),是綜合國力的標志。

上世紀80年代以來,信息科學技術(shù)蓬勃興起,作為信息時代技術(shù)基礎(chǔ)的集成電路——微電子技術(shù)成為熱門。這時,在微電子領(lǐng)域已嶄露頭角的郝躍敏銳地覺察到,傳統(tǒng)微電子技術(shù)研究已經(jīng)遇到了問題。他把研究的目光投向化合物半導體,并最終聚焦到國際上剛起步的寬禁帶半導體材料——氮化鎵、碳化硅。

寬禁帶半導體材料研究可以把電子學與光學緊密結(jié)合,兼具二者優(yōu)勢,同時有很高的學術(shù)和應用價值??萍甲兏锶招略庐?,氮化鎵、碳化硅化合物半導體材料,也就是寬禁帶半導體材料,很快被定義為“第三代”半導體電子材料,它翻開了世界微電子學科和微電子產(chǎn)業(yè)全新一頁。短短幾年的科研實踐證明,郝躍當初的敏銳決斷是正確的。

剛開始研究時,擺在郝躍面前最大的問題是沒有材料生長設(shè)備。引進一套設(shè)備,當時需要700萬到800萬元人民幣。然而由于沒有研究基礎(chǔ),還不能申請國家經(jīng)費支持。

怎么辦?郝躍決定不等不靠,自己搭建一套設(shè)備。他從項目經(jīng)費中擠出一部分,又自己墊資,東拼西湊到200萬元,由此開始了夜以繼日的自主研發(fā)并搭建材料研制平臺的艱苦歷程。

2001年,在郝躍的帶領(lǐng)下,我國第一代MOCVD(有機化合物化學氣相淀積)設(shè)備研制成功。這套后來被學生笑稱為“作坊”式的設(shè)備,滿足了材料生長、表征、測試等最基本研究需要。利用這套設(shè)備,郝躍培養(yǎng)出100余位博士和碩士。

與此同時,世界范圍寬禁帶半導體時代很快到來。郝躍帶領(lǐng)他的團隊系統(tǒng)研究并揭示了GaN電子材料生長中缺陷形成的物理機理,開創(chuàng)性提出脈沖式分時輸運方法、三維島狀生長與二維平面生長交替冠狀生長方法,顯著抑制了缺陷產(chǎn)生。在此基礎(chǔ)上,團隊成功建立第一代自主國產(chǎn)化MOCVD系統(tǒng)和低缺陷材料生長工藝,并于2005年和2007年迅速更新為第二代和第三代,解決了高性能GaN電子材料生長的國際難題。團隊自主研發(fā)的MOCVD系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化,廣泛應用于GaN半導體微波器件和光電器件制造企業(yè)。他們自主制備的高性能GaN電子材料自2003年起批量應用于國內(nèi)多家研究所與大學,以及日本、新加坡等國家的一些科研機構(gòu),被國際用戶評價為“特性達到國際前沿水平”,相關(guān)成果獲得了2009年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

2002年,GaN高亮度藍光LED器件在郝躍的實驗室成功問世。此外,他們自主建立的國產(chǎn)化GaN微波毫米波功率器件填補了國內(nèi)空白,打破了發(fā)達國家技術(shù)封鎖與禁運,并開始用于多項雷達和測控國家重點工程。

志存高遠  成就輝煌

“國家需求是我們的第一原則。”郝躍是這樣說的也是這樣做的。

郝躍注意到,半導體器件可靠性一直是航天、航空等系統(tǒng)中突出的薄弱環(huán)節(jié)。美國阿里安火箭100多次發(fā)射中有過8次失利,其中7次都是由個別器件故障導致的。隨著電子系統(tǒng)復雜度的日益提高,器件可靠性問題越來越突出,對我國更是如此。從上世紀末開始,團隊在他領(lǐng)導下,系統(tǒng)研究了多種半導體器件的退化與失效機理,提出并建立了相應模型,系統(tǒng)揭示了半導體器件退化與失效物理本質(zhì),提高了系統(tǒng)的可靠性。該項成果獲得了1998年國家科技進步獎三等獎。2001年,郝躍和他的團隊首次建立高可靠性的自對準槽柵半導體器件結(jié)構(gòu)與制造工藝,使器件可靠性提高近2個數(shù)量級,這項成果成功用于國際知名集成電路制造企業(yè)的高可靠集成電路大生產(chǎn)。該項成果獲得了2008年的國家科技進步獎二等獎。這些科研成就使他榮獲了2010年度的何梁何利科學與技術(shù)獎。

郝躍牽頭完成的“氮化鎵基紫外與深紫外LED關(guān)鍵技術(shù)”項目,提出創(chuàng)新表面增強脈沖反應生長方法、脈沖超晶格p型摻雜方法和納米微腔器件結(jié)構(gòu),解決了材料生長、摻雜和紫外光提取效率等重大難題,獲得中國和美國發(fā)明專利授權(quán) 22 項,在信息產(chǎn)業(yè)、裝備制造、國家安全、醫(yī)療健康等領(lǐng)域具有廣泛應用前景。該項目獲得2015年度國家科技進步獎二等獎。

2013年12月,郝躍當選中國科學院院士。面對這一中國科技界最高學術(shù)稱號,淡泊低調(diào)的郝躍心中無限感慨。在他心中,這是西安電子科技大學幾代微電子人共同奮斗的結(jié)果。從他的老師開始,他們從1958年建立半導體專業(yè)開始,這個努力就沒有斷過,這是一個量變產(chǎn)生質(zhì)變,一個累積沉淀的過程,是西電的所有微電子人的共同榮譽。

郝躍常對年輕老師說,走上這條科學路,就不要被眼前的利益所迷惑,要能經(jīng)受住各種誘惑,不要為遭受挫折而沮喪,也不要因暫時失敗而一蹶不振。這也是他自己人生的生動寫照。他為了摯愛的事業(yè),放棄出任廳級領(lǐng)導職務的機會,也有高校請他去當校長,想來想去,他也放棄了,他說,“西電是成就我的地方,我科研的根在這里,我舍不掉。”

天道酬勤。今天的郝躍已經(jīng)在世界微電子領(lǐng)域嶄露頭角,他作為首席科學家主持完成國家重大基礎(chǔ)研究(973)以及國家科技重大專項、863高科技項目和國家自然科學基金等重點和重大課題。先后在國內(nèi)外重要學術(shù)刊物發(fā)表論文300余篇,出版著作9部,獲得國家和國際發(fā)明專利100余項,他還是多個國際會議的大會主席和程序委員會主席。國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)“核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”科技重大專項實施專家組組長,國務院學位委員會第七屆學科評議組(電子科學與技術(shù)一級學科)召集人,陜西省科學技術(shù)協(xié)會副主席,國家有突出貢獻的中青年專家。

一片丹心  譜寫新曲

象牙塔里的郝躍,在成就科學事業(yè)的同時,還時刻把目光投向他深愛的這片土地,關(guān)注著國家的民主政治進程。

1998年3月,他以無黨派人士身份擔任第九屆全國政協(xié)委員,也由此開啟了他參政議政、共襄國是的履職歷程。他相繼擔任第十屆全國政協(xié)委員、第十一屆全國人大代表。他認真履行職責,積極建言獻策。發(fā)揮身處教育科技領(lǐng)域這一優(yōu)勢,在科技創(chuàng)新、科技成果轉(zhuǎn)讓、以及自主品牌創(chuàng)立等方面發(fā)表真知灼見,引起相關(guān)部門重視。

一滴水只有融入大海,才會匯聚出無窮的能量。同樣,個人的力量總歸是有限的,為了在中國的民主政治進程中發(fā)揮更大的作用,郝躍將熱切的目光投向了民主黨派。

2014年10月,在這個天高云淡的金秋時節(jié),九三學社張開她溫暖的懷抱迎接這位優(yōu)秀的新社員。

2017年11月,在九三學社陜西省第十一次代表大會上,郝躍當選九三學社陜西省第十三屆委員會主委。他感到肩上責任重大。表示將不負眾望,團結(jié)和帶領(lǐng)班子成員,傳承九三學社愛國民主科學光榮傳統(tǒng),自覺擔負起中國特色社會主義事業(yè)的親歷者、實踐者、維護者、捍衛(wèi)者的政治責任,認真履行參政黨職能,續(xù)寫新時代九三學社歷史的新篇章。

“心有多大,夢想就有多大”。追尋心中的夢想,一路走來,郝躍時刻準備著。年少時飽覽群書,當農(nóng)民、做工人,也難抑制他心中那棵不斷成長的知識的參天大樹。站在世界微電子科技前沿,他又為自己提出了新的人生目標,那就是讓中國成為一個世界微電子大國和強國。

小小芯片,承載了郝躍的事業(yè)和人生。衷心祝愿郝躍夢想成真,為我國的微電子事業(yè),為我國的多黨合作事業(yè)做出新的更大的貢獻?。◤堁艑帲?/p>