半导体创新，让电影科幻变成现实

　　长沙晚报全媒体记者 刘俊 通讯员 李畅 刘聪 马晓倩

　　新名片

　　湖南大学·长沙半导体技术与应用创新研究院由长沙市人民政府、湖南大学和岳麓山大学科技城管委会共建，系长沙市十个重大科技创新项目之一。研究院以打造半导体先进制造业高地为重点任务，以打造关键技术创新高地、人才引育高地、科技成果转移转化高地为抓手，搭建公共测试与技术服务平台，支撑长沙市“半导体-器件-芯片-装备”千亿产业基地发展，助力长沙成长为世界一流半导体技术创新中心。

　　从新能源汽车到天宫空间站，从个人电子产品到新一代自主安全计算系统，从黄兴路的裸眼3D显示屏到湘江两岸美轮美奂的亮化夜景，半导体技术无时无刻无地不突显它超强的美好生活创造能力。近日，长沙市科技局联合长沙晚报推出“探访长沙新型研发机构系列报道”，记者来到湖南大学·长沙半导体技术与应用创新研究院（以下简称“研究院”）实地探访，看半导体技术如何“创新”和“发展”。

　　尖端科技“飞入”寻常百姓家

　　说起半导体，大家的第一反应是“高科技”，与我们的日常生活相去甚远。“其实，半导体已经是我们生活的一部分。大家熟悉的芯片、集成电路，还有应用在我们测心率血氧的模块、人机交互的可触控显示器、电动汽车的主驱逆变器、轨道交通牵引变流器等核心都是半导体，半导体技术已经彻底改变了我们的生活和社会。”研究院科研人员胡伟介绍。

　　研究院的重点发展方向是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等为代表的第三代半导体技术。这类半导体更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，可以应用于5G基站、充电桩、高铁、智能输变电等众多领域，是支撑“新基建”建设的关键核心器件。

　　值得一提的是，第三代半导体材料的功率器件及模块，可大幅降低电力系统的能量损耗和复杂度，应用于高耗能领域将创造出可观的节能空间，对于实现碳达峰碳中和有重要意义。

　　开创半导体技术“政产学研用”新局面

　　“电影《流浪地球》中出现了人工智能MOSS、行星发动机、数字生命等黑科技，这些科幻，可以说是‘已经到来的未来’。近年来，长沙积极布局和发展第三代半导体、新型显示、高端装备等新兴半导体产业，将极大地推动电子信息产业的培育壮大与集群发展。”胡伟说。

　　2021年9月，三方共建成立研究院，被列为当年“长沙市十个重大科技创新标志性项目”之一，标志着长沙开创了半导体技术“政产学研用”的新局面，开拓了创新链、教育链、人才链和产业链深度融合发展的新路径。

　　“研究院成立第一年，与中车株洲所、中电科四十八所、景嘉微、三安光电等湖南半导体领域头部企业深度合作，组建了多个创新联合体，包括国家第三代半导体技术创新中心（湖南）、功率半导体与集成技术重点实验室、先进半导体技术与应用教育部工程研究中心、湖南省新型显示技术国际科技创新合作基地等，共同开展核心技术联合攻关。”湖南大学半导体学院（集成电路学院）副院长张明介绍，研究院服务本地企业超10家，引进瑞森半导体科技有限公司、北京深维科技有限公司等落地长沙并开展联合技术攻关，进行产品更新换代和产业提质升级，累计为相关企业实现销售增收超亿元。

　　人才+创新，赋能激发产业新活力

　　“创新的根本在人才，如果没有人才，创新则难以为继。”张明说。为满足面向集成电路及半导体领域的国家重大需求和湖南省电子信息重点产业的技术及人才需求，2021年10月，湖南大学成立全省首个半导体学院（集成电路学院），以1972年设立的半导体物理与器件专业为基础，整合校内电子器件、集成电路、半导体材料等多学科资源，打破学科壁垒，强化交叉融合，助力半导体产业领域创新链、产业链、资金链、人才链深度融合。

　　目前，研究院通过校内引进、校外招聘、柔性合作等方式进行人才的汇集和团队的建设，已组建完成SiC功率半导体、Si-IGBT功率器件、新型显示技术、集成电路设计、新一代半导体器件、柔性电子学等6个研发团队，并与湖南菲尔斯特传感器有限公司共建省级校企合作创新创业教育基地，为学生提供更多接触产业的机会。

　　“受温度变化的影响，传统的PUF（一种利用芯片生产过程中的工艺偏差来生成芯片唯一特征的函数模块）电路输出不稳定，从而导致安全系统产生功能性故障。”湖南大学半导体学院（集成电路学院）青年教师崔津华所在团队设计并试生产了一款高稳定的双态模拟PUF芯片，在几乎不增加额外电路面积的情况下，在零下40℃到零下125℃和0.96V（电压）到1.44V（电压）的工作环境中，该芯片可靠性始终高于99.99%。

　　记者了解到，研究院将发挥湖南大学“双一流学科”优势和在半导体先进制造领域拥有的国家工程技术中心等平台优势，结合长沙的半导体产业基础，进一步加大高端人才引育与支持力度，预计5年内组建拥有全职核心技术人员100名以上、国际一流的研发与技术服务团队；重点支持和推荐半导体领域人员申报各级各类人才项目，打造具有核心竞争力的人才引育高地；与省内半导体领域企业共建产教融合创新平台（协同创新中心），形成1000人/年规模的半导体领域高水平人才培养体系。

　　新愿景

　　“今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，半导体科技需要自立自强，传统硅半导体技术面临发展瓶颈，‘后摩尔时代’半导体创新竞争激烈。我们将脚踏实地，服务产业，努力做半导体领域关键技术的创新中心和发展灯塔。”——湖南大学·长沙半导体技术与应用创新研究院院长 廖蕾