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彭练矛院士的芯片强国梦


来源:中国粉体网   初末

[导读]  11月22日,中国科学院、中国工程院2019年新当选院士结果公布,彭练矛当选为中国科学院技术科学部院士。

中国粉体网讯  11月22日,中国科学院、中国工程院2019年新当选院士结果公布,彭练矛当选为中国科学院技术科学部院士。




彭练矛,男,1962年9月生,湖南平江人,中国科学院院士,研究员,博士研究生导师,北京大学长江特聘教授(纳米科学与技术)。现任北京大学信息学院“博雅”特聘教授、电子学系主任、纳米器件物理与化学教育部重点实验室主任,湘潭大学湖南先进传感与信息技术创新研究院院长,政协北京市第十三届委员,国际晶体学联合会电子晶体学委员会主席,中国电子显微镜学会、中国晶体学会、中国真空学会副理事长,北京纳米科技产业创新联盟技术委员会副主任。


研究方向为纳米电子及功能材料的合成;基于纳米材料的高性能电子、光电子器件的制备,器件物理,纳米集成电路的实现和系统集成;纳米器件在化学、生物传感及能源方面的应用。


科研道路发轫于“爱国”却不止于“爱国”


1978年,彭练矛考入北京大学无线电电子学系,在西门纪业教授的带领下,他与电子显微学结下了不解之缘。1983年,在西门纪业教授的鼓励下,彭练矛以优异的成绩通过CUSPEA(中美联合招考物理研究生项目)选拔,前往亚利桑那州立大学美国国家高分辨电子显微学中心攻读博士学位。在美国顺利拿到博士学位后,彭练矛又先后前往挪威奥斯陆大学和牛津大学继续研究工作,在电子显微学领域崭露头角,做出了一系列瞩目的成绩。


在海外生活的那段岁月,彭练矛没有停止对祖国的惦念与牵挂,欧洲安逸的生活也没能减弱他科研报国的决心。1994年,彭练矛回到祖国,1997年他回到北大开始从事纳米电子学的研究。彭练矛在采访中表示,自己做科研的初心发轫于“爱国”,而不止于“爱国”,他希望其科研成果能推动整个人类文明的发展,让祖国真正屹立于科技强国之林。


研发出了领先世界的碳芯片技术


2000年,彭练矛带领研究团队从零开始,探究用碳纳米管材料制备集成电路的方法。在纳米科学和芯片领域,由于当时国外大学和企业在设备、技术、经验上遥遥领先,把持着绝对话语权,国内相关领域的研发处于落后和迟滞的状态。在这样的条件下,彭练矛和其团队开始的研究往往以失败告终。


但彭练矛从未放弃,他坚信,碳纳米管晶体管技术的突破对于中国半导体产业意义深远。经过十年技术攻坚,2007年,彭练矛迎来他在纳米电子学研究中的第一项标志性成果——性能逼进理论极限的n型碳纳米管(简称“碳管”)晶体管。


2017年,彭练矛和他的团队突破了N型碳纳米管晶体管制备这一跨世纪难题,创造性地研发了一整套高性能碳纳米管CMOS电路的无掺杂制备方法,首次实现了5nm栅长的高性能碳管晶体管,性能超越目前最好的硅基晶体管,接近量子力学原理决定的物理极限,有望采用传统的平面工艺将CMOS技术推进至3nm以下技术节点,其标志性成果发表在《科学》上,相关工作被国内外主流学术媒体和新华社报道。


2018年,彭练矛团队再次突破了传统的理论极限,发展出新原理的超低功耗的狄拉克源晶体管;同年,用高性能的晶体管制备出集成电路,最高速度达到了5×103兆赫兹,不仅跻身与斯坦福大学、麻省理工学院等研究机构同步的国际领跑行列,而且在最关键的核心技术上是世界领先的。


当选院士并不是什么了不起的事情


2019年,彭练矛当选为中国科学院院士。对于当选院士是一种光环的说法,彭练矛是非常反对的。他认为,比起国家,个人有点头衔并不是一件什么了不起的事情,要不断超越自己,中国虽然有那么多的院士,但在很多技术方面中国依然被“卡脖子”,想到这,彭练矛就觉得心情非常沉重。


尽管碳芯片的研究取得了里程碑式的成果,但距离大规模市场化应用还很遥远,国产碳芯片的发展之路还很漫长。彭练矛表示,会一如既往的在碳芯片领域投入全部心力,待核心技术成熟之后,将面向企业寻求合作或者转化,形成完善的产学研链条,以实现碳芯片的进一步发展。


参考资料:

北京大学新闻网.【院士风采2019】彭练矛:国产碳芯片发展的领军人

新华社.为了“中国芯”换道超车——北京大学科学家彭练矛的芯片强国梦

北京大学学报.那天,这位北大教授向总书记介绍了“领先世界的碳芯片技术”


(中国粉体网编辑整理/初末)

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