教育部“长江学者”特聘教授黄风义博士率领东南大学一个课题组,在爱斯泰克公司等单位的合作支持下,在微电子和集成电路器件模型领域取得重大突破,成果在相关领域国际最权威的《固态线路杂志IEEE JSSC》2006年10月刊发表。这是微电子器件模型领域首次全部作者以国内为依托单位在此杂志发表文章。
背景介绍:
黄风义教授[1]系教育部“长江学者”特聘教授,现任职东南大学信息科学和工程学院。
过去几年间,随着中国大陆微电子工艺技术的发展,以及通过和台湾及国际上先进生产线的合作,中国大陆在超大规模集成电路芯片领域取得了很大成就,已经有多款芯片实现自主设计和国产化并进入国际市场。然而,因为长期以来我国超大规模集成电路工艺技术的相对落后,在最尖端的科研和技术领域,特别是在超大规模集成电路的器件模型领域,一直和国际先进水平有比较大的差距。由美国电气电子工程学会主办的《固态线路杂志》[2]是集成电路领域国际最权威的杂志,主要报道代表国际最前沿的研究和技术成果。在本论文发表前,在微电子和集成电路器件模型领域中国尚没有以大陆为唯一或者主要依托单位的作者在此杂志上发表论文[3]。
黄教授课题组所开展的工作是关于超大规模集成电路特别是射频集成电路中广泛应用的在片元器件 – 电感元件的模型研究。课题组在国际上首先提出了一种新型电路模型,可以有效地描述电感元件的非对称性,并提出了一种物理理论可以定量地计算非对称系数。在此基础上,进一步开发了一种全新的电感元件模型参数提取的解析算法。所开发的特征函数法可以避免传统的数字叠代拟合算法中经常发生的多值解以及不收敛等问题。所创立的模型,包含了目前所了解的各种主要寄生效应,结合所引入的非对称性和解析算法,可以为电感元件提供目前国际上最先进的模型和最高精度的仿真结果。这对电感元件的模型研究和性能优化,以及采用电感元件的射频集成电路的设计都将有重要的意义。此方法将可以作为软件模块,直接嵌入目前国际上标准的器件模型和参数提取的软件平台,如Agilent公司针对射频器件模型提取的IC-CAP以及ADS中。此项成果,在具有重大的科研价值的同时,也具有直接的技术和产业应用价值。
此项成果是黄风义教授[4]的课题组在爱斯泰克(上海)高频通讯技术有限公司和北京大学微电子学研究所的合作下取得的。虽然对于国际微电子和集成电路领域,此项研究成果只是一个特殊方面的阶段性突破,但却从一个侧面反映了我国科研工作者和工程技术人员在相关领域向国际一流水平目标奋斗的决心和在此过程中所做出的不懈努力。
附注
[1] 黄风义教授本科毕业于北京大学物理系。硕士毕业于复旦大学物理系理论物理专业,师从我国物理学界量子力学领域的著名学者周世勋教授。后赴美国留学,在以工程专业享有盛誉的伊利诺斯大学香槟分校(UIUC)获得工程博士学位。毕业后,在美国加州大学落杉矶(UCLA)分校做博士后研究。随后,加入美国纽约的IBM高等半导体技术中心任高级工程师。在IBM期间,从事锗硅BiCMOS技术的开发,作为项目组第一位大陆华人,为开发国际上最先进的锗硅BiCMOS技术作出了重要贡献。曾获得IBM微电子部总经理的杰出贡献奖。被授予9项美国专利。黄博士2001底回国发展,曾受聘中国科学院“”特聘研究员,2003年受聘教育部“长江学者”特聘教授。
黄教授在过去20年间,在国际一流杂志或者学术会议上发表了50多篇学术论文,其中30多篇是第一作者。发表的论文中包括物理方面最著名的 《物理评论通讯 (Phys. Rev. Lett) 》(两篇),微电子器件领域最有影响的《国际电子器件年会报告文集(IEEE IEDM) 》(两篇),《应用物理通讯 (Appl.Phys.Lett.) 》(14篇),及Phys. Rev., J. Appl., Phys, J. Phys., IEEE Photonic Technology Letters, IEEE TMTT, IEE Electronics Letters,Solid State Electronics和Physics Letters等30篇。以及即将发表的集成电路领域国际最有影响的《固态线路杂志》。
黄教授主要工作包括:
在国际上首先提出低维超晶格系统的表面量子态理论,是1930年代Tamm在固体物理中首先提出一种固体表面态(称为所谓的Tamm态)但却从未被实验证实以来,相关理论的一个重要进展。所预言的量子态被随后的实验证实。
在纳米可协变衬底领域发表的Phys. Rev. Lett等刊物上的工作,在《世界科学出版社》社长所发的综述文章约稿邀请函中被评价为“具有很大意义和非常重要的工作”。
此外,在英国物理学会出版社出版的《薄膜工艺和技术手册》上著有两章有关锗硅器件和工艺技术的专著章节。
[2] IEEE Journal of Solid-state Circuits创刊于1966年。
IEEE: Institute of electrical and electronics engineers
美国电气电子工程学会
或翻译成:美国电机电子工程师协会
JSSC: 固态线路杂志
或翻译成:固态电子线路杂志
[3] 2004年11月,清华大学微电子所发表了中国大陆10年来第一篇JSSC论文 (Solid- State Circuits, IEEE Journal),论文是有关超大规模集成电路一款图象芯片的设计:“A VLSI Architecture of JPEG2000 Encoder”。
[4] 黄风义教授部分发表论文目录
Selected publications from Dr. Huang
[1] F. Y. Huang, Physical Review Letters, Vol. 85(4), pp. 784-787, Jul. 2000.
[2] F. Y. Huang, Physical Review Letters, Vol. 85(20), pp.4411, Nov. 2000.
[3] G. Freeman, D. Ahlgren, D. Greenberg, R. Groves, F. Y. Huang, et al.,
IEEE Int. Electron Device Meeting (IEDM), Washington, DC, pp.569-572, 1999.
[4] F. Y. Huang, et al, IEEE IEDM, Technical Digest, USA, pp.665-668, 1996.
[5] F. Y. Huang and K. L. Wang,
Philosophical Magazine Letters, Vol. 72(4), pp.231-237 , Oct. 1995.
[6] F. Y. Huang, Physics Letters A, Vol.273(4), pp.252-257, Aug. 2000.
[7] F. Y. Huang, Applied Physics Letters, Vol. 76(21), pp .3046-3048, May 2000.
[8] F.Y. Huang, et al., IEEE Photonic Technology Letters, Vol.9(2), pp.229-231, Feb. 1997.
[9] F. Y. Huang, and K. L. Wang,
Applied Physics Letters, Vol. 69(16), pp.2330-2332, Oct. 1996.
[10] F. Y. Huang, X. Zhu, M. O. Tanner, and K. L. Wang,
Applied Physics Letters, Vol. 67(4), pp.566-568, July 1995.
[11] F. Y. Huang, et al., H. Morkoc, Electronics Letters, Vol.31(8), pp.683-684, April 1995.
[12] F. Y. Huang and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett., Vol. 64(4), pp.405-407, Jan. 1994.
[13] F. Y. Huang, et al., Appl. Phys. Lett., Vol.63(12), pp.1669-1671, Sep.1993.
[14] F. Y. Huang, et al., Appl. Phys. Lett., Vol. 63(2) , pp.141-143, July 1993.
[15] F. Y. Huang, et al., Appl. Phys. Lett., Vol.60(6), pp.710-712, Feb. 1992.
[16] F. Y. Huang, Appl. Phys. Lett., Vol. 57(21), pp.2199-2201, Nov. 1990.
[17] F. Y. Huang, Appl. Phys. Lett. , Vol. 57(16), pp.1669-1671, Oct. 1990.
[18] F. Y. Huang, Appl. Phys. Lett. , Vol. 56(23), pp. 2282-2284, June 1990.
[18] F. Y. Huang, Physical Review B, Vol. 41(18), pp. 12957-12959, June 1990.
[19] F. Y. Huang, et al., Solid State Electronics, vol.49, No.3, pp.473-478, March 2005.
[20] F. Y. Huang,et. al., IEEE TMTT, Volume: 54, pp. 115- 119, Jan. 2006.
Book chapter:
1. F. Huang, “Silicon cleaning for ULSI and CVD,”Book chapter
《Hand book of Thin Film Process Technology》, IOP publishing, England, 1999。
2. F. Huang, B. Jalali, “SiGe superlattice: photonic applications,”Book chapter
《Hand book of Thin Film Process Technology》, IOP publishing, England, 1997.