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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,國家重大基礎研究計劃(973計劃)項目首席科學家,陜西省科學技術協會副主席,國家有突出貢獻的中青年專家和微電子技術領域的著名專家。

勤思好學  厚積薄發

郝躍說,我們這一代人的命運始終與國家的命運緊緊聯系在一起。

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,父母雙雙受到沖擊,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技術,對于當時被稱之為"電工"的職業產生了濃厚興趣,但終未能如愿。1974年9月,在上山下鄉熱潮中,郝躍迎來了他人生的一個重要角色,知識青年上山下鄉當農民。

任何苦難和經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,郝躍被選為生產隊長,年少的他毅然擔當起了近百號人的生產隊掌門人,四時農耕,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地質隊,在地處西雙版納的艱苦環境里,一套他當年在知青點得到的數理化叢書,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學博士研究生。在這里,他不僅收獲了學業,也結識了日后對他人生產生重要影響的恩師,九三學社社員、數學家游兆永。導師嚴謹的治學精神,誨人不倦的科學態度,都對他成就今后的人生產生了重要影響。

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域的重要基礎學科,微電子技術是一個國家核心競爭力的體現,是綜合國力的標志。

上世紀80年代以來,信息科學技術蓬勃興起,作為信息時代技術基礎的集成電路——微電子技術成為熱門。這時,在微電子領域已嶄露頭角的郝躍敏銳地覺察到,傳統微電子技術研究已經遇到了問題。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合,兼具二者優勢,同時有很高的學術和應用價值。科技變革日新月異,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業全新一頁。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備。引進一套設備,當時需要700萬到800萬元人民幣。然而由于沒有研究基礎,還不能申請國家經費支持。

怎么辦?郝躍決定不等不靠,自己搭建一套設備。他從項目經費中擠出一部分,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并搭建材料研制平臺的艱苦歷程。

2001年,在郝躍的帶領下,我國第一代MOCVD(有機化合物化學氣相淀積)設備研制成功。這套后來被學生笑稱為“作坊”式的設備,滿足了材料生長、表征、測試等最基本研究需要。利用這套設備,郝躍培養出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。郝躍帶領他的團隊系統研究并揭示了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,顯著抑制了缺陷產生。在此基礎上,團隊成功建立第一代自主國產化MOCVD系統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。團隊自主研發的MOCVD系統及關鍵技術成功產業化,廣泛應用于GaN半導體微波器件和光電器件制造企業。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,被國際用戶評價為“特性達到國際前沿水平”,相關成果獲得了2009年國家技術發明二等獎。

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化GaN微波毫米波功率器件填補了國內空白,打破了發達國家技術封鎖與禁運,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、航空等系統中突出的薄弱環節。美國阿里安火箭100多次發射中有過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,團隊在他領導下,系統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,系統揭示了半導體器件退化與失效物理本質,提高了系統的可靠性。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構與制造工藝,使器件可靠性提高近2個數量級,這項成果成功用于國際知名集成電路制造企業的高可靠集成電路大生產。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獎。

郝躍牽頭完成的“氮化鎵基紫外與深紫外LED關鍵技術”項目,提出創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構,解決了材料生長、摻雜和紫外光提取效率等重大難題,獲得中國和美國發明專利授權 22 項,在信息產業、裝備制造、國家安全、醫療健康等領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稱號,淡泊低調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果。從他的老師開始,他們從1958年建立半導體專業開始,這個努力就沒有斷過,這是一個量變產生質變,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,放棄出任廳級領導職務的機會,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。今天的郝躍已經在世界微電子領域嶄露頭角,他作為首席科學家主持完成國家重大基礎研究(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。先后在國內外重要學術刊物發表論文300余篇,出版著作9部,獲得國家和國際發明專利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發展規劃綱要(2006-2020年)“核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件產品”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(電子科學與技術一級學科)召集人,陜西省科學技術協會副主席,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,在成就科學事業的同時,還時刻把目光投向他深愛的這片土地,關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。發揮身處教育科技領域這一優勢,在科技創新、科技成果轉讓、以及自主品牌創立等方面發表真知灼見,引起相關部門重視。

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,九三學社張開她溫暖的懷抱迎接這位優秀的新社員。

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,團結和帶領班子成員,傳承九三學社愛國民主科學光榮傳統,自覺擔負起中國特色社會主義事業的親歷者、實踐者、維護者、捍衛者的政治責任,認真履行參政黨職能,續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,承載了郝躍的事業和人生。衷心祝愿郝躍夢想成真,為我國的微電子事業,為我國的多黨合作事業做出新的更大的貢獻!(張雅寧)

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