2019年12月4日17時10分,“中國功率器件領路人”陳星弼在四川成都逝世,享年89歲。
陳星弼,1931年1月出生于上海,1952年畢業(yè)于國立同濟大學電機系,先后在廈門大學、南京工學院及中國科學院物理研究所工作,1956年開始在電子科技大學任教,1999年當選中國科學院院士。他是國際半導體界著名的超結結構(Super Junction)的發(fā)明人,該發(fā)明被稱為“功率器件的新里程碑”,其美國發(fā)明專利已被超過550個國際專利引用。2018年,在功率半導體領域最頂級的學術年會上,陳星弼院士入選ISPSD首屆名人堂,成為國內首位入選名人堂的華人科學家。
陳星弼院士的主要科研成就
五十年代末,對漂移晶體管的存貯時間問題在國際上最早作了系統(tǒng)的理論分析。提出新的電荷法基本方程、不均勻介質中鏡象電荷方程等。八十年代以來,從事半導體電力電子器件的理論與結構創(chuàng)新方面的研究。從理論上解決了提高p-n結耐壓的平面及非平面工藝的終端技術問題,作出了一些迄今唯一的理論分析解。在解決MOS功率管中降低導通電阻與提高耐壓之間的矛盾問題上作出了系列重要貢獻。發(fā)明了耐壓層的三種新結構,提高了功率器件的綜合性能優(yōu)值,其中橫向耐壓層新結構在制備工藝上與常規(guī)CMOS和BiCMOS工藝兼容,有利于發(fā)展耐高壓的功率集成電路。
陳星弼在新型功率(電力電子)器件及其集成電路這一極其重要領域中,做出了一系列重要的貢獻與成就。他率先在中國提出立項并作為第一主研完成了VDMOST、IGBT、Offset-GateMOST、LDMOST、SPIC及RESURF、SIPOS等器件及有關技術。他對垂直型功率器件耐壓層及橫向型功率器件的表面耐壓區(qū)唯一地作出了優(yōu)化設計理論且得到實際應用。對功率器件的另一關鍵技術——結終端技術——作出了系統(tǒng)的理論分析及最優(yōu)化設計方法并應用在各種電力電子器件的設計中取得良好的效果。 他還提出了斜坡場板這一新結構的理論。他的三項重要發(fā)明能使電力電子器件在一個新的臺階上發(fā)展。這些發(fā)明打破了傳統(tǒng)極限理論的約束,使器件的電學性能得到根本性的改進。第一種第二種發(fā)明突破了高速功率MOS高壓下導通電阻極限理論,得到新的極限關系。第一種發(fā)明被Siemens公司實現(xiàn),98年在國際電子器件會議(舊金山)發(fā)表。第二種發(fā)明及第三種發(fā)明已在國內實驗成功。根據第三種發(fā)明來制造高壓(功率)集成電路中的橫向器件,可以在工藝上和常規(guī)的CMOS及BiCMOS工藝兼容,使這種電路不僅性能優(yōu)越,而且成本節(jié)省,可立足國內,并正在走向產品開發(fā),獲得國家發(fā)明獎及國家科技進步獎二項,省部級獎十三項。
以下是陳星弼院士經歷,摘自百度百科
1931年1月28日,陳星弼出生在一個官宦之家,祖籍浙江省浦江縣青塘鎮(zhèn)。祖父曾為清朝武舉人,父親陳德征因家庭貧窮靠勤工儉學就讀于杭州之江大學化學系。母親徐呵梅是浙江余姚人,由于小時聰穎過人,外祖父不僅特許不纏小腳,還允許讀書,直至進入上海大學讀文學。五四運動時,陳星弼的父親成了杭州學生領袖之一,從此進入政界,也曾算得一個紅人。但不久得罪于蔣介石,被摘了烏紗帽,且被軟禁。這時陳星弼出生了,因此取有小名“難兒”。陳星弼3歲時,眼見哥哥姐姐上學,吵嚷著要讀書,居然獲得特許,進了小學。此后,父母年年勸其留級,他卻能堅持著學下去。6歲時,日寇侵華烽火蔓至上海,他隨父母先遷至余姚,后又至浦江,最后輾轉到重慶。不久,為躲避日機轟炸,舉家遷到合川。他從8歲開始就離家在鄉(xiāng)下小學住宿,養(yǎng)成了能吃苦和獨立生活的習慣,也深受抗日救國的思想教育。
小學畢業(yè)時,他成績名列前茅。抗戰(zhàn)時生活極為艱苦,他也曾想停止讀正規(guī)學校,早點謀出路。但父親因宦海沉浮之經歷,堅持讓他繼續(xù)讀書,學到科學技術而為國家做實事。再加上他一直進的是國立中學,包括生活費在內一概公費,因此沒有中斷學習。
家庭對他最大的影響是,學問必須靠自己努力取得。當抗戰(zhàn)勝利第二年他從內地轉讀上海敬業(yè)中學時,許多功課都很吃力。但有一天教物理的居小石老師突然向全班說:“你們都應該向陳星弼學習。他的習題明顯都是自己一人做的。不管做得錯或對,都有他特別的做法,而且愈做愈好。”他還鼓勵陳星弼一輩子要做傻瓜(老實人)。老師的這些話使陳星弼受用一輩子。
1947年,他考取了同濟大學電機系,并獲得獎學金。他的學習從來不拘一格。人在電機系,卻去旁聽物理系及機械系的課,而工程力學及畫法幾何又學得比電機系的主要課程還好。他學過小提琴,而且能背出許多古典交響樂的曲譜。他也看過唯心主義的哲學書籍,以致在新中國成立后他經過一番艱難思想斗爭才接受了唯物主義。他對別人說,他相信自己的唯物主義思想比較牢固,因為這是經過斗爭得來的。
1952年,畢業(yè)于同濟大學電機系。
1952年大學畢業(yè)后,他被分配到廈門大學電機系當助教。第二年,遇二次院系調整,轉到南京工學院無線電系。在那里,他輔導了幾年電工基礎課。
1956年,黨中央號召向科學進軍。當時他已被指定到新成立的成都電訊工程學院(簡稱“成電”,現(xiàn)電子科技大學)去工作,同時也給了他進修新學科的機會。他選擇了到中國科學院應用物理研究所進修半導體。這一決定確定了他以后的發(fā)展方向。他在該所兩年半的時間內,一邊工作,一邊自學了從物理系四大力學到半導體有關的專業(yè)課,寫出了當時才出現(xiàn)的漂移晶體管中關于存儲時間的論文。該文后來出現(xiàn)在Prichard著書的參考文獻中,由此可知是該方面最早的工作。
1959年,他回到成電。改革開放前,由于家庭出身原因,他始終是受命去教書。他認為要教好書,不僅要把所教內容融會貫通,還要考慮學生如何能最好地接受。他甚至為講一句話或一段話都要事先琢磨很久。因此他上課時不需講稿,只帶一張香煙盒大小的紙,寫一點備忘綱要即可,他的教課深受學生稱道。教書也使他自己打下了更好的科學基礎。
1970年,國家電視攻關中,他被派往工廠支援研制氧化鉛攝像管,得知國外已研制硅靶攝像管,建議研制這種新攝像管并獲四機部批準。但是好景不長,才初見該管可出圖像,他就被首批點名去五七干校勞動,直至愛人病發(fā)而調回。
1980年,他被派往美國俄亥俄州大學做訪問學者,但因專業(yè)不吻合,于1981年初轉到加州大學伯克利點校,開始進行新型半導體功率器件的研究。1983年回國后被選為系主任,不久建立了微電子研究所。他為了國家及本單位的需要,徹底放棄了從事基礎物理的念頭,以MOS型功率器件為主要研究方向。在他率領下,在中國首次研制了VDMOST、IGBT、LDMOST、MCT、EST等器件并開發(fā)了相關技術。
1980年美國俄亥俄州大學作訪問學者。
1981年,加州大學伯克萊分校作訪問學者、研究工程師。
1983年,任電子科技大學微電子科學與工程系系主任、微電子研究所所長。曾先后被聘為加拿大多倫多大學電器工程系客座教授,英國威爾斯大學天鵝海分校高級客座教授。
1993年后,他從事功率集成電路的研究。在10年前有人提出過將半導體微電子電路與功率器件同時做在一塊芯片上會帶來容易實現(xiàn)各種保護及控制的好處。由于世界上有近四分之三的電能是通過半導體功率器件來轉換其形式后才可以使用的,因此國外有人預言做在一塊芯片上會引起所謂“第二次電子革命”。它和集成電路的發(fā)展引起的信息時代的到來——又被稱做第一次電子革命,有同樣的重要性。但是國際上制造的功率集成電路采用了復雜的工藝,而且電學性能不夠好,造成其性能價格比甚低,從而第二次電子革命的進展甚慢。他的兩個表面耐壓層結構的新發(fā)明解決了在普通集成電路上做功率器件的問題,不僅制造功率器件的工藝與普通集成電路的工藝全兼容,而且所做功率器件電學性能特別優(yōu)良,阻礙第二次電子革命迅速發(fā)展的桎梏也將會因此而被打破。他最大的希望是這個成就在中國開花結果,使中國在該領域居于世界領先的地位。 [2]
1999年,當選中國科學院院士。5月10日至14日,功率半導體領域最頂級的學術年會——第二十七屆國際功率半導體器件與集成電路年會(IEEE ISPSD 2015)在中國香港舉行。我校陳星弼院士因對高壓功率MOSFET理論與設計的卓越貢獻獲得大會頒發(fā)的最高榮譽“國際功率半導體先驅獎”(ISPSD 2015 Pioneer Award),成為亞太地區(qū)首位獲此殊榮的科學家。
2001年,陳星弼加入九三學社。
2018年,在功率半導體領域最頂級的學術年會上,陳星弼院士入選ISPSD首屆名人堂,成為國內首位入選名人堂的華人科學家。