三是滿足人民強(qiáng)烈的物質(zhì)和精神生活需求。今天，每個(gè)人都離不開手機(jī)、電腦，以及互聯(lián)網(wǎng)等，這些不同的產(chǎn)品都有共同的支撐，那就是芯片?？梢哉f，凡是與我們生活密切相關(guān)的電子產(chǎn)品，大都離不開微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
四是微電子技術(shù)使我們的國(guó)防變得更加強(qiáng)大。從裝備層面講，國(guó)家國(guó)防依靠的就是高端電子裝備，比如衛(wèi)星、導(dǎo)彈、雷達(dá)，以及航空母艦、核潛艇、預(yù)警機(jī)等等，這些裝備的生產(chǎn)都離不開微電子技術(shù)的進(jìn)步。可以說，正是微電子技術(shù)使得我們的國(guó)防變得更加強(qiáng)大，它功不可沒。
以上四點(diǎn)是我們對(duì)微電子技術(shù)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，不過今年6月份以來，世界各國(guó)關(guān)注的美國(guó)棱鏡事件曝光，大家對(duì)微電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)又上升到了一個(gè)新的高度，這就是國(guó)家安全。
我們突然發(fā)現(xiàn)，誰(shuí)掌握了我們的芯片，誰(shuí)掌握了我們的軟件，誰(shuí)就掌握了我們的信息空間，就在相當(dāng)程度上掌控了我們。信息空間雖然呈現(xiàn)為多維的、抽象的、不可見的，但卻實(shí)實(shí)在在地影響著我們的生活，它比一個(gè)實(shí)體空間更重要，人們?cè)谶@個(gè)空間一旦失去自由，就惶惶不可終日，沒有安全感。過去我們對(duì)賽博空間(Cyberspace)沒有強(qiáng)烈的概念，這次的棱鏡事件對(duì)全世界人民都有了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的和直接的感受。
《西電科大報(bào)》：郝教授，剛才談到您從事的微電子學(xué)研究領(lǐng)域，能否說說您的研究工作歷程？
郝躍：留校工作以后，我一直在微電子領(lǐng)域做研究，先后做了下面這些事情：最開始是集成電路芯片設(shè)計(jì)和研制，我們從低頻低噪聲運(yùn)算放大器做起，這個(gè)項(xiàng)目獲得過電子部的科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) （1987年），這個(gè)時(shí)間大概不到10年；后來我開始研究半導(dǎo)體器件的可靠性和集成電路的可制造性，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)Π雽?dǎo)體器件的機(jī)理和設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究，獲得的第一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)（1998年）就是在這個(gè)領(lǐng)域。上世紀(jì)90年代后期，從國(guó)家的急需和國(guó)際半導(dǎo)體科技發(fā)展兩方面，我們開始轉(zhuǎn)向重點(diǎn)研究第三代半導(dǎo)體材料和器件，也就是寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件的研究?！皩捊麕О雽?dǎo)體”和“寬帶隙半導(dǎo)體”意思是一樣的，所以我們實(shí)驗(yàn)室的名稱就叫 “寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，同時(shí)也是 “寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室”。
我在寬禁帶半導(dǎo)體方面主要是研究低缺陷高質(zhì)量的氮化物半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)方法及材料生長(zhǎng)機(jī)理，氮化物微波毫米波器件與單片集成電路,微波和毫米波的波段從通信到雷達(dá)，這些器件在寬帶通信和國(guó)防信息化裝備方面有重要需求，最近我們的太赫茲器件研究有了很好的進(jìn)展，并且在國(guó)際上有了重要的影響。另外，我們的氮化物短波長(zhǎng)LED研究也很有特色，2000年左右研究藍(lán)光發(fā)光器件，現(xiàn)在的重點(diǎn)研究紫外和深紫外的LED器件，并且開始得到了規(guī)?；瘧?yīng)用。氮化物包括了氮化鎵、氮化鋁、氮化銦等材料，氮化物材料可以是二元化合物，也可以構(gòu)成三元、甚至四元化合物材料，不同結(jié)構(gòu)的材料性能有很大差異，研究非常有趣，在這個(gè)未知的世界里，你的想象是可以翱翔的?？傊?，我的研究工作還是比較基礎(chǔ)性的，同時(shí)這些材料都有很好的應(yīng)用背景和市場(chǎng)潛力。
《西電科大報(bào)》：請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹一下三代半導(dǎo)體技術(shù)，以及他們?cè)诓煌瑫r(shí)期的發(fā)展及應(yīng)用情況？
郝躍：這里先明確一個(gè)概念，我們之所以對(duì)半導(dǎo)體分一代、二代、三代，不是按材料重要性來劃分那一代材料，主要是從它產(chǎn)生的時(shí)間來說的。因此，從時(shí)間上說，半導(dǎo)體材料發(fā)展到今天，基本上被分為了三代。
第一代半導(dǎo)體材料主要以硅、鍺為主。20世紀(jì)50年代，鍺在半導(dǎo)體中占主導(dǎo)地位，主要應(yīng)用于低壓、低頻、中功率晶體管以及光電探測(cè)器中，但鍺半導(dǎo)體器件的耐高溫和抗輻射性能較差，到60年代后期逐漸被硅器件所取代。用硅材料制造的半導(dǎo)體器件，耐高溫和抗輻射性能較好。此外，硅由于其含量極其豐富，提純與結(jié)晶方便，二氧化硅薄膜的純度很高，絕緣性能很好，這使器件的穩(wěn)定性與可靠性大為提高。因此，硅已成為應(yīng)用最多的一種半導(dǎo)體材料。因此可以說，我們所用的電子產(chǎn)品幾乎90%都是基于硅材料的，集成電路的99％都是用硅半導(dǎo)體材料制造的。以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體工業(yè)，創(chuàng)造了一個(gè)全新的信息時(shí)代，我們已經(jīng)生活在“硅時(shí)代”。今天，全世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總共有3000億美金的產(chǎn)值，其中1900億美金以上的市場(chǎng)都在中國(guó)。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，最近幾年我們進(jìn)口的半導(dǎo)體芯片總值是第一位的，超過了石油的進(jìn)口總值。
第二代半導(dǎo)體材料主要以砷化鎵、磷化銦為主。20世紀(jì)90年代以來，隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展、以光纖通信為基礎(chǔ)的信息高速公路和互聯(lián)網(wǎng)的興起，以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭角。砷化鎵、磷化銦等材料適用于制作高速、高頻、大功率以及發(fā)光電子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及發(fā)光器件的優(yōu)良材料，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊、光通信、GPS導(dǎo)航等領(lǐng)域。
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