梁佳博 馬佩軍 童浪 張進成 張玉明

【摘要】本文依據(jù)微電子學(xué)科專業(yè)的特點，結(jié)合我國當前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，通過寬禁帶半導(dǎo)體材料教育部重點實驗室過去十五年運行管理的探索，從團隊建設(shè)、平臺管理、人才培養(yǎng)和成果管理四個方面總結(jié)梳理，分別提出了凝聚高水平創(chuàng)新型研究團隊的途徑、保持科研平臺安全高效服務(wù)的機制、培養(yǎng)行業(yè)急缺高質(zhì)量工程人才的方案和推進標志性成果產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的措施。為進一步推動教育部重點實驗室在科研平臺高效管理、資源開放共享、創(chuàng)新型和復(fù)合型人才培養(yǎng)、促進成果軍民融合等提供經(jīng)驗借鑒。

【關(guān)鍵詞】教育部重點實驗室 ?科研平臺高效管理 ?軍民融合

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）40-0015-02

引言：教育部重點實驗室是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，其主要任務(wù)是面向科學(xué)前沿，聚集國家戰(zhàn)略需求和行業(yè)、區(qū)域發(fā)展需求，開展創(chuàng)新性研究，提高高等學(xué)校創(chuàng)新能力，推動學(xué)科建設(shè)發(fā)展[1]。寬禁帶半導(dǎo)體材料教育部重點實驗室獲批成立于2003年，依托于國家重點學(xué)科“微電子學(xué)與固體電子學(xué)”建設(shè)，實驗室堅持“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運行機制， 經(jīng)過近十五年的建設(shè)探索，實驗室在寬禁帶外延材料生長設(shè)備研制、GaN紫外光電、GaN微波功率器件、SiC電力電子器件等領(lǐng)域突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)。建成一條1500平米千級潔凈度寬禁帶半導(dǎo)體超凈研發(fā)線，擁有材料生長、器件研制和表征、系統(tǒng)集成測試等成套工藝儀器設(shè)備，是國內(nèi)半導(dǎo)體研究領(lǐng)域特色顯著的科研平臺。

實驗室針對團隊建設(shè)、平臺管理、人才培養(yǎng)、成果管理四個方面的探索和實踐，通過一系列機制創(chuàng)新、體系優(yōu)化、制度完善等舉措，凝聚了一支高水平創(chuàng)新型技術(shù)團隊、搭建了一套高效率服務(wù)型研發(fā)平臺、培養(yǎng)了一批高質(zhì)量復(fù)合型工程人才、推廣了一批高產(chǎn)出引領(lǐng)型應(yīng)用成果，極大的推動了我國寬禁帶半導(dǎo)體研究事業(yè)發(fā)展[2]。

1.面向國際，凝聚一支高水平創(chuàng)新型技術(shù)團隊

人才是創(chuàng)新之源，尤其是信息時代的發(fā)展，更離不開人才。在當今新一代信息技術(shù)革命趨勢下，對于人才的要求也越來越高，“多學(xué)科、創(chuàng)新性、全能型”等是新時代下高?？蒲袌F隊的突出特點[3]，本實驗室歷經(jīng)二十多年的團隊建設(shè)，通過“引進”與“培育”雙重途徑并重，面向核心基礎(chǔ)、學(xué)術(shù)前沿、海外人才，匯聚了一支由兩院院士領(lǐng)銜、“千人”、“長江”、“卓青”、“杰青”、“優(yōu)青”等各高層次人才組成的國際有影響力研究團隊。

1.1優(yōu)化人事聘任機制，融合跨學(xué)科人才

按照教育部重點實驗室運行機制，本實驗室采取了相對靈活的人員聘任機制，主要通過“固定人員”和“流動人員”雙軌聘任方式，豐富“科研實驗并重崗”、“科研崗”、“技術(shù)崗”等多種崗位形式，充分發(fā)揮實驗室人員聘任流動性，吸納電子科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、信息與通信工程、機械工程等跨學(xué)科人才，囊括微電子與固體電子學(xué)、集成電路工程、材料學(xué)、材料物理與化學(xué)和機械電子等專業(yè)，注重交叉學(xué)科的前沿技術(shù)探索，面向多學(xué)科工程領(lǐng)域和新型產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

1.2豐富團隊培育機制，注重國際化建設(shè)

實驗室作為解決國防和國家重點工程核心基礎(chǔ)技術(shù)的研究平臺，必須保持持續(xù)的創(chuàng)新動力，而這就需要設(shè)立科學(xué)有效的培育機制來提升團隊研究人員的能力，本實驗室構(gòu)建了“首席專家-領(lǐng)軍人才-學(xué)術(shù)帶頭人-優(yōu)秀中青年骨干-普通研究人員”五級金字塔團隊體系，通過“青年人才托舉計劃”、“企業(yè)掛職鍛煉項目”等舉措幫助成員快速成長，每年資助實驗室研究人員赴國外高校、研究機構(gòu)或者知名企業(yè)交流訪學(xué)。近十年內(nèi)培育了中科院院士、“長江學(xué)者”特聘教授、“國防卓越青年”、“杰出青年”等一批寬禁帶半導(dǎo)體研究領(lǐng)域知名專家，并獲得“國防科技創(chuàng)新團隊”稱號。

1.3緊密聯(lián)系行業(yè)發(fā)展，吸引產(chǎn)業(yè)鏈專家

2018年政府工作報告中將集成電路列為實體經(jīng)濟發(fā)展的第一位，可見微電子作為“國之重器”，必須實現(xiàn)自主可控，而產(chǎn)業(yè)應(yīng)用率低依然是我國自主研發(fā)芯片和器件面臨的問題。本實驗室與國內(nèi)科研院所、全產(chǎn)業(yè)鏈上中下游知名企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，有針對性聘任應(yīng)用單位知名專家擔任實驗室學(xué)術(shù)委員會委員，保證研究方向與行業(yè)需求一致;另外聘請中國電科、中航工業(yè)、華為、中興國際、英特爾等研究所和企業(yè)高級工程師為實驗室?guī)熒v學(xué)，促進實驗室對行業(yè)開放交流。

2.面向科研，搭建一套高效率服務(wù)型研發(fā)平臺

由于微電子專業(yè)研究對實驗場地、空氣潔凈度、環(huán)境等都有嚴格的要求，經(jīng)過十幾年的持續(xù)建設(shè)投入，本實驗室建成一條近1500平米的千級潔凈工藝線，最高潔凈度達百級，擁有成套工藝設(shè)備438臺套，設(shè)備原總價值近2億元，搭建GaN、SiC、金剛石、Ga2O3等寬禁帶以及超寬禁帶材料和器件的研發(fā)平臺，形成了從材料生長、器件研制至系統(tǒng)應(yīng)用的成套研發(fā)體系，特色顯著。目前每年運行維護費一千萬元，對于高校來說，搭建這樣一條超凈工藝線實屬不易。所以管理制度科學(xué)有效、人員職責分工明確以及安全責任落實到位才能保證研發(fā)平臺保持高效、穩(wěn)定運行，更好的為科研服務(wù)[4][5]。

圖1寬禁帶半導(dǎo)體超凈研發(fā)線工藝分布圖

2.1設(shè)備共享，建立開放高效的研發(fā)平臺

本實驗室對所有設(shè)備實行“統(tǒng)一管理、開放共享”的原則，每臺設(shè)備配備一名管理員和兩名操作員，普通設(shè)備操作員由研究生擔任，部分工藝技術(shù)要求高的設(shè)備（如光刻機）聘任專職工程師，由工程師帶領(lǐng)研究生負責操作。無論校內(nèi)外人員都可通過預(yù)約系統(tǒng)申請實驗，設(shè)備管理員確認工藝時間后，由工程師或操作員完成實驗，既保證了設(shè)備高效率使用同時也實現(xiàn)了大型儀器設(shè)備對外開放共享。

2.2協(xié)同服務(wù)，各體系技術(shù)人員緊密配合

本實驗室日常管理工作的重心主要在超凈室的運行管理，超凈室的運轉(zhuǎn)需要廠務(wù)工程師、工藝工程師、設(shè)備管理員、設(shè)備操作員、安全值班員等各體系協(xié)同工作、緊密配合，共同維護超凈室的安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，保障重大科研項目順利開展實施。

2.3落實責任，分區(qū)域承擔安全管理工作

微電子專業(yè)在科研實驗中需要用到許多特殊氣體和危險化學(xué)藥品，如笑氣、硅烷、丙酮等，所以實驗平臺安全工作復(fù)雜且責任重大[6]。本實驗室嚴格貫徹高校實驗室安全工作要求，成立了安全工作領(lǐng)導(dǎo)小組，建立了“實驗室-區(qū)域-房間-設(shè)備”四級安全體系，實行季度安全專項檢查工作，聘請值班員24小時負責安全監(jiān)控，對獲準進入超凈室工作的師生進行系統(tǒng)的安全培訓(xùn)，切實將安全責任落實到個人，提高安全意識。

3.面向行業(yè)，培養(yǎng)一批高質(zhì)量復(fù)合型工程人才

“人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一資源，也是制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸?！鼻迦A大學(xué)微電子研究所所長魏少軍教授介紹，按照2020年我國集成電路產(chǎn)業(yè)達到一萬億元產(chǎn)值來算，至少需要70萬名相關(guān)人才，但目前我國從事集成電路行業(yè)人員不到30萬人，缺口超過40萬人[7]。為解決高校人才培養(yǎng)存在與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的突出問題，本實驗室依托于西安電子科技大學(xué)國家示范性微電子學(xué)院，面向行業(yè)急需，制定了科學(xué)的培養(yǎng)機制，構(gòu)建了微電子學(xué)科實驗體系，注重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，為行業(yè)輸送了一批高質(zhì)量創(chuàng)新型和復(fù)合型工程技術(shù)人才。2017年12月本實驗室依托專業(yè)“微電子科學(xué)與工程”順利通過工程教育專業(yè)認證，標志著過去十年實驗室工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量獲得國際同行互認。

3.1多培養(yǎng)機制，提升學(xué)生綜合能力

（1）“理論+實驗”教學(xué)體系相補充

本實驗室按照教學(xué)大綱要求開展了微電子專業(yè)理論課程40門，同時注重對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，針對本科生開設(shè)了基礎(chǔ)實驗、虛擬仿真實驗、工藝實驗等幫助學(xué)生更好的理解專業(yè)基礎(chǔ)知識。同時建設(shè)了小規(guī)?？平倘诤铣瑑羰?，鼓勵高年級本科生參與項目研究，發(fā)表核心期刊學(xué)術(shù)論文。

（2）“校內(nèi)+校外”課程模式相配合

本實驗室與國內(nèi)同行研究所和企業(yè)廣泛合作交流，與中航工業(yè)631研究所、華為、中興、英特爾、紫光、深圳國微等成立了校外培養(yǎng)基地，鼓勵學(xué)生實習深造。另外設(shè)立了美國、法國、德國、日本、新加坡等國外交流項目，包括杜克大學(xué)、德累斯頓大學(xué)、早稻田大學(xué)、南洋理工大學(xué)等，聯(lián)合培養(yǎng)國際化人才，顯著提升學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。

3.2多評價體系，認定“第二張成績單”

本實驗室注重對學(xué)生的全面培養(yǎng)，提高綜合素質(zhì)，不單以考試成績區(qū)分學(xué)生的優(yōu)劣，通過認定學(xué)生的“第二張成績單”來科學(xué)有效的評價學(xué)生能力，建立多種評價體系。鼓勵學(xué)生參加各類型技能競賽，積極響應(yīng)國家“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”的號召，借助政策紅利支持師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，在每屆的“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中均取得不錯的成績，“易鎖寶”等優(yōu)秀參賽項目已經(jīng)陸續(xù)有產(chǎn)品投入市場?！暗诙埑煽儐巍辈粌H是對學(xué)生負責，也是對企業(yè)選用不同類型人才提供參考，更是對培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量嚴格把關(guān)。

4.面向產(chǎn)業(yè)，推廣一批高產(chǎn)出引領(lǐng)型應(yīng)用成果

基礎(chǔ)科學(xué)研究始終是為了得到產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，國內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)長期面臨著受制于人的困境，雖然近年來國家一直大力支持和引導(dǎo)芯片“國產(chǎn)化”，但是“國產(chǎn)”技術(shù)在民用市場卻始終存在“產(chǎn)業(yè)化緩慢”的問題，所以需要借助“政府搭臺、企業(yè)出錢、高校唱戲”的模式，將實驗室的技術(shù)盡快轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)，由產(chǎn)業(yè)試用后發(fā)現(xiàn)問題，進一步促進技術(shù)優(yōu)化和革新，使微電子產(chǎn)業(yè)化形成良性循環(huán)。近年來，本實驗室在寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化推進方面做了許多重要工作，持續(xù)進行技術(shù)轉(zhuǎn)化，也形成了一些“可復(fù)制可推廣”的經(jīng)驗。

4.1共建中試平臺，縮短轉(zhuǎn)化周期

微電子產(chǎn)業(yè)工藝復(fù)雜，新型芯片、器件量產(chǎn)應(yīng)用成本高，所以企業(yè)推廣國產(chǎn)芯片風險大，為了緩解上述矛盾，本實驗室聯(lián)合陜西省半導(dǎo)體優(yōu)勢資源，共建“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，由先導(dǎo)技術(shù)中心架起實驗室基礎(chǔ)科研和企業(yè)推廣應(yīng)用的橋梁，作為中試平臺解決小批量試產(chǎn)中的良率問題，降低量產(chǎn)風險成本，加快產(chǎn)業(yè)化周期。

4.2梳理典型成果，應(yīng)用重點工程

本實驗室設(shè)立了“寬禁帶材料生長方法與技術(shù)、器件與應(yīng)用研究、以及新型半導(dǎo)體器件與集成電路技術(shù)”三個主要研究方向，但是由于具體科研項目分散廣，所以需要整合研究成果并積極推進應(yīng)用到國防和國家重點工程中，形成一批標志性的研究成果，顯著提升實驗室社會影響力。目前，實驗室自主生產(chǎn)“GaN超高溫MOCVD設(shè)備”通過中國電科驗收使用;“高效GaN微波功率器件”已經(jīng)應(yīng)用到雷達和衛(wèi)星整機;“模擬前端集成電路系統(tǒng)與芯片化雷達”已經(jīng)應(yīng)用到浙江大華生產(chǎn)的高清安防系統(tǒng)。

4.3促進軍民融合，布局民用市場

寬禁帶半導(dǎo)體在民用市場擁有著數(shù)千萬億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但由于研發(fā)成本高、周期長，所以需要通過軍民融合，將已成熟的先進國防應(yīng)用技術(shù)有選擇性地向民用市場轉(zhuǎn)化。本實驗室瞄準紫外光電產(chǎn)業(yè)、5G通信等民用市場，逐步推進“氮化鎵基紫外與深紫外LED關(guān)鍵技術(shù)”和“高效氮化鎵功率器件關(guān)鍵技術(shù)”等成果向民用轉(zhuǎn)化，并支撐氮化鎵領(lǐng)域數(shù)十億元產(chǎn)業(yè)化項目。未來，寬禁帶半導(dǎo)體將作為信息技術(shù)革命的“核心”，將會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，而本實驗室將會繼續(xù)發(fā)揮在本領(lǐng)域的優(yōu)勢，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

總結(jié)：寬禁帶半導(dǎo)體材料教育部重點實驗室經(jīng)過近十五年的建設(shè)與探索，面向國防和國家重大需求戰(zhàn)略，結(jié)合微電子專業(yè)的特色，通過創(chuàng)新人才聘任機制、完善管理制度、持續(xù)改造科研平臺，凝聚了一支國際化高水平研究隊伍，保障了科技重大專項等國家級項目順利開展，取得了一批標志性研究成果，為微電子行業(yè)輸送了大批優(yōu)秀的工程技術(shù)人才，實驗室已建設(shè)成為我國專門從事寬禁帶半導(dǎo)體科學(xué)研究、人才培養(yǎng)的基地。

新時代背景下，本實驗室將會以習近平總書記重要講話：“真正的大國重器，一定要掌握在自己手里。核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，化緣是化不來的，要靠自己拼搏?！睘橹笇?dǎo)，不忘初心，砥礪前行，優(yōu)化實驗室運行管理機制，提高科研平臺服務(wù)效率，發(fā)揮實驗室在寬禁帶半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的優(yōu)勢，積極對外開放交流，持續(xù)推動成果軍民融合，圍繞“大平臺、大團隊、大項目、大成果、大服務(wù)”為建設(shè)目標，繼續(xù)為“國產(chǎn)芯”事業(yè)的奮力追趕而奮斗。

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作者簡介：

梁佳博（1992.5-），男，漢族，陜西榆林市人，西安電子科技大學(xué)助理工程師，碩士，研究方向為科研管理。