陈帆：“后摩尔时代”技术创新领军人 推动中国半导体行业产学研高效协同

　　随着5G应用、新能源汽车及充电桩、智能装备制造、物联网、新能源发电和轨道交通等新兴应用领域蓬勃发展,半导体器件的需求将进一步增长,开发出更具市场竞争力的工艺平台和研究出更高性能的半导体器件可谓刻不容缓。如今,传统制程工艺已无法满足市场对于高性能芯片的需求,以完全架构创新为代表的“超越摩尔定律”(More than Moore)正在成为高性能半导体技术发展的重点指导原则。

　　More than Moore是“后摩尔定律时代”下半导体产业的三大发展方向之一,其旨在突破“摩尔定律”(Moore's law)一味追求更小的工艺节点以提高集成度实现提升性能、降低成本的技术发展路径和战略,而是强调在已有工艺基础上将各种技术进行整合,并探索和发展多元化的技术和产品。如何在后摩尔时代下打破传统的技术限制?已成为半导体学界和业界共同面对和追寻的一项重要问题。

　　为了加强半导体产业链各细分领域科研院所、企业间的交流合作,共同推动产业创新与协同发展,促进半导体企业与科研院所、高等院校之间的产学研合作,国家集成电路创新中心、复旦大学光电研究院等单位于近期共同举办了“2024中国检测技术与半导体应用大会”,该会议集结了来自中国科学院微电子研究所、中国科学院半导体研究所、北京大学、清华大学、复旦大学等50多所高校科研院所的专业人士以及来自半导体制造企业、半导体检测企业的领军人物,其中,中国功率半导体器件研发专家,安世半导体 (上海)有限公司中国区MOSFET研发中心产品研发总监陈帆受邀出席了大会并在会上作出了精彩分享。

　　陈帆指出:“在智能技术和芯片技术高速发展的时代背景下,后摩尔时代的半导体材料与元器件技术已成为推动新一代技术产业革命的关键。”对此,陈帆在会上分享出了他带领安世半导体MOSFET研发团队基于后摩尔时代先进封装技术及新材料所设计研发出的功率屏蔽栅MOSFET和高压超级结MOSFET等等。陈帆还在会上强调了后摩尔时代下,半导体材料与器件相关学科交叉融合的重要性和必要性,并以最新的学术研究成果为与会人士带来了积极的启发。

　　作为深耕半导体研发领域25年的资深专业人才,陈帆多年来紧跟后摩尔时代的步伐,持续以丰富的学术研究拓宽“More than Moore”的边界,并以出色的创新研发实力为中国半导体产业的智能化与绿色升级做出了重要贡献。

　　半导体复合型人才

　　聚焦多学科交叉融合

　　陈帆,博士毕业于复旦大学微电子学院微电子学与固体电子学专业,国家“十一五”、“十二五”发展规划半导体工程项目主持人,主导高性能0.18/0.13um SiGe BiCMOS射频工艺技术平台的问世,累计取得中国发明专利、美国发明专利近100项,撰写学术论文十余篇,包括《基于氮化镓器件的高功率密度AC-DC变换器设计研究》、《基于PIN二极管的可重构缝隙双频天线》、《MOSFET半桥模块热可靠性研究》等,相关研究获全球高影响力学术期刊《电子材料学报》、《美国电化学学会杂志》公开发表。陈帆拥有丰富的半导体行业巨头从业经验,曾先后于中芯国际(00981.HK)、格芯GlobalFoundries(NASDAQ:GFS)、台积电(TSMC)担任技术开发经理及高级研发经理,自2021年加入安世半导体 (上海)有限公司后,陈帆负责带领企业中国区MOSFET研发团队进行硅基半导体功率器件的产品研发以及拓展第三代半导体方向等工作。

　　在“2024中国检测技术与半导体应用大会”中,陈帆首先指出了交叉学科在后摩尔时代所发挥的关键作用。他表示:“众所周知,芯片制造在半导体产业链占有重要地位,其涵盖光刻、刻蚀、薄膜等前后端制造工艺,而这些工艺中又包含了物理、化学、数学等各项学科,因此,交叉学科在芯片制造全工艺中发挥着十分重要的作用。”陈帆紧接着强调了成套工艺的重要性,他表示:“成套工艺是芯片制造的一个集中体现,也是提升芯片整体良率的关键,通过成套工艺,可以将离散的交叉学科更好的凝聚起来。”“因此,半导体产业要想取得更好的发展,必须要加强产业与科研的结合、产业与教学的结合,以及教学与科研的结合。”陈帆总结道。

　　作为国家半导体领域的尖端复合型人才,陈帆不断深耕半导体新材料科学发展战略思考与创新实践,在学术领域,他不断突破创新,积极探寻不同材料对半导体光电特性所带来的影响。在“2024中国检测技术与半导体应用大会”上,陈帆分享了自己最新取得的学术成果 《二维宽禁带半导体GaN的光电性质研究》。在这项研究中,陈帆利用智能材料模拟软件深入研究了新型半导体材料GaN(氮化镓)掺杂Al(铝)、In(铟)后所产生的光电特性变化。GaN属于第三代半导体材料,因具备禁带宽度大、热导率高、抗辐射性强等优势而成为全球最热门的半导体材料之一,近年来,学术界和产业界纷纷将GaN材料和GaN基HEMT器件作为重要研究领域。

　　在针对GaN材料光电特性的研究过程中,陈帆发现,在对GaN掺杂Al后,Al浓度的增加将导致GaN的初始峰向着高能方向所移动,由此可以得出,Al有助于增强GaN的电子跃迁能力。最终,陈帆通过《二维宽禁带半导体GaN的光电性质研究》证实了Al掺杂对GaN光电性质具有显著的调控作用。陈帆的这项研究为微电子前沿研究再上新高度带来了重要的参考价值,同时也为半导体产业利用GaN材料实现超越摩尔技术路线带来了积极的推动作用。

　　引领人才队伍创新研发

　　赋能宽禁带半导体产业链

　　在实际工作中,担任安世半导体中国区MOSFET研发中心产品研发总监的陈帆为企业组建出了一支涵盖微电子、物理、化学、材料等专业人才的高质量研发团队。陈帆一面带领研发团队深入聚焦超越摩尔定律的核心研究内容和重要前沿进展,持续培养研发团队提升理论及实践能力,另一方面带领研发团队围绕超越摩尔定律的低功耗、多样化、智能化器件及材料、架构等进行研发设计,在研发过程中为团队成员提供各项技术指导支持。目前,陈帆正在带领团队在硅基屏蔽栅型MOSFET、双向MOSFET、深沟槽超级结等领域推出新研发的产品以及申请新的发明专利,同时在宽禁带半导体领域进行研发,包含GaN-ON-Si HEMT(高电子迁移率晶体管)、GaN-ON-GaN功率MOSFET等一系列方向。

　　陈帆表示:“后摩尔时代为半导体企业及人才带来了更大的发展机遇和创新空间,同时也赋予了我们研发者更重要的使命。作为安世半导体中国区MOSFET研发团队的带头人,我将不断为团队提供先进的理论与实践指导,努力带领团队在高迁移率与高态密度的新材料、高密度集成新方法等方面进行突破,推动中国半导体产业在后摩尔时代迈向新高度。” (文/金明)

责任编辑：李玥