受我院集成电路工程系余国义老师和王超老师的邀请,南方科技大学深港微电子学院张国飙教授于2019年9月2日做客光电信息大讲堂,在西一楼一楼大会议室作了题为“三位集成的过去与未来(3-D Integration: Past and Future)”的学术讲座。此次学术报告吸引了光学与电子信息学院众多师生的参加,整个会议室座无虚席,有些同学甚至蹲着、站着来听这场学术报告。
在热烈的掌声中,余国义老师隆重介绍了本期嘉宾张国飙教授。张教授首先介绍了南方科技大学深港微电子学院的现状,包括其师资力量,政策待遇和面向国际的教育模式,南科大作为一所新型学校,地处深圳,有着天然的资源优势,这一点让在座的师生们羡慕不已。在接下来的报告中,张教授从半导体的定义开始,讲到晶体管的发展历程,并引申到国内外半导体行业的发展现状,并强调在现如今国内落后于国际水平的大背景下,我们应该吸取教训,着眼于未来,着眼于未来的三维集成。
张教授以“什么是半导体?”这一问题开始,以生动形象的方式引申到晶体管的重要性,随即,又从漏电流的角度出发,指出晶体管的发展历程是不断抑制漏电流的过程,从应用最广泛的MOSFET到现如今最前沿的FinFET,随着沟道尺寸的不断减小,器件漏电流的存在也越来越不能忽视,所以一次又一次的新的技术被发明出来,一直到目前最先进的立体晶体管(FinFET),张教授还十分幽默地称FinFET为“卡脖子晶体管”,卡脖子不仅体现了器件结构上像是卡着脖子,更体现在国内半导体技术在FinFET上被卡住了脖子,这一形象的表述一语双关,引人深思。
紧接着,张教授结合他之前在工业界的经验,讲到整个半导体行业,国内半导体行业跟国际领先水平相比还存在一定差距。以中芯国际为例,2019年中芯国际的制程仍旧停留在28nm,落后台积电等国际先进厂商8年左右。在此,张教授总结道:一项颠覆性芯片技术的掌握与否将决定一个国家的芯片地位,而我国在十几年前并没有形成科学的颠覆性技术预判机制,在FinFET技术上难以掌握主动权,所以要吸取这个教训。张教授讲道,下一代颠覆性芯片技术将是三维集成,我们要想改变国内半导体行业的现状,这次机遇理应牢牢抓住。
三维集成包括三维存储和三维计算。在过去的十年间,三维存储在逐渐发展,从张教授在1996年发明3D-ROM技术并拿到全球第一份三维存储专利之后,在2012年“分离的三维存储被提出”,2017年英特尔提出3D-Xpoint,2018年长江存储提出3D NAND全新架构“Xtacking”。那么在今后的未来呢?张教授表示,在未来,三维集成应该着眼于三维计算,在三维存储获取更大的存储能力的同时应该想办法提升相应的计算能力。张教授以三维网络安全芯片和三维大数据芯片为例,详细阐述了三维计算巨大的研究前景。
张教授的报告图文并茂,形象生动,通俗易懂,在场的同学们都表示收获良多。也有很多同学对三维存储和三维计算产生了浓厚的兴趣。在张教授报告结束之后,同张教授展开了激烈的互动。
讨论互动结束后,光学与电子信息学院余国义老师和谭旻老师分别为张教授和一同前来的郭跃进教授颁发光电信息大讲堂纪念品,并对其表示了感谢。本次报告在师生们的热烈掌声中圆满结束。
张国飙教授2019年加入南方科技大学深港微电子学院,并任职研究教授。1995年在伯克利大学获得博士学位,导师是加州大学伯克利分校、台积电荣誉教授Chenming HU (胡正明)。他在德州仪器公司工作了五年,后来创办3D-ROM公司。张教授是三位内存和三维计算的发明人。他拥有超过100项专利,其中大部分是美国专利,值得一提的是,英特尔的3D Xpoint和YMTC的Xtacking均使用了张教授的专利技术。