给芯片穿上“防弹衣” 秦光照潜心研究芯片的稳定可靠性
2022-02-21 11:04:25来源：湖南日报
2月18日上午10时，湖南大学机械与运载工程学院汽车车身先进设计制造国家重点实验室里，31岁的秦光照教授正忙着收集有关影响芯片工作可靠性的实验数据。
“芯片可靠性设计与控制是涉及多学科领域的科学前沿，也是我国重要的发展战略方向。全力以赴，做好让芯片稳定运行的研发工作，是我们青年科研工作者的担当和使命。”秦光照说。
研发合金技术，让芯片热导率更卓越
智能电动汽车、5G通讯、人工智能等国家重大战略需求领域的技术创新应用，促进了电子器件及设备的微型化、高度集成化、高性能化和多功能化发展，其中芯片的稳定可靠工作至关重要。
2019年，时年28岁的秦光照从国外来到湖南大学入职，主要从事芯片可靠性设计与控制方面的研究工作，致力于研发高效先进的热管理和减震防护技术。
随着电子智能设备的飞速发展，芯片对半导体材料的性能需求越来越高。相比单一半导体，合金半导体在物理、化学及光电性能上更优越。但一般来说，合金半导体的热导率都比单一半导体热导率要低。
这是绝对的吗?秦光照秉持着科学探究精神，进行了一系列研究，终于发现，一种由氮化镓和氮化铝组成的合金半导体存在着异乎寻常的高热导率。
这是偶然还是必然?哪怕这只是一丝微光，秦光照也全力以赴。他带着自己的团队与合作者一起，选取了多种不同比例的氮化镓和氮化铝形成合金半导体，进行系统的热导率研究。
一个个日夜在实验室奋战，一个个数据模型展开推演，一年后，秦光照迎来了这项研究的曙光：25%和50%比例的氮化镓氮化铝所形成的合金半导体具有性能卓越的高热导率!这意味着，合金半导体散热性也可以做到很突出，这为我国芯片产业发展方向提供了更多可能。
这项研究成果发表在国际高水平SCI期刊Nanotechnology上，秦光照也因此项研究获得由中国科协科学技术传播中心和知社学术圈评选的2021中国新锐科技人物卓越影响奖。
突破传统认知，给芯片穿上“防弹衣”
影响芯片稳定可靠工作的另一个重要因素是强振动。
负泊松比材料在纵向拉伸时发生横向膨胀，纵向受压缩时发生横向收缩，具有很好的减震缓冲作用。秦光照一直在思考，能否量身定制一款具有负泊松比效应的材料，给芯片穿上一件“防弹衣”?
传统上认为，负泊松比效应需要由特殊的结构来实现。
“六角蜂窝状的简单结构也具有负泊松比效应!”多次探索之下得到的这个发现让他兴奋，这意味着，研发具有负泊松比效应的材料有了更多可能性。
秦光照坦言，搞科研一方面要站在前辈的肩膀上，另一方面也要创新思维。“搞科研如同摸着石头过河，前辈们的工作只会给你指明一个大致的方向，但怎么过河，还得自己多摸石头多琢磨。”
3年前，籍贯河南开封的秦光照接到湖南大学的邀请来校考察，很快就下定决心来这里一展身手。不到3年时间，他主持1项中国国家自然科学基金项目(NSFC)，发表高水平SCI论文20余篇，出版学术专著1部。
如今，他从事的芯片高效散热和先进减震防护研究已经被纳入湖南大学机械与运载工程学院的“十四五”发展规划重点支持项目。
(湖南日报全媒体记者余蓉)
