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为科技企业崛起提供“中国芯”的专家

——记全国先进工作者、西安电子科技大学教授马晓华

语音播报: 语音播报

本报全媒体记者  阎瑞先  通讯员  赵元琛

在美西方严密的技术封锁和极限打压下,华为等民族科技企业坚持走自力更生、自主研发、自立自强的创新之路,相继在5G通信、芯片研发等领域异军突起,一举打破国外技术封锁,提升了中国在全球科技舞台上的地位。

这些民族科技企业的崛起,是因为有强大的“国家支持”,同时也是因为有一个个优秀科研团队的“技术支撑”。西安电子科技大学宽禁带半导体国家工程研究中心教授马晓华就是为民族科技企业提供“中国芯”的专家之一。

投身半导体和集成电路科研事业三十多年来,马晓华和他的团队心系家国、团结协作,甘于奉献、务实专注,不断引领氮化镓宽禁带半导体技术研究迈向新高度。由他牵头研究的“高能效超宽带氮化镓功率放大器关键技术及在5G通信产业化应用”项目获得国家科学技术进步奖一等奖。今年“五一”前夕,他荣获“全国先进工作者”荣誉称号。

专心致志,奋斗在半导体科技攻关前沿

5月11日,母亲节。

记者是在办公室采访马晓华的。他当天本打算和孩子一起给妻子好好过一个母亲节的,可单位有事,他就来了。他的学生说,多年来,马老师几乎没休过周末和假期,实验室的精密设备全年不能关机,逢年过节其他人都休息的时候,他反倒来得更勤。

“搞科研,在乎这一两天吗?”记者问。

马晓华笑着说:“总得有人牺牲。我们比人家起步晚、人家又封锁我们,不追赶超越,咋行!”

自集成电路出现半个多世纪以来,基于硅、锗、砷化镓、磷化铟为代表的第一、二代半导体射频功率芯片的性能无法满足新一代通信对频率和功率等提出的更高需求,加之美西方对我们长期的技术封锁,使得第三代半导体技术研究成为迫切的需要。

“4G以前基站用的射频芯片99%以上都是依靠进口,且过去基站射频芯片使用的半导体材料已经无法满足5G基站的性能要求”。马晓华表示,大力推动功率半导体产业链向第三代技术发展,既是国家突破“卡脖子”技术封锁的破题之举,也为我国自主发展集成电路产业走出一条产学研合作的新路径。

2002年,是马晓华接触刚刚起步的第三代半导体关键技术,也就是宽禁带半导体材料与器件的伊始。这一年,在导师郝跃教授带领下,他踏上了氮化镓研究的拓荒之路。此后20余年,他潜心研究、反复实验、创新突破,从一名学生逐渐成长为学科领域的带头人,系统性解决了氮化镓射频功率芯片核心技术难题,把我国在该领域的科技创新推向国际前沿。

半导体产业被誉为现代工业的金字塔尖,是支撑人工智能、5G和6G通信、新能源汽车等未来产业和先进雷达、卫星通讯等国防重点产业的重要基础,在科技革命和大国博弈中占据不可忽视的地位,但在科研成果转化方面,我们还存在质量不高、速度较慢等问题。基于此,马晓华积极推动与行业龙头企业和国家重大项目承担单位紧密合作,尤其是氮化镓射频功率芯片,不但成为引领国际研究的“技术指标”,而且实现了在5G基站中的大规模应用。

马晓华说:“我们与企业合作,首先看的不是产生的经济效益,而是把重点放在是否能够帮助企业解决产业发展上的技术难题,尤其是在国家重大需求的方向上,我们更要勇往直前。”

别具匠心,搭建“产学研用”一体化平台

马晓华认为,做科研工作,要看有没有真正解决了“卡脖子”问题;研究的成果,要看有没有在国家急需的产业发展上得到认同。

为推动“产学研用”深度融合,近年来,马晓华带领宽禁带半导体团队围绕国家关键领域和重点产业发展的重大需求,积极与地区、产业、龙头企业对接,针对产业改革和升级发展中的共性问题开展技术攻关。

面对行业技术革命带来的挑战,在学校的鼎力支持下,由他牵头建设了宽禁带半导体国家工程研究中心,并逐渐把它打造成国家集成电路产教融合创新平台、全国重点实验室和培养人才、攻克技术难题的“大本营”。

同时,依托宽禁带半导体国家工程研究中心的优势,搭建“产学研用”创新一体化平台,通过真实产业场景的工程训练,指导学生开展从基础研究到瓶颈技术突破的全链条实践探索。

在宽禁带半导体国家工程研究中心的“产学研用”一体化平台,整体规划建设了2.2万平方米实验大楼和4000多平方米超净实验室,搭建有高标准的“材料生长-器件制造-分析测试”中试线,建成了全国高校中具有领先水平、兼容4英寸至8英寸工艺能力的宽禁带半导体芯片研发平台。

记者了解到,在这个平台上,学生可以动手设计、制备相关器件和芯片,也可以实现多种工艺条件的性能测试和比对,将一些创新的想法落地;企业依托这个平台,同样也可以根据实际工作中遇到的难题,开展技术难题的攻关和未来技术的探索研究。马晓华表示,“这种与科技企业高度信任和互惠合作的模式,无疑会把校企合作引入更深层次、更宽领域。”

马晓华长期致力于半导体器件和射频芯片方面的创新研究、技术攻关和人才培养,在我国新型第三代半导体芯片的技术突破和工程应用上作出了重要贡献。截至目前,他先后主持“核高基”科技重大专项、“863计划”等国家级项目20余项,发表专业论文200余篇,授权发明专利160余项。

凝心聚力,在“传帮带”中挺膺担当

科学研究的成绩不会是一蹴而就的,每一次进步都潜藏在无数的汗水与付出之后。在实验室建立之初,科研条件和科研经费都很紧张,实验室的装修、设备的组装,很多基础的东西都是靠马晓华和他的同事、同学亲自动手完成的。

“自己骑自行车从电器市场买电缆,早期实验室的水电气很多都是自己动手。”上个世纪90年代末,为在有限的条件下搭建起超净工艺实验室,马晓华所在的郝跃教授团队发扬自力更生、自己动手的精神,师生自己打电钻、敷电缆、焊接电子线路板,克服一切困难,成功自主研制了第一台脉冲反应氮化物气相外延生长的关键设备。

作为学生,马晓华在与郝跃相处的日子里,传承了老师的精神,并融入他的科研实践之中,有力支撑了我国在5G移动通信等领域的国际领先地位。如今他把这种精神也“言传身教”给了自己的学生,他的团队多年来建立了优良的老中青“传帮带”机制,每年指导毕业研究生200余名,为国家和行业培养了一批半导体领域的高水平创新型人才。马晓华所带的毕业生已有100多人进入头部企业和研究所,继续从事该领域的技术研究和技术攻关任务。

在学校和同事的眼里,这个老中青三代接续奋斗的团队,是最能干、最刻苦的优秀团队之一。付出必有回报。4月30日,郝跃教授领衔的第三代半导体核心芯片攻关团队,获得了2025年度“中国青年五四奖章”。

在学生们眼里,马晓华就像一本翻不完的“活教材”。他常挂在嘴边的一句话就是“做科研不能光盯着论文发了几篇、专利拿了几个,得想想这些技术能不能真正派上用场”。在共上一堂导学课——集成电路芯片发展机遇与挑战带领学生做项目时,为了让学生把理论学扎实,马晓华带着大家反复推导模型;为了培养实践能力,他又组织学生走访行业知名企业……学生们说,跟着马老师学到的不只是尖端技术,还有一种“把论文写在祖国大地上”的豪情壮志。

“我们每个从事科研的人,只有把个人的前途命运与国家、行业的发展紧密结合起来,瞄准国际技术前沿,把自己的研究方向做到国际领先,研究的成果能够真正解决产业应用过程中的难题,才是一个合格的科研工作者。”马晓华说。


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