青橙奖答辩全过程(青橙奖获奖者杨树)
“百人计划”研究员、博士生导师杨树。供图
11月3日,2022达摩院青橙奖举行颁奖典礼。段树民、李骏、龚新高、孙凝晖、阮勇斌五位院士应邀到场,为15位“青橙学者”颁奖。
新京报贝壳财经记者当日采访了“百人计划”研究员、博士生导师杨树。她因研制出高性能新型垂直氮化镓功率器件,攻克了困扰氮化镓器件的动态性能退化难题而获得此次青橙奖。
推荐人评价称,杨树的工作针对我国高性能电能装备的战略需求,力求解决我国电力电子核心芯片的卡脖子技术问题,对研发具有我国自主知识产权的高性能功率半导体核心芯片具有重要战略意义。
攻克“卡脖子”技术没有捷径 需要长时间投入
杨树的研究方向是宽禁带半导体氮化镓(GaN)功率器件。她对新京报贝壳财经记者表示,功率半导体器件作为电力电子技术的核心,目前管理着全球超过80%的电能资源,在电能“发、输、变、配、用”各个环节都发挥着重要作用,功率半导体器件好比电力电子或者电能转换中的“心脏”。
对于所在领域面临的“卡脖子”问题,杨树认为宽禁带半导体功率器件从材料、到关键制造工艺、表征量化、封装、可靠性研究等环节,要攻克这些环节的关键技术“没有什么捷径,就是需要长时间的积累和迭代优化,需要学术界和产业界共同努力和多年投入。”
“氮化镓很特殊,它不仅用在功率电子领域,就像获得诺贝尔物理学奖的高效蓝光LED和其他光电子领域,也会用到氮化镓。氮化镓射频器件还是通信基站中的关键技术支撑。所以氮化镓功率电子器件并不是从零开始,它前期已经有了两个浪潮,就是光电子和射频电子领域对于材料、工艺等关键共性技术的积累。”杨树说。
在她看来,功率器件里最关键的微纳制造工艺也是没有捷径的。“对工艺流程的设计、单步关键工艺的探索和开发,包括最终的工艺整合,做出来我们设计的目标器件,需要经历包括光刻、刻蚀、离子注入、金属化、介质沉积、晶圆级测试、切片、封装等等非常复杂的过程,我们还需要研究内部的关键机理,包括性能和可靠性为什么好或者不好、器件结构设计和工艺对它们有什么影响规律,从而最终通过结构与工艺优化实现高性能、高可靠性的功率器件。这些都是环环相扣的。”
杨树告诉贝壳财经记者,功率器件关键技术需要多年的研究,也需要和产业界的合作,“我们也一直在和产业界合作,通过我们对器件技术及机制的理解,帮助他们解决新器件应用中遇到的关键问题和挑战,充分发挥出氮化镓的性能优势,推动氮化镓今后在大数据中心、激光雷达、新能源汽车车载电源、通信等领域的应用。”
关注女性科研工作者 女性应承担更大责任
此外,作为此次青橙奖获奖者中为数不多的女性,杨树对贝壳财经记者表示,她非常希望为关注女性科研工作者的公益事业尽一份力。
“在我成长和求学的过程中,家人从来没有觉得女孩子就应该如何,或者是不适合去做什么。读书时,我的导师也是这样对待我们。我读博士的时候,工作量比周围的男同学还要大一些,也有机会去参与很重要的研究课题。我觉得父母和师长对我这种无性别差异的对待和培养,一直激励着我在科研道路上前行。”她说。
据了解,杨树是中国电源学会女科学家工作委员会的一员,“我们会关注女性科研工作者的成长和发展,尤其是面临的困境。这个数字讲出来会让人比较感慨,在大学里,本科生、研究生男女比例差不多是1:1。但是到了工作岗位上,工程师或者是青年女教师的比例就会下降到40%左右,如果是高层次的首席科学家,就会下降到4%,几乎在工作后的每一个阶段可能女性都会遇到上升的阻力或是放弃了。”
杨树表示,这几年国家有关部委出台了一些文件和政策,鼓励女性科研工作者承担重要的科研任务,国家也很看重发挥女性的领导力,“其实女性也有很多优势,比如说更敏感、更细致,会提供不一样的视角,会注重沟通和团队协作,会更有韧性等。如果大家都勇于追求梦想,或者被给予相对公平的机会,我觉得女性也可以有一片广阔的天地。我觉得社会越进步,女性的价值更应该被‘看见’、被尊重,女性应该承担的责任要更大。”
新京报贝壳财经记者 罗亦丹 编辑 王进雨 校对 柳宝庆
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