本文由半導體產業縱橫（ID:ICVIEWS）轉載自中央廣電總台中國之聲
俞文杰，39 歲，中國科學院上海微系統與信息技術研究所硅基材料與集成器件實驗室主任。他帶領平均年齡僅 36 歲的科研團隊，經過 8 年的艱苦攻關，實現國產商用 300 毫米大硅片零的突破，打破我國集成電路用 300 毫米大硅片完全依賴進口的局面。他和團隊還突破了先進邏輯電路等關鍵產品技術，並在晶體生長、超平坦化、極限表徵等基礎研究方面取得一系列成果，解決了我國集成電路產業戰略急需問題。
團隊面臨 300 毫米大硅片的嚴峻挑戰在中國科學院上海微系統與信息技術研究所的實驗室里，俞文杰正在對最新的集成電路材料進行檢測。這個實驗室擁有非常先進的檢測儀器，是驗證集成電路材料性能的重要平台。
硅片被稱為 " 半導體畫布 "，在硅片之上布設晶體管和金屬連線後，它就能變身為完成複雜運算、處理特定任務的集成電路和各種半導體器件，也就是我們常說的芯片。
硅片的直徑一般有 150 毫米、200 毫米、300 毫米等規格，尺寸越大的硅片，其製造難度越高，對原材料純度、硅片平整度、表面顆粒數和金屬殘留量等技術指標的要求就越苛刻。過去，我國在這個領域技術相對薄弱，性能更好的 300 毫米大硅片更是完全依賴進口。
俞文杰說，300 毫米大硅片對平坦度有極高的要求，相當於北京到上海高速公路距離的範圍內上下起伏不能超過 30 厘米，所以這對研發團隊是非常嚴峻的挑戰。
兩年時間拉出完美的單晶硅棒為了打破我國大硅片核心技術受制於人的局面，中科院上海微系統所在 2014 年啟動大硅片研發與產業化項目，並成立 300 毫米大硅片攻關突擊隊，俞文杰擔任隊長。攻關的重中之重就是單晶硅棒的製作。
俞文杰介紹，做 300 毫米硅片，首先要拉制出一個質量很高的單晶硅棒，難度挑戰非常大。" 我們在拉晶爐裡面要考慮各種物理效應，控制各種物理參數，最終來實現這個近完美的單晶棒。剛開始的時候，拉出來的晶棒有效長度非常低，沒有辦法做成產品化。"
拉制單晶硅棒的原料是像煤塊一樣的多晶硅塊，因為原子結構排列無序，性能遠不及單晶硅。投入熔爐就是要讓多晶硅熔化再凝固，圍繞着一根旋轉的單晶硅生長成一根排列有序的單晶硅棒。拉出這根完美的單晶硅棒，攻關突擊隊用了兩年的時間。
" 我們多管齊下，通過從原理上的模擬計算仿真，然後到工程上去實現。在大概兩年的時間裡，把有效長度提升了非常多，現在已經可以超過 1.5 米，這個為最後 300 毫米大硅片能夠大規模量產提供了一個很好的技術保障。" 俞文杰說。
從硅棒到硅片，中間還有幾十道工序，任何一個環節出現一丁點瑕疵，300 毫米大硅片的研製之路就走不下去。
經過艱苦攻關，2017 年，團隊實現了國產商用 300 毫米大硅片零的突破，打破過去我國該型號硅片依賴進口的局面，並實現大規模量產。目前，300 毫米大硅片已累計出貨 500 萬片，有力保障了我國大硅片安全供應。
將開展更多類型集成電路材料技術研發大硅片國產化成功的背後是研發團隊夜以繼日的奮力攻關。團隊研究員魏星說，今年上半年，突擊隊繼續提升技術指標，在封閉情況下，在上海臨港的研發與生產基地連續工作兩個多月。" 有一個共同的信念激勵着我們，就是研究出屬於中國自己的大硅片，為此整個團隊上下都忘我地投入。"
在取得 300 毫米大硅片成果的基礎上，俞文杰帶領年輕的團隊，面向國家需求與科技前沿，開展更多類型大硅片、光掩模、光刻膠等集成電路材料技術研發。
十年來，我國集成電路材料產業從無到有，從百分之百依賴進口，到可以研發 300 毫米大硅片並量產，無數青年科技工作者為國家的科技自立自強奉獻青春。
俞文杰說，集成電路材料領域的核心技術攻關沒有捷徑可走，唯有靠科研人員踏踏實實努力去解決。" 作為一名科技工作者，我們必須發揮凝心聚力、攻堅克難的精神，為我國集成電路產業築牢基礎，貢獻自己的力量。"
寫在最後過去有很多老一輩的科學家，他們的科學家精神以及責任感、使命感都深深地鼓舞了我們青年的一代，我們應該向老一輩的科學家學習，弘揚科學家精神，把這份責任感、使命感繼續傳承下去，國家需要什麼我們就去攻關什麼，為國家的科技事業貢獻更多的力量。
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