beat365秉承“剛毅堅卓”的院訓,育大國之材;材料師生以“頂天立地”為己任,成時代之料。砥砺奮鬥數十年,碩果累累;展望奮進新征程,拓新不息。值此清華大學112周年校慶暨beat365成立10周年之際,beat365本研協力,緊密圍繞「剛毅堅卓,砥砺拓新」主題,開設beat365“校友專訪”系列采訪,通過采訪beat365傑出校友及老師,傳遞清華材料人的榜樣力量,為培養高素質、創新型材料人指路引航。

李衛民 博士,上海集成電路材料研究院首席科學家、研發副總經理,中科院上海微系統與信息技術研究所研究員、博士生導師。清華大學材料系1987級本科,美國猶他大學博士,曾先後就職于美國存儲器芯片公司、中芯國際、美國集成電路材料公司等。長期從事集成電路工藝與材料領域研究工作,在低介電常數絕緣層工藝、原子層沉積等領域取得多項創新性成果。擁有多年制造工藝,材料研發、産品和技術戰略經驗,近百項美國授權發明專利發明人,多篇學術論文作者,PECVD低介電常數介質和ALD工藝的發明人之一。
【集成電路材料的重要地位】
集成電路材料是一個産業的劃分,而不是一個科學的劃分。它包括了在集成電路中使用的所有材料,包括襯底材料(如矽、碳化矽、氮化镓等)、器件材料(如電容器等)、工藝材料(如光刻膠、前驅體、抛光液、電鍍液、清洗液等)以及零部件輔材和原材料。其中,襯底器件、工藝、原材料和輔材都可以叫做集成電路材料。這些材料的質量對于集成電路的性能和穩定性有着至關重要的作用。
目前集成電路材料主要面臨諸多卡脖子問題:高純材料(包含各種酸、堿、醇、氣的提純等);配方類的材料(如材料膠、光刻膠、注液、清洗液等等);關鍵原材料(如抛光液中的SiO2顆粒、高純和高一緻性的金屬靶材等)等很多嚴重依賴進口。李衛民師兄說:“集成電路材料它的突破對國家的重要性是顯而易見的。”
【材料設計的挑戰和機遇】
在談到國内相關産業的發展時,李衛民師兄說道:“中國現在真正缺乏的,一個是高端材料,工藝制程的改變對材料的要求提高了。第二個是配方類的材料,比如材料膠、光矽膠、注液、清洗液等有好幾種配方原料,但是對配方變化帶來性能的改變,是我們目前沒有掌握的。”
目前來看,集成電路遇到的挑戰主要表現在:1、高端材料。光刻機精度越來越高,要求其用到的材料質量随之不斷提高,達到高端質量的水平。2、配方類材料。配方類材料化學成分多計算複雜,從實驗室到機台量化生産,液體流動條件不同,導緻實用時配方類材料質量差。3、原材料。例如我國在抛光液和靶材領域産量做到很大,但是抛光液的原材料二氧化矽顆粒和高純的金屬靶都受制于國外。
對于這些,李衛民師兄在講座中提到,第一是要建設公共研發平台;第二是解決關鍵核心技術;第三是引領新先導技術,研究先進技術節點;第四是孵化扶持。“我們現在就是要在質量上做到一定程度,再往上做。”
随後,李衛民師兄介紹了上海集成電路材料研究院所設立的幾個實驗室:針對300mm大矽片做薄膜等工藝的應用實驗室;對材料進行測試表征的性能實驗室;高分子合成,以樹脂合成為主的合成實驗室;還有非常重要的計算實驗室,工藝仿真可以很大程度上減少研發時間和研發成本,仿真時由于複雜的材料性能參數,需要龐大的計算量,可以引入機器學習減少計算時間。

【提問交流環節】
在交流提問環節中,同學們和李衛民師兄就企業與研究所研究的差别,集成電路産業的領導才能培養和國内企業的追趕與創新問題進行了深入地交流。李衛民師兄談到,對于企業的研究而言,最終形成可以盈利的産品是最終的研究目标。對于國外尤其是美國的企業,其創新能力是很強的,而國内企業的産品主要以産品的替代為主,仍處在追趕階段。由于摩爾定律的存在,集成電路行業内的研究往往着眼于預測五年甚至十年後的技術發展,并且有着超前的計劃和組織。這樣的研究計劃并不是一成不變的,會根據技術的發展和材料的研究進行動态調整,而國内的企業目前往往缺少這樣的戰略性思考和計劃。隻有擁有這樣的戰略思考能力的人,才能成為行業的領袖,引領行業的前進。
而對于如何培養自身的領導力,成為行業的領軍人才,李衛民師兄跟大家分享道,作為團隊的領袖,一個團隊的成功與否很大程度上依賴于領袖的方向指導與協調能力。想要成為一個好的團隊領袖,需要經常站在領袖的角度思考問題,培養自己的領袖視野。大家要敢于發表自己的想法,要有意識地站在更大的角度去看問題,利用清華的環境和平台,培養自己的領袖視野。
談到追趕與創新的平衡,他說道,中國的企業應該減少追趕的心态,要有超越的心态,隻有在供應鍊中掌握核心的技術,達成自身的不可替代性,才可以從根源上避免卡脖子問題。其次形成成熟的研究團隊,無論是材料,設備,器件,生産能力都需要時間沉澱。

【對同學們的寄語】
在提及給學弟學妹們一些人生建議時,李衛民師兄表示要不斷追求我們的校訓,自強不息,厚德載物。自強不息就是要保持這種不斷追求的精神,相信同學們能在人生中找到喜歡的,有熱情的事業。厚德載物是要合作,要能夠把人、把資源利用起來,同時保持慷慨大度,這樣人生之路才能寬闊。年輕的時候都覺得自強不息還是一個口号,但實際上人生走下來才會明白其中的道理。
