【专利】历史性突破!西安电子科技大学集成电路学部马晓华教授牵头项目荣获2023年度国家科技进步一等奖

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1.厦门大学与华润微电子有限公司签署战略合作框架协议

2.历史性突破!西安电子科技大学集成电路学部马晓华教授牵头项目荣获2023年度国家科技进步一等奖

3.复旦大学材料科学系武利民团队项目获国家技术发明奖二等奖

4.上海交大8项成果荣获2023年度国家科学技术奖,含2项一等奖

5.中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授团队在液态金属制备二维氧化物的研究方面取得新进展

1.厦门大学与华润微电子有限公司签署战略合作框架协议

6月20日下午,厦门大学与华润微电子有限公司(简称“华润微电子”)战略合作框架协议签约仪式在颂恩楼举行。华润微电子有限公司总裁李虹、副总裁庄恒前,厦门大学党委书记、中国科学院院士张荣,校党委常委、副校长尤延铖出席签约仪式。

张荣代表学校对华润微电子一行的来访表示热烈欢迎,并介绍了厦门大学的学科优势特色和突出科研成果。他表示,华润微电子作为国家重点企业,具有完备的半导体产业链和产业竞争优势。此次战略合作协议的签署,将有助于校企双方开展更广泛、更多元的合作,实现资源共享、优势互补,共同推动半导体产业的创新与发展。希望双方加强协同谋划、深化战略合作,探索构建产学研用协作的新模式,大力推动科技成果转移转化,为加快实现高水平科技自立自强贡献力量。

李虹代表华润微电子对学校的支持表示诚挚感谢,并介绍了华润微电子的发展历程、产业布局等基本情况。他表示,半导体行业是国家重点支持及鼓励发展的战略性新兴产业,对于支撑经济社会发展和保障国家安全具有重要作用。希望通过此次合作签约,充分发挥校企双方优势,共同探索半导体领域的前沿技术,优化从研发到产业化的全链条创新生态,探索搭建从“实验室”到“生产线”的高速通道,共同推动半导体产业高质量发展。

在张荣、李虹的见证下,尤延铖、庄恒前代表双方签署《厦门大学 华润微电子有限公司战略合作框架协议》。根据协议,双方将在项目合作研发、科研平台共建、科技协同创新、人才联合培养、实习基地建设、人才双向交流、成果转移转化、资源开放共享八大方面开展深入合作。

华润微电子人力资源部、技术研究院、科技管理部、功率器件事业群、封测事业群,厦门大学办公室、发展规划办公室、科技处、国内合作办公室、物理科学与技术学院、电子科学与技术学院等单位相关负责人参加签约仪式。

在校期间,李虹一行还参观了厦门大学校史馆、嘉庚创新实验室和国家集成电路产教融合创新平台,并与电子科学与技术学院领导专家座谈交流。




2.历史性突破!西安电子科技大学集成电路学部马晓华教授牵头项目荣获2023年度国家科技进步一等奖

6月24日上午,2023年度国家科学技术奖在京揭晓。西安电子科技大学集成电路学部马晓华教授主持的“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”项目荣获2023年度国家科学技术进步一等奖。

该项目是在郝跃院士带领下,马晓华教授牵头率领技术团队,历经十余年科技攻关,开展了基础材料、关键工艺、电路架构、系统应用多个层面的技术创新,系统性突破了氮化镓射频功率放大器核心技术,支撑了我国在5G移动通信领域的国际领先地位。

据悉,2023年度国家科学技术奖颁发国家最高科学技术奖2人;颁发国家自然科学奖49项,其中一等奖1项、二等奖48项;颁发国家技术发明奖62项,其中一等奖8项、二等奖54项;颁发国家科技进步奖139项,其中特等奖3项、一等奖16项、二等奖120项。此外,共10人获得中华人民共和国国际科学技术合作奖。





祝贺获奖老师与获奖团队!


3.复旦大学材料科学系武利民团队项目获国家技术发明奖二等奖

6月24日,复旦大学材料科学系教授武利民率领团队凭借“硅氧烷杂化聚合物功能涂层设计制备新技术及其应用”项目,荣获2023年度国家技术发明二等奖。这也是武利民时隔14年,第二次摘得该奖项。

2010年初,人民大会堂,武利民收获了他人生中最重要的科技奖励——2009年度国家技术发明二等奖。

2024年夏,他再度登上这个领奖台,心潮澎湃如昨。

二度获奖,意味着二次突破。在第一次获奖基础上,武利民敏锐意识到高端装备的高性能、功能性聚合物涂层将是未来的“卡脖子”关键技术,于是将目光从民用转向工业,带领团队持续躬耕十余载。

面向国家重大工程重大装备需求,武利民团队避开国外的知识产权保护和技术壁垒,从基础研究做起,围绕树脂杂化、功能微球构筑等研发一系列具有自主知识产权的聚合物涂层,实现了从跟跑到领跑的跨越,为大国重器铸就“涂层之盾”。

如今,这位材料科学家身担管理重任,夙兴夜寐,专业管理两手抓,但讲起学术科研,依旧滔滔不绝。

“服务国家,使命所在。”这简单朴素的八个字,是支撑武利民创新突破、攻坚克难的箴言。

上火星、入大海,为国之重器打造“涂层之盾”



建筑、汽车、飞机、手机、机器人……聚合物涂层是许多行业和高新技术领域不可或缺的关键材料,其性能直接关系到产品的安全性、使用效能和寿命,对国民经济建设和国防安全至关重要。

我国2020年成功发射的首个火星探测器“天问一号”,在火星开展探测任务,其电源供应全靠3000块太阳能面板转化太阳能。一旦面板表面积尘,就会影响太阳能转化效率,导致电力供应不足。



除尘涂层用于“天问一号”火星车太阳能电池表面

针对遥不可及、复杂多变的火星环境,武利民团队为“天宫一号”量身打造一款具有自清洁功能的聚合物除尘涂层,能够长期保持太阳能面板清洁、不沾灰尘,确保太阳能高效转化。

这个涂层不仅可以自我清洁,还能自我修复——通过涂层内部结构、微结构和拓扑结构“再生”至受损表面,使其恢复原始的表面特性和功能,就像人的皮肤受伤后可愈合——这便解决了探测器受火星岩石撞击导致表面受损的问题。这也是国际上第一次在太空中使用除尘涂层。

最尖端的聚合物涂层技术,要经得起各类极端考验。武利民的科研成果不仅“上天”,也能“入海”。



海洋涂层应用于世界首艘10万吨工船

军舰和远洋货轮在内的各种舰船,作为维护国家海上贸易、海洋权益和国防安全的主要海洋装备,常常由于海水侵蚀和海洋生物污损而造成船体腐蚀、增重和航行阻力增加,大型舰船每隔两三年就需要返回维修厂进行维护,费用高达上亿元,且维修时间通常需要半年到一年。

然而,长期以来,国内聚合物涂层主要集中在中低端行业,高端领域都被欧美涂料企业所垄断,涉及到大型水面舰涂层更是被国外禁运。即使是国外海洋涂层也仍然存在树脂分子链水解抛光速度不稳定、涂层间作用力弱、无自修复自清洁功能,性能难以满足要求等问题。

立足国家重大需求,武利民团队在上海市科委和经信委,以及国家自然科学基金委创新研究群体、国家重点研发计划的支持下,独辟蹊径,提出了硅氧烷杂化树脂成膜物分子设计和涂层表面微-纳结构创制的新思路,发明了一系列高性能海洋防污聚合物涂层、高性能防腐涂层,大大延长舰船维护周期和使用寿命,性能达到并部分领先国外同类产品技术指标,提升了我国在聚合物功能涂层领域的国际地位和影响力。

蹬三轮、挤公交,致力实现关键领域自主创新

从昔日默默无闻的青年科研人员,到如今被国际同行评价为“世界上公认的从事聚合物智能涂层研究开发的领导者之一”,武利民在材料领域摸爬滚打近三十年。

上世纪90年代“出国热”,武利民赴美深造。在美国宾州州立大学从事博士后工作期间,他主要从事“高大上”的人工合成心脏研究。

1998年,在复旦自由开放的学术氛围吸引下,武利民与许多优秀人才一样来到复旦,根据自己的兴趣,选择聚合物涂层作为主攻研究方向。

“材料是个‘顶天立地’的学科。既能做高深的研究,又能应用于日常生活。所以我做研究,不仅仅是发文章,还要能应用。”

武利民当时就默默立志,要回国改变落后的涂料行业。

起步阶段,团队规模小,科研条件苦。武利民经常蹬着三轮车从科学楼到化学楼,把每周实验后的一大堆废弃物品运到废品仓库处理。“学生不会骑三轮,只好我自己来。”

当时为了做实验,等不及学校采购化学试剂,武利民就自己去试剂公司购买。天刚蒙蒙亮,他就挤上慢悠悠的55路公交车,“吱呀吱呀”驶向外滩,赶在八点前排上队、开单子、买到需要的化学试剂,再赶回学校完成一天的实验。

许多年里,即便冬天,武利民也准时六点半来到科学楼,然后一直在实验室工作到晚上八九点。“天冷嘛,大楼门卫师傅有时早上起晚了,我每次只能敲门喊醒他给我开门,也是很不好意思。”他笑着回忆。



武利民与学生合影

十年沉淀,厚积薄发。这一阶段,他的研究主要面向建筑、汽车等民用领域,为这两大产业的蓬勃发展提供了重要支撑。

2010年,武利民首次获得国家技术发明二等奖。

摘得国家级奖项后,他并未停滞不前,而是向新的学术高峰进发。在国家重大需求的驱动下,他与自己立下又一个“十年之约”——聚焦于高性能工业涂层的研究,致力于实现关键领域的自主创新。

无疑,这项工作的要求更高,难度更大。武利民坚持“两条腿走路”,走出一条独具特色的科研之路。

一方面,做好应用基础研究。团队共在国际著名期刊上发表学术论文600多篇,获授权中国发明专利超过80项、美国专利3项、国际PCT专利6项,出版国际上第一本功能聚合物涂层英文专著。

另一方面,打通产学研合作。团队自2009年起就与国内外著名企业合作,相关技术成功进行了产业化,产品应用于多种型号舰船、远洋货轮、“天问一号”火星车等国家重大工程,为重大装备的高效使用提供了不可或缺的材料保障,产生了良好的社会和经济效益。

“在复旦做研究,目标定位要更加高远”

从邯郸校区的科学楼、先进材料楼,再到江湾校区的先进材料楼,实验室多次搬迁,用的都是学校分配的“二手房”甚至“三手房”,但武利民团队从无怨言,逐渐发展壮大。

“不管做基础研究还是应用研究,最后还是要能‘冒泡’。”回望学术成长之路,武利民感慨道,做研究要有原创意识,要让研究能够在国际上取得引领地位,并获得同行的认可和重视,从而解决关键技术瓶颈。

他从来不喜欢追随科研热点,也直言自己的研究领域“到现在也不算热点”。在他看来,要保持定力、不被“牵着鼻子走”,就必须专注基础技术的精进,真正帮助国家解决关键领域的科学技术难题。

“在复旦做研究,目标定位要更加高远。我们必须致力于解决更难、更深层、更高水平、更有原创性的问题。”

武利民常对自己的博士生说,要掂量掂量自己的成果是否匹配得上“复旦”两个字,而不是简简单单拿个文凭而已。

未来,武利民团队还将在功能聚合物涂层领域继续突破,让更多成果走出实验室,真正实现利国利民。

其中一个方向,是为航天器开发更为轻薄、性能稳定的高性能涂层,如能够完全反射/吸收可见光的 “超白/超黑”涂层、导热涂层、传感涂层等,可以实现航天器节能、降低干扰、实时监测航天器变形、减轻航天器重量等等。

在应用层面,此前的各项成果,在民用领域也具有广阔前景。

例如,应用于“天宫一号”太阳能板的自清洁涂层技术,如果应用于汽车,可以让人们减少洗车频率;如果应用于飞机,可以防止机体外壳冬季结冰,减少除冰车使用频率;如果应用于手机,能防止指纹和油渍的堆积,保持屏幕清洁……

“人最后总要留下点什么。”对武利民而言,值得做的事情还有很多很多。


4.上海交大8项成果荣获2023年度国家科学技术奖,含2项一等奖

2024年6月24日,2023年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行,上海交通大学共有8项第一完成单位成果获得党中央、国务院表彰,“射频系统设计自动化关键技术与应用”“上海交通大学医学院附属瑞金医院血液病转化医学研究创新团队”等2项成果被授予国家科技进步奖一等奖,“基于角度调控和协同促进策略的不对称催化方法学研究”成果被授予国家自然科学奖二等奖,“云计算系统的低时延关键技术”等2项成果被授予国家技术发明奖二等奖,“空气源热泵多品位热能高效供应关键技术与应用”“小儿先天性心脏病介入诊疗体系创建及推广应用”等2项成果被授予国家科技进步奖二等奖,约翰•爱德华•霍普克罗夫特教授被授予中华人民共和国国际科学技术合作奖。1999年党和国家对科技奖励制度实行重大改革以来,上海交大首次荣获科技进步奖一等奖和创新团队,一等奖获奖数并列全国高校第一,时隔十年再次荣获国际科学技术合作奖。

国家科技进步奖一等奖

射频系统设计自动化关键技术与应用

该项目由电子信息与电气工程学院毛军发院士等完成,获国家科技进步奖一等奖。





射频系统是无线通信、无人系统、航空航天等重要领域电子系统核心部件。由于具有跨尺度、跨材料、多物理、多功能、分布参数效应等特点,复杂度高,设计难度大。项目团队聚焦射频系统设计自动化技术,打破传统“路”的思维,以“场”分析为基础,将量化设计贯穿射频系统设计、制造、封装、测试技术全链条,突破设计关键技术,研发出我国首套及系列射频系统设计自动化软件,打破国外垄断,实现基本自主可控;形成了自主知识产权体系,并用以自主研制出600多款射频芯片(含IPD)、组件与系统产品。成果用于400多家企业,支撑了国产先进半导体工艺、5G基站/终端产品等自主研发和多个重大工程,经济和社会效益显著。该项目引领了射频集成技术和学科发展,走出了一条射频系统设计自动化技术自立自强的创新突围之路

上海交通大学医学院附属瑞金医院血液病转化医学研究创新团队

该项目由医学院附属瑞金医院陈赛娟院士等完成,获国家科技进步奖一等奖(创新团队)。





团队带头人为陈赛娟院士、陈竺院士和赵维莅教授。三十多年来,在国际上实现了急性早幼粒细胞白血病(APL)诱导分化治疗的原始创新,阐明了APL发病分子机理并发展了革命性治疗的“上海方案”,使APL从最凶险的白血病成为第一个可治愈的急性髓系白血病,并进一步拓展协同靶向治疗的思路,使淋巴瘤、骨髓瘤等其他血液恶性和遗传性疾病获得新的突破。2001年科技部批准建设医学基因组学国家重点实验室,2023年重组更名为“组学与疾病”全国重点实验室,2013年国家发改委批准建设转化医学国家重大科技基础设施。团队充分发挥全国重点实验室和国家重大科技基础设施的平台优势,创建具有国际影响力的转化医学研究中心,引领我国血液转化医学研究达到国际领先和先进水平,助力迈向健康中国的伟大目标。该创新团队也是2023年度全国唯一获此殊荣的团队。

国家自然科学奖二等奖

基于角度调控和协同促进策略的不对称催化方法学研究

该项目由化学化工学院张万斌教授等完成,获国家自然科学奖二等奖。



不对称催化合成与医药、香料、农药等手性物质密切相关并对生命科学至关重要,但是其选择性和效率问题严重制约了该领域的发展。在国家自然科学基金委、科技部、上海市科委和上海交通大学的资助下,项目团队围绕磷手性中心和多手性中心分子的精准构建以及不对称氢化的效率提升等基础科学问题,提出了角度调控和协同促进新策略,创制了手性双环咪唑催化剂以及联苯类和二茂钌类P,N新配体,开发了构建磷(V)手性的首例不对称催化反应、双金属协同催化立体发散性合成新反应和色散力协同促进不对称催化氢化反应,揭示了不对称催化过程中手性诱导和传递的新机制和重要规律,且多项成果获得工业化应用。项目成果对合成化学和药物化学等领域具有重要意义,有力地推动了有机化学学科的发展。

国家技术发明奖二等奖

云计算系统的低时延关键技术

该项目由电子信息与电气工程学院管海兵教授等完成,获国家技术发明奖二等奖。





项目面向云计算技术领域的低时延技术需求,当云数据中心承载的业务和用户极速从十/百万级增长到千万/亿级,唯有增大系统规模方能应对业务和用户的激增。但已有技术储备难以有效地组织和发挥如此巨大计算资源的作用,无法有效保证万物上云的低时延响应需求。针对云计算系统时延的主要技术瓶颈,项目团队研发了软硬件协同的异构虚拟化、单节点低时延虚拟化、跨节点低时延虚拟资源聚合等核心技术,提升了异构资源的原生虚拟化能力、解决了云节点内部虚拟化软件栈层次化叠加与资源竞争问题、减少了跨节点计算协作与数据迁移时延开销。成果拓展了云计算系统承载的业务类型,显著降低了云计算系统时延。

国家科技进步奖二等奖

空气源热泵多品位热能高效供应关键技术与应用

该项目由机械与动力工程学院王如竹教授等完成,获国家科技进步奖二等奖。

针对空气源热泵供热研发及推广应用的瓶颈问题,项目团队首创了季节适应性宽流量调控,研发的空气源热泵热水器性能系数达到4.73的国际最高记录;发明了低环温气液混喷空气源热泵和小温差换热末端供热技术,实现了空气源热泵供热从寒冷地区向严寒地区的突破,覆盖了我国全气候区;创新提出了空气源大温升热泵蒸汽发生技术,性能系数达到1.85,电耗约为电锅炉的一半,最高输出温度达到150℃。项目团队通过近20年的创新研发形成了热能品位广、供热效率高、应用范围宽的空气源热泵多品位高效供热系列关键技术。研发的产品成功应用在冬奥会开闭幕式场馆等重大工程以及广大的民生供热,经济效益与社会效益显著。成果有力推动了电气化低碳供热转型,为国家“双碳”战略提供了重要支撑。

小儿先天性心脏病介入诊疗体系创建及推广应用

该项目由医学院附属新华医院孙锟教授等完成,获国家科技进步奖二等奖。





先天性心脏病(先心病)是最常见的出生缺陷,是新生儿和5岁以下儿童死亡的主要原因之一。项目团队在国内率先开展小儿先心病介入诊治,以“建立适合中国儿童的先心病介入诊疗体系”为总体目标,通过革新无创诊断技术,建立小儿先心病无创诊断模式;创新介入治疗系列技术,建立我国小儿先心病微创介入治疗体系;创立“胎儿-新生儿”危重先心病诊疗新范式,原创研发系列介入治疗器械,实现患儿诊治预后显著改善。2002年至2021年间,项目组推动国内年介入诊治量增加了35.76倍,手术死亡率和严重并发症率从0.09%和1.8%分别降至0.01%和0.12%。连续主办中国儿童心脏病大会,作为亚太儿科心脏协会主席向亚洲乃至世界推广“中国方案”。 

中华人民共和国国际科学技术合作奖

约翰•爱德华•霍普克罗夫特(John Edward Hopcroft)

该获奖人合作单位为致远学院和电子信息与电气工程学院,获中华人民共和国国际科学技术合作奖。



约翰•爱德华•霍普克罗夫特(John Edward Hopcroft)是享誉全球的计算机科学家,长期从事理论计算机科学研究。他入选美国国家科学院、国家工程院、艺术与科学院院士,中国科学院外籍院士。曾获图灵奖、冯•诺依曼奖章、西蒙•雷默创始人奖。现任康奈尔大学荣休教授,上海交大访问讲席教授。自2011年起,他受中国外专局邀请来到我国,在上海交大等单位建立计算机科学研究中心,亲自参与教师引育,培养了大批新生力量。他和中国团队合作建立结构化网络的理论体系,提出了一系列创新方法,并指导发表数十篇顶尖学术论文。他十三年亲自为我国本科生授课二十门次,编写两本教材无偿出版。2016年,为表彰其在中国高等教育界多年的工作成果,他被授予中国政府友谊奖。


5.中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授团队在液态金属制备二维氧化物的研究方面取得新进展

作为二维材料家族中的重要成员,二维金属氧化物由于具备丰富的表面化学性质和独特的电子结构,在电子、能源、传感器、以及催化等领域有着广泛应用。然而,传统的外延生长方法容易导致氧化物表面极化不稳定,其进一步的发展依旧面临着挑战;此外,昂贵的制备成本使其难以实现商业化大规模制造。近些年,液态金属在制备二维金属氧化物方面展现出巨大潜力。由于液态金属具有高的表面张力、优异的流动性、良好的溶解度和活跃的化学反应特性,使得其可以在二维金属氧化物的制备中充当溶剂、反应物或界面。

中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授团队通过利用液态金属的卡布雷拉-莫特氧化特性来获得天然的二维平面材料。作者创新地提出了基于液态金属的机械自动旋涂剥离方法,该方法能够高效地获得原子级薄、大面积、均匀平整以及高结晶质量的二维金属氧化物薄膜。



图1 基于液态金属制备二维金属氧化物的示意图

基于液态金属旋涂剥离方法制备二维金属氧化物薄膜的原理如图2所示,该工作利用旋涂加速给予液态金属一个稳定而强大的离心力,促使母体液态金属与表层氧化膜的分离。在制备过程中,表层氧化物皮肤与母体液态金属易于分离的原因是:(1)由于母体金属呈现液态,而在含氧环境下形成的表面氧化层呈现固态,固-液之间相互作用力较弱;此外,母体金属内部也存在着液-液相互吸引作用。(2)由于液态金属具有高表面张力的特性,在剥离过程中,剩余的液态金属将会迅速地聚合恢复形成球形小液滴。(3)此外,表层氧化膜与基底之间存在着分散的范德瓦尔斯作用力,使得氧化膜能够强力地附着在基底上,从而实现其与母体金属的分离。


图2旋涂剥离法制备二维金属氧化物半导体示意图

作者通过原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术对所得的样品进行了形貌学与结构学的表征,分析结果揭示了薄膜具有良好的均匀性及较高的结晶质量。基于液态金属的自旋涂剥离方法还具备一定的衬底普适性,能够有效地克服传统外延生长方法对硬质衬底或同质外延衬底的需求,有效解决了由于衬底导致的晶格失配、位错出现等局限,大幅提升了二维金属氧化物薄膜制备的灵活性和适用范围。



图3 超薄二维金属镓氧化物的形貌和结构表征

此外,液态金属的多样性为多种二维金属氧化物的制备提供了良好平台。作者还采用了液态金属铟以及液态金属锡制备获得了二维铟氧化物和锡氧化物薄膜,通过TEM和AFM证明了二维铟氧化物和二维锡氧化物同样具有较高的均一性和结晶质量,表明该液态金属旋涂剥离法的普适性与可拓展性。这一进展预示着基于液态金属制备二维材料技术在多类功能性器件中的广泛前景和潜在应用。



图4 二维金属铟氧化物的结构和化学表征

相关研究成果于2024年5月6日以封面文章“Liquid-Metal-Based Spin-Coating Exfoliation for Atomically Thin Metal Oxide Synthesis”为题发表在国际知名期刊《Nano Letters》上。该工作由中山大学独立完成,物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授、罗鑫教授为论文通讯作者,硕士研究生张颖怡为第一作者。上述工作得到了国家自然科学基金和广东省自然科学基金的大力支持,特别感谢广东省磁电物性分析与器件重点实验室的大力支持。



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