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我院学生团队在第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛中斩获金奖
发布人:刘玉菡  发布时间:2021-10-20   浏览次数:10


1012-15日,第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛在南昌大学举行。本届大赛历时六个月,共有来自国内外121个国家和地区、4347所院校的228万余个项目、956万余人次报名参赛。参赛院校基本囊括了哈佛大学、麻省理工学院、牛津大学、剑桥大学等世界排名前100的大学。

经过激烈角逐,由我院代兵、朱嘉琦老师指导的李一村博士生团队参赛项目“超级导热金刚石:为芯片退烧而生”在总决赛金奖争夺赛高教主赛道斩获金奖

 

参赛代表李一村博士(右)与赵继文博士(左)

 

团队简介:

晶格振动创新团队隶属于航天学院复合材料与结构研究所红外薄膜与晶体课题组,是一支由韩杰才院士作为首席科学家、朱嘉琦教授和代兵老师作为指导教师的研究生创新创业团队,学生团队由李一村博士作为负责人,成员涵盖材料学、航空宇航、自动化等多学科专业。晶格振动创新团队致力于我国大尺寸、高品质金刚石材料的智能化制备与先进应用领域研究,并积极推进产业化进程,在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长设备、生长技术、精密加工、先进应用等方面取得重大突破,填补国内空白。相关学术成果发表于ScienceAMCarbon等国际顶级期刊,相关技术成果形成核心授权专利23项,打通从设备研制、材料生长、产品加工到器件应用的大尺寸高品质MPCVD金刚石全链条产业通路,服务我国超宽禁带半导体材料、高频通讯、深空探测、量子计算等先进领域。

 

团队指导教师:

代兵,朱嘉琦

 

团队成员:

李一村,赵继文,张森,郝晓斌,刘雪冬,鄂羽佳,乔光远,詹文韬

获奖项目简介:

 

金刚石材料具有硬度高、导热性好、热膨胀系数小等优异性能,在国防安全、能源通讯、智能制造等关键领域具有基础性的作用。以微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)生长金刚石技术为代表,国内外开展了广泛的大尺寸高品质金刚石材料合成研究。同时不断地在高功率器件散热片、高精密加工工具、高质量光学窗口等各行业开展了产品化的应用拓展,带动了不同行业的快速发展。而随着MPCVD金刚石性能的不断提升,在目前甚至将来的量子通讯、人工智能、超精密加工等高科技领域和产业中将变得越来越重要,应用前景和潜在市场极为广阔。

 

MPCVD金刚石生长过程

 

随着5G和大数据时代的到来,芯片的集成度和功率密度越来越高,电子芯片对散热的需求进一步提升,金刚石作为芯片理想的散热材料,已俨然上升为战略材料。然而大尺寸、高品质MPCVD金刚石生长设备、生长工艺、精密加工、性能检测和器件连接等环节被国外技术团队和公司所垄断,且在美国的操纵下,以西方国家为主的33个国家签订了《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定》,是目前对华高科技出口管制的主要“指导性文件”,其中就明确指出了限制对华出口“发展和生产电子器件用金刚石衬底或薄膜技术”。国内相关技术团队近些年虽然进行了相关技术攻关,但在上述MPCVD金刚石生产领域还没有形成完备的技术体系,出现了设备研发与生长工艺探索相脱钩的情况,导致国内大尺寸、高品质金刚石生长进展缓慢且极易被西方国家“卡脖子”。

 

具有自主知识产权的MPCVD金刚石生长设备

 

本项目聚焦金刚石的高导热领域应用,尤其针对高功率密度电子器件,例如通信基站、大数据中心、电动汽车快速充电等,并根据不同应用场景要求提供定制的散热解决方案。在学科带头人朱嘉琦教授、代兵老师的指导下,团队成员通过数年科研攻关,相继在高功率密度MPCVD金刚石生长系统、英寸级高导热单晶金刚石制备、金刚石与芯片低热阻连接等领域取得突破,形成了MPCVD金刚石生长原理仿真、设备研发、生长技术、金刚石加工、性能检测和器件应用等全链条领域的科技成果和技术壁垒。在国家军民融合战略、“中国制造2025”计划的大背景下,本团队通过项目实施对多年累积的技术进行成果转化,突破“卡脖子”问题,建立具有自主知识产权的大尺寸、高品质MPCVD金刚石产线,重点对我国半导体行业发展中功率器件等散热问题提供解决方案,与华为联合技术研发,完成华为5G基站高频芯片金刚石散热应用验证,产品供货中国电科集团;同时产品还能够满足培育钻石、精密加工、第三代半导体等领域对金刚石材料的迫切需求。目前拟成立公司进一步扩大生产规模,投资机构的5000万元投资已过会。

通过此次项目的实施,将本团队多年积累的先进技术推广并市场化,成为金刚石行业的技术革新者,产业进步的推动者,金刚石技术的普及者,成为国际领先的金刚石产品供应商,带领我国半导体材料产业迈向下一个时代。