胡正明获IEEE最高荣誉，一己之力续命摩尔定律数十年

作者| 蒋宝尚

编辑 | 丛末

据IEEE官网报道，国际电气与电子工程学会终身Fellow胡正明教授获得2020年度IEEE荣誉勋章， 表彰他对半导体器件的开发及未来的微型化做出了重大贡献 。特别是发明了使摩尔定律得以延续数十年的3D结构器件（FinFETs）。

IEEE荣誉勋章每年评选一次，最早始自1917年，首届得主为美国无线电工程先驱、发明家阿姆斯特朗。

在华人圈，此奖项除了胡正明， 还有卓以和、张忠谋分别在1994年和与2011分别获得过。 卓以和的成就在于为分子束外延的发展做出的开创性贡献，张忠谋获奖在于其的远见与领导力，为全球半导体产业带来革命性改变。

IEEE荣誉勋章

胡正明教授除了FinFETs之外，还提出热电子失效的物理机制，开发出用碰撞电离电流快速预测器件寿命的方法，并且提出薄氧化层失效的物理机制和用高电压快速预测薄氧化层寿命的方法；首创了在器件可靠性物理的基础上的IC可靠性的计算机数值模拟工具。

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FinFET：为摩尔定律续命几十年

英特尔公布的 FinFET 的电子显微镜照片

当然，其最引入瞩目的成就就是其在 1999 年发明了鳍式场效应晶体管（Fin Field-Effect Transistor，简称「FinFET」），如今三星、台积电能做到14纳米/16纳米都依赖这项技术。

这项发明也被称为是 50 多年来半导体技术中最根本的转变。

具体来说，FinFET有两个突破，一是把晶体做薄后解决了漏电问题，二是向上发展，晶片内构从水平变成垂直。

作为一种新的互补式金氧半导体晶体管，FinFET 命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性，其电子显微镜照片如上图所示。这种设计可以改善电路控制并减少漏电流，缩短晶体管的闸长，增大了电容的等效正对面积，从而提高了相同电压下电荷的数量，也就是减少了遂穿效应的影响。

FinFET 闸长已可小于 25 纳米，未来预期可以进一步缩小至 9 纳米，约是人类头发宽度的 1 万分之 1。由于在这种导体技术上的突破，用氧化埋层解决了22nm沟道关断漏电，延续了摩尔定律的寿命。

胡教授及其团队成员发表了有关 FinFET 技术文章之后，大部分半导体厂商的开发工作方向转向了 FinFET 技术，英特尔成为全球首家将 FinFET 技术用于其产品设计的公司。

当年胡教授的那篇论文“FinFET-a self-aligned double-gate MOSFET scalable to 20 nm”，题目里说的20纳米，现在已经被英特尔推进到了10纳米。所以，FinFET延长了摩尔定律至少20年。

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胡正明：荣誉等身

胡正明1947年7月出生于中国北京，于 1968 年在“台北国立台湾大学”获得电气工程学士学位，1970 年和 1973 年，分别获得加州大学伯克利分校的电子工程硕士和博士学位。

 

自 1976 年以来，胡正明教授一直担任加州大学伯克利分校的工程学教授，他还是半导体制造商 Ambarella 和 Inphi 的董事会成员；

 

1991-1994年任清华大学微电子学研究所荣誉教授；1997年当选为美国工程科学院院士；

 

1999 年发明了在国际上极受注目的鳍式场效晶体管（FinFET）和超薄绝缘层上硅体技术（FD-SOI）等多种新结构器件。这两个器件结构都集中在解决器件的漏电问题，罕见的是这两个器件结构最后均被工业界实现了。

从 2001 年到 2004 年，他担任位于新竹的全球最大 IC制造公司台湾半导体制造公司的首席技术官；他还是美国思略科技公司（Celestry Design Technologies）的创始主席、半导体行业分析程序的创建者。

2009 年，胡正明教授被授予 IEEE 西泽润一奖，以表彰他对生产体积更小、更可靠、性能更高的集成电路所做出的至关重要的成就；

2015年12月获得美国国家技术和创新奖，这一奖励主要是表彰他在微电子领域的开拓性创新，其中包括微电子器件可靠性物理研究、首个用于电路设计的行业标准模型，以及对半导体技术发展具有极大推动作用的首个 3D 晶体管的发明。

2016年5月19日，美国总统奥巴马在白宫为胡正明颁发美国国家科学奖章。

胡正明教授在多个场合表示，集成电路产业可再成长100 年,芯片功耗还可降低 1000 倍。线宽的微缩总是有一个极限的，到了某种程度，就没有经济效应驱动人们把这条路径继续走下去。但是我们并不一定非要一条路走到黑，我们也可以转换一个思路，同样可能实现我们想要达到的目的。

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