简介： 2013年年末，两年一度的中国科学院院士增选结果揭晓，西安电子科技大学郝跃教授当选为中科院信息技术科学部院士，他也是微电子领域当选的唯一一名院士。
2013年年末，两年一度的中国科学院院士增选结果揭晓，西安电子科技大学郝跃教授当选为中科院信息技术科学部院士，他也是微电子领域当选的唯一一名院士。郝跃教授1958年出生于安徽阜阳，1982年毕业于西北电讯工程学院技术物理系，1985年获得硕士学位，1991年于西安交通大学获博士学位。郝跃教授现任西安电子科技大学副校长，博士生导师。他长期从事宽禁带半导体高功率微波电子学领域的开拓研究，在高质量材料生长、器件结构创新、工艺优化实现及其在极端环境下的可靠性、稳定性的研究中取得了一系列重要的创新性成果，解决了高质量的氮化镓材料如何生长，以及高功率附加效率的氮化镓微波功率器件如何实现两项难题，为我国开创宽禁带半导体材料、器件和高功率微波电子学研究作出了系统性、创造性的重要贡献。近日，记者专访了郝跃教授。
微电子技术
记者：郝教授，您好。院士是国家授予科学家的最高学术荣誉称号，首先祝贺您当选中国科学院院士。
郝跃：能够当选中国科学院院士，是一件非常高兴的事情。今年中科院总共增选了53名院士，信息技术科学部共计7人，其中半导体领域1人。当选院士，对我来讲是一个新的起点，同时也是一个不断激励自己怎样能为国家高科技事业、为学校建设和发展做出新贡献的开始。
记者：刚才您谈到今年在半导体领域就您1人当选院士，半导体和微电子学之间是什么关系？请介绍一下您从事的微电子学领域。
郝跃：好的。我们通常说的半导体，指的是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，目前用于微电子器件和集成电路的材料主要是硅材料，每年全世界近3000亿美元的半导体产业，其中90%是硅材料，主要用于大规模集成电路，另外就是化合物半导体材料，包括我本人长期研究的宽禁带半导体材料，主要用于微波毫米波高速、高功率器件和光电子器件（LED、激光器、探测器）等。
微电子技术，就是以半导体为材料制作成半导体器件和集成电路的技术，包括晶圆（衬底）材料、半导体和介质薄膜沉积和生长、光刻、蚀刻、掺杂技术等工艺技术，以及设计、封装、测试和专用设备等技术。微电子技术是全世界高科技的最典型代表，也是人类智慧的结晶。微电子学是电子学的一个重要的分支学科，它主要研究电子或粒子在固体材料，主要是半导体材料中的运动规律及其应用。
如果没有微电子技术的发展，就不可能有现在的信息社会，就不可能有大家快捷、方便的日常生活。从1947年世界上第一只晶体管的诞生到1958年世界上第一块集成电路的问世，微电子技术仅仅发展了50余年，但微电子技术改变了整个社会，带来了信息技术的革命，也就是我们通常所说的第三次工业与技术革命。正是在微电子技术的高速发展和推动下，通讯、网络、计算机、信息家电等技术才得到高速发展，使大数据、物联网、智慧城市等成为现实，也使纳米科技、量子计算等成为可能，微电子科技确实改变了一个世界。
记者：微电子技术的作用具体体现在哪些方面？
郝跃：微电子技术的作用主要体现在四个方面。
一是加快推进了世界的信息化进程。在经济和社会活动中，正是因为微电子技术的普遍应用，才使得信息资源创造的劳动价值，在国民生产总值中的比重逐步上升并占据主导地位。此外，微电子技术的利用，还实现了全球信息化。
二是对传统产业进行升级改造。因为微电子技术的广泛应用，尤其是从信息领域逐渐扩展到了工业、农业和商业等传统产业，才促使这些行业升级改造，高速发展起来。 三是满足人民强烈的物质和精神生活需求。今天，每个人都离不开手机、电脑，以及互联网等，这些不同的产品都有共同的支撑，那就是芯片。可以说，凡是与我们生活密切相关的电子产品，大都离不开微电子技术的发展和应用。
四是微电子技术使我们的国防变得更加强大。从装备层面讲，国家国防依靠的就是高端电子装备，比如卫星、导弹、雷达，以及航空母舰、核潜艇、预警机等等，这些装备的生产都离不开微电子技术的进步。可以说，正是微电子技术使得我们的国防变得更加强大，它功不可没。
以上四点是我们对微电子技术的传统认识，不过今年2013年6月份以来，世界各国关注的美国棱镜事件曝光，大家对微电子技术的认识又上升到了一个新的高度，这就是国家安全。
我们突然发现，谁掌握了我们的芯片，谁掌握了我们的软件，谁就掌握了我们的信息空间，就在相当程度上掌控了我们。信息空间虽然呈现为多维的、抽象的、不可见的，但却实实在在地影响着我们的生活，它比一个实体空间更重要，人们在这个空间一旦失去自由，就惶惶不可终日，没有安全感。过去我们对赛博空间(Cyberspace)没有强烈的概念，但棱镜事件使全世界人民都有了一个现实的和直接的感受。
记者：郝教授，刚才谈到您从事的微电子学研究领域，能否说说您的研究工作历程？
郝跃：留校工作以后，我一直在微电子领域做研究，先后做了下面这些事情：最开始是集成电路芯片设计和研制，我们从低频低噪声运算放大器做起，这个项目获得过电子部的科技进步一等奖 （1987年），这个时间大概不到10年；后来我开始研究半导体器件的可靠性和集成电路的可制造性，重点转向对半导体器件的机理和设计方法学的研究，获得的第一个国家科技进步奖（1998年）就是在这个领域。上世纪90年代后期，从国家的急需和国际半导体科技发展两方面，我们开始转向重点研究第三代半导体材料和器件，也就是宽禁带半导体材料和器件的研究。“宽禁带半导体”和“宽带隙半导体”意思是一样的，所以我们实验室的名称就叫 “宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室”，同时也是 “宽带隙半导体技术国防重点学科实验室”。
我在宽禁带半导体方面主要是研究低缺陷高质量的氮化物半导体材料生长方法及材料生长机理，氮化物微波毫米波器件与单片集成电路,微波和毫米波的波段从通信到雷达，这些器件在宽带通信和国防信息化装备方面有重要需求，最近我们的太赫兹器件研究有了很好的进展，并且在国际上有了重要的影响。另外，我们的氮化物短波长LED研究也很有特色，2000年左右研究蓝光发光器件，现在的重点研究紫外和深紫外的LED器件，并且开始得到了规模化应用。氮化物包括了氮化镓、氮化铝、氮化铟等材料，氮化物材料可以是二元化合物，也可以构成三元、甚至四元化合物材料，不同结构的材料性能有很大差异，研究非常有趣，在这个未知的世界里，你的想象是可以翱翔的。总之，我的研究工作还是比较基础性的，同时这些材料都有很好的应用背景和市场潜力。
记者：请详细介绍一下三代半导体技术，以及他们在不同时期的发展及应用情况？
郝跃：这里先明确一个概念，我们之所以对半导体分一代、二代、三代，不是按材料重要性来划分那一代材料，主要是从它产生的时间来说的。因此，从时间上说，半导体材料发展到今天，基本上被分为了三代。
第一代半导体材料主要以硅、锗为主。20世纪50年代，锗在半导体中占主导地位，主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光电探测器中，但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅器件所取代。用硅材料制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好。此外，硅由于其含量极其丰富，提纯与结晶方便，二氧化硅薄膜的纯度很高，绝缘性能很好，这使器件的稳定性与可靠性大为提高。因此，硅已成为应用最多的一种半导体材料。因此可以说，我们所用的电子产品几乎90%都是基于硅材料的，集成电路的99％都是用硅半导体材料制造的。以硅为基础的半导体工业，创造了一个全新的信息时代，我们已经生活在“硅时代”。今天，全世界半导体产业总共有3000亿美金的产值，其中1900亿美金以上的市场都在中国。据海关统计，最近几年我们进口的半导体芯片总值是第一位的，超过了石油的进口总值。
第二代半导体材料主要以砷化镓、磷化铟为主。20世纪90年代以来，随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起，以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。砷化镓、磷化铟等材料适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料，被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、GPS导航等领域。
第三代半导体材料主要以氮化镓、碳化硅、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表，统称为宽禁带半导体材料。半导体是一种导电性介于金属和绝缘体之间的固体。禁带是半导体材料和物理中的一个基本概念和术语，它主要是衡量一种半导体的性质是更偏向于金属，还是偏向于绝缘体。通常，半导体材料的禁带宽度越宽，说明它更偏向于绝缘体，因此它的高温和耐强电压的特性就越好。与第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有宽的禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料，也称为高温半导体材料。此外，第三代半导体材料由于具有发光效率高、频率高等特点，从而在一些蓝、绿、紫光的发光二极管、半导体激光器等方面有着广泛的应用。从目前第三代半导体材料和器件的研究来看，较为成熟的是氮化镓和碳化硅半导体材料，而氧化锌、金刚石和氮化铝等宽禁带半导体材料的研究尚属起步阶段。
第三代半导体材料，一直是我们实验室的重点研究的对象。从上世纪90年代到现在，也就是第三代半导体快速发展的时期，我们正好在这个领域取得了好成绩，解决了两项重要的难题，就是高质量的氮化镓材料如何生长，这是高性能器件实现的基础，以及高功率附加效率的氮化镓微波功率器件如何实现，这是器件得到应用的关键。正是因为在宽禁带半导体材料和器件方面的贡献，分别于2008年和2009年获得了国家科技进步二等奖和国家技术发明二等奖。同时，我们的重点实验室也成为了国内外宽禁带半导体方面有重要影响的研究基地。
团队建设
记者：个人的成长离不开团队，请谈谈您的团队情况。
郝跃：一项事业的发展，尤其是想在科技方面取得进步，拥有一个健康向上的团队是关键。我工作以后是在微电子所，当时的微电子所虽然实力并不是很强，但那个时候氛围很好，我们的团队建设做得不错。
可以说，正是因为在微电子所这样一个团队里面，正是因为有了我们前后几代人的不断努力，才有了微电子所今天的学术地位和建设现状。特别值得一提的是，微电子所建立的时候，我们的学校还基本是一个以教学为主的单位，但是当时的领导很有眼光，建立了电子所、微电子所、天线所等一批很好的研究机构。
记者：团队建设对于从事科学研究具有十分重要的作用，您是如何让您的团队健康发展、始终保持旺盛活力的？
郝跃：从在别人的团队中学习、工作，到自己建设团队，我始终坚持做到以下四点：第一是要团结，团队成员必须对目标和未来达成共识，在共同的目标下，协作共赢；二是要宽容，一般知识分子比较难，因为文人相轻，相互宽容就显得十分重要；三是要创新，必须站在国际前沿，服务国家、满足国家的重大需求；第四是一定要有活力，让人总是充满希望、充满激情，通过努力去实现自己的创新成就。团结、包容、创新和活力，这就是在团队建设方面我们一直坚持的基本方针。
首先是团结。团结协作是一切事业成功的关键，没有团结，就很难汇聚成一股不可战胜力量。个人和集体只有依靠团结的力量，才能把个人的愿望和团队的目标结合起来，超越个体的局限，发挥集体的协作作用，实现1加1大于2的效果。
其次是包容。一个团队里面，相互之间必须学会包容，包容各种文化，包容各个来自不同学校和背景的团队成员。我们这个团队学缘结构比较合理，大家来自五湖四海，有中科大的、北大的、清华的、交大的，以及本校留校的，虽然来自不同的学校，但是我们都能够相互包容在一起。包容和团结不一样，强调的是不同思想、文化的融合，那种依靠近亲繁殖产生的一团和气，不是我们追求的目标。
健康、良性发展的一个团队，团队成员之间要能够进行思想的碰撞，要能够倾听相互不同的意见，这方面我们做得非常好。在我们的团队里面，大家有什么意见，都可以开诚布公地讲；有什么问题，都可以无拘无束地提。我作为带头人，也从来不以专家、“老板”自居，我们之间都是平等地进行学术讨论、平等地交流研究思路。
尤其值得一提的是，在我们的团队里面，只要是看准的事情，大家就会义无反顾地做下去，这就是我们常说的“狠”；而且一旦开始做，就要做到最好，要么不做，要做就做到最好，这个是我们团队历来的信念。碰到任何困难都不能退却，也不会退却。
再次是创新。一个团队的发展，需要大项目和纯理论之间相互支撑。具体到我们的团队，那就是必须有一部分人从事重大型号装备的研发，目的是有大的经费支持、能购买最新的实验设备、改善科研环境和研制能力；另外一部分人从事纯理论的研究，也就是在前沿领域做尖端的“摘星星”的工作。
在当前的科研环境下，如果不从事型号研究、不做重大专项这样的项目，光靠自然科学基金等，一个团队不可能获得大额经费支持来购置先进的设备、测试仪器等。但从事具体型号项目工作是很辛苦，经常加班加点，而且在论文等指标上还不一定上得去。这时候，就需要在团队里建立一种协调机制，让主要精力在从事前沿理论研究的老师，与做型号项目的老师一样，都能够享受到很高的待遇。我们现有的评价机制，对做大项目的人十分不利，他们虽然辛苦，但是所谓的指标上不去，就会产生不少现实的困难和矛盾，最终导致没有人愿意做型号项目，没有人愿意做集体项目。
我们的课题组比较地平衡了这个关系、处理了这个难题。作为团队带头人，我不偏向任何一方，对他们均给予一样的重视，尽可能地兼顾双方的利益，并让大家经常思考这样一个问题，我们课题组的最终目标是什么？其实，大部分老师都是有理想、有追求的人，只要我们把目光看得远一点，不要被眼前的蝇头小利和暂时困难挡住视线，大家都是能够很好地处理这些关系的。
最后是活力。一个健康团队的根本，就是要使团队里的每个人都充满活力，能够尽情施展自己的才华，始终保持想做事情、能做事情的激情。这方面，我也是通过自身做好表率，我对新事物、对新的问题始终充满了好奇心，以此促使大家都在思考和做有用的科学研究，而不是只为了提高单纯的指标体系做一些没有用的事情。
记者：刚才您谈到了包容，我想问问您建立了什么样的机制，确保团队中始终有包容的氛围？
郝跃：我们的机制很简单，我们从来不打压任何人、不封闭任何人的想法。我们的团队有周报告制度，20多名教师和所有博士研究生，每周都会有互相交流，这个制度我们坚持了好多年。后来在周报告制度的基础上，我们定期都会选择科研进展较好学生和老师，在更大范围内公开讨论研究进展，让他把自己的想法讲出来，然后大家评价一下这些思路、方法的优劣，一旦觉得是好点子、好方向，就坚定不移地给予支持。
此外，对于科研经费，我们始终坚持了统一管理和统一使用。经费的统一管理，也为我们集中优势兵力打歼灭战奠定了很好的基础。今天，很多来我们实验室参观的同仁，都惊讶于我们的实验设备居然与世界上先进的研究机构是接轨的。硬件条件的改善就在于我们的经费集中使用。对每位老师提出的设备和仪器购买计划，一旦大家认为必要就坚定支持，当然还要符合国家的相关政策和法规。
目前，我们实验室有0.45微米的步进光刻机和能够实现10纳米光刻的电子束光刻机等进行基础研究的设备，以及金属有机物CVD设备、分子束外延等材料研究设备和扫描隧道显微镜等材料表征的仪器。微电子技术需要不断更新设备和仪器，没有一流的科研平台是很难出一流的科研成果。多年来，我们课题组几乎将全部结余的经费都放在购买新的设备和仪器上，全力支持新的研究方向和新的科研需要。这样下来，我们的研究成果和硬件建设，就越滚越大。这些都得益于我们包容、团结，如果没有大家的共识，集中优势力量做这个事情，我们不可能在10-20年的时间内，成长和发展得这么快。
记者：谢谢您给我们分享了团结、包容、创新和活力对于团队的重要意义。科研方向对于科学研究十分重要，在科研方向的选择上，您和您的团队是怎么做的？
郝跃：我们的团队选择科研方向自始至终坚持两条原则：一是国家需求，二是国际前沿。
国家需求是我们的第一原则。我们的科研工作，就是在国家需要的情况下，才去确定主攻的方向，定好方向后，瞄准国际最好水平去奋斗、去努力。
只有当我们的科研满足了国家需要、国防需要，我们才能最大限度地实现自身的价值，取得最大的支持。如果没有国家没有国防，哪里会有大家从事科学研究、幸福生活的外部环境？因此，始终把国家的需要放在第一位，这就是我们在科研中一直遵循的基本原则。
记者：在这个过程中，您是如何以身垂范，起好表率作用，带领着团队一直朝前走的？
郝跃：对于一个团队来说，最根本是带头人。只有当带头人有永无止境的追求，团队才能在某个科研方向上一直坚持做下去，而不会中途因为这样那样的原因停止。带头人对团队起到的是一种引领的作用。
我在宽禁带半导体的科学研究中，一直致力于氮化物材料和器件的研究，无论是在材料研究、器件研究还是机理研究方面，都没有离开过这个领域，同时积极推动氮化镓器件运用到各个领域之中，包括通信、雷达，以及光电子应用领域。
一个团队要能向前发展，必须具备两个条件：一是发展目标必须高度凝练，得让人看到光明的前景，我们以前这方面做得还不错，以后更要努力。第二，得让人看到实际的效果，如果看不到实际的效果，也是没有用的。就拿经费的管理来说，如果经费放到一起了，并没有给团队人员带来好处，并没有让团队得到发展，并没有让我们的实力增强，大家就会觉得没有意义，还不如单干。
因此，带领一个团队，必须要让大家看到凝聚在一起之后，我们得到了什么？解决了什么？发展了什么？没有效果是不行的。
记者：从个人的成长经历来讲，您对青年教师从事学术研究有哪些建议？
郝跃：我想，主要有三个方面的建议：
第一点，如果想做成一件事情，就不要被眼前的利益所迷惑，就不要为遭受挫折而沮丧，不要因暂时失败而一蹶不振，这对走向科学这条路的年轻老师十分关键。我这一路走来，总体比较顺利，但中间的沟坎也比较多，没有信念的坚持是很难跨过这些坎的。工作以后，我曾经有机会去某个厅当厅长，都下文了，可我选择了放弃，我离不了微电子，我要做学问；也有别的高校请我去当校长，想来想去，我也放弃了，西电是成就我的地方，我科研的根在这里，我舍不掉。经得住诱惑，始终坚持自己看准的目标和方向，不要因为各种各样的诱惑而改变，一般人做到这点确实很难，但是却是成功所必须的。很多人偏离了自己的发展方向，往往就是因为不能正确处理眼前的各种诱惑，急功近利的思想比较严重。
第二点，如果想迈向更高的目标，就一定要虚心。在科学的道路上，三人行必有我师，要善于向身边的人，甚至是自己的对手学习，这是成功的关键。只有虚心、只有当你愿意俯下身子去倾听，才会有人扶持你，才有人愿意帮助你，才有人愿意和你交流。我能够走到今天，没有了前辈先生们的全力支持，那是不可能的。而要想获得别人的支持，如果别人不认可你也是不可能的。要得到别人认可，你就要虚心，就要学会当学生。一句话，做人的人品非常重要，人品决定发展的高度。
第三点，如果想攀登科学的巅峰，就不能关着门自己搞，必须和国际接轨，具备敏锐、独到的眼光。闭门造车出门不合辙呀，科学的发展虽然各有差异，但是最高的顶峰往往是在同一个地方。做科研、搞研究，必须走出书斋、走出实验室，和国际最前沿的科学家交朋友，把成果拿到世界上去比一比，经常到人家那里去看一看，紧追其后，最终超越。
记者：一个人是立体的，他的需求也是多方面的。在平常的工作中，您是如何体现他们的成就感的？
郝跃：确实如此，我们每个人都生活在功利现实的社会中，存在各种利益，需求也是多方面的。要想处理好这些问题，我觉得要做好这样两个方面的工作：
一是亲自做给大家看。比如在每年酬金分配的时候，我首先做到透明，让每个老师都可以看到，到底自己是什么价值，而骨干又是什么价值？其次坚持不拿最多，因为岗位和贡献不同，团队内存在一定的差距，但我始终坚持不拿最多，我把最多的给团队里面做得最好的老师。这样做的好处是，拿了最高的老师会不断激励自己，拿最低的人心里也很平衡。
二是对人多鼓励、多宽容。每个周末，我都会抽出时间认真阅读团队成员的报告，及时给予评注，和老师同学进行平等交流，对于每个人取得的成功和进度，都及时给予鼓励。与此同时，我们也不追求整齐划一，某个老师这段时间没按时完成任务，我也不会马上批评，大家都是知识分子，要建立起码的信任，要把宽容和包容都结合在一起。
记者：郝教授，您一再强调别人给了您很多启发、帮助，请谈谈这方面的情况。
郝跃：我说说我们的微电子所吧。
开始的时候，我们的微电子在国内并不是很强，直到1986年才建立硕士点。知不足而后勇，不强给了我们年轻人很好的机会。所以，到1996年的时候，我们就拿到了博士点，2000年就进入了全国重点学科之列。
这个学科的发展，和其他的学科不一样。当时留校的年轻人，大家都在想办法把这个学科做到由弱变强。实际上，微电子所发展的历史重担已经落到了我们年轻人身上。我们为什么能够成功呢？与我们的团结和协作有很大的关系。当时留校的有三个年轻人，我、杨银堂和庄奕琪，我们都在想办法把这个学科振兴，不断发展，所以一直都在奋斗。
有一句话叫大树底下好乘凉，但是还有一句话叫大树底下难长草。微电子所当时实力不算强，不是大树，我们虽然难乘凉，但却因为没有大树，变成了长势很好的草，是因为努力、因为奋斗、因为团结，微电子所成功了，变成了一棵比较大的树。但以史为鉴，我们今后要吸取教训，不断扶持年轻人，一定不能遮挡住年轻人，这样才能使我们的事业一代一代不断发展和壮大。
记者：当选中国科学院院士，您最深刻的感受是什么？
郝跃：当选院士，得到这个荣誉，看似是我一个人的成功，但其实并不是我一个人在努力。
首先，这是我们微电子几代人共同奋斗的结果。从我的老师开始，他们从1958年建立半导体专业开始，这个努力就没有断过，这是一个量变产生质变，一个累积沉淀的过程。
其次，这和一个团队共同的努力分不开，没有团队，单靠个人，要想完完全全实现一个目标，那是不可能的。我能够当选院士，这是西电所有微电子人共同的荣誉。
第三，也是和各方面鼎力支持分不开的。没有国家对微电子学的重视，没有学校对微电子专业的支持，没有我的家人的默默奉献，怎么可能有我的今天？想到这，我感慨良多，很多前辈大师一直激励我坚持自己的目标，对我充满了信心，这些都是我战胜困难的力量源泉。
第四，选择一个方向，具备国际视野对成就自己的理想非常重要。今天对我是新的起点，同时也是对我提出了一个新的标准。未来，还有很多科学难题在等着我，比如超宽禁带半导体的材料和器件研究等等，我们还要不断发展，为国家做出更多贡献，在国际学术领域取得更好的成绩。
