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胡正明——开拓半导体微型元件泰斗
发布日期:2016-06-24  来源:市委党史工委  浏览次数:  字号:〖

    胡正明,1947年出生,常州金坛人,美籍华人。微电子专家,在美国申请获得30多项专利,获世界电气和电子工程师学会颁发的“固体电路奖”等。出版半导体学术专著5本,在各种国际学术会议及期刊上发表论文数百篇。1997年,当选为美国国家工程院院士和国际电机电子工程师学会高级会员(IEEE)。2004年被台湾“中央研究院”选为第二十五届数理组院士,成为半导体领域的第一位院士。2007年当选为中国科学院外籍院士。

    他出身教师家庭。1964年以第一名考入台湾大学电机系学习,1968年毕业后赴美国柏克莱加州大学分校留学,1970年获硕士学位后继续深造,1973年获得博士学位,受聘于美国麻省理工学院电机及计算机系任教授,1976年回加州大学母校任教授,1989年任旧金山东湾中文学校董事长,1995年任CelestryDesignTechnologies,Inc创办人兼董事长。

    1981年后,他多次回国,与电子科技大学、中国科学院微电子所(荣誉教授)、北京大学(兼职教授)、清华大学(名誉教授)、复旦大学、浙江大学等校进行合作研究并作学术讲座,并协助推动在中国召开国际会议。1990年在北大与清华设置5名研究生奖学金,鼓励中国留学生回国发展半导体工业。

    他是半导体微电子微型化物理及可靠性物理研究的一位重要开拓者。从20世纪70年代在柏克莱加州大学分校任教的同时,就开始系统地研究超生亚微米级(0.25微米以下)的先进集成电路内在的物理规律,从晶体管的复杂物理中推演,成功地开发出了用于测试电路仿真和CMOS技术发展软件模拟系统准确的器件模型BSIM。80年代开始,他的这个模型被广泛应用于芯片设计,实现了设计自动化,大大提高了芯片设计速度。经过10多年的不断发展,这个器件模型在1996年被国际上38家世界大公司参与的晶体管模型理事会选为设计芯片的第一个且惟一的国际公用工业标准,并向英特尔、IBM等全球所有的芯片制造商和芯片设计工具公司推广。1997年,这一模型被《研究与开发》杂志(《R&D》)评为“百项重大科研与发展成果奖”。这种新电脑模型BSIM首次使设计无线产品小型化至0.1微米以下有了技术可能,它可以设计高频、有更多功能的大型积体集成电路块,并可为消费者制造出更廉价的产品。由于他的杰出贡献,连带他所在的柏克莱加州大学分校在微电子领域成了领头羊,使该校成了世界电脑积体电路设计的大本营,全世界电脑制造商想要新的积体电路设计都会把目光转向柏克莱分校的胡正明。

    他开发的这种测试电路工业标准仿真模型BSIM,是一种设计公司与铸造商之间进行沟通的共同语言。按照他的说法,就是让所有制造商采用统一模型,在同业中立下一道法律,谁也不能离开这个BSIM自说自话,使全世界400个设计公司都按照这种模型来设计积体电路。世界小型模型委员会主席布鲁克表示,BSIM将领导半导体器件电路设计二至三个技术年代。他开发的这项成果,对整个芯片行业的进步产生了深远影响,创下了世界纪录。

    他还在美国防御先进研究计划署资助下,开发出了世界上体积最小,但是通过电流最大的半导体晶体管。这种新型的晶体管可以使1个电脑芯片的容量比以前的半导体晶体管提高400倍。为此,他获得了多项大奖:1997年获柏克莱加州大学杰出教学奖、IEEE杰克·默尔敦奖;1998年获美国科学学会MonieFerstAward;1999年获潘文渊基金会杰出研究奖,2002年获IEEE固态电路奖以及IEEE电子设备学会Rappaport奖等。

    他发明了多种新结构器件。台湾新竹科学园区创办了一家世界级高科技企业——台湾积体电路制造股份有限公司,2001年聘他任台湾第一技术长(总裁),签约三年。三年中,他开发出经过功能验证的鳍式场效晶体管(FinFET)组件雏型,这一新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管,其闸长小于25奈米(1奈米是千分之一微米),相当于头发丝的万分之一。这一技术的突破,使未来芯片设计人员能够将超级计算机设计成只有指甲般大小。

    他研制的这种鳍式场效半导体晶体管(FinFET),是迄今为止全世界最细小的,小得只有100个原子阔度,由于这种连肉眼也看不见的晶体管能够大量装置在电脑晶片内,令晶片的储存量大大增加,使电脑晶片的价钱更加便宜,运算速度更快。他创造了新的世界纪录。这项突破性发明,解决了电脑晶片工程师所面对的困难,为半导体产业带来新的前景。

    晶片业有一个定律,晶片每18个月升级一次。具体来说,是每18个月便可将晶片上的晶体管数量增加1倍。不过,这一种30年来行之不衰的定律似乎到了极限,除非晶体管的设计出现突破,否则很难取得新的进展。可胡正明变换定律,开启了一场新的革命,为这个极限、晶片技术发展开辟了灿烂的前景,使“台积电”公司生产的半导体晶片,在全球的供给量达到了6%的顶峰,成为台湾上市的高科技公司。他由此被台湾报刊誉为“领航的探险家”和“矽岛”“第一CTO”。台湾交通大校校长张俊彦称他是“半导体元件物理之泰斗”。

    2004年7月,他聘期已满,重返美国母校任首席教授,继续从事科学理论研究,取得了新的成就:率先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。

    他情系故乡,1997年4月,他第一次随父亲胡素鸿回金坛探亲,为了报答培育他父辈的金坛市第一中学,欣然决定捐资90万元人民币,设立“胡氏奖助金”,奖励品学兼优、家境较差而有志升大学者。如今已有100多名品学兼优的学生获得奖励。2005年4月他在参加该校“胡素鸿铜像揭幕仪式”时,又捐资2.5万美元,使“胡氏奖助金”基金达100多万元人民币。

    

 
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