劳动者之歌丨蔚翠:破“芯”突围,为国产半导体“铸剑”

蔚翠正在做试验
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蔚翠,1983年4月出生,中共党员,博士学位,中国电科产业基础研究院重点实验室副主任。她带领团队研制出功率密度达国际领先水平的金刚石晶体管、国内首台金刚石氮空位色心微波激射器等核心成果,申请国家发明专利20余项,为我国新一代半导体器件发展提供了核心技术储备。2026年荣获全国五一劳动奖章。
在璀璨的科技星空下,有一种材料,既是承载人间美好寓意的钻石,更是被科学家称作支撑大国重器的“终极半导体”材料。它就是金刚石。
2011年,从浙江大学博士毕业的蔚翠,走进中国电科产业基础研究院重点实验室,一头扎进金刚石半导体研究领域。彼时,国内金刚石半导体研究几乎空白,没有成熟的技术体系,没有可借鉴的产业化经验,甚至连一些基本的实验数据都难以获取。“金刚石半导体作为关系国家科技安全的关键技术材料,我们不能落后,更不能缺席!”蔚翠的话语坚定有力,这是她的初心,更是团队的誓言。
科研之路从无捷径,唯有脚踏实地,攻坚克难。夜幕降临,实验室的灯光常常亮至深夜,蔚翠盯着显微镜下的金刚石衬底样品,指尖在实验记录册上快速标注着数据——这是她和团队连续鏖战的第三个深夜,高纯度、低缺陷单晶金刚石外延材料生长难题,仍像一座大山横在眼前。作为金刚石射频器件的“基石”,外延层纯度与缺陷程度直接决定着后续研发的成败。“没有设备就改装优化,没有经验就摸索试错,科研攻坚本就是迎难而上。”面对困境,蔚翠坚定地鼓舞团队。
此次攻坚的金刚石合金工艺,是制备高功率射频器件的核心环节,稍有偏差就会导致器件失效,此前团队历经数十次失败。实验室里,各种精密仪器不停运转,团队成员分工协作,有的调试设备参数,有的记录实验数据,有的对比分析样品差异。
蔚翠穿梭在各个实验台之间,时而俯身观察仪器数据,时而和成员低声探讨,不放过任何一个细节。“金刚石器件的应力控制没做好,再用界面过渡层技术优化一次。”她指着实验数据,精准指出问题关键。
每周五下午的团队讨论会,是雷打不动的“头脑风暴”时间,更是团队破解难题的“金钥匙”。蔚翠带领团队成员围坐一起,直面迁移率不足、工艺污染等核心难题。有人提出优化外延生长工艺、减少晶体缺陷;有人建议采用新型异质结改善传输性能;年轻队员创新提出调制掺杂、原位生长等新思路……那段时间,团队成员几乎泡在实验室里,反复实验、不断复盘,在无数次试错中排查问题、迭代工艺。
当成功生长出高纯度、低缺陷的单晶金刚石外延层,迁移率提升100%以上,工艺污染等一个个难题被攻克,实验室里响起久违的欢呼声。
从“板凳要坐十年冷”的坚守,到“敢啃硬骨头”的勇气;从“放手历练”的信任,到“老带新”的帮扶;从实验室到产业化再到应用场景,一项项科研成果实现了从“零”到“一”的突破,不但打破国外垄断,更赋能大国重器:量子科技领域,基于金刚石材料的量子传感器,为地磁导航开辟新路;AI芯片、新能源汽车逆变器中,金刚石热沉材料将芯片结温降低30℃,封装热阻下降近三成……
如今,蔚翠团队研制的金刚石核心技术与产品已投入实际应用,实现“轻量化、高性能、长寿命”的突破。蔚翠也先后斩获国防技术发明奖、河北省技术发明奖等多项荣誉,用硬核实力填补国内多项技术空白,推动我国在新一代半导体领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。
“实现引领不容易,要立足原创,筑牢核心能力。”面对未来,蔚翠目光坚定。如今,实验室的灯光依旧常亮,蔚翠继续挺进金刚石半导体“无人区”,围绕更高性能金刚石外延材料制备技术、高功率射频器件研发、科研成果产业化等科研方向,攻坚“独创独有”核心技术,在加快实现高水平科技自立自强的征程上,书写着属于中国科研工作者的奋进华章。
记者高会坡




