MIT教授陈刚新研究登Science：或将颠覆芯片行业
2022/8/19 20:04:30 科学网
整理 |王亚娟责编|李晓韦 常春藤
“迄今为止最好的半导体材料”被发现。
今年7月21日，包括知名华人学者、美国麻省理工学院(MIT)教授陈刚在内的研究人员在《科学》杂志发文，称他们发现了一种新的半导体材料——立方砷化硼，这种新材料可能比硅更好应用于半导体芯片中。
“发热是电子产品的主要瓶颈，这种新材料(立方砷化硼)是潜在的‘游戏规则改变者’。”陈刚表示。如果研究者未来能够克服工业生产的障碍，立方砷化硼将有希望成为下一代电子产品的候选者，或许能够对整个半导体行业产生颠覆性的影响。
陈刚是知名的华人学者，美国国家工程院院士、美国人文与科学院院士、国际传热学的领军人物，也是这篇论文的通讯作者。
早在半年前，陈刚因与中国大学有合作而被美国司法部起诉，最终被宣判无罪。上周，美国总统拜登签署2800亿美元的芯片计划，以加强芯片生产和研究。
把两个事件关联起来会发现，这是让人费解，但又是注定发生的不幸事件。中美在芯片等高科技领域中的竞争激烈，必将伤及无辜。陈刚只是其中一位“不幸者”。
1
“最好的半导体材料”究竟是什么？
硅是计算机芯片中必不可少的一种半导体材料。虽然它已经成为整个芯片行业的主力，但由于导热性能不佳，通常需要价格昂贵的冷却系统与之相匹配。
此次陈刚与休斯顿大学以及其他机构的科学家联合宣布了一种新型半导体材料——立方砷化硼。它在导热和导电方面的性能优于硅，这将为更小、更快的芯片的研究开辟出更多可能性。
新材料的光学特征
不仅如此，在传导电子及其带正电荷的对应物——“电子空穴”(即导电性能)方面，硅存在着明显的缺陷。这也成为了硅基半导体速度受限的一个重要原因。相较而言，立方砷化硼的导电性能更具优势。
如果立方砷化硼能够实现商业化，对硅这一核心半导体材料，甚至对于整个芯片行业来说，将带来颠覆性的改变。尽管硅很可能会被立方砷化硼所取代，它的昔日地位或将不保，但对整个芯片行业来说，这却极为有利。因为未来将会有更小、更快的计算机芯片诞生。
然而，就是这样的一位半导体材料方面的“功臣”，陈刚此前因为中美关系恶化成为了美国政府打击的对象。
2
“中国行动计划”之下，陈刚等多位知名华人受到指控
2021年1月14日，陈刚被美国司法部起诉和逮捕，理由是陈刚未能向美国能源部披露其在中国的工作和获得的奖励。直到今年1月20日，美国司法部才正式撤销对陈刚的指控。
陈刚被捕与美国实施的“中国行动计划”有关。
自该行动计划实施以来，陈刚以及美国哈佛大学化学教授查尔斯·李伯、美国堪萨斯大学化学工程系副教授陶丰等多名华人科学家，被美国司法部起诉逮捕。
2018年11月，美国司法部以所谓的“防止中国剽窃美国创新成果的知识产权”为由，启动了“中国行动计划”。这项计划的矛头直指在美工作的华裔教授，调查他们向美国提出政府资金申请时，是否向美国政府披露了其与中国之间的财务联系。
麻省理工学院机械工程系陈刚教授(图片来源：MIT网站)
当时陈刚与国内学术界保持着较为密切的联系，自然也成为了被打击的对象。然而在MIT校长以及众多学者的支持下，陈刚最后被宣布无罪。
虽然陈刚已被证明无罪，但这一事件对他本人以及整个科学界造成的影响都是巨大的。
麻省理工学院的教员在一封公开信中写道，“为陈教授辩护，就是为我们都珍视的科学事业辩护——我们都是陈刚”。而陈刚本人也在被证明无罪之后，督促美国相关部门要承认错误，同时停止所谓的“中国行动计划”，因为这项计划将给学术界带来“不必要的恐惧”。
今年2月23日，美国司法部宣布结束“中国行动计划”。但是，这项疯狂打压华裔科学家的行动计划真的结束了吗？或许目前还只是字面意义上的结束，美国政府针对华裔科学家的调查和起诉并未停止。
中美之间的科技与经济竞争仍然存在，甚至愈发激烈，在美的华人科学家未来或将继续面对更多相似的困境。
3
一方面打击人才，一方面斥巨资签署芯片法案
美国一方面打击高层次人才，对华人科学家存在偏见，一方面斥巨资发展高科技行业。今年8月初，美国总统拜登斥巨资签署了一项芯片法案，目的是保住美国芯片行业的优势。
8月9日，拜登签署《芯片和科学法案》(CHIPS and Science Act)，通过了一项2800亿美元的计划，而这其中有520亿美元将被用于鼓励半导体或芯片制造商在美国建立半导体工厂，以促进美国半导体制造业的发展。
如果说《芯片和科学法案》是国家层面上对美国半导体制造业提供的政策和资金支持，那么像陈刚这样的芯片研究人员正在积极研发的立方砷化硼，便是对半导体产业的技术和产品支持。
因而，当《芯片和科学法案》出台时，陈刚又一次成为了新闻人物，站在了舆论的风口浪尖。
虽然美国司法部已于今年1月撤销了对陈刚的指控，但至今仍令人费解的是，陈刚作为立方砷化硼研究团队的主要成员之一，可以说是为半导体发展作出了卓越贡献，而他却曾因猜疑被美国司法部起诉和逮捕，令人唏嘘。
参考资料
1.The U.S. accused a Chinese MIT professor of spying. Now cleared, he helped discover what may be the ‘best semiconductor material ever found’.FORTUNE.
2.最新报告：中国论文数量和质量均超美国，拜登急了，2800亿通过“芯片和科学法案”.深究科学.
排版 | 志海
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