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學人小傳  

陳星弼（1931—2019），中國科學院院士,、教授,、博導，1952年畢業(yè)于同濟大學電機系,，畢業(yè)后在廈門大學電機系,、南京工學院（現(xiàn)東南大學）無線電系擔任助教。1956年到成都電訊工程學院（現(xiàn)電子科技大學）任教,。1983年任成都電訊工程學院微電子科學與工程系系主任,、微電子研究所所長。他是我國第一批學習及從事半導體研究的科技人員之一,，電子工業(yè)部“半導體器件與微電子學”專業(yè)第一個博士生導師,，國際著名半導體器件物理學家、微電子學家,，國際半導體界著名的超結(jié)結(jié)構(gòu)（Super Junction）的發(fā)明人,，也是國際上功率器件的結(jié)終端理論的集大成者,。他從1981年起開始對功率半導體器件進行研究，第一個提出了各種終端技術(shù)的物理解釋及解析理論,。他提出了兩類縱向?qū)щ姷钠骷履蛪航Y(jié)構(gòu),，并作了唯一的三維電場分析結(jié)果，被國際學術(shù)界譽為功率器件的新里程碑,。他發(fā)表200余篇學術(shù)論文,，獲得授權(quán)中美等國發(fā)明專利40余項，其中著名的超結(jié)發(fā)明專利US5216275被國際專利他引超過550次,，并授權(quán)給國際主流半導體公司,。因?qū)Ω邏汗β蔒OSFET理論與設(shè)計的卓越貢獻，他于2015年5月獲得IEEE ISPSD（國際功率半導體器件與集成電路年會）頒發(fā)的最高榮譽“國際功率半導體先驅(qū)獎”,，成為亞太地區(qū)首位獲此殊榮的科學家,。2018年5月，因發(fā)明超結(jié)器件成為國內(nèi)首位入選IEEE ISPSD首屆全球32位名人堂的科學家,。

作者：楊麗可（現(xiàn)供職于電子科技大學黨委宣傳部理論和文化宣傳辦公室,。）

半導體功率器件，是電能/功率處理的核心器件,，更是弱電控制與強電運行之間的溝通橋梁,，在“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)型過程中，在民族電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,。陳星弼院士為此付出了數(shù)十年的心血與智慧,，直到生命最后一刻，仍念茲在茲,。

2019年12月4日,，這位被稱作中國半導體功率器件領(lǐng)路人的科學家在成都去世，享年89歲,。那條他常去實驗室的路上,，鋪滿了金黃的銀杏葉，仿佛在懷念這位中國學人輝煌的科研人生,，也似乎還在傾聽他對我國功率器件取得進一步突破的夢想,。

“我想陳先生心里想的是，還要再活十年,、二十年,，還要再為國家和社會作出新的貢獻。所以陳先生是有言而未語,，自己在堅持，希望能夠?qū)共∧??！标愋清龅膶W生,、原四川省電子廳廳長蔣臣琦在看望病中的恩師時這樣說。

美國3D公司授予陳星弼的獎牌,。

是?。￡愋清瞿菢訜釔凵?，熱愛科學,。2019年10月，他還和學院的年輕人一起秋游都江堰,；生病的前一天依然在實驗室里工作,；即使在病床上,，他也不閑著,，琢磨如何改進輸液即將完畢時通知護士的方式,。陳星弼的兒子感慨：“真的沒有想到啊……他還有好多事情想做,，好多研究可以做,，有很多新的idea（想法）,，這是他最大的遺憾,?！?/p>

可是,，這位老者沒有更多的時光了,。2019年11月20日，陳星弼戴著無創(chuàng)呼吸機,，在白細胞22000的情況下寫下了這樣一段話：“一生輾轉(zhuǎn)千萬里,，莫問成敗重幾許，得之坦然,，失之淡然,。與其在別人的輝煌里仰望，不如親手點亮自己的心燈,，揚帆遠航……”這是他最后的心語,。

十幾天后，陳星弼在他最愛的《命運》交響曲中離開了這個世界,，帶著未酬的凌云壯志,，帶著對祖國的無限熱愛。

陳星弼（右）和胡思福在進行光刻分析,。

闖出新路

陳星弼與功率器件的緣分要追溯到20世紀80年代,。那時，他作為“文革”后第一批出國留學人員赴美國俄亥俄大學,、加州大學伯克利分校做訪問學者,。

一個極具科研價值的問題吸引了陳星弼：以毫米為單位的小小芯片從晶圓片上劃分而來，制作成各種產(chǎn)品，但是每個芯片都有邊界,，它對功率器件的性能影響如何解決呢,？

憑借扎實功底和勤奮學習，陳星弼提出了一個獨特的思路：應該有一個最佳的電荷分布,，能在表面以最短的距離使擊穿電壓達到盡可能高的值,，即最佳表面變摻雜。

“邂逅”功率器件,，擦出火花后,，陳星弼并沒有順這條新路走下去。他猶豫著,，要不要回到自己最喜愛的物理學研究領(lǐng)域,？但歸國后，陳星弼強烈感受到,，半導體功率器件對國家電子信息領(lǐng)域發(fā)展的重要,，于是，他放棄原來的理想,，全力投入這一領(lǐng)域的研究之中,。

萬丈高樓平地起，面向全新領(lǐng)域,，陳星弼開始一磚一瓦搭建基礎(chǔ)平臺,。1983年，他推動建立微電子研究所,，帶領(lǐng)大家忘我地投入科研工作,。每天晚上鐘聲敲過十二下，學校要關(guān)門了,，陳星弼才肯離開實驗室,，一路疾走，回到家中繼續(xù)干,。有時工作到凌晨兩三點,，有時通宵達旦，直到東方發(fā)白,，才短暫休息幾個小時,。

此時的陳星弼已年過五旬，卻以比年輕人更勤勉的態(tài)度,、更旺盛的精力投入這一全新的事業(yè)里,。于是，一條新路,，在陳星弼堅實的步伐中,，延伸向希望的遠方,。

陳星弼的幾篇論文《P-N結(jié)有場板時表面電場分布的簡單公式》《突變平面結(jié)表面電場的近似公式》等相繼發(fā)表，“功率半導體器件及高壓集成電路”這個嶄新而陌生的詞組從此與他緊緊聯(lián)系在一起,。1987年,，微電子研究所課題達到10個，經(jīng)費將近30萬元,。這在當時是一筆不小的數(shù)目。

“尤其值得高興的是,，‘半導體器件與微電子學’高分通過了博士點申請,。”1989年11月,，時任電子科技大學校長的劉盛綱院士,，在一次校內(nèi)會議上通報了學校參加全國第四批學科點評審的情況。陳星弼舒心地笑了,，在同事熱情的掌聲中,，他激動地用力皺緊眉頭，瞇起眼睛,，不讓淚水流出,。

勇攀高峰

“集成電路為電子信息時代奠定了基礎(chǔ)，就像造房子一樣,。網(wǎng)絡(luò),、云等都是重要的，但基石是微電子,?！标愋清鲈诮邮苡浾卟稍L時這樣介紹自己的研究，“關(guān)于電子信息的發(fā)展,，有兩個重要的問題：一個是如何發(fā)現(xiàn)新的發(fā)電方法,，比如太陽能電池；另一個是如何節(jié)省電能,，我們所做的工作就是節(jié)省電能,。”

陳星弼以微電子研究所為“根據(jù)地”,，帶領(lǐng)一批優(yōu)秀的科研工作者在半導體功率器件領(lǐng)域不斷奮斗,，在中國首次研制了VDMOST、IGBT,、LDMOST,、MCT、EST等器件,，并首次提出了各種終端技術(shù)的物理解釋及解析理論,。他想，人們希望功率器件耐壓很高，接通時電阻很小,，但它卻有硅極限,。如何實現(xiàn)突破呢？

陳星弼研究了很多終端技術(shù)理論,，逐漸形成了表面耐壓層結(jié)構(gòu)的想法,。他不分白天黑夜，泡在實驗室里,，甚至自己出錢租設(shè)備,，助手唐茂成和葉星寧協(xié)助他到沈陽電子部47所投片。經(jīng)過多次試驗,，陳星弼和他的研究小組終于通過改變功率管的結(jié)構(gòu),，實現(xiàn)了復合緩沖耐壓結(jié)構(gòu)（現(xiàn)稱為超結(jié)器件）。

超結(jié)器件導通電阻低,，易驅(qū)動,，速度快，引起學術(shù)界和企業(yè)界很大反響,，被稱作“功率器件的新里程碑”,。

這一發(fā)明的相關(guān)專利在全世界范圍內(nèi)已被引用超過550次，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益非常明顯,，英飛凌,、意法半導體、仙童,、東芝等公司都投入生產(chǎn),。根據(jù)法國半導體領(lǐng)域的一家市場調(diào)查公司的調(diào)查結(jié)果顯示，超結(jié)功率器件將以10.3%的年復合增長率迅速增長,。而超結(jié)MOS器件的應用也非常廣泛,，包括電腦電源、照明電源,、液晶電視,、光伏逆變器，以及醫(yī)療,、電信,、工業(yè)等多類電源都有它的“身影”。

為此,，國內(nèi)外專家對陳星弼及其發(fā)明都給予了高度評價——

美國德克薩斯大學電子工程系終身正教授周電說：“陳院士的發(fā)明是中國人民的智慧瑰寶,，也是全世界人民的共同智慧財產(chǎn)?！薄霸搶＠l(fā)明標志著半導體功率器件發(fā)展進入了一個叫作‘超級結(jié)’功率器件的新時代,?！?/p>

加拿大科學院院士、前院長,、中國科學院外籍院士Jamal教授說：“事實上,，在功率器件領(lǐng)域，他（陳星弼）曾通過出色的研究工作單槍匹馬讓中國的研究進入國際學術(shù)舞臺,。與我們現(xiàn)在的科研條件相比,，他是在資源極其有限的情況下實現(xiàn)這一巨大成就的?！?/p>

然而,，陳星弼對超結(jié)器件仍不滿意，耿耿于懷的是它的缺陷,。2000年后，他又發(fā)明了高K電介質(zhì)耐壓結(jié)構(gòu),、高速IGBT,、兩種多數(shù)載流子導電的器件等，這使我國高壓（功率）集成電路在一個新的,、更先進的起點上起飛,。

科研人生

2015年，陳星弼榮獲國際功率半導體先驅(qū)獎,，他談到了自己對科研的熱愛：“和我同齡的很多人都已經(jīng)過上了清閑的退休生活,，但我卻很享受奮戰(zhàn)在第一線的狀態(tài)。我覺得吃喝玩樂才沒意思呢,，在科學的路上,，遇到困難、解決困難就是一種幸福,?！?/p>

陳星弼是從20世紀50年代開始走上了這條“幸福”之路的,。那時,，他剛從同濟大學畢業(yè)，在南京工學院電機系任助教,，又北上中科院進修,。他被漂移晶體管吸引住了。這在當時是新興事物,，正逐漸替代飽和晶體管,。

陳星弼利用假期進行推導，不久,，他的第一篇論文《關(guān)于半導體漂移三極管在飽和區(qū)工作時的儲存時間問題》發(fā)表于1959年的《物理學報》之上,，這是國際上首次指出集電區(qū)中少數(shù)載流子存儲效應對開關(guān)性能影響的重要文章,。

結(jié)束在中科院的進修后，陳星弼來到巴蜀大地,。此時,，按照周恩來總理的親自部署，交通大學（現(xiàn)上海交通大學,、西安交通大學）,、南京工學院（現(xiàn)東南大學）、華南工學院（現(xiàn)華南理工大學）的電訊工程有關(guān)專業(yè)西遷成都,，合并創(chuàng)建成都電訊工程學院（現(xiàn)電子科技大學,，簡稱成電）。陳星弼把對祖國的深情和對科研的熱愛都融入這所新學校的建設(shè)之中,，開始了自己六十余年的成電生涯,。

在陳星弼的建議和努力下，成電于20世紀70年代接到了研制硅靶攝像管的科研任務(wù),。硅靶靶面研制小組成立后,，陳星弼做了理論論證，提出工藝和測量方面進行攻關(guān)的三大難題,。全組人員經(jīng)過四個月的艱苦奮戰(zhàn),，在733廠和970廠的配合下，終于研制出我國第一支硅靶攝像管,。

即使在那樣的特殊年代,，陳星弼也克服一切困難，醉心科研,。在測量半導體的電阻率時,，他發(fā)現(xiàn)了一個問題。平時,，最常用的方法是“四探針法”,，通常所用的理論計算方式必須假設(shè)均勻材料。陳星弼卻發(fā)現(xiàn)實際情況和假設(shè)有差別,。這一問題激發(fā)了他強烈的研究欲望,。他利用業(yè)余時間研究電阻率，最后利用傳統(tǒng)的電荷鏡像法,，頗具匠心地創(chuàng)造了一種在一維方向介質(zhì)是不均勻的鏡像電荷的方程,。

從漂移晶體管到硅靶攝像管，再到后來創(chuàng)造輝煌的半導體功率器件,，陳星弼一直葆有對科研的無限熱愛和克服科學困難的壯志雄心,。他說：“科研之初，就像貝多芬《命運》交響曲的第一樂章,，我們掙扎,、追尋,、研究和爭辯，內(nèi)心有苦也有樂,。然而通過不懈的努力,，終于征服了種種障礙，并且在某項研究中取得了成功,，這又像《命運》交響曲的第四樂章,。”

立德樹人

“嚴字當頭,，把學生當‘敵人’,。”這是陳星弼數(shù)十載的教學感悟,。他認為,，講授真學問的關(guān)鍵在“嚴”，把學生當作“敵人”,，以難題驅(qū)動,，進而提升他們思考解決問題的能力。

陳星弼經(jīng)常舉一個例子,，前中國女子曲棍球教練金昶伯，對待自己的隊員就像“敵人”一樣,，通過魔鬼訓練讓她們磨礪進步,。“嚴師出高徒”,，正是在其率領(lǐng)下,，中國女子曲棍球隊在不到3年時間里，一躍成為一支世界強隊,。

如何做到嚴格要求呢,？陳星弼的方法是自主設(shè)計難題，讓學生在攻克難題中鍛煉能力,，并能不斷創(chuàng)新,。他還通過在考試題目中設(shè)置難題，辨識學生學習成果差異,，讓分數(shù)“高斯”分布,。

同時，陳星弼也非常重視“寬嚴相濟”,。而他認為的“寬”,，則是指老師要引導學生加強基礎(chǔ)課和通識教育的學習，打下寬厚基礎(chǔ),，奠定未來研究工作的基石,?！艾F(xiàn)今科技日新月異，專業(yè)知識也會隨之更新,。我們學雙極型晶體管時,，未承想過幾年便出現(xiàn)MOS晶體管。當我們學習MOS晶體管時,，很快又有了集成電路,。那我們要靠什么快速跟進學習與認知？靠的就是我們曾經(jīng)不惜時間和精力打下的數(shù)理基礎(chǔ),?！?/p>

著眼于中國高等教育發(fā)展，陳星弼常常呼吁,，大學教育培養(yǎng)的不只是高級技師,，而應以輸出對科技發(fā)展有貢獻的科學家為主，因此要站在對學生及中國高等教育高度負責的立場,，加強基礎(chǔ)課的投入,，提升基礎(chǔ)課的教學水平?！安灰聦W生缺少某些知識,，不要妄想知識都要從學校得來，要讓學生意識到,，可持續(xù)學習能力的自我培養(yǎng)是珍貴品質(zhì),。”

雖已過去數(shù)十年,，原成都電訊工程學院三系系主任謝孟賢回憶陳星弼上課的情景,，仍歷歷在目：“陳老師自己在上講臺前總是將教案熟悉到極致，所有理論體系,、知識案例都在他的腦海里形成一個嚴密的體系,。走上講臺，不用背,，不用記,，要講的內(nèi)容像水流一樣涓涓不息地淌出來。從1959年開始上課,，他就不帶講稿,，只有一張香煙盒大小的紙片寫好備忘摘錄。他的課有趣生動,，難點重點突出,，分析透徹?！?/p>

不管工作多么繁忙,，陳星弼都把教學工作放在非常重要的位置,。他曾主動請纓，接手“人人討厭上”的量子力學,，還為研究生開設(shè)了《半導體器件物理》《半導體器件的數(shù)值計算方法》《功率MOS》等新課,。

課程很難，陳星弼卻很興奮,。他一向認為,，“越偉大越深奧的東西我越喜歡攻克”。陳星弼的課保持著一貫風格：突出物理概念,，啟發(fā)式教育,。他將豐富的科研體驗融匯在課堂內(nèi)容中，學生感覺實用性更強,。

為了鍛煉學生的英語能力,，陳星弼在研究生課堂上采用全英文教學。他崇尚自由包容的課堂氛圍,，允許學生隨意提問,。討論時，沒有權(quán)威,，沒有師生關(guān)系,，只有平等交流。同學們踴躍發(fā)言,，甚至為某一個問題爭得面紅耳赤,。

陳星弼還經(jīng)常給學生們開人文講座，建議他們讀世界名著,、聽古典音樂，鍛煉他們的語言表達能力,。他認為,，通識教育雖不能讓人才速成，但從長遠計,，接受通識教育的學生的創(chuàng)新性和貢獻更為突出,。

即使已入耄耋之年，身患各種疾病,，陳星弼還是親自帶碩士生,、博士生，關(guān)心每一位學生的成長和發(fā)展,。

陳星弼是嚴師,，更是慈父。他掏錢請學生看電影,、吃飯,，在甲型流感暴發(fā)期間自費購買中藥熬給同學們喝,。

更有意思的是，“讓我付錢我才去”成為陳星弼和畢業(yè)學生聚會的“標準”,。學生們都記得,，有一次聚會大家偷偷付了錢,，陳先生很不開心，批評“說話不算數(shù)”,。下次再約時,，陳星弼說“除非我把上次聚會時的錢出了,，否則我不去,?！薄霸谒睦铮覀兙褪撬暮⒆影　,！?/p>

2018年教師節(jié)前夕,，陳星弼與劉盛綱,、李樂民三位院士共同獲得“成電立德樹人成就獎”,，這是屬于電子科技大學教師的最高榮譽,。

家國情懷

“只有科學和教育發(fā)展了，國家才能振興,。沒有科學教育,，國家就會落后,，落后就要挨打?！痹诩o念二戰(zhàn)勝利70周年時,，陳星弼曾談到科教興國的意義，“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力,，科學技術(shù)無形中推動生產(chǎn)力的發(fā)展,，任何人不能阻止歷史的車輪,?！?/p>

這樣的感悟與陳星弼刻骨銘心的少年經(jīng)歷密切相關(guān)。國破山河在，城春草木深,。1937年,，戰(zhàn)爭陰云密布，不到7歲的陳星弼跟隨父母離開上海,，在連天的炮火中,，踏上向西的逃難之路,。

他們逃到了余姚、浦江,，又輾轉(zhuǎn)至蕭山,、金華、南昌,、長沙,、九江……歷經(jīng)艱險到達重慶，一家人才稍作安頓,。陳星弼轉(zhuǎn)學四次后結(jié)束了小學生活,。

陳星弼的少年時代拮據(jù)清貧，中學每月只發(fā)給他們二斗三升米,，大部分都是霉爛的紅米,。而每次回家，他都要為船費發(fā)愁,。

1943年,，陳星弼轉(zhuǎn)學到江津縣國立九中,，“十萬青年十萬軍”的大規(guī)模征兵運動正在全國開展,。他唱著《棠棣之花》送別披上戎裝的同學，只恨自己年齡小不能參軍,，要么真想爬上卡車,，到印度,，到緬甸,，到抗日前線,。

年少的陳星弼在緊張的課余認真軍訓,，操練,，打靶,，一絲不茍,。語文老師教大家毛澤東的詞《沁園春·雪》,，他非常喜愛,。陳星弼和同學還排演曹禺、田漢、夏衍,、郭沫若的愛國話劇,。

年歲漸增，陳星弼對祖國的愛更深,，為祖國奉獻一生的意愿更加強烈,。大二時，陳星弼放棄了獎學金,。他想,，國家還有許多急需用錢的地方，“我也要為祖國盡微薄之力,?！碑厴I(yè)分配填寫志愿表時，他鄭重地在每一個志愿欄里都填上“服從組織分配”,，并真誠地表示要“到東北去,、到西北去,、到最艱苦的地方去”，建功立業(yè),。

五十歲時,，陳星弼走出國門，以真才實學贏得了國際友人的尊重,。他主動上交外匯，卻把收據(jù)滿不在乎地丟棄,。為了給工業(yè)發(fā)展作出切切實實的貢獻,，他痛苦地放棄了關(guān)于理論物理的夢想。在功率器件領(lǐng)域艱苦工作,，常常通宵達旦,。

陳星弼視名利如浮云，他衣著樸素,，家里甚至還用著20多年前的暖水瓶,。不了解的人很難想象，這位看似普通的老人,，專利成果帶來的經(jīng)濟效益約20億美元,。“如果只是為了名利,，我不可能在科研上耗費一輩子的精力,。”陳星弼說,。

從大學時代開始,，陳星弼就閱讀馬克思歷史唯物主義著作，而且順著哲學學術(shù)河流上溯,，閱讀了德國古典哲學著作,。“我是經(jīng)過了艱苦的閱讀,、認真的思索,，才開始接受馬克思主義?！?/p>

終其一生,，馬克思主義給予陳星弼源源不斷的精神力量。他引用馬克思的名言——“科學絕不是一種自私自利的享樂,。有幸能夠致力于科學的人,，首先應該拿自己的學識為人類服務(wù)”，認為“能夠在短促的人生中,，以科學服務(wù)人類,，這就是我追求的價值”,。他也希望有更多的青年獻身科研，成為科研發(fā)展的脊梁,。

“長壽,，是讓我有充足的時間為祖國做更多的事情?！标愋清霾⒉辉诤跎L短與否,，但耄耋之年仍緊張工作在科研戰(zhàn)線最前沿，他深感幸運,。經(jīng)歷過山河破碎,，對國弱民賤、生靈涂炭的印象錐心刺骨,，陳星弼始終葆有這樣的“初心”：要把自身的前途命運同國家和民族的前途命運緊緊聯(lián)系在一起,，在祖國需要的科研戰(zhàn)線上建功立業(yè)。他“心有大我,、至誠報國”,，也激勵著廣大科研工作者開拓創(chuàng)新，解決關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問題,，將科研人生融入實現(xiàn)中華民族偉大復興中國夢的歷史洪流中,。

（本版圖片均為資料圖片）

《光明日報》（ 2020年03月02日 11版）