科学家献礼建党百年：在5层原子厚的纳米磁性薄膜上写下“100年，中国‘芯'”

“100年，中国‘芯'”。

在庆祝中国共产党建党百年之际，北京航空航天大学科研工作者献上了一张特殊的生日“贺卡”——在厚度为5个原子层的纳米磁性薄膜上写下这几个字。这个厚度相当于一张普通打印纸的十万分之一。

磁性芯片生产过程中，需将纳米磁性薄膜均匀铺在晶圆（制作硅半导体集成电路所用的衬底）上。确保所有晶圆完全“躺平”有多难？北航集成电路学院工艺与装备系教师张学莹表示，其相当于在北京的海淀区地面上均匀铺满5层厚的小米粒，且须完全平整，“因此，检测薄膜的平整度尤为关键。”

张学莹介绍，科研人员利用检测仪器，通过微小的磁性针尖在薄膜上写字，若字的颜色对比度一致、字迹清晰，则表明薄膜有良好的均匀性。完成平整度检测后，将纳米薄膜制成器件，封装后形成芯片。

该检测仪器，正是由北航集成电路学院科研团队研发的晶圆级磁光克尔测试仪。

北航集成电路学院工艺与装备系主任王新河说，磁性芯片可作为高可靠的信息存储模块和高灵敏的磁信号传感模块，应用于飞机、卫星的控制系统，以及手机电子罗盘、汽车自动驾驶等领域。而磁性芯片生产过程中的磁性薄膜检测这一关键技术，属于我国长期被“卡脖子”的技术。

“对比国外同类设备，这台仪器在测试精度和速度等方面进行了技术革新，实现了自主创新突破。”王新河说。

据了解，该仪器现已应用于科研领域，且预计于今年10月在产业领域投入商用。

早在1993年，中国科学院科研团队就用10个原子摆出“中国”字样，标志着我国可自主实现原子操纵。如今，用于书写“100年，中国‘芯’”的晶圆级磁光克尔测试仪，为具有百亿元市场规模的磁性芯片产业提供设备支撑。

从“中国”，到“100年，中国‘芯’”，背后的科研突破成为我国高科技自主创新能力不断提升、国家科技力量持续增强的一个缩影。

“作为科研一线的基层党员，我觉得扎实搞研究、实现创新突破，便是我们对建党百年最好的献礼。”张学莹说。

关于北航集成电路科学与工程学院

北京航空航天大学集成电路科学与工程学院是我国第一个集成电路科学与工程学院，2003年获批一级学科博士学位点，2004年获批国家级集成电路人才培养基地，2015年获批国家首批示范性微电子学院（筹），2016年获批国家级国际科技合作基地，2019年获批工信部重点实验室。2020年，微电子学院正式更名为集成电路科学与工程学院。

学院目前下设“集成电路材料与器件”、“集成电路设计与工具”、“集成电路工艺与装备”三个系，并承担校级智能微纳公共创新中心建设。现有专职教师35人，诺贝尔奖得主、IEEE Fellow、国家级人才计划入选者12人次。建有国家级教学科研基地2个、省部级教学科研基地2个。加强基础研究实现原始创新，发表Nature子刊7篇，自旋电子等领域取得国际领先。加速开展“产教融合”，与华为、歌尔、航天科技等领军企业建立多个校企联合实验室。与巴黎萨克雷、荷兰埃因霍温理工等国际知名高校开展双博士硕士联合培养，已有多位学生获得国际双博士学位。

日前，集成电路学院赵巍胜教授领衔编著的《集成电路科学与工程导论》也正式出版发行。　这是国内第一部集成电路科学与工程专业的导论教材。