新闻及香港科大故事
2021
新闻
科大研发宽禁带半导体氮化镓基互补型逻辑电路 拓宽氮化镓电子学的疆界
香港科技大学(科大)电子与计算机工程学系陈敬教授带领其团队,为方兴未艾的氮化镓(GaN)基电子学研究引入重要的新成员——互补型逻辑电路。相关技术的成功实现大幅拓展了相关研究领域的疆界,有望使氮化镓基电子器件及相关集成电路的功能与性能得到进一步提升,从而更具竞争力。
氮化镓基电子器件已历逾25年的研发,近年来亦开启了快速商业化的进程,并现身于如5G无线通信基站、移动设备的小型快速充电器、激光雷达等应用场景。在不久的将来,能够提供极高效率与功率密度的基于氮化镓的功率转换、电源管理系统有望被应用于诸多涌现中的新型应用,如数据中心、无人驾驶、电动汽车、无人机、机器人等。所有这些应用既相当耗电,又需要供电模块尽可能紧凑,这恰是氮化镓基功率电子产品相对于传统硅基半导体产品的优势所在。为了充分发掘氮化镓的潜能,获得更为智能、稳定、可靠的电源系统,学界与业界在过去十余年间一直在寻找、开发合适的技术平台以实现功率开关和各个外围功能模块的高度集成。其中,逻辑电路在为外围电路中广泛存在,并扮演重要角色。
占据当今半导体产业的统治地位硅基微电子与集成电路的经验表明,互补型逻辑电路是制备大规模集成电路的最优拓扑。“互补(C)”,意味着电路由两种具有相反控制逻辑的晶体管组成,一类拥有n型导电沟道,另一类则是p型沟道。因为主流硅基互补型电路中的晶体管栅极为金属(M)-氧化物(O)-半导体(S)结构,所以更广为人知的名称是“CMOS”。这样的拓扑可以带来诸多好处,其中最引人注目的是它极低的静态功耗。因为控制逻辑相反,所以在任何一个逻辑状态下,总有一类器件处于关断状态,从而有效阻断电流、显著降低功耗。然而,由于高性能p沟道氮化镓晶体管不易获得,与n沟道器件的集成亦困难重重,基于氮化镓的互补型逻辑电路的研发进展缓慢。
香港科大故事
专家系列:探索最暗黑之谜
六十年前,人类首度踏足太空,震撼世界;多年来,数以百计的太空探索任务不断出现,人类得以对宇宙加深认识和瞭解。在科学家希望解开的芸芸太空疑团中,黑洞为最扑朔迷离、引人入胜的天文现象,我们对它的认识十分有限。经过数十年努力,科学家终于在2019年首次摄得黑洞真貌,本年初再下一城,得到一张影像更细緻的照片,为黑洞研究写下重要里程碑。这些划时代的影像证明了在距离地球约5,400万光年的M87星系中心,存在一个相等于65亿个太阳的超大质量黑洞。
王一教授也在研究虫洞,理论上虫洞能连接宇宙的星系,希望能证实虫洞是否符合自然法则。
爱因斯坦理论又赢了数年前,天文学家对黑洞的看法跟现在截然不同。科大物理学系副教授王一指出:「假如你问当时的天文学家,是否可能存在质量相等于太阳100倍的黑洞,他们会告诉你这并不存在。可是,我们现正切切实实地发现了它!」
新闻
化逆境为机遇
科大数据科学与技术(DSCT)课程三年级生梁高浚(Kevin)出身贫寒,年纪轻轻已吃过不少苦头,但小伙子却从不自惭形秽。他除了学业成绩骄人,其创业精神及关爱他人的美德让他在芸芸学生中脱颖而出,获颁多个科大奖学金,但其最令人印象深刻的特质,却是将逆境视作动力、奋力扭转形势的坚毅个性。积极向前Kevin在单亲家庭成长,父亲因肾衰竭而无法工作,使他在幼年即背负重担:「我从小一便开始帮忙料理家务,还要照顾爸爸的起居饮食。」 父子俩省吃俭用,家中至今连空调也负担不了。虽然忙於备战公开考试,但为了帮补家计,Kevin不得不兼职工作,当过侍应及店务助理。谈到以往的苦日子,他却始终感恩:「现在回想起来,从前的经历其实是一种训练,使我学会如何解决困难,向前迈进。家境如此,我没有放弃的本钱,我知道我只能比别人更努力读书!」日复日的挑灯苦读,终於迎来成果。2017年,他在香港中学文凭考试取得四科5*佳绩,顺利获科大录取,修读风险管理及商业智能学。出类拔萃不过Kevin并不因为如愿入读大学而满足:「我对编码和编程兴趣浓厚,13岁起已参考YouTube 短片和其他开源软体,学习有关技巧和编写应用程式。」2018年,机会终於来临。科大当时推出香港首个以技术为本的数据科学学士课程;反覆思量後,Kevin把握机会,成为DSCT 的首批学生,更额外主修计算机科学及数学。数据科学的发展一日千里,而Kevin显然对投身这个蓄势待发的领域已经作好準备。他说:「我的三个主修科可以产生相辅相成的效果。要了解大数据的发展趋势,不但要掌握编程知识,也须懂得基本的数学理论。」 兼顾叁个主修科绝不轻松,但Kevin的总GPA却一直维持在3.8分以上。埋头苦读之馀,他亦热心参与义务工作,如收集剩馀麵包、探访长者,以及为弱势社群学生补习。他说:「多年来,我得到很多善心人的帮助,只要能力所及,我都应该回馈社会。」