半导体一代宗师施敏离世，其著作被称为半导体界《圣经》

电子工程世界 2023-11-09 08:59

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昨日，与张忠谋师出同门，闪存技术的发明者，半导体一代宗师施敏离世，令人痛悼。

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据美国《旧金山纪事报》当地时间11月7日发布的讣告：著名半导体器件专家、教育家施敏（Simon Sze）于11月6日安详离世，享年87岁。讣告中称，他的非凡一生以及对电子和半导体器件世界的贡献，将被铭记和珍惜。

图源：《旧金山纪事报》网站截图

施敏1936年出生于南京，祖籍吴江震泽，是微电子科学技术、半导体器件物理专家，中国台湾“中央研究院”院士、美国国家工程院士、中国工程院外籍院士、美国电气和电子工程师协会（IEEE）终身会士（Life Fellow）、日本应用物理学会（Japan Society of Applied Chemistry）国际会士。

1957 年从台湾大学电机工程系毕业之后赴美留学
1960年获得华盛顿大学硕士学位
1963年获得斯坦福大学电力化工后进入贝尔实验室工作，在此工作直至1989年退休
1967年发明了物理学非动力性记忆体，首次阐述了谐振存储数据的原理技术
1968年回到台湾交通大学担任董浩云教授讲座一年
1969年着着《半导体元件》第一版出版
1990年年退休后于台湾阳明交通大学电子工程系任教
1994年当选为台湾中央研究院院士
1995年当选为美国国家工程院院士
1998年当选为中国工程院外籍院士
2004年当选为台湾奈米元件实验院士室高级顾问
2014年受聘为哈尔滨工业大学荣誉教授
2021年9月获得未来科学大奖数学与计算机科学奖

发明NVSM，为闪存技术奠定基础

施敏和张忠谋同为美国斯坦福大学电机博士，和不久前过世的华泰电子创办人杜俊元一样，三人博士班的指导教授都是John Moll。1963年毕业后正直美国半导体公司快速扩张，贝尔实验室、通用电子、西屋电子、惠普、IBM、RCA等都为施敏开出了很高的薪资（12000-14400美元之间），给出的工作岗位分别是：通用电子的功率半导体部门、贝尔实验室的半导体部门、IBM的显示部门。

施敏听从John Moll教授的忠告，选择进入美国知名研发重镇贝尔实验室（Bell Labs）工作，直到 1989 年退休。从1963年到1972年，施敏每年发表的论文超过10篇。

施敏在金属半导体接触、微波器件、亚微米MOSFET器件及微电子工艺等技术领域都有开创性的贡献。我们知道半导体存储可分成两大阵营：一个是挥发性存储（Volatile Semiconductor Memory），另一个是非挥发性存储（Nonvolatile Semiconductor Memory，简称NVSM）。挥发性存储的缺点是，一旦面临停电，便会漏失资料。包括大家熟知的DRAM及SRAM都属于这类型的记忆体。而非挥发性存储（NVSM）一旦遇上停电，并不会致使资料因此挥发掉，衍生漏失资料的遗憾，闪存记忆体Flash即属于此类。

1967年，施敏与韩裔美国人姜大元（Dawon Kahng）在吃甜点时，用了一层又一层的涂酱，触发了二人的灵感，想到在金属氧化物半导体场效应电晶体（MOSFET）中间加一层金属层，最终发明了非挥发性存储器（Non-Volatile Semiconductor Memory，NVSM），同年5月在《贝尔系统科技期刊》（The Bell System Technical Journal）上发表第1篇关于NVSM的论文《浮闸非挥发性半导体内存单元元件》，第1次阐述了形象数据存储的原理技术，由贝尔实验室取得专利。

这项技术使得晶体管的栅极由上而下分别为金属层、氧化层、金属浮栅层、一层较薄的氧化层，以及最下面的半导体，而中间的金属层因为上、下都是绝缘的氧化层，在施加电压时，可以将电子吸进去保存，改变电路的导通性，而这层金属的上、下都是绝缘体，如果不再度施加反向电压的话，电荷会一直保存在里面，断电后资料也不会消失。

这也是现今闪存（NAND Flash）技术的基础，虽然在1967年提出该技术时，在业界没有掀起太大涟漪，但好技术终究不寂寞，1983年日本任天堂将其应用在游戏机中，让游戏玩家在游戏过程中可以在特定点中记录积分，不需要游戏角色战亡后重新计算，至此，这项技术开始被广泛应用。1989年，诺基亚（Nokia）手机为了追求省电采用该技术，连接该技术也被用于计算机的BIOS（基本输入输出系统），让开机速度变快。20世纪90年代后，随着消费性电子时代的到来，饰品开始大放异彩。施敏发明的NVSM元件被认为是全球半导体产业3个重大发明之一（另外2个是1947年发明的晶体管和1959年发明的集成电路）。NVSM在2007年的产量，若以位元数来讲，是6乘以10的18次方，刚好是晶体管的一倍。根据统计，2006年的NVSM出货量已经超越DRAM，NVSM成为世界芯片产业的主导产品之一，是手机、笔记本电脑、IC卡、数码相机及便携式电子产品的关键部件。

在中国工程院官方网站上对施敏的成就介绍中写道：在半导体设备，尤其是半导体接触，微波器件和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）技术的研发中，施敏博士的贡献具有奠基性和开创性的意义。

20世纪70年代，时任中国台湾“经济部”部长的孙运璿邀请施敏担任“经济部发展积体电路计划工作小组”成员之一。施敏提出要推动半导体产业，最终推动中国台湾经济发展，使一跃成为20年代80年代“亚洲四小龙”之首，为中国台湾经济的发展做出了重要贡献。

著作被称为半导体界《圣经》

施敏不仅是国际知名的微电子科学技术与半导体器件专家，还是该领域首屈一指的教育家。施敏在微电子科学技术著作方面举世闻名，达12部之多，逾500万字。施敏对器件半导体的发展和人才培养做出了巨大的贡献，其代表作《半导体元件物理》（1969年出版）是工程和应用科学领域的三部经典专着之一，被誉为半导体界的《圣经》。该书已被翻译成6国文字，发行量达600万册，独霸市场，经久不衰，被世界各大学广泛使用教科书与参考书。到2018年止，该书已被引用47500余次。

施敏的著作在国内半导体科研产业界也深具影响力。北京大学微电子所长王阳元认为：“搞半导体的，鲜有不知施敏的。”他的著作于20世纪70年年代就被引入中国大陆，对中国大陆半导体科研和产业界产生了很大的指导作用。当时施敏的名字并不为中国大陆所熟悉，曾被误译为史思萌。

施敏教过的学生逾万人，其实验室类似于台湾半导体产业人才摇篮，成为台湾半导体行业的根基。台湾已有蓬勃发展的半导体产业以及傲视国际的半导体人才，施敏功不可没。钰创科技董事长卢超群说，“施教授的学生已经八代了”，个子有成就。他不仅仅是台湾之之光，也是全球半导体研发与教育之光。

曾应邀参加剑桥大学、东京大学、香港大学等著名高校作讲座，施敏近20年来，应邀多次来中国大陆讲学，参加中国微电子器件、IC行业研讨会。他曾一再表示愿意为中国微电子产业的发展提供咨询。

2018年5月16日，施敏受聘电子科技大学名誉教授。（图源：电子科技大学新闻网）

2018年，时年82岁的施敏教授应电子科技大学邀请，为同学们讲授“半导体物理与器件”课程。为期9天的授课，受到众多本科生、研究生热捧。施敏院士的授课深入浅出，让“半导体物理与器件”这门看似晦涩的课程充满了趣味。

2021年，在“芯”未来科学大奖-数学与计算机科学奖学术报告会上，施敏分享自己撰写《半导体器件物理学》一书的经历。

他提到，在早年的工作中，由于自己英语不好，所以与自己感兴趣的工作擦身而过，而后，他为了证明自己的能力，他想到图书馆有关半导体的书籍只包含2种，而半导体有几十种，他决定写一本书，把当时所有半导体都涵盖进去。就这样，他花了将近3000小时终于完成，没想到这本书非常受欢迎。

在施敏看来，要实现目标，最重要是有好奇心。施敏在报告会上还勉励青年人要趁大好年华，不断做新尝试，而且要自强不息。

参考文献

[1]https://www.legacy.com/us/obituaries/sfgate/name/simon-sze-obituary?id=53535445

[2]https://ysg.ckcest.cn/html/details/2688/index.html

[3]https://cj.sina.com.cn/articles/view/5137261048/1323461f8019016hmv

[3]http://html.rhhz.net/kjdb/20191912.htm

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