趙東艷：攻克關鍵技術“鑄造電力最強芯”

　　主要成果：長期專注工業芯片可靠性基礎技術研究，在芯片工藝退化失效機理、可靠性預測模型等關鍵技術突破、產品研發方面取得了豐碩成果。

　　3月2日21時許，北京智芯微電子科技有限公司工業芯片可靠性實驗室依舊燈火通明。作為國家重點研發計劃“國家質量基礎的共性技術研究與應用專項項目”負責人，該公司總經理趙東艷已經帶領團隊在實驗室忙碌了近3周。為了更好地展示近兩年在基礎理論、模型技術、可靠性設計等全鏈路取得的突破性成果，她白天帶領團隊在會議室準備項目驗收評審材料，晚上和團隊在實驗室搭建驗證測試平臺。

　　趙東艷于2009年開始從事芯片技術研究工作。14年來，她以“鑄造電力最強芯”為使命，聚焦芯片架構設計、可靠性機理與建模、器件工藝等國內電力芯片技術的難點，帶領團隊攻克了一系列關鍵技術難題，為電力芯片技術發展貢獻力量。

　　電力設備大多安裝在戶外，電力芯片需要在高溫、低溫、強電磁、高濕等惡劣環境條件下7×24小時連續穩定運行15年以上，現場應用失效率小于百萬分之一。為保障電力系統安全穩定運行，智芯公司必須盡快研發可在惡劣工況下實現高可靠、長壽命運行的國產電力芯片。趙東艷提出，對芯片退化機理、可靠性架構設計、制造工藝進行全鏈路技術再造。

　　為了從根本上揭示芯片退化機理，趙東艷帶領團隊用了8年時間，深入應用現場采集數據，從最低氣溫零下50攝氏度的黑龍江漠河，到日均最高氣溫達43攝氏度的新疆吐魯番，走了31個省份。最終，他們搜集整理出涵蓋極寒、極熱、高濕、高鹽霧、強電磁干擾等10余種30多類環境因素下電力系統各類設備運行的關鍵數據，為后續電力芯片高可靠設計奠定了基礎。

　　“芯片研制是個龐大的工程，過程復雜，環節眾多。這就要求我們依托龐大的現場運行數據，協同優化設計、制造各環節，使研究取得突破。”趙東艷說。自2016年起，趙東艷帶領團隊研究國產工業芯片可靠性設計、制造協同技術。從毫米級封裝、微米級電路到納米級器件，她和團隊開創性地建立了涵蓋多物理場、工藝節點、器件結構、材料和工藝偏差的全要素高精度可靠性模型，解決了在設計階段難以精準預測工業芯片壽命的技術難題。經過兩年的攻堅，2018年，他們開發出滿足電力復雜環境要求的特色器件結構與材料，研制出寬溫區、抗強電磁干擾、耐高壓、長壽命的芯片，將電力芯片產品工作溫度范圍從零下25攝氏度至85攝氏度拓展到零下50攝氏度至125攝氏度，動態抗電磁能力提升20倍。該技術成果經6位院士鑒定，達到國際領先水平，為智芯公司8大類百余款芯片的研發提供了核心技術支撐。

　　近年來，新型電力系統建設對電力設備提出了面對實時業務響應快、能夠管理復雜業務計算等一系列特殊要求。趙東艷再次迎難而上，帶領團隊提出了簇內對稱、簇間非對稱的多核異構芯片架構，設計了集狀態感知、復雜計算、實時控制功能于一體的電路結構及協同調度機制。該機制實現了芯片的高集成、強實時、大算力，保障電力裝備具備實時在線監測、故障快速響應、系統自動恢復等功能，目前已經在繼電保護高端主控芯片領域規模化應用，實現該領域芯片的自主可控。

　　在潛心研究的同時，趙東艷注重人才培養，常組織技術講座和培訓，將經驗技術傾囊相授，為企業培養了一批又一批科研能力過硬、工作作風優良的技術人才，其中包括1名“十佳中國電子學會優秀科技工作者”、3名“北京優秀青年工程師”。團隊成員陳燕寧在趙東艷13年的悉心指導和培養下，已成長為智芯公司的科研骨干，取得了一系列具有原創性的科技成果，牽頭及參與重大科技項目25項。

　　如今，智芯公司自主研發的芯片已成功應用到海外80余個國家和地區。(蔚泉清 黃姍 趙滎)