機(jī)械學(xué)院專(zhuān)欄《科苑·星壇》第六期準(zhǔn)時(shí)啟航！本期將為大家介紹詹天卓教授。詹老師在先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究、硅納米線熱電器件開(kāi)發(fā)、微納尺度傳熱特性研究等方面取得了多項(xiàng)成果。本期將為本科生提供“后摩爾時(shí)代先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究”小微項(xiàng)目。期待同學(xué)們的加入，深入探究先進(jìn)制程芯片互連界面的熱阻特性，為未來(lái)芯片的熱管理方案設(shè)計(jì)做出貢獻(xiàn)！
01 個(gè)人簡(jiǎn)介
詹天卓，北航機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)人才。本科、碩士畢業(yè)于北航機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，博士畢業(yè)于日本九州大學(xué)材料科學(xué)與工程系。先后在日本國(guó)家材料科學(xué)研究所（NIMS），日本早稻田大學(xué)及日本東洋大學(xué)擔(dān)任博士后研究員，主任研究員及副教授等職務(wù)。從事微納尺度傳熱、芯片熱管理、基于CMOS工藝的硅納米線熱電器件、氮化硼基熱界面材料等相關(guān)研究。曾主持日本學(xué)術(shù)振興會(huì)（JSPS），日本村田學(xué)術(shù)振興財(cái)團(tuán)，日本廣瀨學(xué)術(shù)財(cái)團(tuán)等機(jī)構(gòu)資助的多項(xiàng)科研項(xiàng)目。在國(guó)際半導(dǎo)體頂級(jí)會(huì)議VLSI Symposium、Adv. Funct. Mater.，Chem. Eng. J.，ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊發(fā)表論文50多篇。
02 學(xué)術(shù)成果
1) 先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究
隨著先進(jìn)制程芯片的晶體管集成密度不斷提高，互連的特征尺寸急劇縮小，致使界面熱阻成為互連結(jié)構(gòu)焦耳熱耗散的關(guān)鍵瓶頸。針對(duì)高算力芯片的熱管理挑戰(zhàn)，本研究聚焦于先進(jìn)制程芯片互連界面熱阻特性，揭示了互連材料屬性與界面微觀結(jié)構(gòu)對(duì)熱輸運(yùn)行為的影響機(jī)制，為高算力芯片的高效熱管理提供了設(shè)計(jì)依據(jù)與優(yōu)化路徑。
2) 基于CMOS工藝的硅納米線熱電器件開(kāi)發(fā)
海量的物聯(lián)網(wǎng)傳感器亟需長(zhǎng)效免維護(hù)的供電方案。硅納米線熱電器件與CMOS工藝兼容，為構(gòu)建可縮放、易集成、自供電的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了理想路徑。本研究致力于利用CMOS工藝開(kāi)發(fā)平面型硅納米線熱電器件。針對(duì)微型熱電器件因熱電偶兩端有效溫差小而導(dǎo)致的發(fā)電效率低這一關(guān)鍵瓶頸，通過(guò)優(yōu)化器件的導(dǎo)熱層設(shè)計(jì)，有效降低了寄生熱阻，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)電功率的顯著提升。
3) 基于多種計(jì)算方法的微納尺度傳熱特性研究
傳統(tǒng)界面熱阻預(yù)測(cè)方法依賴(lài)簡(jiǎn)化模型和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。本研究利用機(jī)器學(xué)習(xí)手法深度融合材料屬性、界面特性等多維物理特征，挖掘其與界面熱阻間的復(fù)雜非線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了界面熱阻更快速、更高精度的預(yù)測(cè)。由于缺乏長(zhǎng)程有序性，非晶材料的結(jié)構(gòu)特征難以表征，這阻礙了其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的確定。本研究利用持續(xù)同調(diào)方法將無(wú)序原子結(jié)構(gòu)中的多尺度“孔洞”結(jié)構(gòu)量化為拓?fù)涮卣鳎㈥P(guān)聯(lián)其與聲子的輸運(yùn)行為。通過(guò)分析這些拓?fù)涮卣鞯摹吧芷凇保沂玖嗽訄F(tuán)簇的連通性與穩(wěn)定性如何影響熱導(dǎo)率，從拓?fù)錈o(wú)序的角度闡釋了導(dǎo)熱機(jī)制。
03 項(xiàng)目介紹
1) 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
后摩爾時(shí)代先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究
隨著芯片技術(shù)向更小制程與三維堆疊演進(jìn)，界面熱阻已成為制約高算力芯片熱管理效能的關(guān)鍵瓶頸。深入探究先進(jìn)制程芯片互連界面的熱阻特性，對(duì)揭示其微觀熱輸運(yùn)機(jī)理至關(guān)重要，將為未來(lái)芯片的熱管理方案設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的理論與基礎(chǔ)。
2) 所需能力
半導(dǎo)體工藝及微納傳熱基本知識(shí)
實(shí)驗(yàn)操作能力
數(shù)據(jù)處理和分析能力
團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力
3) 相關(guān)事項(xiàng)
項(xiàng)目周期：2-6個(gè)月
所需人數(shù)：1-3名本科生
4) 聯(lián)系方式
電子郵箱：zhantianzhuo@buaa.edu.cn
04 老師寄語(yǔ)
愿同學(xué)們持求真之心，秉創(chuàng)新之念，奔赴屬于自己的星辰大海。前程似錦，未來(lái)可期！
