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科研课题要具体要实际（111125）
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科研课题要具体要实际（111125）
闵应骅
我们常常听到各界对我们的谴责：说我们的科研文章多，成果少；花钱多，效益少。我觉得原因就在于我们的科研课题太大、太抽象，不具体、不实际。本文用一个例子来说明。
今天在IT行业，功耗问题最使人头痛。手机、笔记本用不了多久就要充电。集成电路内部发热，影响更高度的集成和可靠性。一台超级计算机简直需要一个小发电厂，开机几小时，电费就是几百万。学术界和工业界都很着急。关于功耗问题，不知道有多少万篇论文，多少千个科研项目，搞系统的人设计功耗控制器、局部拉掉电源等等办法，企图来缓解这个问题，有人甚至把它提高到绿色经济的高度列题。其实，基本都不得要领。最基本的还是要从晶体管的结构人手。
据IEEE Spectrum本月刊报道，今年5月，INTEL宣布了集成电路中晶体管结构的革命性的变化。那是一个真正的3D晶体管机构，而不是原来人们想象的集成电路的3D。他们说，这一革命性的变化将使摩尔定律至少持续6年。
自从1980年以来，CMOS场效应晶体管一直是各种数字集成电路的主流。近年来，面临要命的瓶颈：CMOS晶体管越小，断开时的漏电流就越大。标准的CMOS晶体管有四部分：源、漏、二者的通道、和控制该通道的门。当门开启时，电子或空穴就能打开通道。当门关闭时，该通道就消失。但到纳米级，源和漏距离很小，门的控制能力很弱，电流通过远离门的通道和硅基漏过来。进入20纳米技术，这个问题没有原创性的进展，已经无法解决。
早在1974年IBM T. J. Watson研究中心的工程师 Robert Dennard提出了晶体管小型化可以提高开关速度、节省功耗和时间延迟。但是，到80年代，随着PC的普及，小型化、高密度。到2001年，漏电流很快接近开启电流了。这还了得，计算机工作和不工作消耗一样的电流。搞半导体的人要不取消硅基，代之以通道建于绝缘材料顶部，要不把通道放在边上，突出晶体管平面，成为3D。而INTEL的革命性变化则最值得关注。
20年来，为了提高门的控制能力，工业界主要有两种办法：一种是在绝缘层上建非常薄的一层硅，称为UTB SOI;另一种是把硅通道转90度，立起来成为一个片，突出平面，使门从三面盖上通道，以加强控制，称之为FinFET（参见后面的图），真正的3D晶体管。这两种办法当然各有优缺点，在工艺实现上也各有各的困难，这里没法说得更详细。法国的一家公司Soitec在做UTB SOI,硅层厚道可达10±0.5纳米。台积电说它在2015年将生产14纳米的FinFET。各家公司都在奋斗，但是达到晶体管厚度7nm肯定还需要时间。
我们一直在呼唤创新，不知道中国大陆的企业界和学术界在这方面能有什么作为。我想，这种原创性的研究远比发几篇SCI论文重要得多了。我们申请科研课题，总觉得题目越大、越抽象，甚至涵盖一个科研领域，才能申请到大钱。可申请到了，又不知道该做什么。所以，课题必须切实、具体。目标才能明确。不知道这能否给我们科研工作者和管理者对如何原创有所启示。
https://wap.sciencenet.cn/blog-290937-511601.html
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闵应骅
我们常常听到各界对我们的谴责：说我们的科研文章多，成果少；花钱多，效益少。我觉得原因就在于我们的科研课题太大、太抽象，不具体、不实际。本文用一个例子来说明。
今天在IT行业，功耗问题最使人头痛。手机、笔记本用不了多久就要充电。集成电路内部发热，影响更高度的集成和可靠性。一台超级计算机简直需要一个小发电厂，开机几小时，电费就是几百万。学术界和工业界都很着急。关于功耗问题，不知道有多少万篇论文，多少千个科研项目，搞系统的人设计功耗控制器、局部拉掉电源等等办法，企图来缓解这个问题，有人甚至把它提高到绿色经济的高度列题。其实，基本都不得要领。最基本的还是要从晶体管的结构人手。
据IEEE Spectrum本月刊报道，今年5月，INTEL宣布了集成电路中晶体管结构的革命性的变化。那是一个真正的3D晶体管机构，而不是原来人们想象的集成电路的3D。他们说，这一革命性的变化将使摩尔定律至少持续6年。
自从1980年以来，CMOS场效应晶体管一直是各种数字集成电路的主流。近年来，面临要命的瓶颈：CMOS晶体管越小，断开时的漏电流就越大。标准的CMOS晶体管有四部分：源、漏、二者的通道、和控制该通道的门。当门开启时，电子或空穴就能打开通道。当门关闭时，该通道就消失。但到纳米级，源和漏距离很小，门的控制能力很弱，电流通过远离门的通道和硅基漏过来。进入20纳米技术，这个问题没有原创性的进展，已经无法解决。
早在1974年IBM T. J. Watson研究中心的工程师 Robert Dennard提出了晶体管小型化可以提高开关速度、节省功耗和时间延迟。但是，到80年代，随着PC的普及，小型化、高密度。到2001年，漏电流很快接近开启电流了。这还了得，计算机工作和不工作消耗一样的电流。搞半导体的人要不取消硅基，代之以通道建于绝缘材料顶部，要不把通道放在边上，突出晶体管平面，成为3D。而INTEL的革命性变化则最值得关注。
20年来，为了提高门的控制能力，工业界主要有两种办法：一种是在绝缘层上建非常薄的一层硅，称为UTB SOI;另一种是把硅通道转90度，立起来成为一个片，突出平面，使门从三面盖上通道，以加强控制，称之为FinFET（参见后面的图），真正的3D晶体管。这两种办法当然各有优缺点，在工艺实现上也各有各的困难，这里没法说得更详细。法国的一家公司Soitec在做UTB SOI,硅层厚道可达10±0.5纳米。台积电说它在2015年将生产14纳米的FinFET。各家公司都在奋斗，但是达到晶体管厚度7nm肯定还需要时间。
我们一直在呼唤创新，不知道中国大陆的企业界和学术界在这方面能有什么作为。我想，这种原创性的研究远比发几篇SCI论文重要得多了。我们申请科研课题，总觉得题目越大、越抽象，甚至涵盖一个科研领域，才能申请到大钱。可申请到了，又不知道该做什么。所以，课题必须切实、具体。目标才能明确。不知道这能否给我们科研工作者和管理者对如何原创有所启示。
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