赵东艳：攻克关键技术“铸造电力最强芯”

　　主要成果：长期专注工业芯片可靠性基础技术研究，在芯片工艺退化失效机理、可靠性预测模型等关键技术突破、产品研发方面取得了丰硕成果。

　　3月2日21时许，北京智芯微电子科技有限公司工业芯片可靠性实验室依旧灯火通明。作为国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用专项项目”负责人，该公司总经理赵东艳已经带领团队在实验室忙碌了近3周。为了更好地展示近两年在基础理论、模型技术、可靠性设计等全链路取得的突破性成果，她白天带领团队在会议室准备项目验收评审材料，晚上和团队在实验室搭建验证测试平台。

　　赵东艳于2009年开始从事芯片技术研究工作。14年来，她以“铸造电力最强芯”为使命，聚焦芯片架构设计、可靠性机理与建模、器件工艺等国内电力芯片技术的难点，带领团队攻克了一系列关键技术难题，为电力芯片技术发展贡献力量。

　　电力设备大多安装在户外，电力芯片需要在高温、低温、强电磁、高湿等恶劣环境条件下7×24小时连续稳定运行15年以上，现场应用失效率小于百万分之一。为保障电力系统安全稳定运行，智芯公司必须尽快研发可在恶劣工况下实现高可靠、长寿命运行的国产电力芯片。赵东艳提出，对芯片退化机理、可靠性架构设计、制造工艺进行全链路技术再造。

　　为了从根本上揭示芯片退化机理，赵东艳带领团队用了8年时间，深入应用现场采集数据，从最低气温零下50摄氏度的黑龙江漠河，到日均最高气温达43摄氏度的新疆吐鲁番，走了31个省份。最终，他们搜集整理出涵盖极寒、极热、高湿、高盐雾、强电磁干扰等10余种30多类环境因素下电力系统各类设备运行的关键数据，为后续电力芯片高可靠设计奠定了基础。

　　“芯片研制是个庞大的工程，过程复杂，环节众多。这就要求我们依托庞大的现场运行数据，协同优化设计、制造各环节，使研究取得突破。”赵东艳说。自2016年起，赵东艳带领团队研究国产工业芯片可靠性设计、制造协同技术。从毫米级封装、微米级电路到纳米级器件，她和团队开创性地建立了涵盖多物理场、工艺节点、器件结构、材料和工艺偏差的全要素高精度可靠性模型，解决了在设计阶段难以精准预测工业芯片寿命的技术难题。经过两年的攻坚，2018年，他们开发出满足电力复杂环境要求的特色器件结构与材料，研制出宽温区、抗强电磁干扰、耐高压、长寿命的芯片，将电力芯片产品工作温度范围从零下25摄氏度至85摄氏度拓展到零下50摄氏度至125摄氏度，动态抗电磁能力提升20倍。该技术成果经6位院士鉴定，达到国际领先水平，为智芯公司8大类百余款芯片的研发提供了核心技术支撑。

　　近年来，新型电力系统建设对电力设备提出了面对实时业务响应快、能够管理复杂业务计算等一系列特殊要求。赵东艳再次迎难而上，带领团队提出了簇内对称、簇间非对称的多核异构芯片架构，设计了集状态感知、复杂计算、实时控制功能于一体的电路结构及协同调度机制。该机制实现了芯片的高集成、强实时、大算力，保障电力装备具备实时在线监测、故障快速响应、系统自动恢复等功能，目前已经在继电保护高端主控芯片领域规模化应用，实现该领域芯片的自主可控。

　　在潜心研究的同时，赵东艳注重人才培养，常组织技术讲座和培训，将经验技术倾囊相授，为企业培养了一批又一批科研能力过硬、工作作风优良的技术人才，其中包括1名“十佳中国电子学会优秀科技工作者”、3名“北京优秀青年工程师”。团队成员陈燕宁在赵东艳13年的悉心指导和培养下，已成长为智芯公司的科研骨干，取得了一系列具有原创性的科技成果，牵头及参与重大科技项目25项。

　　如今，智芯公司自主研发的芯片已成功应用到海外80余个国家和地区。(蔚泉清 黄姗 赵荥)