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半導(dǎo)體論文范文1

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，一般將硅、鍺稱為第一代半導(dǎo)體材料;將砷化鎵、磷化銦、磷化鎵等稱為第二代半導(dǎo)體材料;而將寬禁帶eg2.3ev的氮化鎵、碳化硅和金剛石等稱為第三代半導(dǎo)體材料。本文介紹了三代半導(dǎo)體的性質(zhì)比較、應(yīng)用領(lǐng)域、國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和進展情況等。

關(guān)鍵詞

半導(dǎo)體材料;多晶硅;單晶硅;砷化鎵;氮化鎵

1前言

半導(dǎo)體材料是指電阻率在107Ωcm10-3Ωcm，界于金屬和絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體材料是制作晶體管、集成電路、電力電子器件、光電子器件的重要基礎(chǔ)材料[1]，支撐著通信、計算機、信息家電與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大的是美國和日本，其2002年的銷售收入分別為3189億美元和2320億美元[2]。近幾年來，我國電子信息產(chǎn)品以舉世矚目的速度發(fā)展，2002年銷售收入以1.4億人民幣居全球第3位，比上年增長20，產(chǎn)業(yè)規(guī)模是1997年的2.5倍，居國內(nèi)各工業(yè)部門首位[3]。半導(dǎo)體材料及應(yīng)用已成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和國防實力的重要標志。

半導(dǎo)體材料的種類繁多，按化學組成分為元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體和固溶體半導(dǎo)體;按組成元素分為一元、二元、三元、多元等;按晶態(tài)可分為多晶、單晶和非晶;按應(yīng)用方式可分為體材料和薄膜材料。大部分半導(dǎo)體材料單晶制片后直接用于制造半導(dǎo)體材料，這些稱為“體材料”;相對應(yīng)的“薄膜材料”是在半導(dǎo)體材料或其它材料的襯底上生長的，具有顯著減少“體材料”難以解決的固熔體偏析問題、提高純度和晶體完整性、生長異質(zhì)結(jié)，能用于制造三維電路等優(yōu)點。許多新型半導(dǎo)體器件是在薄膜上制成的，制備薄膜的技術(shù)也在不斷發(fā)展。薄膜材料有同質(zhì)外延薄膜、異質(zhì)外延薄膜、超晶格薄膜、非晶薄膜等。

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，一般將硅、鍺稱為第一代半導(dǎo)體材料;將砷化鎵、磷化銦、磷化鎵、砷化銦、砷化鋁及其合金等稱為第二代半導(dǎo)體材料;而將寬禁帶eg2.3ev的氮化鎵、碳化硅、硒化鋅和金剛石等稱為第三代半導(dǎo)體材料[4]。上述材料是目前主要應(yīng)用的半導(dǎo)體材料，三代半導(dǎo)體材料代表品種分別為硅、砷化鎵和氮化鎵。本文沿用此分類進行介紹。

2主要半導(dǎo)體材料性質(zhì)及應(yīng)用

材料的物理性質(zhì)是產(chǎn)品應(yīng)用的基礎(chǔ)，表1列出了主要半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)及應(yīng)用情況[5]。表中禁帶寬度決定發(fā)射光的波長，禁帶寬度越大發(fā)射光波長越短藍光發(fā)射;禁帶寬度越小發(fā)射光波長越長。其它參數(shù)數(shù)值越高，半導(dǎo)體性能越好。電子遷移速率決定半導(dǎo)體低壓條件下的高頻工作性能，飽和速率決定半導(dǎo)體高壓條件下的高頻工作性能。

硅材料具有儲量豐富、價格低廉、熱性能與機械性能優(yōu)良、易于生長大尺寸高純度晶體等優(yōu)點，處在成熟的發(fā)展階段。目前，硅材料仍是電子信息產(chǎn)業(yè)最主要的基礎(chǔ)材料，95以上的半導(dǎo)體器件和99以上的集成電路ic是用硅材料制作的。在21世紀，可以預(yù)見它的主導(dǎo)和核心地位仍不會動搖。但是硅材料的物理性質(zhì)限制了其在光電子和高頻高功率器件上的應(yīng)用。

砷化鎵材料的電子遷移率是硅的6倍多，其器件具有硅器件所不具有的高頻、高速和光電性能，并可在同一芯片同時處理光電信號，被公認是新一代的通信用材料。隨著高速信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，砷化鎵成為繼硅之后發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的半導(dǎo)體材料。同時，其在軍事電子系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，并占據(jù)不可取代的重要地位。

gan材料的禁帶寬度為硅材料的3倍多，其器件在大功率、高溫、高頻、高速和光電子應(yīng)用方面具有遠比硅器件和砷化鎵器件更為優(yōu)良的特性，可制成藍綠光、紫外光的發(fā)光器件和探測器件。近年來取得了很大進展，并開始進入市場。與制造技術(shù)非常成熟和制造成本相對較低的硅半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料目前面臨的最主要挑戰(zhàn)是發(fā)展適合gan薄膜生長的低成本襯底材料和大尺寸的gan體單晶生長工藝。

主要半導(dǎo)體材料的用途如表2所示。可以預(yù)見以硅材料為主體、gaas半導(dǎo)體材料及新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料共同發(fā)展將成為集成電路及半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流。

3半導(dǎo)體材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

3.1半導(dǎo)體硅材料

3.1.1多晶硅

多晶硅是制備單晶硅和太陽能電池的原料，主要生產(chǎn)方法為改良西門子法。目前全世界每年消耗約18000t25000t半導(dǎo)體級多晶硅。2001年全球多晶硅產(chǎn)能為23900t，生產(chǎn)高度集中于美、日、德3國。美國先進硅公司和哈姆洛克公司產(chǎn)能均達6000t/a，德國瓦克化學公司和日本德山曹達公司產(chǎn)能超過3000t/a，日本三菱高純硅公司、美國memc公司和三菱多晶硅公司產(chǎn)能超過1000t/a，絕大多數(shù)世界市場由上述7家公司占有。2000年全球多晶硅需求為22000t，達到峰值，隨后全球半導(dǎo)體市場滑坡;2001年多晶硅實際產(chǎn)量為17900t，為產(chǎn)能的75左右。全球多晶硅市場供大于求，隨著半導(dǎo)體市場的恢復(fù)和太陽能用多晶硅的增長，多晶硅供需將逐步平衡。

我國多晶硅嚴重短缺。我國多晶硅工業(yè)起步于50年代，60年代實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。由于技術(shù)水平低、生產(chǎn)規(guī)模太小、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)成本高，目前只剩下峨嵋半導(dǎo)體材料廠和洛陽單晶硅廠2個廠家生產(chǎn)多晶硅。2001年生產(chǎn)量為80t[7]，僅占世界產(chǎn)量的0.4，與當今信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和多晶硅的市場需求急劇增加極不協(xié)調(diào)。我國這種多晶硅供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)下去。據(jù)專家預(yù)測，2005年國內(nèi)多晶硅年需求量約為756t，2010年為1302t。

峨嵋半導(dǎo)體材料廠和洛陽單晶硅廠1999年多晶硅生產(chǎn)能力分別為60t/a和20t/a。峨嵋半導(dǎo)體材料廠1998年建成的100t/a規(guī)模的多晶硅工業(yè)性生產(chǎn)示范線，提高了各項經(jīng)濟技術(shù)指標，使我國擁有了多晶硅生產(chǎn)的自主知識產(chǎn)權(quán)。該廠正在積極進行1000t/a多晶硅項目建設(shè)的前期工作。洛陽單晶硅廠擬將多晶硅產(chǎn)量擴建至300t/a，目前處在可行性研究階段。

3.1.2單晶硅

生產(chǎn)單晶硅的工藝主要采用直拉法cz、磁場直拉法mcz、區(qū)熔法fz以及雙坩鍋拉晶法。硅晶片屬于資金密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，在國際市場上產(chǎn)業(yè)相對成熟，市場進入平穩(wěn)發(fā)展期，生產(chǎn)集中在少數(shù)幾家大公司，小型公司已經(jīng)很難插手其中。

目前國際市場單晶硅產(chǎn)量排名前5位的公司分別是日本信越化學公司、德瓦克化學公司、日本住友金屬公司、美國memc公司和日本三菱材料公司。這5家公司2000年硅晶片的銷售總額為51.47億元，占全球銷售額的70.9，其中的3家日本公司占據(jù)了市場份額的46.1，表明日本在全球硅晶片行業(yè)中占據(jù)了主導(dǎo)地位[8]。

集成電路高集成度、微型化和低成本的要求對半導(dǎo)體單晶材料的電阻率均勻性、金屬雜質(zhì)含量、微缺陷、晶片平整度、表面潔凈度等提出了更加苛刻的要求詳見文獻[8]，晶片大尺寸和高質(zhì)量成為必然趨勢。目前全球主流硅晶片已由直徑8英寸逐漸過渡到12英寸晶片，研制水平達到16英寸。

我國單晶硅技術(shù)及產(chǎn)業(yè)與國外差距很大，主要產(chǎn)品為6英寸以下，8英寸少量生產(chǎn)，12英寸開始研制。隨著半導(dǎo)體分立元件和硅光電池用低檔和廉價硅材料需求的增加，我國單晶硅產(chǎn)量逐年增加。據(jù)統(tǒng)計，2001年我國半導(dǎo)體硅材料的銷售額達9.06億元，年均增長26.4。單晶硅產(chǎn)量為584t，拋光片產(chǎn)量5183萬平方英寸，主要規(guī)格為3英寸6英寸，6英寸正片已供應(yīng)集成電路企業(yè)，8英寸主要用作陪片。單晶硅出口比重大，出口額為4648萬美元，占總銷售額的42.6，較2000年增長了5.3[7]。目前，國外8英寸ic生產(chǎn)線正向我國戰(zhàn)略性移動，我國新建和在建的f8英寸ic生產(chǎn)線有近10條之多，對大直徑高質(zhì)量的硅晶片需求十分強勁，而國內(nèi)供給明顯不足，基本依賴進口，我國硅晶片的技術(shù)差距和結(jié)構(gòu)不合理可見一斑。在現(xiàn)有形勢和優(yōu)勢面前發(fā)展我國的硅單晶和ic技術(shù)面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)。

我國硅晶片生產(chǎn)企業(yè)主要有北京有研硅股、浙大海納公司、洛陽單晶硅廠、上海晶華電子、浙江硅峰電子公司和河北寧晉單晶硅基地等。有研硅股在大直徑硅單晶的研制方面一直居國內(nèi)領(lǐng)先地位，先后研制出我國第一根6英寸、8英寸和12英寸硅單晶，單晶硅在國內(nèi)市場占有率為40。2000年建成國內(nèi)第一條可滿足0.25μm線寬集成電路要求的8英寸硅單晶拋光片生產(chǎn)線;在北京市林河工業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)了區(qū)熔硅單晶生產(chǎn)基地，一期工程計劃投資1.8億元，年產(chǎn)25t區(qū)熔硅和40t重摻砷硅單晶，計劃2003年6月底完工;同時承擔了投資達1.25億元的863項目重中之重課題“12英寸硅單晶拋光片的研制”。浙大海納主要從事單晶硅、半導(dǎo)體器件的開發(fā)、制造及自動化控制系統(tǒng)和儀器儀表開發(fā)，近幾年實現(xiàn)了高成長性的高速發(fā)展。

3.2砷化鎵材料

用于大量生產(chǎn)砷化鎵晶體的方法是傳統(tǒng)的lec法液封直拉法和hb法水平舟生產(chǎn)法。國外開發(fā)了兼具以上2種方法優(yōu)點的vgf法垂直梯度凝固法、vb法垂直布里支曼法和vcz法蒸氣壓控制直拉法，成功制備出4英寸6英寸大直徑gaas單晶。各種方法比較詳見表3。

移動電話用電子器件和光電器件市場快速增長的要求，使全球砷化鎵晶片市場以30的年增長率迅速形成數(shù)十億美元的大市場，預(yù)計未來20年砷化鎵市場都具有高增長性。日本是最大的生產(chǎn)國和輸出國，占世界市場的7080;美國在1999年成功地建成了3條6英寸砷化鎵生產(chǎn)線，在砷化鎵生產(chǎn)技術(shù)上領(lǐng)先一步。日本住友電工是世界最大的砷化鎵生產(chǎn)和銷售商，年產(chǎn)gaas單晶30t。美國axt公司是世界最大的vgf

gaas材料生產(chǎn)商[8]。世界gaas單晶主要生產(chǎn)商情況見表4。國際上砷化鎵市場需求以4英寸單晶材料為主，而6英寸單晶材料產(chǎn)量和市場需求快速增加，已占據(jù)35以上的市場份額。研制和小批量生產(chǎn)水平達到8英寸。

我國gaas材料單晶以2英寸3英寸為主，

4英寸處在產(chǎn)業(yè)化前期，研制水平達6英寸。目前4英寸以上晶片及集成電路gaas晶片主要依賴進口。砷化鎵生產(chǎn)主要原材料為砷和鎵。雖然我國是砷和鎵的資源大國，但僅能生產(chǎn)品位較低的砷、鎵材料6n以下純度，主要用于生產(chǎn)光電子器件。集成電路用砷化鎵材料的砷和鎵原料要求達7n，基本靠進口解決。

國內(nèi)gaas材料主要生產(chǎn)單位為中科鎵英、有研硅股、信息產(chǎn)業(yè)部46所、55所等。主要競爭對手來自國外。中科鎵英2001年起計劃投入近2億資金進行砷化鎵材料的產(chǎn)業(yè)化，初期計劃規(guī)模為4英寸6英寸砷化鎵單晶晶片5萬片8萬片，4英寸6英寸分子束外延砷化鎵基材料2萬片3萬片，目前該項目仍在建設(shè)期。目前國內(nèi)砷化鎵材料主要由有研硅股供應(yīng)，2002年銷售gaas晶片8萬片。我國在努力縮小gaas技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模的同時，應(yīng)重視具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，發(fā)展我國的砷化鎵產(chǎn)業(yè)。

3.3氮化鎵材料

gan半導(dǎo)體材料的商業(yè)應(yīng)用研究始于1970年，其在高頻和高溫條件下能夠激發(fā)藍光的特性一開始就吸引了半導(dǎo)體開發(fā)人員的極大興趣。但gan的生長技術(shù)和器件制造工藝直到近幾年才取得了商業(yè)應(yīng)用的實質(zhì)進步和突破。由于gan半導(dǎo)體器件在光電子器件和光子器件領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，其廣泛應(yīng)用預(yù)示著光電信息乃至光子信息時代的來臨。

2000年9月美國kyma公司利用aln作襯底，開發(fā)出2英寸和4英寸gan新工藝;2001年1月美國nitronex公司在4英寸硅襯底上制造gan基晶體管獲得成功;2001年8月臺灣powdec公司宣布將規(guī)模生產(chǎn)4英寸gan外延晶片。gan基器件和產(chǎn)品開發(fā)方興未艾。目前進入藍光激光器開發(fā)的公司包括飛利浦、索尼、日立、施樂和惠普等。包括飛利浦、通用等光照及汽車行業(yè)的跨國公司正積極開發(fā)白光照明和汽車用gan基led發(fā)光二極管產(chǎn)品。涉足gan基電子器件開發(fā)最為活躍的企業(yè)包括cree、rfmicrodevice以及nitronex等公司。

目前，日本、美國等國家紛紛進行應(yīng)用于照明gan基白光led的產(chǎn)業(yè)開發(fā)，計劃于2015年-2020年取代白熾燈和日光燈，引起新的照明革命。據(jù)美國市場調(diào)研公司strstegiesunlimited分析數(shù)據(jù)，2001年世界gan器件市場接近7億美元，還處于發(fā)展初期。該公司預(yù)測即使最保守發(fā)展，2009年世界gan器件市場將達到48億美元的銷售額。

因gan材料尚處于產(chǎn)業(yè)初期，我國與世界先進水平差距相對較小。深圳方大集團在國家“超級863計劃”項目支持下，2001年與中科院半導(dǎo)體等單位合作，首期投資8千萬元進行g(shù)an基藍光led產(chǎn)業(yè)化工作，率先在我國實現(xiàn)氮化鎵基材料產(chǎn)業(yè)化并成功投放市場。方大公司已批量生產(chǎn)出高性能gan芯片，用于封裝成藍、綠、紫、白光led，成為我國第一家具有規(guī)模化研究、開發(fā)和生產(chǎn)氮化鎵基半導(dǎo)體系列產(chǎn)品、并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)。中科院半導(dǎo)體所自主開發(fā)的gan激光器2英寸外延片生產(chǎn)設(shè)備，打破了國外關(guān)鍵設(shè)備部件的封鎖。我國應(yīng)對大尺寸gan生長技術(shù)、器件及設(shè)備繼續(xù)研究，爭取在gan等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中占據(jù)一定市場份額和地位。

4結(jié)語

不可否認，微電子時代將逐步過渡到光電子時代，最終發(fā)展到光子時代。預(yù)計到2010年或2014年，硅材料的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展將走向極限，第二代和第三代半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)將成為研究和發(fā)展的重點。我國政府決策部門、半導(dǎo)體科研單位和企業(yè)在現(xiàn)有的技術(shù)、市場和發(fā)展趨勢面前應(yīng)把握歷史機遇，迎接挑戰(zhàn)。

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半導(dǎo)體論文范文2

關(guān)鍵詞最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)動態(tài)效率靜態(tài)效率

軟件行業(yè)是我國的重要行業(yè)，但自從其發(fā)展開始就一直存在著盜版問題，而由于被盜版的軟件大多為國外軟件制造商的產(chǎn)品，所以經(jīng)常引發(fā)關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)保護是否過渡的爭論，支持盜版者以社會福利為其理由，而反對者堅持知識產(chǎn)權(quán)保護有利于技術(shù)進步。

1基本事實

關(guān)于軟件盜版存在著公認的事實，這些事實是我們分析的起點。首先，軟件盜版在技術(shù)上無法克服，即無論正版軟件制造商采用何種反盜版技術(shù)都無法防范自己的軟件被盜版；其次，盜版軟件與正版軟件在實用性上并不存在較大的差距，這點非常重要。因為這意味著正版軟件和盜版軟件的產(chǎn)品差別不大；再次，實施盜版所需的投入遠遠低于正版軟件，因為盜版廠商無需支付研發(fā)支出；最后，軟件生產(chǎn)的邊際成本非常低，接近于零，所以可以認為正版和盜版軟件的邊際成本相等且不變。

2不存在盜版廠商時的正版軟件定價策略

如果我們實施極為嚴格的知識產(chǎn)權(quán)保護，則市場上不存在盜版軟件，此時正版廠商是市場上唯一的生產(chǎn)者，整個市場結(jié)構(gòu)就是標準的完全壟斷市場。相關(guān)的函數(shù)如下：反需求函數(shù)：p1=a-bq1需求函數(shù)則為：q1=a/b-p1/b成本函數(shù)為：c1=f+cq1利潤函數(shù)為:：μ1=(a-p1)(p1-c)/b-fp1為正版軟件的價格，q1為正版軟件的需求量，f表示固定成本，這里相對于盜版廠商來說主要為研發(fā)支出，c表示不變的邊際成本和平均變動成本。

所以對利潤函數(shù)求p1的一階導(dǎo)數(shù)可得其最優(yōu)定價：p1=c+(a-c)/2

3基于一個正版廠商和一個盜版廠商市場結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟學分析

3.1軟件市場反需求函數(shù)和需求函數(shù)

由于正版軟件和盜版軟件的差別不大，所以對于普通個人用戶來講，它們的替代性相當大。我們用以下這組反需求函數(shù)來表示這種關(guān)系：

p1=a-b(q1+θq2)p2=a-b(θq1+q2)

式中，a和b為正，0≤θ≤1，θ取負值時模型成為一個互補商品的需求模型。若θ=0則一種商品的價格僅與本商品的產(chǎn)量有關(guān)，而與另一種商品無關(guān)，兩種商品無替代性。θ越接近于1，兩個變量之間的替代性越強；當θ=1則兩種商品為完全替代，即對于消費者來講產(chǎn)品1和產(chǎn)品2完全一樣。很明顯，在盜版問題上0＜θ＜1，即兩種商品既不完全替代也不完全無關(guān)，且θ較為接近1。

通過轉(zhuǎn)換反需求函數(shù)的方程式，可以得到模型所隱含的需求函數(shù)方程式：q1=[(1-θ)a-p1+θp2]/(1-θ2)bq2=(1-θ)a-p2+θp1]/(1-θ2)b

3.2軟件企業(yè)的成本函數(shù)和利潤函數(shù)

正版軟件的成本函數(shù)可以表示為：

c1=f+cq1，f表示固定成本，這里相對于盜版廠商來說主要為研發(fā)支出。c表示不變的邊際成本和平均變動成本。

結(jié)合鮑利的線性需求模型，可得正版企業(yè)的利潤函數(shù)為：

μ1=(p1-c)[(1-θ)(a-c)-(p1-c)+θ(p2-c)]/(1-θ2)b-f相應(yīng)的，不包括大量研發(fā)支出的盜版廠商的成本函數(shù)為：c2=cq2

其利潤函數(shù)為：

μ2=(p2-c)[(1-θ)(a-c)-(p2-c)+θ(p1-c)]/(1-θ2)b

使μ1最大化的對于p1的一階條件給出了正版廠商相對于盜版廠商的價格最優(yōu)反映函數(shù)：2(p1-c)-θ(p2-c)=(1-θ)(a-c)同理盜版廠商的價格最優(yōu)反映函數(shù)為：2(p2-c)-θ(p1-c)=(1-θ)(a-c)由此可以確定均衡價格為：p1=p2=c+(1-θ)(a-c)/(2-θ)

4基于一個正版廠商和多個盜版廠商市場結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟學分析

4.1伯特蘭模型與盜版廠商之間的競爭

當多個盜版廠商出現(xiàn)時(這也是更為符合實際的假設(shè))，盜版廠商之間存在較為激烈的競爭，即盜版廠商的博弈對象不再是正版廠商而是其它的盜版廠商。而盜版軟件之間則沒有任何差別，它們之間的競爭完全是價格競爭。經(jīng)典伯特蘭模型認為，當產(chǎn)品同質(zhì)時，最終價格會降至邊際成本。

經(jīng)典伯特蘭模型是建立在兩個生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品的廠商基礎(chǔ)之上的，這兩個廠商只能使用價格作為決策變量。同時假設(shè)兩個廠商擁有相同的平均成本和邊際成本，且平均成本等于邊際成本。圖1中當廠商2的價格低于邊際成本(平均成本)時，廠商1選擇邊際成本作為其價格；當廠商2的價格高于邊際成本(平均成本)低于壟斷價格Pm(平均成本)時，廠商1選擇略低于P2的價格作為其價格，并占有整個市場；當P2>Pm時，廠商1的價格定在Pm處。

圖2中包括了廠商2和廠商1的最優(yōu)反應(yīng)曲線，他們的交點就是均衡點p1=p2=mc。此時兩個廠商都達到了平均成本處，誰都沒有動力離開均衡點。

顯然伯特蘭模型的結(jié)論對于多個廠商也是成立，所以盜版廠商的價格會降至邊際成本，這也能獲得事實的支持：國內(nèi)每個省會城市的盜版軟件幾乎都有自己的統(tǒng)一價格。

4.2基于多個盜版廠商市場環(huán)境的正版廠商的反應(yīng)函數(shù)

當盜版軟件的價格降至邊際成本MC=c時，從正版軟件廠商的最優(yōu)價格反應(yīng)函數(shù)：

2(p1-c)-θ(p2-c)=(1-θ)(a-c)

易于推出正版軟件的最優(yōu)定價為:

p1=c+(1-θ)(a-c)/2

5靜態(tài)效率與動態(tài)效率

比較一個正版廠商面對一個盜版廠商所采用的最優(yōu)定價和它面對多個廠商時的最優(yōu)定價：

p1=p2=c+(1-θ)(a-c)/(2-θ)p1=c+(1-θ)(a-c)/2

我們發(fā)現(xiàn)存在多個盜版廠商時正版軟件的最優(yōu)定價應(yīng)更低，如果再與完全壟斷市場中企業(yè)的最優(yōu)定價p1=c+(a-c)/2相比，我們發(fā)現(xiàn)隨著盜版廠商的加入，的確正版廠商的最優(yōu)定價會不斷下降，越來越接近靜態(tài)社會福利的標準p=mc。所以認為盜版有利于增加社會福利的看法是有道理的。但是這只是靜態(tài)效率，靜態(tài)效率包括配置效率和生產(chǎn)效率。

而社會福利則除了靜態(tài)效率還包括動態(tài)效率，動態(tài)效率則與知識擴散有關(guān)，知識擴散是創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)保護的函數(shù)，所以動態(tài)效率是創(chuàng)新和保護的函數(shù)。如果我們不重視保護知識產(chǎn)權(quán)，則沒有人愿意投資進行創(chuàng)新。如果我們過于保護，比方說，將軟件的版權(quán)無限期延長，那知識將無法擴散，技術(shù)無法進步，經(jīng)濟就很難增長。有學者用下下列圖3表示社會福利與知識產(chǎn)權(quán)之間的關(guān)系：

在圖3中社會福利(嚴格的講是動態(tài)社會福利，即動態(tài)效率)和知識產(chǎn)權(quán)的保護水平不是線性相關(guān)的，在P*(此處P為保護水平，而非價格)處達到最大，大于或小于P*都會造成動態(tài)效率的損失。

6主要結(jié)論

所以認為為了社會福利的進步，就應(yīng)該允許大肆盜版的看法是沒有堅實的經(jīng)濟學基礎(chǔ)的。因為靜態(tài)效率最大化要求不對知識產(chǎn)權(quán)進行任何保護，這樣人人都可以盜版，軟件價格一定會降低到邊際成本處。但動態(tài)效率則要求對知識產(chǎn)權(quán)進行一定程度的保護(P*不可能為零)，所以兩者無法同時達到最大化。

盡管沒有定量上的最優(yōu)值，我們還是可以有一些有價值的結(jié)論。我們可以在軟件的保護方面進行一些策略調(diào)整，比方說縮短軟件保護的著作權(quán)年限，以提高靜態(tài)效率和知識傳播速度，同時在保護期內(nèi)嚴厲打擊盜版，保護企業(yè)的創(chuàng)新精神，保護產(chǎn)業(yè)的長期競爭力。

參考文獻

1張曼.論數(shù)字產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)反壟斷理論與實踐的啟示[J].經(jīng)濟評論，2002(4)

半導(dǎo)體論文范文3

武大偉在開幕式上表示，此次會議具有承前啟后、繼往開來的重要意義。會議將重點討論和確定全面落實“9?19”共同聲明的具體措施以及共同聲明起步階段各方將要采取的行動。

武大偉強調(diào)，中方衷心期待各國代表團發(fā)揮政治智慧，拿出政治決心和勇氣，在增進相互信任的過程中開辟互利共贏的未來，為實現(xiàn)半島無核化，實現(xiàn)有關(guān)國家關(guān)系正常化，構(gòu)建和諧東北亞新格局做出新貢獻。

在開幕式后舉行的全體會議上，中方代表團團長武大偉、朝鮮代表團團長金桂冠、美國代表團團長希爾、韓國代表團團長千英宇、日本代表團團長佐佐江賢一郎和俄羅斯代表團團長拉佐夫分別作主旨發(fā)言，就如何落實“9?19”共同聲明闡述了各自立場，并提出了相關(guān)主張和設(shè)想。

武大偉指出，“9?19”共同聲明凝聚了各方的共識，是六方關(guān)于半島無核化總體目標的政治宣言，是各方必須遵循的綱領(lǐng)性文件。共同聲明的通過標志著我們完成了“承諾對承諾”。今后的課題是按照“行動對行動”原則，具體落實共同聲明。中國代表團愿與各國代表團一道，以積極、靈活和務(wù)實的態(tài)度參加會談和磋商，為使本次會議能夠取得積極成果作出建設(shè)性努力。

韓、俄、美、朝、日五國代表團團長對六方會談的重啟表示歡迎，感謝中方為復(fù)談做出的不懈努力。各方重申繼續(xù)履行在“9?19”共同聲明中作出的承諾，堅持通過對話協(xié)商以和平方式實現(xiàn)半島無核化，實現(xiàn)有關(guān)國家關(guān)系正常化，實現(xiàn)東北亞地區(qū)長治久安。各方還表示，六方會談重啟來之不易，各方應(yīng)抓住機遇，本著面向未來、靈活務(wù)實的精神，按照“行動對行動”和協(xié)調(diào)一致原則，制定落實共同聲明的具體措施和步驟，爭取使會談取得積極成果。

開幕式之前，六方代表團舉行了團長會議。

當天，六方會談中方代表團發(fā)言人姜瑜在吹風會上表示，各方在第五輪北京六方會談第二階段會議首日進行了“認真、坦率、務(wù)實”的會談。

姜瑜表示，中方支持朝美進行接觸和對話，希望雙方利用此階段會談機會，就各自關(guān)切問題深入交換意見，找到妥善解決問題的辦法。

姜瑜表示，朝美在9?19共同聲明中承諾相互尊重、和平共處，根據(jù)各自雙邊政策，采取步驟實現(xiàn)關(guān)系正常化。中方希望朝美雙方本著相互尊重、平等協(xié)商的精神，加強溝通，彌合分歧，通過對話和平解決問題，不斷推動半島形勢向積極方向發(fā)展。

12月19日，第五輪六方會談第二階段會議舉行團長會，各方就落實共同聲明的具體措施發(fā)表了看法，并提出了具體建議。

中方代表團團長武大偉表示，落實共同聲明是一個系統(tǒng)工程，分階段實施，逐步推進，是比較現(xiàn)實合理的選擇。作為第一步，應(yīng)該制定有助于落實共同聲明的具體措施，確定各方現(xiàn)階段能夠采取的具體行動。

各方代表團重申了堅持“9?19”共同聲明的立場，并表示將作出進一步努力，制定落實共同聲明的規(guī)劃。

當晚，外交部副部長戴秉國在釣魚臺國賓館設(shè)宴款待參加第五輪六方會談第二階段會議的各國代表團團長。

戴秉國對各國代表團團長來京出席此次六方會談表示歡迎。他指出，舉行六方會談的目的就是通過對話和磋商，擴大共識，增進信任，縮小分歧，消除隔閡。在過去的兩天里，各方通過全體會議、團長會、雙邊磋商等多種形式，圍繞落實共同聲明的措施坦率、深入地交換意見，闡明了各自立場，增加了彼此了解，談判在不斷深化。

戴秉國表示，相信各方會拿出巨大誠意，作出最大努力，在實現(xiàn)半島無核化和有關(guān)國家關(guān)系正常化方面邁出堅實步伐，早日實現(xiàn)各方的共同目標。

當天下午，外交部發(fā)言人秦剛在例行記者會上表示，六方會談是一個逐步推進的進程，有關(guān)各方在不斷加強接觸、增進了解、尋求共識、積累共同點、縮小分歧的過程中逐步邁向前進。

秦剛說，中方本著客觀、平衡、兼顧各方利益和關(guān)切的精神，同有關(guān)各方保持接觸，聽取有關(guān)各方建議和意見，進行協(xié)調(diào)和斡旋。他強調(diào)，中方和其他各方在六方會談中有一個“非常重要的、壓倒一切的”共識，即回到通過對話和談判解決朝鮮半島核問題的軌道上來，共同落實“9?19”共同聲明，朝著朝鮮半島無核化的目標前進。他表示相信，本著這樣的共識，中國和美國以及其他有關(guān)方能夠通過協(xié)商和接觸，不斷找到彼此之間的共同點。

12月20日，第五輪六方會談第二階段會議進入第三天，雙邊磋商和接觸異常密集，談判依舊艱難。

由美國助理財政部長幫辦丹尼爾?格拉澤和朝鮮貿(mào)易銀行總裁吳光哲率領(lǐng)的美朝相關(guān)代表團于當天在朝鮮駐華使館就金融問題進行了第二次磋商。19日，美朝代表團就金融問題進行了首次磋商。

格拉澤表示，他和朝鮮代表團當天進行了5個小時的磋商，雙方“態(tài)度認真”，磋商是“有幫助的”。雙方正商討2007年1月在紐約繼續(xù)就此問題進行討論。

當天，中國國際問題研究所研究員晉林波分析指出，美國的態(tài)度此次有兩大調(diào)整：一是愿意向朝鮮提供書面安全保障；二是愿意談金融問題。過去美國并不愿意這樣做。美國帶來了具體的解決核問題的方案，其中有些內(nèi)容充分考慮到朝鮮的接受能力。

中國社會科學院亞太所專家樸鍵一分析指出，中國創(chuàng)造性地提出工作組機制和“多邊中的雙邊”的問題解決機制，使談判不分場合、不拘形式、多邊雙邊同時進行，將談判任務(wù)化整為零，體現(xiàn)出一種更為主動的外交新思維。

當天下午，外交部長李肇星在釣魚臺國賓館會見各國代表團團長。

李肇星說，六方會談進程陷入僵局一年多以后得以重新啟動，實屬不易。在六方會談框架下通過談判和平解決朝核問題，實現(xiàn)半島無核化，實現(xiàn)半島和東北亞地區(qū)的長治久安，符合各方的利益，符合世界人民的愿望。

李肇星指出，第四輪六方會談發(fā)表的共同聲明是六方會談進程取得的重要進展，照顧到各方關(guān)切，值得珍惜。為實現(xiàn)互利共贏，各方當務(wù)之急是制定落實共同聲明的規(guī)劃，采取實際行動履行各自在共同聲明中作出的承諾。

李肇星表示，經(jīng)過各方代表團的艱苦努力，此次會談已取得許多新的共識：各方都重申履行“9?19”共同聲明；重申愿通過對話和平解決半島核問題；重申堅持朝鮮半島無核化的共同目標。希望有關(guān)各方發(fā)揮政治智慧和創(chuàng)造性，逐步積累信任，擴大共識，中方將一如既往地發(fā)揮建設(shè)性作用，與各方保持密切溝通與合作，推動會談取得積極進展。

各國代表團團長表示，六方會談重啟意義重大。各方應(yīng)進一步做出共同努力，克服困難，推動會談取得實質(zhì)性成果。各方贊賞中方作為六方會談主席國為復(fù)談并推動會談取得成果所發(fā)揮的重要作用。

12月21日 ，第五輪北京六方會談第二階段會議進入第四天，各方進行了密集的雙邊磋商。

當天，中方分別和朝、美、韓、日、俄五方舉行了雙邊磋商。俄日、美日、朝美也分別進行了雙邊磋商。

本階段會談采取了全體會、團長會和雙邊磋商等形式。截至當天下午1點半，在釣魚臺國賓館內(nèi)已舉行了25場雙邊磋商，其中13場和中方有關(guān)。

六方會談美國代表團團長希爾當天表示，會議將進入以文件形式反映進展情況的階段。

外交部發(fā)言人秦剛在當天的例行記者會上也表示，會議已到了一個各方認真、坦率、務(wù)實地討論實質(zhì)性問題的階段，希望有關(guān)各方繼續(xù)齊心協(xié)力、耐心地推進會談進程。

12月22日，六方會談中方代表團團長、外交部副部長武大偉在北京宣讀了第五輪六方會談第二階段會議《主席聲明》。全文如下：

第五輪六方會談第二階段會議于12月18日至22日在北京舉行。

各方回顧了六方會談形勢的發(fā)展和變化，重申通過對話和平實現(xiàn)朝鮮半島無核化是各方的共同目標和意志，重申將認真履行在2005年9月19日共同聲明中作出的承諾，同意根據(jù)“行動對行動”原則，盡快采取協(xié)調(diào)一致步驟，分階段落實共同聲明。

各方就落實共同聲明的措施和起步階段各方將采取的行動進行了有益的探討，提出了一些初步設(shè)想。各方還通過密集的雙邊磋商，就解決彼此關(guān)切坦率、深入地交換了意見。

各方同意休會，向首都報告，盡早復(fù)會。

當天，國務(wù)委員唐家璇在釣魚臺國賓館會見了各國代表團團長。

唐家璇說，經(jīng)過一年多的折沖，六方會談進程得以重啟，并就落實共同聲明措施和起步階段各方將要采取的行動進行了坦誠和深入的討論。各方的主張更加明確，立場更加靠近，共識不斷積累。各方重新確認了共同聲明精神，重申將認真履行各自在共同聲明中作出的承諾，表達了繼續(xù)致力于實現(xiàn)半島無核化目標和通過對話和平解決問題的意志，具有十分重要和積極的意義。

唐家璇指出，全面落實共同聲明是各方的責任和義務(wù)，也符合各方的利益。解決有關(guān)問題，實現(xiàn)東北亞的長治久安，不可能一蹴而就，需要有個循序漸進的過程，需要各方作出政治決斷，需要對前途保持信心。

唐家璇表示，希望有關(guān)方面在六方會談休會期間能夠發(fā)揮智慧，互諒互讓，找出妥善解決有關(guān)分歧的方案，爭取在后續(xù)的會議上取得實質(zhì)性進展，為東北亞的和平穩(wěn)定與發(fā)展作出積極貢獻。

半導(dǎo)體論文范文4

20世紀70年代，英特爾公司(Intel)的戈登?摩爾(Gordan Moore)預(yù)言：芯片上晶體管的數(shù)量將每隔18個月至兩年就會翻一番。這即是電腦行業(yè)在幕后稱之為的“摩爾定律”，這一定律至今依然在發(fā)揮著作用。但是，如果“摩爾定律”一直有效，那么小小芯片上的晶體管數(shù)量將繼續(xù)呈指數(shù)級的增長。可以想像不久的將來芯片將承受怎樣的負擔，這就需要將整個系統(tǒng)集成在一個小小芯片上的SoC(System on Chip)技術(shù)。這個激動人心的技術(shù)將曾經(jīng)占據(jù)整個房間的龐大的計算機變得如今只有小拇指的指甲那么大小。正如很多專家所言，自從以半導(dǎo)體和集成電路為基礎(chǔ)的計算技術(shù)出現(xiàn)以來，片上系統(tǒng)(SoC)技術(shù)已經(jīng)成為最重要的一項技術(shù)。

本書是為迎接新一代半導(dǎo)體技術(shù)來臨的巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)而匯集的論文集，這些論文幾乎涵蓋了SoC技術(shù)的所有相關(guān)主題。具體為：1．為了使器件模型不斷地降低成本，還必須滿足其準確性，就需要擴展各種不同的新技術(shù)，ColinMcAndrew的論文就是面向二極管的模型，Matthias Bueher和Christian Enz的論文解決了MOS管的模型。2．解決過程參數(shù)的概率性偏差，這些偏差表現(xiàn)為電路的行為偏差，也就是在大規(guī)模生產(chǎn)當中被稱為參數(shù)出現(xiàn)誤差，Colin McAndrew的論文的另外一個貢獻就是研究了在電路模擬當中的概率性偏差，這在計算效率和物理分析方面很重要，最終可能會決定設(shè)計是否可以生產(chǎn)。3．電路部件的設(shè)計復(fù)雜性，在新技術(shù)快速涌現(xiàn)的當代，對于每一種新技術(shù)都相應(yīng)重新設(shè)計電路顯然不現(xiàn)實，也為成本要求所不允許，Jose Franca的論文試圖設(shè)計出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和濾波器集成在一起，成為一個能夠匹配很多應(yīng)用的系統(tǒng)。4．隨著芯片上晶體管數(shù)量的增加，單位面積里所聚集的晶體管數(shù)量將越來越多，密集的晶體管單位面積上的發(fā)熱將越來越巨大，這就提出了當今非常熱門的問題――低功耗，R.Leung的文章就涉及這個方面，試圖解決高速NO緩沖器的低功耗問題。5.T.Yanagawa，S.Bampi和G.Wirth的文章很翔實和理性的預(yù)測了2010年的微電子技術(shù)對將來的微電子和集成電路半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)生的影響。

本書適合學習和從事微電子和計算機專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員閱讀，同時也適合相關(guān)專業(yè)讀者參考。

丁丹，碩士生

(中國科學院計算技術(shù)研究所)

半導(dǎo)體論文范文5

論文關(guān)鍵詞：MC9S08QB8,DH11,半導(dǎo)體制冷

傳統(tǒng)高壓開關(guān)柜一般通過加熱器提升柜內(nèi)溫度的方法防止凝露的發(fā)生，但空氣中包含的水分并沒有降低，當環(huán)境溫度急劇降低后，凝露現(xiàn)象還會發(fā)生，危害高壓開關(guān)柜的安全運行。

該文設(shè)計了一種采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的除濕裝置，該裝置能使空氣中的水分不斷地在冷凝板表面冷凝成水珠后排出柜外，快速降低高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度。

1 硬件設(shè)計

除濕裝置的硬件主要包括：濕度傳感器、控制單元、除濕單元、顯示單元、通訊單元和供電單元，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.1 控制單元

控制單元是整個裝置的核心，選用飛思卡爾的MC9S08QB8芯片。MC9S08QB8是飛思卡爾8位微控制器系列中具有很高集成度的芯片，采用高性能、低功耗的HCS08內(nèi)核，其內(nèi)置8KB FLASH存儲器，512B RAM，SCI/SPI/IIC接口，8位模/數(shù)定時器模塊，A/D模塊等。MC9S08QB8還集成了背景調(diào)試系統(tǒng)以及可進行實時總線捕捉的內(nèi)置在線仿真（ICE）功能，具有單線的調(diào)試及仿真接口（BDM）[2]。

1.2 濕度傳感器

濕度傳感器選用品質(zhì)卓越、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強、性價比高的數(shù)字濕度傳感器DH11。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。

1.3 除濕單元

除濕單元選用先進的半導(dǎo)體制冷片，中小企業(yè)融資論文配合散熱片和制冷風機，使潮氣快速凝結(jié)成水珠，然后通過導(dǎo)水管排出開關(guān)柜外。

1.4 顯示單元

顯示單元包括：高亮度LED、高清晰數(shù)碼管和耐久的操作按鍵，主要實現(xiàn)人機操控，實現(xiàn)就地顯示濕度值，并可完成參數(shù)設(shè)置。

1.5 通訊單元

通訊單元主要有RS-485通訊接口組成，采用Modbus-RTU協(xié)議。能實時將高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度信息上傳給后臺監(jiān)控設(shè)備。同時可接收后臺設(shè)備的控制信息，遠程啟動除濕器。

2 軟件設(shè)計

除濕裝置的主要功能包括以下幾方面。

（1）濕度監(jiān)測：裝置實時監(jiān)測高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度。

（2）自動除濕：當濕度超過設(shè)定值時啟動除濕，當濕度低于設(shè)定值時）停止除濕。

（3）人工除濕：通過按壓裝置上的除濕按鍵，可強制啟動除濕功能，當?shù)竭_設(shè)定時間后停止除濕。

（4）數(shù)據(jù)上傳：裝置將采集到的濕度信息及工作狀態(tài)上傳給后臺設(shè)備。

（5）遠程除濕：后臺設(shè)備可發(fā)出命令，強制啟動除濕功能，當達到設(shè)定時間后裝置自動停止除濕。

（6）人機界面：裝置實時就地顯示濕度值等信息，并可對所有參數(shù)設(shè)定。

其主程序流程如圖2所示。

3 結(jié)語

該文所設(shè)計的半導(dǎo)體除濕裝置可有效解決變電所高壓室因潮濕而影響開關(guān)柜正常運行的難題，避免因濕度過大而引發(fā)惡性事故，提高供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。

參考文獻

半導(dǎo)體論文范文6

10多年來，北京科技大學物理系馬星橋教授在相場模擬領(lǐng)域不斷進取，主持和參與了多項國家級項目，并取得了豐碩成果。他長期工作在物理教學的第一線，并曾主管物理系的教學工作，使物理課的教學改革和課程體系建設(shè)獲得顯著進步。2011年，馬星橋開始擔任北京科技大學物理系系主任，他積極投入到物理系的學科建設(shè)、教學改革和國家工科物理教學基地建設(shè)中。以物理系教師為主，申報“北京市弱磁檢測與應(yīng)用工程中心”獲得批準，組織承辦了“2012多次度材料模擬計算國際研討會”，與中國科學院半導(dǎo)體所合作，成立了“黃昆班”，聯(lián)合培養(yǎng)半導(dǎo)體領(lǐng)域的高端人才，使物理系有了新的發(fā)展。

面向未來，馬星橋教授希望在相場方法模擬，特別是磁電介質(zhì)相場計算領(lǐng)域有著更大的突破。同時，在教育教學及學科建設(shè)方面繼續(xù)做出成就。為國家培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才。

漫漫求索路

1977年的冬天，中斷了十年的中國高考制度終于得以恢復(fù)，成千上萬的人重拾求學之夢。雖是嚴寒冬季，可在這些人心里，已燃起熊熊大火。馬星橋就是其中的一員，他如愿考上了北京鋼鐵學院（現(xiàn)北京科技大學）物理專業(yè)。從此，開啟了物理探索之旅。

經(jīng)過十年“”，高校急缺教師，紛紛興辦師資班。馬星橋成為了北京鋼鐵學院物理師資班的一員，1982年畢業(yè)后，他留校任教。一年后，他在職攻讀了北京科技大學和中科院物理所聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生，在物理所磁學研究室學習并從事非晶態(tài)合金磁性、電性和熱穩(wěn)定性的研究。這段求學經(jīng)歷為他日后的科研方向的選擇奠定了基礎(chǔ)。1986年，馬星橋碩士畢業(yè)，回校后，他兼顧教學和科研的工作。2000年，馬星橋赴香港理工大學攻讀博士學位，他的博士論文題目是“鋯合金中氫化物在應(yīng)力場中析出形貌的相場方法計算機模擬”。鋯合金是一種核結(jié)構(gòu)材料，在使用環(huán)境中會有氫化物析出，產(chǎn)生滯后斷裂，影響使用壽命。博士論文工作使他對相場方法有了深入的理解，令他深深喜愛上這種與工程實際緊密結(jié)合的計算方法，從此開始了這一領(lǐng)域的探索。學習期間，他得到了相場方法專家陳龍慶教授的指點，此后他們的合作一直保持至今。博士畢業(yè)后，馬星橋信守對母校的承諾，毅然選擇回校任教，并結(jié)合他在磁學方面的研究經(jīng)歷，把主要科研方向集中在了電、磁材料物理性質(zhì)的相場方法計算機模擬上。

馬星橋向記者介紹，很多工程材料由多相形成的微觀組織或多疇結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其宏觀性質(zhì)除了與每一單相的性質(zhì)有關(guān)，還與微觀組織的形貌或疇的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。對材料微觀組織的研究已成為材料研究中不可或缺的一環(huán)，相場方法對模擬相變過程中微觀組織和疇的形貌演化十分有效。由于相場方法模擬的結(jié)構(gòu)在介觀尺度，介于宏觀的連續(xù)介質(zhì)尺度和微觀的原子尺度之間，因此，相場方法可作為建立多尺度計算模型中的重要環(huán)節(jié)。相場方法的另一個特色是可以計算多種外場下的耦合作用和不同介質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合材料的物理性質(zhì)。馬星橋在磁電材料相場模擬領(lǐng)域的工作主要集中在多場作用下多鐵材料性質(zhì)與調(diào)控的相場方法研究和自旋轉(zhuǎn)移力矩及自旋軌道耦合對自旋輸運性質(zhì)影響的相場方法模擬與實驗觀察兩個主要方向，兩個方向的研究均取得了顯著的進展。

豐富了磁電體系的相場方法

2005年，馬星橋課題組與陳龍慶教授合作，開始用相場方法研究鐵磁性形狀記憶合金Ni2MnGa的性質(zhì)。他們對鐵磁性馬氏體贗彈性和偽塑性的特點從外磁場下的磁疇和馬氏體變體耦合的角度進行了研究，得到了磁疇和馬氏體變體的原位關(guān)系及其隨外磁場及應(yīng)力場的演化，這是實驗中很難得到的結(jié)果，加深了人們對鐵磁性馬氏體超彈性及偽塑性現(xiàn)象機理的理解。

馬星橋向記者介紹，磁場驅(qū)動馬氏體相變合金因被認為是潛在的磁制冷材料而成為研究熱點，它包含磁場驅(qū)動下反鐵磁馬氏體到鐵磁性奧氏體的相變。自該類合金被發(fā)現(xiàn)以來，對磁驅(qū)相變現(xiàn)象的理論研究和機理探討一直是人們所熱心的課題。磁驅(qū)相變需滿足哪些條件？磁化強度，應(yīng)變等相關(guān)物理量在應(yīng)力場、磁場以及溫度場的作用下或者在這些場的耦合作用下將如何變化等都是人們關(guān)心的問題。他們新建的相場模型可以模擬反鐵磁相的相變過程，這種模型過去還未有過。他們還利用第一性原理對該合金體系的相變條件進行了研究。該研究有助于揭示磁場及應(yīng)力場影響馬氏體相變的的規(guī)律與機制，豐富了對磁場驅(qū)動鐵磁性馬氏體相變的認識，對幫助人們設(shè)計和開發(fā)高性能的新材料具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。此外，馬星橋還進行了鐵電薄膜，鐵電超晶格及鐵電線與基底耦合，鐵磁薄膜交換耦合作用研究，開發(fā)過多外場作用下鐵電/鐵磁復(fù)合多鐵材料的相場計算程序，該程序利用GPU計算，速度比CPU程序提高27倍，結(jié)果在2012多尺度材料模擬計算會議上進行了報道。在鐵磁性馬氏體相變方向，他的課題組也進行了實驗研究，發(fā)表了多篇實驗論文。現(xiàn)在，馬星橋課題組在多鐵材料調(diào)控方法研究及其在自旋電子學器件應(yīng)用方面與陳龍慶教授仍在合作開展研究。

馬星橋課題組自2007年開始即進行了自旋轉(zhuǎn)移力矩（STT）對自旋翻轉(zhuǎn)及自旋進動規(guī)律的相場方法及微磁學方法研究，該研究可以起到對利用電流驅(qū)動磁矩翻轉(zhuǎn)的MRAM及納米自旋振蕩器輔助設(shè)計的作用。他們不但對電流驅(qū)動磁矩翻轉(zhuǎn)規(guī)律進行了闡釋，而且提出了一種實現(xiàn)四態(tài)存儲的方案及一種實現(xiàn)磁矩垂直面進動（OPP）的方案。實現(xiàn)OPP是提高納米自旋振蕩器輸出功率的一種可行方案。近年來，自旋軌道耦合效應(yīng)對自旋輸運的影響正成為研究熱點，有望利用這種效應(yīng)開發(fā)出新型的自旋電子器件。馬星橋課題組正在研究既可包含STT作用又可包含自旋軌道耦合作用的相場計算方法及軟件。與微磁學方法相比，相場方法不僅可以模擬磁性材料，而且可以加入多種外場（如電場和應(yīng)力場）的作用和多種（如鐵磁、鐵電和鐵彈性）材料的耦合，使之成為可用于新的自旋電子學器件的模擬和輔助設(shè)計的實用工具。這是課題組最近的重點研究方向。

教書育人是教師的光榮使命

馬星橋在從事科研的同時，也擔任著教書育人的工作。他說：“我個人比較喜歡教書，越教越有感情，培養(yǎng)人才是一件很有意義的事情。”每當見到從前的學生，看著他們都有著出色的表現(xiàn)，馬星橋心里甚是欣慰。

在教師崗位上已工作30多個年頭的馬星橋，始終不忘如何為國家多培養(yǎng)一些人才。他認為，國家未來要看下一代人，人才的成長需靠學校的培養(yǎng)，教師是培養(yǎng)具有創(chuàng)新性人才的一個重要因素。“一個好的老師，本身應(yīng)該具有探索和創(chuàng)新精神，這樣才能有效影響到學生。而想要做到這一點，教師參加科研工作是最好的途徑。”近些年來，北京科技大學物理系通過管理制度的改革，建立了縱向采取學術(shù)梯隊，橫向采取課程組的師資隊伍模式，打破了科研與教學相分離、理論教學與實驗教學相分離的局面。梯隊負責人負責青年教師的科研能力的培養(yǎng)，課程負責人負責提高青年教師的教育教學水平，形成了通過科研活動使教師的學術(shù)水平和綜合素質(zhì)大大提高，教學與科研的結(jié)合使教學內(nèi)容不斷充實、與日新月異的高新技術(shù)緊密結(jié)合的良好互動局面。

馬星橋在美國做學術(shù)訪問時曾留意到，學生對一些做出高水平科研工作的老師感到非常敬佩，這些老師在教學過程中潛移默化地把一些思考方法傳給了學生。“他們不但教知識，而且教思想、教方法。走在科技前沿的老師往往能較快地將學生引領(lǐng)到前沿的研究工作中去，反過來，青年人的活躍思想和求知欲，也會對教師保持活力產(chǎn)生良好的影響。”馬星橋總結(jié)道，“創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，第一要打好學科基礎(chǔ)，第二個是使他們能夠比較早地進入到高水平的科研組，接觸國際前沿的工作”。

2013年，北京科技大學物理系與中國科學院半導(dǎo)體研究所合作，成立了旨在培養(yǎng)半導(dǎo)體領(lǐng)域高水平人才的“黃昆班”。馬星橋向記者介紹，黃昆先生是我國著名的固體物理學家，我國半導(dǎo)體物理學的奠基人，他的工作具有廣泛的世界影響。黃昆先生2001年獲得國家最高科學技術(shù)獎。半導(dǎo)體所是中國半導(dǎo)體方面科研水平最高的單位，半導(dǎo)體所與北科大合作辦學，旨在探索一條培養(yǎng)高水平人才的新途徑。半導(dǎo)體所派部分老師來校講學，畢業(yè)生中保送優(yōu)秀學生到半導(dǎo)體所深造。目前，首屆黃昆班已經(jīng)本科畢業(yè)，全班25名學生中有22人保送或報考了研究生，全部被中科院半導(dǎo)體所、高能所，北京大學、中國科學院大學、紫金山天文臺、北京科技大學錄取，上研率達到100%。另外3名希望就業(yè)的學生也如愿找到自己滿意的工作，全班就業(yè)率也達到100%。馬星橋希望今后黃昆班能越辦越好，帶動物理系半導(dǎo)體物理及其他方向一起發(fā)展。

近年來，北京科技大學物理系取得了一系列的好成績：獲得物理學一級學科博士點、國家工科物理教學基地、北京市實驗示范中心；《大學物理》和《大學物理實驗》兩門課程獲得北京市精品課程，3名教師獲得北京市教學名師獎；2012年，以物理系教師為主申請的“北京市弱磁檢測及應(yīng)用工程中心”獲得批準……其中均有馬星橋付出的努力。馬星橋是北京市精品課程《大學物理》、教育部《凝聚態(tài)物理專題》雙語示范課的負責人，曾獲寶鋼教育獎-優(yōu)秀教師獎，2010年獲得北京市教學名師獎，2011年獲政府特殊津貼，2012年成功組織了多尺度材料計算模擬國際研討會。