曾被控是间谍 华人教授发现迄今最好的芯片材料(图)

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美国司法部曾指控一名麻省理工学院的华人教授陈刚从事间谍活动。现在,罪名已经被撤销,而陈刚教授又有了新的科学贡献,他帮助发现了可能是“迄今发现的最好的半导体材料”。



陈刚教授

这个研究小组发现了据称是“有史以来最好的半导体材料”,甚至比地球上几乎所有电脑芯片都使用的硅材料更好。

7月,来自麻省理工学院、休斯顿大学和其他机构的科学家宣布,他们已经证明立方砷化硼在导热和导电方面比硅的性能更好,为更小和更快的芯片提供了新的可能性。该团队包括出生于中国的陈刚教授,他是麻省理工学院机械工程系的前系主任,曾被美国司法部调查了一年之久,后来该机构因缺乏证据而撤销了间谍罪指控。



立方砷化硼为人类开拓新未来

如果基于立方砷化硼的半导体被证明是可行的,那么它可能要在几十年后才能被用于商业化的芯片。但最终,这种新材料可能会帮助设计者克服当前模型的自然限制,制造出更好、更快、更小的芯片。而如果对陈刚这样的专家进行打击就可能导致人类错过这样的发明。

尽管硅在芯片行业中无处不在,但它并不是最好的半导体。首先,它不能很好地导热,这意味着芯片和消费设备往往需要包括昂贵的冷却系统,否则有过热的风险。根据7月份的研究,立方砷化硼的导热性比硅好10倍。陈刚在该研究的一份新闻稿中说:“产生热量是电子产品的一个主要瓶颈。”他称这种新材料是潜在的“游戏改变者”。

该研究还显示,立方砷化硼在传导电子和其带正电的对应物“电子洞”方面比硅更好。后者是硅的一个特别明显的弱点,限制了硅基半导体的速度。

芯片设计者在追求更小更快的芯片的过程中,开始碰到了硅的自然极限。研究人员正在公开谈论摩尔定律的终结,摩尔定律是英特尔联合创始人戈登·摩尔在1975年做出的预测,即芯片中的晶体管数量将每两年翻一番,此后一直是半导体行业的指导之星。

研究人员正在探索如何通过芯片的新材料或量子计算等新技术从新的计算机中挤出更多的速度。像立方砷化硼这样的材料,如果它们能够被商业化可能会帮助设计者继续制造更小更快的计算机芯片。但是,在立方砷化硼能够在实验室外使用之前,仍有很长的路要走。根据麻省理工学院的说法,这种材料只能小批量制造,而且研究人员需要特殊的设备来研究其特性。

陈刚在新闻稿中说:“硅是整个行业的主力军。”他指出,科学家们已经花了几十年时间来开发程序,将硅提纯到芯片制造所需的水平,达到99.99999999%的纯度或所谓的10-9水平。但陈说,如果未来的研究能够克服工业生产的障碍,立方砷化硼可能成为“下一代电子产品的一个有希望的候选者”。



撤销间谍指控

这项研究对于其主要作者之一的陈刚来说也是一个重大的命运变化。他曾是川普时代调查中国间谍指控的一个重点目标。

美国司法部通过一项名为“中国倡议”的计划,指控数十名中国和美国华人学者隐瞒他们与中国机构的关系,以便偷盗先进技术给中国政府。

当局于2021年1月逮捕了出生在中国并在2000年归化为美国公民的陈刚。他被指控在向能源部提交的拨款申请中没有披露与中国机构的关系。“这不仅仅是贪婪,而且是对中国的忠诚,”当时麻萨诸塞州的美国检察官安德鲁·莱林指称。

科学界,特别是麻省理工学院,强烈批评了这次逮捕。麻省理工学院的教师在一封公开信中写道:“为陈教授辩护就是为我们所珍视的科学事业辩护——我们都是陈刚。”

在拜登政府的领导下,司法部于2022年1月撤销了对陈刚的指控,因为能源部官员透露,陈刚从未被要求做出他被指控遗漏的信息披露。在撤销指控时发表的一份声明中,陈刚指责司法部继续给“学术界带来不必要的恐惧”。

在撤销陈刚的案件一个月后,司法部解散了“中国倡议”计划。负责国家安全的助理司法部长马修·奥尔森(Matthew Olsen)当时说:“我们助长了一种有害的看法,即司法部在调查和起诉与中国有关的犯罪行为时采用较低的标准,或者我们对与中国有种族、民族或家族关系的人持有偏见。”

科学家们还认为,对陈刚的调查使学者们,特别是那些来自中国的学者不愿意移居美国,使美国没有机会从他们的研究中受益。专家们指出,缺乏熟练的科学和技术专家是美国恢复在研究和开发方面的突出地位的主要制约因素,包括重建国内半导体制造业。一项研究估计,美国将需要增加50%的芯片制造劳动力,以取代亚洲作为芯片制造中心的地位,这些人才需要来自海外,包括中国。

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