国家重大仪器研制项目、武汉大学领衔的“薄膜生长缺陷跨时空尺度原位/实时监测与调控实验装置”，本周在汉启动。这是武汉地区2017年获批的国家级最高仪器研制项目，可谓大国重器。国家自然科学基金委设立的“国家重大科研仪器研制项目”，面向科学前沿和国家需求，旨在全面提升我国的原始创新能力，分为“自由申请”项目和“部门推荐”项目2类，前者平均资助额度为500万元，后者平均资助额度为8000万元，后者也被认为代表全国最大资助强度。
据千讯咨询发布的《中国科研仪器市场发展研究及投资前景报告》数据显示，2017年从教育部、中国科学院、工业和信息化部等10个部门54个推荐项目中筛选出5个，武大项目入选，这也成为2014年以来华中地区高校首个获批的重大仪器研制项目（部门推荐类）。项目直接经费为6500万元，依托武汉大学，由该校动力与机械学院院长、工业科学研究院执行院长刘胜教授牵头，合作单位包括中科院半导体所、清华大学天津高端装备研究院、中科院微电子所、华中科技大学和华南理工大学。
刘胜团队做的“薄膜生长”，是半导体芯片的重要工艺之一。芯片是所有整机设备的“心脏”，普遍应用于高温传感、激光技术、电力电子、计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等领域。半导体芯片有曝光、刻蚀、掺杂、薄膜生长等工艺加工流程，如果说芯片被喻为国家的“工业粮食”，“薄膜生长”就是决定粮食长势的重要生长步骤，是芯片制造的基础。而我们的碗里，长期没有自己的粮食。中国缺“芯”，半导体装备及芯片是中国的最大贸易赤字“大户”，是中国较西方国家最弱的工业技术痛点。
刘胜研究的“薄膜生长缺陷跨时空尺度原位/实时监测与调控实验装置”，是为监控“工业粮食”的长势，做到缺陷可控、提高成品率。刘胜介绍，半导体工艺里有个名词叫“成品率”，在生产过程中，合格的芯片占所有生产出的芯片的比例就叫成品率，就像生小孩一样，小孩在母体中有缺陷，将来出生后体质就不好。
刘胜说，控制缺陷，能极大提高后续器件及组件的可靠性和耐久性。比如，激光器芯片中的外延层就要求极低的位错等缺陷密度，否则，激光器寿命会大大降低甚至不可用。又如，以宽禁带半导体为代表的电力电子器件及系统，是“一带一路”的核心，是高铁机车和超高压中的核心部件，迫切要求低缺陷的薄膜生长技术。
刘胜说，建造一个能调控的“国之重器”，不仅有助于我国在薄膜单晶生长领域处于世界领先，直接为中国高端装置的提升带来跨越式发展，同时还将大大促进物理、化学和生物等基础学科的发展。
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