• 04月26日 星期五

解决芯片、5G难题,创“全球首位”!交大校友当选新加坡工程院院士!

新加坡工程院(Academy of Engineering Singapore,SAEng)是新加坡在工程科学领域的国家级最高学术机构,在国际间享有崇高声誉。日前,西安交通大学1983级校友李尔平教授当选为新加坡工程院院士

解决芯片、5G难题,创“全球首位”!交大校友当选新加坡工程院院士!

  • 李尔平,1983-1986年就读于西安交通大学电器专业,获硕士学位。1993年开始在新加坡任研究员、教授、研究院首席科学家及资深主任,2016年受聘任浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院创院院长。
  • 李尔平教授长期致力于电磁场与微波、异构封装集成电路和智能芯片电磁完整性的研究,在国际著名期刊发表论文400余篇,在剑桥大学出版社和John Wiley国际出版社分别出版两部英文研究专著,入选斯坦福大学发布的“全球前2%顶尖科学家榜单”,多项研究成果获得工业应用。于2006年获国际IEEE EMC技术成就奖;2007年入选IEEE Fellow美国电磁科学院院士,获新加坡杰出工程成就奖;2015年获国际IEEE电磁兼容技术领域最高奖项IEEE 理查德·斯托达特杰出成就奖,是该奖项自1979年创立以来的首位华人获奖学者;2021年获国际IEEE EMC IEEE Laurence G. Cumming卓越成就奖,同年获中国发明协会发明创业奖·人物奖,浙江省自然科学奖·一等奖。

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中外名校的熏陶磨砺

出生于20世纪60年代的李尔平,骨子里深深铭刻着那个时代特有的“艰苦奋斗、报效国家”的使命感和责任感。1983年,他从河北工业大学起步,再到1986年求学于西安交通大学,1989年凭借出色的能力获得了赴英国谢菲尔德哈兰大学攻读博士学位的机会,并于1992年获得博士学位,之后留校做博士后研究工作。在中外名校的熏陶与磨砺下,他在电磁兼容学科的高速公路上驰骋疾行

在过去的30年间,李尔平潜心研究电磁兼容。在电磁学、5G通信及芯片电磁兼容、等离子纳米光子学等领域做了大量的研究工作并享有盛誉,成为了5G通信、三维集成电路及其系统级封装电磁兼容和信号完整性问题研究领域公认的世界级专家

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谈起电磁兼容,李尔平解释说,电磁兼容在电子器件中的应用非常广泛,并不神秘。小到民用、家用的电器,大到航天行业的电子设备设计、生产和使用过程中产生的电磁辐射都有可能会对彼此产生干扰信号,即使在同一个电子设备内,不同的电子元件之间也会产生干扰。“2009年的日本丰田车‘召回门’也涉及电磁干扰。信号和信号之间的干扰看似是个小问题,但却能引起大事故。”而他所做的电磁兼容研究正是致力解决这一问题,使电子产品能够相互配合、稳定工作。随着纳米技术的日新月异,电子设备也朝着“更轻,更小,更高效”的方向快速发展,从半导体到集成电路,在更小更拥挤的空间中拥有更为复杂的电路,对电磁兼容技术提出了更高的要求,也促进了该领域的迅速发展。

李尔平在这个领域几十年如一日的摸索,为他赢得了众多荣誉,包括2008年当选IEEE Fellow(美国电气与电子工程师学会会士)、IEEE技术成就奖、新加坡杰出工程成就奖、IEEE杰出演讲讲师(IEEE EMC)等。2008年,他领导创建的亚太国际电磁兼容大会,现已成为世界三大国际电磁兼容学术团体之一。

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割舍不掉的“中国情结”

彼时,身处海外的李尔平一身赤子情怀,时刻关注着国内电磁兼容领域的发展,一心想把多年来在海外汲取的先进知识带回中国,助力祖国的发展与突破。然而,选择回国工作“并不容易”。当时在新加坡,李尔平已担任新加坡国家计算科学研究院纳米电子及光电子技术研究所主任,同时还兼任新加坡国立大学电气与计算机工程系博士生导师,有他亲自创建和发展十几年的几十人的坚实团队和稳定的科研配套,事业稳定,家庭优渥。几乎所有人都认为,李尔平没有理由放弃当时这一切优厚环境。但是,当2010年国家真的需要他并向他抛出橄榄枝时,他没有丝毫的犹豫,毅然决定回国从零开始。李尔平说,这是因为一生都割舍不掉的“中国情结”。

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用平生所学报效家国,是李尔平年少时的志向。沉浸在这个专业几十年后,已成为该领域国际领跑者的李尔平终于可以将儿时的梦想化为现实,回国服务,培育人才。

回国后,在芯片及其封装电磁研究领域,李尔平提出了基于全波S参数的宏模FDTD与电路仿真耦合的新方法,高效分析高速互联中的信号完整性,解决了任意形状的多个互联及其在多维环境中的计算机高效表征的问题。为模拟真实的电磁环境,发明了可移动直接激励的电子搅拌器新型宽带混响室电磁兼容测试技术,解决了多年存在的混响室电磁环境低频测试不稳定的难题,该技术转让给工业已产生数亿元的产值。李尔平发明了新的边界建模方法,称为频率依赖虚拟理想磁导体(PMC)圆柱边界建模方法,以虚拟PMC圆柱体替换平行板结构每一层的原始连续边界,解决了三维集成电路及封装结构无限大边界电磁场计算问题;提出并实现了系统的三维集成电路及封装电磁兼容和信号完整性建模分析方法,成为全球首位对此系统研究并实现的科学家。

基于在三维集成电路及封装电磁兼容和信号完整性研究中的杰出贡献,李尔平于2006年获得国际IEEE EMC技术成就奖(首个华人学者获得此奖项)。在电磁学及等离子纳米光子学研究领域,李尔平团队首次证明了麦克斯方程量子效应最小尺度理论,即0.4nm尺度下经典麦克斯方程需要耦合量子效应系数,获得国际同行认可,并提出纳米波理论的概念。基于以上研究成果,李尔平于2015年获得国际IEEE电磁兼容技术领域世界最高奖项IEEE理查德·斯托达特(IEEE EMC Richard Stoddard)杰出成就大奖(每年在全球范围内授予一位,这是该奖项自1979年设立以来首位华人学者获奖)。

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5G通信电磁防护研究领域,李尔平带领团队提出了一种全新的小型化多频带强电磁耦合频率选择超表面理论概念,并研究实现实体结构制作,解决了5G通信天线多频带信号入射角度超过60度就不稳定的科学难题。该技术能使入射角度达到0.86度(最理想为90度),并用于国内主要5G通信厂商实际产业化,产生数亿元的经济效益。同时,他们研究出用于5G通信系统内三维系统级封装抑制超高数据传输产生高电磁辐射的纳米电磁结构,解决了5G通信系统内三维系统级封装超高电磁辐射科学问题,并应用于产业。

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作为我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府,西安交通大学形成了兴学强国、艰苦创业、崇德尚实、严谨治学的优良传统,起点高、基础厚、要求严、重实践的办学特色,建校126年来,培养出了一大批卓越的政治家、科学家、社会活动家、教育家、企业家、艺术家、医学专家等,有200余名校友当选“两院”院士、一大批校友当选海外院士,走出了6位“两弹一星”功勋奖章获得者、4位国家最高科技奖获得者、3位新中国“最美奋斗者”、2位“共和国勋章”和国家荣誉称号获得者、10位世界500强中国企业掌门人。

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素材来源:西安交通大学新闻网、科学中国人

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