你以為芯片制造離學(xué)生很遙遠(yuǎn)？

不不不

在深圳這所高中的芯片實(shí)驗(yàn)室

學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到前沿科技知識(shí)

更能夠親手“造”芯片

一起跟著大事君來看看詳細(xì)情況

在深圳理工大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)（中科附高）一座安靜的實(shí)驗(yàn)樓里，高二學(xué)生王昊博正屏息凝神，手持勻膠機(jī)，將光刻膠均勻涂覆在一片小小的硅片上。這個(gè)看似微小的動(dòng)作，是芯片制造中至關(guān)重要的“涂膠”環(huán)節(jié)。

不久后，這片經(jīng)過光刻、顯影、刻蝕等工序的硅片，將成為一個(gè)由學(xué)生親手制作的PN結(jié)（半導(dǎo)體基本結(jié)構(gòu)）或雨滴報(bào)警器的核心部件。

這里，就是中科附高投入運(yùn)營的高標(biāo)準(zhǔn)芯片實(shí)驗(yàn)室。它由高精密芯片設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室與芯片基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室共同構(gòu)成，不僅配備了芯片制造工藝動(dòng)態(tài)演示裝置，更擁有可實(shí)際操作的光刻機(jī)、勻膠機(jī)、刻蝕機(jī)等設(shè)備，將抽象的半導(dǎo)體原理與復(fù)雜的芯片制造流程，轉(zhuǎn)化為高中生可觸摸、可實(shí)踐的工藝環(huán)節(jié)。

對(duì)于學(xué)生而言，這座實(shí)驗(yàn)室打開了認(rèn)知科技前沿的一扇窗。

“第一次碰光刻機(jī)時(shí)，手有點(diǎn)抖，生怕呼吸重了就把芯片吹壞了?！备叨W(xué)生王昊博形容起初嘗試制作芯片的緊張。

他印象最深的是涂膠環(huán)節(jié)，“要讓膠均勻覆蓋，轉(zhuǎn)速和時(shí)間都得控制好，像在硅片上‘?dāng)偂粡垬O薄且完美的煎餅?！蓖瓿珊蟮男酒陲@微鏡下呈現(xiàn)出光滑均勻的表面，給他帶來了巨大的成就感。

王昊博表示，有了提前接觸科技前沿的機(jī)會(huì)， 讓作為高二學(xué)生的他，開始認(rèn)真考慮未來在大學(xué)攻讀相關(guān)專業(yè)的可能性。

“學(xué)生初次接觸這些精密設(shè)備時(shí)，眼睛里充滿了好奇，但動(dòng)作往往非常謹(jǐn)慎，甚至有點(diǎn)緊張，害怕把芯片做壞。”芯片實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)老師、高二物理教師龐山彪觀察到，學(xué)生最初“上手”時(shí)都是小心翼翼，但后來經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)與指導(dǎo)，就能自主嘗試優(yōu)化參數(shù)、解決操作中出現(xiàn)的小問題，而這種轉(zhuǎn)變正是實(shí)驗(yàn)室期望看到的。

龐山彪曾參與實(shí)驗(yàn)室的課程開發(fā)，他介紹，將大學(xué)階段的芯片知識(shí)“下放”到高中課堂是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，為此，實(shí)驗(yàn)室課程設(shè)計(jì)遵循“認(rèn)知—操作—?jiǎng)?chuàng)新”的路徑。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生們首先通過演示裝置，直觀了解從硅砂到成品芯片的十余道核心工序；隨后在老師指導(dǎo)下，親手完成涂膠、光刻、顯影、刻蝕等關(guān)鍵工藝，最終制作出簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件。

目前，實(shí)驗(yàn)室已形成“校本課程+社團(tuán)活動(dòng)”雙軌體系。校本課程系統(tǒng)講授原理與工藝，而芯片社團(tuán)則更側(cè)重于應(yīng)用拓展，學(xué)生們?cè)诖撕附与娐?、調(diào)試信號(hào)，甚至嘗試設(shè)計(jì)制作一些簡(jiǎn)易的物理教學(xué)儀器。

值得一提的是，實(shí)驗(yàn)室的配置兼顧了教學(xué)性與安全性，采用低成本、高安全性的耗材體系，并配備了專業(yè)的防護(hù)設(shè)備。

“打造這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，并非要讓學(xué)生掌握多么高深的芯片設(shè)計(jì)能力，而是著重于工程思維的啟蒙、實(shí)踐能力的鍛煉以及跨學(xué)科知識(shí)的融合?！饼嬌奖胝f。

那么，中科附高為何要將芯片實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)高中校園？

秉承“愛生活、愛科學(xué)、愛國家”的辦學(xué)理念，依托深圳理工大學(xué)與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的高端科研資源，中科附高始終以“進(jìn)階式科學(xué)教育課程體系”為抓手，深耕拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)，致力于讓高端科研資源以科普化、實(shí)踐化的方式落地中學(xué)課堂。

芯片實(shí)驗(yàn)室正是這一理念的生動(dòng)實(shí)踐，是“進(jìn)階式科學(xué)教育課程體系”中的核心實(shí)踐載體。

于學(xué)生而言，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室讓抽象的半導(dǎo)體原理、復(fù)雜深?yuàn)W的芯片工藝變得直觀可感、可實(shí)踐、可探研，能夠進(jìn)一步芯片發(fā)展歷程、半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)、核心制造工藝等理論知識(shí)，筑牢科技的知識(shí)根基。

另外，以實(shí)驗(yàn)室為載體，通過親手操作、項(xiàng)目研發(fā)、社團(tuán)實(shí)踐等多元路徑，可以錘煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力，實(shí)現(xiàn)從“理解原理"到“創(chuàng)造產(chǎn)品”的跨越。

談及未來，學(xué)校計(jì)劃沿著“橫向遞進(jìn)+縱向深化”的路徑，持續(xù)完善芯片科創(chuàng)教育體系。

1、深化課程深度，推進(jìn)“高本貫通”：深度融合大學(xué)、先進(jìn)院的優(yōu)質(zhì)資源，開發(fā)“高本聯(lián)培”先修課程，涵蓋半導(dǎo)體物理、集成電路設(shè)計(jì)等大學(xué)核心內(nèi)容，為學(xué)有余力的學(xué)生提供高校先修課程，實(shí)現(xiàn)高中與大學(xué)相關(guān)專業(yè)的銜接。

2、強(qiáng)化跨學(xué)科融合，踐行“科學(xué)+”理念：推進(jìn)跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，打破學(xué)科壁壘，讓芯片技術(shù)與多學(xué)科知識(shí)深度融合，凸顯學(xué)校“科學(xué)+”課程體系精髓。同時(shí)為學(xué)生搭建更廣闊的科創(chuàng)展示舞臺(tái)，助力學(xué)生開拓國際視野、積淀專業(yè)素養(yǎng)。

3、擴(kuò)大開放共享，發(fā)揮輻射作用：實(shí)驗(yàn)室入選深圳市“每周半天計(jì)劃”一校一館項(xiàng)目，向廣大中小學(xué)校開放，讓實(shí)驗(yàn)室不僅服務(wù)于中科附高學(xué)生，更能為深圳市創(chuàng)新人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。此外，也特別歡迎全市中小學(xué)生來校體驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

芯片被稱為現(xiàn)代工業(yè)的明珠，涉及物理、化學(xué)、材料等多學(xué)科知識(shí)，也是國家科技發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域。

該芯片實(shí)驗(yàn)室主任曹玉峰表示，讓學(xué)生早接觸、早動(dòng)手，不僅是為了深化知識(shí)，更希望在他們心中埋下一顆種子，以培育學(xué)生的工程思維素養(yǎng)，激發(fā)對(duì)前沿科技的探索興趣，助力學(xué)生成長為未來的創(chuàng)新者與問題解決者。

文字、編輯：kaka

照片：梁榜榮