首页 会员风采

刘世元:春风化雨立德树人 不忘初心双岗建功

信息来源:宣传部   发布时间:2021-01-28   浏览次数:4350

刘世元,华中科技大学机械科学与工程学院、光学与电子信息学院双聘教授,集成电路测量装备研究中心主任;国家杰出青年科学基金获得者,国家“万人计划”科技创新领军人才,湖北省“纳米光学测量技术与仪器”创新群体负责人;兼任国际测量与仪器委员会委员,中国仪器仪表学会显微仪器分会副理事长,中国计量测试学会计量仪器专业委员会常务委员,中国机械工程学会微纳制造技术分会常务委员,中国光学学会光学测试专业委员会委员,湖北省仪器仪表学会副理事长。先后主持国家自然科学基金(6项,包括国基金杰青项目和重大仪器项目)、科技部首批国家重大科学仪器设备开发专项、国家科技重大专项、国家863计划等国家级科研项目20余项。获湖北省技术发明一等奖、日内瓦国际发明金奖等科技奖励,获授权国际国内发明专利50余件,在Opt. Lett.、Opt. Express等期刊发表SCI论文150余篇。

自2011年加入中国民主建国会以来,他一直以立德树人、双岗建功为己任,不断寻求突破,服务社会发展,为国家科技强国计划添砖加瓦。目前刘世元担任民建湖北省委科教委员会副主任、民建华中科技大学委员会委员,并于2017年当选湖北省政协委员。

春风化雨  润物无声

刘世元师从华中理工大学前校长、著名机械学家、教育家、中国科学院院士杨叔子教授,于1998年获工学博士学位。杨叔子严谨认真的治学态度和做事要踏实勤奋、做人要真诚宽厚的谆谆教导,都深刻地影响了刘世元。导师深厚的人文功底及对人文素质教育的推动,强调“科学和人文”相互交融,两翼齐飞,不可或缺,这种潜移默化的影响也让刘世元受益终生,可以“让浮躁的心,宁静下来;让人的精神,升华起来”。

刘世元把这份精神也传承了下来,即使有着众多的学术兼职与社会兼职工作,他依然坚守在教书育人的第一线。作为主讲教授,他一直为本科生讲授国家级精品课程《工程测试技术》,采用启发式教学和实践性教学相结合的教学方法,取得了良好的教学效果。先后获华中科技大学“十佳青年教工”、“三育人积极分子”等荣誉称号,指导的多名本科生获湖北省优秀学士论文奖。在研究生教学与指导方面,他强调理论与实践并存,广度与深度兼有。开设了《微纳测试技术》这一高水平全英文研究生课程,向研究生系统介绍微纳测试理论、方法及关键技术的国际研究现状,引导学生阅读文献以及相关专业报道,积极主动地参与讨论,了解和把握该领域未来的发展趋势以及亟待解决的科学问题,从而使学生在接受良好的科研训练的同时拥有对国际前沿的广阔视野。在培养研究生方面,刘世元更是尽自己所能,倾心相授。他十分注重营造愉悦的团队氛围,将学生身心健康放在首位。他培养学生形成良好的科研习惯和严谨的治学态度,保持对科研最纯真的兴趣和热爱。他经常带学生出国参加高水平国际会议,邀请著名学者来华讲学交流,指导的多名研究生获SPIE等多个国际学术会议的最佳论文奖、最佳报告奖。在研究方向的选择上,他会有针对性地指导学生立足工程应用,凝练科学问题。而更重要的是,他尊重学生的选择,提供多种机会,因材施教,提供平台让学生自由发展。

春风化雨,润物无声。秉承着科学的育人理念,刘世元多年来为祖国的科技事业培养出了一批优秀人才,其中培养博士19名,硕士43名,毕业后广泛分布于高校、研究所和企业,部分毕业生已成长为学术带头人、技术负责人及企业创始人。

顶天立地 追求卓越

刘世元主要从事纳米光学测量技术与仪器、集成电路制造在线测量技术与装备、新型椭偏仪研制与光电材料表征、计算光刻与计算电磁波等方面的研究工作,致力于光学工程、精密机械、仪器科学、光电材料、集成电路、计算数学等学科的交叉融合,强调基础研究与产业应用并重。

谈起现在的研究方向,刘世元说一切都是时代的选择。2001年初他从英国曼彻斯特大学做访问学者归来,恰逢学校倡导新的学科方向,时任机械学院院长的李培根院士指出,机械学科应该也可以为信息技术(IT)和集成电路(IC)学科服务,学院因此专门成立了微纳技术和IC装备两个行动小组,刘世元成为小组里最年轻的成员。2002年,刘世元在学院派遣下,作为最早的几个技术骨干之一加盟上海微电子装备有限公司(SMEE),承担国家863重大专项“100nm分辨率步进扫描投影光刻机”研制任务,为总体组成员、控制学科负责人。通过三年多的奋斗,他组建了SMEE第一个控制工程实验室,解决了扫描投影光刻机中掩模台、工件台、曝光剂量等同步控制的技术难题。他领导的控制工程部团队发展到80多人,部分成员后来成为SMEE高管、部门负责人或是国内首屈一指的光刻机系统专家,而SMEE至今仍是我国唯一的高端光刻机研发与制造商。谈及这段经历,刘世元一方面感慨学校和学院的高瞻远瞩,另一方面也感恩这段历练,不仅让他从传统机械领域转到了现在国家急需的IC制造领域,更让他从一个纯粹的高校教师,迈过学术界,跨入产业界。在上海从事光刻机研制期间积攒的工程技术、产品开发乃至技术管理等经验,为他后来的自主创业、学术研究选题等都产生了深远的影响。

做学问要“顶天立地”是机械学院乃至整个华中科技大学的传统。所谓“顶天”指的是要能做基础研究,作岀理论和技术创新;“立地”就是这些创新成果最后要能落地应用起来,要把论文写在祖国的大地上、写在车间里。刘世元一直如此要求自己,也正如他的理念一样,他的工作很好实现了科技创新与产业应用的统一。

2005年从上海回到学校之后,刘世元在摸索中逐渐找准了自己的学术定位,那就是面向IC制造国家重大战略需求,立足纳米光学测量基础理论与学术前沿开展研究。2010年初,他更是明确选定了两个主攻研究方向:面向IC纳米制造的计算光刻与计算测量。在计算光刻方面,他和团队发展了部分相干成像理论,提出了新的光刻成像建模快速算法,在高精度光刻成像建模计算效率方面取得了显著突破,提出了一整套基于模型的掩模优化策略与方法,解决了掩模可制造性差、工艺窗口窄、优化效率低等难题。在计算测量方面,他在国际上提出纳米结构光谱椭偏散射计算测量新原理,将光的偏振、散射和光谱等特性相结合并引入到精密表面测量领域,为批量化纳米制造中纳米结构三维形貌的非破坏性、快速、精确测量开辟了新途径。这些基础理论与技术创新工作,相继都获得了国内外学术界和产业界同行的重视和认可。刘世元回忆说,2013年第一次赴日本京都参加三年一届的第6届国际光谱椭偏学大会,当时还只能当听众;到了2016年,他受邀参加在德国柏林召开的第7届国际光谱椭偏学大会并做了大会主题报告,成为该学术会议创办23年来做大会主题报告的第一位华人学者。

“十年磨一剑”,从基础研究再到产业化应用,这条路刘世元带领团队整整走了十年。在首批国家重大科学仪器设备开发专项等项目支持下,刘世元带领团队自主研制出我国第一台高精度宽光谱穆勒矩阵椭偏仪,发明了宽带消色差补偿器、超微光斑探测器、双旋转补偿器同步控制、仪器系统精密校准算法等核心部件与关键技术,具有完全自主知识产权。仪器各项性能指标均达到国际先进水平,其中膜厚重复测量精度达到国际领先水平。相关成果已实现仪器产业化与批量销售,目前已经销售超过100台套,用户包括华为、长江存储、上海微电子、南大光电、京东方、华星光电、天马微电子、光迅科技、精测电子等IC与平板显示龙头企业,一举打破长期以来国外企业对我国高端椭偏仪市场的垄断,产生了显著的社会经济效益。以团队技术为基础合作开发的全自动膜厚光学关键尺寸测量装备,已批量进入长江存储产线,成为我国IC制造前道工艺产线上唯一的国产测量装备。

为国利民 双岗建功

刘世元一直强调,个人的发展要紧跟时代命脉,要响应国家战略,要顺应时代发展,做为国利民之人。他的研究不但日益得到国际国内的认可,更是一直瞄准解决国家迫切需要解决的难题。集成电路IC制造是代表我国国家安全和经济发展的重要战略产业,尽管在过去10年里取得了长足进步和飞速发展,但自2018年中美贸易摩擦加剧以来,我国IC制造产业再次暴露了众多亟待解决的“卡脖子”问题。IC制造整个过程涉及数百道工艺,除光刻机等核心制造装备外,我国在芯片设计与制造相关软件、在线尺寸测量与缺陷检测装备等方面均受到国外制约,这些制约严重威胁到我国IC制造业的可持续发展。目前,刘世元正带领团队迎难而上,全面开展计算光刻软件和缺陷检测装备的攻关研制。

作为湖北省政协委员和民建湖北省委科教委员会副主任,刘世元在做好科研工作的同时也积极加强理论学习,提高参政议政能力,积极主动参加民建和统战部组织的多次培训班,如在省民建推荐下,于2019年5月参加了在北京中央社会主义学院举办的民建第三期骨干会员培训班,极大促进了对参政议政、统一战线等理论知识的理解。

刘世元利用自己的专业知识和特长,积极开展调研,建言献策,反映社会民意,关注光谷、武汉及湖北光电信息和先进制造相关产业的发展,并时常提出自己的思考和建议,他先后提交了《关于加快推进光谷新型显示器件产业集群建设的建议》《关于提升湖北集成电路产业链现代化水平的建议》等政协提案,得到相关部门和领导的重视与批示。

刘世元以一以贯之的严谨治学态度,主持完成了省民建直接指派的重点课题“促进先进制造业和现代服务业深度融合,推动制造业高质量发展”。在查阅文献资料的基础上,赴省发改委、省经信厅和省科技厅等厅局了解掌握一手数据资料;选取国家商用航天基地、东风汽车公司、长江存储科技有限公司、华星光电技术有限公司、光迅科技股份有限公司等多家龙头企业,作为湖北省汽车、微电子、光电子制造业的典型代表,开展实地考察与座谈;深入国家数字化设计与制造创新中心、华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室等省内国家级创新平台,了解相关技术现状与发展趋势;召开调研成果论证会等多种形式专题调研,形成了调研报告和建议。该成果为省民建采用并向中央民建汇报,并在2019年8月省委第四次双月座谈会上,代表省民建向黄楚平常务副省长做重点发言。他因此荣获了2019年民建湖北省委反映社情民意信息工作先进个人。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。刘世元表示,在各级组织与领导的鼓励、支持和帮助下,取得了一些微不足道的成绩,唯有心怀感恩,未来将继续鞭策自己,不忘初心,砥砺前行。在学术研究上,要继续瞄准国家重大战略需求,为解决IC制造“卡脖子”技术难题贡献自己的智慧和力量;在参政议政上,继续加强理论学习,不断提高履职能力,积极建言献策,关注百姓民生,服务社会发展,做一名合格的民建会员和政协委员。