人物專輯：葛文勛教授

　　2017年4月12日是葛文勛先生94歲生日（Prof. Wen H Ko），恰好4月北大張海霞教授去美國參加IEEE NEMS2017國際會議，再次拜訪了葛先生夫婦，有幸看到2014年凱斯西儲大學（Case Western ReserveUniversity，CWRU）校友會授予葛先生功勛獎時的生平成就完整英文介紹，閱讀全文后深受鼓舞。

2017年4月北大張海霞教授訪問葛文勛教授

　　回國后，考慮到國內外受到葛先生關照的同仁較多，也都十分關心葛先生的現狀，因此決定將葛先生的事跡翻譯成中文，讓更多關心他的晚輩了解他長期為科學奉獻以及提攜后輩學人所做的卓越貢獻，也希望以此為契機，在CINN開設一個“人物專輯”（www.CINN.cc），將在微電子領域做過巨大貢獻的華人科學界事跡介紹給廣大讀者朋友們，傳播正能量，鼓勵大家向著更高更遠前行！于是，我們開始著手翻譯、整理、編輯......。這就是CINN人物專輯的緣起，從微納領域的奠基人：葛文勛教授開始！

　　1923年，葛文勛教授出生于中國福建省。他于1946年畢業于中國廈門大學獲電機工程學士學位，后又分別于1956年和1959年在美國俄亥俄州克里夫蘭的凱斯西儲大學（Case Western Reserve University，CWRU）獲得碩士和博士學位，于1959年、1962年和1967年在該校擔任電機與生物醫學工程的助理教授、副教授和教授。于1993年7月被授予CWR大學的電機工程學榮譽退休教授。2014年，凱斯西儲大學校友會因葛文勛教授50多年致力于運用生物傳感器技術創造救生裝置，授予他功勛獎。退休后，他依然繼續指導電氣和生物醫學工程研究生做研究。

　　作為IEEE的終身會士(life fellow)，葛教授的主要貢獻包括，幫助一些國家建立首個生物醫學微器件學術中心，開發了第一個用于醫學研究的長期穩定的壓阻式壓力傳感器、世界上第一個人體植入傳感和驅動系統，以及第一個植入式調頻遙測發射機集成電路芯片和第一個單片的交流電容式壓力傳感器集成芯片。

　　2013年，葛先生及夫人在白宮留影

　　葛教授在凱斯西儲大學的60年歷程（1954-2014年）

　　1954年，葛文勛前往凱斯技術學院就讀碩士研究生，1959年獲得博士學位。在最初的13年里，他做了各種各樣的職位，包括研究助理，助教，講師，副教授和教授。40多年來，葛博士一直是一個先驅，在固態電子器件和技術、微電子電路、用于生物醫學儀器的微機電系統（傳感器、執行器和微技術）方面開拓研究。他發表了143篇期刊文章和288篇會議論文。在工業控制、生物遙測、微型傳感器、專用集成電路和電子器件等領域擁有26項ZL。在醫學植入物遙測、電激勵和植入閉環控制系統以及電刺激神經和肌肉方面的探索性研究為許多醫學假肢和生物研究儀器研制鋪平了道路。20世紀70年代初，他對物理和化學（氣）微型傳感器的研究是這一領域的最早嘗試之一。為了表彰他的成就，他于1976年當選IEEE生物醫學工程學會會士（Fellow），并于1992年當選美國醫學與生物工程學會會士。他的研究貢獻得到廣泛認可，他獲得了以下國際獎項：

　　（1）1977年，獲得美國的中國工程師學會成就獎；

　　（2）1992年，在東京第四屆化學傳感器國際會議上獲得杰出研究獎；

　　（3）1997年，在芝加哥傳感器和執行器國際會議上獲得職業成就獎；

　　（4）2011年，在北京召開的固態傳感器與執行器國際會議上獲得奠基人獎；

　　（5）2012年，從 IEEE傳感器委員會獲得技術成就獎；

　　（6）2012年，從希爾頓MEMS國際會議和NEMS國際研討會上獲得創始人獎。

　　2011年葛教授參加國際會議（中間兩位是葛教授夫婦）

　　他在教學、研究和國際服務活動等方面的重要工作如下：

　　A.大學研究和教學

　　在CWRU的58年教學與研究期間，葛博士曾與20位訪問學者一起工作，指導了160 位固體電子學、微電子技術、集成電路（IC）設計、微傳感器和執行器，植入系統和微機電系統方向的碩士生和博士生。1958年，他在凱斯技術學院開設了第一門晶體管電路課程；1961年，他建立了用于教學和研究的半導體技術實驗室。這兩者都比麻省理工學院、加州理工學院、伯克利大學和其他頂尖大學類似的嘗試要早。20世紀60年代，該實驗室制作了世界上第一個集成的壓力傳感器和遙測集成電路。在凱斯技術學院，葛博士承擔了第一個電子電路、固態電子器件和技術課程。該校在1960—1975年期間畢業的本科/研究生是電子產業公司的熱門選擇，他們為新興半導體電子產業的發展做出了卓有成效的貢獻。1960—1970年，CWRU的電機系在全美排名第9-11名，是世界領先的電子學研究機構之一，接收了來自英國，法國，比利時，挪威，南斯拉夫，日本，韓國，中國和其他國家的訪問教授。

　　1959—1994年，葛博士在CWRU建立并管理著享譽國際的研究中心，該中心主要涉及固態電子設備和技術、醫用植入式電子設備和系統、微型傳感器和執行器，以及微機電系統（MEMS）等方向。他的博士論文分析了PN結的瞬態行為，突破了當時計算機時鐘頻率的極限，使之超過了1MHz。他被邀請在貝爾實驗室做演講，1960年成為IBM公司的顧問。他的第一位博士生的論文解開了MOS晶體管的閾值漂移奧秘，在20世紀60年代消除了電子工業面臨的重大路障。他在植入式遙測、醫療儀器、傳感器和執行器，以及微機電系統技術方面工作了35年。 1993年，70歲退休，他加入了退休教師行列，并持續研究工作到今天。他和他的研究生研究了醫療和工業應用的內含集成傳感器的功能MEMS器件。在葛教授的諸多ZL中，用于輪胎充氣的觸模式壓力傳感器的發明已被證明是能夠承受300oC輪胎成型工藝和1000％過載的唯一壓力傳感器，成為第一個用于輪胎壓力監測的嵌入式傳感器。 1975年，其持續氣道正壓通氣鼻塞（ZL號：237219）的ZL現稱為CWRU插管，是當今世界各地醫院早產兒護理標準器件。

　　1993年退休之后，在研究資金支持下，他指導32名研究生，繼續研究工業用傳感器。在辦公時間或周末，他自由地與來拜訪的學生和教師討論了想法和設計問題。2012年，他退休滿20年，獲得了NIH資金支持，發展慢性植入式微型設備/系統的非氣密封裝技術。目前，他的研究興趣在于，開發無電池傳感器網絡，以消除個人實時家庭/移動病人護理的最后技術障礙。

　　1964—1984年，葛博士擔任美國國立衛生研究院（NIH）微電子實驗室在微電子資源和醫療電子方面項目的主要負責人，項目總預算（包括開銷）達到兩千萬美元。擔任NASA，NSF和工業項目的主要負責人，項目總預算超過七百萬美元。這些項目支持了80多個研究生。1982-1993年，他擔任NIH，HSF，DARPA和工業項目的共同負責人，項目總預算超過1千萬美元，支持了20多個研究生。1994—2010年，他曾從固特異輪胎公司和蒂芬公司獲得工業研究資金支持，也曾與Darrin Young博士和電機系的其他人合作獲得美國國家科學基金會（NSF）和美國國立衛生研究院（NIH）的資金資助，這些經費支持了32名研究生中的25人。

　　B.生物醫學研究

　　1970-1981年，葛博士是工程/電子設計中心的主任，1967-1984年，他是美國國立衛生研究院（NIH）的微電子實驗室和生物醫學電子資源中心主任。1968-1975年，他的課題組設計并制造了成百上千的K-5和M-1系列生物遙測發射機，并將它們分享給凱斯西儲大學（CWRU）校內外野外生物學的研究人員。這些遙測系統用于生物醫學研究和野外生物學探索，一部分研究結果發表在包括Science在內的頂級雜志上。

　　1966年，他與課題組成員研究和演示了第一個用于活體肌肉控制的可植入式閉環假體控制系統。今天許多功能性電動應用仍然可以追溯到當年的那些示范。

　　他研究與醫療植入電子器件和假肢相關的所有問題開創了近距離射頻通信和無線供電，植入封裝，人體對半導體、硅化合物和微功率遙測電路與系統的反應等研究工作。

　　他首創了長期穩定的植入式壓力傳感器，研究了傳感器的不穩定源，從而引出了可植入傳感器和儀器的封裝創新方法。他設計了一種電容式壓力傳感器，在10年的使用壽命內，其時間穩定性優于1%，是世界紀錄。他于1980年率先為腦積水患者使用可植入式顱內壓監測儀，于1987年推出中耳助聽器。

　　C.技術服務工作

　　1956年，葛博士是Conoflow公司的顧問，設計磁放大器。1957—1980年，他在俄亥俄州克利夫蘭北美制造公司擔任控制系統設計顧問，并在流體控制系統中擁有多項ZL。 1960-1963年，他在IBM擔任高速計算電路設計的顧問。1962-2013年，他負責NIH，NSF，NASA和其他機構的提案審查小組，并為貝爾實驗室、輝瑞、固特異和蒂芬等公司提供了咨詢服務。

　　1981年，他在波士頓作為大會共同主席組織了第一屆（固態）傳感器和執行器國際會議。1985年，擔任在費城召開的第三屆（固態）傳感器和執行器國際會議的大會主席。1983-1987年，擔任該系列會議的國際督導委員會主席。1990年，擔任在俄亥俄洲克利夫蘭召開的第三屆化學傳感器國際會議的共同主席。1990—1992年，擔任該系列會議的第一屆國際督導委員會主席。1987—2004年，他組建并擔任傳感器研究基金會公司總裁，運行著名的希爾頓固態傳感器和執行器研討會，并為學生提供旅費資助來支持傳感器和MEMS國際會議。

　　他是傳感器和執行器期刊的編委會成員，是傳感器和執行器、EMBS和MEMS等期刊的常規審稿人。1973-2013年，他獲批22項ZL，6項ZL的產出收益返給了CWRU。

　　20世紀60年代，他為孩子們辦了第一個中文學校，并且組建了大克利夫蘭中國協會，為當時中國新移民小眾人口的需求服務。

　　D.國際教學和服務

　　1974—1989年，葛教授作為七人國際專家團隊之一員，幫助臺灣地區建立了IC產業。1974—2008年，他擔任工業技術研究所及其實驗室的顧問。1993年，從CWRU退休之后，他在臺灣國立交通大學工作1年，教授臺灣的第一門MEMS方面大學課程，并幫助開創MEMS方面研究。

　　葛教授夫婦在北京

　　1973年，尼克斯總統訪華后幾個月，葛教授首次回國訪問。自此之后，他回國訪問多達20多次，在中國的多所大學和研究所舉辦生物遙測、植入式系統和MEMS方面研討會。2000—2006年，他幫助廈門大學募捐到1百多萬美元，建造了一棟新樓，建立了擁有一整套制備設施的世界一流的MEMS研究中心。目前，他是廈門大學客座教授。

　　E.協作和指導工作

　　1959—2013年，葛教授一直與凱斯技術學院和凱斯西儲大學的教工合作。他與安格斯博士合作研究了鉆石的氣相生長；與劉博士合作研究了化學傳感器；與Robert Plonsey博士合作研究了EKG反向映射；與Fleming博士合作研究了生物醫學工程的各個主題。1962-2014年，葛教授在凱斯醫學院包括骨科、心臟病學、麻醉科、神經外科、兒科、頭部和頸外科在內的幾個部門任命為兼職教授。

　　在他的職業生涯中，葛博士非常積極地招募有才華的教師來凱斯西儲大學，幫助他們建立自己的研究生涯。90歲時他還與C.A.Zorman教授和P.Feng教授一起指導研究生、工程師和博士后工作。

　　F.其他值得關注的成就

　　1. 1965年，在美國的大學里設計和建造了第一間1000級別的潔凈室。

　　2. 1975年，研制了微型PH和C02氣體傳感器。

　　3. 1978年，研制了第一個用于醫學研究的長期穩定的壓阻式壓力傳感器。

　　4. 1977年，在EDC和CWRU研制了離子敏感場效應晶體管，1977年，在CWRU組織了第一屆美國離子敏感場效應晶體管（ISFET）會議。

　　葛先生不僅事業非常成功，家庭也幸福美滿，太太Christina賢惠善良，還是著名的歌唱家和慈善人士，四個子女的培養也十分成功，其中大女兒在奧巴馬總統時期擔任美國白宮的亞洲事務顧問，積極投身公共事務和慈善事業，一時傳為佳話。

　　葛教授與夫人和女兒參加白宮招待晚宴(奧巴馬總統的亞洲事務顧問)