改變中國(guó)半導(dǎo)體的5個(gè)名字
來(lái)源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
黃昆、謝希德、王守武、林蘭英、湯定元以及眾多中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的開(kāi)拓者們,以熱情哺育事業(yè),以堅(jiān)持履行信仰。
作者:一寶
時(shí)代造就英雄,英雄跨越時(shí)代,中國(guó)的半導(dǎo)體事業(yè)由他們開(kāi)創(chuàng)。站在巨人的肩膀上,更要知道巨人本身。
黃昆:中國(guó)半導(dǎo)體奠基人黃昆,著名物理學(xué)家、國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)半導(dǎo)體的奠基人。黃昆1941年畢業(yè)于燕京大學(xué)物理系,1951年—1977年在北京大學(xué)物理系任教授,1977年—1983年任中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所所長(zhǎng)。2002年,黃昆榮獲2001年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2019年7月6日16時(shí)17分,黃昆因病在京逝世,享年86歲。
引領(lǐng)中國(guó)半導(dǎo)體研究進(jìn)入世界前沿
1945年抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利時(shí),黃昆前往布里斯托大學(xué)留學(xué),師從著名的理論物理學(xué)家、后來(lái)榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的莫特教授,攻讀當(dāng)時(shí)剛剛形成學(xué)科的固體物理學(xué)博士學(xué)位。
1951年,黃昆懷著振興中華、報(bào)效祖國(guó)的殷切心情,回到北京大學(xué)物理系任教?;貒?guó)不久,就全身心地投入到普通物理課的教學(xué)工作,建立富有特色的普通物理教學(xué)體系,對(duì)此后幾十年中,北大以至全國(guó)的普通物理教學(xué)產(chǎn)生巨大影響。1955年首次在本科生中開(kāi)設(shè)《固體物理》這門課程。后來(lái),國(guó)家教委根據(jù)他的建議將《固體物理》列為物理專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。同年,黃昆先生邀請(qǐng)王守武、洪朝生、湯定元三位先生,與他們合作在北大物理系為固體物理專門化半導(dǎo)體方向的學(xué)生首次開(kāi)設(shè)《半導(dǎo)體物理》課程。此后黃昆先生對(duì)此課程不斷加以發(fā)展,并與謝希德先生合作,寫出按當(dāng)時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)也是十分先進(jìn)和系統(tǒng)的《半導(dǎo)體物理學(xué)》一書。
1956年,我國(guó)第一個(gè)中長(zhǎng)期科技規(guī)劃提出將發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù)作為四項(xiàng)緊急措施之一。同年在黃昆先生的建議下,北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、廈門大學(xué)、東北人民大學(xué)(吉林大學(xué)前身)和南京大學(xué)聯(lián)合在北京大學(xué)物理系創(chuàng)辦了我國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體專業(yè),即五校聯(lián)合半導(dǎo)體物理專門化。黃昆任半導(dǎo)體教研室主任。該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生,大多數(shù)已成為我國(guó)半導(dǎo)體和集成電路的科研骨干,因此學(xué)界也將這個(gè)專業(yè)稱為“半導(dǎo)體的黃埔軍校第一期”。中國(guó)科學(xué)院院士王陽(yáng)元就是半導(dǎo)體專業(yè)的第一批學(xué)生。1977年,58歲的黃昆調(diào)至中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所任所長(zhǎng),重新開(kāi)始科研工作。他十分重視全所學(xué)術(shù)水平的提高,在組織全所科研工作完成國(guó)家任務(wù)的同時(shí),還親自給研究人員講課,組織全所科研人員開(kāi)展學(xué)術(shù)交流。在黃昆的主持下,科研人員針對(duì)國(guó)際上在超晶格理論存在的疑難問(wèn)題重新開(kāi)展了研究。1988年,黃昆與朱邦芬合作建立了“黃-朱模型”,解決了超晶格領(lǐng)域存在20多年的難題,提出了對(duì)現(xiàn)代光電子產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的原創(chuàng)理論,并推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
“渡重洋迎朝暉心系祖國(guó)傲視功名富貴如草芥,攀高峰歷磨難志興華夏欣聞徒子徒孫盡棟梁?!边@是北京大學(xué)學(xué)子為黃昆先生在世時(shí)所作的壽聯(lián),以“創(chuàng)造知識(shí)”為樂(lè),為自己的國(guó)家填補(bǔ)科技空白,這是黃昆內(nèi)心的真正快樂(lè)。
謝希德:一代女杰謝希德,著名固體物理學(xué)家、中科院院士、復(fù)旦大學(xué)原校長(zhǎng)。18歲時(shí),謝希德因患骨關(guān)節(jié)結(jié)核而被迫休學(xué)四年。由于治療條件差,給她留下了殘疾的后遺癥,走路始終一瘸一拐。1946年謝希德從廈門大學(xué)數(shù)理系畢業(yè),1947年赴美國(guó)留學(xué);1949年獲得碩士學(xué)位后她轉(zhuǎn)入麻省理工學(xué)院專攻理論物理;1952年繞道英國(guó)回到中國(guó)并被分配到上海復(fù)旦大學(xué)物理系任教授;1956年被國(guó)務(wù)院調(diào)到北京大學(xué)聯(lián)合籌建半導(dǎo)體專業(yè)組;1958年謝希德又調(diào)回復(fù)旦大學(xué),參加該大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院上海分院聯(lián)合主辦的技術(shù)物理研究所,并任該所副所長(zhǎng);1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士,1983年1月出任復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)。2000年3月4日謝希德逝世于上海,享年79歲。
中國(guó)半導(dǎo)體之母
在上世紀(jì)50年代,中國(guó)決定采用蘇聯(lián)的大學(xué)教材,與美國(guó)大學(xué)的一些教學(xué)理念有沖突。謝希德為了讓學(xué)習(xí)更加嚴(yán)謹(jǐn),她自己編寫了一套教材。后來(lái),謝希德又在復(fù)旦開(kāi)設(shè)了光學(xué)、力學(xué)、理論力學(xué)、量子力學(xué)等課程,為復(fù)旦打下了堅(jiān)實(shí)的物理教學(xué)基礎(chǔ)。
1956年,謝希德與黃昆一同主持開(kāi)辦半導(dǎo)體專門化培訓(xùn)班,培養(yǎng)了300多名半導(dǎo)體人才。二人合作編寫了《半導(dǎo)體物理學(xué)》教材,成為經(jīng)典。
固體物理、材料科學(xué)和量子化學(xué)之間正在形成新的邊緣科學(xué)即表面科學(xué),其基礎(chǔ)是表面物理。51歲那年,謝希德做了一個(gè)重大決定:將自己的學(xué)術(shù)方向從半導(dǎo)體物理轉(zhuǎn)向表面物理研究。她籌建的以表面物理為研究重點(diǎn)的現(xiàn)代物理所后來(lái)成為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,培養(yǎng)了大批國(guó)家級(jí)的物理學(xué)家。由她和黃昆開(kāi)啟的中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)更是迎來(lái)新輝煌——1992年,第21屆國(guó)際半導(dǎo)體物理會(huì)議在中國(guó)召開(kāi),這個(gè)歷來(lái)由歐美國(guó)家唱主角的國(guó)際會(huì)議落地中國(guó),極大地展現(xiàn)了正在走向世界的中國(guó)科學(xué)。
謝希德在遺囑中寫道:“把我的遺體捐給中國(guó)醫(yī)療事業(yè)?!比ナ赖哪翘焱砩?,復(fù)旦學(xué)生自發(fā)折疊的數(shù)千只紙鶴掛滿枝頭,從復(fù)旦大學(xué)物理系學(xué)生宿舍9號(hào)樓一直綿延到第一教學(xué)樓。
王守武:你好廠長(zhǎng)王守武,微電子學(xué)家,半導(dǎo)體器件物理學(xué)家。1919年,王守武生于江蘇蘇州。1941年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)。1946年獲美國(guó)普渡大學(xué)碩士學(xué)位,1949年獲博士學(xué)位。歷任中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員、半導(dǎo)體研究室主任、微電子中心名譽(yù)主任。中1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2014年7月30日在美國(guó)逝世,享年95歲。
兼具學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)視角的人才
王守武的兄弟姐妹共12人,除王守武和王守覺(jué)這兩位“兄弟“中科院院士外,他們中有我國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)奠基人之一、與林巧稚齊名的留美醫(yī)學(xué)博士王淑貞;有1928年獲哥倫比亞大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位、中國(guó)第一位研究量子力學(xué)并卓有成就的學(xué)者王守競(jìng);有我國(guó)著名的也是最早的女物理學(xué)家之一、清華大學(xué)第一位女教授王明貞……
1935年,王守武考入同濟(jì)大學(xué)預(yù)科。1937年,日本帝國(guó)主義全面發(fā)動(dòng)侵華戰(zhàn)爭(zhēng),同濟(jì)大學(xué)不斷遷校。在顛沛流離的遷校過(guò)程中,王守武結(jié)束了大學(xué)學(xué)習(xí)。1945年,王守武赴美國(guó)普渡大學(xué)攻讀工程力學(xué)。1946年獲得碩士學(xué)位后,王守武轉(zhuǎn)向物理學(xué)?;貒?guó)初期,王守武在中科院應(yīng)用物理研究所工作。1956年,在周總理主持下,我國(guó)制定《1956~1967年國(guó)家十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》,王守武是遠(yuǎn)景規(guī)劃中半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃制定小組副組長(zhǎng)。1956年11月,中國(guó)第一支鍺合金結(jié)晶體三極管在半導(dǎo)體研究室誕生,自1963年起,他先后領(lǐng)導(dǎo)并參與了中國(guó)第一臺(tái)半導(dǎo)體激光器的研制、實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的連續(xù)激射、半導(dǎo)體負(fù)阻激光器以及激光應(yīng)用的研究工作。
1980年春,王守武兼任中科院109廠廠長(zhǎng),開(kāi)展提高成品率、降低成本的集成電路大生產(chǎn)試驗(yàn)。1986年,王守武領(lǐng)導(dǎo)109廠完成的“集成電路大生產(chǎn)試驗(yàn)”獲得國(guó)家計(jì)委科技攻關(guān)成績(jī)顯著表彰,及中國(guó)科學(xué)院“六五”科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)。1986年1月,在王守武的倡議下,上級(jí)將半導(dǎo)體所從事大規(guī)模集成電路研究的全套人馬,合并到109廠,組建了中國(guó)科學(xué)院微電子中心,王守武任微電子中心終身名譽(yù)主任。
多年來(lái),他對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向、政策和策略的確定有過(guò)很多卓見(jiàn)。1987年,他因“世界新技術(shù)革命和我國(guó)的對(duì)策”獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng);上世紀(jì)80年代,他闡述了發(fā)展我國(guó)集成電路工業(yè)上如何處理好科研與生產(chǎn)的關(guān)系,做好把科研成果轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)產(chǎn)品的中間環(huán)節(jié);上世紀(jì)90年代,他提出,在制訂我國(guó)微電子行業(yè)規(guī)劃時(shí),要狠抓微電子所用的基礎(chǔ)材料和專用設(shè)備兩個(gè)方面的基礎(chǔ),重視科技隊(duì)伍的培養(yǎng);2000年,他建議,發(fā)展半導(dǎo)體工業(yè)要開(kāi)拓市場(chǎng),可以考慮用通信電路作為我國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體工業(yè)的突破口,集中力量,發(fā)展我國(guó)獨(dú)特的系列產(chǎn)品,力爭(zhēng)在國(guó)際上占有一席之地;2006年,王守武呼吁,科研成果轉(zhuǎn)化要打破科研院所與產(chǎn)業(yè)部門之間的“條條塊塊”。
拓荒數(shù)十載,王守武帶領(lǐng)中國(guó)半導(dǎo)體從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)線,創(chuàng)造了多個(gè)第一。
林蘭英:無(wú)論如何,我要回國(guó)林蘭英,半導(dǎo)體材料學(xué)家。1948年赴美留學(xué),進(jìn)入賓夕法尼亞州迪金森學(xué)院數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí);1949年進(jìn)入賓夕法尼亞大學(xué)研究生院進(jìn)行固體物理的研究,先后獲得碩士、博士學(xué)位;1955年博士畢業(yè)后進(jìn)入紐約一家公司擔(dān)任高級(jí)工程師進(jìn)行半導(dǎo)體研究;1957年1月回到中國(guó),并進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院物理研究所工作;1960年中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所成立后,林蘭英擔(dān)任該所研究員;1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2003年,林蘭英在北京逝世,享年85歲。
半導(dǎo)體材料開(kāi)山者
1957年,一名中國(guó)女子在美國(guó)海關(guān)被侮辱性地進(jìn)行搜查,她的全部積蓄近7000美元也被無(wú)恥沒(méi)收。面對(duì)她的憤怒,海關(guān)的人挑釁道,你不離開(kāi)美國(guó),這錢就還是你的。工作人員又粗暴地打開(kāi)女子手提箱,翻看每一個(gè)物品,最終找出了兩瓶****。未等海關(guān)人員開(kāi)口,女子就直接打開(kāi)其中一瓶,解釋道:這兩瓶****是治療肺病的。美國(guó)海關(guān)人員不知道的是,他放下的不是一瓶****,而是中國(guó)半導(dǎo)體的希望之光--那個(gè)****瓶里面裝的是價(jià)值數(shù)十萬(wàn)美元的鍺單晶和硅單晶。
林蘭英是賓夕法尼亞大學(xué)建校以來(lái)的第一位女性博士,其博士論文受到美國(guó)物理界的高度評(píng)價(jià)。畢業(yè)后美國(guó)將她列入了禁止回國(guó)名單。無(wú)可奈何之下,她暫時(shí)加入了一家科技公司參與研究半導(dǎo)體材料項(xiàng)目,在這里她吸收了大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出了公司第一份硅單晶。
1956年,林蘭英以“母親病?!睘槔碛?,向美國(guó)當(dāng)局申請(qǐng)回鄉(xiāng)探親,也就發(fā)生了上文一幕。回國(guó)后,林蘭英很快就到中科院應(yīng)用物理所參加工作,內(nèi)容就是帶隊(duì)攻克半導(dǎo)體材料難題,而她用****瓶裝回來(lái)的成品材料,也無(wú)償捐獻(xiàn)給了中科院,成為我國(guó)半導(dǎo)體研究起步階段的無(wú)價(jià)之寶。僅用了半年時(shí)間,她的團(tuán)隊(duì)就制作出來(lái)我國(guó)第一根鍺單晶?;貒?guó)第二年,中國(guó)自制了第一臺(tái)半導(dǎo)體收音機(jī),這意味著半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)有了初步的完整體系!也在當(dāng)年,林蘭英團(tuán)隊(duì)制作我國(guó)第一根硅單晶成功。林蘭英負(fù)責(zé)研制的高純度汽相和液相外延材料達(dá)到國(guó)際先水平。開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)微重力半導(dǎo)體材料科學(xué)研究新領(lǐng)域,并在砷化鎵晶體太空生長(zhǎng)和性質(zhì)研究方面取得了一定的成績(jī)。
林蘭英女士一生未婚,將全部時(shí)間和精力都奉獻(xiàn)給了國(guó)家和熱愛(ài)的事業(yè)。
湯定元:親手開(kāi)發(fā)出外國(guó)最恨的中國(guó)發(fā)明湯定元,半導(dǎo)體物理學(xué)家、紅外學(xué)科奠基人。1942年從國(guó)立中央大學(xué)物理系畢業(yè)后留校任教;1950年獲得芝加哥大學(xué)物理系碩士學(xué)位;1951年回國(guó)后到中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用物理所工作,歷任助理研究員、副研究員;1991年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2019年,湯定元在上海逝世,享年99歲。
發(fā)展紅外技術(shù)
1951年5月10日,湯定元力排眾議,登上了回國(guó)的輪船,在太平洋漂泊進(jìn)一個(gè)月,6月2日抵達(dá)廣州。2個(gè)月后,美國(guó)政府下令禁止中國(guó)留學(xué)生回國(guó)?;貒?guó)后,湯定元進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用物理研究所工作。他結(jié)合在國(guó)外接觸的半導(dǎo)體物理方面的知識(shí),選擇了半導(dǎo)體光學(xué)及光電性能作為自己的研究方向。
1958年,湯定元意識(shí)到我國(guó)應(yīng)該多發(fā)展應(yīng)用研究。于是,他寫信給中國(guó)人民解放軍總參,強(qiáng)調(diào)紅外技術(shù)對(duì)于國(guó)防建設(shè)的重要性,建議紅外研究領(lǐng)域應(yīng)注重器件研究,如紅外探測(cè)器,并表明他所在的研究機(jī)構(gòu)愿意承擔(dān)紅外探測(cè)器的研究工作。后來(lái)由于三年困難時(shí)期,我國(guó)紅外技術(shù)的研究與應(yīng)用陷入停滯,湯定元各處奔走,護(hù)住了紅外的火種。隨著湯定元的努力,以及團(tuán)隊(duì)背后的科研努力,中國(guó)物理從基礎(chǔ)研究發(fā)展到了空間應(yīng)用等更廣闊的領(lǐng)域。他先后組織領(lǐng)導(dǎo)研制了多種具有國(guó)際先進(jìn)水平的紅外光電探測(cè)器,并成功應(yīng)用于多種遙感探測(cè)先進(jìn)裝備,為我國(guó)“兩彈一星”等研究作出了重要貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)70年代末,湯定元選擇以窄禁帶半導(dǎo)體碲鎘汞作為主攻方向,組織窄禁帶半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)研究,對(duì)材料、器件的技術(shù)展開(kāi)攻關(guān)研究,帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)碲鎘汞晶體的材料、器件和物理性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并成功地應(yīng)用于我國(guó)空間遙感和軍事探測(cè)等先進(jìn)裝備中。湯定元一生培養(yǎng)博士26人,碩士10余人,現(xiàn)多為國(guó)內(nèi)主要科研院所的主要技術(shù)骨干或帶頭人。
中國(guó)半導(dǎo)體的輝煌年代黃昆、謝希德、王守武、林蘭英、湯定元以及眾多中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的開(kāi)拓者們,以熱情哺育事業(yè),以堅(jiān)持履行信仰。他們時(shí)代類似、背景相仿,將火點(diǎn)燃將火把交給后人,歲月變遷不減幽火淬煉。他們追求學(xué)術(shù)的自由、恪守科學(xué)的本真,科學(xué)無(wú)國(guó)界但使命在身不可忘,篳路藍(lán)縷終得虔誠(chéng)進(jìn)益。
一個(gè)人最大的幸福莫過(guò)于在人生的中途、富有創(chuàng)造力的壯年,發(fā)現(xiàn)自己此生的使命。這就是他們的群星閃耀時(shí)。
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