連載(二)：芯片人才培養書籍《“芯”火燎原》

周祖成|Zhou Zucheng|

2024-09-03 10:04:09 879

目錄

*篇納浮浮沉沉的中國芯

1.1 上個世紀50年代，中國芯的開門紅

1.2 “市場換技術”行不通，產業陷入躊躇期

1.3千禧之年，18號文的召喚

1.4需求導致芯片進口額超石油，建立完整產業鏈成燃眉之急

1.5 芯片“卡脖子”卡在科學創新，人才是關鍵因素

附：中國半導體事業的開拓者們

第二篇芯芯之火從清華大學點燃

2.1 念念不忘，必有回響

2.2 清華和華為協同開啟“學產”結合

2.3 前7屆研電賽的探索和升級

小結

第三篇芯火傳遞走向社會

3.1 走出清華東南大學接過“火炬”

3.2 不斷蛻變從國賽到西部崛起

3.3 走出“象牙塔”，“政產學研用”相結合

小結研電賽成為我國研究生創新實踐賽事“三最”

第四篇再出征，推進“創芯大賽”為*培養芯片人才

4.1 80歲再出征籌備“創芯大賽”

4.2 “華為杯”首屆中國研究生創“芯”大賽亮相

4.3 創芯、選星、育芯

4.4 創芯大賽走近全國，深度賦能產教融合

小結堅持堅守堅信

*篇納浮浮沉沉的中國芯

1.1 上個世紀50年代，中國芯的開門紅

1904年，人類歷史上*只電子管在英國物理學家弗萊明的手下誕生，開啟*進入電子時代大門。1946年，**臺電子管計算機在美國誕生，如圖1.1所示。該機采用18000個電子管，占地170平方米，重達30噸(算力還不及X86)。1947年，**個晶體管在美國貝爾實驗室發明出來，晶體管為今后集成電路的發展奠定了器件基礎。1958年，*上*塊集成電路在美國誕生，如圖1.2所示。1960年初*上*塊用平面工藝制造出了實用化的集成電路，集成電路的發明為人類開創了微電子時代的新紀元，如圖1.3所示。

圖1.1 *上*個晶體管及發明者

圖1.2 **塊集成電路及發明者

圖1.3 **塊平面工藝集成電路及發明者

彼時的中國大地，新中國成立后百廢待興，*領導人號召旅居海外的科學家和留學生回國參與*建設。在祖國的召喚下，王守武、黃昆、謝希德、林蘭英等一批海外科學家相繼回到祖國。

1950年，在美國普渡大學獲得博士學位并留校任教的王守武帶著妻女，搭乘輪船回到了祖國，在中科院應用物理研究所工作。

1951年，黃昆放棄可能獲得諾貝爾獎的機會，從英國回到祖國，把半導體介紹到國內來。黃昆在英國布列斯托大學求學，攻讀當時剛剛形成學科的固體物理學博士學位。在國外期間，先后提出“黃–漫散射”理論、“黃方程”、“黃-佩卡爾理論”，在國際物理領域享有盛名。

1952年，謝希德從美國回國，在上海復旦大學從事物理系和數學系的基礎教學工作。謝希德在美國史密斯學院攻讀研究生，又進入麻省理工學院物理系攻讀博士。獲得博士學位后，繼續在麻省理工學院任博士后研究員，從事鍺半導體微波特性的理論研究。

1956年，我國提出“向科學進軍”，根據國外發展電子器件的進程，提出了中國也要研究半導體科學，把半導體技術列為*四大緊急措施之一。中國科學院應用物理所首先舉辦了“半導體器件短期培訓班”。請回國的半導體專家講授半導體理論、晶體管制造技術和半導體線路，參加培訓班的約100人，這被戲稱為中國“半導體的黃浦軍校”。

同年，北京大學、復旦大學、吉林大學、南京大學和廈門大學5所高校聯合在北京大學開辦國內*個半導體物理專業培訓班，如圖1.4所示。黃昆擔任主任，謝希德擔任副主任，短時間內就開設出了《半導體物理》、《半導體器件》、《晶體管原理》、《半導體材料》、《固體物理》、《半導體專門化實驗》等系列課程。

1957年，五校聯合的培訓班培養出了我國*批半導體專業畢業生，為我國半導體事業的發展奠定了基礎。從這個班時走出來的學生有：王陽元（中國科學院院士、北京大學教授），許居衍（中國工程院院士、華晶集團原總工程師），俞忠鈺（原電子工業部總工程師）和候朝煥(中國工程院院士，科學院聲學所所長)等，他們都在半導體領域成為了行業專家。

圖1.4 1955年，北京大學*屆半導體方向畢業生（黃昆：前排左二)

1958年，我國半導體領域最早的一本專著《半導體物理》問世，這部書是由謝希德與黃昆合編，成為當時我國半導體物理專業學生和研究人員必讀的標準教材和參考書，如圖1.5所示。

圖1.5 黃昆、謝希德合著的《半導體物理學》

從此，中國半導體教育的大門被打開。隨后，清華大學等全國多所高校先后開設半導體專業。清華大學在這個階段成立“無線電研究所”，承擔1125工程，用晶體管研發*航空管制的重大專項。此外，清華大學58級的無線電專業基礎課已有“晶體管放大電路”、“晶體管脈沖數字電路”、“半導體物理”……，緊跟國內外的發展。

與此同時，半導體產業界也在緊鑼密鼓的推進著科研突破。

1957年，王守武在北京電子管廠拉出了國內*個鍺單晶（北京電子管廠是現在中國半導體顯示面板龍頭企業京東方的前身）。中國依靠自主技術研發，相繼研制出鍺的點接觸二極管和三極管。

同年，林蘭英從美國回到國內，在中國科學院物理研究所工作。林蘭英在美國賓夕法尼亞大取得物理學碩士和博士，成為該校建校215年來首位取得博士學位的中國人，也是該校*位女博士。1955年博士畢業后進入企業進行半導體材料研究，由于突出表現，一年多的時間里被提薪3次。不過，她放棄高薪，克服種種阻撓回到祖國。

1958年，在林蘭英的帶領下，我國拉出*根硅單晶，成為*上第三個生產出硅單晶的*。同年，王守武組織創立我國*個晶體管工廠中國科學院109廠，該廠為我國109乙型計算機提供鍺晶體管材料。

1959年，林蘭英創造性地拉出了單晶硅，僅比美國晚5年。同年，從俄羅斯留學回到清華大學半導體教研組的李志堅(中國科學院院士，清華大學微電子研究所所長)，帶領團隊拉出了高純度多晶硅。

1960年，王守武推進籌辦中科院半導體所，標志中國半導體工業體系初步建成。

1961年，中國*塊鍺集成電路研制出來，次年開始推進硅集成電路的研究工作。

1962年，天津拉制出化合物半導體的砷化鎵單晶（GaAs）。同年，我國研究制成硅外延工藝，并開始研究采用照相制版和光刻工藝。

1963年，河北省半導體研究所制成硅平面型晶體管，工藝改進后研制出硅外延平面型晶體管。

1965年，中國*塊硅集成電路誕生。1966年，中國已經制成了自己的小規模集成電路。緊接著，晶體管收音機、晶體管計算機相繼誕生。

上世紀六十年代中后期，我國相繼在半導體材料、高性能的晶體管和“半導體(晶體管)產品”上取得突破，不僅滿足了國內經濟和人民生活的需求，也開始占領國際市場。與此同時，本來早于我國硏發晶體管的前蘇聯，放慢了對晶體管及其產品的硏發(他們從宇航抗輻射出發，轉而研發“指型電子管”)，這就使得在半導體領域我們追趕的目標就僅剩下美國了，我國在半導體領域的追趕和國際的差距越來越小。

中國半導體的起步，在*批留學回國的產業前輩的引領下，實現了開門紅，可謂是群星閃耀的夢幻開局。

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