半导体行业发展简史（八）——中国芯奠基者

hdy

“企业及企业家”系列说明
成功的企业都是相似的，从成功企业的发展历程中找共性要素，可以明确在这些成功的必要条件上，自省本身还有哪些差距；欠发展的企业可能各有各的症结点，则可以从大量的田野调查中得到启发。总之，了解更多的企业案例并进行思考总结，对于企业的发展是有帮助的；同样的，了解更多的人物案例并进行思考总结，对于个人的发展也是有帮助的。

---

1951年，30岁的谢希德从麻省理工学院理论物理专业毕业。在李约瑟的担保下，归国心切的谢希德来到英国，与英国剑桥大学生物化学系博士曹天钦完婚。次年，谢希德和曹天钦从英国辗转印度等地，回到了祖国的怀抱。回国后，谢希德在复旦大学物理系任教，从无到有开设了固体物理学、量子力学等课程。谢希德在复旦大学开设课程的同时，黄昆在北京大学开设了普通物理、固体物理和半导体物理课程。黄昆1945年赴英国留学，其博士生导师内维尔·弗朗西斯·莫特(Nevill Francis Mott)因非晶半导体的电子结构方面的贡献在后来获诺贝尔奖。黄昆于1951年10月回到中国，其后在北京大学任教，其课程颇受学生的欢迎。在1956年“向科学进军”号召之下，黄昆参与了为期12年的“1956―1967科技发展远景规划”制定，提出要尽快培养半导体专业人才，以适应行业发展需要。当时，“1956―1967科技发展远景规划”将半导体、无线电、自动化、计算技术列入了四项紧急措施（原子能和导弹技术因属国防项目当时未公开）。规划制定的过程中，高等教育部决定自1956年暑假起将北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学和东北人民大学（后改名为吉林大学）的物理系部分教师和四年级本科生、研究生集中到北京大学物理系，建立我国第一个半导体专业化培训班。当年，北京大学创建了我国第一个半导体物理专业，由黄昆任半导体教研室主任，谢希德任教研室副主任。在教学的过程中，黄昆和谢希德历时一年，潜心编著了《半导体物理》一书，该书成为我国半导体领域第一部系统性著作，至今仍是半导体领域的经典教材。在黄昆、谢希德、高鼎三、林兰英、王守武、黄敞、朱贻玮、王阳元、许居衍、俞忠钰等人的努力下，新中国的集成电路人才培养和工业建设由此起步，为中国半导体和集成电路事业的发展夯实了根基。在1956―1958年两年的培养中，300多名青年科技工作者得以成长起来，不少人才后来成为我国半导体领域发展的中坚力量，例如中国科学院院士王阳元、中国工程院院士许居衍、微电子专家俞忠钰等人。1958年，为培养固体物理专门人才，谢希德调回复旦大学，任复旦大学与中国科学院上海分院联合主办的技术物理研究所副所长，坚持应用技术和基础研究并重的策略，和同事一起为上海半导体工业发展和基础研究奠定了基础。面对实验技术人员非常缺乏的现实，谢希德建立了上海技术物理中专，培养的实验员后来又补齐了大学课程，成为半导体行业发展的重要力量。源自黄昆、谢希德等人的努力，中国大陆早期集成电路发展走的是自主研发的道路。在国际的技术封锁下，中国大陆的研究人员、技术人才和产业工人自力更生、从无到有奠定了集成电路的发展根基，这与日本、韩国和中国台湾地区的以技术引进起步的模式有所不同。凝视改革开放前的中国大陆集成电路自主研发历史，在今天仍然有很强的启示意义。在这一发展历程中，集成电路产业链条所需的材料、装备、设计和生产同步配套、集中攻关、多点突破、全面开花。抗美援朝开始后，以国防电子通信为主要管理领域的电信工业管理局成立，此后北京电子管厂、北京电机总厂、华北无线电器材联合厂（下辖706、707、718、751、797、798厂）、北京有线电厂（738厂）、上海元件五厂、上海电子管厂、上海无线电十四厂，以及华北光电技术研究所、华东计算技术研究所、由时任中国科学院数学研究所所长华罗庚负责的电子计算机科研小组、中国科学院半导体研究所、河北半导体研究所（后为中国电子科技集团第13所）等成立。第四机械工业部成立后，国营东光电工厂（878厂）、上海无线电十九厂又于1968年组建，1970年建成投产。20世纪70年代，“电路热”的背景下全国又兴建了甘肃天水永红器材厂（749厂）、甘肃天水天光集成电路厂（871厂）、北京东光电工厂（878厂）、贵州都匀风光电工厂（4433厂）、湖南长沙韶光电工厂（4435厂）等40余家集成电路工厂。从这个角度上看，中国早期的半导体行业发展，走的是与美国类似的“源头创新”道路。从应用上看，中美两国的早期半导体发展也走的是类似的路径—以国防应用为主。在中国大陆，早期的半导体产品主要用于航空、航天、导弹、雷达、国防通信、国防的电子计算机等领域，而民用产品则以收音机为代表。作为苏联援助我国建设的156项工程之一，1956年10月15日，位于酒仙桥工业区的北京电子管厂开始建设。1957年，北京电子管厂开始筹建半导体实验室。此外，当时酒仙桥还建起了北京电机总厂、华北无线电器材联合厂、北京有线电厂（738厂）、华北光电技术研究所等单位。1957年，北京电子管厂拉出锗单晶，并研制出锗晶体管。次年，中国科学院的王守武、王守觉兄弟研制出我国第一批锗合金高频晶体管，并成功应用至当时的109厂（现中国科学院微电子所）的109乙计算机上。1959年，林兰英带领团队拉出了硅单晶，李志坚则带领团队拉出了高纯度多晶硅。1960年，中国科学院半导体所和河北半导体研究所正式成立。这一年，黄昆、王守武、王守觉、林兰英开始了平面光刻技术的研发，并于3年后开发出5种硅平面器件，成功应用于109丙计算机上。1965年，王守觉在约1平方厘米大小的硅片上刻蚀了7个晶体管、1个二极管、7个电阻和6个电容的电路，标志着新中国第一块集成电路由此诞生。1957―1960年苏联逐步撤走专家的过程中，中国的半导体和集成电路发展事业不仅没有停滞，还突破了一个又一个技术难关。黄昆、谢希德等科学家培养的人才茁壮成长，例如康鹏发明“隔离―阻塞振荡器”（后被称为“康鹏电路”）的历程就是最为生动的说明。1958年，我国开始研制109乙晶体管计算机，然而安装完成后的109机通电几分钟便重复出现故障，此时国外同行断言中国5年内研发不出晶体管通用计算机。1961年，国防科委决定安排哈尔滨军事工程学院参与晶体管计算机研制，时任哈尔滨军事工程学院电子工程系主任慈云桂找康鹏谈话：“你有胆量，也有才能，研发半导体计算机的任务交给你。”慈云桂之所以看重康鹏，除了康鹏在清华大学的自动控制专业进修经历外，还因为他未毕业就成功开设了新课程《脉冲技术与数字电路》，并且编写了40万字的讲稿。1962年，哈尔滨军事工程学院的晶体管计算机设计组成立，慈云桂负责设计组的管理工作，康鹏担任副组长。摆在新成立的设计组面前的首要难题就是：合格的晶体管短缺，已有的晶体管不稳定、寿命短。在慈云桂的支持下，时年25岁的康鹏采用“用国产的参数不一致的晶体管，构建出一致的、波形宽度标准的电路”，发明了“隔离―阻塞振荡器”，解决了晶体管产品不稳定的难题。1964年，四机部发文称康鹏电路“是一种具有良好整体特性，并且除了能完成通常变压器二极管组成的‘与’、‘或’逻辑外，还有阻塞功能的单元电路。尚未见过具有类似功能和特点的电路，同意列为发明”。在康鹏电路的基础上，哈尔滨军事工程学院成功开发了我国第一台晶体管计算机“441―B”，在“两弹一星”、海军和空军、大庆油田等诸多领域中应用，发挥了巨大作用。从美国回来的黄敞将“集成电路”的概念带回到国内。此时，北京大学物理系的半导体团队已经组建，黄敞先是在北京大学任副教授，后来又到中国科学院计算技术研究所任11室主任、副研究员。1965年，黄敞在中国科学院156工程处（后来改为第七机械工业部的771所）开始了航天微电子的探索，在做出了巨大贡献后于1986年任航天部科技委常委。在航天微电子事业的探索期间，黄敞扎根当时地处“三线建设”的骊山，率先在国内探索了硅集成电路的工艺研究和生产线的建设，研制成功了国内首台图形发生器、晶体管―晶体管逻辑小规模集成电路和CMOS集成电路系列产品。他发明的“载流子总量分析方法”可用于各种集成电路与器件分析，开创了我国器件模拟和仿真、工艺优化的新路径。在开创存储器等研发先河的同时，黄敞等人在771所的成就，还将集成电路发展的新“火花”传播至北京、上海等地的半导体工厂，促进了我国半导体事业的崛起。改革开放后，黄敞一边继续半导体行业的探索，一边培养人才，其中包括张兴、武平等一大批专业人才，可谓桃李满天下。1963年，中央政府组建主管全国电子工业的第四机械工业部（1982年改组为电子工业部），由通信专家王诤中将任部长。1967年，第四机械工业部开始规划在大后方三线地区新建三座固体电路工厂（877厂、878厂和879厂），但是又觉得在山沟里新建工厂太慢，于是1968年第四机械工业部决定在北京筹建国营东光电工厂（878厂），而877厂和879厂则分别在陕西和四川建设。在抽调北京电子管厂的技术人员后，东光电工厂开发出第一块固体电路样品：二氧化硅介质隔离的二极管―晶体管逻辑型与非门电路。此时，国内的半导体专用设备已较之前有所起步，而在学习上海元件五厂的开发经验后，东光电工厂也生产出晶体管逻辑型与非门电路。就在这样的艰苦摸索中，北京大学电子仪器厂在1972年研制成功我国第一台100万次大型电子计算机。就这样，北京电子管厂建成了专业化的集成电路工厂，为我国的国防和工业提供了早期的集成电路产品。同时，该厂还开展了电视机电路、录音机电路的早期研发，建成了我国第一个用于半导体集成电路生产的洁净厂房。1980年，东光电工厂从国外引进3英寸芯片生产线，并在此后加快了金属氧化物半导体的研发，我国第一条3英寸工艺线上生产了双极型线性电路工艺和金属氧化物半导体型数字电路工艺。后来，CMOS电路也得到了开发。20世纪80年代中期后，由于多种原因，东光电工厂逐渐退出了集成电路行业。同时，北京电子管厂在“三七”工程总体整机计划进展不顺利的情况下，也逐渐退出了集成电路行业。此后，原北京电子管厂的年轻厂长王东升带领员工自筹650万元资金进行股份制改造，创办了北京东方电子集团股份有限公司，后更名为京东方科技集团股份有限公司。与北京电子管厂相对应，上海元件五厂则是南方地区的集成电路发展摇篮，在计划经济时代专注于双极型数字电路的生产。1968年，上海组建无线电十九厂，并于1970年建成投产，以生产二极管―晶体管逻辑、晶体管―晶体管数字集成电路为重点，与东光电工厂形成了当时中国集成电路产业中的南北两强。此时，1968年国防科委在四川永川成立了模拟集成电路研究所—固体电路研究所（即永川半导体研究所，现中国电子科技集团第24所）。1972年，我国自主研制的P型金属氧化物半导体大规模集成电路在永川半导体研究所诞生。1975年，王阳元在北京大学设计出第一批1KB动态存储器。1978年，王守武带领徐秋霞等人在中国科学院半导体所成功研制4KB动态随机存储器，次年在109厂量产成功。由此可见，中国的集成电路是从无到有建设起步的。