連載(二)：芯片人才培養(yǎng)書籍《“芯”火燎原》

周祖成|Zhou Zucheng|

2024-09-03 10:04:09 890

目錄

*篇納浮浮沉沉的中國芯

1.1 上個(gè)世紀(jì)50年代，中國芯的開門紅

1.2 “市場換技術(shù)”行不通，產(chǎn)業(yè)陷入躊躇期

1.3千禧之年，18號文的召喚

1.4需求導(dǎo)致芯片進(jìn)口額超石油，建立完整產(chǎn)業(yè)鏈成燃眉之急

1.5 芯片“卡脖子”卡在科學(xué)創(chuàng)新，人才是關(guān)鍵因素

附：中國半導(dǎo)體事業(yè)的開拓者們

第二篇芯芯之火從清華大學(xué)點(diǎn)燃

2.1 念念不忘，必有回響

2.2 清華和華為協(xié)同開啟“學(xué)產(chǎn)”結(jié)合

2.3 前7屆研電賽的探索和升級

小結(jié)

第三篇芯火傳遞走向社會

3.1 走出清華東南大學(xué)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(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合

小結(jié) 研電賽成為我國研究生創(chuàng)新實(shí)踐賽事“三最”

第四篇再出征，推進(jìn)“創(chuàng)芯大賽”為*培養(yǎng)芯片人才

4.1 80歲再出征籌備“創(chuàng)芯大賽”

4.2 “華為杯”首屆中國研究生創(chuàng)“芯”大賽亮相

4.3 創(chuàng)芯、選星、育芯

4.4 創(chuàng)芯大賽走近全國，深度賦能產(chǎn)教融合

小結(jié) 堅(jiān)持堅(jiān)守堅(jiān)信

*篇納浮浮沉沉的中國芯

1.1 上個(gè)世紀(jì)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(xué)家弗萊明的手下誕生，開啟*進(jìn)入電子時(shí)代大門。1946年，**臺電子管計(jì)算機(jī)在美國誕生，如圖1.1所示。該機(jī)采用18000個(gè)電子管，占地170平方米，重達(dá)30噸(算力還不及X86)。1947年，**個(gè)晶體管在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明出來，晶體管為今后集成電路的發(fā)展奠定了器件基礎(chǔ)。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(shí)用化的集成電路，集成電路的發(fā)明為人類開創(chuàng)了微電子時(shí)代的新紀(jì)元，如圖1.3所示。

圖1.1 *上*個(gè)晶體管及發(fā)明者

圖1.2 **塊集成電路及發(fā)明者

圖1.3 **塊平面工藝集成電路及發(fā)明者

彼時(shí)的中國大地，新中國成立后百廢待興，*領(lǐng)導(dǎo)人號召旅居海外的科學(xué)家和留學(xué)生回國參與*建設(shè)。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(xué)家相繼回到祖國。

1950年，在美國普渡大學(xué)獲得博士學(xué)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(yīng)用物理研究所工作。

1951年，黃昆放棄可能獲得諾貝爾獎的機(jī)會，從英國回到祖國，把半導(dǎo)體介紹到國內(nèi)來。黃昆在英國布列斯托大學(xué)求學(xué)，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。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(lǐng)域享有盛名。

1952年，謝希德從美國回國，在上海復(fù)旦大學(xué)從事物理系和數(shù)學(xué)系的基礎(chǔ)教學(xué)工作。謝希德在美國史密斯學(xué)院攻讀研究生，又進(jìn)入麻省理工學(xué)院物理系攻讀博士。獲得博士學(xué)位后，繼續(xù)在麻省理工學(xué)院任博士后研究員，從事鍺半導(dǎo)體微波特性的理論研究。

1956年，我國提出“向科學(xué)進(jìn)軍”，根據(jù)國外發(fā)展電子器件的進(jìn)程，提出了中國也要研究半導(dǎo)體科學(xué)，把半導(dǎo)體技術(shù)列為*四大緊急措施之一。中國科學(xué)院應(yīng)用物理所首先舉辦了“半導(dǎo)體器件短期培訓(xùn)班”。請回國的半導(dǎo)體專家講授半導(dǎo)體理論、晶體管制造技術(shù)和半導(dǎo)體線路，參加培訓(xùn)班的約100人，這被戲稱為中國“半導(dǎo)體的黃浦軍校”。

同年，北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、南京大學(xué)和廈門大學(xué)5所高校聯(lián)合在北京大學(xué)開辦國內(nèi)*個(gè)半導(dǎo)體物理專業(yè)培訓(xùn)班，如圖1.4所示。黃昆擔(dān)任主任，謝希德?lián)胃敝魅危虝r(shí)間內(nèi)就開設(shè)出了《半導(dǎo)體物理》、《半導(dǎo)體器件》、《晶體管原理》、《半導(dǎo)體材料》、《固體物理》、《半導(dǎo)體專門化實(shí)驗(yàn)》等系列課程。

1957年，五校聯(lián)合的培訓(xùn)班培養(yǎng)出了我國*批半導(dǎo)體專業(yè)畢業(yè)生，為我國半導(dǎo)體事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從這個(gè)班時(shí)走出來的學(xué)生有：王陽元（中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授），許居衍（中國工程院院士、華晶集團(tuán)原總工程師），俞忠鈺（原電子工業(yè)部總工程師）和候朝煥(中國工程院院士，科學(xué)院聲學(xué)所所長)等，他們都在半導(dǎo)體領(lǐng)域成為了行業(yè)專家。

圖1.4 1955年，北京大學(xué)*屆半導(dǎo)體方向畢業(yè)生（黃昆：前排左二)

1958年，我國半導(dǎo)體領(lǐng)域最早的一本專著《半導(dǎo)體物理》問世，這部書是由謝希德與黃昆合編，成為當(dāng)時(shí)我國半導(dǎo)體物理專業(yè)學(xué)生和研究人員必讀的標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體物理學(xué)》

從此，中國半導(dǎo)體教育的大門被打開。隨后，清華大學(xué)等全國多所高校先后開設(shè)半導(dǎo)體專業(yè)。清華大學(xué)在這個(gè)階段成立“無線電研究所”，承擔(dān)1125工程，用晶體管研發(fā)*航空管制的重大專項(xiàng)。此外，清華大學(xué)58級的無線電專業(yè)基礎(chǔ)課已有“晶體管放大電路”、“晶體管脈沖數(shù)字電路”、“半導(dǎo)體物理”……，緊跟國內(nèi)外的發(fā)展。

與此同時(shí)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界也在緊鑼密鼓的推進(jìn)著科研突破。

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

同年，林蘭英從美國回到國內(nèi)，在中國科學(xué)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(xué)碩士和博士，成為該校建校215年來首位取得博士學(xué)位的中國人，也是該校*位女博士。1955年博士畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行半導(dǎo)體材料研究，由于突出表現(xiàn)，一年多的時(shí)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(lǐng)下，我國拉出*根硅單晶，成為*上第三個(gè)生產(chǎn)出硅單晶的*。同年，王守武組織創(chuàng)立我國*個(gè)晶體管工廠中國科學(xué)院109廠，該廠為我國109乙型計(jì)算機(jī)提供鍺晶體管材料。

1959年，林蘭英創(chuàng)造性地拉出了單晶硅，僅比美國晚5年。同年，從俄羅斯留學(xué)回到清華大學(xué)半導(dǎo)體教研組的李志堅(jiān)(中國科學(xué)院院士，清華大學(xué)微電子研究所所長)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)拉出了高純度多晶硅。

1960年，王守武推進(jìn)籌辦中科院半導(dǎo)體所，標(biāo)志中國半導(dǎo)體工業(yè)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(jìn)硅集成電路的研究工作。

1962年，天津拉制出化合物半導(dǎo)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(dǎo)體研究所制成硅平面型晶體管，工藝改進(jìn)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(jīng)制成了自己的小規(guī)模集成電路。緊接著，晶體管收音機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)相繼誕生。

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

中國半導(dǎo)體的起步，在*批留學(xué)回國的產(chǎn)業(yè)前輩的引領(lǐng)下，實(shí)現(xiàn)了開門紅，可謂是群星閃耀的夢幻開局。

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