“從0到1 ”：中國集成電路的破曉時刻
點擊： 作者：趙廣立 邊歌 來源：科學網微信號 發布時間:2024-03-15 12:03:10
▲應用物理所半導體研究室一角。
“科學技術落后，就要挨打”的道理
中國科學家們體會更深——
王守覺12歲那年，抗日戰爭全面爆發
他親眼目睹日本飛機盤旋在頭頂掃射
沒有飛機、高射炮極度短缺
我方只能干著急
“產業報國、自力更生”的抱負
從此在他心中萌發
1956年，新中國吹響“向科學進軍”的號角
“使我國最急需的科學部門接近世界先進水平”
發展半導體技術
成為“四大緊急措施”之一
而那時，我國的相關基礎幾乎為零
承擔“四大緊急措施”具體任務的中國科學院
率先建設相應研究機構
半導體所的前身——半導體研究室
在應用物理研究所（后改為物理研究所）成立
歸國6年的物理學博士、
王守覺的哥哥王守武擔任室主任
與王守武的選擇一樣
黃昆、湯定元、洪朝生、謝希德、林蘭英……
一大批海外科學家陸續回國
他們帶來了我國半導體科技的“原始積累”
奏響了中國集成電路事業自力更生的序曲
同年，31歲的王守覺
已是一位動手能力出色、視野開闊的工程師
他也加入半導體研究室
擔任半導體高頻晶體管課題組組長
▲王守覺在調試設備。
當時，國家急需研制晶體管化電子計算機
——“109乙機”
但已有的“鍺合金結晶體管”性能不足
王守覺臨危受命
不到半年時間
我國第一只鍺合金擴散高頻晶體管
就在王守覺團隊“出爐”
為批量生產這類晶體管
應用物理所為此建起“109廠”
技術工人少、生產設備缺乏
王守覺手把手地教授工藝
還研制出用于批量生產設備
解了燃眉之急
后來，“109乙機”通過國家鑒定
成為我國首臺
“全部采用國產元件的
大型晶體管通用數字計算機”
為我國國防事業提供了計算工具
1960年初，國際形勢風云突變
“中蘇交惡”加上“西方禁運”
我國科技、經濟等陷入雙重封鎖和沖擊
科技人員僅能從公開論文了解前沿進展
這時，消息傳來
美國制成“硅平面型晶體管”
“要立即集中力量投入對硅平面工藝的探索！”
王守覺果斷舍棄已取得進展的“硅臺面工藝”
帶領團隊轉攻硅平面工藝
向高性能、小型化的硅器件發起沖鋒
彼時，“兩彈一星”工程所需的計算機
也正在尋找高性能半導體元器件
王守覺“揭榜掛帥”
與相關部門立下“軍令狀”
勢要啃下這塊“硬骨頭”
研制硅平面型晶體管
成了半導體所“一號任務”
研究力量得到補強后
王守覺等人制定“橫縱結合”方案
橫向小組主攻工藝問題
縱向小組主攻器件設計
縱橫交叉、密切配合、團結奮戰
組織形式頗見成效
王守武也經常深入研究一線
遇到技術難關時
大家常會看到“大王小王齊上陣”的場面
這一幕也成為半導體所的“經典記憶”
▲王守武（左）和王守覺（右），攝于1991年。
清華大學第一批半導體專業的高材生吳德馨
畢業后跟隨王守覺從事高速開關晶體管研制
她回憶當年：
“我們一無資料，二無圖紙
實驗設備也是一窮二白
國家物質供應極度匱乏
但人們的精神卻非常充實”
參加光刻膠研究的姜文莆回憶說：
國外早有光刻膠技術，但根本不公開
團隊憑借國外文獻的蛛絲馬跡
硬是給試了出來
有了光刻膠，還要研制光刻機
王守覺等人因陋就簡
巧妙地用兩臺顯微鏡和一個紫外曝光燈
搭建了一臺“土光刻機”
……
1963年底
首批“超小型硅平面高速開關管”
和“高頻晶體管”樣管研制成功
體積只有火柴頭大小
加以改進后“小如芝麻”
俗稱“芝麻管”
自此，中國有了自己的硅平面工藝晶體管
▲半導體室早期研制的硅平面晶體管（芝麻管，左一），右一為普通電子管。
硅平面晶體管的成功
振奮了國內產業界
硅產業如雨后春筍般涌現出來
材料和設備制造業隨之興起
還記得那份“軍令狀”嗎？
1964年4月
半導體所5款硅平面器件順利通過驗收
三年后
109廠完成了“109丙機”
所有硅晶體管的生產任務
后者正是“兩彈一星”任務“功勛計算機”
▲1967年“109丙機”研制成功。
時任中國科學院黨組書記張勁夫
寫下《請歷史記住他們》的文章：
“第二代計算機出來了，晶體管的，
科學院半導體所搞的，
每秒數十萬次，為氫彈的研制作了貢獻”
▲《科學時報》頭版刊登《請歷史記住他們》，王守覺照片在列。
硅平面晶體管技術突破后
集成電路只差“臨門一腳”
美國人捷足先登
國內也很快掀起研究熱潮
1964年11月
一塊“比最小的西瓜子還小”的固體電路樣品
在半導體所制成
它集成了6只晶體管、7個電阻和6個電容
這就是我國的第一塊集成電路
和“兩彈一星”工程一樣
時隔40余年后
王守武、王守覺等人才被公眾所知
他們數十年來隱姓埋名
研制出我國硅平面晶體管和集成電路
使得國產電子計算機采用集成電路的時間
僅比國外晚了兩年
“落后就要挨打”的教訓
讓一代又一代有志科學家
穿越戰火、隱姓埋名
他們用行動證明了一件事：
只有自力更生才能發展自己、強大祖國
文 | 《中國科學報》記者 趙廣立 實習生 邊歌；來源：科學網微信號
責任編輯：向太陽
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