
成果簡介 1956年11月,在北京東皇城根中國科學院應用物理研究所小樓第二層的半導體器件實驗室里,中國的第一只晶體三極管誕生了,整個實驗室充滿了喜悅。這一聲春雷震撼了全國,震撼了全世界,由此,中國和發達國家一樣,進入了半導體新紀元。 歷史背景 新中國成立后,經過三年經濟恢復和第一個五年計劃的實施,初步建立了工業化的基礎。為了系統地引導科學研究為國家建設服務,1956年,由周恩來總理掛帥制定了新中國第一個中長期科技規劃——《1956-1967年科學技術發展遠景規劃》。這個規劃確定了優先發展“兩彈一星”的任務,并提出了四項“緊急措施”,其中之一即在我國立即開始最先進的半導體技術的研究。這是一個過去在國內從未教授過的專業,此前也從未進行過相關的課題研究,沒有專業人才,沒有實驗儀器設備,也沒有參考技術資料,一切都得從零開始。
第一個攻堅戰就是研制出我國的第一支晶體管。晶體管是現代電器最關鍵的元件之一。特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的重要性日益顯露出來以后,為爭奪電子領域的優勢地位,世界各國展開了激烈的競爭。為實現電子設備的小型化,人們不惜成本,紛紛給電子工業以巨大的財政資助。對于當時的中國來說,只有研制出晶體管,才能進一步研制出計算機,才能完成“兩彈一星”需要的大量計算任務。所以,晶體管至關重要。 創新歷程 1956年開始的這場攻堅戰,從兩個方面組建團隊:一方面是以中國科學院應用物理研究所和二機部十三研究所為主,組織有關科研院所和大專院校的一批科技人員,集中到中科院應用物理所進行半導體設備、材料、器件和測試的科研攻關;另一方面,由北京大學接收五所重點大學選出來的師生,集中在北大進行半導體專業人才的培養。
科研攻關團隊由王守武負責,下設三個研究大組。一是半導體材料大組,王守武兼組長。二是器件大組,吳錫九任組長。器件組又下設二極管小組、晶體管小組及化學腐蝕小組。三是電子學大組,成眾志任組長。
令所有參與人員一生難忘的,是第一次做燒結鍺合金管實驗的那天。實驗室的中央,放著晶體管小組自制的燒結爐,吳錫九親自指導晶體管小組的鄧先燦和魏淑清具體操作,告訴他們怎樣將集電極銦球、鍺片、發射極銦球裝入石墨模具,如何將石墨模具慢慢推入燒結爐的石英管中。燒結實驗開始了,晶體管小組的廖德榮慢慢地將氮氣通入石英管,為了完全趕凈石英管中的空氣,確保隨后通氫氣不致于爆炸,氮氣足足通了一個多小時。下一步要通氫氣點火了,這在中國是從來沒有人做過的實驗,完全不知道會不會爆炸,大家都十分擔心。廖德榮讓大家都出去,離得遠一點,他抱著有危險只犧牲他個人的想法,將氫氣瓶打開,慢慢地將氫氣通入石英爐管中,再慢慢地將爐管中的氮氣關掉,爐管出口的酒精燈將通過爐管到達出口的氫氣點燃了,火焰是那么嬌艷、漂亮。實驗成功了,沒有爆炸!他們就像發射成功了一枚火箭那樣高興得不得了。接下來,燒合金結的銦球沒有了,鄧先燦受命研制出了符合試驗條件的“土特產”銦球,晶體管的燒結實驗可以繼續進行了。鄧先燦、常振華、魏淑清繼續研究鍺合金結。又經過了許多次的失敗—改進—實驗,再失敗—再改進—再實驗的艱苦循環。直到1956年11月,他們研制出的鍺合金結晶體三極管,經測試證明,它不再只是開路或通路電阻,而是具有了完整的pn結特性,具有了pnp結型晶體三極管的標準放大特性。中國第一支晶體管誕生了! 重大意義和深遠影響 我國第一支晶體管研制成功產生了很大反響,時任中國科學院院長郭沫若視察這一成果時,連連稱贊這是了不起的成就。《人民日報》隨后在第一版刊登了這則消息,極大地振奮了人心。從此開創了我國在多領域以半導體器件替代電子管以及以半導體器件開創新的科學領域的事業,吹響了“向科學進軍”的號角。
近十幾年來,中國的集成電路產業每年以兩位數的速度在發展,我們正在努力縮小與世界的差距,這與當年那批有志于獻身中國半導體事業的前輩的努力是分不開的。可以說,正是這段不該被遺忘的歷史,為中國現在半導體技術躍進到高水平并成為世界力量做好了鋪墊。
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