连载(二)：芯片人才培养书籍《“芯”火燎原》

周祖成|Zhou Zucheng|

2024-09-03 09:54:29 876

目录

*篇纳浮浮沉沉的中国芯

1.1 上个世纪50年代，中国芯的开门红

1.2 “市场换技术”行不通，产业陷入踌躇期

1.3千禧之年，18号文的召唤

1.4需求导致芯片进口额超石油，建立完整产业链成燃眉之急

1.5 芯片“卡脖子”卡在科学创新，人才是关键因素

附：中国半导体事业的开拓者们

第二篇芯芯之火从清华大学点燃

2.1 念念不忘，必有回响

2.2 清华和华为协同开启“学产”结合

2.3 前7届研电赛的探索和升级

小结

第三篇芯火传递走向社会

3.1 走出清华东南大学接过“火炬”

3.2 不断蜕变从国赛到西部崛起

3.3 走出“象牙塔”，“政产学研用”相结合

小结研电赛成为我国研究生创新实践赛事“三最”

第四篇再出征，推进“创芯大赛”为*培养芯片人才

4.1 80岁再出征筹备“创芯大赛”

4.2 “华为杯”首届中国研究生创“芯”大赛亮相

4.3 创芯、选星、育芯

4.4 创芯大赛走近全国，深度赋能产教融合

小结坚持坚守坚信

*篇纳浮浮沉沉的中国芯

1.1 上个世纪50年代，中国芯的开门红

1904年，人类历史上*只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生，开启*进入电子时代大门。1946年，**台电子管计算机在美国诞生，如图1.1所示。该机采用18000个电子管，占地170平方米，重达30吨(算力还不及X86)。1947年，**个晶体管在美国贝尔实验室发明出来，晶体管为今后集成电路的发展奠定了器件基础。1958年，*上*块集成电路在美国诞生，如图1.2所示。1960年初*上*块用平面工艺制造出了实用化的集成电路，集成电路的发明为人类开创了微电子时代的新纪元，如图1.3所示。

图1.1 *上*个晶体管及发明者

图1.2 **块集成电路及发明者

图1.3 **块平面工艺集成电路及发明者

彼时的中国大地，新中国成立后百废待兴，*领导人号召旅居海外的科学家和留学生回国参与*建设。在祖国的召唤下，王守武、黄昆、谢希德、林兰英等一批海外科学家相继回到祖国。

1950年，在美国普渡大学获得博士学位并留校任教的王守武带着妻女，搭乘轮船回到了祖国，在中科院应用物理研究所工作。

1951年，黄昆放弃可能获得诺贝尔奖的机会，从英国回到祖国，把半导体介绍到国内来。黄昆在英国布列斯托大学求学，攻读当时刚刚形成学科的固体物理学博士学位。在国外期间，先后提出“黄–漫散射”理论、“黄方程”、“黄-佩卡尔理论”，在国际物理领域享有盛名。

1952年，谢希德从美国回国，在上海复旦大学从事物理系和数学系的基础教学工作。谢希德在美国史密斯学院攻读研究生，又进入麻省理工学院物理系攻读博士。获得博士学位后，继续在麻省理工学院任博士后研究员，从事锗半导体微波特性的理论研究。

1956年，我国提出“向科学进军”，根据国外发展电子器件的进程，提出了中国也要研究半导体科学，把半导体技术列为*四大紧急措施之一。中国科学院应用物理所首先举办了“半导体器件短期培训班”。请回国的半导体专家讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路，参加培训班的约100人，这被戏称为中国“半导体的黄浦军校”。

同年，北京大学、复旦大学、吉林大学、南京大学和厦门大学5所高校联合在北京大学开办国内*个半导体物理专业培训班，如图1.4所示。黄昆担任主任，谢希德担任副主任，短时间内就开设出了《半导体物理》、《半导体器件》、《晶体管原理》、《半导体材料》、《固体物理》、《半导体专门化实验》等系列课程。

1957年，五校联合的培训班培养出了我国*批半导体专业毕业生，为我国半导体事业的发展奠定了基础。从这个班时走出来的学生有：王阳元（中国科学院院士、北京大学教授），许居衍（中国工程院院士、华晶集团原总工程师），俞忠钰（原电子工业部总工程师）和候朝焕(中国工程院院士，科学院声学所所长)等，他们都在半导体领域成为了行业专家。

图1.4 1955年，北京大学*届半导体方向毕业生（黄昆：前排左二)

1958年，我国半导体领域最早的一本专著《半导体物理》问世，这部书是由谢希德与黄昆合编，成为当时我国半导体物理专业学生和研究人员必读的标准教材和参考书，如图1.5所示。

图1.5 黄昆、谢希德合著的《半导体物理学》

从此，中国半导体教育的大门被打开。随后，清华大学等全国多所高校先后开设半导体专业。清华大学在这个阶段成立“无线电研究所”，承担1125工程，用晶体管研发*航空管制的重大专项。此外，清华大学58级的无线电专业基础课已有“晶体管放大电路”、“晶体管脉冲数字电路”、“半导体物理”……，紧跟国内外的发展。

与此同时，半导体产业界也在紧锣密鼓的推进着科研突破。

1957年，王守武在北京电子管厂拉出了国内*个锗单晶（北京电子管厂是现在中国半导体显示面板龙头企业京东方的前身）。中国依靠自主技术研发，相继研制出锗的点接触二极管和三极管。

同年，林兰英从美国回到国内，在中国科学院物理研究所工作。林兰英在美国宾夕法尼亚大取得物理学硕士和博士，成为该校建校215年来首位取得博士学位的中国人，也是该校*位女博士。1955年博士毕业后进入企业进行半导体材料研究，由于突出表现，一年多的时间里被提薪3次。不过，她放弃高薪，克服种种阻挠回到祖国。

1958年，在林兰英的带领下，我国拉出*根硅单晶，成为*上第三个生产出硅单晶的*。同年，王守武组织创立我国*个晶体管工厂中国科学院109厂，该厂为我国109乙型计算机提供锗晶体管材料。

1959年，林兰英创造性地拉出了单晶硅，仅比美国晚5年。同年，从俄罗斯留学回到清华大学半导体教研组的李志坚(中国科学院院士，清华大学微电子研究所所长)，带领团队拉出了高纯度多晶硅。

1960年，王守武推进筹办中科院半导体所，标志中国半导体工业体系初步建成。

1961年，中国*块锗集成电路研制出来，次年开始推进硅集成电路的研究工作。

1962年，天津拉制出化合物半导体的砷化镓单晶（GaAs）。同年，我国研究制成硅外延工艺，并开始研究采用照相制版和光刻工艺。

1963年，河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管，工艺改进后研制出硅外延平面型晶体管。

1965年，中国*块硅集成电路诞生。1966年，中国已经制成了自己的小规模集成电路。紧接着，晶体管收音机、晶体管计算机相继诞生。

上世纪六十年代中后期，我国相继在半导体材料、高性能的晶体管和“半导体(晶体管)产品”上取得突破，不仅满足了国内经济和人民生活的需求，也开始占领国际市场。与此同时，本来早于我国硏发晶体管的前苏联，放慢了对晶体管及其产品的硏发(他们从宇航抗辐射出发，转而研发“指型电子管”)，这就使得在半导体领域我们追赶的目标就仅剩下美国了，我国在半导体领域的追赶和国际的差距越来越小。

中国半导体的起步，在*批留学回国的产业前辈的引领下，实现了开门红，可谓是群星闪耀的梦幻开局。

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