中国第一支晶体管是何时诞生的?
中国第⼀⽀晶体管是何时诞⽣的?
引⾔
我们都知道世界第⼀⽀晶体管是由美国⼈发明的。1947年12⽉,美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究⼩组,研制出⼀种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世,是20世纪的⼀项重⼤发明,可以说是半导体⾰命的先声。
但中国第⼀⽀晶体管诞⽣于何时,很难到确切的资料和答案。50年代回国献⾝中国半导体第⼀波“创业”的前辈吴锡九先⽣,在他的⾃传体《回归》⼀书中给我们揭⽰了这⼀历史性进程。
吴锡九,1953年以总成绩第⼀名毕业于美国加州⼤学伯克利分校电⼦⼯程系,继⽽获得⿇省理⼯⼤学硕⼠学位。1956年追随钱学森回国,是中国第⼀代晶体管、晶体管计算机和微型计算机的奠基⼈。吴锡九1965年从中科院物理所第⼋研究室调⾄156⼯程处,即后来的771研究所。70年代后期在时任中科院院长⽅毅“礼送出国”的关照下赴美国定居,现任美中绿⾊能源促进会主席。
美国第⼀批晶体管⼯程师⾥的中国⼈
吴⽼在他的回忆录中记载了他和同在MIT(⿇省理⼯学院)的其他中国留学⽣对半导体的兴趣和掌握它的信念。50年代晶体管像⼀颗新星开始登上历史舞台。肖克莱的《半导体中的电⼦和空⽳》这本经典著
作成为他们进⼊晶体管领域的开⼭之作,考德威尔教授的“开关电路”权威课程成为他们探索晶体管世界的奠基之⽯。
在MIT的⽣活,促使这批中国留学⽣选择了半导体这⼀历史性的专业。他们怀着满腔热情参观设在MIT的世界顶级计算机——旋风式计算机时,看到庞⼤的体积塞满了好⼏个房间,各种电缆纵横交错、杂乱⽆章,他们从⼼⾥感到半导体晶体管对于未来的重要性,要做出⾼精尖的计算机⾸先要做好晶体管,这使他们毫不犹豫地选择了半导体专业,可以说,他们是中国第⼀代半导体事业的先驱。
在这批MIT校友中,有⼏位后来成为了半导体⾏业闻名世界的⼤咖级⼈物,其中就有张忠谋。这位和吴⽼同是上海南模中学的校友,都选择了MIT作为他们投⾝半导体事业的“黄埔军校”。作为MIT同班同学,毕业后他们都成为了美国第⼀批晶体管⼯程师⾥的中国⼈。
张忠谋是南模1948届毕业⽣,本来读机械,后改学电⼦,从MIT毕业后去了西凡尼亚⼯作,后去德州仪器,⼀直升到副总裁。后来回台湾创办台积电,成为家喻户晓的台湾半导体教⽗。吴锡九毕业后去了⼀家叫Transitron的半导体公司,在那⾥担任晶体管测试、设计和研制的项⽬经理,他的研究成果是⾦键⼆极管毫微秒焊接电路和设备,可以⼤⼤提⾼了产品的成品率,并申请为专利。与张忠谋不同的是,吴⽼在事业刚开始有了好的基础时选择了回国开拓中国⼤陆的半导体事业。
半导体研究室的“四员⼲将”
50年代的中科院物理所和半导体所,聚集了⼀批从海外归来的半导体学者专家。这批⼈可谓是我国的第⼀批海归,他们当中有王守武、林兰英、谢希德、黄昆、黄敞等。当年他们是“⽩⼿起家”研制中国⾃⼰的晶体管,吴⽼回忆说,在研制组,王守武是总管,林兰英研制材料,我研制管⼦,成众志负责测试和应⽤。⼀条龙攻关,成为半导体研究室的“四员⼲将”。
王守武,普渡⼤学获硕⼠、博⼠,物理学家。1952年王守武夫妇携不满周岁的⼥⼉回归。1956年筹办中科院应⽤物理所下我国第⼀个半导体室。后筹建晶体管⼯⼚(中科院微电⼦所的前⾝109⼚)、半导体研究所、半导体测试基地等。曾获全国劳模称号,中科院学部委员。
林兰英,美国宾⼣法尼亚⼤学博⼠。1957年回归祖国,在中科院物理所⼯作,是著名的半导体材料专家。先后研制出中国第⼀根硅、锑化铟、砷化镓、磷化镓等单晶,80年代开创性提出在太空失重条件下控制砷化镓的设想,被誉为“太空半导体之母”。当选中科院学部委员。
麻省理工申请条件
成众志:成众志叔叔成仿吾,成思危之⽗。1956年哈弗留学回国。1956年物理所固体电⼦学室主任,后到半导体所任晶体管电⼦学室主任。参与讨论《1956--1967年科学技术发展远景规划》,提出《全国固体电⼦学发展规划建议》。在晶体管性能测试和应⽤、固体电⼦学⼈才培养、电⼦学发展诸多⽅⾯做出了贡献。在回国前与美国科学家罗⽆念撰写了⼀本很有影响⼒的专著《晶体管应⽤》,并在著名的半导体“RCA实验室”⼯作近⼗年,回国时受到周总理的接见。直到晚年,他和他当年所领导的团队才被重新评价,确认他是中国半导体电⼦学的奠基者和开
拓者,为中国航天事业和国防事业做出了⽆私的奉献。
除了中科院的“四员⼲将”以外,在为我国早期半导体晶体管研制倾⼼奉献并做出巨⼤贡献的还有黄昆、谢希德和黄敞等。
黄昆,50年代的黄昆已有很⼤名⽓,他在1945年考上庚⼦赔款公费留英⽣,师从诺贝尔奖得主波恩教授,后任利物浦⼤学物理系研究员,先后已有“黄昆散射”、“黄—佩卡尔理论”、“黄⽅程”等研究成果。1951年回国,先后担任北⼤物理系教授、中科院半导体所所长。黄昆的“多声⼦模型”、“半导体超晶格光学振动的系统理论”、“黄朱(朱郭芬)模型”等成果蜚声国际科坛。黄昆是新中国第⼀批学部委员,是荣获国家最⾼科技奖的中科院院⼠之⼀。
谢希德,1947年赴美留学,在MIT获得理论物理学博⼠。1952年底回到祖国,在复旦⼤学任教授。1956年和黄昆等奉国务院调遣,赴北⼤联合筹建半导体专业组。在缺少资料的情况下,与黄昆合作编著出我国第⼀部《半导体物理》教科书,这本教材很长时间成为我国固体物理和半导体物理专业学⽣和研究⼈员的必读书。后担任复旦⼤学校长,当选中科院数学物理学部委员。
黄敞,1953年获哈弗⼤学博⼠,1953年回国在北⼤任教授。后请调到计算所的半导体室⼯作。1965年3⽉调赴中科院156⼯程处,从此开始了他的航天微电⼦事业的⽣涯。156⼯程处后组建为七机部771所(现航天771所),先后任771所副所长、研究员、科技委主任等职务。1986年3⽉调赴北京,任航天
部科技委常委。为组建新的以国防微电⼦为重点⽅向的772所,黄敞亲⾃上书中央领导,⼒陈我国国防微电⼦事业的重要性、特殊性和迫切性,直⾄中央领导亲⾃批准772所的开⼯建设。前后历经⼋年,被同⾏类⽐为“⼋年抗战”,这是黄敞晚年在我国国防微电⼦领域做出的最重⼤的贡献。
我国第⼀⽀晶体管的诞⽣
⼏年前⼀次偶然的机会,我见到了早已推崇备⾄的吴锡九先⽣。我问他还记不记得当年第⼀⽀晶体管的研制情况,年近⼋⼗的吴⽼精神矍铄记忆⼒惊⼈,向我讲述了当年第⼀⽀晶体管诞⽣的故事,其详细过程和了解程度就像昨⽇才发⽣的⼀样。
1956年周总理挂帅制定了⼀个“⼗⼆年科学技术发展规划”,这是⼀个全国⼀盘棋的长远发展规划,这个规划确定了优先发展“两弹⼀星”的任务,并提出了“四项紧急措施”。为此科学院在原来基础上,紧急再建⽴四个所:半导体所、计算所、电⼦所、⾃动化所。⼗年后,⼜增加了“第五项紧急措施”,建⽴微电⼦所,以适应发展前沿新兴科学的需要。
“四项紧急措施”的核⼼任务之⼀,就是要在我国⽴即开始半导体科学技术的研究。当时的条件没有专业⼈才,也没有进⾏过相关的课题研究,没有试验设备和可参考的技术资料,⼀切从零开始。于是,第⼀个攻坚战就是研制出我国的第⼀⽀晶体管。只有研制出晶体管,才能进⼀步研制出计算机,才能完成“两弹⼀星”需要的⼤量计算任务。所以,晶体管⾄关重要。
1956年开始的这场攻坚战,从两个⽅⾯组建团队:⼀个是以应⽤物理所和⼗三所为主,组织有关研究院和⼤专院校的⼀批科技⼈员,集中到中科院应⽤物理所(1958年10⽉改名物理所),进⾏半导体设备、材料、器件和测试的科研攻关。另⼀⽅⾯,由北京⼤学接收五所重点⼤学选出来的师⽣,集中在北⼤进⾏半导体专业⼈才的培养。
中科院的团队由王守武负责,下设三个研究⼤组。⼀个是半导体材料⼤组,王守武兼组长。另⼀个是器件⼤组,吴锡九任组长。器件组下设三个⼩组,晶体管⼩组、⼆极管⼩组、化学腐蚀⼩组。第三个⼤组是电⼦学组,成众志任组长。
团队组建后,我们⼜“能者为师”,开展培训⼯作。1956年8⽉在北京举办半导体全国讲习班(感觉和“农民运动讲习所”很像呢!),讲习班主讲由王守武、吴锡九、成众志承担。王守武主
讲“晶体管的物理基础”,吴锡九主讲“晶体管设计和制造”,成众志主讲“晶体管性能测试及应⽤范围和限制”。
研制晶体管,第⼀关是设备。为了早⽇研制出制作晶体管的设备,研究员们深⼊到⼯⼚,和有经验的师傅⼀起研究、设计这些设备。经过多次反复,终于做出⼀批符合要求的设备,如锗单晶炉、铟球制备设备、测量区域熔化和拉单晶的设备、测量电阻率以及少数载流⼦寿命等设备。另外还⾃制了合⾦炉、⽯墨⾈、⽔晶管等⼀批器⽫。
在化学⽅⾯,与化学所及相关部门合作,⼀起想法设法使各种化学试剂和⽓体达到半导体要求。同时将合⾦出来的PN结进⾏解剖和分析,通过切、磨、剖等⼯序,在显微镜下观察PN结以控制合⾦过程。
说到这⼉,吴⽼拿起⼀把插在上⾐⼝袋的⼩梳⼦,⽤习惯性的动作理了理⼀丝不乱的头发,继

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