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中国芯片往事

2020-03-18 16:49   来源: 互联网

一、引子

1957年1月6日上午,美国旧金山海岸的候船室里,一位身着紫色旗袍的中年女子坐在靠窗的一排沙发上,窗外是繁忙的码头和碧蓝辽阔的太平洋。

女子约莫四十岁光景,但仍然气质出众,眼神明亮且睿智。此时此刻,她看起来似乎兴奋中略带焦急,眼睛时不时望向手腕上的表。

当时针大约指向十点时,女子身边走过来三个人,两男一女。其中一个男人用绅士的口吻问道:

“您是林兰英博士吗?”

“是的,我就是。”女子一边答应一边起身,神情中隐隐透露些不安。

“林女士您好,我是海关的工作人员,这两位刚才一直在寻找您。”说话的男子将手引向身旁的一男一女。还没等林兰英打招呼,他们就先出示了证件:

原来是美国联邦调查局的调查员。

这两名调查员对用一种不容拒绝的语气对林兰英说要检查一下她的行李,然后就将林兰英领到码头运送行李的地方,空荡荡的栈台上只放着林兰英的两只行李箱,其他的行李都已被运上船。

看到自己的行李箱,林兰英的心脏开始收缩,因为紧张。但此情此景,她只能强作镇定,配合调查员的要求打开自己的行李箱。

这两名调查员似乎要寻找什么,但在行李箱里一阵翻腾之后,无所收获。可最后,他们在箱底翻到了一个纸包装的盒子。

“这是我买给母亲治肺病的药,请你们轻一些。”林兰英接过这个纸盒子,向调查员解释道。说着,她将纸盒打开,将里面的药瓶拿出来给他们看。这些药瓶里装的是紫黑色的液体,瓶口密封得很好,药名、生产厂家、生产日期什么的也很齐全。

调查员将药瓶拿在手里端详了一会,没发现什么可疑之处,也就将瓶子放了回去,接着去检查第二个行李箱。

第二个箱子里,主要是一些书籍、笔记资料之类的杂物,另外,也有一盒药。

“这些也是治肺病的药,和刚才那个箱子里的一样。”林兰英取出药盒,语气平缓地要把药盒给两名调查员看,但手却在轻微地颤抖。

天知道,此刻她的心正因为紧张而“砰砰砰”地撞击胸腔。

不过,可能是因为刚才已经检查过药盒,两名调查员并没有对药品过多怀疑,而是对行李中的笔记、资料兴趣浓厚。他们一页一页地核对这些笔记、资料,怀疑这些资料中包含美国的国家机密。

但让调查员失望的是,他们并未在林兰英的笔记中发现什么可疑信息。最后,在强制搜身后,只得悻悻地扣下了林兰英一张6800美元的旅行支票。

……

轮船的汽笛声淹没了码头的嘈杂喧哗,这艘名为“威尔逊”的客船缓缓驶出港口。

它的目的地,是遥远的东方,是中国。

林兰英站在轮船的甲板上,粘稠潮湿的海风扫在脸上,带着一丝海腥味。她看着远方渐渐缩小的码头和更远处的摩天大厦,又看看脚旁的行李箱,心跳渐渐平复下来。

那两名调查员不知道的是,在他们放过的第二个行李箱的药品盒子里,装的是500克锗单晶和100克硅单晶——这正是他们费尽心机要寻找的东西。

这些锗单晶和硅单晶是美国法律规定的禁运物品,是制造半导体晶体管的半导体材料,是林兰英在美国留学时期的学习成果。

▲在美国时期的林兰英

它们更是林兰英要献给祖国母亲的礼物。

二、英雄

上面这一段,其实是新中国成立后,很多在半导体领域学有所成的留学生们回国经历的真实写照。

1955年9月的日内瓦会议中美大使会谈,中方一个重要的目的,就是争取在美留学生和科学家回国。

虽然这次会谈最终没有实质性结果,但事实上,新中国成立后,在中方的努力下,仍然有一批科学家先后突破美方的重重阻碍和刁难,回到了祖国。例如我们熟知的钱学森先生。

林兰英也是其中之一。在芯片半导体领域,还有一些如雷贯耳的名字:黄昆、谢希德、王守武、夏培肃……

也许,你没有听说过这些名字,但他们都是上世纪五六十年代新中国半导体领域发展的奠基人,为中国半导体行业的起步做出了不可磨灭的贡献。

1956年6月,在周恩来总理的主持下,国务院制定了《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》,这是中国半导体技术攻坚战的开始。当时,北京大学联合复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学开设了半导体物理专业,专业的主任和副主任分别是黄昆、谢希德。

黄昆1941年毕业于燕京大学,随后到西南联大攻读物理系研究生。当时年仅二十出头的他,天资聪颖,曾与杨振宁、张守廉并称物理系“三剑客”。从西南联大毕业后,黄昆即留学到英国。

▲在英国时期的黄昆

在英国期间,初出茅庐的黄昆就提出了关于杂质和缺陷X光的散射理论模型,这一模型后来被证实。因为成绩优异,黄昆被诺贝尔奖得主玻恩看中,两人共同完成了固体物理学领域的权威专著《晶格动力学理论》。

1951年,黄昆毅然回到百废待兴的新中国,在北京大学任物理系教授,并参与创建了中国第一个半导体物理专业。他与谢希德合著的《半导体物理学》至今都是我国理工专业以及科研人员必读书目。

▲黄昆(前排左二)和北京大学第一届半导体方向毕业生留影

谢希德女士在1947年赴美国史密斯学院留学,后又转入麻省理工学院专攻理论物理,1952年,她在辗转多地后终于同爱人曹天钦回到祖国。

回国后的谢希德长期在复旦大学担任科研和基础教育等工作,对推动中国以及国际半导体行业的科研理论发展做出了重要贡献。

▲黄昆和谢希德合影

前面我们说到的林兰英女士在回国后的第二年,就负责研制成中国第一根硅单晶,这仅比美国晚一年。

▲1958年,林兰英主持研制的中国第一根硅单晶

1961年秋天,在林兰英的带领下,中国第一台开门式硅单晶炉制造成功。1962年,林兰英又主持拉制出了中国第一根无位错的硅单晶。

▲林兰英在应用物理所工作

1962年,林兰英又采用水平布里奇曼生长法,成功为我国制备了砷化镓单晶。砷化镓是第二代半导体材料,非常重要。

▲林兰英等研究组研制的大尺寸砷化镓抛光晶片

而林兰英及其科研组制备的砷化镓单晶,在制备纯度和电子迁移率等方面都达到了国际领先的水平。

其实在林兰英之前,1957年,同是半导体科学家的王守武就在北京电子管厂拉制出了中国第一根锗单晶。次年初,王守武又与同事合作,研制了我国第一批锗合金结晶体管。

▲王守武先生

这里插一句,北京电子管厂就是后来中国显示面板企业京东方的前身,IT之家在之前介绍中国显示面板产业的文章中讲到过,详见IT之家《国产屏幕40年崎岖坎坷逆袭路,炼就全球第一、第二》一文。

王守武1945年考入美国普渡大学深造,1950年即回到祖国。1957年林兰英博士回国时,他曾第一时间前往林兰英所住的宾馆,动员她到当时中国的半导体工作组担任材料研究组的组长,研究硅单晶的拉制。因为在当时硅是比锗更先进的半导体材料。

▲锗晶体管

1958年,王守武组织创立了我国第一家生产晶体管的工厂——中国科学院109厂。这个厂在当年各项条件都很艰苦的环境下,奋斗到1959年,为我国109乙型计算机提供了大量所需的锗晶体管。

▲中国科学院109厂旧址

同年,王守武受国家科委和中科院的委托,开始筹建中科院半导体所,并于1960年9月成立中科院半导体所,这标志着中国半导体工业体系初步建成。

1959年前后,中苏交恶,苏联停止了对中国的技术援助。但全球半导体产业发展的步伐不会等人,美国的仙童公司已经研制出了可用于大规模量产的集成电路。

而在这种困难的环境下,上面我们提及和未提及的中国科学家们仍然在用自己过硬的技术和能力紧追世界的步伐。他们在1965年研制出了我国第一块集成电路,比美国相差不到7年。

接下来,中国就进入了“轰轰烈烈”的十年动乱期。


责任编辑:andy
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