2017年10月12日,中国半导体业界、学界数十位响当当的人物齐聚北京,为90岁的黄敞庆贺。他们中的大多数或曾受黄敞教导,或曾受其荫泽。
在那场以“中国芯 航天情”为主题的庆典活动上,中国半导体行业协会为黄敞颁发了“终身成就奖”,以感谢这位老人对中国半导体集成电路技术和产业作出的贡献。
行业协会公布的文件,形容黄敞是国际半㊣导体器件学科的先行者、中国集成电路发展的引领者、中国航天微电子与微计算机㊣技术的奠基人,同时亦桃李满天下,为中国微电子技术发展培养了一批中坚人才。
中国航天科技集团有限公司九院科技委副主任赵元富感慨,去年的庆典算是给先生多一些温暖,少一些遗憾,“这是这么多㊣年来,我们这些学生唯一能给他做的一点事。”
年轻时从西南联大走入哈佛大学,又坚定告别美利坚回归祖国,“隐身”三线埋㊣头苦干、一项项研发成功应用于制导计㊣算机,直至退休仍在演算公式、指导学生,黄敞一生都投入在中国航天微电子和集成电路事业上。
1958年排除险阻归国的路上,黄敞眼㊣前是羸弱中国的崛起之路,心中是义无反顾的报国热忱。一个甲子后的今天,他那些坚守在半导体行业的学生面前,是工业中国的强盛之路,艰难程度与当年难分上下。
有的人在迈进世界知名学堂的时刻,已到达人生的顶峰,黄敞显然并✅非其一。家庭教育和学校教育除了锻造他✅的学识和能力,也在他心里埋下了信念和种子。
公开资料显示,黄修青在民国时期参与筹办了中央电工器材厂,南京解放前夕,他和工人多方努力,使得南京有线电器材公司生产设备保留✅下来为什么硅片㊣是紫色的,并完整㊣移交新政府。
黄敞在1934年9月进入南京五台山小学学习,后随父母搬迁,几经转学,1943年高中✅毕业,考取昆明西南联合大学电机系。
彼时国难当头,清华、北大、南开、浙大、交大等高校均被迫西迁。条件艰苦不说,师生生命亦受战争威胁。
哲学家冯友兰之女宗璞曾回忆道,“联大㊣师生无论遇到怎样的困难,从未㊣对教和学有一点松懈……一九四二年以前,昆明常有空袭,跑警报是家常便饭,是每天㊣的必修之课。师生们躲警报跑到郊外,在乱坟堆中照常上课。据联大李希文校友记忆,冯友兰先生曾站在炸弹坑里上课。这表示一种不屈不挠的精神:在废墟里也要上课。”
那时还发生了一件事情,即文人朱自清“宁可饿死,不领美国救济粮”。黄敞也在朱先生发起的《抗议美国扶日政策并拒绝领㊣取美援面粉宣言》上签名并退还“配购证”,表达对内战㊣✅的抗议。
忙碌学习之余,黄敞与在麻省Radcliffe研究院(哈佛大学女校)读书的杨樱华相识相恋,两人成为未来半个多世纪的亲密伴侣和互相扶持的伙伴。
博士毕㊣业后,黄敞受聘于雪尔凡尼亚(Sylva-nia)半导体厂,工作后期,他主持先进工程部工作,已有二三十名高级助手。
“他在雪尔凡尼亚做部门主任的时候,台积电(TSMC)的张忠谋刚刚进入他的部门。那时,他在美国已经取得了一定的成✅绩,在行业内比较有名。”武平说。
武平的妻子许娟在上世纪80年代㊣也跟着黄敞、杨樱华攻读博士研究生,她曾从杨樱华那里见到两位导师和王安夫妇在哈佛的合影。
王安曾创办美国最大的计算机公司——王安电脑,是华人早期创业的成功代表。“那时王安如日中天,王安电脑犹如现在的IBM、Microsoft。从合✅照㊣能看得出,老师当年的状态。”武平谈到。
1947年12月23日,美国贝尔实验室成功演示了㊣第一个基于锗半导体的具有放大功能的点接触式晶体管,标志着现代半导体产业的诞生。肖克利、巴丁和布拉顿均是研究小组的成员。
到上世纪50年代末,德州仪器的基尔比和仙童半导体的诺伊斯发明集成电路时,没有多少人能想象,这个玩意所蕴含的巨大生产力。
他把研究重心放在了晶体管理论及制作工艺上,通过在美国多家著名企业和院校进行晶体管理论与技术的探索研究,系统论述了晶体管理论和应用,发表论文20余篇,获得美国专利10项。这些㊣成果至今仍是世界半导体、晶体管和抗辐射集成电路开发研制的重要基础。
但黄敞夫妇在那时收到了新中国的召唤,科技强国的信念促使他们选择了另一条路,一条他们在心中计划了无数遍的路。
两人经英国、法国、瑞士、荷兰、西德、意大利、希腊、埃及、印度、泰国、卢森㊣堡㊣等国,于1958年11月到达香港,1959年3月回到北京。黄敞随后被安㊣排在在北京大学、中国科学院计算技术研究所任职任教。
1962年10月按应届毕业生分配到了中科院计算所二室101组(固体电路组)工作。一进实验室,四壁空空,只看见㊣一个年青人,身穿白大褂,蹲在㊣一个电炉旁边,炉上有一个玻璃烧杯,里面有几块指甲盖大小的紫蓝色硅片,他说:“这是要做二极管的”。我心里暗想,似曾相识!后来才了解到,本组是由1959年刚回国的青年科学家黄敞研究员领导,他还在北大讲授半导体器件课,1952年美国哈佛大学毕业后即从事晶体三极管的创业工作,应该属于㊣晶体管的创始人之一。
回过头看,夫妇俩的归国计划并非多虑。新中国成立之初,百废待兴,、周恩来等国家领导人号召旅居海外的科学家和留学生回国参加建设,后来被称作“导弹之父”的钱学森,回国路便走了5年之久。
华润矽威科技(上海)有限公司总经理萧硕记得,“先生曾很确㊣定地告诉过我们,他是受到新中国的鼓舞,要回来㊣为国家做贡献,为自己的国家工作的感受和在美国是完全不一样的。这和先生的背景、经历都有关系。”
“黄先生那样的老一辈学者能下决心回来很不容易。”萧硕说,“我们很多学生回✅来,都是因为看到中国发展得很不错了、有好的机会,和先生当年没法比。”
他曾对《卫星应用》记者谈起,“新中国的建立对我们充满了吸✅引力,钱学森的回国更坚定了我们回国的决心。因为那个时候是不让我们回来的,我们走之前美国政府警告我们不要回国,所以就选择了环球旅行㊣的方式回国。”
此番回国,黄敞只能把30多万美金的身家留在美国。据他的学生,华润微电子常务副董事长陈南翔讲述,这笔钱被美国冻✅结,直到70年代基辛格秘密访华后才得以解决归还,黄敞把钱✅一分为二,一半交了㊣党费一半捐给了保育院。
1958年,黄敞拒绝了德州仪器待遇优厚的工作机会,以环球旅行的名义回到中国大陆。与此同时,张忠谋入职德州仪器,经过十余年奋斗成为公司的第三号人物。据黄敞之✅子黄迪惠及多位学生讲述,张忠谋是在黄敞的推荐下去了德州仪㊣器。
1958年后的黄敞,以及诸多深信“科技强国”理念的科学家,将耗费更长的时间、更艰难的付出,为一个工业国家的崛起打下基石。
根据曾担任✅中科院党组书记、副院长的张劲夫的叙㊣述,中国第一枚导弹1960年发射成功,但它的射程太短,更不✅能✅用来发射、氢弹。钱学森又提✅出,一定要进一步地搞高能燃料,加大✅它的推力、速度,要越过太平㊣洋。
火箭是远程导弹的载体。“火箭里✅面还要有小型计算机,叫弹上微型计算机,用来控制哪一节✅火箭什么时候脱离开来。要研制小型的计算机,任务交给刚回国的年轻科学家黄敞负责,他是搞大规模集成电路的。”张劲夫说。
时㊣任156工程处✅副主任何绍宗回忆,中科院为了承担导弹控制系统计算机的研制任务,1965年8月8日,在科学会堂召开党组会,决定将与微电子㊣有关的计算所(11研究室,13研究室)、物理所、电子所、应化所、西北计算所、东北物理所等六个单位的七个研究室,组建为中国科学院微电子学研究所,代号156工程处。
按照当时建立三线工程处选址在陕西临潼距县城一公里半的骊山脚下。在临潼进行基建的同时,专家们首先在北京中关村全面开始了研制工作。
“计算机专家吴几康、沈绪榜;半导体专家黄敞、吴锡九,半导体化㊣学专家沈天慧、何泽仁、阮洪义等都集中到了这里。中国科学院党组副书记裴丽生同志在接见大家时,把为了尖端科学事业从全国各地专家集中到一起叫‘牵牛入社’,给同志们留下了✅深刻的印象。”
专家们不分昼夜地苦干,至深夜办公楼仍灯火通明。终于,1966年国庆节㊣前夕,中国第一台自行设计、自行研究制做的集成电路的空间计算机在中关村问世。
“告别仪式上,好几位跟黄老一起共事过的老人讲起,那时没有高精密器件,只能拿着锯子从硅晶上切下硅片,再手工打磨,磨平后在上面做非常精密的半导体元件。”武平感叹,“听他们这么讲,我觉得都不㊣可想象。”
赵元富也说起,那台如今展示在航天九院的微型计算机全部靠自制的晶体管搭建而成,“打完后摔到地上,拿回来还在运行,可靠性极强。”
20世㊣纪六七十年代,面对十分薄弱的工业基础和艰苦的物质条件,黄敞主持研制了我国航天集成电路系列,从TTL双极小规模、NMOS中规模到CMOS大规模集成电路系列,成功应用于我国研制的各型号战略导弹和运载火箭制导计算机——黄敞的生平介绍上评价道,他是中国航天微电子与微计算机技术的奠基人。
不仅于此。两弹一星的成功研制标志着中国国防工业从无到有、从有到强,中国军事实力和工业实力的提升,促使地缘政治格局发生变化。这一切又为后人的进取奠定了基础。
1969年,肩负战略使㊣命的771所搬迁至临潼。某种㊣程度上,这对身处“文革”时期的黄敞是✅一种保护。
黄迪惠便在那时跟随父母到了临潼。在他的记忆里,临潼生活艰苦,父母都是南方人爱吃大米,但每个月三十斤粮食领到手的只有白面和红薯,用煤全靠自己把煤粉和成煤块,做成蜂窝煤再晒干使用。
曾在771所工作过的张太峰也在回忆文章中写道,当时条件很艰苦,主食主要是红薯和玉米,每月半斤肉、半斤油,用蜂窝煤取暖和做饭,但黄先生毫无怨言,与大家✅同甘共苦。
夫人杨樱华支持黄敞的选择,也跟着吃苦。她是香港人,因为海外关系,一个哈佛大学应用物理㊣系✅毕业的博士很长一段时间只能在资料室工作。
“我外公去世很早,外婆在六十年代来过几次,‘文革’后就完全没㊣有联系了,到了70年代末,我父母才经过朋友转信给在香港的外婆。”黄迪惠说,“我父亲一直✅很尊重我母亲,他知道母亲为了他牺牲了很多。”
黄敞在回国后即开始培养研究生,“文革”期间中断。1978年恢㊣复研究生教育制度后,他率先在 771 所组织了以他为首的导师组,开始招收和培养硕士、博士研究生,同时还在西安电子科技大学、北京师范大学带研究生。
当时,国内半导体专业能够带研㊣究生的导师仅是个位数,除了黄敞,其他还有㊣李志坚,林兰英,王守武、王守觉兄弟等。
萧硕、陈南翔,以及后来担任过771所总工程师的刘文平、民族证券总工程师的马光悌是同届,都是在1982年到的临潼。
从北京初到临潼,萧硕眼前一片荒凉,“那里除了有华清池和秦始皇陵两处名胜,其他地方和农村基本一样。关键是刚✅到那,我们就被告知不能走了,这辈子都只能在那儿,很失望和沮丧。”
转变发生在他看到771所的设备以后,“我们所里的设㊣备在全国是一流的。当时国际最先进的4英寸生产线对中国禁运,国内一共有3条3英寸线所,从日本进口。”
黄敞的教学方式让学生颇难以接受,其严厉更是让学生“胆战心惊”。只是到✅了后来,说起黄先生的教学方式和人生影响,他们表达了比感激更为复杂的情绪。
“他说的话把我们给气坏㊣了,他说,‘我培养的是工程✅师,我不培养科学家。你们读那么多书没用,我来给你们上✅课。’”陈南㊣翔回忆。
陈南翔等人到研究所报到将近一个月,黄敞㊣才给上了第一堂课,讲解一本关于“VLSI设计”的英文书。
“这么厚㊣的一本书,他从头到尾一个下午给我们讲完了。”陈南翔拿手比划着书的厚度,“他先把数字逻辑给㊣你讲了,把逻辑门的结构给你讲了,再把㊣门之间的搭配能做出什么东西给你讲。基本上一本书的核心是什么,你就全听明白了。”
过去大学㊣㊣老师上课常常要在黑板上板书,但黄敞只写一些关键词、专业词汇。上完课还要✅考试,逼着学生回去继续啃厚厚的英文书,这被陈南翔形容为“一场灾难”。
黄敞授课几乎都是带着学生学习进口书、英文文献。他还给学生讲授英文课,一口流利的英语给学生留下了深刻印象。
事实上,黄敞只要求学生上两门课,一门叫做基础课,由他自己教学;另一门叫做实践课,他定了四个字——“摸爬滚打”。
不允许学㊣生到哈工大去上基础课,取而代之,黄敞要求学生全部到生产线上“摸爬滚打”。学生的第一年全泡在㊣㊣生产线上,久而久之都练成了熟练工。
譬如,陈南翔和刘文平先是分到了专做双极集成电路的研究室,这个研✅究室后来走出✅了中兴通讯的老领导张太峰、侯为贵。
两人㊣从打杂开始。“那时的净化服是上身一件、裤子一件,底下㊣穿个拖㊣鞋,袜子露在外头,清洗硅片的时候经常有酸、碱溅到身上,把袜子烫的全是洞。”陈南翔㊣回忆。
两个月后每个工段都要㊣考试,“氧化做过,扩散做过,光刻做过,蒸发㊣我㊣㊣也做过,给我评定级别最高的就是光✅刻了,相当于一个五级工。”
这还不够,黄敞要求学生㊣每人做一台设备。之后的两个月,陈南翔要从实验室的犄角旮旯里找到氧化炉所需的各种材料——炉管、炉丝、温度控制器等等,拼搭、清洗,再拉恒温㊣㊣区,然后做氧✅化、测试、C-V(电容-电压)测量。
到了第二个学期,陈南翔和刘文平又被安排到线路班,做芯片的㊣反向设计。他们学习把A㊣MD开发的四位处理器AM2903开封,拍照,接着把pin(管脚)、I/O(输入、输出)一个个翻译,把整个电路图弄清楚,然后画版图、刻虹膜。
“我们到生产线上和研究员一起做各种各样的实验、测试,当时觉得㊣没有太大意义,现在来看,那些771所毕业的学生理论结✅合实际㊣的能力很强,这和当年黄先生的教学方法分不开。”
中科院计算所研究员、龙芯处理器负责人胡伟武今年在反思中兴通讯事件时说,中国当下2600多个计算机专业点,都在教学生怎么用计算机而不是教怎么造计算机,就好像一个汽车专业只教出了一堆驾驶员。放到黄先生的“课堂”上,这是完全不存在的。
“黄先生给我们改文章的时候,第一一定是改题目,第二是改前言跟结尾。他改完后,你立马觉得文章上了一个层次,他能找到你这做这项工作的意义跟定位。”
多年后赵元富在㊣带研究生时,延续了导师的思路。“我要求㊣学生,不管做哪方面研究,一定先写一篇综述。你可能只做了一颗螺丝钉,但你要知道这颗螺丝钉在整个系统里的地位跟作用,那样你才不会看到螺丝钉而自大,也不会因为只做了螺丝钉而自卑。”
他曾向陈南翔解释,工程师和科学家的思维方式不一样,工程师遇到问题的做法,是把复杂问题简单化、简单问题再解决;科学家则是把简单问题复杂化,复杂㊣之后寻求新㊣知识上的突破。
“他希望我们有工程师的思维方式,遇到问题时简单化再加以解决,朝前走。”陈南翔说,“中国产业界现在最需要的是一大批优秀的工程师。大学教育都冲着培养科学家去,这不行。”
到今天,中国航天微电子已基本实现了㊣自主可控,部分宇航集成㊣电路产品已进入国际市场,实现了从㊣依赖进口到出口的重大转变 。
在赵元富看来,航天微电子领域经过几十年努力得以取得突破的原因,一是因长期被“禁运”只能自力更生,二是得益于国家长时间重点支持,三是黄敞等老一辈科研工作者坚守岗位,培养了一批人前仆后继。
2015年年底,华创投资联合华润微电子发起对美国仙童半导体(Fairchild Semiconductor)的收购,在业内引起巨大反响。
“收购美国仙童的时候,我给陈大同(华创投资投委会主席)讲了一个故事。他问,‘你想好了?’我说,‘我真想✅好㊣了。’”陈南翔讲起。
这个故事说的是,在一㊣次文献课上,学生念错了“San Jose”的发音,黄敞特意把它写到黑板上,问,“这是什么?”大家答不上㊣来。
黄敞在“San J㊣ose”的下面写上“Silicon Valley”,再下面写“Fairchild”。然后,他指着“San J㊣ose”说,这是个拉丁语发音的地名,叫圣荷西,美国的硅谷就在这个城市,硅谷是全世界做半导体的圣地,而这个圣地里的一个明珠企业,叫做仙童半导体。
“我们这些同学有一个特✅点,就是出国走向全世界各地,但最终一定要去硅谷。总有一种感觉,硅谷是做半导体的圣地,有如名川大河,不可不去,但不㊣可✅久留。”陈南翔谈到,“实事求是说,这是黄敞老先生给埋下的。”
“不同的人回国的原因不一样。一方面中国半导体行业创造了机会,另一方面这些人也有报国的想法,黄先生的经历对大✅家有影响。”武平坦言。
武平曾在一篇回忆文章中写㊣道,在国✅内的行业内,获得过国家科学技术进步奖一等奖,就已经有相当的资格评上院士。先生获得国家授予的科学技术进步奖特等奖,获国外多个院士头衔,并且先生还是“文革”后,于1979年第一位在国际顶尖专业杂志IEDM上发表论文的国内专业人士,但他却一直没有被评为院士,我们多位弟子也很替先生不平。但先生非常淡然,多次说,回国就是“为国✅家做事”。
“他是行政领导,又是科研带头人,同时还带了一大批研究生,要上课、指导论文,几乎㊣㊣没有星期㊣㊣天。经常外地出差回来,吃过饭之后就召㊣集学生,我们当时有个词叫‘黄先生召见了’。我跟他很多的讨论,几乎都是在晚上,甚至在深夜。”
“我们一方面做技术,一方面也为中国半导体行业做很多事情;不仅操心公司事务,也操心中国的半导体事业如何发展。这些都是受黄先生的影响。”萧硕说。
1996年从原航天部✅科技委退休后,黄敞仍未停止研究工作与人才培养工作,也依然关心航天微电子与微计算机事业的发展。
黄✅迪惠✅很晚才知道父㊣亲整日里在忙些什么,“退休以后,他有时才得意洋㊣洋地讲起过去㊣的事情,说到两弹㊣一星上面的电路、计算机,很多是㊣他们做的。”
“他多多少㊣少㊣也有一些遗憾,国内微电子水平没有能够达到世界先进水准,但他也是用一生尽量为国家做点事情。”黄迪惠说。
“有一次我去看他,他拿出他做的笔记,那么大年龄了还在演算公式,记了厚厚的一本硫化铟镉催化剂。他退休后还申请了一些专利,最后都赠送给了771所。”赵元富说。
2010年10月,黄敞回到当年✅奋斗过的771所,发表了热情洋溢的演讲,鼓励✅年轻人为中国航天事业的壮大发展做出更大贡献,并将退休后与夫人杨樱华等人研究取得的“偶载场效应✅管及其集成电路”、“三维✅场效应管及集成电路”等专利和成果赠给了771所。
黄敞和同事白元根在2009年发表署名文章《一个前沿科技的艰难崛起》,其中回忆了中国在1961年初,为赶上国际尖端科技,首次提出的微型固体组件(即集成电路)研究项目——“0515”微型✅㊣电路研制项目。
1961年,“0515”项目组研制出了中国第一块锗集成电路,次年又开始了硅集成电㊣路的研究工作。
“我们应当记住历史:当年物理所(同计算所合作)研制出的那小小的第一块锗集成电路,实际上标志着我国微电子技术的崛起,是它完成了开创我国早期微电子技术的历史性使命,并为后来我国微电子技术发展打下了先行基础。”黄敞写道。
他举例㊣道,如果美国不让硫酸进来,中国的12寸线基本瘫痪,说明✅化工工业不行;硅片不行,说明材料工业不行;金属靶材不行,说明冶金工业不行;很多生产装备做不了,说明机械加工能力也不够。集成电路是一个化工、材料、装备、冶金等㊣多学科交叉的产业。
他认为,现下发展集成电路产业,器件、技术、装备都得从美国进口。这意味着,中国要做好集成电路,需要的是工业基础的整㊣体强大。
武平也坚定认为,“要提升中国的工业水平,实现经济转型、产业转型,那么半导体产业就一定要做。现代工业如果芯片不做起来,就别想成为强国。”
黄敞和同㊣事的顽强,为中国现代工业的发展找到了一把钥匙。60年后,他的学生将站在他的肩膀上,继续求索。
2017年10月12日,中国半导体业界、学界数十位响当当的人物齐聚北京,为90岁的黄敞庆贺。他们中的大多数或曾受黄敞教导,或曾受其荫泽。 在那场以“中国芯-尊龙凯时人生就是博·「中国」官方网站-尊龙凯时人生就搏
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