落后就要挨打！摒棄跟隨者心態向“1”突破，中國第一塊集成電路誕生記

“任何一個人或組織，來到這個世界上，都有自己的使命。集成電路不僅是我的專業和興趣，還代表著一種莊嚴的使命，因為集成電路是一個國家的工業食糧。在IT和移動互聯網時代，它就是互聯網背后的基礎性行業技術。” 紫光集團董事長趙偉國曾這樣闡述自己的“集成電路”使命感。

而集成電路產業發展之路的基石，就是一批批有著將使命感融進自己事業中的各個時代的英雄們所鋪就的。“潮平兩岸闊，風正一帆懸。”1965年冬，在王守覺教授的領導下，硅平面管和集成電路研制成功，國產的030 計算機采用集成電路比國外僅晚了兩年。


半導體科學技術的“原始積累”

1950年，剛成立不久的新中國，百業待興。此時，我國在半導體科學技術領域的積累幾乎為零。這一年，25歲的王守覺沒有跟隨暫設上海的研究單位遷回北京，開始找工作。而大他6歲的三哥、剛剛在美國普渡大學獲得博士學位并留校任教的王守武，攜妻帶女搭乘“威爾遜總統號”郵輪，從舊金山出發經香港回到祖國。

1950年底，王守武受聘于中國科學院應用物理研究所（以下簡稱應用物理所，后改名中國科學院物理研究所），并從一次偶然的修理氧化亞銅整流器開始，逐漸進入半導體研究領域。

在王守武之后，黃昆、湯定元、洪朝生、謝希德、成眾志、高鼎三、林蘭英、黃敞、吳錫九……一大批海外科學家陸續回國。正是他們的接續奉獻，奏響了我國半導體器件與微電子技術事業自力更生的序曲。他們之中，黃昆、王守武、湯定元、洪朝生4人回國時間較早且時間接近，都在1950至1951年前后。他們也是最早關注并身體力行從事半導體科學技術研究的。

自1953年起，4人在半導體研究方面的討論逐漸多了起來。當時，國外的半導體研究有了較快發展。1954年商品晶體管出現，而當時以“巴黎統籌委員會”成員為首的西方國家對我國嚴密封鎖，我們無法直接進口這些產品或相應的材料。

在4人看來，如果不改變這種局面，就很可能耽誤我國半導體事業的發展。1954年下半年，黃昆、王守武、湯定元、洪朝生每周抽出一個下午的時間，專門研討如何發展我國的半導體科學技術。因王守武、湯定元、洪朝生3人都在中國科學院，當時在北京大學的黃昆每次都得騎著自行車從中關村到東皇城根。

他們一起合作翻譯了蘇聯半導體權威學者A.F.約飛的《近代物理學中的半導體》一書，并于1955年由科學出版社出版。1955年上半年，北京大學物理系開設“半導體物理學”課程，由他們4人合作講課。為了引起國內對半導體的重視，他們還籌劃召開一次“全國半導體物理學討論會”。出于各種原因，這次會議直到1956年1月30日至2月4日才在北京舉行。沒想到，會期推遲也為此次會議產生更為重大的影響埋下了伏筆。


摒棄跟隨者心態向“1”突破

在世界半導體的發展歷程中，中國是追趕者的角色，但這并不意味著企業只能以引進的方式發展。

從企業家精神上來說，要摒棄跟隨者心態。引進的技術必然是他國淘汰的落后技術，引進做研究、投入生產會造成落后于市場的不良循環。可以從發達國家引進，但這只是個翹板，最終發目的是超越。臺積電在1980年起家時引進了歐美技術，但最近它以5nm半導體工藝的試產超越了英特爾，實現了行業跟隨者到領先者的身份轉變。

中國半導體業仍需要敢于超越的企業家，而這樣的精神力量正在涌現。1956年，新中國吹響了“向科學進軍”的號角。“要在第三個五年計劃期末，使我國最急需的科學部門接近世界先進水平。”當年1月，周恩來總理在作《關于知識分子問題的報告》時這樣疾呼。烈火中淬煉出的新中國，第一次如此迫切地擁抱前沿科學。

不到3個月的時間里，全國上千位科學家在北京集結，共同制定1956—1967年國家十二年科學技術發展遠景規劃（以下簡稱十二年遠景規劃）。8月，《1956—1967年科學技術發展遠景規劃綱要（修正草案）》編定，提出“發展計算技術、半導體技術、無線電電子學、自動學和遠距離操縱技術的緊急措施方案”，這“四大緊急措施”的具體任務均由中國科學院承擔。

“向科學進軍”的號召發出后，全國上下對半導體事業的發展倍加重視和關注。王守武等人發起的“全國半導體物理學討論會”，吸引了產業界代表、高校學者以及無線電和電子學等方面的科學工作者，影響遠遠超出預期。

在這次會上，王守武作了題為《半導體整流器》的報告。會議籌備期間，兩位旅美科學家——高鼎三和成眾志回國。他們在美國從事半導體相關研究，對半導體科學技術的應用更是洞若觀火。他們在大會上報告了半導體相關器件和技術在海外的研究及應用情況，這對于剛剛起步、正在摸索中的中國半導體科學研究來說十分寶貴。

“這次半導體物理學討論會的召開是甚為及時的。”時任中國物理學會理事長周培源在會議報告的《序言》中寫道，“半導體物理學討論會的舉行，正好為制定這項任務（指十二年遠景規劃中有關半導體技術的建立的任務）的規劃做好準備工作。”


在封鎖和禁運中創造一切

2018年4月，美國對中興通訊的“封芯”事件戳中了中國人的神經。事件本身帶來的反思既包括自主創新的重要性，也涵蓋了產業鏈經營的深刻內涵。對于中國而言，芯片生產所需的精細化學品、高純度硅、封裝材料等原料以及光刻機等精密裝備，都存在海外依賴。在整個芯片的長產業鏈中，任何一個環節的問題都有可能引發區域的行業危機。

歷史告訴我們，沒有一個國家是靠市場經濟將芯片做到世界第一的。全球只有五個區域將半芯片業做到成功，其中有作為集成電路發源地的美國、在集成電路設備和知識產權模塊有優勢的歐洲、作為后來趕超者的日本和韓國、中國臺灣地區，這其中都離不開政府的責任。半導體是資金、技術、人才高度密集的產業，全球三家頂尖的半導體企業英特爾、三星電子和臺積電，它們的成長也并非僅靠一己之力。

一個例子是，在二十世紀七八十年代的日美貿易戰中，日本靠國家力量扶植出一批半導體企業和美國競爭，以至于當時日本企業的銷售價比美國企業成本價還高。此時美國成立了一座國家研究院，聯合17家公司參與做基礎研究并出資分享成果。17個公司間既是競爭也是合作關系。這就是著名的聯合攻關計劃（SEMATE-CH），簡要概括就是聯合研發，避免重復建設，這也是美國半導體趕超日本的契機。當時，我在英特爾任職，曾被派到這個研發中心工作，非常震撼于這種聯合攻關的國家戰略。

自力更生、艱苦創業，成為我國半導體和電子科學事業開拓者們唯一的道路。美國在硅晶體管方面的進展很快引起了王守覺的關注。此刻他已從鍺器件研制轉入硅工藝研究，但他領導的小組還是沿襲過去研究鍺工藝的方案，采用“雙擴散臺面工藝方案”研制硅器件。然而，這種工藝的固有缺陷，導致小組苦戰一年未能取得實質性突破。

“要立即集中研究室力量投入對硅平面工藝的探索！”有著敏銳觀察力的王守覺果斷舍棄已取得一定成果的硅臺面工藝，帶領團隊轉攻硅平面工藝，向高性能、小型化的硅器件發起“沖鋒”。此時，我國相關單位正因研制“兩彈一星”所需的計算機，希望能尋找到更高性能的半導體元器件。王守覺深感，這正是團隊要啃下的“硬骨頭”，他毅然向這項重大任務發起了挑戰。

硅平面型晶體管的研制，成了半導體所的“一號任務”。當時主抓全所業務的副所長王守武也經常深入研究一線，遇到技術難關時，大家常會看到“大王小王齊上陣”“全組上下一起干”的場面。1961—1962年，國家給半導體所二室分配了40多名留學生和國內高校畢業生，補充新鮮血液。在王守覺等人的組織下，他們建立了橫向、縱向結合的研究隊伍，橫向小組主攻工藝問題、縱向小組主攻器件設計。

就這樣闖過一個又一個難關，1963年底，研究團隊研制出第一批超小型硅平面高速開關管和高頻晶體管的樣管，體積只有火柴頭那么大。1964年進一步改進后，其更是小如芝麻，俗稱“芝麻管”。


牢記“落后就要挨打”的教訓

王守覺，我國著名半導體與信息科學家，微電子和ICCAD與神經元計算機領域專家。原籍江蘇蘇州，1925年生于上海，1949年畢業于上海同濟大學。曾任中科院半導體所研究員、室主任、副所長、所長；1980年當選中國科學院院士（學部委員）。

王院士早年參與研究“兩彈一星”所需計算機的基礎器件，解決了高速晶體管化計算機的需要；1963年在我國首先研制成硅平面工藝和平面器件，保證了為中國“兩彈一星”的研制工作做出重大貢獻的109丙機的研制成功。研制成國內最早的4種固體組件，為專用微型機的研制創造了基本條件；他還在模糊邏輯和神經網絡的半導體硬件的實現和模型算法方面做出了系列創新性貢獻。

1978年他在國際上最早發表并研制成了集成模糊邏輯電路，使我國8位D/A轉換器速度提高了20倍。領導研制成功數模混合小型神經計算機"預言神1號"，曾獲國家新產品一等獎，全國科學大會獎、中科院重大成果一等獎等。1990年起，致力于神經網絡模式識別等機器形象思維的基礎理論與實際應用基礎研究,在國家“八五”、“九五”科技攻關中，承擔了神經網絡的實現和應用技術的攻關工作，并屢獲國家大獎。

集成電路的出現是劃時代的，其技術發展到今天，已經深入生產生活的方方面面。而我國硅平面晶體管和集成電路的研制成功，使得國產電子計算機采用集成電路的時間僅比國外晚了兩年。“落后就要挨打”的教訓，讓王守武、王守覺這一代有志科學家勇于穿越戰火、隱姓埋名，擔負起強國的責任和使命。

王守覺常說，中國是發展中國家，只有自力更生才能發展自己、強大祖國。“我們聰明智慧的中華民族，為什么科學上總是在學外國的東西？我的夢想就是什么時候能翻身，什么時候能讓外國中小學生念中國人寫的書。我覺得到那個時候，中國的科學就可以和發達國家平起平坐了。”