法拉第发现的,不是发明。
1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。
不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特性。
扩展资料:
半导体的应用:
最早的实用“半导体”是「电晶体(Transistor)/二极体(Diode)」。
1、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。
2、发展「太阳能(Solar Power)」,也用在「光电池(Solar Cell)」中。
3、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。
4、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.
参考资料来源:参考资料来源——半导体
昔日,苏联 科技 实力用强大这个词来形容一点不夸张,至于为何没有孕育出英特尔、AMD这样的微处理器产业(半导体厂商)?实际上是由多个因素共同造成的。先说苏联
当年,在美苏冷战初期,苏联在太空竞赛中处于领先位置。可是,苏联在选择电子技术发展方向上,在很长的一段时间里,对相对老旧的电子管技术是情有独钟,而非着眼于更先进的晶体管及集成电路(芯片)技术。而且,苏联曾一直想方设法让电子管变得更小型化以提升自己的电子技术水平。
第二次世界大战结束之后,电子行业一度是被苏联当作军用高 科技 技术行业。苏联不仅十分重视自己的电子行业,还对该行业进行严格管理。与此同时,苏联为了让自己的军用武器装备更加简单、可靠、成熟和易生产,觉得电子管技术很成熟,利用该技术容易研制出大功率电子元件。干脆集中主要的精力于电子管小型化的研究方向上。另外,苏联技术专家们在对模拟电路与数字电路作选择的过程中,分析认为模拟电路更成熟,更适用于电子管,便大力发展以运算放大器为核心的模拟电路。
苏联选择电子管技术,苏联领导人赫鲁晓夫都对此持支持的态度。有媒体引用赫鲁晓夫说出的一句原话:“真空电子管在核电磁脉冲下的生存性能比强过晶体管,今后苏联就不要搞什么晶体管了,我们要集中主要的力量搞电子管小型化。”在那个年代,结合苏联当时的体制,赫鲁晓夫这番话,等同于是给晶体管技术判了个死刑。
之后是到20世纪70年代中期,苏联有些工程技术人员终于意识到,真空电子管小型化这条路基本走到头了,如若要让真空管体积再缩小一个数量级,所需费用必然是个天文数字。美国等西方国家研制出的集成电路,已能在0.5平方厘米的硅晶圆片上集成14万个晶体管了。苏联耗费大量人力、物力和财力,用差不多10年的时间向世人们证明了一个真理,电子管小型化最终根本比不过晶体管集成电路。甚至有人还从中得出一个推论,苏联在 科技 发展战略上出错,也是导致苏联在冷战中逐渐落于下风的原因之一。
后来,在全球范围内,美国在集成电路芯片行业处于领先地位,进而抢得信息技术革命的先机,在军、民电子技术行业把苏联远远甩在后面,且依靠信息技术产业创造出旺盛的市场需求。美国产业结构由此成功升级换代。苏联错失了在信息技术行业的领先优势,自身产业升级换代缺少相应的技术支撑,以至在全球成为一个油气等资源输出大国。
不过,也人提出了与前面不完全相同的观点,即当初苏联并非完全不重视晶体管技术。比如,1950年苏联研发出第一个晶体管,1953年苏联研发出第一台带有晶体管的作为部分元件的大型计算机,1957年苏联研制出第一个硅晶体管,1961年苏联研发出全晶体管的大型计算机。再比如,当时苏联在半导体领域中的理论研究水平其实是相当高的,甚至在某些电子元件设计上,还有着很深的基础和造诣。
后说美国
美国在集成电路行业占据领先地位,除了早年美国对本土半导体集成电路产业给予大力扶持,以及有着市场化(竞争)大环境、产业链支撑等外,美国本身还有过一些了不起的集成电路技术人才。“晶体管之父”威廉·肖克利生于英国,从3岁起在美国生活、读书、工作、创业。“集成电路之父”杰克·基尔比生于长于美国,曾在德州仪器工作过。英特尔共同创始人之一罗伯特·诺伊斯同样生于长于美国,在业界可谓是个传奇人物……
1955年,威廉·肖克利离开贝尔实验室,返回故乡硅谷圣克拉拉创业,并在当地创建“肖克利半导体实验室”。次年,罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔、布兰克、克莱尔、赫尔尼、拉斯特、罗伯茨和格里尼克,这八位年龄均不过30岁的青年科学家,因仰慕威廉·肖克利的大名,相继从美国东部来到硅谷,追随威廉·肖克利以共创事业。后来,这八位青年才俊选择与威廉·肖克利分道扬镳。于1957年共同在硅谷创立仙童半导体。威廉·肖克利称这八个人为“八叛逆”,后又改口称他们“八个天才的叛逆”。
引述网络上一段文字:“仙童半导体曾是世界上最大、最具创新精神和最令人振奋的半导体企业,为硅谷的成长奠定了坚实的基础。更重要的是,这家公司还为硅谷孕育了成千上万的技术人才和管理人才,是电子、电脑业界的‘西点军校’。曾有一批又一批的精英人才从这家公司走出,书写了硅谷一段辉煌的 历史 。”
到1967年,仙童半导体的年营业额达到2亿美元,在那时可谓是个天文数字。据一位曾经进入过仙童半导体的华裔博士亲口所述,“一旦你进入仙童半导体,就等于进入了硅谷半导体工业的大门”。也就是在这个时期,仙童半导体的危机逐渐显现。“八叛逆”中的克莱尔、赫尔尼、罗伯茨首先离开仙童半导体创业。之后格拉斯也带着几个人出走仙童半导体创业。1968年,“八叛逆”中最后两位,即罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔,带着格鲁夫脱离仙童半导体,共同在硅谷创立英特尔。另外,杰瑞·桑德斯带着七人从仙童半导体出来后,于1969年在硅谷共同创办了AMD。至于后来英特尔、AMD在集成电路行业中的发展史,在此略过。
综上可得:美国能够孕育出英特尔、AMD等微处理器厂商,应该是与美国有着市场化的环境、勇于创新的人才精英和配套的产业体系是分不开的。
有部电影,斯大林之死,斯大林病重的时候,满城找不到医生,全在监狱里。苏联有最牛逼的武器,因为这是统治集团的需求,老百姓的需求呢?面包店都是空的。美帝牛逼之处,打球最好的黑人在NBA,挣钱有道的犹太人在华尔街,最适合当码农的印度人在硅谷,能说到做到的脱口秀明星商人进了白宫。
当你说到英特尔和AMD的时候,你有没有关注过,美国的企业诸如苹果,微软那些崛起的主要年份,上世纪80年代,而在上世纪80年代后,直到90年代进入克林顿时代,美国的 科技 在基因组图和信息高速公路上出现了大跨越。这些跨越是如此的集中以至于这里面肯定存在某种触发因素,那么这个触发因素是什么呢?老生常谈的一个法案,拜杜法案。
《拜杜法案》由美国国会参议员Birch Bayh和Robert Dole提出,1980年由国会通过,1984年又进行了修改。美国专利法第18章,在拜杜法案之前,所有的政府资助科研项目所有权为政府所有,在拜杜法案之后,政府的大量积压专利向私人部门转移,实质上拜杜法案打通了一条非常重要的专利之路,也就是专利的商业化道路,这里面也同时盘活了大量美国院校的专利技术。
我们知道专利权保护实质上是通过一段时间的垄断来奖励研发行为,这使得研发出现了超额的投入,我们也获得了很多未来的 科技 ,但是在研发上面很明显是讲求一种投入产出比,一些领域本来个人投入激情不足,比如登月,私人在一开始就没有这种需求,所以这方面的科研是政府在开始的时候推动的。但是这部分专利虽然研发出来了,但是没有人去考虑运用于民用产品。所以一直以来各国都在想办法用激励的方式盘活这些专利,美国的拜杜法案从结果看是做到了。如今美国很多的初创企业来自于大学校园,大量的专利通过利用校园的设施获得,继而通过校园专门设立的专利商业化机构对外进行销售,无论是占用公司股份的形式,还是直接买断的方式,交由市场去开发专利,继而校园获得更多的资金,去搞更多的研发。
为什么苏联没有出现芯片公司,实际上大量的技术是通过技术积累来实现的,芯片也是如此,要多层次的研究基础,并非信手拈来。而苏联时期知识产权是否可以实现私有呢?这个问题基本上就不用我们回答了吧,那个是计划经济,一定层面上专利法都不存在,所以研发结果都是目标性的,而且是国有的,也并不考虑市场的需求。即使苏联对于研发的科学家也是激励的,有奖励的,但是这些技术依然是不实用的,很多的技术就躺在了那里,而没有被商业化开发,成为制造利润的工具。
这就像当年读书,有兴趣的学科你总能学很好,没兴趣的学科老师天天让你留到十点你还是学不好,因为兴趣实质上是因为做好的事情能够自我激励。在激励这一点上面,很明显,美国的效率比苏联高很多。到了俄罗斯时代,不但是国力上和美国拉开了差距, 科技 上面的差距也很庞大,这个差距在早年的苏联时代已经奠定。
借鉴苏联的经验教训,决策不要偏听偏信,不要盲目拒绝新兴 科技 ,决策要有前瞻性,要有足够的超前意识。所以,中国在轮轨高铁发展建设应用规模鼎盛的时候也不要肓目自大地认为唯有轮轨高铁才是最牛、才是最靠谱,而放缓对常压高速磁悬浮列车技术和真空管道磁悬浮列车技术的研究和实例化开发应用。很多人都对研究真空管道超高速列车不报有希望和信心。决策层和科研领域理应比普通百姓网民更加清醒和冷静,要坚定不移地紧跟世界高端和前瞻技术,而不能坐等人成之后才觉得靠谱再去追赶,等到别人真正实现应用的时候你才觉得靠谱再去追赶那就晚啦,所以中国常压高速磁悬浮列车和真空管道超高速飞车的研发一刻也不能停,千万不要受网络噪音的干扰和影响而放慢研发和实例化的脚步!
前苏联作为二战之后唯一能和美国抗衡的超级大国,虽然综合国力相比美国一直处于劣势,但是在 科技 ,军事等方面,可以说是不遑多让的。然而,美国诞生了全球知名的客运飞机制造商,全球顶级的 汽车 制造商以及领先于世界的信息技术巨头企业等等令人羡艳的所谓“高端产业”,前苏联在这方面却是乏善可陈。因此,时不时就会有人问:“为什么苏联的XX技术那么强大,却没有诞生世界一流的XX产业?”
前苏联没有出现英特尔和AMD并不是一个孤立的事件,要放在这样的大背景下去解读。从某种意义上,前苏联先进的技术没有转化成相应的产业,也是前苏联在冷战中失败,最终解体的原因之一。
虽然说造成前苏联在信息技术产业落后的原因很多。比如说技术路线的选择,市场的容量等等方面都会有影响。但是,有一点很重要,就是 前苏联的国家思维 。
冷战时期,前苏联的科研技术实力是非常强大的,但是,前苏联的一门心思跟美国搞对抗,国内建设没有跟上。 我们国家近些年一直在提倡“扩大内需”,说白了就是要提高民众收入,老百姓有了钱才能消费,反过来促进市场的发展和国家的繁荣。这种想法,和美国的策略是极为相似的。通过军民结合,互相促进,既提高老百姓生活,也增强国家实力。国家的投入可以有更多的产出,是一种投资行为。 相对而言,前苏联的太多的精力用于军事实力的提高,大国力量的展示等方面。国家的很多投入,单纯变成了消耗甚至浪费。此消彼长,实力差距必然不断扩大。 尽管前苏联在某一段时期内,通过非常手段缩小了跟美国的差距,最终却是不得不败下阵来。这种过于强调对抗,试图打败对手而不是壮大自己来确保霸主地位的思维,是冷战思维的重要精神内核。
除此之外,前苏联实行的计划经济,相比于市场经济,本身就不利于产业发展,这也是导致前苏联的强大技术难以转化为先进产业的重要原因。 不过,计划经济本身就是前苏联国家思维的导致的一种结果呈现。因此,归根到底是国家思维,或者说是国家发展方针的问题。
前苏联的重工业,尤其是军工产业是很发达的,但却没能转化为民用产业,庞大的军费开支成了严重的负担。而美国人的做法就要精明很多,他们把军用技术中有经济利用价值的部分,积极做民用产业化的尝试。 以全球定位系统(以及由此发展出来的卫星导航系统)为例,美国的GPS成功推广到了全世界,而前苏联/俄罗斯与之类似的格洛纳斯(GLONASS)则几乎只剩下了军用价值。
美国虽然“免费”让全世界人民使用GPS,但是发展依托GPS诞生的产业链,美国人具备了先天优势。除此之外,由此带来国家形象的提升,远远比登月之类的大事件更为深入人心。 美国人发展全球定位/导航系统,的确花了不少钱,但是回报惊人。相比之下,前苏联的和其继承者俄罗斯的格格纳斯,回报则要小得多。同样的故事,也发生在其他的各个领域当中。
美国的技术研发投入很大,同时也在努力追求把部分技术民用,让科研成果变成经济产出的动力,从而有能力不断扩大投入。 前苏联的技术研究投入巨大,产出较小,没有形成良好的发展模式。因此,虽然凭借国家意志的强力驱使,前苏联在国家层面(尤其是军事实力)可以跟美国分庭抗礼。但是举全国之力发展重点项目,必然导致其他产业发展乏力。因此,军工产业极度发达和民用产业停滞不前并不矛盾,反而关联紧密。这个时候再去思考为什么前苏联没有出现大飞机产业,没有出现英特尔这类微处理器巨头就不难理解了。因为,所有的精力主要都投入军工产业了,自然没有足够的能力把民用产业做好。
为什么苏联没出现英特尔AMD这样的微处理器产业公司,其实原因多了,个人觉得主要有以下几方面:一是体制问题,原苏联实行计划经济体制,限制了人的思维和创造力;二是科研重心问题,原苏联成天都想着称霸,注重发展那些看着高大上的飞机大炮;三是国民思维问题,当然这也是由传统文化和教育所导致,比如美国电影中科幻片占很大比重!
和体制有关,也和土壤有关,苏联的 社会 制度让人为了国家去努力,去为了 社会 大义去拼搏,忽略了人性。太极端了。美国自由的很,所以自由的国度脑子灵活,跳跃。说个栗子。
UNIX *** 作系统,是今天Linux祖先,也是安卓和iOS的原始祖先。今天大型服务器很多在用的。可这个东东的诞生却是两位发明人最早为了玩 游戏 搞的,而为了玩 游戏 ,还开发了个语言,用这语言搞了系统,最后,就是为了玩 游戏 ,就是闲的蛋疼两人。具体故事更有意思,公家的闲置电脑,为了鼓捣 游戏 ,最后弄出了了不起的事。
这样的故事在苏联不可能诞生,这是典型的不务正业,典型的懒撒行为。要是被纪律部门发现,会要挨批斗,会要做检讨,开除d籍的。但美国现实中,这两人开创了未来成为佳话。
我们现实的问题也不过如此,什么事都要靠国家意志,集中力量干大事。可忽略了什么呢
不要轻信那些所谓的体制之类的谎话。苏联好东西太多了,但是西方国家把那些发扬光大了。理论上西方国家要给苏联不菲的专利费用,但是,苏联解体了;苏联当局不认可那些专利!
说实在话,苏联的专利可以养活至少两个俄罗斯!
比如手机,比如百事可乐,比如个人电脑,比如萨马兰奇
苏联不仅没有这样的信息企业,人们甚至都不大知道苏联有过什么著名企业。苏联存在的就是“国营石油公司”,“国营钢铁公司”之类。半是企业半是政府机构。初期可以集 社会 资源集中发展一下,后期就陷入官僚体制的僵化之中。
如果单算产能,苏联这些国营企业会达到世界前例。比如苏联航空公司是当时世界上运输里程最大的公司,比泛美之类大得多。但它根本不是一家真正的企业,而是国家机构。
苏联也创办过国营半导体公司之类。但因为都不是独立的企业,随着苏联解体,这些国家机构就都不存在了,其资产被寡头们分拆购买。
因为美国一直在进步,所以才会出现这样的产业。而苏联给人的感觉是表面强国,实际上一直在吃老本,一直在退步,以前沙俄的时候。可以说是名人辈出,不管是科学上的门捷列夫,还是文学上的托尔斯泰,屠格涅夫,陀思妥耶夫斯基,都豪不逊色西欧。军事上平平无奇的威灵顿,随随便便就打败了拿破仑。后来苏联之后就没什么人物了,所有的世界名人都是政治的产物。而CPU这种东西完全是 科技 上的东西,美国不知道在基础工作上投入的多少的人力物力时间才发展出来的。不是苏联领导人吼两声就能做出来的简单功利化产物。
王守武是我国著名的半导体器件物理学家、微电子学家。1980年当选中国科学院学部委员(院士)。我国第一个半导体研究室、半导体器件工厂、半导体研究所和全国半导体测试中心的创建者。
王守武于1919年3月15日出生于江苏省苏州市。孩童时代常被疟疾纠缠,身体状况不好,智力曾一度受到影响。上学后,经常性的病休,持续不断的自学磨练,使王守武从小就养成了寡言、内向的性格,和善于独立思考的习惯。在他4岁时,父亲赴上海与他人合股开办机械厂,家人也随之迁居。不到两年,工厂倒闭,家里分得不少机械加工工具,这却使王守武在家有条件学会钳工和配钥匙、修理家庭用具、绕制变压器等技艺。王守武后来之所以能在科研工作中动手能力强,均得益于那时的培养和磨练。他喜爱数学的父亲,工作之余,常给子女们讲些趣味数学,或出一些智力测验题让孩子们回答。那时,王守武曾随哥姐们听父亲讲过如何求圆周率π的问题,他虽听不懂,但“π”这个无理数的特性,却一直印在他的脑海之中。
1934年,王守武父亲退休后举家迁回苏州。王守武也随之转入省立苏州中学学习。高中三年级时,经过对《三角》、《高等代数》的学习,启迪了他的思维,他从反三角函数的级数展开中,得到了π的计算方法,写成“圆周率π的级数展开”一文,发表在苏州中学的校刊上,显露了他在领悟数理理论方面的过人才华。自此,从事自然科学工作,既符合他父亲的希望,也是他酿就的意愿,渴望在著名大学里得到名师的教诲和严格的科学训练。
1934年父亲自北平中央研究院工程研究所退休后返回上海。后又因留恋故乡情,举家又迁回苏州。王守武也随之转入省立苏州中学学习。王守武高中毕业前夕未曾根治的疟疾再次重犯,耽误了学校的年终考试和苏州全区的毕业会考。靠一张肄业证书,难以像他哥姐们那样入清华大学、燕京大学、协和医学院等名牌学府就读,只得听从曾留学美国的大哥王守竟的建议,进上海同济大学德文补习班学习。一年后,他重回苏州中学参加会考,拿到了高中毕业文凭,才正式成为同济大学机电系的学生。
1941年春天,王守武在昆明郊外的同济大学临时校舍里毕业后,就近在昆明入兄长王守竞任总经理的中央机器厂当了公务员。一年后又入中国工合翻砂实验工厂任工务主任。经过实践,讷于言表的王守武自感不适合从事工厂管理工作,便申请重回母校,在已迁往四川李庄的同济大学任教。
1945年10月王守武负笈远行,横渡大洋,入美国印第安那州普渡大学研究生院攻读工程力学,导师R. M. Sturm,翌年6月荣获硕士学位。王守武各门功课优异,尤以数学成绩最好,受到老师和同学们的赞赏。校方为鼓励王守武继续深造,资助他攻读博士学位。这时,正在兴起的量子力学引起了王守武的兴趣,便从工程力学转向对微观粒子运动规律的研究,导师H. M. James。两年后王守武完成了题为《一种计算金属钠的结合能和压缩率的新方法》的论文,获得了博士学位。后经普渡大学工程力学系主任的敦聘,留校执教。这时他与同在普渡大学留学的葛修怀女士组成了温馨的家庭,过着宁静、舒适的生活。
1950年6月25日朝鲜战争爆发。王守武借“回乡侍奉孤寡母亲”为由,向美国当局递交了回国申请。获得批准后,经印度驻美使馆的协助,很快就办完了离美手续。夫妇二人携不满周岁的女儿于同年10月离开美国,回归故里。
1950年底王守武刚刚踏上祖国大地,上级就十分信赖地交给他一项紧急任务:为在抗美援朝前线的志愿军运输队设计一种特殊的车灯和路标,让祖国“最可爱的人”在朝鲜前线既可夜里行车,又不致被敌机发现,免遭轰炸。报国心切的王守武,立即在他任职的应用物理研究所,组织科研人员设计与制作。他依据光线在锥体表面定向反射的原理,使特殊设计的车灯光线在路标上的反射光只能定向地射到司机的眼里,避免了敌机发现的可能性。设计制作完成后,进行了实地试验,圆满完成了任务。
1951年5月西藏和平解放后,当地政府发现藏民生活用燃料奇缺,能源不足,但高原阳光充足,便向中国科学院提出了为之设计制造太阳灶的请求。受命主持此项设计任务的王守武,考虑到制造一个大面积的抛物形反射镜加工有困难,决定改用多个窄圆锥形反射面组成的反射系统,用调整每个圆锥面斜度的方法,使平行于主轴方向的光线,都反射到太阳灶的中心。设计制作成功后,用它可以在15分钟内把一壶水烧开。这种太阳灶,在青藏高原长时期地发挥过它的作用。
1953年春中国科学院派员赴苏联考察,了解苏联科学研究工作的进展情况。访苏代表团回国后,报告了苏联在半导体科学技术上的巨大成就,以及飞速进展的情况。这一信息,使我国的科学工作者,特别是物理学工作者,进一步认识到半导体科学技术在社会主义建设事业中的重要性,应当大力推动这方面的工作。为此中国物理学会常务理事会决定,在1955年1月底召开一次全国性的半导体物理学讨论会。
1954年作为讨论会筹备组成员的王守武为了推动中国电子技术跟上时代的发展,他与同期归国的黄昆、洪朝生、汤定元等专家一起合作翻译了苏联半导体权威学者A.F. 约飞写的《近代物理学中的半导体》一书,于1955年由科学出版社出版。1955年黄昆在北京大学物理系开设了《半导体物理学》的课程,这一新兴课程也由他们四人合作讲授。1956年1月这四位专家与后期回国的专家一起在物理学会年会上对“半导体”做了多方面的介绍,希望引起有关方面的重视。王守武的报告题目是:《半导体整流器》与《半导体的电子生伏打效应的理论》。
这期间作为半导体科学的开拓工作,王守武开展了硒与氧化亚铜整流器的制作条件与性能研究,并从理论上分析了有关半导体整流器的一些性能。其研究成果相继在中国《物理学报》上发表。
1956年,是王守武科学研究工作中的一个关键的转折点。因为在这一年,王守武应邀到京西宾馆参加由周恩来总理主持的“全国十二年科学技术发展远景规划”的讨论和制订工作。在所确定的57项重大科技项目中,半导体科学技术的发展,被列为四大紧急措施之一。为了落实这项紧急任务,中央有关部门决定由黄昆、谢希德和王守武等知名学者,分别在培养人才和从事开拓性研究两个方面进行突击。王守武深知这一工作的重要性,毅然中断了其他科研项目,全身心地投入到半导体的研究工作中来,组成了中国科学院应用物理所中中国第一个半导体研究室。
根据当时国外文献的报道,锗是制作晶体管最现实的材料。目标明确之后,在他与同事吴锡九研究员的组织领导下,集中了二机部华北无线电元件研究所、南京工学院等单位的40余名科学工作者,开始了半导体锗材料的研究工作。他一面抓锗材料的提纯,一面亲自领导设计制造了我国第一台拉制半导体锗材料的单晶炉,并于1957年底拉制成功了我国第一根锗单晶;1958年8月,负责器件组工作的王守觉副研究员从苏联学习归来,引来了合金扩散工艺,加速了我国第一批锗高频合金扩散晶体管的成功研制。作为研究室主任的王守武,在参与研制锗高频合金扩散管的同时,又参与了拉制硅单晶的组织领导工作,并具体解决了在拉制硅单晶过程中因坩埚底部温度过高而引起的跳硅难题。
1957年林兰英回国,王守武亲自到她所住的宾馆去动员她来半导体工作组工作,任材料研究组组长,具体实施了硅单晶的拉制方案。经王守武与林兰英的共同努力,使得我国第一根硅单晶于1958年7月问世。为了促进我国第二代(晶体管型)电子计算机的研究,在王守武与有关同志的组织领导下,于1958年创建了我国最早的一家生产晶体管的工厂——中国科学院109工厂,从事锗高频晶体管的批量生产。在人员和设备都较困难的情况下,组织全厂人员奋战,到1959年底,为研制109乙型计算机提供了12个品种、14.5万多只锗晶体管,完成了该机所需的器件生产
1956年是王守武科学研究工作中的一个转折点,人生旅途中的一个关键时代。因为在这一年,王守武应邀参加了“全国十二年科学技术发展远景规划”讨论会。在所确定的57项重大科技项目中,半导体科学技术的发展被列为四大紧急措施之一,是抓紧实施的重点。为了落实这项紧急任务,中央有关部门决定由黄昆、谢希德和王守武等知名学者,分别在培养人才和从事开拓性研究工作两个方面进行突击。王守武深知这一工作的重要性,毅然中断了其他科研项目,全身心地投入到“半导体”的研究工作中来。刚过而立之年的王守武,在团中央礼堂,在北京图书馆广场,在天津,在上海,在大江南北……,搞演讲,举办报告会,大力普及半导体科学知识,热情宣传“半导体”科学的广阔未来。
在应用物理研究所王守武以电学研究组成员为主要对象,举办了半导体专业培训班,继而组建了中国第一个半导体研究室,担当了研究室的主任。
根据当时国外文献的报道,锗是当时制作晶体管最为现实的材料。目标明确之后,在他与后来回国的吴锡九研究员的组织领导下,集中了二机部华北无线电元件研究所、南京大学、武汉大学等单位的40余名科学工作者,开始了半导体锗材料与锗晶体管的研究工作。他一面抓锗材料的提纯,一面亲自领导设计制造了中国第一台单晶炉,并于1957年底拉制成功了中国第一根锗单晶;同年11月底到次年初王守武与同事合作,研制成功了中国第一批锗合金结晶体管,并掌握了锗单晶中的掺杂技术,能控制锗单晶的导电类型、电阻率及少数载流子寿命等电学指标,达到了能自主生产不同器件的要求。
1958年8月领导器件组工作的王守觉从苏联学习归来,引来了半导体“合金”加“扩散”的双重工艺,促使晶体管的研制在提高工作频率方面产生飞跃,加速了中国第一批锗高频合金扩散晶体管的研制。
作为研究室主任的王守武在参与研制锗高频合金扩散晶体管的同时,又参与了拉制硅单晶的组织领导工作,并亲自解决了在拉制硅单晶过程中因坩埚底部温度过高而引起的“跳硅”难题。
1957年春林兰英教授自美国归来,被任命为半导体研究室材料研究组组长。在她的领导下,重新设计制作拉制硅单晶的炉子。经王守武与林兰英的共同努力,采用林兰英从国外带回的硅单晶做籽晶引向,1958年7月中国第一根硅单晶问世。
为了促进我国由电子管型转向晶体管型的第二代电子计算机的研究,在王守武与有关同志的组织领导下,于1958年创建了中国最早的生产晶体管的工厂——中国科学院109厂。工厂刚一成立,立即开展锗高频晶体管的批量生产。在人员和设备都较困难的情况下,他组织全厂人员奋战,到1959年底为研制109乙型计算机的计算技术研究所提供了12个品种、14万5千多只锗高频合金扩散晶体管,完成了该机所需的半导体器件的生产任务,及时为两d一星任务提供了技术保证。
1960年4月王守武受命筹建中国科学院半导体研究所,任筹委会副主任。1960年9月6日,在原应用物理研究所半导体研究室的基础上半导体研究所正式成立,王守武被任命为首任业务副所长,负责全所的科研业务管理和开拓分支学科的组建工作。1962年王守武依据国家科委的决定,在半导体所筹建全国半导体测试中心,并兼任该中心主任。
1960年2月王守武加入了中国共产党。
科学在不断发展,半导体学科的分支也在不断地拓展,1962年美国宣布用砷化镓半导体材料制成第一只半导体激光器,在世界上产生了很大的影响。这类器件在体积、重量和发光效率等方面,均比其它激光器优越,其应用前景也广泛得多。远见卓识的王守武,便于1963年组建了激光器研究室,并兼任该研究室主任。当时半导体所的材料研究室在林兰英研究员的领导下,研制成功了砷化镓单晶材料,故可着手从事半导体砷化镓激光器的研制。在当时实验室的条件下,用X射线来对单晶体进行定向比较困难,王守武创新了一种光学定向的新方法,大大加快了研制工作的进程,提高了各项工艺的成品率。在王守武的领导下,研究室于1964年元旦前夕研制成功了中国第一只半导体激光器。
此后,为了把这些科研成果迅速推广到实际应用中去,王守武除了继续从事研制新品种激光器外,还亲自指导并参与了激光通讯机和激光测距仪的研制工作。事隔不久,中国第一台激光通讯机就诞生了,它可以在无连线的情况下,保密通话达3公里以上。为了提高激光测距仪的可测距离,王守武提出并设计了从噪声中提取信号的电路,装上这个电路后,可以使激光测距仪的测距能力提高一倍以上。这些研究成果,填补了国内空白,有力地支援了国家现代化建设和国民经济建设。
正当王守武为发展我国半导体科学事业大显身手、全力以赴地奉献自己的聪明才智时,“文化大革命”开始了。王守武虽然处于被监督劳动的屈辱境地,但他对所从事的科学事业毫不忘情。在解除了领导职务的情况下,他留在研究室帮助改革工具,修理仪器。为了弥补激光器件研究室缺少分析激光特性手段的缺陷,他设计研制成功了激光发散角分布测试仪。
1968年春当时的科委领导点名要王守武紧急完成一项从越南战场运回的武器解剖任务。王守武毫不犹豫地登上了前往西安的航程。“文革”后期周恩来总理提出“要重视基础理论研究”的号召。王守武面对半导体所的基础理论研究队伍已受到“文革”严重摧残的困难局面,积极行动起来,着手基础理论的研究工作,开展了对新发现的耿氏器件中畴的雪崩弛豫振荡的深入研究。依据这项工作写成的论文,1975年在美国物理学会年会上宣读后,得到国外同行的好评,并在当年的《中国科学》杂志上发表。在这基础上他开始用计算机模拟技术,对耿氏器件中高场畴的动力学进行分析研究,取得了系列成果,发表了多篇论文。
1978年10月中国科学院主要领导同志将王守武请到办公室,要他出马,改变现状,全面负责4千位的MOS随机存储器这一大规模集成电路的研究。
王守武从稳定工艺入手,跟着片子的流程,对工艺线的每道工序进行认真细致的检查,详尽地订出各自的 *** 作规程。他先从研制难度不大的256位中规模集成电路入手,以检验工艺流程的稳定性和可靠性。当其成品率达到97%以上时,王守武才让投片试制4千位动态随机存储器。1979年9月28日,这种集成电路的批量成品率达20%以上,最高的达40%,为当时国内大规模集成电路研制中前所未有的最高水平。这一研制成果获得了中科院1979年科研成果一等奖。1980~1981年在王守武和林兰英的亲自指导下,又研制成功了16千位的大规模集成电路。这一重要成果荣获中科院1981年科研成果一等奖。
1973年起,领导研究半导体激光器中的高场畴动力学和畴雪崩现象。1978年起领导研制半导体大规模集成电路及其工艺研究。
1979年底他荣获全国劳动模范的光荣称号。
1980年刚刚过完春节,上级要王守武去中国科学院109厂兼任厂长职务,开展4千位大规模集成电路的推广工作,从事提高成品率、降低成本的集成电路大生产实验。王守武一到109厂,就高标准地修改了厂房扩建工程的设计方案,用很少的资金、不太长的时间,就将老厂房改造成洁净度达1000至10000级并有一定湿控、温控的高净化标准厂房。中科院109厂的这条年产上百万块中、大规模集成电路的生产线,就这样在王守武的精心 *** 持下宣布建成,其产品亦随之进入市场,并接受了众多用户的考验。1985年国内上百名专家齐集一堂,对王守武主持设计并建成的集成电路大生产实验线及其成果进行了技术鉴定。这一成果于1985年获中科院科技进步二等奖。
在用原有国产设备进行大生产实验的同时,王守武还领导并参与了另一条引进现代化集成电路中试生产线的建设。1988年这条生产线通过了国家计委、国家科委、电子工业部、北京市、中国科学院等有关部门的领导和国内著名专家的验收,并于1990年获中科院科技进步二等奖。
在王守武的倡议下,1986年1月上级将半导体所从事大规模集成电路研究的全套人马合并到109厂,组建中科院“微电子中心”。年事已高的王守武被任命为该中心的终身名誉主任。王守武自此离开现职,专事于学术研究工作。
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