王守武的人物生平

王守武的人物生平,第1张

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。

自1956年提出向“科学进军”,中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一以来,中国半导体产业已经走过了60多年的历程,作为新中国的孩子,在西方国家严格的技术封锁情况下,中国半导体产业虽然在诸多方面与国外仍有较大差距,但也取得了一定的成绩,这些成绩的取得是着实不易的。

在过去很长一段时间里,国内单位和企业无法匹配美国 科技 公司开出的薪酬待遇和研发条件。可以说,一些顶尖人才选择留在国内献身半导体产业,就是基于理想信念和报国之心。研发出我国首款通用CPU的龙芯团队,其首席科学家在博士毕业时曾获得公费出国机会,但他在导师劝说下留在国内,并发誓“这辈子不给外国资本家打工”。团队员工在薪酬明显低于行业平均水平的情况下,拒绝猎头公司百万年薪的诱惑,经过18年的长征,在航天、装备、交通、电力、安全、金融等行业实现了部分国外芯片的国产化替代。

持续的高额资金投入是半导体产业取得成功的必备条件。一直以来,西方 科技 公司在研发投入上非常舍得下血本。而中国内地从政府到企业过去都面临资金条件的限制,很多企业选择了“贸工技”的发展道路。当外商依靠强大的资金投入,把持技术发展的方向,在历次技术迭代升级中独占鳌头,并获取高额利润的时候,中国企业只能做一些“短平快”的事。最近十几年,随着政府和企业资金逐渐充裕,国家从顶层设计上对通信、半导体、面板行业进行扶持,以华为、中兴、京东方为代表的企业在技术研发投入上不遗余力,正是依靠高额资金的持续投入,中国企业在半导体、通信和面板行业取得了不错的成绩。

培养自身能力是成功的重要前提。过去,中国企业热衷于引进国外技术,不太重视自身能力建设。由于摩尔定律的存在,半导体行业每18个月就更新升级一次,这导致国内企业很容易陷入引进一代,落后一代,反复引进的怪圈。在能力培养上,研发神威·太湖之光芯片的申威团队做得非常好,他们从零开始定义CPU的指令集并设计CPU,而且耐得住寂寞,19年里默默无闻埋头苦干,通过自主研发和技术迭代演进培养能力。正是依靠长年的技术积累,申威团队能够在制造工艺落后美国英特尔公司两代的情况下,开发出性能不输于英特尔的超算芯片。

引进人才比买技术授权更加重要。在过去很长一段时间里,国内企业总喜欢从境外购买技术授权,或者是与境外公司进行合资,在引进人才方面作为非常有限。其实,技术是随着人走的,人才是一家半导体企业最宝贵的财富。近年来,由于技术合作或合资模式被实践证明并非通途,越来越多的公司开始重视直接从境外引进人才。在这方面,紫光公司的力度非常大,而且取得了较好的效果。在海外收购频频碰壁后,紫光在境外持续高薪寻找优秀的人才,并严格遵守国际商业的道德规则,“只带人不带文件”,坚持“自己的技术要靠自己研发”,在整合两岸技术团队之后,长江存储开启自主研发之路,并在2017年完成32层NAND闪存的小批量生产,在2019年完成了64层NAND闪存量产,成功打破国外巨头在存储芯片上的垄断。

中国半导体产业的历程,可以说是过往风雨交加,前路道阻且长,但几十年所取得的成就经验也告诉我们,只要注重方式方法,中国企业完全有能力把芯片产业做起来,实现自力更生、自给自足。(作者是技术经济观察家)

安振东的经历,与同时代的许多知识分子的经历是相类似的,即向逆境挑战,同困难拚搏。

1951年初,安振东从河北工学院毕业,被分配在齐齐哈尔铁路局电务处工作。当时,党正领导全国人民,在旧中国的烂摊子上建设新的生活,处处是热气腾腾的开拓、创造景象,处处可以见到龙腾虎跃的人群。安振东感到自己有使不完的劲。他连续多次被评为局的先进工作者,1954年就晋升为工程师。

谁能想到,1958年,这个先进人物竟然进了监狱。原因是,他向组织报告自己解放前参加过一年三青团,这个历史问题使他在肃反中被错定为历史反革命1958年他要求组织上重新审查这个结论,结果被认定为乘机翻案,并因此被判处7年徒刑。一个先进工作者一下子变成了反革命囚徒,他当然想不通,曾想以死来洗刷这个羞辱。

不,不能这样做。当安振东被关起来反省时,想了许多。他相信党会把问题弄清楚。他是个穷孩子,在9岁离开农村之前,几乎没有穿过裤子他的两个叔叔是革命烈士,他当过儿童团,站过岗,放过哨他是拿助学金上大学的,是党培养的知识分子……他想,生命不仅属于个人,知识也不仅属于个人,自己还没有为党为人民做出什么贡献,怎么能死呢。母亲有时也会打错、骂错孩子,但母亲总归是母亲,她一旦发现错怪了孩子时,是会更加疼爱孩子的。

这样的信念鼓励着安振东不仅要活下去,而且要活得有意义。他对来监狱探视的妻子说:你不要给我带吃的,把家里的书都给我带来吧。妻子问他:你坐了牢,还要书干什么?他说:书是我为人民服务的工具,判了7年刑,我要在这里干7年,做点有益于人民的事。他还对妻子说:我穿上了犯人的囚衣,别人看我是犯人,我却不这样看,我认为我是党和人民培养的知识分子,我是主人!“

安振东在监狱工厂的铸造车间劳动,看到倒钢水时,满屋烟气弥漫,开天车的工人看不清下面的部件,吊不准。他向领导提出改革的建议,领导同意后,他就设计制造了无线电地面 *** 纵器,人在地面指挥 *** 纵天车,改善了工作条件,提高了工作效率。

他看到监狱四角岗楼使用的是落后的磁石手摇电话机,如果发生罪犯逃跑事件,联系警戒的速度太慢,就建议改造岗楼电话。建议得到了批准,他又动手干了起来,岗楼的电话全部变成了供电电话。

1960年,齐齐哈尔市公安局决定搞消防自动化,他们到监狱借用安振东。公安局给他安排一间小房子,他充分运用自己的技术专长,在这个房子里设计、制作、调试有关设备,经过一年多时间夜以继日地苦干,齐齐哈尔市实现了消防报警、记时、录音、鸣铃、出车、报话的全部自动化。公安部曾在这里召开九城市现场会,推广这项科研成果。在文化大革命中,这自然成了公安局领导干部的一条罪状。

安振东在监狱里当过电工、木工、电焊工、 *** 作过车、镗、刨、磨等各种机床,修过锅炉,建过钢厂,读了不少科技书籍,自学了半导体电子知识,立过三次大功。1964年4月,他被提前一年零四个月释放出狱。

回顾这五年零八个月的监狱生活时,他总感到自己这段年华没有虚度,学到了书本知识和实际 *** 作知识,为国家和人民做了一点有益的工作,也锻炼了体力,磨炼了意志。


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