为了中国的半导体事业 ——访中国科学院院士吴

她出生在河北乐亭，他来自河北文安。 她是清华大学第一批半导体专业高材生，他是北京大学物理系半导体物理专业毕业生。 她是我国早期微电子学研究的开拓者之一，他是我国半导体光电子研究的领军者之一。 她是中国科学院院士、中科院微电子研究所研究员吴德馨，他是中国科学院院士、中科院半导体研究所研究员王圩。 从参加工作到今天，历经近60年风雨，他们始终把为祖国半导体事业的发展奉献力量作为奋斗的目标。共同的理想与追求让他们走到一起，漫长而艰苦的科研路上，他们选择相互扶持，共伴一生。 今天，我们一起走近这对院士伉俪的“半导体人生”。 吴德馨院士、王圩院士 日以继夜觅高峰 从上世纪60年代开始，他们的研究重点一直在变。 从晶体管器件，到集成电路存储器，再到化合物半导体器件与集成电路，最后到如今的垂直腔面发射激光器，吴德馨院士的研究历程丰富而扎实。而王圩院士也从最初的硅材料研究，转变为后来的化合物材料与器件，最后投入半导体光电子功能材料和光子集成器件的海洋，深挖至今。 无论研究重点如何转移，研究手段如何变化，他们始终坚持服务于国家的战略需要，服务于我国半导体产业的发展需求。在超过半个世纪的时间里，他们潜心笃志、日夜求索，所奉初心始终如一——为了中国的半导体事业。 1967年年轻的王圩、吴德馨在一起 记者：半导体产业是国家的命脉产业，这一认知如今已成为全民共识。您二位都是从上世纪六十年代就开始从事半导体材料与器件相关研究的，当时我们国家的半导体产业处于怎样的水平？ 吴德馨：我们俩都是上世纪60年代初大学毕业，学的都是半导体，一毕业就都分到了中科院半导体研究所。他（王圩）1960年，我1961年大学毕业。半导体所是1960年刚刚成立。 1956年，咱们国家开始编制《十二年科学技术发展规划》，也就是《1956～1967年科技发展规划》。这是新中国第一个长期科技发展规划，提出了当时国家新技术发展的“四项紧急措施”——计算机、电子学、半导体、自动化，要求相关部门集中全国科技力量，进行人员培养和科技攻关。中科院物理研究所半导体研究室就是在这个背景下成立，到1960年，以研究室为基础，扩大为中科院半导体研究所。 那时候全世界的半导体技术都刚刚兴起，我们的老一辈科学家们也都看到了半导体的发展趋势。当时规划里也提出了半导体发展的几项任务，器件方面就有高频晶体管、高速开关晶体管、低反向电流二极管等等。我们刚毕业到半导体所之后，就是做“十二年规划”提出的任务。 当时一无资料，二无图纸，全靠自己摸索研究，但我们还是提前完成了任务。可以说我们那时候并不太落后，起步不晚，做得速度也不慢。 记者：两位具体做了哪些工作呢？获得了哪些代表性成果？它们对之后的相关研究或产业发展产生了怎样的影响？ 吴德馨：我最开始在王守觉先生领导下负责做硅平面型高速开关晶体管，做出来之后开关速度、阈值电压等指标跟国际同类产品水平差不多，后来推广到了109厂（我国第一个半导体器件生产厂），又推广到全国，当时13所、上海元件五厂都到我们所来学习过。这个器件后来还用到了“两弹一星”用的计算机——109乙机上，经济效益和社会效益都不错。 1975年，半导体所开始做大规模集成电路，我们就做出了4K位的动态存储器，又在1980年做出来16K位，后来又完成了64K位动态随机存储器。那时候国际上集成电路发展很快，虽然我们的研究速度也很快，用一年时间做出了国际上三年才完成的工作，但我们的设备一直比较落后，所以生产就有困难，成品率的性能也确实不如国外。 改革开放以后，我们改做专用电路，在1980年代末期自主开发成功了3微米的CMOSLSI全套工艺技术，用于专用电路的制造。从3微米，到2微米、1微米，再到0.8微米……这么一直做下来。在1990年代，我们又独立自主开发出了全套的0.8微米CMOS工艺，并应用于实用电路的开发。 我们还研究开发以砷化镓为基底的化合物半导体器件、电路。苏联解体以后，国内外很多做砷化镓的军用、民用项目都下马了，但我觉得砷化镓是一个必然的趋势，它有很多优点，比如速度快、功率大、抗辐照等，我当时是副所长，就向院里申请了40万块钱，准备做起来。 究组研制出动态单纵模DFB激光器 1990年鉴定会上王圩在倾听鉴定会主席叶培大先生意见 但项目拿到之后没人愿意牵头做，都觉得没什么前途，没办法我就带研究生自己做。现在看来，我们方向选对了。大量的手机里的功放需要砷化镓，民用这个大市场热起来了。也就从这时候，我转到了化合物半导体材料和器件研究。 我们做得还不错，成果也不少，比如做出了0.1微米砷化镓/铝镓砷异质结高迁移率场效应晶体管，截止频率达89GHZ；研究成功了砷化镓/铟镓磷异质结双极型晶体管（HBT），截止频率达92GHZ；还在国内首先研制成功了全功能砷化镓/

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