王守武(1919.3.15—2014.7.30),江蘇蘇州人,半導(dǎo)體器件物理學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1945年赴美國(guó)普渡大學(xué)深造,1946年獲碩士學(xué)位,1949年獲博士學(xué)位。1950年歸國(guó)。1960年加入中國(guó)共產(chǎn)黨。曾任中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所副所長(zhǎng)(兼任109廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng))、微電子研究所名譽(yù)所長(zhǎng)。曾榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),多次獲得中國(guó)科學(xué)院科研成果一等獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),以及何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。
王守武:中國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)事業(yè)的“拓荒者”
■陳麗娟 呂科偉
王守武是我國(guó)半導(dǎo)體研究的“拓荒者”、半導(dǎo)體事業(yè)的奠基者之一。他在研究與開(kāi)發(fā)中國(guó)半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件及大規(guī)模集成電路方面作出了重要貢獻(xiàn),是我國(guó)第一臺(tái)單晶爐、第一根鍺單晶、第一只鍺晶體管、第一只激光器的研制者與組織領(lǐng)導(dǎo)者。他的這些成就,為我國(guó)半導(dǎo)體科技事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
▲1949年,王守武、葛修懷夫婦在美國(guó)普渡大學(xué)。
留學(xué)美國(guó),后以“難民”身份回國(guó)
少年時(shí)期的王守武,正值國(guó)家風(fēng)雨飄搖之際,戰(zhàn)爭(zhēng)的陰霾與民生的疾苦深深觸動(dòng)了他。1930年,年僅11歲的他在《民智》第11期上發(fā)表《我們現(xiàn)在和將來(lái)的責(zé)任》,字字鏗鏘,呼喚“諸位朋友,你們要救中國(guó)……還愿將來(lái)努力救國(guó)、努力富國(guó)、努力強(qiáng)國(guó)”,不僅映照出那個(gè)時(shí)代青年學(xué)子的共同心聲,更展現(xiàn)了他個(gè)人的壯志凌云,那就是求得真學(xué)問(wèn),用所學(xué)救國(guó)、富國(guó)、強(qiáng)國(guó)。
1945年,王守武赴美普渡大學(xué)攻讀工程力學(xué),碩士畢業(yè)后繼續(xù)深造,于1949年2月獲博士學(xué)位,并應(yīng)普渡大學(xué)工程力學(xué)系主任之聘任土木系助教。在攻讀博士期間,他于1948年5月與同窗葛修懷女士喜結(jié)連理?;楹?,王守武家成為普渡大學(xué)中國(guó)留學(xué)生交流祖國(guó)近況的聚集地,鄧稼先便是??椭?。同時(shí),作為芝加哥中國(guó)留美科學(xué)工作者協(xié)會(huì)普渡分會(huì)的干事,鄧稼先積極傳播國(guó)內(nèi)信息,動(dòng)員留學(xué)生回國(guó)建設(shè)。受鄧稼先影響,王守武也頻繁參與留美科協(xié)活動(dòng),并計(jì)劃回國(guó)參加建設(shè),貢獻(xiàn)自己的力量。
1950年,隨著朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā),中美之間關(guān)系趨于嚴(yán)峻緊張。面對(duì)局勢(shì),王守武毅然放棄教職回國(guó),決定用所學(xué)去建設(shè)自己的祖國(guó)。然而,當(dāng)時(shí)中美尚未建立正式外交關(guān)系,護(hù)照辦理遭遇難題。后來(lái),他通過(guò)留美科學(xué)工作者協(xié)會(huì)得知,印度駐美使館受新中國(guó)政府委托處理中美民間事務(wù)。
1950年7月,王守武以“回鄉(xiāng)侍奉孤寡母親”為由,以二哥王守融來(lái)信為證,通過(guò)印度駐美使館協(xié)助,辦理了以難民身份回國(guó)的相關(guān)手續(xù)。9月,王守武夫婦滿(mǎn)懷報(bào)國(guó)熱情與科學(xué)夢(mèng)想,抱著未滿(mǎn)周歲的女兒,搭乘“威爾遜總統(tǒng)號(hào)”客輪從舊金山啟程回國(guó)。10月,抵達(dá)香港,經(jīng)轉(zhuǎn)深圳,回到蘇州。在王守武一家的行李中,有幾個(gè)沉甸甸的箱子,里面裝滿(mǎn)了工具和零部件,包括變壓器、電鉆、萬(wàn)用電表等。王守武回憶說(shuō),“1950年回國(guó)的時(shí)候,我沒(méi)有什么打算,只是覺(jué)得新中國(guó)剛成立,想為國(guó)家建設(shè)做點(diǎn)貢獻(xiàn)。……干什么都可以,什么都能干”。
▲1979年,王守武(左一)與研究人員在超凈線(xiàn)工作。
披荊斬棘,受命拓荒半導(dǎo)體研究
王守武回國(guó)初期即敏銳洞察到國(guó)際半導(dǎo)體科學(xué)的新動(dòng)態(tài),預(yù)言“半導(dǎo)體放大器的進(jìn)一步發(fā)展將全面地革新電子學(xué)設(shè)備的面貌,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)上的意義極為重大”。20世紀(jì)50年代,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方興未艾,中國(guó)尚屬空白。1956年,王守武與其他上千名科學(xué)家,共同參加周恩來(lái)總理親自主持的“全國(guó)十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃的討論會(huì)”。在討論階段,王守武與施汝為、黃昆等科學(xué)家力陳發(fā)展半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的重要性及其對(duì)我國(guó)工農(nóng)業(yè)和國(guó)防的重大意義。后來(lái),《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》將半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)列為四項(xiàng)緊急措施之一。中國(guó)科學(xué)院迅速響應(yīng),成立我國(guó)首個(gè)半導(dǎo)體研究室,并任命王守武為主任,開(kāi)啟了我國(guó)半導(dǎo)體研究的先河。
接受任務(wù)后,王守武當(dāng)即中斷其他科研項(xiàng)目,全身心投入半導(dǎo)體研究的拓荒工作。他不僅通過(guò)科學(xué)報(bào)告會(huì)等形式積極普及半導(dǎo)體知識(shí),強(qiáng)調(diào)其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用,還親自參與并指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),推動(dòng)研究深入。從1956年至1960年,半導(dǎo)體研究室在王守武的帶領(lǐng)下取得了顯著成果:成功研制出我國(guó)首根鍺單晶、合金結(jié)鍺晶體管、金鍵二極管,并實(shí)現(xiàn)了鍺單晶的實(shí)用化。同時(shí),還拉制出我國(guó)第一根硅單晶,并推動(dòng)其實(shí)用化進(jìn)程。此外,還成功研制出我國(guó)首支鍺合金擴(kuò)散高頻晶體管,為科技發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
原中國(guó)科學(xué)院黨組書(shū)記、副院長(zhǎng)張勁夫在回憶時(shí)談到:“……第二代計(jì)算機(jī)出來(lái)了,晶體管的,科學(xué)院半導(dǎo)體所搞的。從美國(guó)回來(lái)搞半導(dǎo)體材料的林蘭英和科學(xué)家王守武、工程師王守覺(jué)兩兄弟,是他們做的工作。第二代計(jì)算機(jī),每秒數(shù)十萬(wàn)次,為氫彈的研制作了貢獻(xiàn)。”
1960年,受命籌建中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所,半導(dǎo)體研究所正式成立后被任命為副所長(zhǎng),負(fù)責(zé)全所科技業(yè)務(wù)管理和分支學(xué)科的組建工作。1962年,美國(guó)用砷化鎵半導(dǎo)體材料制成了第一只激光器,在世界上產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。王守武敏銳地抓住時(shí)機(jī),開(kāi)始組織半導(dǎo)體所向這一方向進(jìn)行探索。1963年,他組建了半導(dǎo)體激光器研究室,先后領(lǐng)導(dǎo)并參與了中國(guó)第一臺(tái)半導(dǎo)體激光器的研制,實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的連續(xù)激射,并開(kāi)展半導(dǎo)體負(fù)阻激光器以及激光應(yīng)用的研究工作,為我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。
▲1979年,王守武在調(diào)試探針臺(tái)。
掛帥攻克集成電路成品率難關(guān)
集成電路,即通常所說(shuō)的“芯片”,是將電路所需的晶體管、二極管、電阻、電容等元件集成在微小半導(dǎo)體硅片上的電子器件。1964年,中國(guó)半導(dǎo)體所成功研制出首批集成電路,但至20世紀(jì)70年代,我國(guó)在該領(lǐng)域的研制與生產(chǎn)已遠(yuǎn)落后于國(guó)際水平。彼時(shí),國(guó)內(nèi)僅少數(shù)單位能仿制出每片近千位的大規(guī)模集成電路樣品,且成品率極低,難以投入實(shí)際生產(chǎn)。
面對(duì)這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn),1977年鄧小平在全國(guó)自然科學(xué)學(xué)科規(guī)劃會(huì)議上明確提出:“一定要把大規(guī)模集成電路搞上去”。響應(yīng)中央號(hào)召,中國(guó)科學(xué)院隨即展開(kāi)深入研究,然而進(jìn)展緩慢,半導(dǎo)體所超凈線(xiàn)團(tuán)隊(duì)雖全力以赴,4千位大規(guī)模集成電路的成品率問(wèn)題仍未得到有效解決。鑒于此,1978年10月,中國(guó)科學(xué)院決定邀請(qǐng)王守武全面負(fù)責(zé)提升集成電路成品率的任務(wù),以期在這一關(guān)鍵領(lǐng)域取得突破。
王守武上任后重新組織人員,調(diào)來(lái)了包括吳德馨在內(nèi)的一批技術(shù)骨干,著手分析成品率低的原因。從穩(wěn)定工藝入手,組織研究人員逐一改進(jìn)、穩(wěn)定設(shè)備。然后對(duì)使用的原材料和試劑進(jìn)行分析提純,以達(dá)到可使用的指標(biāo)。最后,建立了一套操作規(guī)程和管理制度,并要求嚴(yán)格執(zhí)行。到1979年9月,他們做出的三種版圖的大規(guī)模集成電路樣品的成品率都提高到了20%以上,達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)。該項(xiàng)研究為解決我國(guó)大規(guī)模集成電路管芯成品率問(wèn)題提供了寶貴經(jīng)驗(yàn),于1980年獲得中國(guó)科學(xué)院科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
王守武后來(lái)兼任中國(guó)科學(xué)院109工廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng)職務(wù),開(kāi)展4千位大規(guī)模集成電路的推廣工作,從事提高成品率、降低成本的集成電路大生產(chǎn)試驗(yàn)。他大膽采用最新工藝和無(wú)顯影光刻技術(shù),以一個(gè)電視機(jī)用的集成電路品種進(jìn)行流片試生產(chǎn),一次就取得了芯片成品率達(dá)50%以上的可喜成果,比國(guó)內(nèi)其他研制單位的成品率高出三四倍。這一成就贏得了1985年中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),后被授予國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。1987年,王守武憑借深厚的專(zhuān)業(yè)底蘊(yùn)與前瞻視野,提出的“世界新技術(shù)革命和我國(guó)的對(duì)策”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。1990年,王守武在給政協(xié)第七屆全國(guó)委員會(huì)第三次會(huì)議提案時(shí)指出,“要想發(fā)展我國(guó)的微電子工業(yè),光靠引進(jìn)是不行的”“想從西方國(guó)家引進(jìn)先進(jìn)的微電子技術(shù)和裝備純屬幻想”“我們必須以自力更生為主來(lái)加速發(fā)展我國(guó)的微電子工業(yè)”。這些建議彰顯了他的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí),以及對(duì)國(guó)家科技自立自強(qiáng)的擔(dān)當(dāng)和情懷。
王守武不僅致力于科研創(chuàng)新,還兼任多所高校的重要職務(wù),深切關(guān)愛(ài)后輩,為中國(guó)半導(dǎo)體與集成電路事業(yè)培養(yǎng)了大量杰出人才。
“半世紀(jì)半導(dǎo)體從無(wú)到有半生精力獻(xiàn)祖國(guó),一輩子一個(gè)勁日以繼夜一往追求無(wú)止境,一生間勤奮耕耘滿(mǎn)腹智慧眾人稱(chēng),八十年清風(fēng)飛渡世上榮辱從不爭(zhēng)?!边@是弟弟王守覺(jué)院士在王守武八十歲生日時(shí)題寫(xiě)的賀詞。它深刻描繪了王守武為我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)事業(yè)奮斗一生的歷程,也是他對(duì)黨、國(guó)家、人民和科學(xué)事業(yè)無(wú)限忠誠(chéng)的生動(dòng)寫(xiě)照。
▲2004年9月17日,王守武和夫人葛修懷在參加“做人與治學(xué)”座談會(huì)后合影。