改革前行 (1978-1999)

 1978年,党的十一届三中全会召开,我国的科学技术事业步入了新的发展时期。中央于1978年3月18日召开了全国科学大会,邓小平同志提出“科学技术是第一生产力”的英明论断,明确提出知识分子是工人阶级的一部分,科学技术现代化是实现四个现代化的关键。全国科学大会开启了科研工作者的新天地,半导体所的科研工作进入了一个新的发展时期。

 

19784月黄昆所长参加全国科学大会后与王守武、林兰英副所长讨论

 

 

恢复建制  迎来崭新发展时期

 1978年8月23日,邓小平同志指示:“半导体技术同国际先进水平相比,差距很大,要加强这方面的工作。半导体所在城里不合适,那儿没有发展余地,要迁到郊区去,建一个好的现代化的研究所。”根据邓小平同志指示,半导体所进行迁建工程,国家投资近7000万元,于1979年破土动工,并被列为北京市重大工程。当时兼任总参谋长的邓小平,又从唐山调来基建工程兵部队参建。

 1976年,王守觉提出多元逻辑电路的设想,经过1年多研究和探索,研制出了10多个品种,并研制成功1台指令系统与当时流行的NOVA小型计算机完全相同而速度更高的小型计算机,取名为DYL-1300机。通过考机后证明,该机稳定可靠,证明了该电路的可用性。此高速逻辑电路荣获1980年中国科学院重大成果一等奖。

 1978年年底,半导体所响应邓小平“你们一定要把大规模集成电路搞上去”的号召,开展了研制大规模集成电路4096位动态随机存储器(简称4KDRAM)的科研任务。这种大规模集成电路,有40多道工序。王守武以身作则,同超净线的科技人员一起,严格规章制度,严格按科学规律办事,逐步解决了原材料及工艺流程中的可靠性等问题。经过近10个月的努力,4KDRAM的成品率达到20%以上,与当时国内集成电路的平均成品率相比,提高了几十倍。这一研制成果获得了中国科学院1980年科研成果一等奖。

 为了进一步加强硅单晶质量的研制力量,林兰英把从事硅单晶工作的梁骏吾从宜昌半导体厂调回,从事提高硅单晶质量的研究。1979年,实验室在点缺陷和深能级杂质行为的研究方面取得了突破,研制出高质量的硅单晶,为完成4096位大规模集成电路研制任务提供了有力保证。他们的“提高直拉硅单晶质量的研究”,获中国科学院1980年重大科技成果三等奖。

 

19793月中国科学院代表团访问英国,黄昆为副团长 

 1978年拨乱反正后,半导体所在重新恢复职称评审和研究生招生工作。为了加强研究生工作,除原有几位老研究员继续担任研究生导师外,经国务院学位办批准,又增加了多位研究员为硕士生导师,同时恢复了招收研究生的工作。

 1979年6月,黄昆率中国物理学家代表团访问意大利,受邀在意大利国际理论物理中心作了题为《晶格弛豫和多声子跃迁》的报告。同年,完成《无辐射跃迁的绝热近似和静态耦合理论》的论文。

 1980年,半导体所从国外引进价值670万元的大型计算机成立计算站,对所内外开放。

 1980年,王守武、林兰英和王守觉3位科学家同时当选为中国科学院学部委员。

探索改革途径  推动研究所发展

 随着改革开放的深入,半导体所进入发展新时期。所领导班子肩负着研究所生存和发展的巨大压力,不畏艰难,抓住机遇,带领全所职工打开了体制改革新局面。

 改革人事管理和干部考核制度

 1986年3月,《中国科学院关于改革职称评定实行专业技术职务聘任制度的实施意见》发布。半导体所尝试在人事管理和职称评定方面进行改革,就科技人员专业技术职务任职资格的评审、晋升和聘任制定了完整的制度,并在全所付诸实施。1986年,国家离退休制度开始实行,半导体所成立了老干部处。

 干部实行任期制,科研人员实行合同制,提倡人员流动,鼓励自由结合,健全了干部岗位考核制度,分工负责、各司其职,提高了工作效率。各项制度的实施在很大程度上调动了研究所各类人员的积极性、主动性和创造性。

 改革运行机制和奖励制度

 1986年7月,半导体所金属加工厂改革运行机制,实行“自主经营、自负盈亏、独立核算”的政策,建立“优胜劣汰”的管理机制,走出了一条“自我完善、多方位发展”的创业路。

 1988年5月,半导体所人事部门制定了改革奖励办法,实行“各行其道,分别计奖,宏观管住,微观放活”的奖励制度;同年6月,技术条件与生活条件服务系统,开始走向了“自行制约、自我发展”的道路。“打破大锅饭,奖勤罚懒、奖优罚劣、鼓励先进”,对勇于承担重大科研项目、取得重大科研成果起到了重要的激励作用。

调整结构  转换机制  开拓发展新时期

 自20世纪80年代以来,半导体所更新观念,调整结构,转换机制,进入了一个深化科技体制改革的新时期。逐步试行以课题组为主体、以市场为导向的新的科研体制。

 研究机构调整为1个部和10个室,分别为:半导体物理部(由半导体物理研究室扩建改革前行而成)、半导体材料研究室、新电路新器件研究室、超薄层生长研究实验室、传感器和表面器件研究室、半导体微波器件研究室、半导体电子学应用研究室、半导体光电子器件研究室、科技信息研究室、物理和化学分析实验室、半导体公共工艺实验室。此外,还包括图书馆、金属加工厂、动力站和《半导体学报》编辑部。

 1985年,毗邻林业大学、占地约170亩、建筑面积近8万m2的半导体所新址建成。科研用房面积增至3.8万m2,比以往扩大了3倍多。因此,科研生产与生活条件都得到较大的改善。1986年8月,迁所工作全部完成。

 

1983年半导体所新所建设投资包干签字仪式

 半导体所根据科学技术的发展趋势和国民经济的需求,进行了“一所两制三实体”的改革模式,大力加强基础研究,制定了向“光电子”倾斜的指导思想和策略措施。调整半导体所的科研方向,逐步形成基础和应用基础研究、材料、光电子器件和集成技术、直到建立高技术产业的一条龙体系。

 1985年12月,经国家科学技术委员会批准,将半导体所研制大规模集成电路的1条超净线(吴德馨领导)、1个研究室(马俊如领导)和其他2个研究组,与109工厂合并,于1986年1月成立了中国科学院微电子中心。廊坊工厂和 CAD组也相继于1989年划出,并撤销了所计算站。

 

1986年黄昆、林兰英和视察半导体所的两位中国科学院院长方毅和卢嘉锡交谈

 1992年1月7 日,江泽民总书记亲临半导体所视察,听取了工作汇报,还与科研骨干进行了亲切交谈。总书记语重心长的话语给全所同志以极大鼓舞,给半导体所科技体制改革指明了方向.

 

1992年江泽民总书记视察半导体所

 20世纪80-90年代,半导体所相继组建了2个国家级研究中心、4个国家重点实验室和1个院级开放实验室。2个中心分别为:国家光电子工艺中心和光电子器件国家工程研究中心。4个国家重点实验室分别为:半导体超晶格国家重点实验室、集成光电子学国家重点联合实验室、表面物理国家重点实验室、传感器国家重点实验室。1个院级开放实验室:半导体材料科学开放实验室。它们的建立为半导体所在电子技术、光电子技术、超晶格物理等研究领域的飞速发展,起了至关重要的保证作用。

 筹建“国家半导体传感技术联合开放实验室——北方基地”

 半导体所自1987年开始筹建“国家半导体传感技术联合开放实验室——北方基地”。1989年11月,受国家计划委员会委托,中国科学院组织了以谢希德教授为首的13位专家组成的国家验收委员会对“国家传感技术重点实验室”进行检查验收。验收委员会一致认为:“实验室以研究和开发新型固态传感器及配套仪表为主,研究和应用相关的新原理、新材料、新工艺,建立了国内第一流的固态传感器研制工艺线,做出了一批国家建设急需改革前行的高水平成果。”根据中国科学院统一部署,该实验室于1992年移交中国科学院电子学研究所。

 “中国科学院半导体材料科学实验室”正式对外开放

 1990年9月,经中国科学院批准,“中国科学院半导体材料科学实验室”正式对外开放,王占国任主任。在林兰英的建议下,实验室将AlGaAs/GaAs二维电子气材料作为首要攻关目标。王占国领导的MBE课题组仅用3个多月时间,便研制成功低温(4.2K)电子迁移率超百万(cm2/v·s)的二维电子气材料。1996年课题组研制成功我国首支室温脉冲激射的InAs/GaAs量子点激光器。1997年又研制成功室温连续激射、输出功率超过1W以上的大功率量子点激光器。该成果获得2000年中国科学院自然科学奖一等奖和2001年国家自然科学奖二等奖。

 “超晶格国家重点实验室”通过验收

 自从1970年分子束外延技术出现之后,国际上半导体超晶格的学科研究发展十分迅速。黄昆及时调整物理室的研究方向,转移到超晶格量子阱的研究上来,并申请建成了半导体超晶格国家重点实验室,郑厚植任主任。

 1991年11月11日,超晶格国家重点实验室通过了国家计划委员会组织的专家委员会的验收。验收报告中认为:“建成了一个具有国内第一流水平,国际先进水平的,对半导体超晶格量子结构材料、物理和器件进行综合研究的实验基地。”超晶格国家重点实验室成立以来,硕果累累,在超晶格声子模理论、超晶格和纳米材料电子态理论、拉曼光谱、瞬态光谱、压力光谱、输运性质、自组织生长量子点等方面的研究,都取得了具有国际水平的成果,共获得国家自然科学奖二等奖4项、国家自然科学奖三等奖1项、中国科学院自然科学奖一等奖3项、中国科学院自然科学奖二等奖7项。

科技人才辈出 科研工作再谱新篇

 半导体所充分认识到人才的重要作用,十分注重人才培养和队伍建设,进一步开拓研究领域,积极承担国家任务,在科研领域取得了突破性进展。

科技人才辈出

 自20世纪90年代以来,半导体所不断涌现出一批优秀的科研工作者。作为光电子学专家的王启明,于1991年当选为中国科学院院士;在量子阱超晶格领域里,因在低维量子结构研究领域做出了重要成果的郑厚植,于1995年当选为中国科学院院士;在半导体光谱和深能级物理研究工作中成绩卓著从事材料科学研究的王占国,于1995年当选为中国科学院院士;领导了分布反馈(DFB)等激光器研究的王圩,于1997年当选为中国科学院院士;在半导体材料的研制工作中做出显要成绩的梁骏吾,于1997年当选为中国工程院院士;在研制量子阱激光器和建设“光电子器件国家工程研究中心”工作中有过重要贡献的陈良惠,于1999年当选为中国工程院院士;在超晶格物理领域里,因在超晶格微结构理论方面的研究有过突出功绩的夏建白,于2001年当选为中国科学院院士。

科研工作再谱华章

 建立“黄-朱模型”

 1988年,黄昆和朱邦芬提出和发展了关于半导体超晶格中光学声子类体模和界面模特性的理论,后来被国际学术界称为“黄- 朱模型”。鉴于在固体物理和半导体物理学方面的重大贡献,黄昆获1995年何梁何利科学技术成就奖、1996年陈嘉庚物理学奖和2001年度国家最高科学技术奖。

 

“黄-朱模型”的两位作者在讨论问题

  研制成功“SOS-CMOS抗辐射电路”

 为了更好地落实科研与生产相结合的方针,1983年在林兰英的积极推动下,由材料室“蓝宝石上外延硅(SOS)”小组和表面器件室“CMOS集成电路”小组共同组成联合研制组,研制具有高速和高集成度及高抗辐射能力等优点、在航天技术领域有广泛用途的“SOS-CMOS抗辐射电路”。研制组与北京器件三厂协作,先后于1986年和1990年研制成功分别用于长寿命卫星和国防重点工程系列的抗辐射电路。这一当时国内首创的集成电路新产品,其电学性能与抗辐射指标均达到当时国际同类产品的先进水平。1990年2月,我国“东方红Ⅱ甲”长寿命通信卫星成功发射,由联合研制组提供组装于卫星的姿态控制电路及月球姿态鉴别电路板上的全部SOS-CMOS电路一直工作正常,其成果先后两次获中国科学院科技进步奖二等奖。为了适应我国空间技术和国防重点工程的迫切需要,

 1998年,研制组在SOS-CMOS电路研究成果的基础上,开始了抗辐射SOI-CMOS 64K SRAM的研究,其研究成果为我国当今发展抗辐射SOI-CMOS超大规模集成电路奠定了基础。

 合作研制成功我国第一台自主创新分子束外延设备

 1983年,经过10年的努力,半导体所、物理研究所和沈阳科学仪器研制中心合作研制成功我国第一台自主创新分子束外延设备,生长出高纯外延GaAs和多种二维结构材料。

 1984年,孔梅影代表课题组在美国第三届国际分子束外延(MBE)会议上报告了MBE GaAs和GaAs/AlGaAs调制掺杂异质结的研究结果。该项目先后获得了1987年中国科学院科技进步奖二等奖、1990年国家科技进步奖三等奖、1993年国家科技进步奖二等奖。

自主研发的分子束外延设备

 开创我国在太空生长砷化镓单晶的研究工作

 从1986年开始,在林兰英的领导下,材料实验室自力更生地发展我国的空间材料科学,开创了我国在太空生长砷化镓单晶的研究工作。1987年8月5日,在我国发射的返回式卫星上,成功地从熔体中生长出两块火炬状的砷化镓单晶。这一成果,获中国科学院科技进步奖一等奖,国家科技进步奖三等奖。

 

利用返回式卫星生长得到的高质量SI-GaAs单晶(Φ20mm

 光电子研究工作蓬勃发展

 20世纪80—90年代,半导体所的光电子研究工作得到了蓬勃发展。“国家光电子工艺中心”和“光电子器件国家工程研究中心”的建设,为光电子提供了良好的研发环境。中心研制出一批先进的光电子器件,例如,1980年研制成功了10万小时连续工作的0.85μm AlGaAs/GaAs双异质结(DH)激光器;1981年实现了1.3μm室温连续工作的 InGaAsP/InP DH激光器;1985年研制出1.3μm室温连续工作激光器;1987年国内首次实现了AlGaAs/GaAs量子阱激光器室温脉冲激射;1988年研制出边模抑制比在30dB以上的脊型波导1.55μm分布反馈DFB激光器;1988年研制成功双稳激光器;1990年研制出长寿命的1.3μm和1.55μm激光器;1991年在国内首次研制成功高灵敏度低暗电流的GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器;1993年研制成功寿命超过千小时的808nm大功率激光器;1993年做出了GaInAs垂直腔面发射激光器;1995年研制成功980nm波长基横模运行、几十毫瓦输出的压应变量子阱激光器;1996年研制成功长波长无制冷激光器和670nm红光激光器;1996年研制出应变量子阱的1.3μm 和1.55μm DFB激光器;1997年研制成功80mW输出大功率激光器等。这些成果多次获得国家科技进步奖二等奖、国家自然科学奖二等奖和中国科学院科技进步奖一等奖。科研人员对光电子器件进行中试开发,实现小批量生产起到了很好的推动作用。半导体所已将开发出的光纤输出光通信用单模激光器、大功率激光器和模块等,推向了国际市场。