本書講述的是一群投身于“中國芯”發展的建設者的奮斗故事,全書內容以具有人文氣息的人物專訪形式呈現。當前,作為國之重器的“中國芯”,不僅關乎著國家的信息安全和經濟建設,也擔負著中華民族偉大復興的歷史使命。與此同時,芯片技術是科技中的科技,由于技術門檻高、研發周期長、投資風險大,因此,投入芯片領域不僅需要過硬的技術,還需要強大的內心、堅定的意志以及對“中國芯”的一種情懷,只有這樣才能堅持下去。
中蘇友好時期,朱貽瑋以優異的成績進入北京俄語學院留蘇預備班;兩年后因政策變遷,留蘇計劃擱淺后進入清華大學,成為清華大學培養的第三批半導體專業的大學生,由此參與到中國集成電路產業從零起步的艱辛歷程。由于國家早期重視程度不夠、資金不足、人才匱乏、國外技術封鎖等原因,中國集成電路產業早期的發展過程可謂道路崎嶇、步履維艱。處在那個階段的朱貽瑋從未動搖和放棄過,攻堅克難,先后在774廠參與了我國第一臺第三代電子計算機所用集成電路的研制工作;參與了我國第一家半導體集成電路專業化工廠(878廠)的建廠和技術管理工作;組織燕東微電子公司4英寸芯片生產線的引進工作……
正是朱貽瑋和同路人幾十年如一日的堅守,讓我國集成電路產業的發展渡過了一窮二白的艱難時期,迎來了希望的曙光。
留蘇之路中斷,進入清華。
朱貽瑋的初中在解放初期各項政治運動中度過。到高中時,學校的外語課程由英語改為俄語,由于初中階段一直在聽廣播學俄語,加上成績優異,朱貽瑋成為學校推選去考留蘇預備生的五六個學生中的一個。經過全國統一高考,朱貽瑋被北京俄語學院留蘇預備部錄取。
1955年9月,朱貽瑋離開生活了18年的上海,乘火車來到北京。“當年的北京俄語學院(現北京外國語大學)位于西郊魏公村,周圍都是農田。”朱貽瑋回憶那時的艱苦環境時說。
到留蘇預備部報到后,學校又進行了一次俄語考試,朱貽瑋再次以優異的成績被分到了高級班,教他們俄語的是當時蘇聯駐中國大使館的一名武官的夫人。
兩個學期結束后,學校宣布:國家決定減少派去蘇聯學習的人數;留下的四分之一學生再讀一年俄語。朱貽瑋是留下來的一員。
世事難料,又學了一年俄語之后,國家決定只派研究生去蘇聯,這意味著朱貽瑋的留蘇之路不得不中斷。令人欣慰的是,留蘇預備部的學生可以選擇分配到國內大學繼續學習。1957年夏天,朱貽瑋選擇進入清華大學無線電系學習。
在清華大學學習期間,朱貽瑋也經歷了各項政治運動的動蕩,但他仍在咬牙堅持學習。
那個年代,清華本科生學習時間一般是5年,而新技術專業的工程物理系和無線電系,還有建筑系,則要6年。到了三年級之后,正式確定專業。朱貽瑋分配到新設不久的半導體專業。清華大學當時培養學生的目標是使其成為又紅又專的工程師。盡管朱貽瑋家庭出身不好,但在學校教育下,到大學后期加入了中國共產黨。
大學畢業時,朱貽瑋說并不知今后的人生將會是怎樣一個軌跡。從774廠到878廠再到燕東公司,親歷中國集成電路產業在艱難中前行。
我國早期建立的軍工廠,為保密起見,都以數字代號稱謂。朱貽瑋1963年7月從清華大學畢業,被分配到位于北京東郊酒仙橋地區的北京電子管廠(774廠)。這是國家第一個五年計劃中的蘇聯援助建設的156項重點工程之一,生產大型和小型電子管,是當時亞洲最大的電子管廠。
在電子產品的發展進程中,第一代電子器件是電子管,第二代是晶體管,大家所知曉的集成電路(芯片),則是第三代電子器件。
1963年,我國還處在第二代電子器件—晶體管的生產階段。在774廠的半導體車間里生產蘇聯型號的半導體晶體管,可以用來組裝半導體收音機。
朱貽瑋被分配到半導體車間,開始參與清洗、測試、擴散等工序勞動,后來被安排搞拉絲新工藝試驗。第二年,朱貽瑋被調到試制組,參加籌備硅平面管大組。“當時,產業還處在開荒階段,很多基本的工藝設備都需要親手做。自己畫草圖,然后加工零部件,再組裝,通電調試。我參加制作的是氧化擴散爐。”朱貽瑋講道。后來,試制組改為實驗室“三室”。
機會總是給有準備的人。1965年5月,朱貽瑋被三室領導安排試制固體電路的工作,與同事們一同獨立自主地研制出了用于第三代電子計算機的第三代電子器件—固體電路。“在早期,集成電路在我國叫作‘固體電路,后來慢慢改稱為‘集成電路。”朱貽瑋提到這個概念的演變。
而那一時期,正是中國集成電路進入芝麻開花—節節高的階段。中國科學院半導體研究所、北京無線電技術研究所、中國科學院156工程處、石家莊十三所和上海元件五廠等單位相繼研制成功集成電路。
1968年,我國第一個半導體集成電路專業化工廠—東光電工廠(878廠)在北京建立,籌備組和北京無線電工業學校合并,朱貽瑋被調到878廠的籌備組。到崗的第一項工作就是清點半導體車間里的設備和儀器,看看哪些能用于集成電路試制,然后組織工人使用這些簡陋的設備試制集成電路。有的工序做不了,工人就拿硅片到774廠去做。這樣的條件下,在不長的時間內居然也試制成878廠第一塊集成電路。
在那個年代有的材料買不到,就自己生產四氯化硅和硅烷;集成電路所用外殼也由自己生產。“那時的的確確是IDM模式(集成制造模式),從設計版圖、刻紅膜照大相開始,經過芯片制造工藝,到外殼生產,再進行后部壓焊、封裝成成品,最后經過成品測試、包裝后入庫出廠。”朱貽瑋回憶道。
由于各種條件達不到,當時國內生產的集成電路普遍質量不好,導致電子計算機整機調不出來,一度出現“集成電路不如晶體管,晶體管不如電子管”那種“一代不如一代”的局面。“經過調查研究,大家總結出造成集成電路質量差的原因是四個字:臟、虛、傷、漏,即骯臟、虛焊、劃傷和漏氣。”朱貽瑋指出。
為此,朱貽瑋在廣交會上與德國西門子公司進行技術交流后又到上海兄弟廠學習,和技術人員一起針對存在的問題采取相應的改進措施,又對組成電路的元器件進行不同設計的試驗,摸索各種元器件性能對門電路高低溫性能的影響,從而進行電路設計的改進,最終,提高了集成電路質量,將改進后的集成電路供應給738廠調出了小型電子計算機。
1973年8月,北京大學電子儀器廠研制成功我國第一臺100萬次大型電子計算機,采用的就是朱貽瑋所在的878廠生產的TTL中速電路和S-TTL高速電路,從而扭轉了“一代不如一代”的局面。