許居衍：中國微電子工業的開拓者

曹雨 何佳芮

動蕩之中苦讀書，結緣電子一生情

1934年7月，許居衍出生于福建省閩侯縣都巡村。許居衍的父親早年畢業于馬尾海軍學校，擔任過海軍艦船輪機長，1948年于江陰起義后加入中國人民解放軍海軍。在抗日戰爭期間，許居衍的母親與丈夫失去聯系，只得帶著兒女逃到福建西北的邵武縣。整個少年時期，許居衍都處于苦難動蕩之中，學習時續時斷，1949年之后才回到福州，完整地讀了高中。但是在這樣的極端困境中，母親堅強自立、顧全大局、樂于助人的品德深深感染著許居衍。

1953年，許居衍從福建省閩侯中學畢業，考入廈門大學物理系，1956年秋轉入北京大學半導體物理專業。當時，半導體物理專業是一個嶄新的專業，許居衍在這里接觸到了半導體科學的新領域。1957年畢業后，許居衍被分配到國防部第十研究院第十研究所，負責半導體制冷效應及其在無線電設備中的應用研究。

1958年，美國德州儀器公司制造出世界上第一塊鍺集成電路，一場“微電子工業革命”從此開始。1960年，許居衍開始從事當時被稱為“固體電路”的探索。1961年10月，他被調入中國電子工業部門第一個半導體專業研究所——第十三研究所，任固體電路預先研究課題組組長。從此，許居衍與半導體集成電路結下不解之緣，開始了他獻身微電子事業的生涯。

1970年，許居衍參與了中國第一個集成電路專業研究所——第二十四研究所的創建，先后任課題組組長、研究室主任、總工程師。1985年，許居衍參與了第二十四研究所無錫分所的組建，隨后參與和無錫742廠共創的第一個微電子科研生產聯合企業——中國華晶電子集團公司，任公司總工程師。其間，許居衍還被聘為國務院大規模集成電路辦公室顧問。鑒于國家發展戰略研究的需要，他除了繼續關注科研生產，還涉足微電子技術經濟研究領域，為國家微電子技術工業的發展作出了貢獻。

從廢舊庫開始的集成電路研究

作為一個全新的行業，微電子是全球性、基礎性、科研型的科技工業。但是，在20世紀60年代，中國在相關技術和物質上都面臨極大困難。

由于技術路線難以捉摸，許居衍帶領課題組查閱了當時能獲得的僅有的技術資料，經過分析研究，正確地選定了硅平面集成技術和面向數字電路（計算機邏輯門）的方向。當時正值三年困難時期，科研條件和技術物資都極度缺乏，許居衍組織全組自力更生，勤儉辦科研，從廢舊庫里挖潛力，自己動手建立起了擴散、蒸發和光刻等工藝設備。這個只有五六個人和兩臺破舊設備的預研小組，在沒有現成技術可借鑒的情況下，摸索出了優質氧化等關鍵工藝技術，終于在1964年做出了硅平面二極管、三極管組合件，許居衍因此榮立了三等功。

1965年5月，第十三研究所在該課題組的基礎上成立集成電路研究室，許居衍仍擔任課題組組長，從事二極管-晶體管邏輯（DTL）電路研究。在研究室領導下，課題組群策群力，先后解決了晶體管制造中沒有的元件隔離、鋁反刻布線和多引腳封裝等集成電路特殊工藝問題，于當年12月完成了DTL電路和擴展器的部級定型鑒定，并移交工廠生產，使中國跨入了硅單片集成電路發展的新階段。

20世紀70年代初，國外半導體集成電路技術進入了大規模集成電路（LSI）時代。許居衍以特有的拼搏精神，大膽開發計算機輔助設計技術，研制成功了光學圖形發生器、圖形數字轉換機等機、電、光設備，組成全套計算機輔助制版系統。根據他提出的技術方案研制成功的圖形數字轉換機，填補了國內空白。

準確預測下一個硅主流產品

許居衍既有從事工程技術的實踐能力，又有理論創新方面的基礎。從1958年起，他就陸續在國內外專業刊物上發表60多篇論文、文章。

1982年，許居衍和一位同事在國外期刊上發表論文，提出了埋層雜質擴散和非均勻摻雜層遷移率等理論，為集成電路工藝工程設計提供依據。雖然該研究成果在時隔17年之后才發表，但仍受到國外重視，國外科研機構和專家學者紛紛來函索取。

1987年，許居衍從“造”與“用”的對立統一觀出發，提出了硅主流產品總是圍繞通用與專用特征循環、每10年波動一次的“硅產品特征循環”規律（后被稱為“許氏循環”）。2000年，他提出下一個硅主流產品將進入“用戶可重構系統級芯片”，并稱硬件可重構技術終將成為硅產品主流技術，這一預測已為發展事實所不斷證實。

許居衍幾乎參與了中國微電子事業的每一次重大行動或決策，為中國微電子事業立下了汗馬功勞。

20世紀90年代初，為加速中國微電子科技成果商品化進程，許居衍主持完成國家“八五”重大科技攻關項目，獲國家科技進步二等獎。“九五”期間，許居衍主持了“微控制器系列產品開發與應用”國家重大科技攻關項目，不僅獲得多項專利，而且使科技成果轉化為批量產品，改變了微控制器全部依賴進口的局面。