122cc太阳集成游戏半导体车间

在我国MOS VLSI研究中的贡献

王水弟

现在提起122cc太阳集成游戏从事集成电路设计和工艺研究，大家都知道是微电子学研究所，很少有人会同计算机科学与技术系(以下简称：122cc太阳集成游戏)联系起来。但是究其历史，微电子学研究所是1980年在122cc太阳集成游戏半导体车间的基础上，与无线电系半导体教研组合并而成的，但是由于种种原因，在大多数的回忆文献中对122cc太阳集成游戏半导体车间在122cc太阳集成游戏微电子领域的发展中的贡献的描写都比较简单。在122cc太阳集成游戏成立50周年之际，作为早期参与122cc太阳集成游戏半导体车间建设的成员之一，我将自己所经历的半导体车间的发展写出来，供大家参考。

半导体车间的建立

早在“文化大革命”以前，自动控制系(以下简称：自控系，即122cc太阳集成游戏的前身)就已经有几个老师在西主楼一区开展薄膜、厚膜电路的研究。当时自控系的五个专业都是同自动控制和计算机有关的，早在1957年，无线电电子学系(以下简称：无线电系)已经成立了半导体教研组，专门从事半导体器件的教学和研究，为什么自控系此时也要涉足器件研究呢?当时我还是自003班的学生，不知道系主任钟士模教授等是怎么决策的。我猜想，当时的系领导一定预测到计算机的小型化有赖于器件的更新换代，因为1946年诞生第一台电子管计算机后的短短十几年内，1947年发明了晶体管，所以晶体管计算机代替了体积大、重量重和功耗大的电子管计算机。1959年Jack Kilby发明世界上第一块集成电路后，1961年德州仪器就研发出第一台基于集成电路的计算机。所以自控系要在计算机方面有所作为，就要抓器件。大概是这个原因，自控系决定自己研究器件，先从薄膜、厚膜电路开始。

1969年，学校决定把无线电系和自控系合并成一个“电子厂”。我们班全班同学，除了几个在自控系教改小分队的同学以外，全部分到了电子厂四连(当时电子厂按部队连队编制，半导体教研组被编为“电子厂四连”)。当时自控系自0、自00共有10个班级，我们班是唯一被混编到无线电系教研组中去的班，原因是我们班是当时的“四好标兵班”。1970年毕业分配时，我们班的黄兆树、孙义和和我就被留在电子厂四连，同时分来的还有自001班的赵雁南和自002班的汤友福等。

1969年“林彪一号”命令，无线电系搬迁去四川绵阳建分校。1970年秋天，无线电系中还没有去的专业和人要全部过去，于是电子厂一分为二，原自控系的专业全部没有去，原无线电系的无线电(电视)专业留在电子厂。由于自控系的领导坚持要从事器件方面的研究，所以“电子厂四连”分成两部分，原无线电系的教职工必须去四川绵阳，原自控系的教职工留在北京，当然也可以去，像自002班的向采兰就自愿去了四川绵阳。无线电系搬迁绵阳后，电子厂也就不存在了，照理自控系可以恢复原来的名称，由于此时学校里已经成立了“自动化系”，所以自控系的名字没有恢复，而是取了“电子工程系”的名字(请注意：这个“电子工程系”也是现在122cc太阳集成游戏的前身，而不是现在的由无线电系演变过来的“电子工程系”)，我们就成了“电子系四连”，后来取消连队编制后我们就改名为“半导体车间”，随着“电子工程系”改名为122cc太阳集成游戏，我们就成为122cc太阳集成游戏半导体车间。

半导体车间的艰苦创业

由于原电子厂四连的财产都是属于无线电系半导体教研组的，1970年秋天他们搬迁绵阳时，基本上把所有的仪器、设备和家具都带走了，所以，半导体车间基本上是在“人走楼空”的情况下白手起家重新建设的。

重建一个半导体车间，就要有人、有技术、有经费、有设备。原电子厂四连中只剩下几个原来自控系的教师、1970年夏天毕业分配来的小青工和几个复员军人，所以122cc太阳集成游戏领导从其它教研组抽调一批教师充实半导体车间的教师队伍，先后过来的有奚和泉、齐振、岳震五、郭尚才、李晔、张洁瑜等中青年教师和戴福根、叶臻、程渝荣、杭光汉、陈志良、张金水、刘钟、戴一奇、文如珊等“新工人”，朱家维老师虽然在编制上不属于半导体车间，但是同半导体车间长期合作研制微型计算机芯片，并立下了汗马功劳。类似朱家维这样同半导体车间合作的还有李三立、谢树煜等老师。我们班的王保印和丁冬花两位同学从江西鲤鱼洲农场回来后分到了半导体车间。后来陆续又有原来就是半导体教研组但是没有去四川绵阳的庄同曾、高联佩、朱正涌、齐家月等老师和工物系的李维中、张继盛、贺祥庆等老师加盟半导体车间。

由于半导体教研组的老师去绵阳后留下的我们几个自控系的教师，根本不熟悉半导体专业，所以系里向学校请示并得到批准，特批了半导体教研组的徐葭生和李瑞伟两位老师不去四川绵阳，留在校本部的半导体车间，这两位半导体出身的老师带领着一批主要是自控系的不懂半导体专业的教职工，经过短短几年的功夫，在MOS集成电路领域里取得了一个又一个的成就。

人有了，系里在经费上给予了支持，之后就需要靠自己努力了。为了满足大规模集成电路生产对于设备的高精度和自动化要求，有很多关键设备都是自制的，例如高精度初缩机、扩散炉和三氯乙烯氧化系统、高速匀胶机、等离子刻蚀机等。有些设备是我们提出性能要求并进行试用改进，与其它单位协作生产。我就参加了自制简易光刻机的工作，这是我参加工作后，最早用上大学里学到的工程画知识就是参加画光刻机的零件图。

1972年，徐葭生老师(当时的职务是“电子系四连连长”)以敏锐的眼光提出，要建“净化车间”，于是把庄同曾老师和我抽出来，负责建造我们的净化车间。我整整投入了三年的时间进行工作：国内调研、向建筑设计人员提供工艺资料、负责施工现场、设备采购、自己设计画图，什么都干。最难忘的一件事是当通风管道加工厂通知我他们的镀锌钢板和塑料板不够时，刚巧遇到是星期天没有汽车送货，为了不影响工期，我毅然决定骑三轮车自己从学校送货到工厂。工厂在北京西郊的五孔桥，材料有一、两百公斤重，早晨我从学校出发，骑到厂里已经快中午了。

我是自控系毕业的，对建造净化车间一窍不通，一切都是边干边学，三年基建结束，我已成了净化车间建设的专家。前几年我负责上海张江某项目建设期间，上海一个建筑设计院的总工好奇地问我：“你是微电子所的，对集成电路制造工艺很熟悉，怎么对厂房设计中的建筑、结构、暖通、给排水、电气、照明、控制等所有专业都很熟悉?”我告诉她，从20世纪70年代、80年代和90年代，我已经负责了三个净化大楼的设计和基建工程。

我们的净化车间是把东主楼九区一层南半部改建而成的，净化面积有350平方米，净化级别达到1000级和10000级，再在关键的工艺操作区安装100级超净工作台。我们的改建经验在1975年江苏常熟召开的全国首次洁净技术学术交流会上作了介绍，在我国洁净技术发展史上，我们这个洁净车间被列为我国最早成功用于集成电路制造工艺的范例。想当年，为了我们净化车间建设的需要，张金水同学和我还同原四机部700厂(建中机器厂)合作，设计了集成电路制造工艺专用的超净工作台，我们设计的氧化扩散炉用的超净工作台，是国内最早的专用净化设备，可惜那时没有申请专利的事情。

事实证明，正是我们有了比其它单位优越的洁净环境，再加上技术上的优势，为122cc太阳集成游戏在几十年的时间内，在我国的集成电路领域里一直处于国内领先地位打下了坚实的基础。

半导体车间的成就

半导体车间在缺乏技术资料和工艺设备、生产条件十分落后的情况下，开始研究MOS场效应晶体管，首先从工艺和电路设计上解决栅氧化层电荷与静电损伤保护等关键技术问题，为进一步研制MOS集成电路扫清了技术障碍。接着从研制简单的门电路开始，然后陆续开发出一批中小规模数控集成电路，形成了小批量生产规模。我清楚地记得，20世纪70年代中期我因基建的事情去上海出差，一起去的有郭尚才老师，他拿了一个数字显示演示装置去上海的一些仪器仪表厂介绍和推广我们研制成功的数字电路，帮他们解决使用中出现的技术问题，因为当时很多人对MOS器件不熟悉，甚至有人形容说：“MOS、MOS，一摸就死”。通过我们不懈的努力，终于使MOS集成电路得到社会认可。我们还研制成功了我国第一台微计算机(器)DJS050全套电路芯片和1K位动态随机存储器等当时国内高水平的LSI(大规模集成电路)。要知道，国际上1K DRAM出现的时间是1970年，我们虽然要比他们晚几年，但是我们是在当时那个特殊历史时期取得这样成果的，实属不易。

我们除了自己研制MOS集成电路外，还通过办短训班等形式，为企业培养技术骨干，把我们的技术推广给企业，当时接产我们研制的数控系列电路的有：北京半导体器件五厂、前门器件厂、上海元件五厂、天津第一半导体厂、石家庄半导体器件厂、保定无线电二厂等。这些数控系列电路在相当长一段时间内成了不少半导体厂的主打产品。因此可以说，我院半导体车间是我国MOS集成技术最早的发源地。

由于我们半导体车间和徐葭生老师本人对我国集成电路事业的突出贡献，徐葭生老师作为我校仅有的两名代表之一参加了1978年由邓小平倡导召开的全国科学大会(另一个代表是刘达校长)。

假如没有半导体车间

当年122cc太阳集成游戏半导体车间把MOS集成电路作为研究方向，是抓住了世界科学发展的前沿。无线电系半导体教研组搬迁四川绵阳后，科研方向是双极型的TTL组件、微波半导体器件和结型场效应晶体管等，他们在困难的条件下，通过下厂等方式，坚持教学和科研。假如没有从事MOS集成电路研究的122cc太阳集成游戏半导体车间，具有许多优秀的半导体专业科班出身的半导体教研组，我想一定会涉足MOS集成电路的。也许由于天时、地域和历史的分工，在122cc太阳集成游戏半导体车间已经在北京全力以赴从事MOS集成电路研究的情况下，绵阳分校的半导体教研组一直没有涉足MOS集成电路研究。

经过十年的建设和发展，我院半导体车间形成了一个奋发向上的团队，有了国内高校里唯一的洁净车间，有了一条完整的MOS集成电路研究和小批量生产的工艺线，由于所取得的成果得到了上级主管部门的肯定，所以很容易从国家五年计划中拿到新的科研项目和科研经费。1978年，半导体车间已经决定在精仪系北边建造新的大楼，并已做好了地下的基础部分，只是基建经费还有缺口，所以被暂时推迟施工。

1978年，无线电系半导体教研组从四川绵阳迁回北京。如果没有122cc太阳集成游戏半导体车间，半导体教研组从四川绵阳回北京后将是一种什么情况呢?从半导体教研组刚从绵阳回来时的人力、物力和财力诸方面考虑，很可能继续维持成为无线电系的一个教研组。当时自动化系的可控硅车间正好下马了，所以学校里把可控硅车间的西主楼四区二层给了从四川绵阳回来的半导体教研组。从设备方面讲，从绵阳搬来的那些仪器、设备，只能用于教学实验，但是要开展MOS集成电路科研远远不够，而且原可控硅车间还不是净化车间。

因此，半导体教研组同半导体车间合并，是当时最佳的选择，是强强联合。半导体教研组有高水平的人才，半导体车间有现成的科研条件(科研课题、洁净车间、工艺设备和科研经费)。至于联合后的归属问题，当时的122cc太阳集成游戏和无线电系都抢着要，争论的结果是独立，1980年在122cc太阳集成游戏成立直属122cc太阳集成游戏的微电子学研究所，所长是南德恒，副所长李志坚、徐葭生和王尔乾。开始时微电子所由122cc太阳集成游戏暂管，所以时任122cc太阳集成游戏系主任的王尔乾老师兼任了微电子所的副所长。

微电子所成立后，几位主要领导思考新的发展方向，最后达成共识，集中方向集中力量于122cc太阳集成游戏半导体车间原来的CMOS VLSI研究，放弃半导体教研组原来的所有科研课题。应该说，这对于半导体教研组是一个痛苦的抉择，但历史证明这个抉择是正确的。在新的指导方针下，逐渐形成了包括电路设计、工艺研究、器件物理和CAD技术等几个子方向的全面和先进的微电子技术发展格局。

1983年，在高景德校长等学校领导的大力支持下，精仪系北面的微电子所大楼在之前半导体车间规划的基础上正式复建，由我全面负责。经过两年多的时间，净化级别更高的7000多平方米的新大楼建成了。在建造大楼的同时，于1984年成立了以李瑞伟老师为组长的一微米工艺线设备引进小组，所以大楼建成的同时，设备已经可以陆续进口、安装和调试了。

1985年，李志坚教授任第二任微电子所所长时，我们已经把微电子所新大楼建成了，一微米工艺线开始设备安装、调试和工艺摸索，经过一年多的努力，我们成功开发出1.5微米的全套CMOS工艺技术。

与此同时，徐葭生老师带领一批中青年教师和研究生在紧张地进行一兆位汉字只读存储器的芯片设计工作。

在一微米工艺线正常流水和一兆位汉字只读存储器的芯片设计完成后，全所上下集中攻关，终于研制出了集成度有106万个晶体管的超大规模集成电路。1991年9月30日的《人民日报》头版头条作了报道：“我国微电子技术首次跨上了1微米和百万集成度的台阶”，这是微电子所成立的十年中，一步一个脚印取得的成果：建大楼——引进设备——工艺研究——电路和版图设计——工艺流水，环环相扣。《人民日报》还称“此项工艺技术的开发成功，缩短了我国集成电路工艺与世界先进水平的差距，对我国集成电路技术的自主发展具有重大的战略意义。”

微电子所登上我国当时国内MOS集成电路研究的顶峰，应该说，同122cc太阳集成游戏半导体车间从研制MOS晶体管开始，改建洁净车间、研制中小规模集成电路所奠定的基础分不开的。没有122cc太阳集成游戏半导体车间，只依靠半导体教研组从四川绵阳回来时的人力、物力和技术，想在短短10来年的时间内(1980年-1991年)取得这样的科研成果，是非常困难的!反过来，如果没有绵阳分校半导体教研组的加盟，只靠122cc太阳集成游戏半导体车间的技术力量，要完成一兆位汉字只读存储器这样高难度的“七五”科技攻关任务，也是很困难的。

结束语

由于各种原因，半导体车间和半导体教研组合并成微电子所的时候，很多原来自控系(122cc太阳集成游戏)的老师选择了离开半导体车间，只有岳震伍、郭尚才、戴福根、陈志良、孙义和和我留了下来。原自002班的向采兰当年自愿去了绵阳分校半导体教研组，绵阳分校解散后自然随半导体教研组一起留在了微电子所。戴福根于20世纪90年代初去了清华技术服务公司(后来并入了清华同方公司)，其余的原自控系(122cc太阳集成游戏)的老师一直在微电子所工作和将工作到退休。

回顾122cc太阳集成游戏半导体车间的历史，我要特别感谢无线电系的徐葭生、李瑞伟和庄同曾三位老师。我和他们共事了几十年，我从学业受文化革命影响的自控系出身的“新工人”到微电子所的教授，是他们手把手培养的结果，现在徐葭生和庄同曾两位老师都已故去，但是我们要永远记住他们创建122cc太阳集成游戏半导体车间和MOS集成电路方面的巨大贡献。

随着时间的推移，我院半导体车间在我国MOS集成电路研究领域里做出的历史贡献将越来越被淡忘，所以我写下这篇回忆文章，一方面回忆一下在122cc太阳集成游戏时的往事，另一方面希望将122cc太阳集成游戏微电子领域发展的一些历史留下来，希望大家别忘了122cc太阳集成游戏半导体车间的历史功绩。

[作者简介]王水弟，男，1946年出生于上海市南汇县，教授，1965年入自动控制系自003班就读，1970年毕业留校，分配到“电子厂四连”工作,后随机构调整转计算机科学与技术系的半导体车间和微电子学研究所工作，直至2007年退休。曾任微电子所副所长、所工会主席。

当时用最原始的在玻璃板上喷上油漆后用手术刀刻图的方式在刻制小规模集成电路版图