摘选《1956-1967年国家十二年科学技术发展远景规划》初稿,其中半导体领域所提出的综合性的中心问题的部分内容:
图:十二年远景规划中半导体方面提出的综合问题
1956年上半年,克服重重困难返回新中国的成众志先生应邀参加“十二年科学技术发展远景规划”会议。并且,成众志先生参加“四项紧急措施”中的——“电子学”、“半导体”两个规划小组,同时,还亲自执笔编写《晶体管电子学》的规划内容。
在国务院的招待会上,他受到周总理和聂荣臻元帅的单独接见,亲切交谈,勉励有嘉,对此极为鼓舞,终身难忘。
“十二年远景规划”中关于“半导体电子学”的具体内容:
在规划57项任务中的两项任务:“半导体科学技术”的建立及“无线电电子学”的建立,都对“半导体电子学”的发展提出具体的规划。
半导体电子学的主要任务是:将各种半导体物理现象的应用所产生的半导体器件,制成半导体电子学线路及半导体电子学仪器设备,从而发展和推动无线电电子学、电子计算机、自动化等方面在国防以及国民经济上所起的作用。
根据半导体电子学的任务,按照它的工作性质可概括为互相关联的三个部分,它们分比为:
第一是,与半导体器件及物理性能密切相关的工作:主要研究半导体器件的性能,研究测量方法、建立测量设备,决定性能的质量、研究性能与器件构造及物理的关系,决定器件性能改造的途径。提供使用半导体器件的必要电子学性能。规划指定主要负责单位是科学院的应用物理研究所(将来由计划建立的半导体研究所接替)。
第二是,半导体电子线路理论工作:为了使半导体电子器件有效地、广泛地应用在电子学设备中,对半导体器件在线路中所起的作用应加深入研究,由于晶体管具有与电子管不同的性能,近年来由于晶体管的发展引起电子学线路理论中对有源线路研究的发展。根据半导体器件的性能,以及半导体电子学线路理论及等效电路的研究成果,提出一系列新型半导体线路,扩展无线电电子学的应用范筹为此项工作的任务,规划中定出此项工作由将成立的中国科学院电子研究所为主要负责单位。
第三是,半导体电子学设备工作:将半导体器件使用在各种电子学设备中,制成各种半导体电子学设备,如半导体电子交换机、半导体电子计算机、半导体通讯设备等。此项工作包括大规模的线路工作及技术工作,具体将半导体使用在各种电子学设备中,为此项工作的中心任务。规划中指出此项工作,由各单位进行研究,如科学院电子计算机所、自动化所、邮电科学院等单位,分别进行有关项目的研究。
上述三方面的研究工作是密切相关的,从事性能研究的工作也应了解其它两方面的工作,从事线路理论研究工作也应有一定的应用对象,从事半导体电子学设备工作应吸取性能与线路工作的成果,在三方面工作互相配合、互相合作的结果,可研究成各种准确的测量方法、制成各种测量设备、测出半导体器件的性能、提出改善性能的方法、研究出各种线路理论、使各种半导体器件最有效地建成新型电子学设备、扩展无线电电子学的应用范围。
根据“十二年科技规划”的规定,1956年12月至1957年2月中国派遣半导体代表团访问苏联,成众志先生是其中一员。在半导体各方面有了进一步了解,对半导体电子学方面也作了认真的学习和考察,同时与苏联的同行取得联系,这些收获对以后的发展产生了积极促进的作用。
“十二年科技规划会议”以后,因为“四项紧急措施”之急迫,首先排在日程上的,就是新学科和新所的建立。由于“半导体”及“电子学”的建立,都对“半导体电子学”的发展提出具体的规划。因此成众志先生除了参加半导体研究所的筹建外,还参加电子学研究所的筹建,兼任晶体管电子学室领导,直至该室正常运作,由沈光明同志全面接任后才退出。
后来,从1956年开始,成众志先生在应用物理所半导体室中负责电子学组的研究工作。
在“十二年远景规划”讨论的时候,黄昆先生联合其他科学家一起建议:“为了适应迅速发展的半导体科学技术事业发展的需要,要尽快培养半导体专门人才。”
新中国的半导体专门人才的培养,主要有三种方式:
第一种,“讲习班”形式的培干工作:
在1956-1958年的三年中,一项对全国有相当影响的半导体科学技术“培干”工作之一,就是在应用物理所先后举办的两次“训练班”。分别在1956年和1958年进行,先后有各产业部门,各大学及科学院有关单位的工作者参加,训练班主讲半导体物理和半导体电子学。
半导体电子学讲义主要根据“Transistor Electronics”(罗无念、成众志等著)的书中内容来编写。第二次训练班着重在器件的性能与测量,目的明确,讲义根据已有经验编成。讲课及实验二者密切配合,编写了实验讲义,还自装了实验设备。
以上两次训练班,积极而又有创见地执行了“中科院利用讲习班等形式协助培养研究人才。。。”的规划,为新中国半导体学科培养出了早期的专业人才,这些人才在后来新中国半导体及相关领域的事业发展中成为了中流砥柱。
第二种,就是组建专门的大学进行专门的人才培养:
比如,于1956年9月份,教育部在四川成都设立了成都电讯工程学院(今天的成都电子科技大学的前身),专门培养针对“四项紧急措施”的专业人才。
前面两种方式,第一种“讲习班”的形式,受众面不够宽广,难于满足当时那一时期新中国半导体科学事业和工业的发展的短期大量专业人才的需求规模。第二种专门大学的培养方式,时间长,见效慢,虽然有利于新中国半导体科学事业和工业发展的中长期需求,但是又无法有效满足短期当下的需求。由此,综合第一种和第二种的培养形式,形成了具有中国特色的第三种半导体专业人才的培养形式。
由此,国家教育部组织大规模的联合办学——半导体专门办学,就成为了一项当前紧急而重要的工作,这是新中国半导体科学事业发展上最大规模的一次联合办学,也是史无前例的仅有的一次。
同年,也就是1956年,教育部集中了五所大学(北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学,吉林大学前身为东北人民大学)物理系的师资力量,在北京大学专门开办了半导体专业,汇聚一批著名专家:北京大学的黄昆先生、复旦大学的谢希德先生、吉林大学的高鼎三先生等人共同培养新中国第一批半导体人才,重点讲述“半导体物理”、“半导体器件”、“晶体管原理”、“固体物理”、“半导体试验”等一系列课程。
这是新中国历史上第一个五校联合半导体专门办学的专业,除了五校学生师生,其中还包括了部分南开大学本科生和清华大学的进修生。
图:1957年,五校联合半导体专门办学教研室教师合影
新中国半导体人才的第一次大规模培养源自“五校联合半导体专门办学”,它汇聚了五校师资力量约20余人,由黄昆先生、谢希德先生分别担任教研室正、副主任。
1956年8月—1958年10月,在北京大学物理系开办的五校联合半导体专门办学,它为新中国比较系统的培养了第一批半导体专门的人才,对于推动中国半导体教学、科研、工业的发展起了重大的促进作用,这是新中国半导体事业发展中具有里程碑式的重大意义。
五校联合半导体专门办学是中国半导体人最早期的“黄埔军校”。五校联合半导体专门办学之后,毕业的师生们开始奔赴各地,散播着中国半导体产业的思想、技术和理念。
图:五校联合半导体专门办学的教研室正副主任——黄昆先生和谢希德先生(左)
全国许多高等院校开始纷纷仿效“五校联合办学”成立半导体专业,各地开始建立了许多半导体研究所和生产半导体材料、器件的生产车间。
比如:高鼎三先生(领导组建吉林大学半导体电子系),黄敞先生(领导组建771所、772所),莫党等人(参与组建中山大学半导体教研室),陈金富、黄美纯等人(参与组建厦门大学半导体教研室)、朱恩均等(参与组建北京电子管厂半导体新品实验室)、杨樱华等(参与组建771所)、韩汝琦(参与组建北京大学半导体物理系,改编黄昆先生的《固体物理系》成为现今高等院校半导体物理专业的经典教材,韩汝琦先生1992年获得国家科技进步二等奖),沙比提.阿木提(组建新疆大学、新疆师范大学半导体教研室)等等。。。
黄昆先生,毕业于西南联大,师从物理学家吴大猷先生。后到英国留学,师从固体物理学大师莫特(1977年获得诺贝尔物理学奖)。黄昆先生是全球著名的物理学家,中国半导体物理学和固体物理学的开拓者、奠基人。
图:黄昆先生
1947年,黄老和诺贝尔奖得主波尔共同撰写《晶格动力学理论》,此书是这一领域的奠基权威著作。
《晶格动力学》成书之后,波恩在写给爱因斯坦的信中兴奋吹嘘道:“这本书书稿的内容已经超越了我的理论范围,我为自己能够看懂了黄昆以我们俩名义所写的东西,感到非常的高兴。。。”
图:黄昆先生的著作《晶格动力学理论》
1950年,首次提出“多声子辐射和无辐射跃迁的量子理论”。
1951年,首次提出“晶体中声子与电磁波耦合的震荡模式及有关的基本方程”。
1956年,创建北京大学半导体物理系,这是新中国第一个半导体物理系,并著有《固体物理学》。
1957年,与谢希德先生合著《半导体物理学》(由黄昆先生最后统一定稿),这是新中国半导体领域最早的一部专门著作。
1988年,与朱邦芬先生合作建立关于半导体超晶格中光学声子模式的“黄-朱模型”理论。
2001年,黄昆先生荣获了国家最高科学技术奖。
谢希德先生,毕业于厦门大学,获得美国麻省理工学院博士,复旦大学校长,中国半导体物理学的开拓者之一、表面物理学的先驱者和奠基人。
图:谢希德先生
1957年,谢希德先生与黄昆先生合著《半导体物理学》,这是中国半导体人第一本自主编写的教材。
图:半导体物理学—黄昆、谢希德,1957年
1986年,出版专著《群论及其在物理学中的应用》,后创建复旦大学现代物理学研究所。
高鼎三先生,毕业于西南联大,获得美国加利福尼亚大学博士,中国半导体事业的开拓者之一。1959年,创立吉林大学半导体系,这是新中国第一个半导体系(电子系),成功领导研制了新中国第一个半导体锗器件,1961年,编写《晶体管原理讲义》,为国内开山之作。
图:高鼎三先生
高老曾经担任过由中科院、清华大学和吉林大学联合组建的“集成光电子学国家重点实验室”首届学术委员会主任。
新中国半导体人才的培养,特别是五校联合专门办学之后,新中国专业的半导体人才的培养工作取得快速的进展。
图:十二年远景规划中关于专业人才的培养计划和实际情况
五校联合办学之后,新中国半导体科学事业人才的培养工作取得快速的长足进展,特别是新中国半导体物理学的高级人才的规模从仅有的6-7人迅速的增加到上千人的规模,这为中国半导体科学事业和半导体工业的发展前行奠定了极其重要的人才基础。
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