在风景秀丽的北京元大都遗址公园北侧,一座挺拔的现代化建筑悄然矗立,金的魏碑体大字将单位的名称赫然镌刻在园区大门一侧的围墙上。今年,是中国科学院微电子研究所建所50周年。在经历了若干个从无到有、从小到大的成长过程之后,几代创业者心血浇灌的事业逐渐凝聚成一种对国家、对人民的庄严承诺:在国家需求中诞生,为共和国的明天而奉献!
上世纪40年代末,国际上半导体学科开始兴起,并逐渐发展成为一个完整的电子工业体系。我国于1956年制定的国家十二年科学技术发展规划将半导体学科列入其中。
中国科学院应用物理所紧跟世界前沿技术和国家科技发展目标,于当年开始着手研发半导体高频晶体管。处于建国初期的新中国严重缺少技术储备,在王守武、王守觉和林兰英等专家的直接指导、参与下,于1958年研制出百兆的高频合金扩散晶体管。这项突破性的科研成果,填补了国内没有半导体晶体管的空白,为研制晶体管计算机整机奠定了基础。
1958年,党中央和国务院作出了研制“两弹一星”和半导体晶体管计算机的重大战略决策。并将此项任务交给了国内唯一拥有该项技术的中国科学院应用物理所。1958年8月,为研制109计算机,我国第一个半导体器件生产厂成立,命名为109厂,作为电子计算机、电子装备等系统半导体器件和集成电路研制生产中试厂。109厂在其成立、发展的历程中,承担了大量重点任务,研制生产的半导体器件和集成电路,广泛应用于我国大型计算机和各类电子设备中。全厂干部职工团结一心、艰苦奋斗、勤于学习、勇于探索,攻克了许多技术难关,填补了诸多空白,为共和国的半导体事业打下了坚实的基础。
109厂建厂初期,半导体专业人才匮乏,仅有从美国归来的王守武、林兰英和国内的王守觉等几名专家和极少数科技骨干,更没有生产半导体晶体管的技术工人。针对此种状况,中国科学院一方面向提出申请,调来一批部队复员转业军人,作为工厂的骨干队伍;另一方面,将从地方招收的一批初中高中毕业生送到在北京西苑新创办的科技学校,进行短期培训。以这两部分人员为基础,组建成近200人的109厂。从建厂到1960年10月,仅用了两年时间,就完成任务,共研制生产了合格的锗二极管、三极管计12个品种、14.5万多只,为“109乙”机进行组装调试提供了重要保证,为新中国第一台锗晶体管计算机“109乙”机的研制成功作出了重要贡献。
1959年,中央、贺龙、陈赓、张爱萍等先后两次视察109厂。109厂的主要工程技术负责人受到当时、国防部长彭德怀元帅的亲切接见,并一起合影留念。中国科学院院长郭沫若赞赏说:“有了109(厂),中国就(开始)有半导体事业了。”中央领导的关怀和院领导的肯定,使109厂科技人员和职工深受鼓舞,更加坚定了出色完成国家任务的决心。
在经历了三年自然灾害困难时期之后,1963年,张劲夫副院长来厂检查工作,决定将109厂的人员编制扩充至600人。当年,109厂从多所高等学校吸收了50余名半导体专业毕业生充实科技队伍。此批科技骨干的加入,缓解了工厂人才严重缺乏的状况,壮大了技术力量,而且促使工艺技术得到了提高,催生了许多改革和创新,推进了新工艺设备的研制和应用。
“109乙”机于1965年5月研制成功并通过国家级鉴定,它是我国第一台自行设计、自行研制的大型通用锗晶体管计算机。作为与计算所的合作成果,该机的研制成功荣获1978年全国科技大会奖及中国科学院重大科技成果奖。“109丙”机于1967年9月研制成功并通过国家级鉴定,它是我国第一台硅晶体管计算机。这两种计算机的研制成功,标志着我国计算机事业进入了新的发展阶段。
上世纪50年代末,中国科学院受国家有关部委的委托,研制生产专用的微型数字计算机,科学院决定从计算所、物理所、电子所等单位抽调力量组建“156”工程处(后为航天航空工业部771研究所)。该项任务得到了中国科学院领导的大力支持。1965年8月8日,中国科学院在科学会堂召开关于“156”工程研制工作和“156”工程后方建设的专题会议,由张劲夫亲自主持。会议对整个工程进度的要求是:1966年研制出“156”模型机,1967年完成初样,1968年完成正样,1969年开始批量生产8台。
在前期筹备的基础上,1965年8月,109厂集中组织力量投入这项任务。在4个多月的连续奋战后,1965年12月28日,109厂提前完成了第一台模型机所需的集成电路和晶体管芯片等任务,向“156”工程处提供了10个品种混合电路1000多块、硅晶体管管芯2000多个。
1966年8月,我国第一台自行设计、用于空间技术的集成电路计算机研制成功,国庆节前向国务院报喜,得到了周恩来总理的表扬。为了使整机能承受太空环境考验(-45℃~ +85℃温度范围)和贮存5年的要求,技术人员做了许多试验,于1967年开始提供整机用电路。到1970年8月,109厂共完成了8台“156”计算机所需的混合单块集成电路3万余块及晶体管芯片4万余个。与此同时,受中国科学院自动化所委托,为541机研制和生产了NPN平面型低频功率开关管、闸流管等器件。
1967年10月至1975年7月,是109厂完成国家任务最多的阶段,先后为十几个工程任务研制生产晶体管DTL低速集成电路、TTL中速集成电路、低频引信集成电路、TTL-F系列低功耗电路、STTL-E系列高速集成电路、ECL-D系列超速集成电路等产品,为这些国家重点工程任务的顺利完成作出了重大贡献。
1975年8月,国务院下达了“757”工程任务。“757”工程是每秒运算千万次的大型向量计算机系统。中国科学院计算所承担计算机系统的设计研制及有关课题的研究工作,109厂主要承担“757”工程主机运控部分及外部设备所需的超高速ECL-D系列和高速STTL-E数字逻辑集成电路的研制生产任务。在“757”工程的攻关中,109厂建立了一套稳定而成熟的制造超高速集成电路工艺技术。到1980年底,为“757”计算机研制生产了30多个品种、共30余万块ECL和TTL集成电路。ECL-D系列超高速数字逻辑集成电路1978年获全国科学大会奖和中国科学院重大科研成果奖。
为适应生产的要求,必须不断对集成电路的研制生产设备进行革新完善,以推动行业的技术进步。1966年,109厂与上海光学仪器厂合作,研制成功我国第一台65型接触式光刻机,由上海无线电专用设备厂进行生产并向全国推广,该机于1978年荣获中国科学院重大科技成果奖。同年,109厂与上海无线厂合作,在国内首先研制成功铝丝压焊机,由上海无线厂抽调人员成立了上海仪器厂生产该机器供应全国。1969年,109厂曾与丹东精密仪器厂合作,研制成功全自动步进重复照相机,套刻精度达3微米,后由北京700厂批量生产,供应全国使用。
1973年,109厂与北京建筑材料设计院、安徽蚌埠净化设备厂联合研制成功一套(共12种)洁净度达100级的半导体集成电路生产线专用局部空气净化设备,1974年投入使用。这是我国第一台用于半导体器件生产的专用净化设备,在国内没有大面积净化厂房的年代,这套设备对我国半导体事业的发展起到了巨大作用。该设备于1978年荣获全国科学大会奖和中国科学院重大科技成果奖。
从上世纪50年代到80年代,109厂为上海元件五厂、山东济南半导体厂、陕西西安“324”工程、“156”工程、河南新乡713厂、北京半导体器件厂、锦州半导体厂、重庆仪表四厂、湖北襄樊市半导体厂等单位培养、输送了大批优秀人才,有效地推进了国内相关产业的发展。
上世纪80年代中叶,我国国内已经确立了改革开放、国民经济发展三步走的战略方针,进入从计划经济向社会主义市场经济转变的历史阶段。抓住机遇,深化改革,从旧有体制中脱颖而出,促进国民经济的快速发展,成为国立研究、应用机构的必然选择。
1985年12月,经中国科学院决定,并报国家科委批复,109厂与半导体所、计算所等研制大规模集成电路部分有关单位合并,成立中国科学院微电子中心。
微电子中心成立以来,长期面向国家微电子领域持续发展的重大科技需求,进行微电子学、超细微和超薄技术、计算机辅助集成电路设计研究;承担和完成了多项国家重点项目,获得国家、中国科学院和其他部级成果数十项;成为微电子科技领域一个不可替代的科研基地和知识、技术创新的重要源头,为我国微电子及相关产业的持续发展作出了应有的贡献。其间,中心根据中国科学院部署,进行大胆改革,使科研、生产体制逐渐转变,使单位焕发了新生。
1992年1月18日~2月21日,在视察武昌、深圳、珠海、上海等地时,发表著名的“南方谈话”,把我国的改革开放和现代化建设推进到新的阶段。我国自然科学技术的发展面临巨大的历史机遇和挑战。中国科学院于1992年6月20日,向国务院报送《关于中国科学院进行综合配套改革的汇报提纲》,国务院于1993年2月15日正式批准该方案,科学院的改革从单项改革推进到了综合配套、全面系统改革的新阶段。
在这种历史背景下,微电子中心在吴德馨主任和党政领导班子的带领下,决定进一步深化管理改革,1992年8月,通过了微电子中心管理改革方案,10月,中科院研究所改革试点领导小组对改革方案批复同意实施,并指出:“对你们充分认识到加快改革步伐的必要性与迫切性,主动站在改革的前列的精神表示支持。”并希望微电子中心在改革过程中“解放思想,大胆改革,勇于创新”。
此次管理改革的主要措施是:实行内部技术和经济目标责任制,进行成本核算,改革内部分配制度,调整理顺运行机制,优化队伍结构;健全公平竞争的聘任制;建立高效率科研、生产的管理体系。
经过几年的改革,微电子中心全面和部分超额完成了各项“八五”科技攻关任务,承担国家和科学院攻关任务共42项,获科研成果奖31项,其中国家重大技术装备一等奖1项(参加单位),院科技进步二等奖4项,三等奖5项;产品开发与生产全面赢利,经济效益逐年上升;基本建设和技术改造取得新成就。
管理改革取得的巨大成功使微电子中心综合实力显著增强,精神面貌焕然一新,对我国微电子研究、开发和生产等方面都作出了应有的贡献,也为中心成为首批进入知识创新工程试点单位打下了坚实基础。1999年7月16日,中科院发文《关于微电子中心知识创新工程试点方案的批复》,批准微电子中心首批进入知识创新工程试点单位。从此,微电子中心正式启动知识创新试点一期工程。
按照中国科学院对知识创新工程的总体要求,微电子中心对科研项目布局进行了调整并再次实施了机关管理机构的改革,在服务机构转制、人员分流等方面做了大量的工作。
此后的几年中,作为中国科学院知识创新工程的试点单位,微电子中心根据国家和行业发展的需求再次对研究方向进行了凝练,主要在以下七个方面取得了进展:一是深亚微米集成电路关键工艺技术,通过试点研究,形成一组具有自主知识产权并规范化的新工艺模块。如金属硅化物,薄栅氧化等主流工艺模块,为国家急需的高档专用集成电路开发服务。二是特种SOI/CMOS集成电路技术。该项目利用研究成功的特种集成电路设计与制造技术,研制出一批特种专用集成电路,满足了国内多方面的需要。三是基于“IP”库的专用集成电路设计,通过该项目的研究,建成基于0.5/0.35m IC工艺的IP库,掌握基于“IP”库的ASIC设计方法,面向用户,设计开发出通讯、计算机外设及家电等领域内急需的十万到百万门规模的专用集成电路,在设计周期上实现了与国际接轨。四是高性能专用集成电路设计。通过该项目的实施,研究成功高性能IC设计方法及单元库,并根据用户需求,设计开发高性能DSP芯片及其他 专用IC芯片。五是深亚微米微细加工技术。该项目研究成功成套亚50nm的微细加工技术,并成功应用到纳米尺度CMOS器件、新结构化合物半导体器件、毫米波器件及声表面波器件的研制。研究成果获得国家发明奖二等奖和北京市科技进步奖一、二等奖,对提高我国top-down 纳米加工的国际影响力有重要意义,同时对构建我国自主知识产权纳米加工专利库奠定了良好基础。六是化合物半导体器件与电路。该项目利用研制成功的光通信用化合物半导体器件与关键功能集成部件,为光纤通信和无线通信产业的发展作出了贡献。七是微电子新设备和新技术的研究,推广“八五”和“九五”国家重点科技攻关有关深亚微米刻蚀技术的成果并坚持自主创新之路,不断研发先进的等离子体微细加工(ICP / PECVD / SPUTTER等)新设备和新技术,为我国半导体与集成电路的科研生产服务。
1993年,中央局委员、国务院副总理邹家华在中国科学院院长周光召等领导同志的陪同下,视察了微电子中心,并题词:“艰苦创业成果多,再接再励志气高,科技产销结合紧,开拓前进路益宽。”他勉励微电子中心要发挥科研、生产相结合的优势,进一步面向市场,加速科技成果的转化,为我国的微电子事业作出新的贡献。