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第61集 中国“芯”,航天情

第61集 中国“芯”,航天情 0:00/0:00
最新发布时间: 2020-02-12   浏览数:
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  航空航天,一直和“高大上”有着很紧密的联系,例如,它有高端技术、大投入以及上档次的人才队伍。我国航天事业也不例外,国家以大量的优质资源向这一领域倾斜,所以航天科技的水平也是国家技术水平的体现。电子技术也是航天技术不可或缺的一部分,比如,点火装置、导航装置、发动机控制……到处都有电子设备的身影。我国航天技术有现在的成就,微电子领域科研人员功不可没。 

  在我国航天事业60多年的发展历程中,涌现出许多杰出人物,他们肩负着航天报国的神圣使命,为我国航天事业屡建功勋,谱写了一曲曲航天伟业的壮丽凯歌。我国航天微电子学的奠基人黄敞就是其中的杰出代表之一。 

  黄敞出生在一个有良好教育背景的家庭,父亲毕业于上海交通大学,母亲毕业于上海师范大学,曾任中学校长。在这样一个家庭出生的黄敞,从小就养成了勤奋好学、刻苦钻研的精神。1943年高中毕业后考取昆明西南联合大学电机系,然后清华大学迁回北京。之后,以自费的形式到美国进行实习 

  1953年,黄敞获得美国哈佛大学博士学位。从这一年开始,一直到1958年,黄敞都在雪尔凡尼亚半导体厂,相继担任高级工程师、专家工程师和工程经理,从事半导体前沿科学研究工作。他还在美国麻省东北大学研究任兼职教授,讲授微波学原理及应用。黄敞的夫人杨樱华博士毕业后也麻省一家电子计算机工厂任职 

  20世纪50年代中期,当时国际半导体、晶体管理论与工艺技术处于研究开发阶段,是飞速发展时期。这一时期,身在美国的黄敞把研究重心放在了晶体管理论及制作工艺等半导体前沿科学上,发表论文20篇,获得美国专利10项。这些成果至今仍是世界开发研制半导体、晶体管和抗辐射集成电路的重要基础。 

  1959年,这对热爱祖国的学者夫妇,毅然决然地放弃了美国的永久居留权和丰厚的待遇回到国内,在北京大学、中国科学院计算技术研究所任教和做研究人员的培养工作。期间,黄敞先生提出了“载流子总量分析方法”。这套方法,可以系统分析器件内部载流子的运动规律,为晶体管模型、集成电路的研究提供了一种科学的分析方法。这一开创性成果对半导体器件理论和超大规模集成电路理论的发展起到了引领作用。 

  由黄敞主编的《大规模集成电路与微计算机》一书,总结了多年来的研制成果和经验,对广大科技人员都具有指导意义和参考价值。在这一基础上,黄敞不断开展半导体器件和集成电路的深入研究 

  到了1965年的时候,黄敞先生调至同年组建的中国科学院156工程处,开始从事航天微电子与微计算机事业。当时制导计算机的小型化作为运载火箭控制系统的关键设备,要求具备体积小、性能高等特点,特别是要在复杂且变化急剧的飞行环境条件下可靠工作。这项重要的研制任务落在了年青专家黄敞身上。 

  20世纪六七十年代,面对十分薄弱的工业基础和简陋的物质条件,黄敞带领科技人员一边组建机构,一边调集与培养科技队伍,然后还要开展科研工作。几位和黄敞一起共事过的老研究员回忆起当时的研究状况:“那时,没有高精度加工设备,相关技术在国际上也是新兴事物,唯有自力更生。比如制造半导体元件的基本材料——圆晶,当时只能拿锯子从硅单晶上切下硅片,再手工打磨,磨平后在上面做非常精密的半导体元件。” 

  在技术研究过程中,黄敞把自己十多年来在晶体管、集成电路领域积累的知识与经验,毫无保留地传授给年青科技人员。终于,1966年,国第一台自行设计、自行研究制的集成电路的空间计算机在中关村问世。 

  黄敞主持研制航天集成电路系列,从TTL双极小规模、中规模到大规模集成电路,成功应用我国研制的各型号战略导弹和运载火箭制导计算机。这里说到的TTL,是由晶体三极管和电阻构成的逻辑门电路,具有速度快的特点。 

  1969年,黄敞先生到达位于陕西临潼山沟的新研制基地——771研究所。刚到临潼的时候,条件很艰苦,科研人员住在位于县城西一个叫“三里河”的地方,每天坐着大卡车跑到县城东边的研究所上班,为了解决吃饭问题要自己捏煤球。 

  黄敞先生不忘初心,在771所的十多年几乎是全身心地投入到了航天微电子和微计算机及其电路的研究他和研究团队成功研制出固体火箭使用的CMOS集成电路计算机,使我国卫星运载技术跨上了新台阶,也为后续发展奠定了坚实基础。CMOS的中文名字叫做互补金属氧化物半导体,它是计算机系统内一种重要的芯片, 因为可读写的特性,这个芯片仅仅是用来存放数据的。 

  到了1975年,黄敞主持研制的大规模集成电路、大规模集成的微计算机,获得了1978年全国第一次科学技术大会质量金奖。 

  进入20世纪80年代,为了完成航天事业的三项重点任务,有很多关键技术需要突破。面对严峻的形势和巨大的压力,总工程师的黄敞丝毫没有怠慢这位被称为“工作狂”的专家,用坚实的足迹和敏捷的思维,解决了一个个难题,主持研制成功了多种运载火箭专用集成电路及计算机,为我国航天事业的发展出了重大贡献。 

  早在1959年回国后,黄敞先生就开始培养研究生。整个过程中,他十分注意培养学生解决实际问题的能力。对学生严格要求,逐个指导学生的科研项目和论文,注重论文的科学性、严谨性以及应用性。在他与杨樱华等导师团队的带领下,先后培养出研究生、博士生150余人。这些人有的成为我国微电子技术研究的中坚力量,有的已经扬名国内外微电子业界。 

  这是黄敞先生贡献微电子、微计算机事业的另一个战场,而且更具战略性和长远意义,为这一领域的新长征,打下了科技人才基础。 

  黄敞先生是一位学术思想活跃的学者,2010年10月,年逾84岁的黄敞先生回到当年奋斗过的771所,发表了热情洋溢的演讲,鼓励年轻人为我国航天事业的壮大发展做出更大贡献,并且把与夫人杨樱华先生一起在退休后研究取得的“偶载场效应管及集成电路”、“三维场效应管及集成电路”专利和成果赠给了771所。 

  2018年5月9日,黄敞因病在北京去世。可以说,黄敞先生为我国航天微电子技术发展呕心沥血,把毕生最宝贵的时光都贡献给了科学技术研究。今天,在分享黄敞先生卓越贡献的同时,我们更应该学习他的崇高精神和优秀品质,共同为建设航天强国而努力奋斗。 

  好了,今天的科学故事我们就先讲到这里。获取更多精彩内容,您可以在手机微信客户端搜索“feichangkexue”的拼音关注我们。下期节目再见。 


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