作者:郝俊 来源:中国科学报 发布时间:2013-3-29
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参天大树必有根
 
■本报记者 郝俊
 
半导体研究以物理学为理论基础,以材料研究为根基,以器件研制为应用目标,最终却隐身于庞大的系统集成之中被推向市场。
 
这一链条,几乎是所有应用基础研究的共有属性。作为中科院半导体所几十年发展历程的亲身见证者,王启明在半导体研究中的经历和思考,会给我们带来怎样的启示?
 
《中国科学报》:您的半导体研究之路是从材料测试开始的。您曾将材料研究比作一种“垫底”的工作,这如何理解?
 
王启明:通常认为,半导体研究中物理学是基础。可是在我的观念里,材料和工艺同样也是非常重要的基础。没有材料就是“无米之炊”,突破工艺手段才能做成器件。
 
可是,具有“显示度”的工作都往往只能在系统应用层面才能呈现出来,于是材料和工艺就成了“垫底”的工作。
 
要知道,科学研究做到系统应用的时候,就已经是开花结果了。然而开花结果必有树,上面的青枝绿叶就是器件,这些大家都看得见。再仔细想想,这棵参天大树如何能长成呢?因为它的根深埋地下。材料和工艺方面的研究工作,就好比这参天大树的根须,你看不到,但不可没有。
 
《中国科学报》:您在担任半导体所所长期间,是否必须要考虑研究项目的“显示度”问题?
 
王启明:1956年,我国制定“国家科技发展远景规划”时,作为国家当时采取的紧急措施,提出在计算机、自动化、电子学和半导体四大前沿高技术领域新建四个研究所。
 
可以说,半导体研究所是其中基础性地位最强的一个,因为一个国家的半导体科技发展水平决定了电子学系统、计算机、通信和自动化所能达到的高度。
 
作为所长,确实需要做一些对研究所的发展有“显示度”的工作,但我认为这些工作必须是不可替代的,不能满足于一窝蜂,赶潮流。不可替代性,就是要有前瞻性和创新性。
 
就如前面所讲的,如果说系统应用是果实,器件是枝叶,那么材料工作就是“根基”。它在地下不为人察觉,但是没有它,何来花果?要知道,先进的设备研制也是建立在先进材料基础之上的。
 
回想一下,我们“两弹一星”的成功有赖于很多因素,但特殊材料工程的突破在其中起到了至关重要的作用。
 
《中国科学报》:既要有显示度,又不能跟潮流。您担任所长时,对半导体所的研究方向作了怎样的布局?
 
王启明:我1985年出任半导体所所长,第二年,在中央战略部署下,为了加快我国集成电路的发展,从半导体所调出了三个相关研究室,组建成立中科院微电子中心。
 
这对当时半导体所的影响非常之大,因为半导体集成电路始终是支撑这个研究所生存发展的“脊梁骨”。
 
在这种情况下,我提出了“以材料为先导,物理为基础,器件为突破口”的综合性研究方向。没有材料的先导性研究,物理工作便无的放矢,器件也就无米下锅;物理工作自然也包含测试分析和基础理论,没有它,对材料的生长质量就难以判明优劣,从而对创新的研究缺少物理指导,如同瞎子摸鱼;创新器件的研究更需要以模拟先行,用最合理的工艺研制最优化的结构,得到最优异的性能。
 
《中国科学报》:您在回顾过去的工作时,对“863”计划中建成的光电子器件工艺中心未能取得很大成功留有遗憾。遗憾背后的主要原因是什么?
 
王启明:这种遗憾也许是历史的必然。建立这个中心是在上世纪80年代,当时投入了将近一亿元人民币,设备的维修运行费等也是很大的一笔开支。毕竟当时国内各方面条件都还比较欠缺,领域内设备的更新速度也非常之快,随着时间推移,原有的很多设备也就慢慢过时了。
 
另外一方面,也有团队固守于既定的设备运转,而没有充分利用设备使其发挥更大作用的意识,团队人员也缺乏相关训练。中心没能把握形势及时转变,也是后来没有太大成功的原因之一。
 
《中国科学报》:从一个国家的科技创新体系来看,应用基础研究处于怎样的地位?
 
王启明:应该说,应用基础研究是至关重要的。认真来讲,美国的基础研究并非最先进的,同样非常先进的还有西欧,但美国的应用基础研究非常发达,有极高的交叉度。我在美国,似乎没有感觉到有“专业不对口”之说,大家都能在最基本的知识能力基础上深入拓展。
 
以半导体激光器为例,我一直很想写一篇探讨性文章,讨论为什么从它被发明时的同质扩散结发展到今天的异质结构量子阱,中间经历了很多阶段,但其中没有一个是我们中国人提出来的。我们长期处于跟踪状态,原始创新的生动局面始终没有打开,这是值得我们深思的一个重要问题。
 
《中国科学报》 (2013-03-29 第5版 人物周刊)
 
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