航空航天,一直和“高大上”有著很緊密的聯係,例如,它有高端技術、大投入以及上檔次的人才隊伍。我國航天事業(ye) 也不例外,國家以大量的優(you) 質資源向這一領域傾(qing) 斜,所以航天科技的水平也是國家技術水平的體(ti) 現。電子技術也是航天技術不可或缺的一部分,比如,點火裝置、導航裝置、發動機控製……到處都有電子設備的身影。我國航天技術有現在的成就,微電子領域科研人員功不可沒。
在我國航天事業(ye) 60多年的發展曆程中,湧現出許多傑出人物,他們(men) 肩負著航天報國的神聖使命,為(wei) 我國航天事業(ye) 屢建功勳,譜寫(xie) 了一曲曲航天偉(wei) 業(ye) 的壯麗(li) 凱歌。我國航天微電子學的奠基人黃敞就是其中的傑出代表之一。
黃敞出生在一個(ge) 有良好教育背景的家庭,父親(qin) 畢業(ye) 於(yu) 上海交通大學,母親(qin) 畢業(ye) 於(yu) 上海師範大學,曾任中學校長。在這樣一個(ge) 家庭出生的黃敞,從(cong) 小就養(yang) 成了勤奮好學、刻苦鑽研的精神。1943年高中畢業(ye) 後,考取昆明西南聯合大學電機係,然後隨著清華大學遷回北京。之後,以自費的形式到美國進行實習(xi) 。
1953年,黃敞獲得了美國哈佛大學博士學位。從(cong) 這一年開始,一直到1958年,黃敞都在雪爾凡尼亞(ya) 半導體(ti) 廠,相繼擔任高級工程師、專(zhuan) 家工程師和工程經理,從(cong) 事半導體(ti) 前沿科學研究工作。他還在美國麻省東(dong) 北大學研究院任兼職教授,講授微波學原理及應用。黃敞的夫人楊櫻華博士畢業(ye) 後也在麻省一家電子計算機工廠任職。
在20世紀50年代中期,當時國際上半導體(ti) 、晶體(ti) 管理論與(yu) 工藝技術處於(yu) 研究開發階段,也是飛速發展時期。這一時期,身在美國的黃敞把研究重心放在了晶體(ti) 管理論及製作工藝等半導體(ti) 前沿科學上,發表論文20多篇,獲得美國專(zhuan) 利10項。這些成果至今仍是世界上開發研製半導體(ti) 、晶體(ti) 管和抗輻射集成電路的重要基礎。
1959年,這對熱愛祖國的學者夫婦,毅然決(jue) 然地放棄了美國的永久居留權和豐(feng) 厚的待遇回到國內(nei) ,在北京大學、中國科學院計算技術研究所任教和做研究人員的培養(yang) 工作。期間,黃敞先生提出了“載流子總量分析方法”。這套方法,可以係統分析器件內(nei) 部載流子的運動規律,為(wei) 晶體(ti) 管模型、集成電路的研究提供了一種科學的分析方法。這一開創性成果,對半導體(ti) 器件理論和超大規模集成電路理論的發展,起到了引領作用。
由黃敞主編的《大規模集成電路與(yu) 微計算機》一書(shu) ,總結了多年來的研製成果和經驗,對廣大科技人員都具有指導意義(yi) 和參考價(jia) 值。在這一基礎上,黃敞不斷開展半導體(ti) 器件和集成電路的深入研究。
到了1965年的時候,黃敞先生調至同年組建的中國科學院156工程處,開始從(cong) 事航天微電子與(yu) 微計算機事業(ye) 。當時製導計算機的小型化作為(wei) 運載火箭控製係統的關(guan) 鍵設備,要求具備體(ti) 積小、性能高等特點,特別是要在複雜且變化急劇的飛行環境條件下能可靠工作。這項重要的研製任務,落在了年青專(zhuan) 家黃敞的身上。
20世紀六七十年代,麵對十分薄弱的工業(ye) 基礎和簡陋的物質條件,黃敞帶領科技人員一邊組建機構,一邊調集與(yu) 培養(yang) 科技隊伍,然後還要開展科研工作。幾位和黃敞一起共事過的老研究員回憶起當時的研究狀況:“那時,沒有高精度加工設備,相關(guan) 技術在國際上也是新興(xing) 事物,唯有自力更生。比如製造半導體(ti) 元件的基本材料——圓晶,當時隻能拿鋸子從(cong) 矽單晶上切下矽片,再手工打磨,磨平後在上麵做非常精密的半導體(ti) 元件。”
在技術研究過程中,黃敞把自己十多年來在晶體(ti) 管、集成電路領域積累的星空体育官网入口网站與(yu) 經驗,毫無保留地傳(chuan) 授給年青科技人員。終於(yu) ,1966年,我國第一台自行設計、自行研究製作的集成電路的空間計算機在中關(guan) 村問世。
黃敞主持研製的航天集成電路係列,從(cong) TTL雙極小規模、中規模到大規模集成電路,成功應用在我國研製的各型號戰略導彈和運載火箭製導計算機。這裏說到的TTL,是由晶體(ti) 三極管和電阻構成的邏輯門電路,具有速度快的特點。
1969年,黃敞先生到達位於(yu) 陝西臨(lin) 潼山溝的新研製基地——771研究所。剛到臨(lin) 潼的時候,條件很艱苦,科研人員住在位於(yu) 縣城西一個(ge) 叫“三裏河”的地方,每天坐著大卡車跑到縣城東(dong) 邊的研究所上班,為(wei) 了解決(jue) 吃飯問題要自己捏煤球。
黃敞先生不忘初心,在771所的十多年,幾乎是全身心地投入到了航天微電子和微計算機及其電路的研究。他和研究團隊成功研製出固體(ti) 火箭使用的CMOS集成電路計算機,使我國衛星運載技術跨上了新台階,也為(wei) 後續發展奠定了堅實基礎。CMOS的中文名字叫做互補金屬氧化物半導體(ti) ,它是計算機係統內(nei) 一種重要的芯片, 因為(wei) 可讀寫(xie) 的特性,這個(ge) 芯片僅(jin) 僅(jin) 是用來存放數據的。
到了1975年,黃敞主持研製的大規模集成電路、大規模集成的微計算機,獲得了1978年全國第一次科學技術大會(hui) 質量金獎。
進入20世紀80年代,為(wei) 了完成航天事業(ye) 的三項重點任務,有很多關(guan) 鍵技術需要突破。麵對嚴(yan) 峻的形勢和巨大的壓力,總工程師的黃敞絲(si) 毫沒有怠慢。這位被稱為(wei) “工作狂”的專(zhuan) 家,用堅實的足跡和敏捷的思維,解決(jue) 了一個(ge) 個(ge) 難題,主持研製成功了多種運載火箭專(zhuan) 用集成電路及計算機,為(wei) 我國航天事業(ye) 的發展做出了重大貢獻。
早在1959年回國後,黃敞先生就開始培養(yang) 研究生。整個(ge) 過程中,他十分注意培養(yang) 學生解決(jue) 實際問題的能力。對學生嚴(yan) 格要求,逐個(ge) 指導學生的科研項目和論文,注重論文的科學性、嚴(yan) 謹性以及應用性。在他與(yu) 楊櫻華等導師團隊的帶領下,先後培養(yang) 出研究生、博士生150餘(yu) 人。這些人有的成為(wei) 我國微電子技術研究的中堅力量,有的已經揚名國內(nei) 外微電子業(ye) 界。
這是黃敞先生貢獻給微電子、微計算機事業(ye) 的另一個(ge) 戰場,而且更具戰略性和長遠意義(yi) ,為(wei) 這一領域的新長征,打下了科技人才的基礎。
黃敞先生是一位學術思想活躍的學者,2010年10月,年逾84歲的黃敞先生回到當年奮鬥過的771所,發表了熱情洋溢的演講,鼓勵年輕人為(wei) 我國航天事業(ye) 的壯大發展做出更大貢獻,並且把與(yu) 夫人楊櫻華先生一起在退休後研究取得的“偶載場效應管及集成電路”、“三維場效應管及集成電路”的專(zhuan) 利和成果,贈給了771所。
2018年5月9日,黃敞因病在北京去世。可以說,黃敞先生為(wei) 我國航天微電子技術發展嘔心瀝血,把畢生最寶貴的時光都貢獻給了科學技術研究。今天,在分享黃敞先生卓越貢獻的同時,我們(men) 更應該學習(xi) 他的崇高精神和優(you) 秀品質,共同為(wei) 建設航天強國而努力奮鬥。
好了,今天的科學故事我們(men) 就先講到這裏。獲取更多精彩內(nei) 容,您可以在手機微信客戶端搜索“feichangkexue”的拚音關(guan) 注我們(men) 。下期節目再見。
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