中国单晶硅原本落后欧美50年!幸亏有他:我们仅用4年就完成反超


中国单晶硅原本落后欧美50年!幸亏有他:我们仅用4年就完成反超


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中国单晶硅原本落后欧美50年!幸亏有他:我们仅用4年就完成反超


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20世纪50年代 , 当欧美强国利用晶体管技术制成世界上第一块集成电路时 , 我们还对半导体领域一无所知 , 而这也让狂妄的欧美肆无忌惮的嘲笑我们:

“中国人 , 这辈子甭想搞成区熔法!”
可是他们惹错了人 , 在那个风云际会、英雄辈出的年代 , 一位年轻的中国人 , 仅用4年就成功追平半导体领域单晶硅区熔技术方面的差距 , 让一众欧美人大跌眼镜!
这又是怎样一个振奋人心的故事呢?您各位别急 , 正文开说之前 , 胖先生我先给您各位讲一个发生在106年前的科学故事 , 让大家对于今天要说的专业技术领域 , 多少有个了解 。
时间回到1916年 , 此时波兰的一位化学家切?克劳斯基 , 为了寻找一种能够测量金属结晶速率的方法 , 已经连续很长时间不间断的在实验室做着各种试验 , 但这些实验结果无一成功 , 这让他非常苦恼 。
“到底该怎样才能实现这一目标呢?”
在又一次试验失败后 , 切?克劳斯基非常沮丧 , 心不在焉的他想给钢笔加一点墨水 , 但却不小心插到了旁边装满熔融金属锡的坩埚里 , 随即“刺啦”一声响 , 打断了他的思绪 , 他这才发现钢笔放错了地方 , 惊呼着想把钢笔从坩埚里面提了出来 。
但他惊讶地发现 , 从金属锡溶液中提出来的钢笔笔尖上 , 竟然带出了一条非常细的金属丝线 , 这种现象让切?克劳斯基非常感兴趣 , 他随即对金属丝线展开研究 , 经过一系列的核实 , 发现这种丝线竟然是由金属锡单晶构成的一种毫米级丝线 , 这让他脑内灵光一闪:
“运用这种方法 , 不就可以实现测量金属结晶速率的目的了吗?”

钙钛矿/单晶硅叠层太阳能电池
有心栽花花不开 , 无心插柳柳成荫 , 这次切?克劳斯基的钢笔立了大功 , 随后在1918年他成功发明了一种晶体生长方法:直拉法!
但切?克劳斯基的发现在当时的科学界并没有引起多大的波澜 , 直到几十年后 , 大名鼎鼎的贝尔实验室的一次实验 , 才让他的发现得以被世人所知晓 。
20世纪50年代 , 美国贝尔实验室的科学家们 , 根据切?克劳斯基的直拉法研制成功单晶硅 , 为半导体行业开辟了一条全新的研究方向 , 而制作单晶硅核心材料的直拉法工艺 , 是采用石墨电阻加热 , 将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化 , 然后在将籽晶插入熔体表面进行熔接 , 同时转动籽晶 , 再反转坩埚 , 籽晶缓慢向上提升 , 经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程后 , 就能得到一个又长又窄的单晶硅 。
有了单晶硅之后 , 困扰半导体行业很久的难题很快就被解决 , 随即集成电路也被研发出来 , 从此全世界半导体行业迎来了一个爆发式的发展 , 这些成果足以让美欧骄傲的宣布:人类的“硅文明”时代 , 正式由他们拉开了序幕!
就在欧美科学家们集体狂欢的时候 , 彼时的中国却处于对于半导体行业一无所知的技术空白期 , 为了避免被欧美列强越落越远 , 中国科学院决定在1960年成立半导体研究所 , 专攻新型半导体技术 。
时代的重任 , 落在了一个刚刚从苏联学成归来的年轻人肩上 , 他就是梁骏吾(后被评为中国工程院院士) , 彼时的人们肯定想不到 , 正是这位27岁的年轻人 , 在未来的几十年内 , 撑起了中国半导体行业的一片天!

中国科学的摇篮:中科院
话说这一天 , 刚刚被分入中科院半导体所工作的梁骏吾 , 被林兰英主任叫到了跟前:
“小梁 , 你是咱们这里为数不多的从苏联留学归来的人才 , 对于未来的发展 , 有没有什么规划呢?”
“主任 , 我还年轻 , 还需要和各位前辈们多学习经验 。 ”梁骏吾不知道主任叫自己来的目的 , 以为就是简单的谈话 。
“是这样的 , 经过所里面的慎重考虑 , 我们决定由你来担任单晶硅材料研发课题组组长!”看着略显腼腆的梁骏吾 , 林主任直截了当地说出了所里面的决定 。
听闻主任的一番话 , 梁骏吾愣了一下 , 他怎么也没想到所里面会让自己承担如此重要的课题 , 再加上当时国内对于单晶硅材料所知甚少 , 研发难度系数巨大 , 自己毕竟只是一个刚毕业的学生 , 是否能够胜任这个职位 , 心里实在没底 。

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