我的“中国芯” ——记1979年全国劳模、清华(3)

在李志坚留苏时期，半导体专业在苏联才刚刚兴起，甚至原有的仪器设备都不能满足实验需求，而只能凭借在浙大时学习的一点实验本领自己制作部分实验工具。也正因为在苏联的三年求学大大提高了他的动手能力，才使得他在半导体教研组初建时期带领全组成员发挥大家的创造性和动手能力，在清华大学新学科创建中，白手起家从无到有地建成了半导体实验室，并开创材料硅的研究。

不管是早在1959年趁着科学大跃进研制出的 “为祖国献礼”的超纯半导体多晶硅，还是20世纪90年代超大规模集成电路和1兆位汉字只读存储器的研制成功，李志坚的学术生涯从起始到人生的最高峰，都与国家半导体科学的发展紧密相关。李志坚的波澜人生同时也是中国半导体科学发展历程的映射，甚至于他相继出生的儿女都以当时他所从事的 “平面晶体管”研究而被分别取名为李平、李晶。

李志坚投入一生心血创建而成的清华大学微电子所在逐步发展中也溶入了他的血脉。从微电子所的前身——半导体教研组创建，到文革时期创建绵阳分校，再到科学的春天——微电子研究所的创建，在科研组织形式上从 “以任务带学科”转变为 “以学科带任务”，他见证了清华大学半导体学科的每一步发展。李志坚作为微电子所的灵魂人物，关注的不仅是自己个人的学术成就有多辉煌，而是如何带领全所师生攀登科学高峰，走上国际科学前沿。

李志坚身上的谦逊和豁达是他一生中遇到挫折的淬炼，而他的宏大和敏锐则成就了他一生的功业。他的一生是儿子、是大哥、是丈夫、是父亲，是犹如普通人的辛勤劳作、家长里短；同时又是导师、是领导、是所长、是院士，是普通人无法企及的运筹帷幄、绚烂荣耀。正如李志坚所说，个人的渺小和宏大，看似矛盾却又协调，这两者结合在一起 “永远成为奔腾向前的历史长河中的一朵浪花”。

2011年5月2日，李志坚走完了他83年的壮丽人生。 李志坚的一生是与半导体密不可分的一生，可以说，李志坚学术成长的过程是个人的，也是同时代整个科学家团体的，更是国家半导体事业和清华大学半导体学科创建和成长的缩影。

李志坚获得陈嘉庚科技进步奖。他是我国硅基半导体科学研究的奠基人和开创者——早在20世纪50年代后期，他就提出了以硅技术为半导体专业的主要研究方向；20世纪70年代末，他又提出以CMOS集成微电子学为主要学术方向。这两次学术方向的确立对我国的半导体事业和清华大学微电子学科的成功起步及持续发展有着极为重要的战略意义。1979年被评为全国劳模，1991年当选中国科学院院士，他就是清华大学教授李志坚。李志坚六十年的学术生涯，是他从一个立志报国的青年成长为一名杰出的微电子学专家的历程，更是中国微电子事业从无到有艰难前行的展现。这期间有他个人在学术探索中的努力和奉献，有他追求科学真理的信念和坚持。今天，就让我们跟随李志坚的足迹去重温他为微电子奋斗的一生。战火中的少年李志坚1928年出生于浙江省宁波市北仑区柴桥镇，父亲是一名独立创业的普通商人，母亲是一位传统的家庭妇女。父母祖辈虽不是书香门第、权贵家族，却在平凡中为儿女如何做人、如何建业树立了最淳朴的理念。李志坚1934年进入宁波镇海柴桥小学，本应是无忧无虑的孩童时光却因抗日战争的爆发被改写。李志坚的家乡遭遇日机轰炸，他当时就读的小学也被炸毁。在战火的威胁下，李志坚小小年纪就跟随学校到乡下避难。师生们总是要提心吊胆地提防着日军的偷袭和轰炸，时常要进行逃生准备和演练。在这样紧张和恐慌的战争氛围中，李志坚开启了他的爱国启蒙之路。当时，北方流亡的爱国知识分子以及许多原在上海、杭州等地工作、读书的青年人，逃难来到柴桥小镇。他们带来了爱国抗战的进步思想，也带来了年轻人的热血抱负。在这些青年的影响启发下，李志坚开始思考各种问题，尤其对自然物理现象特别感兴趣，甚至回到家里还继续和弟弟们一起探索。1940年，李志坚升入镇海中学，此时的镇海中学因抗日战争几度在农村和山区辗转，他也随学校转移到了庄市汤家庙。这一时期的生活环境极为恶劣，师生睡地铺、吃青菜淡饭、自己动手开辟活动场所；教学设施非常匮乏，课本不全，图书仪器一无所有，但是大家却不以为苦。这一时期，对战争的痛恨及爱国报国的热情深深植入了这个饱受战争之苦的青年心里。他那时写了一篇作文，用一片被狂风吹落的绿叶的孤独及任人践踏的惨状与无助，比喻那些受日寇蹂躏的苦难同胞。后来，即便是如此艰难的求学，也因战争愈演愈烈而中断。李志坚在母亲的支持下自学一年，直至镇海县中复校后才得以回校。战乱让李志坚从小树立了爱国报国的理想，同样，战乱也磨炼了他百折不挠的意志。结缘半导体1947年，李志坚考取百年名校浙江大学，在物理系何增禄、束星北、卢鹤绂、王淦昌等当时中国物理学界最优秀教授的引领下，走进了物理学的殿堂，大学毕业后被分配到同济大学物理系任助教。在院系调整时，他代替同事准备去东北农学院任职，却又接到学校通知，要他前去北京俄专学习一年后留学苏联。就这样，李志坚在诸多波折中踏上了去苏联求学的旅程。1953年9月，李志坚成为苏联列宁格勒大学物理系研究生。他原打算在金属学方面深造，以便学成后服务于国家的钢铁工业。但由于列宁格勒大学物理系没有金属学专业，只好另作考虑。当时半导体研究在苏联刚刚起步，他的导师亚历山大·阿列克谢耶夫·列别杰夫（～） 是该领域的专家，1953年10月23日被苏联科学院大会选举为苏联科学院院士。导师为他制定了读书计划，开列了书单，并要他补习固体物理、量子力学等四、五门基础课程，要求他用两年时间完成学习计划并通过相关专业考试。然而，李志坚仅用半年时间便克服了语言难关，完成了导师规定的学习任务，阅读了书单所列的全部书目，并顺利通过了相关科目的考试。他的研究集中在改善红外光电器件的性能，并在理论方面进行探索。由于当时实验设备简陋，他只能从获得真空的玻璃装置做起。得益于浙大物理系学习时练就的良好实验技能，他很快自制出可避免X射线诱生离子流的电离真空计；为了测试原子层薄膜的电导，他还自制了电流灵敏度达到10～15A以上的电流计；为了观测从很低能量到较高能量范围内的能谱，又能实现从晶粒表面激发电子，他设计制造了能量分散度只有100毫电子伏、从零到几伏变化的低能电子束枪。他的这些工作受到了导师和周围同事们很高的评价。最终，李志坚根据大量试验结果，开创性地成功提出薄膜光导体的晶粒电子势垒理论，完成关于CdS、CdSe薄膜的电子激发电导的毕业论文，用明确的实验结果证实了多晶膜的晶粒间电子势垒对电导、光电导所起的决定性的作用，以及这一势垒与晶界状态、晶粒大小等依赖性的有关规律，以优异的成绩获得了苏联列宁格勒大学物理—数学科学副博士学位。得知学习半导体专业的李志坚即将回国，正在创建中的清华大学无线电系负责人李传信亲自开车去火车站将他 “劫”到了清华。如此盛情下，李志坚没有按当时的传统回到留学前的派出单位，而是留在清华大学刚刚组建成的半导体教研组，不久便被委以教研组负责人的重任，并开始主持半导体研究。在之后的工作中，李志坚和他的同事们攻克了纯度高达 “九个九”的多晶硅的制作，紧接着又在研制 “平面型高反向击穿电压硅晶体三极管”中取得成功，并早在1963年就开始酝酿集成电路的研究。研制出汉字只读存储器芯片李志坚对科研方向的准确把握，得到领导和同事的广泛称赞。以他为首的20世纪60年代半导体教研组在锗材料大热的背景下，独辟蹊径选择专攻半导体材料硅，直接把握到集成电路研究的关键领域。当说起李志坚是否在苏联时就已经有做硅材料的想法时，同在苏联留学的同学张礼介绍说： “那个时候年轻，而且都得听组织安排，但我可以判断他是有远见的，回国后他提出要做硅，这就反映了他的理解和水平。”李志坚1957年加入中国共产党时，张礼是他的入党介绍人。作为微电子所的一代领导人，李志坚所做的决定是靠着自己的研究经验，形成了对世界电子科技的敏锐观察，也形成了自己对研究前景的理解和预测。在李志坚事业的发展期，不论是清华半导体教研组初建时，在白手起家建立起的实验室里进行硅材料研究，还是之后的集成电路、微纳电子技术，这些道路的选择可以说是时代发展的必然，但也正是因为这些选择顺应了时代潮流，走在了半导体发展趋势显露之前，才使清华大学微电子所从事的一些研究始终走在全国前列。清华微电子所在李志坚任科研所长时从事的几项重大科研项目，如1～1.5微米成套工艺开发和1兆位汉字只读存储器的研制，覆盖了工艺线、设计组、器件物理组等几乎全所的科研力量。从当时国内第一个可满足集成电路生产要求的超净车间的建立，到电路设计、工艺流水试制、测试分析，经历上百个环节，20世纪80年代初的微电子所大部分老师将自己的近20年科研精力奉献给了这条生产线。而这一科研项目正是为了突破国外对先进科技的禁运和控制，满足国家的战略需求，最终研制成功具有我国独立自主版权、在性能指标上达到世界先进水平的汉字只读存储器芯片，这在中国集成电路技术的自主发展方面具有重大的战略意义。正是由于李志坚坚持带领团队追赶世界科技前沿，使当时的中国半导体技术在基础差、资金短缺的情况下，可以集中有限的资源突破国外的技术封锁，以高屋建瓴之势占领学术前沿。与清华大学微电子所并肩前行的北京大学微纳电子研究院和中科院微电子所共同制定统一的科学研究规划，分别承担科研任务。王阳元院士说： “我们三个单位是兄弟，各有特色、互为补充。清华大学微电子所的发展特点是面向国家战略需求、面向科学前沿、面向工业产业需求，而这正是当前国家科学研究工作最缺乏的。李先生毕其一生，对中国微电子事业的贡献和清华微电子学科的发展是功不可没的。”也正是由于李志坚在微电子所初期就建立起的研究理念和团队精神，为清华微电子所的发展谋划出宏伟前景。李志坚在实验室。2008年10月9日，李志坚到天津大学为老友葛守仁庆祝八十寿诞（前排左一为李志坚）。李志坚正在分析数据。个人前途命运始终与祖国需要相连历史的发展充满偶然性，而这些偶然中又包含着必然。李志坚偶然地考入了浙大物理系，偶然地被派往列宁格勒大学学习半导体。在当时的社会背景下，专业和就业方向的选择是个人无法控制的，遑论安排自己的未来和命运。然而，使其成为必然事件的是李志坚自小在战争环境中培养出的爱国主义精神、刻苦好学的求学意志。时代赋予了李志坚一代科学家肩负的历史重任，也让他们见证了中国科学技术和学科建设的历史进程。伴随着李志坚学术成长的，是新中国对半导体科技的迫切需求，是科学发展历程中的曲折，是新世纪微电子科技的迅猛发展。这些给李志坚带来了机遇和希望，也带来了辛劳。在李志坚留苏时期，半导体专业在苏联才刚刚兴起，甚至原有的仪器设备都不能满足实验需求，而只能凭借在浙大时学习的一点实验本领自己制作部分实验工具。也正因为在苏联的三年求学大大提高了他的动手能力，才使得他在半导体教研组初建时期带领全组成员发挥大家的创造性和动手能力，在清华大学新学科创建中，白手起家从无到有地建成了半导体实验室，并开创材料硅的研究。不管是早在1959年趁着科学大跃进研制出的 “为祖国献礼”的超纯半导体多晶硅，还是20世纪90年代超大规模集成电路和1兆位汉字只读存储器的研制成功，李志坚的学术生涯从起始到人生的最高峰，都与国家半导体科学的发展紧密相关。李志坚的波澜人生同时也是中国半导体科学发展历程的映射，甚至于他相继出生的儿女都以当时他所从事的 “平面晶体管”研究而被分别取名为李平、李晶。李志坚投入一生心血创建而成的清华大学微电子所在逐步发展中也溶入了他的血脉。从微电子所的前身——半导体教研组创建，到文革时期创建绵阳分校，再到科学的春天——微电子研究所的创建，在科研组织形式上从 “以任务带学科”转变为 “以学科带任务”，他见证了清华大学半导体学科的每一步发展。李志坚作为微电子所的灵魂人物，关注的不仅是自己个人的学术成就有多辉煌，而是如何带领全所师生攀登科学高峰，走上国际科学前沿。李志坚身上的谦逊和豁达是他一生中遇到挫折的淬炼，而他的宏大和敏锐则成就了他一生的功业。他的一生是儿子、是大哥、是丈夫、是父亲，是犹如普通人的辛勤劳作、家长里短；同时又是导师、是领导、是所长、是院士，是普通人无法企及的运筹帷幄、绚烂荣耀。正如李志坚所说，个人的渺小和宏大，看似矛盾却又协调，这两者结合在一起 “永远成为奔腾向前的历史长河中的一朵浪花”。2011年5月2日，李志坚走完了他83年的壮丽人生。 李志坚的一生是与半导体密不可分的一生，可以说，李志坚学术成长的过程是个人的，也是同时代整个科学家团体的，更是国家半导体事业和清华大学半导体学科创建和成长的缩影。

文章来源：《微电子学与计算机》 网址: http://www.wdzxyjsjzz.cn/qikandaodu/2020/0813/369.html