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赖占平:电子功能材料自主创新 国家所需义无反顾 | 70周年·同心同行

来源:默认部门     作者:新闻中心     发布时间:2019年12月11日              

  

  在整个信息工业产业链中,电子功能材料是物质基础和技术先导,地位非常重要。但是,受各种条件限制,我国电子功能材料的总体水平与国外先进水平相比,还是有着较大的差距。

  有差距就会被限制,被限制也反过来激发起更加强烈的自主创新意识,成就更多自主创新成果。鉴于电子功能材料研制高端元器件用于军用或国民经济重要领域的可能性,电子功能材料也是西方制约我们发展的主要领域之一。只有不断加强自主创新,形成全产业链的可控保障能力,使我国的信息化建设建立在自主的坚实基础上,国家安全和国民经济安全才有保障。

  回顾三十多年的工作经历,正是在被限制、自主创新,再被限、进一步创新的不断循环发展中度过的。

  1985年,我大学毕业分配到原电子工业部第四十六研究所工作,从事砷化镓材料研究,砷化镓是最重要的第二代半导体材料,广泛应用于相控阵雷达、电子对抗、精确制导等军事电子领域以及移动通信、卫星通信等民用领域。

  我国开展砷化镓材料研究并不晚。1962年,46所就研制出我国第一颗砷化镓单晶,但20多年后我参加工作的时候,条件仍然非常简陋,最关键设备——高压单晶炉是所里自制的一台土设备,只能生长2英寸晶体,温度控制等方面性能也很落后。时间长了,我忍不住问老同志,我们为什么不买一台性能先进的进口设备呢?组长告诉我,西方的先进设备,受到限制,不能卖给我们。

  这是我第一次听到西方对我们限制的说法,这和我大脑中原有的观念是完全不一致的。我上大学的时候,改革开放刚开始不久,随着国门的打开,各种西方思潮扑面而来,喜欢追逐新潮的年青学子对之趋之若鹜,那时候,黑格尔、萨特、尼采、叔本华的书总要翻上几页,拜伦、雪莱、普希金、勃朗宁夫人的诗总要背上几首,渐渐地,对西方的民主、自由、平等、博爱的所谓普世价值观也推崇备至。所以我对组长的说法一方面半信半疑,另一方面也不太以为然,觉得这种限制即使存在,也应该是冷战的残余,随着时代的进步,会逐步消除的。

  很快,现实把我天真的幻想击的粉碎。1991年,我国将发射“东方红III号”通信卫星,其中的核心部件——卫星转发器原定从美国进口,就在卫星即将发射之际,美方擅自撕毁合同,拒绝向我国出售该产品,形势异常严峻。1991年5月29日,当时的党和国家领导人亲自在人民大会堂召开动员誓师大会,组织国产化攻关,时称“5.29”会战。

  该次会战中,46所负责研制砷化镓单晶,提供给13所、55所研制微波功率器件和转发器,在那些忘我的日子里,我第一次感受到了我们国家集中力量办大事的制度优势,感受到了中华民族困难面前不畏惧、不妥协、不放弃的必胜精神,感受到了上下齐心、团结协作、共克难关的团队作用,也第一次实实在在地感受到了肩上的责任,知道了自己的工作关系到国家利益不是一句空话。

  在那段夜以继日、以实验室为家的艰苦攻关日子里,年过五旬的所长会跑过来和我们一起上夜班,食堂的大师傅晚上10点会给我们送来夜宵,所有的保障部门24小时随叫随到,有问题立即解决。

  经过全所上下的不懈努力,很短的时间里解决了当时半绝缘砷化镓单晶材料应用中存在的一些质量问题,向用户单位提供了大量高质量的砷化镓衬底,保障了卫星转发器的研制成功,使“东方红III号”卫星得以按时发射。

  “5.29”会战结束不久,1993年,所里又迎来了保偏光纤大会战。保偏光纤学名偏振保持光纤,是光纤陀螺中的核心材料。光纤陀螺用于制备惯性导航系统,在许多领域都有着重要的应用。国家下决心研制光纤陀螺,但所用的保偏光纤受到国外严格禁运,上级机关把研制保偏光纤的任务交给了46所。和“5.29”会战一样,也是全所齐动员,协力攻关,在规定的时间里完成了攻关任务,提交的保偏光纤样品满足研制陀螺的要求。

  攻关是短暂的,但接下来的保障任务是漫长而艰辛的。由于光纤陀螺研制刚起步,尚处于实验室阶段,在以后的十几年时间里,都处于研发、性能提升和工程化阶段,对光纤的需求量非常有限,每年只有几十公里,使得我们的光纤实验线长年处于入不敷出的状态,这种状况一直持续到2008年以后,国内保偏光纤的需求才大幅度增长,2018年我所保偏光纤销售已经达到15000公里,保障型号需求的同时,也取得了较好的经济效益。

  2003年的一天,18所的几位同志来到了46所。他们介绍,当时各类航天器已逐步采用化合物太阳能电池,衬底是锗单晶片,由于航天器重量限制,4英寸锗单晶片厚度只有175微米,全球只有比利时一家公司能够提供,不仅每年涨价15%,而且时刻面临断供的风险,一旦被卡脖子,影响巨大,希望能够实现国产化。

  18所同志走后,所里组织技术人员进行了多次研讨,多数人认为无法实现,因为4英寸硅抛光片厚度国家标准是525微米,锗比硅强度要小得多,以当时国内的技术水平,要研制出厚度只有175微米的4英寸锗单晶抛光片,几乎不可能。

  但是国家的需要就是我们的目标,我们立即开展实验和各种技术准备,并于2005年开始承担国家攻关任务,经过数百次的实验,以及和用户间的反复迭代,终于在2007年研制成功满足航天太阳能电池需要的超簿锗单晶抛光片,应用于多个国家重点型号。随着国内锗单晶片研制成功,国外厂家开始大幅降价,每片从1300元以上一直降到400元,妄图以价格战打垮我们,但既然我们的宗旨是保障国家经济和国防安全,不论承受多大的经济压力,我们也只能奉陪到底。

  从建所之初支撑我国半导体工业起步研制出我国第一颗硅单晶和第一颗砷化镓单晶,到后来为满足国防和国民经济建设需要研制大面阵CCD用特种硅外延材料、紫外探测用硫化镉单晶材料、高功率激光光纤、微波复合介质基板………类似的例子还有很多、很多。

  每一种材料,都是国家急需的时候,不管难度多大,不管经济效益如何,毅然决然,义无反顾,勇担重责,集中力量办大事。

  因为我们深知,这是我们的责任和使命;我们深知,落后战时要挨打,平时会被限制,已经是不需要讨论会不会和为什么的问题,而是时时刻刻发生在我们身边的平常事。只有不断加强自主创新,使整个信息产业的基础牢牢地控制在自己的手中,国家安全才有保障,信息化、智能化等等一系列新技术的发展才能实实在在地为广大人民带来更加丰富多彩的生活。

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