戶 萬 蔡巧玉
如果有人問你,自工業(yè)革命以來最為復(fù)雜的一項(xiàng)技術(shù)是什么?在你了解到指甲蓋大小的硅片上面集成了超過10億只晶體管前,你會毫不猶豫地回答:“是半導(dǎo)體芯片技術(shù)”嗎?
從1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明第一只晶體管,到1958年J.Kilby和R.Noyce發(fā)明第一塊集成電路,掀起世界電子產(chǎn)業(yè)的一場革命至今,上至航天飛機(jī),下至人們每天使用的智能手機(jī)、平板電腦……半導(dǎo)體芯片,已經(jīng)成為當(dāng)今世界最不可忽視的重要產(chǎn)品,其對現(xiàn)代信息社會的滲透性遠(yuǎn)超過其他任何單一類產(chǎn)品。
半導(dǎo)體芯片種類繁多,人們使用最多的是數(shù)字芯片。數(shù)字芯片主要用于計(jì)算和數(shù)據(jù)處理,如CPU、固態(tài)存儲硬盤等,它們的作用就像是大腦。此類芯片的單元晶體管尺寸沿著摩爾定律越來越小,目前已達(dá)納米級。射頻芯片是另一類用于通信、遙控遙測、雷達(dá)等裝備的半導(dǎo)體芯片,它們的作用就像是眼睛和耳朵。應(yīng)用發(fā)展要求射頻芯片頻率和功率越來越高,單元晶體管尺寸則是越來越大?!疤靻栆惶枴被鹦翘綔y器與地球的聯(lián)系依靠的就是射頻芯片。您手機(jī)接收到的信號強(qiáng)弱就是由射頻芯片功率大小決定的,未來5G手機(jī)將使用頻率更高的毫米波段芯片,信息通量和下載速度將大大增加。
“在射頻微波毫米波芯片領(lǐng)域,國產(chǎn)第一代硅和第二代砷化鎵半導(dǎo)體芯片規(guī)模應(yīng)用落后西方發(fā)達(dá)國家數(shù)十年。在第三代氮化鎵領(lǐng)域,中國芯還要繼續(xù)落后下去嗎?”男兒不展凌云志,空負(fù)天生八尺軀。志氣,向來是中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所(以下簡稱“13所”)副所長、我國半導(dǎo)體芯片研究專家蔡樹軍和他的團(tuán)隊(duì)最不缺,也是最難能可貴的品質(zhì)。
從早年懷抱“師夷長技以自強(qiáng)”之志遠(yuǎn)赴美國加州大學(xué)洛杉磯分校等世界級半導(dǎo)體研究殿堂積累沉淀、初綻光芒,到回國后,先后帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破第三代半導(dǎo)體氮化鎵射頻器件技術(shù),實(shí)現(xiàn)射頻芯片從第二代向第三代的跨越;突破砷化鎵芯片制造瓶頸技術(shù),補(bǔ)齊砷化鎵芯片落后短板……這一樁樁、一件件事,無不飽含不服輸、勇敢拼的勇氣和志向,而這,正是中華民族偉大復(fù)興路上中華兒女最不可缺的驅(qū)動內(nèi)核之一。
什么是氮化鎵芯片?什么是砷化鎵芯片?它們的研究對國家、對普通老百姓有著怎樣的意義?走進(jìn)蔡樹軍及其團(tuán)隊(duì)的研究世界,或許你能一窺究竟。半導(dǎo)體行業(yè)中有“一代材料、一代技術(shù)、一代產(chǎn)業(yè)”的說法。以氮化鎵和碳化硅等寬禁帶半導(dǎo)體為代表的第三代半導(dǎo)體,正憑借材料性能的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用場景,被業(yè)內(nèi)譽(yù)為固態(tài)光源、電力電子、射頻器件等產(chǎn)業(yè)的“新發(fā)動機(jī)”。
蔡樹軍早期工作照
立足國家重大需求,突破半導(dǎo)體射頻芯片核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)第二代砷化鎵和第三代氮化鎵高端射頻芯片的自主設(shè)計(jì)、自主制造是蔡樹軍及其團(tuán)隊(duì)多年堅(jiān)持的目標(biāo),也是他們最值得驕傲和自豪的貢獻(xiàn)。
傾盡半生的智慧和力量,只為改變中國半導(dǎo)體射頻芯片的落后局面。這樣的壯志,這樣的情懷,其實(shí)是積蓄已久——
1981年,秉持“學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕”理念的蔡樹軍以數(shù)理化平均超90分的優(yōu)異成績考入武漢大學(xué)物理系,那年他不滿17周歲。回首當(dāng)時(shí),他笑稱自己“啥也不懂”,對“半導(dǎo)體”的概念也還很模糊。初入大學(xué)頭兩年,他和物理系所有學(xué)員一樣,學(xué)的是四大力學(xué)、電路原理等基礎(chǔ)課程,首要任務(wù)是夯實(shí)基礎(chǔ)。等到大三面臨分專業(yè)時(shí),在金屬、半導(dǎo)體、理論、光學(xué)4個專業(yè)之間,他毫不猶豫地選擇了當(dāng)時(shí)還是新興學(xué)科的半導(dǎo)體,理由只有一個:因?yàn)椤案杏X中國在這個領(lǐng)域落后很多”。越艱難的事情,越需要有人去開拓前行。對年輕的蔡樹軍來說,不懼困難,勇往直前是他骨子里埋藏的基因,確定目標(biāo)后,唯奮力前行。
1985年本科畢業(yè)后,蔡樹軍在本科班主任的推薦下,報(bào)考13所研究生。選擇13所的理由說起來有點(diǎn)“草率”,只因蔡樹軍的老師說起他多年前到一家單位參加全國性研討會,而那家單位大門口掛著一幅大橫幅,上面寫著“熱烈歡迎13所老大哥前來指導(dǎo)!”“這說明13所的地位一定很高?!辈虡滠娦χ貞?。事實(shí)上,笑談背后,是13所作為我國半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)代表“國家水平”的知名研究所真正不容小覷的技術(shù)能力和雄厚實(shí)力。在我國半導(dǎo)體研究和產(chǎn)業(yè)蹣跚起步的漫長階段里,13所是重要參與者也是重要推動者,為推動我國半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展做出過諸多不可磨滅的貢獻(xiàn)。1956年中國第一只晶體管,1965年我國第一塊實(shí)用化硅集成電路,1977年中國第一只砷化鎵場效應(yīng)晶體管等均在13所誕生。如今13所已是國內(nèi)領(lǐng)先的,覆蓋微電子、光電子、MEMS、高端傳感器和集成微系統(tǒng)諸領(lǐng)域的大型綜合性半導(dǎo)體研究所。
在美國參加IEDM會議時(shí)和諾貝爾獎獲得者、碳納米管發(fā)明人R.Smalley教授交流。
時(shí)至今日,蔡樹軍還在為自己當(dāng)初的選擇感到慶幸。就是在這樣一個光榮的大家庭里,他不僅一步步實(shí)現(xiàn)了積累和成長,還獲得了到外面世界汲取先進(jìn)知識的大門鑰匙。且最終在這里,他收獲了夢想得以實(shí)踐的歸屬感。至今,蔡樹軍還清晰地記得自己初到13所時(shí)選擇的是材料專業(yè),“因?yàn)楫?dāng)時(shí)覺得中國半導(dǎo)體不行是因?yàn)榛A(chǔ)材料不行”,但天意弄人,因?yàn)椴牧蠈I(yè)的導(dǎo)師已經(jīng)招滿學(xué)生,所以所里推薦他轉(zhuǎn)到器件專業(yè),這一次“不順?biāo)臁钡慕?jīng)歷恰好促成了蔡樹軍與半導(dǎo)體器件研究一生的情緣。而后來的經(jīng)歷也證明:他最終的選擇是對的。
這要從蔡樹軍的家庭講起——蔡樹軍的父親是當(dāng)?shù)胤綀A幾十里知名的農(nóng)機(jī)機(jī)械工程師,在小蔡樹軍兒時(shí)的記憶中,滿手沾滿機(jī)油搗鼓機(jī)械零部件是最常見不過的場景。從小耳濡目染、參與實(shí)踐,鍛煉了他極佳的動手能力。這為他后來在半導(dǎo)體器件研究中能夠做常人之不能做,埋下了堅(jiān)實(shí)伏筆。
上研究生時(shí),蔡樹軍從事的是第一代硅器件研究。與很多同輩不一樣,他研究生時(shí)就因?yàn)槌錾谋憩F(xiàn)獲得導(dǎo)師王長河副總工程師和趙麗華主任的準(zhǔn)許,可以獨(dú)立地在研究室動手開展實(shí)驗(yàn)。從器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、畫版圖,到氧化、擴(kuò)散、光刻、濺射、刻蝕、測試等,全鏈條的工藝經(jīng)師傅指點(diǎn)后,蔡樹軍很快都熟練掌握,基本自己獨(dú)立完成。那時(shí)還沒有商業(yè)二維器件模擬軟件可以使用,為了驗(yàn)證自己的理論設(shè)計(jì),蔡樹軍還用FORTRAN語言編寫了二維器件模擬軟件,“畢業(yè)論文因此增加了兩張漂亮的3D電勢分布圖,很值!”可惜的是數(shù)千條語句的軟件程序因?yàn)椤按蛴〕鰜頃呛芎褚豁?、太費(fèi)紙”,所以沒有保存下來?!澳嵌螘r(shí)間非常鍛煉我的能力”,蔡樹軍回憶。他研究生期間完成的新型高壓抗輻照器件,將抗輻照性能提升了60倍。
擁有自信和堅(jiān)實(shí)技術(shù)能力的蔡樹軍研究生畢業(yè)的第一年就領(lǐng)銜室創(chuàng)新小組,第二年就主持完成星用高可靠器件的成果鑒定,成功替代了日本的相應(yīng)產(chǎn)品,之后又主持完成國內(nèi)首個S波段100瓦脈沖大功率器件的鑒定,成果獲得原電子工業(yè)部科技進(jìn)步獎二等獎等。那幾年里,除了收獲更多的底氣和自信之外,也加深了蔡樹軍對國產(chǎn)設(shè)備的了解和多年后致力推動設(shè)備國產(chǎn)化的信心?!拔覀儺?dāng)時(shí)使用的工藝設(shè)備全部是國產(chǎn),光刻機(jī)是13所自己研制的。國產(chǎn)設(shè)備不是不行,而是需要環(huán)境、時(shí)間和空間去提升?!?/p>
一步一步積累、沉淀,從學(xué)生到課題組長,再到主任,8年的時(shí)間里,蔡樹軍在13所完成了成長跨越。28歲不到,他就破格成為當(dāng)時(shí)13所里最年輕的高級工程師。
在13所成長的幾年時(shí)間里,蔡樹軍極強(qiáng)的動手能力和創(chuàng)造力開始得以展現(xiàn)。常常會有一些讓人驚喜的小創(chuàng)造。當(dāng)年,因?yàn)榭吹绞依锖怂銌T每個月做財(cái)務(wù)報(bào)表、成本分?jǐn)偟裙ぷ鞣爆嵍胰菀壮鲥e,他就用486機(jī)器、FOXBASE語言編寫了一個計(jì)算機(jī)核算軟件,最后在全所推廣;針對手動砷預(yù)淀積工藝存在砷中毒危險(xiǎn)的問題,他從倉庫里找出一些舊的電控件,把手動改成了自動控制,既大大減小了砷中毒的危險(xiǎn),同時(shí)還提高了工藝重復(fù)性;針對光刻使用鑷子經(jīng)常造成硅片邊緣崩邊,影響光刻質(zhì)量的問題,他用銼刀和鉗子改造鑷子成“鷹鉤鼻”,避免了硅片正面崩邊……這樣工藝上的小改進(jìn)、小發(fā)明,還有不少。在很多人眼里,蔡樹軍不僅善于發(fā)現(xiàn)問題,還善于找到解決問題的辦法。
機(jī)會總是喜歡垂青有所準(zhǔn)備的人。在快速積累成長的過程中,蔡樹軍迎來了升級跨越的好機(jī)會——
20世紀(jì)90年代中期,蔡樹軍正是30歲意氣風(fēng)發(fā)的時(shí)候,經(jīng)過在13所多年的沉淀,他剛剛成長為室主任。恰同學(xué)少年,風(fēng)華正茂,在躊躇滿志的他正打算帶著實(shí)驗(yàn)室成員大干一場的時(shí)候,一次非常特別的機(jī)會擺在了他的面前——
彼時(shí),我國第一代半導(dǎo)體研究還在如火如荼地進(jìn)行,西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在著手第三代半導(dǎo)體氮化鎵的研究。時(shí)任13所所長的趙正平和梁春廣院士敏銳地捕捉到了這一點(diǎn),決定派人前往美國學(xué)習(xí)取經(jīng)。這次在別人看來非常難得的機(jī)會花落蔡樹軍。如果換作是別人,肯定高興還來不及,蔡樹軍卻犯了難,“當(dāng)時(shí)正干得火熱,一群人正等著你帶領(lǐng)他們?nèi)ネ瓿啥ㄏ碌哪繕?biāo),我就這樣跑去美國做半年的高級訪問學(xué)者,屁股沒坐熱,啥也沒學(xué)到就要回來,兩頭都耽誤事情?!眰€性的蔡樹軍拒絕了這一機(jī)會。沒想到,愛才惜才的所領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)一步為他單獨(dú)申請到了一年的學(xué)習(xí)時(shí)間,這次,蔡樹軍沒有理由拒絕了,肩負(fù)代表國家到世界先進(jìn)半導(dǎo)體研究殿堂學(xué)習(xí)取經(jīng)的重任,他踏上了征程。沒想到,這一走就是8年時(shí)間。
1996年6月,蔡樹軍前往世界知名學(xué)府美國加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)電子工程系做訪問學(xué)者研究。UCLA是世界互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地,出過15名諾貝爾獎得主。作為全球排名前十左右的電子工程系其更是名師薈萃。蔡樹軍所在的導(dǎo)師課題組里,有來自世界各地諸如臺積電、三星等優(yōu)秀公司、機(jī)構(gòu)里的優(yōu)秀學(xué)者,諸多先進(jìn)思想都在此聚集、碰撞。蔡樹軍就像是進(jìn)到一個新鮮、充滿活力的“不一樣”的世界,到處都是他之前想都沒想過的先進(jìn)事物:用計(jì)算機(jī)控制的各種實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備先進(jìn)齊全的“納米制造工藝中心”、精密快捷的加工車間……這些都帶給他極大的震撼。在這樣一個人才濟(jì)濟(jì)的地方,蔡樹軍倒也不輸優(yōu)勢,一去第一個月就把一臺課題組原本要丟棄的設(shè)備給弄活了。導(dǎo)師眼睛一亮,開始極力勸說他留下來攻讀博士學(xué)位,還親自到13所就此事溝通。從原來的訪問變成攻讀博士學(xué)位,原本答應(yīng)訪問完就回13所的蔡樹軍在此之前從沒想過這個問題,在他陷入兩難的時(shí)候,是13所原總工的話讓他最終下決心留在美國繼續(xù)學(xué)習(xí)?!扒拜呉运慕?jīng)歷告訴我,人生的路很長,學(xué)習(xí)的機(jī)會不是一直有,而為國家做貢獻(xiàn)的機(jī)會一直有?!币环腋嫒珲囗?。幸得13所領(lǐng)導(dǎo)的理解支持,蔡樹軍最終以公派自費(fèi)的名義開啟了在美國的學(xué)生生涯。
作半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會大會報(bào)告
“在美國念博士很辛苦,不同學(xué)校有不同的規(guī)矩。UCLA規(guī)定除了主修專業(yè)外,還要輔修兩個專業(yè)。我選擇了主修半導(dǎo)體器件專業(yè),輔修半導(dǎo)體材料專業(yè)和集成電路專業(yè),共修了13門課。修滿學(xué)分后是資格大考。3個小時(shí)開卷考試、3個小時(shí)閉卷考試再加3個小時(shí)答辯,都通過后才正式具備博士研究生資格,淘汰率有四分之一?!辈虡滠姾軕c幸自己堅(jiān)持了下來。至今,他還記得導(dǎo)師給予他的鼓勵:Suffer from learning is a good thing?。ㄒ?qū)W習(xí)而辛苦是件好事!)
雖然學(xué)業(yè)重,但蔡樹軍始終沒有忘記初心,積極參與當(dāng)時(shí)國際熱點(diǎn)氮化鎵射頻器件技術(shù)的攻關(guān)。從1996年到2002年,6年在UCLA的時(shí)間里,蔡樹軍表現(xiàn)超群,被指定為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,先后負(fù)責(zé)了多個總經(jīng)費(fèi)超過1000萬美元的氮化鎵研究項(xiàng)目,而他個人最終也以“Microwave Power AlGaN/GaN Heterojunction Field Effect Transistor for X-band Applications”(“氮化鎵異質(zhì)結(jié)微波功率器件在X波段的應(yīng)用”)為題完成博士論文。這是國際上最早的氮化鎵射頻器件博士研究論文之一。論文系統(tǒng)研究了氮化鎵材料性質(zhì),提出表面電荷補(bǔ)償模型闡明電流崩塌機(jī)理,發(fā)明了GAMMA柵抑制逆壓電效應(yīng),突破歐姆接觸等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,解決世界性關(guān)鍵技術(shù)難題,發(fā)表了當(dāng)時(shí)國際最高水平成果,獲得了導(dǎo)師和項(xiàng)目高級官員的高度評價(jià)。研究成果充分揭示了氮化鎵作為射頻功率器件的巨大潛力,為后來他回國帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
在美國6年的研究對蔡樹軍的影響是多方面的,除了學(xué)習(xí)居于前沿的先進(jìn)技術(shù)知識和理念之外,他還對來自世界各地不同文化背景的人增進(jìn)了了解,美國人的開朗、日本人的嚴(yán)謹(jǐn)、伊朗人的謹(jǐn)慎、俄羅斯人扎實(shí)的理論功底……幾年接觸,蔡樹軍學(xué)會了與不同性格背景的人溝通交流,建立了良好的人脈。尤其是導(dǎo)師對追求科學(xué)真理的熱情,對追求完美結(jié)果的執(zhí)著,至今,仍影響著蔡樹軍?!癚uality is not an act,is a habit”(優(yōu)秀品質(zhì)是一種習(xí)慣,而不是一兩次的表現(xiàn)!),導(dǎo)師的座右銘?yīng)q在耳畔,熏陶數(shù)年,已成了蔡樹軍一輩子的財(cái)富。2002年博士畢業(yè)之后,意猶未盡的蔡樹軍還選擇到領(lǐng)域里的知名學(xué)府——香港科技大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作,成為電子工程系客座助理教授、博士生導(dǎo)師,英文講授“半導(dǎo)體器件物理”和“集成電路制造”等課程?!爸挥挟?dāng)過老師,學(xué)過的知識才能進(jìn)一步夯實(shí)。因?yàn)檎n堂上來自世界各地的學(xué)生什么問題都可能問,當(dāng)老師的總不能被學(xué)生輕易難住”,蔡樹軍笑著說。兩年的任教生涯,收獲滿滿。離開后,學(xué)校改聘他為兼職副教授,并將崗位保留了十多年。
從1996年到2004年,出走13所歷練的8年間,走過多個世界科學(xué)研究殿堂,蔡樹軍的經(jīng)歷正應(yīng)了那句話:山水萬程皆沉淀,歸來不負(fù)少年時(shí)。
2004年,羽翼豐滿的蔡樹軍選擇回到了闊別8年的13所。
對回來這件事情,蔡樹軍從沒有過猶豫,“我承諾過我肯定要回來的”。沒有談任何條件,即使他在香港科技大學(xué)的工資已經(jīng)是13所的幾倍數(shù),即使北上廣有不少非常不錯的單位都拋來橄欖枝……他還是毫不猶豫地選擇回到原點(diǎn)?!皩ξ襾碚f,人生就像一本書,換換章節(jié)可以,但沒有必要另起爐灶,這些年來,13所給了我太多,我還是就著13所這本書,繼續(xù)往下翻吧?!辈虡滠娦χf。而這次回歸,他不僅與13所重續(xù)了前緣,還翻開了新的篇章。
正如前文所說,一代芯片一代裝備。以第二代半導(dǎo)體砷化鎵芯片為例,涉及上千個具體性能指標(biāo)不同的產(chǎn)品,因?yàn)殚L期突破不了性能低、成品率低、一致性差、可靠性差等問題,嚴(yán)重制約了裝備發(fā)展,改變落后局面迫在眉睫。
回國3個月了解情況后,蔡樹軍主動到當(dāng)時(shí)虧損多年的砷化鎵專業(yè)部兼任主任?!鞍雽?dǎo)體曾經(jīng)是13所的榮光,到我們這代更應(yīng)該保持其榮光”。為改變落后局面,蔡樹軍兼任主任后大刀闊斧地主導(dǎo)了一系列提升工作。包括重新組建核心團(tuán)隊(duì),技術(shù)上梳理出幾十個問題,成立攻關(guān)小組,主導(dǎo)了一系列攻關(guān)。在提升精細(xì)T型柵成品率的攻關(guān)過程中,他發(fā)現(xiàn)了自掩蔽效應(yīng)機(jī)理,提出解決方案,解決深亞微米T型柵可靠性與成品率低的問題;主導(dǎo)外延材料自主研發(fā),大大加快了新產(chǎn)品的開發(fā)速度和抗風(fēng)險(xiǎn)能力;主導(dǎo)模型團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)和建設(shè),縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期;主導(dǎo)技術(shù)和人才引進(jìn),策劃國際合作,培養(yǎng)和提升一大批工藝線核心骨干能力,等等。
工欲善其事,必先利其器。在世界級科研殿堂學(xué)習(xí)和工作多年,蔡樹軍對先進(jìn)技術(shù)方法手段的推動作用有著清醒的認(rèn)識,因此極力推進(jìn)相關(guān)工作,包括主導(dǎo)工藝線SPC(統(tǒng)計(jì)工藝控制)在線系統(tǒng)的建設(shè),通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的SPC技術(shù),該技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā),改變了關(guān)鍵工藝參數(shù)不可見、不可控的歷史;主導(dǎo)了PCM(工藝控制監(jiān)控圖形)設(shè)計(jì),將復(fù)雜的工藝質(zhì)量轉(zhuǎn)化成可以測量的參數(shù);改變?nèi)斯y試和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的歷史,示范搭建VEE控制系統(tǒng),推動實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)自動采集,大幅提高工藝過程數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的采集效率,確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性;主導(dǎo)了基于SPC大數(shù)據(jù)對產(chǎn)品性能與工藝參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析的圖形化系統(tǒng)的建立,做到工藝改進(jìn)有的放矢,已成為持續(xù)提升產(chǎn)品性能的基本手段。這些先進(jìn)技術(shù)方法手段的應(yīng)用,無疑在當(dāng)時(shí)是一劑又一劑強(qiáng)心針,加快推進(jìn)了半導(dǎo)體射頻芯片的工程化進(jìn)程。
一只木桶能裝多少水,不取決于最高的木板有多高,而取決于最短的木板有多短。在國產(chǎn)芯片領(lǐng)域,芯片制造就是這樣一根短板,蔡樹軍對此有深刻的感悟。
“做芯片是一件不容易的事情,需要幾代人的傳承接力。前有長輩一代人打下的基礎(chǔ),后有年輕人的快速成長,先后接替我的兩位主任幾年里都已成長為副所長。正因?yàn)橛羞@些優(yōu)秀的年輕人的接棒,才有了事業(yè)的傳承,才有了今天我們射頻高端芯片自主保障和與國際并跑的局面?!弊允贾两K,蔡樹軍都不覺得功勞是自己的,而是團(tuán)隊(duì)智慧和努力的結(jié)晶。
在一系列舉措的推動之下,13所最終建成了可與西方一流同類企業(yè)比擬的化合物射頻芯片集成設(shè)計(jì)制造線,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)工藝,性能、產(chǎn)能和交付周期達(dá)到國際一流水平,補(bǔ)齊了射頻芯片的短板,徹底改變了射頻芯片長期依賴進(jìn)口的落后局面。
與卜愛民所長(右一)參加人民大會堂領(lǐng)獎
在蔡樹軍近40年的半導(dǎo)體研究生涯中,策劃寬禁帶半導(dǎo)體推進(jìn)計(jì)劃應(yīng)該是濃重的一筆。作為計(jì)劃指南主要編制者和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,憑借早年在境外研究氮化鎵多年的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,蔡樹軍先后負(fù)責(zé)了多個相關(guān)重大項(xiàng)目的實(shí)施,在進(jìn)一步提升性能基礎(chǔ)上,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決一系列工程化問題,成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)射頻芯片向國際最新一代的跨越,在高端射頻芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)與國際并跑。相關(guān)成果蔡樹軍作為第一完成人獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎一等獎,該獎也是中國電科成立以來,在基礎(chǔ)元器件領(lǐng)域獲得的首個國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
我自縱橫,敢與天公試比高。比美國晚啟動8年,卻實(shí)現(xiàn)與之并跑和局部超越。蔡樹軍和他所在的團(tuán)隊(duì)?wèi){借對前沿技術(shù)敏銳的洞察力以及超強(qiáng)的領(lǐng)悟力、創(chuàng)新力、執(zhí)行力,在中國深陷芯片危困之際,唱響了一曲非常難得的從設(shè)計(jì)到制造全鏈條的中國芯自主創(chuàng)新之歌,為中國芯的崛起吹響了振奮人心的號角。
“一個人走得快,一群人走得遠(yuǎn)?!睆氖贾两K,蔡樹軍都在強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的力量。事實(shí)上,參與大工程項(xiàng)目這些年,蔡樹軍口中所說的團(tuán)隊(duì),早已經(jīng)不再局限于13所,而是涵蓋了各個領(lǐng)域的合作單位。這些年走來,他們給蔡樹軍留下太多的感動故事、感動瞬間。他們,是支撐蔡樹軍前行的最大力量。
蔡樹軍永遠(yuǎn)也不會忘記,自己風(fēng)華正茂之時(shí),是13所前輩和領(lǐng)導(dǎo)為他打開了通向世界科研殿堂學(xué)習(xí)進(jìn)步的大門,回國后,正是在13所歷任所長和同事們的支持和幫助之下,他才得以一步一步放心帷幄布局并最終踐行?!霸缒瓴环σ恍┐蟮堕煾呐e措,例如把氮化鎵器件技術(shù)整體從重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到專業(yè)部,重新布局等,這些,都得到了他們的大力支持?!?/p>
在蔡樹軍看來,他所在的是一支有著優(yōu)良傳承和蓬勃朝氣的奮進(jìn)團(tuán)隊(duì)?!拔覀儸F(xiàn)任所長卜愛民常說一句話:‘做隱姓埋名的人,干驚天動地的事?!@也是他從老一輩人身上感悟到的精神?!倍@,這也是蔡樹軍不斷強(qiáng)調(diào)“要保持個人低調(diào)、少突出個人”,甚至有了成果也很少報(bào)獎的原因。蔡樹軍說起一件難忘的事:在獲得國家科技進(jìn)步獎一等獎后,他給當(dāng)年的老領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào),老領(lǐng)導(dǎo)在得知他回國后一直在同一個崗位一干近20年后說:“我就喜歡你這樣坐得住的,專注一件事,干成一件事!”得到老領(lǐng)導(dǎo)的肯定,蔡樹軍已是很滿足?!捌鋵?shí),默默無聞,在13所奉獻(xiàn)了一輩子的人有很多”。
除了肩負(fù)責(zé)任、無私奉獻(xiàn),科學(xué)布局、運(yùn)籌帷幄;對前沿技術(shù)敏銳的洞察力,對先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方法的重視,對科學(xué)管理方法的踐行……經(jīng)年累月,這些13所前輩沉淀出的優(yōu)秀品質(zhì)在蔡樹軍等新一代13所人身上都得到淋漓盡致的展現(xiàn)、沉淀,并且升華、擴(kuò)大。
早年,蔡樹軍從13所前輩身上獲益良多,如今,他希望自己在這方面的感悟也能夠惠及年輕一代?;貒笏两窦嫒沃攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。第二年他提出的“格物、致知、創(chuàng)新”的室訓(xùn)已刻在實(shí)驗(yàn)室的墻上,提醒著重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的年輕骨干們,在努力探究科學(xué)真理的同時(shí),不忘為社會創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)價(jià)值。令人欣慰的是,重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在蔡樹軍香港科大的博士生、現(xiàn)任常務(wù)副主任的帶領(lǐng)下,在太赫茲、石墨烯、金剛石、氧化鎵器件等前沿領(lǐng)域保持了國際第一梯隊(duì)水平,為未來持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。其中太赫茲核心芯片關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用獲2020年度中國電子學(xué)會發(fā)明獎一等獎。
當(dāng)年接手專業(yè)部,上任第一周,蔡樹軍就明示了他的管理理念:“人盡其才,物盡其用”,并將其貼在了墻上。重組團(tuán)隊(duì)的時(shí)候,蔡樹軍主動公開個人郵箱,收到郵件上百份。為踐行自己的管理理念,他基本與每個成員都談過話,把有意愿換崗的都盡量安排在合適的崗位上?!懊總€人都有長處,我的首要職責(zé)就是發(fā)現(xiàn)人才,并盡快發(fā)揮所有員工的長處”,“其次就是如何用好現(xiàn)有的設(shè)備”。
當(dāng)年,在缺人缺技術(shù)的困頓時(shí)刻,專業(yè)部曾經(jīng)讓一批退休人員返聘上崗,當(dāng)年輕主力逐漸充足后,這些老員工也完成使命從容退出?!按蠹铱傆幸环N愿意為目標(biāo)無私奉獻(xiàn)的精神?!辈虡滠娪X得,這就是軍工人身上最可愛的閃光點(diǎn)。“科技日新月異,我們需要把年輕人的能量發(fā)揮出來,待遇是一方面,擘畫藍(lán)圖,激發(fā)他們對事業(yè)的熱愛,把心穩(wěn)住,事業(yè)才有延續(xù)的希望?!?/p>
穩(wěn)定隊(duì)伍,信任年輕人,把交接棒逐步交到他們手上的同時(shí),蔡樹軍一方面作為課題負(fù)責(zé)人承擔(dān)固態(tài)微波領(lǐng)域最大項(xiàng)目,一方面不忘在領(lǐng)域里發(fā)揮自己更大的作用。近些年里,他受邀作專題和特邀報(bào)告40余次,報(bào)告主題包括硅、砷化鎵、氮化鎵半導(dǎo)體器件與集成電路、宇航可靠性、5G、工業(yè)4.0、半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化等諸多方面,聯(lián)合發(fā)表的論文據(jù)中國知網(wǎng)統(tǒng)計(jì)下載總數(shù)已超過1萬次。這些年,他立意解決行業(yè)里的主要矛盾,著手前沿布局,圍繞早日實(shí)現(xiàn)核心芯片的自主可控,往來奔走,建言獻(xiàn)策……為推動半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
與砷化鎵專業(yè)部轉(zhuǎn)型初期先進(jìn)工作者合影
隱姓埋名舒壯志,長使兒女淚沾襟。蔡樹軍之所以能全心撲在工作上,離不開家人的支持。難忘當(dāng)年女兒在蘭州出生的時(shí)候,他正在所里開成果鑒定會,會后還惦記用戶對新產(chǎn)品的使用情況,順道又走訪了西安客戶,3天后才見到新出生的小寶寶。這樣對家人的愧疚在蔡樹軍多年工作中出現(xiàn)過無數(shù)次?!霸谝呀?jīng)走過的人生旅途中,陪孩子太少是我最大的愧疚”。當(dāng)愧疚成為常態(tài),唯一聲嘆息,將所有對親人的感恩埋在心間,用事業(yè)來回報(bào)。
或許是因?yàn)樽约憾嗄暝谕獾纳羁谈形?,蔡樹軍對未來先進(jìn)硅數(shù)字集成電路產(chǎn)業(yè)、中國目前芯片最大短板的發(fā)展方向,依然倡導(dǎo)“合作是主旋律”?!肮钄?shù)字集成電路發(fā)展到今天,已經(jīng)注定單一國家無法獨(dú)立承擔(dān)所有研發(fā)費(fèi)用并壟斷全產(chǎn)業(yè)鏈,尤其在3nm節(jié)點(diǎn)及其以后,技術(shù)難度、投資費(fèi)用更大?!薄懊鎸θ缃裢庠谛蝿葑兓斐傻睦Ь?,我們不惹事也不怕事。我們要客觀認(rèn)識差距,過度樂觀和過度悲觀都是不可取的。一方面商用芯片領(lǐng)域要繼續(xù)努力主動融入世界、擁抱世界;另一方面涉及國家安全的芯片必須堅(jiān)決實(shí)施全面自主保障戰(zhàn)略,一張藍(lán)圖繪到底?!薄鞍雽?dǎo)體技術(shù)作為人類共同的財(cái)富,應(yīng)該有來自中國的更大貢獻(xiàn)。期待中國創(chuàng)新,期待中國方案!”在蔡樹軍心中,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前景依然樂觀。中國順勢而為,大有可為!