梁骏吾：“永求创造”的非凡人生

裴高才

2022年6月29日，中国工程院院士、中国早期半导体硅材料奠基人梁骏吾的追悼会在北京举行。笔者敬赠挽联“木兰山铭旌颂巨匠，烟波江溅泪吊梁公”，寄托同乡后学的哀思。

14年前，笔者与梁骏吾院士因传记写作结缘。重温那些故事，一代人的感奋历历可见。

怀揣科学梦“海归”效力

梁骏吾祖籍湖北省黄陂县（今武汉市黄陂区），1933年9月18日出生于汉口。受父母影响，梁骏吾自幼兴趣广泛、文理兼优。他平时喜欢吟咏新诗，曾到广播电台录制诗朗诵。

1945年，梁骏吾考入汉口市立第一中学（今武汉市第一中学）。1946年7月，中共中央南方局领导董必武、钱瑛派中共党员陈梅影到汉口一中担任地理教师，以职业为掩护做地下学运工作。不久，地下党员胡进吾、陈育和张师韩先后到一中任课并领导学运，张兆贺（张孟林）被发展为学校第一位学生地下党员。

在他们的影响下，进步教师常在教学中激发学生的爱国热情。梁骏吾的化学老师时常提及中国工业的落后，激励大家为振兴中华而读书。潜移默化中，梁骏吾许下心愿：一定要努力学习科学知识，将来科技报国，去改变这种落后的状况。他曾写道：“牛顿说，我好像不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时为找到一个比通常更光滑的卵石或更好看的贝壳而感到高兴。但是，有待探索的真理海洋正展现在我的面前，我立志当一名科学海洋的探索者！”

高中毕业后，梁骏吾以优异成绩考取武汉大学化学系。

1955年，梁骏吾大学毕业。此时，基于1950年签订的《中苏友好同盟互助条约》，中国正大规模向苏联派遣留学生。20世纪50年代，国家派遣留苏学生，原本是从各岗位上抽调具有革命经历的青年知识分子。但到梁骏吾大学毕业时，大部分留苏学生是大学应届毕业生，甚至有部分是高中应届毕业生。梁骏吾因成绩优异，个人表现不错，加上“社会关系简单，历史清白”，得以入选。

留学人员攻读的专业，由国家根据需要进行统筹安排，梁骏吾被派往苏联科学院冶金研究所主攻半导体材料。那时，世界上的半导体研究已经取得突破，中国在此领域的研究却还是一张白纸。半导体与化学专业相关，但梁骏吾对此一无所知。

梁骏吾深知责任重大，必须努力拼搏，学成后报效祖国。在莫斯科留学四年期间，他几乎每天都搭最后一班公共汽车从学校回住所，在寝室也是出了名的“夜猫子”。

一分耕耘，一分收获。在1960年研究生毕业考试中，他取得优异成绩，获得副博士学位。

小试牛刀问鼎国家奖

20世纪50年代，美国已做出世界上第一块集成电路，半导体技术在许多领域展开应用。而新中国还没有掌握集成电路所需关键材料——硅单晶的制备方法。

1956年，在苏联专家的帮助下，国家制定并开始实施《1956—1967年科学技术发展远景规划》。根据规划，中科院将高纯硅单晶的制备列为重点。1958年秋，留美归国的半导体材料科学家林兰英，主持拉制出了中国第一根硅单晶，这比苏联专家为我国制定的规划整整提前了10年。

梁骏吾1960年回国时，中国科学院半导体研究所刚成立。不久，半导体研究所决定研制区熔硅单晶炉和区熔硅单晶项目。时任半导体所室主任林兰英任命梁骏吾为课题组长。

自然界天然存在的硅大多含有杂质，为保证硅具有较高的电阻率，需要通过“区熔”技术扫除杂质，得到纯度较高的硅单晶。20世纪60年代，“区熔”是一项前沿研究。进行这类开拓性研究，无可供借鉴的工艺技术，缺必不可少的工艺设备，一切都得从头做起。尽管困难重重，但梁骏吾二话不说，承担起这项十分艰巨的任务。

1961年初，梁骏吾和团队开始研制工作。经过300多个日夜的辛勤攻关，科研团队取得关键技术的突破，使高频加热圈连续24小时工作不打火，不仅解决了在对硅材料进行多次区熔时所必须具备的长时间加热的稳定性，使加工成的区熔炉比国外的同类产品更先进，而且为后来的外延生长工艺中的感应加热技术提供了经验，被高熔炉生产厂家一直沿用至今。

1963年5月，国家下达的重点任务——电阻率高达104欧姆·厘米的高纯区熔硅单晶，终于在我国首次研制成功。它纯度高，含氧量低，可广泛用于制作核探测器及功率器件。这一研制成果，处于当时的国际先进水平。年仅30岁的梁骏吾，荣获1964年国家科委全国新产品奖和国家科技成果二等奖。

紧接着，梁骏吾负责半导体外延工作，为砷化镓液相外延做了开拓性工作。1965年，他首次研制成功国内第一只室温脉冲相干激光器用的砷化镓外延材料。

在科学探索的路上，科学家不仅付出心血，有时还会有生命危险。梁骏吾说：“我们这个行当，也有它的危险性。”他多次在实验室突遭电击丧失知觉，也曾经历过药品泄漏。他的一位同学，就是因为实验中氢气突然爆炸而献出了生命。

“出了事情怎么办？还不是一样要冲进去抢。”同事们回忆，面对险情，梁骏吾不止一次奋不顾身跑进实验室，“抢”出污染源和贵重物品。

打破西方垄断的“大侠”

1977年，全国自然科学学科规划会议召开，提出一定要把大规模集成电路搞上去。

研究表明，硅单晶中尺度在微米、亚微米量级的缺陷（以下简称“微缺陷”），对集成电路的性能与成品率有著至关重要的影响。因此，要把大规模集成电路搞上去，首先要提高硅单晶质量。

1978年，国家科委向中科院半导体研究所下达“提高硅单晶质量的研究”任务。时为半导体所副所长的林兰英认为，这项前沿性的探索研究工作，只有梁骏吾能胜任。于是，身在宜昌半导体厂的梁骏吾重返半导体所，承担这项重任。

1978年至1981年，梁骏吾潜心于硅单晶中的微缺陷——主要是漩涡缺陷的本质、形成机理及消除办法的研究。他会同研究人员，从单晶缺陷生成机理入手，采取一系列技术措施，反复实践、数次探求，多方设法解决了拉晶炉的热稳定性与机械平稳性，定位了气氛的选择和气流模型。终于降低了硅单晶中的氧化层措密度，提高了少数载流子的寿命，获得了无位错、无漩涡、低微缺陷和氧含量可控的直拉硅单晶，单晶成品率达80%。

在半导体所任研究员的梁骏吾夫人闻瑞梅，对这项研究功不可没。闻瑞梅是电子学家，著名诗人闻一多的侄女。他们是武汉大学化学系同班同学，伉俪情深。

研制硅单晶需要纯度很高的水，否则做不出器件。但那时国内几乎没有能研制满足大规模集成电路用高纯水的单位，甚至连纯水的标准也没有，也不可能从国外引进，因此需要自己提纯。

闻瑞梅一直从事水化学基础、水、气处理及检测方面的研究，领导便将研制高纯水的重任交给她。她边摸索边实验，克服了重重困难，不但完成了高纯水的改造设计、研制，还建立了硅片的清洗方法及化学处理。硅片的预氧化、化学剥离等工艺，为梁骏吾的研究创造了条件。最终，他们解决了有害杂质、氧含量、缺陷的控制及后处理等问题，成功拉制了高质硅单晶材料，为研制大规模集成电路奠定了基础。

1979年至1980年，半导体所相继研制成功了4千位、16千位的大规模集成电路——硅栅MOS随机存储器，两次获得1979年、1980年中科院重大成果一等奖。

硅中的碳是有害杂质，硅中碳的含量是大规模集成电路用硅单晶的关键指标之一。梁骏吾经过深入研究，阐明了碳沾污的来源、机理，设计了能防止碳沾污的新型热系统和气路系统，从而降低了硅中碳的含量，提高了硅单晶质量。1983年，梁骏吾获得中科院重大科技成果二等奖。

接着，他首创了掺氮中子嬗变硅单晶，解决了长期困扰生产厂家的硅中位错运动和繁殖以及电阻率的均匀性等重大技术难题，获得了机械性能好、电阻率均匀的区熔硅单晶。许多材料和器件在工厂进行广泛应用后，取得了显著的经济效益。1988年，梁骏吾获得中科院科技进步一等奖。

在“七五”和“八五”攻关中，梁骏吾解决了外延中气体动力学与热力学耦合计算的问题，为外延炉设计提供了理论依据，完成了新一代微机控制光加热外延炉。这一成果被鉴定后认为“打破了外商垄断，国内首创”，“在外延层本底电阻率、过渡区宽、掺杂电阻率、径向不均匀度等多项参数上均达到国际先进水平”。他因此获得中科院科技进步二等奖、三等奖各一次。

1992年，梁骏吾再立新功，突破了我国多年来未能研制出生长低阈值电流密度的量子阱激光器MOCVD材料的局面，全面完成了“863”任务—MOCVD生长GaAlAs/GaAs量子阱超晶格材料任务，为第二代（即超晶格、量子阱）光电材料做出贡献。

1993年，梁骏吾被评为中国科学院优秀导师，1994年获中科院科技进步二等奖，1996年荣膺国家级科技进步三等奖，1997年当选中国工程院院士。作为我国半导体材料的元老级专家，他享有“硅材料大侠”的美誉。

老骥伏枥寻对策

进入21世纪，梁骏吾仍为多晶硅呕心沥血。2000年，他代表专家组参加了中国拥有自主知识产权的首条100吨多晶硅工业试验示范线的鉴定会。2006年10月22日，他参加了湖北宜昌的多晶硅项目动工仪式。2007年，他参与鉴定了河南省重大科技专项“24对棒节能型多晶硅还原炉成套装置”成果。

我国是太阳能辐射量资源大国，太阳能光伏产业有着巨大的发展潜力，而多晶硅和单晶硅是晶体硅太阳电池的基础材料。根据现有的生产技术，千吨级以上的多晶硅生产线才具有规模经济效益，而最先进的多晶硅大规模生产技术当时仍然掌握在美、日、德三国手中。国际化工和半导体巨头们一方面在产能扩张方面相当谨慎，另一方面集体达成了技术保密和不对第三方转让的协议。

为打破西方垄断，年逾古稀的梁骏吾不遗余力呼吁，我们不能指望从国外买进技术，必须要靠科研人员和企业的自主研发创新。他提醒大家，在我国投资者向光伏产业大幅扩张的时候，也需注意市场容量问题。

2006年3月，香山科学会议第273 次学术讨论会在北京召开，梁骏吾在会上作了《世界太阳能电池材料的形势与中国的对策》的主题评述报告。他指出，太阳能电池及其材料的发展，正处在当今世界所关注的两大问题——能源和环境的交汇点上，引起了世界各国的重视;中国是能源生产和消费大国，环境保护问题更是备受关注，因而也必须对太阳能电池材料予以充分关注。

4月11日上午，他回到武汉大学，作题为《中国太阳能电池与材料发展》的报告。他从中国经济发展现状和能源体系构成引入，深入浅出地讲述了太阳能电池的原理、发展沿革及研究现状，并展望了太阳能电池的巨大应用前景，提出相应的高效能、低成本材料的开发与制备是我国将要面临的主要问题。他主要介绍了现今太阳能电池材料种类主要制备方法以及存在的问题。

8月，他接受《科技日报》访谈。对于“中国硅材料工业如何提高竞争力”，他提出中国的硅片应在大尺寸上建立大规模的工厂，同时应该加强协会的作用，制定行业规范，避免恶性竞争。他认为，“中国的硅行业无法指望从国外引进技术，只能靠自主研发创新”。

笑慰人生奉献乐

“为祖国的富强而探索，我深感责任重大;为科学而奉献，那是我们的无上荣光。”梁骏吾秉持赤子之心，即使在“文革”期间，处境极其艰难，他始终坚定信念，奋战在开发半导体材料第一线。

1966年至1969年，他负责“156项工程”中集成电路用硅外延材料任务。经过苦战与巧战，他解决了连续生长硅高掺杂外延层、介质SiO2介质层、多晶硅层等的工艺技术，为我国第一代介质隔离集成电路提供了外延材料和设备。

1969年，梁骏吾从中科院下放到宜昌半导体厂。他坚信，黑暗终将过去，国家建设离不开科技，一干就是八年。2014年，他回到宜昌讲学，并在此设立湖北省院士专家工作站，为国家与家乡的新材料基地提供智力支持。他与闻瑞梅在百忙中，出任武汉大学与华中科技大学的兼职教授。

从大学同学到中科院半導体所同事，梁骏吾和闻瑞梅几十年相濡以沫。闻瑞梅在科研上也成果斐然。她兼任同济大学博导，曾获16项省部级及国家科技进步奖，拥有27项发明专利，享有“中国水母”的美誉。

晚年的梁骏吾身体每况愈下，听力也不太好，幸而有闻瑞梅得力相助，事无巨细，都由她一手打理。闻瑞梅说：“我们一辈子都没有因为争执而‘红过脸’。”

对于科研的执着，闻瑞梅曾以诗言志：“问我登攀意如何，家珍何如成果硕，且说拼搏吾侪愿，笑慰人生奉献乐。”梁骏吾说：“我只是做了一个科学工作者应该做的事。”

在中国共产党百年华诞前夕，梁骏吾告诉笔者，他是改革开放后的1980年加入中国共产党的，这是他历经风雨孜孜以求的目标，也是他毕生的最高荣誉。

“永不满足，永求创造”，这是梁骏吾的誓言，也是他科学人生的真实写照。

编辑/王尧