不断创新的“科研之星”

从上世纪60年代初的一片空白，到现在成为一个时代的信息载体，我国集成电路的发展可以用“飞跃”来形容。而徐元森正是这个飞跃的经历者和见证人……

在中国科学院上海微系统与信息技术研究所一间实验室里，只见一位白发苍苍的科学家，戴着一副老花眼镜，站在一台精密的大型设备前，指导几位年轻的科研人员在研究一个国家重点新课题。他仔细地分析着刚通过实验得出的数据，很快得出一个结果，并向科研人员部署下一步的实验。他就是被前全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪誉为“不断创新的科研之星”的我国著名微电子及冶金专家徐元森教授。

农家出了个读书郎

1926年5月22日，徐元森出生在浙西山区的一个普通农民家庭。这位农家子弟从小就喜爱读书，学习成绩始终非常优秀。他在本地读完小学后，就考进了江山县立中学读初中。初中毕业后，他又以优良的成绩考上了浙江省立衢州中学读高中。

在徐元森读中学期间，抗日战争早已爆发。1940年8月间，日寇派飞机轰炸了衢州、江山等地，在敌机的狂轰乱炸之下，火车站、民房等一些建筑物被炸成一片废墟。两年后，日本陆军部队又侵占了衢州地区多地，侵略者大肆杀人放火，犯下了累累罪行。徐元森所在学校也无法正常开课，师生们经常东躲西藏，学习环境非常差，生活条件也十分艰苦。学生在教室里一边听课，一边还要提防着日寇的枪弹，连生存也受到威胁。在这样恶劣的环境中，徐元森仍坚持刻苦学习，白天认真听讲，晚上则在蜡烛灯下看书做作业，所以学习成绩没有受到太大的影响。特别是每次看到或听说日寇在全国多地犯下了烧杀抢掠等滔天罪行后，他愤慨之余，更是暗暗在心中下定决心：一定要认真学习，长大后报效祖国，让祖国强大起来，不再遭受外国列强的侵略。

1946年，徐元森考进了浙江大学化工系。浙江大学的前身为创办于1897年的求是书院，1928年定名为国立浙江大学，是国内一所著名的大学。抗战爆发后，浙大师生于1937年11月11日在校长竺可桢的带领下，曾相继迁往本省建德和江西、广西、贵州等地。抗战胜利后，浙江大学于1946年从贵州遵义、湄潭、永兴等地迁回杭州，徐元森有幸成为浙大回迁后的首批学生。他牢记浙大的求是校训，以严谨的治学态度认真学习了理工科，特别是化学方面的知识。在浙江大学4年的求学生涯中，徐元森如鱼得水，进步很快，为他日后从事科研工作和科研报国打下了坚实的基础。

科研工作显身手

转眼间到了1950年，徐元森从浙江大学毕业，分配到中科院上海冶金研究所从事科研工作。中科院上海冶金研究所的前身是1928年成立的国立中央研究院工程研究所，建国后隶属于中国科学院，是我国著名的技术学科综合性研究所之一。徐元森和同事们在老一辈科学家指导下研究出了一批批金属、半导体和电子材料等新材料，为国民经济发展和国家建设解决了一个又一个关键的问题。

新中国成立之初，百废待兴。建设需要大量钢材，而钢厂已被破坏殆尽。因此研究所提出研制球墨铸铁。这一种新材料不仅具有钢的强度、铁的成本，而且还兼具制造工艺和设备简单的优点。

徐元森等科研人员在老一辈科学家的指导下，认真制订了研究计划，反复查阅了国内外相关文献，并经常走访有关科研部门和冶金企业，与企业工程技术人员和一线生产工人共同探讨与试验。经过不懈的努力，他们终于在1953年首先研制成功球墨铸铁这一新型材料。随后它在全国许多企业推广生产，并在机械、造船、兵工等行业得到广泛应用，实现了“以铁代钢，以铸代锻”的目标，实现了令人满意的使用效果，同时，为新中国国民经济的恢复，发挥了重要的作用。该成果荣获1956年国家自然科学奖三等奖。

1953年下半年，我国着手实施开发内蒙古白云鄂博铁矿计划，并开始建设包头钢铁公司。但白云鄂博铁矿石中含有大量的萤石和稀土元素，为世界所仅有。这种矿石的冶炼，在世界炼铁史上也没有可借鉴的经验。在所长周仁的领导下，上海冶金研究所接下了白云鄂博铁矿矿石高炉冶炼的研究工作。周仁所长率先在研究所进行了总动员，组织成立了会战组。徐元森被选为会战组的主要成员，参加了包头铁矿的高炉冶炼科研工作，并由他负责两项子课题的研究，即：探明氟在高炉冶炼中的变化规律和氟对高炉煤气燃烧的影响。他和有关科研人员迅速建成一座1立方米的小型高炉进行科学试验，并在实验室内同步开展实验，系统地分析氟在高炉中的各种化学反应，获取了几万个宝贵的数据。

经过近3年的努力，徐元森等科研人员终于发现氟在高炉冶炼过程中的变化规律，高炉煤气中除氟的方法及其对燃烧的影响，为包头钢铁公司炼铁厂的设计、生产、环保提供了科学依据，这项研究还相继荣获国家自然科学二等奖和三等奖各一次。如今，包头钢铁公司已成为我国重要的钢铁生产基地和全国最大的稀土科研生产基地，是中国钢铁和稀土生产的大型联合集团。有了徐元森等科研人员取得的这些基础研究成果，包头钢铁公司至今渣铁畅流，也没有因为氟而产生环保问题。

1958年，国家有关地质部门在金沙江畔一个叫攀枝花的山区（现为攀枝花市），探明了贮量巨大的钒钛磁铁矿，国家决定建设攀枝花钢铁公司。但由于攀钢钒钛磁铁矿经选矿后，铁精矿石中仍含有大量的二氧化钛，故在冶炼时炉渣中二氧化钛的含量高达20%～32%。这种高钛渣极容易变稠并堵塞炉缸，造成高炉损坏甚至停产。因而，这种矿藏全世界都没有大规模开采和冶炼，成为世界炼铁史上又一难题。中科院上海冶金研究所受国家冶金工业部的委托，由徐元森领导一个课题组，负责对攀枝花钒钛磁铁矿的高炉冶炼难题进行研究攻关。徐元森等科研组人员经过仔细研究含钛高炉型炉渣的物理化学性质，利用原有的1立方米的试验高炉，进行了长达2年的艰苦试验。经过多次失败后，他们终于掌握了钛渣在高炉内的变化规律。最后，他们发明了“吹炼风口法”，在实际生产中，有效防止了堵塞炉缸或相关事故的发生，保证了渣铁的正常流动。这在世界炼铁史上是一次重大突破，它不仅使高钛铁矿的高炉冶炼成为可能的，而且还能获得优质含矾生铁。如今，攀枝花钢铁公司已成为我国西南最大、中国重要的钢铁生产基地和世界上著名的矾生产厂，攀钢以它世界领先的钒钛磁铁冶炼工艺技术，被誉为我国钢铁工业的一面旗帜。而这一工艺技术，就是在“吹炼风口法”等基础上不断创新、不断完善起来的。这些科研成果获得了国家发明一等奖。

国家冶金工业部将上述成果在全国同类企业中推广，不仅让其他厂矿从中受益，而且使我国一跃成为产矾大国。至今，这些科研成果还在许多厂矿发挥作用。

新征途上创新业

上世纪60年代，世界科技出现了新的发展趋势。徐元森所在的研究所也进行了战略转移，转向纯金属和化合物半导体材料的研究领域。1960年，他被晋升为副研究员，并担任了研究室副主任，领导三、五族高纯元素和砷化镓单晶的制备研究。他带领全室同志巧妙地将冶金原理应用到高纯元素的提纯和化合物半导体材料的研究领域，例如区域焙化、萃取、升华、蒸馏和真空蒸馏等工艺，获得我国第一批7种纯度为5个9、6个9的高纯元素，研制出第一批砷化镓的单晶，并在有关企业推广生产，为我国半导体材料的研制作出了重要贡献。

为应对世界计算机研制技术的新变化，上世纪60年代，中国计算机研制技术攻关人员正在奋起直追，国家下决心研制国产大型计算机。但要研制大型机，必须先研制出集成电路，国家有关部门便将这个任务下达到中科院上海冶金研究所。1965年至1987年（“文革”期间除外），徐元森一直主持上海冶金研究所集成电路的研究和开发工作。他在人员少、时间短、设备简陋和“文革”运动严重干扰的情况下，带领科研人员成功开发出我国第一批高速电路及大规模集成电路，并用这些集成电路装备了我国第一批运算速度达百万次的655机、500万次的905机、2000万次的757机等大型计算机。其中，“PN结隔离技术”和“双极型64位ECL高速存储器”两项科研成果获1978年全国科学大会奖，“高速、超高速双极型数字集成电路”项目荣获1985年国家科技进步一等奖。自1978年起，徐元森先后担任集成电路研究室主任、上海科技大学兼职教授等职。1979年，他先后被评为上海市劳动模范和全国劳动模范。从1964年到1981年间，他负责的集成电路研究室，先后3次被评为中科院或上海市的先进集体。如今，该研究室已成立中科院上海冶金研究所微电子学分部，并成为上海微电子国家工程研究中心。

从1982年开始，该研究室重点开展MOS大规模集成电路的研究工作，研制成功我国第一批单片8位、16位CPU电路。这些集成电路和工艺技术均处于当时国内领先地位，促进了我国CMOS技术的发展，获得中国科学院科技成果一等奖。1986年6月，他作为中国科学院集成电路代表团团长，曾赴朝鲜讲学两周。1989年，他又领导研制成功120门、600门的GaAs大规模集成电路，该成果荣获中国科学院1990年科技成果一等奖。 此外，徐元森还主持超大规模集成电路应用基础的研究。1995年5月，他被选为中国工程院院士。2005年10月14日，由香港爱国金融实业家何善衡、梁求琚、何添、利国伟共同捐资4亿港币设立的“何梁何利基金奖”颁奖大会在上海隆重举行，经严格评选，徐元森等科学家荣获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。

老骥欣喜逢盛世，满目青山夕照明。多年来，年逾八旬的徐元森院士从未停止科研工作，从未过一般人想过的清闲日子，而是仍坚持在科研领域为祖国发挥余热。他不断攻克生物芯片应用技术，将生物学、医学与微电子学、MEMS技术有机结合起来，进行DNA测序，核酸、蛋白质等的分离分析，为人类的健康作出新贡献。作为华东师范大学的兼职教授，徐元森每年还要带一些年轻的研究生，尽自己所能做好科研精神的薪火相传。虽然他的工作很忙碌，但是他晚年的生活却充实有益，丰富多彩，就像夕阳一样绚丽。

在本文写就不久，笔者惊悉徐老因病于2013年3月27日6时06分在上海华东医院逝世，享年87岁。在徐元森院士逝世后，习近平、胡锦涛、李克强、张德江、俞正声等党和国家领导人，中共中央组织部、全国总工会、中国工程院等单位都发去唁电、唁函，并敬献了花圈、花篮。本刊也在此向这位著名的科学家表示深切的悼念。

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