中国工程院院士 许居衍
作者简介 微电子技术专家。1934年
生于福建，1957年毕业于厦门大学物理系。
1995年当选为中国工程院院士。历任电子
工业部第二十四研究所、无锡微电子科研
中心、中国华晶电子集团公司总工程师、
科技委主任，国务院电子振兴领导小组顾
问，中国半导体行业协会顾问，电子工业
部科技委委员。长期从事半导体工程技术
开发和工业发展工作，80年代后，探索科研生产结合模式，促
成我国最大科研技生产联合企业的创立，主持完成国家微电子
工程建设可行性研究，主持国家重大科技攻关，完成集成电路
大生产技术研究和关键产品开发等项目。曾获全国科学大会奖
和国家科技进步奖。
半导体技术的发展，使所有其他技术都相形见绌，它作为
数字化革命的核心与基础，改变了所有电子产品的发展方向，
并因此叩开了知识经济的大门。
1947年12月16日，贝尔实验室的布莱顿和巴丁在研究半导
体表面物理时，在一块锗片上，发现了既有电子管跨导（Tran
sconduction）又有变阻器（Varistor）性质的点接触晶体管（
Transistor）效应。1948年1月，肖克莱提出面结型晶体管模型
和场效应理论，并于1951年、1952年先后实验证实。1956年，
诺贝尔奖评委会缘于肖克莱、布莱顿和巴丁“在半导体研究和
发现晶体管效应”方面的贡献，把当年的物理学奖判给了他们。
因此，晶体管不仅是技术发明，而且是科学发现，它“呼唤新
物理学”（肖克莱1956年获奖会上讲话），推动了固体物理的
研究，并因此导致微电子技术的蓬勃发展。
回顾人类近百年来的科技活动，我们看到有两个明显的发
展阶段：前30年，人类由牛顿力学困境中走出，创立了改变整
个自然科学观的相对论和量子力学；而后70年，基本物理学没
有新的突破，但半导体科学技术却获得了辉煌成就。值得一提
的是，1956年肖克莱回乡创办半导体实验室以及随后的一系列
裂变与繁衍，触发了半导体工业的创业连锁反应，并因此引发
了世界第一个高新技术产业园区，即美国加州硅谷的崛起。由
此可见，没有晶体管，没有肖克莱，就不会有硅谷。现在“硅
谷精神”已成为知识经济发展中的一个现象，并已在全世界广
为扩散，成立了数以百计的高新技术产业园区，发挥了各自经
济发展的火车头作用。以我国最早成立的52个高新技术产业园
区为例，1991年至1996年技工贸总收入、年实现利税、年出口
创汇分别增长了26倍、20倍、36倍，已成为发展我国知识经济
的“增长核”。硅谷的形成及其扩散，成了人类自文艺复兴以
来影响最为深远的事件之一。
半导体技术发展中，有两个反映创新的规律，一个是指导
技术更新的物理规律，叫做器件按比例缩小原理；一个是追逐
利润的商业技术竞争规律，叫做器件集成度增长原理，因为它
是摩尔（Moore）在1965年总结少数几个发展数据中领悟的，因
此也叫摩尔定律。前者表示器件尺寸缩小K倍时，芯片功能和性
能就提高K2倍；后者表示每18个月芯片上的集成器件数目就增
加1倍。依照这些规律，半导体器件尺寸从早期的十几微米，缩
小到现在的深亚微米；芯片上的集成度由第一个商品化的几个
器件，增加到现在的几亿个器件。其中特别是1971年发明的微
处理器（MPU），集成了2300个器件，运算速度达每秒6万次，
超过占满整个大房间的第一台电脑水平，从而开创了在硅片上
浓缩电脑的新纪元；而今天，一个高性能MPU则集成了1000万个
器件，运算速度高达每秒近10亿次。
半导体发展的这些规律，在体现科学理论和技术商品化的
有机结合中，反映了半导体技术独特的“小与大”、“高与低
”新技术经济辩证法，即在尽可能小的材料空间内，集成尽可
能强大的功能，以实现高性能与低价格的正反馈良性推进关系。
正是这种辩证关系，促使人类经济特征由“回报递减”（Dimi
nishing returns）过渡到“回报递增”上来。例如，美国半导
体工业自90年代初恢复对日本的世界霸主地位以来，美国经济
也正好同期出现了繁荣增长的势态。从1987年到1996年，美国
半导体工业附加值（销售收入扣除材料、水电等费用）由112亿
美元增加到416亿美元（1996年销售额为709亿美元），增加值
达304亿美元，比制药业、汽车业同期增加值高出50％以上；1
0年间年均增长率达15．7％，比整个经济快3倍多。近20年来，
因半导体产品价格持续下降所造成的消费者购买力提高，就相
当于美国国内生产总值的5％，从而使知识经济最发达的美国保
持了高增长、低通胀的良好发展态势。
半导体技术不仅以自身的知识创新直接改变了经济增长质
量，而且还以自己独特的集成方法推动着电脑、电信和电器走
向融合，把人类逐渐推向多媒体化网络时代。回顾近20年来电
脑发展历史，我们明显地看到，正是由于英特尔早期（1971—
1974）推出的3种MPU芯片，吸引了美国硅谷一批20来岁早熟的
“电脑迷”，他们聚会斯坦福大学校园的“自制电脑俱乐部”，
交流或出卖自己利用MPU芯片制造的业余电脑和软件。其中一些
人，如微软公司的比尔·盖茨，苹果公司的史蒂文·乔布斯等，
后来都成为亿万富翁。就是这些穿紧身裤和工作衬衫的“毛孩
子”，震撼了像蓝色巨人IBM这样老牌的电脑制造商，并把他们
带进了个人电脑时代，从而完全改变了电脑的发展方向。也正
是由于半导体技术所具有的高性能与低价格的连锁推进机制，
早期这些MPU芯片迷们关于电脑将迈出神秘殿堂、走进寻常百姓
人家的预言，才成为现实。个人电脑在芯片及由此而发展起来
的软件协同下，不仅日益个人化，而且正在走向网络化。今天，
我们在因特网发展中又看到一个相似的事实，网络通信在半导
体“小与大”、“高与低”辩证关系或摩尔定律作用下，不仅
激发了个人的想象力，而且将使整个国家，甚至整个世界燃烧
起来，推动知识经济向高级形态发展。
30年代前基本物理学知识创新，引发了晶体管效应的发现，
而聚焦于创造财富的半导体技术创新，则不仅以自身的集成技
术叩开了知识经济大门，而且还通过集成方法论，推动了高速
智能网络的发展，使人类进入了以信息或网络经济为特征的知
识经济发展阶段。
《人民日报》 (980901第7版) |