徐元森：中國工程院院士、著名微電子及冶金專家。長期從事金屬冶煉、半導(dǎo)體材料、集成電路的研究工作，是國內(nèi)外著名的集成電路專家。1991年起享受國務(wù)院有突出貢獻專家特殊津貼。1995年當(dāng)選為中國工程院院士。

徐元森 - 簡介

徐元森：微電子及冶金專家，浙江省江山縣人。1926年5月22日，徐元森出生在賀村鎮(zhèn)湖前村一個農(nóng)民家庭。這位農(nóng)家子弟從小就喜愛讀書，學(xué)習(xí)成績一直都比較好。1946年，徐元森考進了浙江大學(xué)化工系。大學(xué)畢業(yè)，他被分配到中科院上海冶金研究所從事科研工作。1950年畢業(yè)于浙江大學(xué)。中國科學(xué)院上海冶金研究所研究員。曾任該所研究室主任。20世紀(jì)50年代在球墨鑄鐵、包頭和攀枝花等復(fù)雜鐵礦石冶煉及超純金屬提純等項目中，應(yīng)用冶金學(xué)和物理化學(xué)原理出色地完成國家重大建設(shè)中的科研任務(wù)，解決了煉鐵史上含鈦和含氟鐵礦冶煉的兩大難題，豐富了煉鐵學(xué)和冶金過程物理化學(xué)，3次獲國家自然科學(xué)獎。近30年來，致力于微電子領(lǐng)域的開拓，先后研制成功3種器件隔離方法以及泡發(fā)射區(qū)、雙層金屬布線、全離子注入等工藝技術(shù)。開發(fā)成功DTL、TTL、ECL、EPROM、NMOS、CMOS等系列集成電路100余種。其研究成果被國內(nèi)許多工廠、學(xué)校采用。為裝備國產(chǎn)大型計算機作出了貢獻，獲1985年國家科技進步獎一等獎。1990年后深入研究高速砷化鎵門陣列和超大規(guī)模集成電路，獲得多項發(fā)明。

上海冶金研究所研究室主任、博士生導(dǎo)師、上�？萍即髮W(xué)教授、中國工程院院士、國家自然科學(xué)基金會評委、上海市人大代表、政協(xié)委員。其“高速、超速雙級數(shù)字集成電路”、“PM結(jié)隔離技術(shù)”、“800016位微處理器電路”等二十多項科研成果獲全國科學(xué)大會獎，中科院、上海市級二十項重大科研成果獎。還在國內(nèi)外刊物發(fā)表論文50多篇，專著二部。被評為全國及上海市勞動模范，1991年起享受國務(wù)院有突出貢獻專家特殊津貼。

1995年當(dāng)選為中國工程院院士。

徐元森 - 研究歷程

1、冶金貢獻：徐元森在20世紀(jì)50年代從事鋼鐵冶金研究，先后在球墨鑄鐵及包頭和攀枝花兩大復(fù)雜鐵礦的高溫冶金物理化學(xué)問題中做出重要貢獻。

鑄鐵中含3.5%以上的石墨，約占體積的15%，呈細(xì)葉狀均勻分布在鐵基體之中，這使得鑄鐵斷口呈灰色，故被稱為灰口鐵。鑄鐵堅韌不如鋼，性脆，但價廉，是機械工業(yè)的主要金屬材料之一。1948年英人在鐵中加入少量稀土金屬，使石墨由細(xì)葉狀變成球粒狀，稱球墨鑄鐵，它強度近似鑄鋼，有韌性。后人又用鎳鎂合金加入鑄鐵，得到相似結(jié)果。但該兩種方法不符合中國國情。那時既無稀土又缺少鎳，進口很貴，難以大量生產(chǎn)。

若能在鐵水中加入純鎂，可以不用鎳，但這是一個非常危險的操作，鎂光閃閃，鐵水噴濺。初期他和同事開發(fā)成銅鎂合金，加入鐵水時反應(yīng)緩和，只要稍加安全措施即可生產(chǎn)。后來又成功而巧妙地將純鎂加入鐵水，既安全又節(jié)省銅。在仔細(xì)研究了球墨鑄鐵制造工藝和鎂、銅、錳、硫、磷等元素的影響后，寫成一本專著，發(fā)行全國，深得機械、造船、兵工、鐵路諸行業(yè)的歡迎，進而在全國推廣生產(chǎn)。眾人稱贊球墨鑄鐵起到了“以鐵代鋼、以鑄代鍛”的作用，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了貢獻。因此獲得國家科學(xué)獎（1956年）。

2、提高鐵產(chǎn)量：中國鐵礦資源不豐富，而且許多礦成分復(fù)雜。包頭鐵礦特別復(fù)雜，含有CaF2和稀土等十幾種元素，是世界上所罕有。建國初期亟待開發(fā)，以建立包鋼。CaF2進入高爐將引發(fā)許多麻煩：進入爐渣，會嚴(yán)重侵蝕爐襯；揮發(fā)進入煤氣，會腐蝕高爐鋼鐵結(jié)構(gòu)，影響煤氣燃燒；尤其是進入廢水和大氣，將污染環(huán)境，破壞生態(tài)，毒害草原牛羊,問題一大堆。他和同事們先研究了含氟爐渣的高溫物理化學(xué)性質(zhì)，如熔化點、黏度、對爐襯的侵蝕和對生鐵成分的影響等。后來又特地造了一個1立方米的實驗高爐，包括煤氣的除塵、洗滌、廢水處理等附屬設(shè)備。可以模擬大型高爐的冶煉全過程。他發(fā)明了一套可以從爐內(nèi)不同平面測量溫度、采取樣品的裝置，可以同時測定煤氣中CO、CO2、HF、SiF4以及爐塵成分。結(jié)合多次冶煉中所得到的各種數(shù)據(jù)，如爐料配比、爐渣、生鐵、爐塵、煤氣、廢水的各種成分，依據(jù)物理化學(xué)分析，獲得了氟在高爐內(nèi)變化規(guī)律，掌握了提高生鐵質(zhì)量的冶煉方法，減少氟揮發(fā)的措施。1955年寫成報告送國務(wù)院，主要結(jié)論是：①包頭礦冶煉時的含氟煤氣，經(jīng)水洗和電除塵后，不影響它的燃燒，對大氣的污染不嚴(yán)重，廢水經(jīng)處理后也不會對環(huán)境、草原和人畜造成危害。②高氟爐渣脫硫力差，應(yīng)增加石灰石以提高CaO/SiO2比，既可降低生鐵中的硫含量，又可吸收煤氣中HF生成CaF2。③應(yīng)采用碳磚爐襯，以免爐襯受侵蝕。④CaF2對爐況順行有利，可提高鐵的產(chǎn)量。

這些結(jié)論均被設(shè)計公司所采用，包鋼高爐也已順利生產(chǎn)了數(shù)十年。1981年中國冶金專家在評論該項科研成果時認(rèn)為，這在當(dāng)時世界上是“獨一無二的開拓性工作，也是出類拔萃的”。于1984年獲得國家自然科學(xué)獎三等獎。后來的含氟爐渣和HF—H2O的高溫平衡研究也獲得國家自然科學(xué)獎二等獎。

3、解決爐鋼堵塞：中國西南攀枝花鈦磁鐵礦是一個儲量很大，成分也極為復(fù)雜的資源。國家計劃利用該礦建設(shè)攀鋼。礦石中含有晶粒極細(xì)的鈦磁晶石（2FeO.TiO2），很難用選礦辦法合理分離TiO2和Fe。若原礦入爐，爐渣中TiO2可達20%~30%，這種高鈦渣很容易變稠，進而失去流動性而堵塞爐缸。前人屢試屢敗，成為世界煉鐵史上一大難題。小量利用時，必須加入大量廢磚將TiO2％壓低至12％才能連續(xù)生產(chǎn)。而攀鋼不可能走這樣的技術(shù)路線。

1958年他領(lǐng)導(dǎo)小組人員先從高鈦熔渣由稀變稠的機理入手，例如改變各種爐渣成分和通入各種氣體，并測定它們?nèi)刍瘻囟�、黏度，證明高TiO2渣在高溫還原性條件下，很容易變稠而不流動。添加MnO、CaF2，可適當(dāng)降低熔渣黏度，但不能阻止它們變稠。變稠的鈦渣中含有Ti2O3、TiO、TiC等低價鈦化合物。實驗高爐冶煉該礦時，高鈦熔渣、鐵水和焦炭攪成一池漿糊，將爐缸堵得死死的。若在幾千立方米的大高爐出現(xiàn)這樣溫度達1400℃的大漿糊將是一場大災(zāi)難，因為冷卻后它像花崗巖一樣硬。用炸藥才能清除掉。

有一次爐缸被堵塞，出渣出鐵間隔被迫延長，渣流和鐵流就像火山爆發(fā)的一樣，奔瀉而出，蔚為壯觀。并且屢試不爽。后來我們改造了實驗高爐，增加新的冶煉裝置。從此渣鐵暢流，又經(jīng)過改進冶煉制度，提高渣中CaO/SiO2比，生鐵的質(zhì)量和釩的回收率均明顯提高。冶金部收到我們的報告后進行大試驗。以及后來的試驗和攀鋼的生產(chǎn)都采用了這些措施，均能順利出鐵。1981年鋼鐵界權(quán)威人士一致認(rèn)為該成果“為攀礦高爐成功出鐵提供了理論依據(jù)，為以后的研究和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)”。冶金所是1977年國家發(fā)明獎一等獎獲得者成員單位之一，并在1982年獲得了國家自然科學(xué)獎四等獎。

4、半導(dǎo)體材料研究：20世紀(jì)60年代初，他領(lǐng)導(dǎo)了B、Ga、In、P、As、Sb、Bi等元素的提純研究，和GaAs單晶、Ge片狀單晶、Ge均質(zhì)單晶及硅外延單晶等的生長研究，獲得了一批很好的成果，為中國半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)作出了開拓性貢獻，獲得郭沫若院長頒發(fā)的“先進研究室”獎狀。

5、高速計算機貢獻：1965年他領(lǐng)導(dǎo)上海集成電路攻關(guān)小組，組織許多單位從原材料、制版光刻、金屬化到封裝測試設(shè)備的大協(xié)作。他又在電路設(shè)計、制版光刻、擴散工藝等深入探索，不到一年便試制成功兩種集成電路，批量投產(chǎn)，裝備了中國第一臺高速計算機。

1977~1995年他又再次領(lǐng)導(dǎo)全室開發(fā)大規(guī)模高速集成電路，從凈化室的建立；TTL、ECL、NMOS、CMOS、GaAs等工藝流程的完善；及特制的數(shù)十臺工藝設(shè)備都仔細(xì)籌劃，嚴(yán)格實施。十余年來研制成功大、中規(guī)模集成電路100余種，包括RAM、EPROM、CPU、門陣列以及多種定制電路。許多均由工廠生產(chǎn)，獲得很好的經(jīng)濟效益。于1985年獲國家科技進步獎一等獎，他1979年獲全國勞動模范稱號，1995年當(dāng)選中國工程院院士。截止2008年，他仍舊在科研第一線開展新的工作和培養(yǎng)研究生。

徐元森 - 學(xué)術(shù)成就

徐元森發(fā)明了二種新的冶煉方法，能夠順利而經(jīng)濟地在大高爐中冶煉包頭鐵礦和攀技花釩鈦磁鐵礦，至今已30余年。從1965年開始至今，從事微電子領(lǐng)域，研究各種集成電路的制造技術(shù)，包括邏輯、存儲器、CPU、線性和砷化鎵電路，其中許多均移交工廠生產(chǎn)，曾獲得很好的經(jīng)濟效益。

徐元森李燦院士獲“2005何梁何利基金獎”

上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所大連化學(xué)物理研究所

2005年10月14日，“何梁何利基金2005年度頒獎大會”在上海舉行。經(jīng)嚴(yán)格評選，北京大學(xué)的徐光憲院士和復(fù)旦大學(xué)的谷超豪院士榮獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎”，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的徐元森院士、大連化學(xué)物理所的李燦院士等45名科學(xué)家榮獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎”。

徐元森 - 參考資料

[1] 中國科學(xué)院 http://www.cst.sh.cn/view.do?id=171
[2] 何梁何利基金 http://www.hlhl.org.cn/news/findnews/showsub.asp?id=746
[3] 浙江在線 http://zj01.zjol.com.cn/05zj01/system/2008/09/19/009954228.shtml