徐元森

徐元森：微電子及冶金專家，浙江省江山市人。1926年5月22日，徐元森出生在賀村鎮湖前村一個農民家庭。這位農家子弟從小就喜愛讀書，學習成績一直都名列前茅。1946年，徐元森考進了浙江大學化工系。大學畢業，他被分配到中科院上海冶金研究所從事科研工作。1950年畢業於浙江大學。中國科學院上海冶金研究所研究員。曾任該所研究室主任。

20世紀50年代在球墨鑄鐵、包頭和攀枝花等複雜鐵礦石冶鍊及超純金屬提純等項目中，應用冶金學和物理化學原理出色地完成國家重大建設中的科研任務，解決了煉鐵史上含鈦和含氟鐵礦冶鍊的兩大難題，豐富了煉鐵學和冶金過程物理化學，3次獲國家自然科學獎。

近30年來，致力於微電子領域的開拓，先後研製成功3種器件隔離方法以及泡發射區、雙層金屬布線、全離子注入等工藝技術。開發成功DTL、TTL、ECL、EPROM、NMOS、CMOS等系列集成電路100餘種。其研究成果被國內許多工廠、學校採用。為裝備國產大型計算機作出了貢獻，獲1985年國家科技進步獎一等獎。1990年後深入研究高速砷化鎵門陣列和超大規模集成電路，獲得多項發明。

上海冶金研究所研究室主任、博士生導師、上海科技大學教授、中國工程院院士、國家自然科學基金會評委、上海市人大代表、政協委員。其“高速、超速雙級數字集成電路”、“PM結隔離技術”、“800016位微處理器電路”等二十多項科研成果獲全國科學大會獎，中科院、上海市級二十項重大科研成果獎。還在國內外刊物發表論文50多篇，專著二部。被評為全國及上海市勞動模範，1991年起享受國務院有突出貢獻專家特殊津貼。

1995年當選為中國工程院院士。

徐元森院士因病醫治無效，於2013年3月27日在上海華東醫院逝世，享年87歲。

徐元森在20世紀50年代從事鋼鐵冶金研究，先後在球墨鑄鐵及包頭和攀枝花兩大複雜鐵礦的高溫冶金物理化學問題中做出重要貢獻。鑄鐵中含3.5%以上的石墨，約佔體積的15%，呈細葉狀均勻分佈在鐵基體之中，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，使石墨由細葉狀變成球粒狀，稱球墨鑄鐵，它強度近似鑄鋼，有韌性。後人又用鎳鎂合金加入鑄鐵，得到相似結果。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。

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。初期他和同事開發成銅鎂合金，加入鐵水時反應緩和，只要稍加安全措施即可生產。後來又成功而巧妙地將純鎂加入鐵水，既安全又節省銅。在仔細研究了球墨鑄鐵製造工藝和鎂、銅、錳、硫、磷等元素的影響后，寫成一本專著，發行全國，深得機械、造船、兵工、鐵路諸行業的歡迎，進而在全國推廣生產。眾人稱讚球墨鑄鐵起到了“以鐵代鋼、以鑄代鍛”的作用，為國民經濟的發展做出了貢獻。因此獲得國家科學獎（1956年）。

中國鐵礦資源不豐富，而且許多礦成分複雜。包頭鐵礦特別複雜，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，以建立包鋼。CaF2進入高爐將引發許多麻煩：進入爐渣，會嚴重侵蝕爐襯；揮發

進入煤氣，會腐蝕高爐鋼鐵結構，影響煤氣燃燒；尤其是進入廢水和大氣，將污染環境，破壞生態，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性質，如熔化點、黏度、對爐襯的侵蝕和對生鐵成分的影響等。後來又特地造了一個1立方米的實驗高爐，包括煤氣的除塵、洗滌、廢水處理等附屬設備。可以模擬大型高爐的冶鍊全過程。他發明了一套可以從爐內不同平面測量溫度、採取樣品的裝置，可以同時測定煤氣中CO、CO2、HF、SiF4以及爐塵成分。結合多次冶鍊中所得到的各種數據，如爐料配比、爐渣、生鐵、爐塵、煤氣、廢水的各種成分，依據物理化學分析，獲得了氟在高爐內變化規律，掌握了提高生鐵質量的冶鍊方法，減少氟揮發的措施。1955年寫成報告送國務院，主要結論是：①包頭礦冶鍊時的含氟煤氣，經水洗和電除塵后，不影響它的燃燒，對大氣的污染不嚴重，廢水經處理后也不會對環境、草原和人畜造成危害。②高氟爐渣脫硫力差，應增加石灰石以提高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應採用碳磚爐襯，以免爐襯受侵蝕。④CaF2對爐況順行有利，可提高鐵的產量。這些結論均被設計公司所採用，包鋼高爐也已順利生產了數十年。1981年中國冶金專家在評論該項科研成果時認為，這在當時世界上是“獨一無二的開拓性工作，也是出類拔萃的”。於1984年獲得國家自然科學獎三等獎。後來的含氟爐渣和HF—H2O的高溫平衡研究也獲得國家自然科學獎二等獎。

中國第一台高速計算機

中國西南攀枝花鈦磁鐵礦是一個儲量很大，成分也極為複雜的資源。國家計劃利用該礦建設攀鋼。礦石中含有晶粒極細的鈦磁晶石（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%才能連續生產。而攀鋼不可能走這樣的技術路線。1958年他領導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，並測定它們熔化溫度、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。實驗高爐冶鍊該礦時，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這樣溫度達1400℃的大漿糊將是一場

大災難，因為冷卻后它像花崗岩一樣硬。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的一樣，奔瀉而出，蔚為壯觀。並且屢試不爽。後來我們改造了實驗高爐，增加新的冶鍊裝置。從此渣鐵暢流，又經過改進冶鍊制度，提高渣中CaO/SiO2比，生鐵的質量和釩的回收率均明顯提高。冶金部收到我們的報告後進行大試驗。以及後來的試驗和攀鋼的生產都採用了這些措施，均能順利出鐵。1981年鋼鐵界權威人士一致認為該成果“為攀礦高爐成功出鐵提供了理論依據，為以後的研究和生產奠定了基礎”。冶金所是1977年國家發明獎一等獎獲得者成員單位之一，並在1982年獲得了國家自然科學獎四等獎。

20世紀60年代初，他領導了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，為中國半導體材料的生產作出了開拓性貢獻，獲得郭沫若院長頒發的“先進研究室”獎狀。

1965年他領導上海集成電路攻關小組，組織許多單位從原材料、製版光刻、金屬化到封裝測試設備的大協作。他又在電路設計、製版光刻、擴散工藝等深入探索，不到一年便試製成功兩種集成電路，批量投產，裝備了中國第一台高速計算機。1977~1995年他又再次領導全室開發大規模高速集成電路，從凈化室的建立；TTL、ECL、NMOS、CMOS、GaAs等工藝流程的完善；及特製的數十台工藝設備都仔細籌劃，嚴格實施。十餘年來研製成功大、中規模集成電路100餘種，包括RAM、EPROM、CPU、門陣列以及多種定製電路。許多均由工廠生產，獲得很好的經濟效益。於1985年獲國家科技進步獎一等獎，他1979年獲全國勞動模範稱號，1995年當選中國工程院院士。截止2008年，他仍舊在科研第一線開展新的工作和培養研究生。

徐元森發明了二種新的冶鍊方法，能夠順利而經濟地在大高爐中冶鍊包頭鐵礦和攀技花釩鈦磁鐵礦，至今已30餘年。從1965年開始至今，從事微電子領域，研究各種集成電路的製造技術，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，曾獲得很好的經濟效益。

徐元森李燦院士獲“2005何梁何利基金獎”

上海微系統與信息技術研究所大連化學物理研究所

2005年10月14日，“何梁何利基金2005年度頒獎大會”在上海舉行。經嚴格評選，北京大學的徐光憲院士和復旦大學的谷超豪院士榮獲“何梁何利基金科學與技術成就獎”，中國科學院上海微系統與信息技術研究所的徐元森院士、大連化學物理所的李燦院士等45名科學家榮獲“何梁何利基金科學與技術進步獎”。

在光明中開拓生物科技促和諧.

有一次，坐我對面的同事剛進門，我就聞到一股難聞的氣味，就問他是不是有胃病，他很驚訝，說有。因為我分辨出那是幽門螺旋桿菌的獨特氣味，捕捉到了它的信息，所以作出推斷。

現在是信息時代，接下來可能進入生物時代。1995年以後，我研究方向轉到了生物領域。當時很多人覺得詫異，因為微電子和生物科學看起來毫無關聯。其實，這兩個領域有著相通之處，都是要弄清楚各自研究對象的信息，以及信息的載體。所謂“龍生龍，鳳生鳳”。孩子的基因都是遺傳自父母，而DNA就是人的遺傳信息載體。正如現在看病都是以計算機為載體來記錄健康信息，就是這個道理。醫療技術飛速發展，有些

癌症，比如肝癌可以提前發現病變信息並儘早治療。但肺癌、腎臟癌等很多癌症，現在還不能在早期就發現病變信息，以至於無法及早醫治，挽救患者生命。現在我所關注的，正是如何找出這些病症的標誌物信息。

我雖然上了歲數，沒有那麼多精力撲在科研一線，但可以關注和發現新的問題。我每天要閱讀多份報紙、雜誌，關心時代進步，關注國家需要。比如，奧運會和世博會都要防恐，而恐怖分子搞破壞主要有兩樣危險物，一是炸藥，二是生物毒品。利用反恐犬可以找出它們，正是由於它們都帶有獨特的信號。畢竟反恐犬數量有限，而且也需要休息。我想，應該可以用專業設備捕捉到危險物的信息。探測危險物或是否吸食毒品都要靠捕捉信息來判斷，酒精探測儀檢測酒後駕駛正是這個工作原理。有了這些專業器材，一定會造福百姓，造福社會。

當初轉到這個領域，是很自然的。現在生活質量提高了，不必再為生計發愁，就希望可以更長壽。我今年85歲，不少人問我，有什麼好的養生習慣，比如喜歡散步之類。說實話，我還真有個長壽秘訣，那就是要“健忘”。我跟信息打了一輩子的交道，但在生活中，並不是一個愛記錄信息的人。“文革”時我被扣上很多帽子，受到衝擊，不過，生活中的煩心瑣事發生了，過去了，就要忘記。人生在世不容易，要有樂觀的心態。老想不開，免疫力會低下，抵抗力差了，疾病自然找上門來。所以，要想健康和長壽，心態最重要。

作為科學工作者，應該研究國家的重大難題，要做“開天闢地”的探索開拓。近60年的科研生涯，我沒有遺憾。