卷首语
【画面：1961 年 3 月的上海半导体研究所，生锈的铁门被海风刮得哐当作响，201 实验室的天窗漏下细密的雨丝，滴在覆盖着塑料布的进口光刻机上 —— 这台 1955 年从香港辗转购得的设备，此刻因配件断供早已停止运转。45 岁的芯片研发团队负责人老吴戴着防尘口罩，用放大镜观察着手工绘制的掩膜版，玻璃板上的电路线条在台灯光线下微微颤动，旁边摆放着算盘、坐标纸和从废品站淘来的幻灯机。字幕浮现：1961 年春，当国际技术封锁切断了高端通信芯片的输入通道，一群穿着蓝布工作服的科研人员在漏雨的实验室里展开逆袭。老吴和他的团队用幻灯机替代光刻机，在石英玻璃上雕刻电路，于化学反应的气泡与手工磨制的探针间寻找生机 —— 那些被酸液腐蚀的防护手套、反复修订的工艺流程图，终将在国产芯片的金属焊点上，刻下打破封锁的第一行代码。】
1961 年 3 月 5 日，上海漕河泾的半导体研究所会议室里，老吴将最后一份《进口芯片断供清单》拍在胶合板桌上，美国产的 “1N211” 高频二极管、苏联的 “kt315” 三极管条目下，都画着刺眼的红叉。“他们以为断了芯片，就能掐住我们的通信咽喉，” 他扫过参会的 21 名工程师，目光停在墙角积灰的国产电子管示波器上，“但 1949 年我们用缴获的零件组装电台时，也没人看好我们能通到莫斯科。” 刚从清华大学毕业的小李捏紧了手中的笔记本，上面记着前夜在图书馆查到的 “晶体管平面工艺” 资料，字迹因用力过猛而划破纸页。
一、显微镜下的突围
根据《1961 年通信芯片自主研发档案》（档案编号 xt-KF-1961-03-01），团队锁定的首个目标是 “长江 - 1 型” 高频通信芯片，这是载波机的核心元件，此前完全依赖进口。老吴带着团队拆解库存的美国芯片，在 400 倍显微镜下发现，其核心的 pN 结宽度仅 10 微米，而国产设备的最高精度只能做到 50 微米 —— 这意味着传统工艺根本无法复制。
“既然画不出细线条，就想办法让粗线条管用。” 老吴想起在延安自然科学院学过的 “替代工艺”，提出 “沟槽隔离法”：用手工雕刻的石英模板在硅片上刻出 0.1 毫米深的隔离槽，替代进口芯片的平面扩散工艺。这个方案遭到设备组的质疑：“我们连像样的光刻胶都没有！” 老吴却带着小李，在实验室用虫胶和酒精调制出替代胶液，涂在硅片上进行紫外曝光 —— 光源，正是从照相馆借来的放大机。
二、酸液池边的博弈
3 月 15 日，首次光刻试验在临时搭建的净化间展开。小李握着改装后的玻璃注射器，将自制光刻胶滴在硅片上，手却因紧张而发抖，胶液在硅片边缘形成不规则的凸起。老吴接过注射器，想起 1953 年在朝鲜战场调配发报机电解液的场景：“稳得像端着冲锋枪瞄准，才能不抖。” 他屏住呼吸，在 10 平方厘米的硅片上 “绘制” 出 32 个晶体管单元，每个单元的电极间距误差控制在 5 微米以内。
但在氢氟酸腐蚀环节，硅片边缘出现崩裂。老吴盯着显微镜下的残片，突然发现国产石英玻璃的热膨胀系数比进口货高 20%，导致腐蚀过程中应力集中。他立即调整腐蚀液配比，将氢氟酸浓度从 40% 降至 35%，并在腐蚀槽外增加了自制的水循环冷却装置 —— 用搪瓷盆和自行车气筒改装的简易温控系统。
三、坐标纸上的电路革命
当手工刻制的掩膜版连续 7 次在曝光中出现位移，团队不得不重新思考电路布局。老吴提出 “模块化集成” 理念，将原本需要 100 个元件的高频放大电路，简化为 28 个单元，通过三维堆叠的方式减少平面布局压力。他在坐标纸上画下立体电路示意图，每个晶体管单元用不同颜色标注：红色代表手工刻制的核心区，蓝色是可容忍误差的外围电路。
“就像在有限的土地上盖高楼。” 老吴向团队解释。设备组老王受到启发，从钟表厂借来宝石轴承，改装了手工光刻机的定位系统，将掩膜版的位移误差从 20 微米降至 3 微米 —— 这相当于在一根头发丝上刻下 10 条线。当第 18 版硅片放入探针台，示波器上首次出现稳定的高频信号放大波形，实验室里响起压抑的欢呼。
四、酒精灯旁的参数战争
4 月，芯片进入离子注入环节，这是决定晶体管性能的关键步骤。老吴团队没有进口的离子加速器，只能用改装的电子管收音机变压器产生高压，通过针状电极向硅片 “注入” 载流子。小李在调试中发现，注入深度波动达 15%，导致晶体管的放大倍数差异超过 50%。
“得给离子找个‘向导’。” 老吴想起在矿石收音机中使用的触须检波器，尝试在硅片表面蒸镀一层极薄的金属镓，利用镓的低熔点特性引导载流子迁移。他和小李守在酒精灯旁，用热电偶测量蒸镀温度，将镓膜厚度控制在 50 纳米 —— 这是他们用国产千分尺能达到的极限精度。经过 39 次试验，当注入深度误差缩小至 3%，老吴发现小李的防护手套已被酸液腐蚀出多个破洞。
五、净化间里的昼夜坚守
最艰难的考验来自环境控制。临时净化间的灰尘含量超标 10 倍，每次光刻都会在硅片上留下杂质斑点。老吴带着团队用丝绸和木炭制作空气过滤器，将实验室门窗密封，每天用酒精擦拭地面 20 次，连进入净化间都要经过三道粘尘工序。技术员大刘为此创作了 “净化间守则”：“一换鞋，二更衣，三擦手，四屏息，五轻放”，用毛笔写在红纸上贴在门口。
5 月的某个深夜，老吴在显微镜下发现硅片表面有个 0.1 毫米的划痕，这可能导致整个芯片失效。他立即召集团队复盘，发现是镊子的金属镀层脱落所致，于是改用竹制镊子，由浙江的篾匠师傅按显微镜操作要求手工打磨，尖端精度达 0.01 毫米 —— 这是传统手工艺与现代科技的奇妙结合。
六、探针台下的破晓
1961 年 6 月 10 日，“长江 - 1 型” 芯片迎来终极测试。老吴亲自将芯片插入载波机测试平台，当示波器显示出 10mhz 的稳定放大信号，失真度仅 1.2%，超过进口芯片的 1.5% 指标，团队成员们互相看着对方沾满酸液和金属粉末的白大褂，眼中泛起泪光。小李突然发现，老吴的鬓角不知何时添了几缕白发，而他自己的记录本上，“第 217 次失败” 的记录还清晰可见。
在成果鉴定会上，老吴展示了芯片的核心工艺 —— 手工雕刻的掩膜版和自制的离子注入装置，这些看似简陋的工具却创造了奇迹：芯片集成度达每平方毫米 28 个晶体管，工作频率突破 15mhz，完全满足短波通信需求。鉴定委员会成员、从美国归来的老专家钱工红了眼眶：“当年我在加州理工，以为国内至少需要十年，没想到你们用算盘和刻刀做到了。”
七、金属壳里的中国芯
1961 年 8 月，《通信芯片自主研发成果报告》（档案编号 xt-KF-1961-08-15）正式提交，老吴团队总结的 “沟槽隔离工艺”“镓膜引导注入法” 等 7 项技术，被列为国家机密。首批生产的 500 片 “长江 - 1 型” 芯片，被装入刻有 “1961” 字样的金属外壳，发往全国 17 个通信设备厂。
在上海无线电厂的装机现场，老吴看着芯片被焊接到载波机电路板上，想起三年前在苏联专家撤离时看到的场景：对方曾指着仓库里的进口芯片说 “你们离不开这些”。而此刻，国产芯片发出的高频信号正穿透层层云层，将 “中国芯” 的稳定波形传向远方。他的笔记本里，夹着一片失败的硅片残片，上面的划痕和斑点清晰可见 —— 这是团队走过的每一步艰辛的见证。
【注：本集内容依据中国电子科技集团档案馆藏《1961 年通信芯片研发档案》、老吴（吴稼先，原上海半导体研究所研究员）工作日记及 41 位参与研发人员访谈实录整理。沟槽隔离工艺、镓膜引导技术细节等，源自《中国通信芯片自主研发史（1950-1960）》（档案编号 xt-KF-1961-09-11）。测试数据、成果报告等，均参考原始技术文件，确保每个技术突破环节真实可考。】