徐元森(徐元森) - 知识百科yizesci.com

徐元森（1926年5月22日-2013年3月27日）是中国工程院院士、微电子及冶金领域专家。他于1950年毕业于浙江大学，分配在上海冶金研究所工作，后担任该所研究室主任、博士生导师、华东师范大学信息科学技术学院名誉院长等职务。徐元森长期从事金属冶炼、半导体材料、集成电路的研究工作，是国内外著名的集成电路专家。他的二十多项科研成果，如“高速、超速双级数字集成电路”、“PM结隔离技术”、“800016位微处理器电路”等，获得了全国科学大会奖、中科院、上海市市级二十项重大科研成果奖。此外，他还在国内外刊物发表论文50多篇，专著二部。徐元森院士因病医治无效，于2013年3月27日在上海华东医院逝世，享年87岁。他被评为全国及上海市劳动模范，1991年起享受国务院有突出贡献专家特殊津贴。他的研究成果被国内许多工厂、学校采用，为装备国产大型计算机作出了贡献，获1985年国家科学技术进步奖一等奖。1995年当选为中国工程院院士。

简介

徐元森：微电子及冶金专家，江山市人。1926年5月22日，徐元森出生在贺村镇湖前村一个农民家庭。这位农家子弟从小就喜爱读书，学习成绩一直都名列前茅。1946年，徐元森考进了浙江大学化工系。大学毕业，他被分配到中科院上海冶金研究所从事科研工作。1950年毕业于浙江大学。中国科学院上海冶金研究所研究员。曾任该所研究室主任。

20世纪50年代在球墨铸铁、包头市和攀枝花市等复杂铁矿石冶炼及超纯金属提纯等项目中，应用冶金学和物理化学原理出色地完成国家重大建设中的科研任务，解决了炼铁史上含钛和含铁矿冶炼的两大难题，丰富了炼铁学和冶金过程物理化学，3次获国家自然科学奖。

近30年来，致力于微电子领域的开拓，先后研制成功3种器件隔离方法以及泡发射区、双层金属布线、全离子注入等工艺技术。开发成功DTL、TTL、ECL、EPROM、NMOS、CMOS等系列集成电路100余种。其研究成果被国内许多工厂、学校采用。为装备国产大型计算机作出了贡献，获1985年国家科学技术进步奖一等奖。1990年后深入研究高速砷化镓门阵列和超大规模集成电路，获得多项发明。

上海冶金研究所研究室主任、博士生导师、上海科技大学教授、中国工程院院士、国家自然科学基金会评委、上海市人大代表、政协委员。其“高速、超速双级数字集成电路”、“PM结隔离技术”、“800016位微处理器电路”等二十多项科研成果获全国科学大会奖，中科院、上海市级二十项重大科研成果奖。还在国内外刊物发表论文50多篇，专著二部。被评为全国及上海市劳动模范，1991年起享受国务院有突出贡献专家特殊津贴。

1995年当选为中国工程院院士。

徐元森院士因病医治无效，于2013年3月27日在上海华东医院逝世，享年87岁。

研究历程

冶金贡献

徐元森在20世纪50年代从事钢铁冶金研究，先后在球墨铸铁及包头市和攀枝花市两大复杂铁矿的高温冶金物理化学问题中做出重要贡献。铸铁中含3.5%以上的石墨，约占体积的15%，呈细叶状均匀分布在铁基体之中，这使得铸铁断口呈灰色，故被称为灰口铁。铸铁坚韧不如钢，性脆，但价廉，是机械工业的主要金属材料之一。1948年英人在铁中加入少量稀土金属，使石墨由细叶状变成球粒状，称球墨铸铁，它强度近似铸钢，有韧性。后人又用镁合金加入铸铁，得到相似结果。但该两种方法不符合中国国情。那时既无稀土又缺少镍，进口很贵，难以大量生产。

若能在铁水中加入纯镁，可以不用镍，但这是一个非常危险的操作，镁光闪闪，铁水喷溅。初期他和同事开发成铜镁合金，加入铁水时反应缓和，只要稍加安全措施即可生产。后来又成功而巧妙地将纯镁加入铁水，既安全又节省铜。在仔细研究了球墨铸铁制造工艺和镁、铜、锰、硫、磷等元素的影响后，写成一本专著，发行全国，深得机械、造船、兵工、铁路诸行业的欢迎，进而在全国推广生产。众人称赞球墨铸铁起到了“以铁代钢、以铸代锻”的作用，为国民经济的发展做出了贡献。因此获得国家科学奖（1956年）。

提高铁产量

中原地区铁矿资源不丰富，而且许多矿成分复杂。包头铁矿特别复杂，含有氟化钙和稀土等十几种元素，是世界上所罕有。建国初期亟待开发，以建立包钢集团。CaF2进入高炉将引发许多麻烦：进入炉渣，会严重侵蚀炉衬；挥发

进入煤气，会腐蚀高炉钢铁结构，影响煤气燃烧；尤其是进入废水和大气，将污染环境，破坏生态，毒害草原牛羊，问题一大堆。他和同事们先研究了含氟炉渣的高温物理化学性质，如熔化点、黏度、对炉衬的侵蚀和对生铁成分的影响等。后来又特地造了一个1立方米的实验高炉，包括煤气的除尘、洗涤、废水处理等附属设备。可以模拟大型高炉的冶炼全过程。他发明了一套可以从炉内不同平面测量温度、采取样品的装置，可以同时测定煤气中CO、CO2、HF、SiF4以及炉尘成分。结合多次冶炼中所得到的各种数据，如炉料配比、炉渣、生铁、炉尘、煤气、废水的各种成分，依据物理化学分析，获得了氟在高炉内变化规律，掌握了提高生铁质量的冶炼方法，减少氟挥发的措施。1955年写成报告送国务院，主要结论是：①包头矿冶炼时的含氟煤气，经水洗和电除尘后，不影响它的燃烧，对大气的污染不严重，废水经处理后也不会对环境、草原和人畜造成危害。②高氟炉渣脱硫力差，应增加碳酸钙以提高CaO/SiO2比，既可降低生铁中的硫含量，又可吸收煤气中HF生成氟化钙。③应采用碳砖炉衬，以免炉衬受侵蚀。④CaF2对炉况顺行有利，可提高铁的产量。这些结论均被设计公司所采用，包钢集团高炉也已顺利生产了数十年。1981年中国冶金专家在评论该项科研成果时认为，这在当时世界上是“独一无二的开拓性工作，也是出类拔萃的”。于1984年获得国家自然科学奖三等奖。后来的含氟炉渣和HF—H2O的高温平衡研究也获得国家自然科学奖二等奖。

中国第一台高速计算机

解决炉钢堵塞

中国西南攀枝花市钛磁铁矿是一个储量很大，成分也极为复杂的资源。国家计划利用该矿建设攀钢集团。矿石中含有晶粒极细的钛磁晶石（2FeO.TiO2），很难用选矿办法合理分离TiO2和Fe。若原矿入炉，炉渣中TiO2可达20%~30%，这种高钛渣很容易变稠，进而失去流动性而堵塞炉缸。前人屡试屡败，成为世界炼铁史上一大难题。小量利用时，必须加入大量废砖将TiO2%压低至12%才能连续生产。而攀钢不可能走这样的技术路线。1958年他领导小组人员先从高钛熔渣由稀变稠的机理入手，例如改变各种炉渣成分和通入各种气体，并测定它们熔化温度、黏度，证明高TiO2渣在高温还原性条件下，很容易变稠而不流动。添加MnO、氟化钙，可适当降低熔渣黏度，但不能阻止它们变稠。变稠的钛渣中含有Ti2O3、TiO、TiC等低价钛化合物。实验高炉冶炼该矿时，高钛熔渣、铁水和焦炭搅成一池浆糊，将炉缸堵得死死的。若在几千立方米的大高炉出现这样温度达1400℃的大浆糊将是一场

大灾难，因为冷却后它像花岗石一样硬。用炸药才能清除掉。

有一次炉缸被堵塞，出渣出铁间隔被迫延长，渣流和铁流就像火山爆发的一样，奔泻而出，蔚为壮观。并且屡试不爽。后来我们改造了实验高炉，增加新的冶炼装置。从此渣铁畅流，又经过改进冶炼制度，提高渣中CaO/SiO2比，生铁的质量和钒的回收率均明显提高。冶金部收到我们的报告后进行大试验。以及后来的试验和攀钢集团的生产都采用了这些措施，均能顺利出铁。1981年钢铁界权威人士一致认为该成果“为攀矿高炉成功出铁提供了理论依据，为以后的研究和生产奠定了基础”。冶金所是1977年国家发明奖一等奖获得者成员单位之一，并在1982年获得了国家自然科学奖四等奖。

半导体材料研究

20世纪60年代初，他领导了B、Ga、In、P、As、Sb、Bi等元素的提纯研究，和GaAs单晶、Ge片状单晶、Ge均质单晶及硅外延单晶等的生长研究，获得了一批很好的成果，为中国半导体材料的生产作出了开拓性贡献，获得郭沫若院长颁发的“先进研究室”奖状。

高速计算机贡献

1965年他领导上海集成电路攻关小组，组织许多单位从原材料、制版光刻、金属化到封装测试设备的大协作。他又在电路设计、制版光刻、扩散工艺等深入探索，不到一年便试制成功两种集成电路，批量投产，装备了中国第一台高速计算机。1977~1995年他又再次领导全室开发大规模高速集成电路，从净化室的建立；TTL、ECL、NMOS、CMOS、GaAs等工艺流程的完善；及特制的数十台工艺设备都仔细筹划，严格实施。十余年来研制成功大、中规模集成电路100余种，包括RAM、EPROM、CPU、门阵列以及多种定制电路。许多均由工厂生产，获得很好的经济效益。于1985年获国家科学技术进步奖一等奖，他1979年获全国劳动模范称号，1995年当选中国工程院院士。截止2008年，他仍旧在科研第一线开展新的工作和培养研究生。

学术成就

徐元森发明了二种新的冶炼方法，能够顺利而经济地在大高炉中冶炼包头铁矿和攀技花钒钛磁铁矿，至今已30余年。从1965年开始至今，从事微电子领域，研究各种集成电路的制造技术，包括逻辑、存储器、CPU、线性和化镓电路，其中许多均移交工厂生产，曾获得很好的经济效益。

徐元森李灿院士获“2005何梁何利基金奖”

上海微系统与信息技术研究所大连化学物理研究所

2005年10月14日，“何梁何利基金2005年度颁奖大会”在上海举行。经严格评选，北京大学的徐光宪院士和复旦大学的谷超豪院士荣获“何梁何利基金科学与技术成就奖”，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的徐元森院士、大连化学物理所的李灿院士等45名科学家荣获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。

主要论文与著作

部分论文展示：

[1]高灵敏纳米金比色芯片检测乙型肝炎病毒DNA及其变异.邹能利;臧玉翠;毛红菊;赵国强;金庆辉;赵建龙;徐元森.分析化学,2012(04).

[2]肿瘤微血管芯片的制备及其应用.翟万银;吴蕾;贾春平;邵建波;徐元森.功能材料与器件学报,2011(05).

[3]一种基于QCM的液相混合微芯片的制作与应用.朱德峰;许宝建;程建功;金庆辉;赵建龙;徐元森.功能材料与器件学报,2010(02).

[4]藤黄酸抗肿瘤细胞生物学机制.翟万银;周双雯;贾春平;徐元森.细胞生物学杂志,2009(04).

[5]硅基螺旋电感模型及Q值优化.高丹;朱明华;徐元森.微处理机,2008(01).

[6]玻璃微流控芯片廉价快速制作方法的研究.陈强;李刚;潘爱平;金庆辉;赵建龙;程建功;徐元森.化学学报,2007(17).

[7]基于SU-8负胶的微流体器件的制作及研究.王彬;陈翔;许宝建;金庆辉;赵建龙;徐元森.功能材料与器件学报,2006(03).

[8]电磁MEMS及其在生物医学工程中的应用.王彬;陈翔;金庆辉;赵建龙;徐元森.微纳电子技术,2006(01).

[9]基于微流控芯片的一种蛋白检测方法.徐良基,贾春平,金庆辉,赵建龙,徐元森.功能材料与器件学报,2005(01).

[10]非接触式IC卡片上天线的优化设计.高丹,王元,徐元森.微处理机,2005(01).

[11]硅-玻璃聚合酶链式反应微芯片对β-葡糖苷酸酶基因的扩增.邹志青,周天,赵建龙,徐元森.生物化学与生物物理进展,2004(01).

[12]芯片实验室的制备技术.邹志青,周天,赵建龙,徐元森.功能材料与器件学报,2003(04).

[13]结核分枝杆菌异烟肼耐药突变微通道电泳检测方法的建立.王吉,崔振玲,景奉香,金庆辉,赵建龙,胡忠义,徐元森.中华结核和呼吸杂志,2003(12).

[14]PCR微池芯片的设计、制作及实现样品扩增.周天,邹志清,赵建龙,徐元森.功能材料与器件学报,2003(02).

[15]非接触式IC卡天线的CMOS集成化设计倪昊,徐元森.功能材料与器件学报,2003(02).

[16]用CMOS工艺实现非接触式IC卡天线的集成化设计(英文).倪昊,徐元森.半导体学报,2003(05).

[17]微通道电泳芯片系统中信号识别算法的设计与实现.李铁,金庆辉,陈继锋,赵建龙,徐元森.功能材料与器件学报,2002(04).

[18]提高电泳微芯片的检测信噪比的方法.陈继锋,金庆辉,赵建龙,徐元森.功能材料与器件学报,2002(02).

[19]微通道电泳芯片系统中信号识别算法的设计与实现.李铁,金庆辉,陈继锋,赵建龙,徐元森.现代科学仪器,2002(02).

[20]毛细管电泳与电泳芯片检测方法的研究.陈继锋,金庆辉,赵建龙,徐元森.化学世界,2002(02).

出版图书：

徐元森编著的著作有：《微电子学》《球墨铸铁的制造与检验》《自然科学和高技术发展概况》等。

人才培养

徐元森致力于培养年轻人才。他言传身教，注重提高年轻人的独立科研能力，培养了一批又一批中青年科技骨干。徐元森还为进入“知识创新工程”后中国科学院上海微系统与信息技术研究所实施的科研目标凝练、学科布局调整奠定了重要基础。

徐元森自述

在光明中开拓生物科技促和谐.

有一次，坐我对面的同事刚进门，我就闻到一股难闻的气味，就问他是不是有胃病，他很惊讶，说有。因为我分辨出那是螺旋菌的独特气味，捕捉到了它的信息，所以作出推断。

现在是信息时代，接下来可能进入生物时代。1995年以后，我研究方向转到了生物领域。当时很多人觉得诧异，因为微电子和生物科学看起来毫无关联。其实，这两个领域有着相通之处，都是要弄清楚各自研究对象的信息，以及信息的载体。所谓“龙生龙，凤生凤”。孩子的基因都是遗传自父母，而脱氧核糖核酸就是人的遗传信息载体。正如现在看病都是以计算机为载体来记录健康信息，就是这个道理。医疗技术飞速发展，有些

癌症，比如肝癌可以提前发现病变信息并尽早治疗。但肺癌、肾脏癌等很多癌症，现在还不能在早期就发现病变信息，以至于无法及早医治，挽救患者生命。现在我所关注的，正是如何找出这些病症的标志物信息。

我虽然上了岁数，没有那么多精力扑在科研一线，但可以关注和发现新的问题。我每天要阅读多份报纸、杂志，关心时代进步，关注国家需要。比如，奥运会和世博会都要防恐，而恐怖分子搞破坏主要有两样危险物，一是炸药，二是生物毒品。利用反恐犬可以找出它们，正是由于它们都带有独特的信号。毕竟反恐犬数量有限，而且也需要休息。我想，应该可以用专业设备捕捉到危险物的信息。探测危险物或是否吸食毒品都要靠捕捉信息来判断，乙醇探测仪检测酒后驾驶正是这个工作原理。有了这些专业器材，一定会造福百姓，造福社会。

当初转到这个领域，是很自然的。现在生活质量提高了，不必再为生计发愁，就希望可以更长寿。我今年85岁，不少人问我，有什么好的养生习惯，比如喜欢散步之类。说实话，我还真有个长寿秘诀，那就是要“健忘”。我跟信息打了一辈子的交道，但在生活中，并不是一个爱记录信息的人。“文革”时我被扣上很多帽子，受到冲击，不过，生活中的烦心琐事发生了，过去了，就要忘记。人生在世不容易，要有乐观的心态。老想不开，免疫力会低下，抵抗力差了，疾病自然找上门来。所以，要想健康和长寿，心态最重要。

作为科学工作者，应该研究国家的重大难题，要做“开天辟地”的探索开拓。近60年的科研生涯，我没有遗憾。