中青报·中青网记者胡春艳 通讯员 吴军辉 郝丛艺
91岁的南开大学教授丁守谦“现身”最近举行的中国半导体材料产业发展峰会上，他通过视频为一位“30岁的好友”——半导体材料分会庆生。
中国的半导体材料行业是他一生的挚友。28岁那年，他带着一群年轻的科研工作者，自力更生、克服重重困难，研制出我国的第一颗硅单晶，并在之后完成了难度更高的硅单晶区熔、提纯工作。一举突破了国外的技术封锁，满足了当时国家对信息硅材料的重大战略需求，敲开了我国通往信息时代的大门。
这颗直拉硅单晶的诞生地在位于天津玛钢厂的“601试验所”（中国电科46所前身）。20世纪50年代成立之初，除了两间空的平房，那里一无所有。
当时美国人已做出了世界上第一块集成电路，半导体技术很快在许多领域得到了应用。中国的科技界不甘示弱，在硅研究领域悄悄掀起了一股与西方竞赛的浪潮。
“601实验所”开始了从石英石中制备硅的实验研究。但如何进一步熔炼出硅单晶，尚无任何进展。实验所决定成立“物理提纯组”，由28岁的丁守谦任组长，开始研制硅单晶及物理提纯。几名年轻科研人员迅速集结：南开大学研究生靳健和蔡载熙、北京大学毕业生雷衍夏、天津大学毕业生胡勇飞、中学物理老师张少华。丁守谦回忆，“我们平均年龄都不过30岁，只有一位年长者李性涵，曾任电池厂厂长，称得上是能工巧匠”。
这支队伍被笑称为“游击队”，因为他们虽都是学物理的，却没有一个学半导体专业的。而摆在他们面前的任务就是将一堆灰黑色的硅粉变成高纯度的硅单晶。
彼时的中国科技事业刚刚起步，1956年中央发出“向科学进军”的号召，随后召开了新中国史上首次全国科技大会。这支年轻团队中的每个人都盼望着能为国争光。
他们开始自学。丁守谦前往中外文书店搜集资料，只要见到有“硅”字的书就买。翻遍了书店，只找到一本俄文版《半导体冶金学》和一本黄昆与谢希德合著的《半导体物理学》，如获至宝。他又到南开大学物理系资料室埋头查找资料，订购外文科学期刊，以便及时了解各国发展动态和前沿科学。
借助有限的参考资料，小组成员们充实了大量基础知识。硅的熔点是1420度，化学特性特别活泼，必须在真空或惰性气体保护下将其熔化，否则将被污染。大家边学边动手干起来，第一步是将硅粉熔化成硅。
没有现成设备，他们就利用一台废弃的高压变压器，采用打火花方法产生高频振荡，将石墨筒内的硅粉加热，使其变成了硅块。“尽管起初的硅块因表层成为碳化硅而无法使用，但却对后来演练提拉硅单晶发挥了作用”。
最难的是研制硅单晶炉，那是硅单晶拉制最关键的设备。“硅单晶炉是个什么样子？我们谁也没见过。”丁守谦说，当时全国没有一家单位有硅单晶炉，只有北京有色金属冶金设计院有一台锗单晶炉，只可参观，不许拍照记录。
丁守谦到北京参观回来后，凭记忆向大家传达。他一边说大家一边分析讨论，选修过制图课的靳健就在一旁绘图。不到半个月，一台与丁守谦印象中的锗单晶炉有些相似的硅单晶炉就制造出来了。
“但一试根本不行。”丁守谦说，原以为到硅的熔点比锗的熔点高了455度，便将炉膛做大一些就可以了，但没想到一试炉壁烫得不行。于是推倒重来，改进设计。
根据国外文献， 高温炉一般都是用惰性气体氩作为保护气体。找不到氩气怎么办，他们大胆采用吉普森法产生氢气作为保护气体进行试验，但最终因太危险而放弃。后买来一套真空系统，才解决了问题。
为了完成拉晶实验，玛钢厂厂长宛吉春跑去科学院采购来小小一块硅籽晶，像印刷厂的铅字般大小（约3*3mm），且只有唯一一块。他提醒大家，不到关键时刻能使用。
为了做模拟实验，丁守谦他们先将硅块磨成和硅籽晶一般大小，用它替代硅籽晶反复进行模拟拉晶试验，直到能稳定拉出像小胡萝卜一样的硅复晶棒。
就这样，拉制硅单晶所需的准备工作终于全部就绪。
1959年正值新中国成立10周年。为了献上一份生日贺礼，601实验所物理提纯小组将硅单晶的最终拉制时间定在9月14日晚8点钟。
宛吉春将唯一一颗硅籽晶及高纯度石英坩埚交给丁守谦，全组人齐聚实验室。实验开始，随着硅单晶炉徐徐加温，待硅粉全部变成硅熔液后，负责拉制的张少华轻轻放下籽晶，慢慢提拉、放肩，直至出现3条棱线，随后又显现出三个对称的小平面，这是他们演练时从未见到过的，是硅单晶无疑！