芯片戰爭-45：上海集群崛起之半導體和收音機

芯片戰爭-45：上海集群崛起之半導體和收音機

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中國半導體產業的思考—隨筆之《芯片戰爭——亮劍！國運之戰》

芯片戰爭45—上海集群崛起之半導體和收音機

（黎明之前，1950-1959年）

上海以工廠、研究所、高校三結合（產學研）方式，開發半導體技術，在材料、二極管、三極管、設備等獲突破。1967年上海方面設計開發國內第一臺硅晶體管收音機；1969年上海生產晶體管收音機173萬臺，佔全國總產量1/3；上海產業集群第一次崛起。

正文：

第二章 黎明之前

第三十一節：上海集群崛起之半導體和收音機

下面，隨筆重點為您講述上海在發展半導體晶體管方面的主要工作，特別

上海本地“鍺”和“硅”晶體管的研製和生產工作，以及對半導體收音機工業的推動和促進影響。

上海半導體工業的發展更早起步於1941年，由南洋華僑楊方朱先生，在上海福煦路（也就是今天的延安中路1212號）創辦一亞電工實驗室，主要是試製氧化亞銅整流器、光電池等。1946年，楊方朱在四川北路誌安坊28號集資開設一亞電工廠，主要產品為氧化亞銅整流器。

新中國成立後，1956年2月17日，國營上海精密醫療器械廠青年技術員周鼎新同志等人試製成功硫化鎘光敏半導體。4月，上海公私合營興東電子工業廠私方技術人員江漢羅同志等人試製成功半導體硒整流器。

1957年，交直電工廠開始從匈牙利等國進口硒粉，生產硒片、硒整流器等。

這些產品均為上海早期的半導體產品。

1956年，國務院科學規劃委員會制訂的《1956—1967年科學技術發展遠景規劃綱要》，把半導體技術列為國家科學技術的12項重點任務之一。1958年，在中共上海市委、上海市人民委員會部署下，由副市長宋季文同志領導，集中全市有關方面的技術力量，以工廠、研究所、高等院校三結合（這就是產學研）的方式，開始對半導體技術的開發。

復旦大學方面，謝希德先生負責講授半導體物理基礎，並擔任製備鍺單晶，其中參與的還有上海有色金屬研究所、上海冶煉廠、華東化工學院負責研製鍺半導體材料以及有關化學試劑。而上海市電訊電器工業公司所屬上海無線電技術研究所負責組織、研製半導體器件的製造工藝和加工設備。

三方面的分工合作，為上海研製半導體器件創造了條件。同年5月，上海市電訊電器工業公司組織人員去華北無線電元件研究所、北京電子管廠和中國科學院物理研究所等單位學習取經。赴京前夕，派員參加了復旦大學舉辦的一個星期專業短訓班，由

謝希德先生等人進行了半導體理論輔導。

在京期間，受到參觀單位的熱情幫助和支持，華北無線電元件研究所向上海學習小組提供6克N型鍺單晶；中國科學院物理研究所林蘭英先生特意贈送給上海2枚半導體鍺籽晶。

5月底，上海無線電技術研究所成立了晶體管研究組，小組成員9人，由該所工程師馬騰達同志擔任組長並主持工作，開始半導體器件的研製。

8月中旬，馬騰達等人制成鍺點接觸二極管及鍺合金結晶體管。同年6、7月，復旦大學物理系紅旗半導體工廠試製了仿蘇П6型合金結鍺三極管，還採用區熔法提純鍺粉材料並拉出了鍺單晶。10月，試製成功了仿蘇П401型合金擴散鍺三極管，當年生產出Д2—Д二極管10000只。10月21日，上海市人民委員會批准成立上海半導體廠籌備處，上海無線電技術研究所晶體管研究組參加籌建，廠址設在南京西路893號。

1959年初，上海市電訊電器工業公司從上海歐亞電訊器材廠、話筒聯管會、寶光電機廠等單位陸續抽調人員支援上海半導體廠籌備處，初步形成了生產隊伍，遂正式成立

上海半導體廠。

建廠後，在沒有生產半導體器件專用設備和技術資料的情況下，採用工廠、研究所、高校三結合的方式（產學研），依靠群眾性的合理化建議和技術革新，自行設計、製造了一批生產晶體管用的專用設備和多種測試儀表。其中有真空單晶爐、半自動銦鋼球觸絲機、自動鎢絲打彎切斷機等近百種共400餘臺（件）。真空單晶爐在上海機械修造廠製造的通氫式單晶爐的基礎上研製成功，解決了控制單晶技術的變型、阻值均勻性差、外形不規則等難題，適應了生產需要。

同年2月，上海半導體廠試製成功並開通了第一條玻璃封裝點接觸鍺二極管生產線。6月，該廠擴展了廠房，遷址威海衛路696號。

同年7、8月，進入鍺晶體管試生產階段。同時，把生產出來的產品及時送往上海無線電器材廠，兩廠攜手合作，用國產晶體管組裝“美多牌”七管一波便攜式收音機300臺投放市場，向國慶10週年獻禮。年末，該廠第一條合金結鍺三極管生產線形成。1960年，上海半導體廠更名

上海元件五廠，成為上海第一家半導體器件專業生產廠。

上世紀60年代初期，由於早期國產半導體器件質量不穩定，不少人對國產晶體管能否取代電子管持有疑慮。隨著人們對半導體器件作用認識的提高和產品質量的不斷改進，國產半導體器件工業又繼續向前發展。晶體管收音機開始由少量實驗性研製、小批試產轉入大批量生產階段。

1962年9月，上海無線電三廠與上海元件五廠等電子元件製造企業合作，試製成功國內第一臺全部採用國產元器件的美多牌28A型便攜式中短波晶體管收音機。當年10月投入生產，建立國內第一條晶體管收音機流水生產線。

圖：美多28A晶體管收音機的生產裝配線

美多28A開創了國產晶體管收音機大批量商用化生產的先河，在中國收音機制造工業發展史上具有里程碑意義。此後，國產晶體管收音機產地不斷擴大，品種不斷豐富，質量不斷提升，產量很快超過電子管收音機。

圖：美多28A之說明書

美多28A——採用8只晶體三極管和1只晶體二極管組成超外差式電路，分中波和短波兩個波段。外殼系塑料壓成，色澤鮮豔，式樣美觀。結構精緻，內部採用印製電路板，所有小型元器件均為國產。

整機尺寸為235毫米×137毫米×65毫米，連電池重1.36公斤，方便攜帶，適合在無交流電源條件下或出差旅行使用。

圖：美多28A半導體收音機，圖1

與電子管收音機相比，美多28A具有體積小、重量輕、耐震動、壽命長、耗電省和電壓低等一系列優點，上市後立即引起轟動。

1963年，周總理在出國訪問時，將此作為國禮。那一年，能夠代表新中國之國家形象的國禮有兩個，除了美多牌28A晶體管收音機，還有就是英雄金筆，由華孚金筆廠生產製造。

圖：美多28A內部結構

圖：美多28A採用全國產化半導體、元器件

由於當時晶體管等國產小型元器件廢品率偏高，美多28A投產時每臺成本高達192.83元，物價部門核准零售價為160元，工廠虧損由國家補貼。那一時期，上海地區大學畢業生月工資58元，普通工人36元，美多28A是不折不扣的奢侈品。

那時上海無線電三廠美多牌收音機的廣告詞是：“

美多美多，美麗的聲音多動人！”

圖：美多28A的銘牌標識

同年，上海無線電三廠還試製成功了，新中國第一臺晶體管汽車收音機，並於9月27日裝置在鳳凰牌轎車內。

上世紀六七十年代，全國各地收音機需求日增，上海無線電二、三、四廠等大型收音機生產專業廠相繼推出工農兵、海燕等多種品牌和型號的晶體管收音機。到1969年，上海累計生產晶體管收音機173萬臺，佔同期晶體管收音機全國總產量的1/3。

1983年，根據國家能源政策，電子管收音機全部被半導體收音機取代。收音機款式從大臺式轉向袖珍式、組合式，突破了調頻、立體聲、集成化等關鍵技術。

歲月荏苒，在國企轉型升級過程中，上海方面逐漸退出收音機制造生產。但是，“美多”這一曾經讓中國人驕傲和自豪品牌被部分保留，只是轉向了軍品開發至今。

繼上海無線電三廠取得突破後，上海無線電四廠生產了4B3型六管晶體管收音機，該機為國內最小型晶體管收音機，可置於襯衫口袋中，深受消費者歡迎。

圖：上海無線電四廠生產的“凱歌牌”—4B3晶體管收音機

新中國的國產晶體管收音機起步較晚，整體水平比歐美及日本要落後數年。但是，新中國的國產早期的袖珍機卻水平很高，其中的代表作就是凱歌4B3和白鶴S-641。

凱歌4B3型六管晶體管收音機，是上海無線電四廠的產品。上無四廠與其他大牌無線電廠相比，實力較弱，沒有生產過高檔收音機。然而該廠1964年卻造出了兩款足可以寫入新中國半導體工業史和收音機工業史的半導體收音機——寶石4B2和凱歌4B3。

在此，隨筆為朋友們打開歷史深處的記憶，翻開了《無線電》雜誌1964年第6期，重溫一下寶石4B2當年的風采。

從今天一個理工科學生的角度看，4B2僅僅是一臺四管來複再生機，電路設計再簡單不過了，但多年以來卻被鐵粉收藏者如醉如痴的追捧著。究其原因，4B2凝聚了一個時代幾乎所有值得留戀的東西：早期晶體管收音機的電路設計和造型（彩色弧形機殼帶提樑，外露大度盤兼旋紐是其精髓），古樸笨拙的草帽管、空氣連、大電位器、紙介電容，加上久違的工藝鉚釘焊。

看到它，彷彿時光倒流，我們又回到了那個質樸的年代。

圖：寶石4B2晶體管收音機

上無四廠的設計者將同一年、且序號相連的產品4B2、4B3，分別冠以“寶石”和“凱歌”的商標，志存高遠、意義深遠。

寶石者，千百萬年造化而成，代表著歷史、傳統與經典；凱歌者，則是一往無前的序曲，象徵著未來、先進與創新。

1964年誕生的凱歌4B3，在當時的國產半導體袖珍機中，無疑是一款前無來者的顛峰之作。即使與同時期的許多洋貨相比，4B3也毫不遜色。

圖：凱歌4B3半導體收音機

4B3是典型的6管超外差式電路，全部採用國產優質元件。三極管使用直徑較小的黑色玻璃管2Z系列，2Z119擔任變頻，2只2Z118擔任第一、二級中放，2Z114低頻前置放大，2只2Z113負責乙類推輓輸出；飛樂牌55毫米直徑內磁揚聲器，其他如中軸、輸入輸出變壓器，電阻電容等均為超小型。

圖：凱歌4B3內部電路結構

4B3的體積為9X6X2.6CM，在袖珍機中也是較小的，不僅要求元件小、質量好，其結構設計和製作工藝的難度也非常大。開啟4B3的機蓋可以看出，所有元件佈局緊湊合理美觀。機內空間雖然十分狹小，卻仍然採用了拉線減速調諧裝置，故選擇電臺時手感從容順暢。出於成本等方面的考慮，袖珍機中不少洋機都回避了這個裝置。

4B3新穎的外觀設計和精良的工藝水準，也是一大亮點。正面前凸的金屬喇叭罩，恰到好處的鑲嵌在塑料面板上，在不同角度光線的照射下，熠熠生輝。整體機小巧圓滑、材質細膩，握於掌中猶溫婉如玉。

我們再看看白鶴S-641，這款收音機雖然不是上海方面的出品，但是，白鶴S-641和凱歌4B3代表著那一時期新中國半導體收音機工業的最高水平。

白鶴S-641半導體收音機，1965年，由北京市實驗科學儀器廠生產的6管機，少量上市。這款收音機的體積大致為10X6.4X2.8CM，屬於袖珍機中的典型尺寸。

圖：白鶴S-641半導體收音機

白鶴S-641機器內部佈局緊湊合理美觀，其程度甚至超過凱歌4B3。白鶴S-641收音機內部電路佈局合理、緊湊。主要的元器件，電位器和揚聲器是華北無線電器材聯合廠的“雙環”產品。

圖：白鶴S-641內部電路結構

白鶴S-641外觀造型飄逸靈動，色彩典雅，令人愛不釋手。機身電鍍支架，下端略帶抹坡的銀色金屬喇叭網，大面積彩色度盤，前後標牌，甚至機蓋的固定螺絲，無處不體現著優秀的設計與製作理念。尤其是度盤，面積之大、指針之長，在袖珍機中實屬罕見。此機的工藝水平，已經完全能夠與當時的德系機及日系機媲美。

可以說，白鶴S-641，這是當時北京產業集群在半導體工業和半導體收音機工業領域的傑出作品，也是北京產業集群能夠抗衡上海產業集群的底氣。

上海方面在半導體晶體管以及器件方面的突破，帶動了美多牌、凱歌牌收音機等拳頭產品的形成，這更進一步的形成了產業集群的擴散效應。

到1967年，上海方面生產的半導體晶體管收音機產量首次實現突破了百萬臺的生產和銷售規模。

隨著硅晶技術的發展，1967年5月，上海群益電訊廠設計開發了國內第一臺“硅”晶體管67—5型晶體管收音機，奠定了硅晶體管在收音機上應用的基礎。

這一時期，晶體管收音機能夠迅速發展，主要是國家對晶體管收音機生產實行定期免稅和對裝配晶體管收音機用的小型元件及半導體器件實行免稅一年的經濟政策。到1969年止，僅上海累計生產晶體管收音機

173萬臺。

到1975年，上海101廠開發成功海燕牌T241型十二管四波段交流二級臺式收音機，以晶體管取代電子管。該機在全國第七、八屆收音機評比中，連續獲得一等獎。1981年，為上海廣播電視製造業首獲國家質量銀質獎。

該機質量穩定可靠，平均無故障工作時間達7300小時。靈敏度高，選擇性好，輸出功率大，城鄉、邊疆地區均適用。機內裝有6英寸和4英寸×6英寸揚聲器各一隻，配以大型木殼，外形佈局合理，富有時代感，聲音宏亮，音質優美。1975~1984年累計生產28.61萬臺。一段時間內憑票供應，十分暢銷。

圖：海燕牌T2421

自此，上海半導體產業集群第一次全面崛起。

在此，隨筆為朋友再次總結和回顧上海半導體集群在這一時期的重大的突破。

半導體材料方面——突破鍺單晶：

1958年，上海無線電技術研究所解決了鍺單晶切割、鍺片和杜美絲焊接、鎢針端點電拋光、玻璃外殼製造及封口等關鍵技術，試製出點接觸鍺二極管，並研製成功製造鍺低頻三極管的合金燒結工藝。

到1962年，上海元件五廠在復旦大學工作的基礎上，研究了合金結深度控制、銻擴散、合金球大小和間距控制、檯面腐蝕合金球拉制等關鍵工藝技術。並研製成製造高頻鍺三極管的合金擴散工藝。到1963年，上海無線電十四廠試驗成製造硅二極管的合金工藝，解決了用真空燒結方法的金屬殼和玻殼兩種封裝技術。

半導體二極管方面——突破鍺二極管：

1958年8月，上海無線電技術研究所自制設備，採用點接觸工藝試製成鍺二極管。1959年，上海半導體廠自行設計、製造出一批半導體專用設備和測試儀表，開始生產鍺二極管。品種有Д1（1Z1）、2G系列、Д2等10餘種，用於收音機、儀器儀表、通信設備的整流、檢波，產品性能都達到並符合蘇聯之ГOCT標準。

到1964年4月，上海元件五廠把鍺二極管移交上海電子管廠生產。到1966年，上海無線電七廠把鍺二極管移交上海靜安區星火元件廠生產。到1984年10月，上海半導體器件四廠引進日本鍺點接觸二極管生產線，主要生產1N60鍺檢波二極管，產品性能符合國際標準，為黑白電視機、收錄機和彩色電視機配套。

半導體三極管方面——突破鍺三極管：

1958年8月，上海無線電技術研究所在試製成鍺二極管的同時，採用合金燒結技術試製成鍺三極管。在此基礎上，上海半導體廠於1959年8月開始生產鍺三極管，為上海無線電器材廠美多牌七管一波段晶體管收音機配套。

到1962年，又將合金工藝發展成合金擴散工藝，試製出鍺PNP高頻小功率管3AG1，其技術水平達到蘇聯同類產品水平。該廠還自制設備和測試儀器，使鍺三極管進入批量生產，主要用作收音機及通信設備中的高頻放大和振盪。之後，陸續形成3AG系列產品，共10餘個品種，並試製成3AK20鍺PNP小功率高速開關管。

到1963年，上海元件五廠試製並開始生產3AX系列鍺PNP低頻小功率三極管。在儀器儀表、收音機中作音頻放大及推輓輸出用。到1964年，又開發出3AD系列鍺PNP低頻大功率三極管、3AK34鍺PNP大功率高速開關三極管和3AA12鍺PNP高頻大功率三極管，分別用於收音機和儀器儀表中的音頻放大、高速開關、低速開關、高頻放大等。

到1966年1月，該廠將3AG、3AX、3AK系列鍺三極管移交上海無線電七廠生產。1969年9月，又將3AD6、3AD30鍺三極管移交上海無線電二十九廠生產。從此，上海無線電二十九廠逐步開發和形成了大、中、小功率的3大類鍺PNP低頻三極管。1973年，又試製並生產出3BX6鍺NPN低頻小功率三極管。

半導體設備方面——突破鍺單晶的生產設備：

1959年，上海半導體廠製成高頻感應加熱區熔提純裝置，解決了提煉符合拉制單晶的超純鍺錠的技術關鍵，保證鍺材料的供應。

該廠又在上海機械修造廠的協作下，先後攻克拉不起單晶、系統汙染造成材料變型和缺陷、阻值均勻性差、外形控制不規則等技術難點，製造出4臺真空單晶爐。生產的鍺單晶不僅滿足了本廠生產的需要，還支援了其他半導體器件廠和研製單位。

同時，上海半導體廠自行研製了單晶定向儀、四探針電阻率測試儀、單晶壽命測試儀、外圓切割機、切片機、拋光機、研磨機、二極管封口機、三極管封口機、二極管觸針自動成型機、半自動銦球觸絲機等專用設備和一批參數測試儀表。

至1959年底，上海半導體廠共製造了近百種專用設備和測試儀表400餘臺，並建成玻殼點接觸鍺二極管和合金結低頻鍺三極管生產線，形成了批量生產。上海無線電十四廠於1964年試製成硅二極管，並建成半自動生產線，使硅二極管正常生產。1964年，上海元件五廠還製造和改裝了光刻機、擴散爐、手動精縮機等設備。

至此，上海產業集群第一次全面崛起。

圖：美多28A半導體收音機，圖2

多點突破、中心開花。正式得益於這一時期上海半導體產業集群在半導體材料、二極管、三極管、半導體設備等核心技術領域的多點突破，使得上海方面形成了以美多28A半導體收音機為代表的一批精品，上海產業集群一舉成為了新中國當時最大的半導體收音機生產和製造基地。

這一時期，上海方面所積累的技術基礎為後期上海半導體產業集群更進一步發展壯大，成為今天的新中國半導體產業的第一工業重鎮打下了最為堅實的第一步。

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