沈華生，冶金學(xué)家和半導(dǎo)體材料專家。他是我國工業(yè)高溫沸騰焙燒技術(shù)的發(fā)明者之一；錸、鍺等稀有金屬提取和工業(yè)化生產(chǎn)的開拓者；為開創(chuàng)我國　　鎵、砷等高純元素和半導(dǎo)體材料的制備工作，以及提高我國半導(dǎo)體硅材料的質(zhì)量和建立我國半導(dǎo)體硅材料工業(yè)化生產(chǎn)作出了突出的貢獻(xiàn)。

    沈華生，字君實(shí)。１９１３年４月１３日出生于上海市，１９１５年隨家移居北京。１９３２年考入燕京大學(xué)化學(xué)系，１９３６年畢業(yè)。大學(xué)時代日軍侵犯華北，他積極參加抗日救亡運(yùn)動，深感要抵御外侮，使中國富強(qiáng)，必須發(fā)展工業(yè)。他的家鄉(xiāng)東?？h有豐富的磷礦，有發(fā)展化學(xué)工業(yè)的資源和基礎(chǔ)，所以他立志發(fā)展祖國的民族化學(xué)工業(yè)。

　?。保梗常赌晟蛉A生大學(xué)畢業(yè)后，去南京永利化學(xué)工業(yè)公司合成氨廠工作。永利公司是愛國實(shí)業(yè)家范旭東創(chuàng)辦的，總工程師是著名的工程技術(shù)專家侯德榜。在開始邁入社會之際，他就受到了侯德榜這一代人不屈不撓發(fā)展民族工業(yè)的愛國主義精神的深刻影響。當(dāng)時該廠全套設(shè)備是由美國氮?dú)夤こ坦局圃?，比較先進(jìn)。在工作實(shí)踐中他見到了現(xiàn)代化工廠的結(jié)構(gòu)和規(guī)模，了解到科學(xué)技術(shù)與工業(yè)發(fā)展的關(guān)系，這對他以后的業(yè)務(wù)發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。

　　水利公司曾準(zhǔn)備開發(fā)東海縣錦屏磷礦，在氨廠內(nèi)建設(shè)磷肥車間，但因“八?一三”上海戰(zhàn)爭爆發(fā)而停止。日本侵略軍的飛機(jī)炸毀了永利氨廠后，他在侯德榜的率領(lǐng)下小規(guī)模生產(chǎn)硝酸銨，作為軍工用炸藥原料。１９３７年日本侵略軍進(jìn)攻南京，他隨氨廠技術(shù)人員撤至漢口。１９３９年氨廠被迫解散，他轉(zhuǎn)到重慶后峰巖礦冶研究所，從事銻白研究工作。１９４３年調(diào)到資源委員會長沙銻品廠，協(xié)助廠長進(jìn)行建廠。該廠投產(chǎn)后，因日軍進(jìn)攻湘桂鐵路，而一度遷至重慶。１９４５年他被資源委員會派到美國考波（Ｋｏｐｐｅｒｓ）公司所屬的工廠、設(shè)計(jì)公司及研究所實(shí)習(xí)，使他對科研、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的關(guān)系以及研究與開發(fā)的關(guān)系有了深刻的了解。這種認(rèn)識對他后來的工作起著重要的影響。

　　１９４７年回國后，他在長沙銻品廠從事改良銻白質(zhì)量的研究與開發(fā)，并取得了第一個科研成果。１９４８年沈華生調(diào)到上海錦屏磷礦公司工作。

　?。保梗矗鼓晟虾＝夥藕?，沈華生調(diào)到北京華北人民政府工業(yè)部礦冶研究所（其前身是重慶礦冶研究所），嗣后便長期在北京有色金屬研究院工作。中華人民共和國成立后，他服從國家任務(wù)的需要，兩度改變專業(yè)研究方向，由粉末冶金轉(zhuǎn)向有色金屬冶煉，最后又轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體材料的研制。在工作中，他善于學(xué)習(xí)，廣泛涉獵各領(lǐng)域的科技書刊，雖然改變了專業(yè)方向，但也能隨時掌握該領(lǐng)域國內(nèi)外的發(fā)展動向。這是他成功的一條重要經(jīng)驗(yàn)。

　　沈華生在研究與開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)，獲得了一系列重大科技成就。５０年代初，他研制的硬質(zhì)合金與蘇聯(lián)當(dāng)時同類產(chǎn)品相當(dāng)；在工業(yè)上首先應(yīng)用的鋅精礦高溫沸騰焙燒技術(shù)，脫硫、鎘和鉛，其效果達(dá)到國際先進(jìn)水平。５０年代后半期，在國內(nèi)開拓了錸、鍺等稀有金屬提取的研究，并在技術(shù)上負(fù)責(zé)在吉林鐵合金廠內(nèi)建成了我國第一個錸生產(chǎn)基地和在云南會澤建成了我國第一個金屬鍺生產(chǎn)基地。５０年代末期在我國開創(chuàng)研究制備高純元素及半導(dǎo)體砷化鎵材料。１９６２年任有色金屬研究院副總工程師后，重點(diǎn)研究提高硅材料的質(zhì)量，并在技術(shù)上以他為首建成了峨嵋半導(dǎo)體材料廠和北京２６０２半導(dǎo)體材料廠，為我國硅工業(yè)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　?。保梗担赌辏麉⒓恿税l(fā)展周總理主持的全國１９５６～１９６７年科學(xué)技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要的制定工作，具體參予編寫有色金屬冶金、欽冶金及其合金、稀有元素和稀散元素的開采、提取和利用等幾個中心問題。１９７９年他參加《中國大百科全書?礦冶卷》的編寫工作，任有色金屬冶煉分支學(xué)科編寫組主編．并撰寫了鎵、銦、鉈、鍺、錸、硅、超純元素等條目。他曾任中國金屬學(xué)會和中國有色金屬學(xué)會理事及半導(dǎo)體學(xué)術(shù)委員會主任委員。

　　沈華生于１９５６年３月參加重工業(yè)部第一屆先進(jìn)生產(chǎn)者代表會議。同年４月參加全國先進(jìn)生產(chǎn)者代表會議。１９６２年列席中國人民政治協(xié)商會議第三屆全國委員會第三次會議。曾當(dāng)選為第三屆全國人民代表大會代表，第五、第六、第七屆全國人民政治協(xié)商會議委員。曾在七屆二次會議期間提出《關(guān)于加強(qiáng)基礎(chǔ)理論及尖端技術(shù)（高技術(shù)）的研究工作并增設(shè)工程技術(shù)基金案》，該案被評為優(yōu)秀提案，獲政協(xié)全國委員會的表彰。１９８４年他加入了中國共產(chǎn)黨。

　　改進(jìn)硬質(zhì)合金的質(zhì)量

　　１９５１年，重工業(yè)部將礦冶研究所和化學(xué)研究所合并成立綜合試驗(yàn)所。沈華生在該所冶金室任工程師，主要從事粉末冶金工作。１９５２年對高速切削試驗(yàn)所需的硬質(zhì)合金制備工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。從鎢精礦制備ＢＫ型硬質(zhì)合金，其關(guān)鍵問題是控制鎢粉和碳化鎢粉的粒度。按他所提出的工藝方法，可獲得最佳的粒度分布，使ＢＫ－６型硬質(zhì)合金刀片達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，在二機(jī)部進(jìn)行的高速切削試驗(yàn)中，性能超過當(dāng)時蘇聯(lián)同類型的產(chǎn)品。

　?。保梗担衬曛笇?dǎo)朝鮮研究生研制了“銅―鉛合金”，解決了使銅鉛合金均勻分布的技術(shù)問題，用離心鑄造法制備出合乎要求的銅鉛合金，改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了軍用卡車軸承的要求。

　　工業(yè)高溫沸騰焙燒技術(shù)的發(fā)明者之一

　?。保梗担茨?，重工業(yè)部成立有色金屬試驗(yàn)所，沈華生仍任冶金室主任。他服從國家需要放棄了粉末冶金工作，轉(zhuǎn)向重有色金屬冶煉，對鋅精礦沸騰層焙燒進(jìn)行了試驗(yàn)研究。同年設(shè)計(jì)了我國第一臺０．５平方米沸騰層焙燒半工業(yè)試驗(yàn)爐，建在葫蘆島鋅廠。

　　沸騰層焙燒技術(shù)與過去多層焙燒技術(shù)相比，每平方米的產(chǎn)量高６．５倍；焙砂中鋅回收率高２％～３％；二氧化硫濃度高１．５～２倍，大大降低了硫酸廠的投資。

　　當(dāng)時他提出采用兩種鋅精礦焙燒制式：第一種是國外已有的低溫沸騰層爐焙燒，溫度為８７６℃，焙砂供應(yīng)沈陽冶煉廠濕法煉鋅用；第二種是國內(nèi)外在工業(yè)上首次采用的高溫沸騰層培燒，溫度為１０９０℃。其脫硫、脫鎘和脫鉛率以及二氧化硫的濃度均高于前者，焙砂供葫蘆島鋅廠豎罐火法煉鋅用。為此后者于１９５６年獲重工業(yè)部科技成果獎。１９６５年與葫蘆島鋅廠共同獲得國家發(fā)明獎，他是該發(fā)明的核心人物。

　　沈華生注重理論聯(lián)系實(shí)際，提倡理論指導(dǎo)實(shí)踐?；鸱ㄘQ罐煉鋅過程中，爐子上部常常結(jié)成硬塊，加料受阻，出現(xiàn)所謂“懸礦”問題，只好被迫停爐處理，從而嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。為解決這一迫切技術(shù)問題，他用Ｘ光衍射分析了“硬塊”的晶體結(jié)構(gòu)。從理論上證明了硬塊產(chǎn)生的原因，并提出只要調(diào)整爐頂溫度或ＣＯ與ＣＯ２的比例，就可以防止“懸礦”的生成。蘇聯(lián)專家接受了他的意見，改變了爐子上部結(jié)構(gòu)，成功地解決了這個懸案。

　　開拓錸、鍺等稀有金屬的提取高純元素的制備和砷化鎵材料的研制工作

　?。保梗担茨曛毓I(yè)部在北京建立有色金屬試驗(yàn)所。沈華生擔(dān)任該所工藝設(shè)計(jì)組組長。１９５８年，有色金屬試驗(yàn)所擴(kuò)大為有色金屬研究院，沈華生任第一冶金室主任，在他的技術(shù)指導(dǎo)下取得了如下的主要成就：

　　１．中國第一個錸工業(yè)生產(chǎn)基地在東北吉林建成。金屬錸的熔點(diǎn)高達(dá)３１８０℃，可用作耐高溫材料。為了尖端技術(shù)的需要，有色金屬研究院承擔(dān)從吉林鐵合金廠鉬礦焙燒車間煙塵中回收錸的任務(wù)，沈華生任工作組組長。半工業(yè)試驗(yàn)在吉林鐵合金廠進(jìn)行，所需設(shè)備均由有色金屬研究院自行制造，其中包括小型沸騰層焙燒爐和濕式收塵器等，回收率大于７０％。半工業(yè)試驗(yàn)成功后，由設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場設(shè)計(jì)了工業(yè)用濕法電收塵器。以沈華生為首設(shè)計(jì)了濕法車間，最初采用電解法提取錸，后改用錸酸銨氫還原法制取金屬錸粉末。１９５９年在吉林鐵合金廠內(nèi)，建成了中國第一個金屬錸的工業(yè)生產(chǎn)基地。

　?。玻袊谝粋€金屬鍺工業(yè)生產(chǎn)基地在云南會澤鉛鋅礦建成。會澤氧化鉛鋅礦在１６～１７世紀(jì)已被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時只能用火法冶金直接冶煉礦石，在礦山留有大量的古代爐渣。１９５０年以后按蘇聯(lián)專家建議，用反射爐熔礦，而后用煙化爐揮發(fā)鉛鋅，作為濕法煉鋅的原料。為了回收煉鋅過程中的稀有金屬，沈華生具體負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)氧化鉛鋅煙塵中有鍺的富集。采用濕法冶金處理煙塵，鍺回收率達(dá)８２％。但反射爐熔礦的試驗(yàn)并不成功，達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，且脈礦難熔，熔煉時必須摻入含鍺較高的古代礦渣，這對回收鍺有利，而古代礦渣并不是長遠(yuǎn)性資源。為此，他對火法流程進(jìn)行了重大改進(jìn)，采用鼓風(fēng)爐代替反射爐，從而解決了熔礦問題，為工業(yè)回收鍺工藝流程奠定了基礎(chǔ)。１９６０年完成了該工藝流程的工業(yè)試驗(yàn)。同年，設(shè)計(jì)單位據(jù)此進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在我國建成了第一個金屬鍺的工業(yè)生產(chǎn)基地。

　?。常_拓了制備高純元素的新領(lǐng)域。沈華生根據(jù)國外的發(fā)展動向，認(rèn)識到未來化合物半導(dǎo)體的發(fā)展，首先要解決所需元素的純度問題。１９５８年，他在國內(nèi)開拓了銦、鎵、鉈、砷、銀等高純元素的研制工作。在他的指導(dǎo)下，將這些元素由２Ｎ或３Ｎ的純度提高到４Ｎ或５Ｎ的純度。１９６１年，在他的直接指導(dǎo)下，進(jìn)行了制備６Ｎ高純鎵和６Ｎ高純砷的研究。１９６３年分析２３個雜質(zhì)元素，檢測結(jié)果達(dá)到了要求。１９６４年，６Ｎ的高純鎵和高純砷分別獲得國家新產(chǎn)品二等獎。

　?。矗畡?chuàng)建化合物半導(dǎo)體砷化鎵的研制工作。１９５９年，沈華生在北京有色金屬研究院組建了砷化鎵化合物半導(dǎo)體研究小組，在他的直接指導(dǎo)下，用二溫區(qū)爐進(jìn)行鎵、砷的合成和單晶生長。采用石英表面涂碳的方法，成功地解決了物料與石英舟皿的粘結(jié)問題，于１９６０年研制出我國第一個涂碳砷化鎵單晶。

　　為提高我國半導(dǎo)體硅材料的生產(chǎn)質(zhì)量作出突出貢獻(xiàn)

　　半導(dǎo)體硅材料作為電子信息工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，對當(dāng)代高技術(shù)發(fā)展有十分重要的影響。１９６２年，沈華生任有色金屬研究院副總工程師，負(fù)責(zé)提高硅材料質(zhì)量的研究工作。當(dāng)時他提出，提高硅材料的質(zhì)量，首先要解決多晶硅的純度問題。重點(diǎn)是除去三氯氫硅中的硼和磷。在他指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)和建成了我國第一臺石英篩板塔。在進(jìn)行三氯氫硅的氫還原時，用硅芯代替易造成污染的鉬絲或鉭管作為發(fā)熱體沉積超純硅。在實(shí)現(xiàn)了還原爐硅棒電流自動控制后，在該院制成國內(nèi)第一套符合工業(yè)生產(chǎn)要求、附屬設(shè)備齊全的三氯氫硅氫還原爐。此外，還用干冰和丙酮為致冷劑，解決了還原爐尾氣中的三氯氫硅和四氯化硅冷凝回收問題，使還原過程中硅的回收率由２８％～４０％提高到７０％～８０％。由于以上重大技術(shù)突破，大大提高多晶硅的產(chǎn)量及純度。在此基礎(chǔ)上，他對直拉單晶硅的制備進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究，如調(diào)整固液界面、單晶生長與熱場的關(guān)系、采用縮晶技術(shù)等。由于有自制的硅芯爐，拉制出國內(nèi)第一根基座硅單晶，質(zhì)量與當(dāng)時國外先進(jìn)水平接近。在他的指導(dǎo)下，該院還自行設(shè)計(jì)電極移動或料移動的兩種區(qū)熔硅單晶爐，均先后在峨嵋半導(dǎo)體材料廠投產(chǎn)。當(dāng)時國防科委所需新產(chǎn)品硅單晶絕大部分由有色金屬研究院提供，為完成“兩彈一星”的任務(wù)作出了貢獻(xiàn)。

　?。保梗叮茨?，我國進(jìn)行三線建設(shè)，沈華生參加了峨嵋半導(dǎo)體材料廠建設(shè)指揮部的工作，任總工程師。當(dāng)時由于石英設(shè)備不適于工業(yè)應(yīng)用，而含鈦不銹鋼耐鹽酸腐蝕能力又不能達(dá)到要求，他決定采用間斷精餾法，即用三個精餾塔輪換使用，減少了設(shè)備受腐蝕的可能性，從而增加設(shè)備使用壽命。經(jīng)過一年的努力，該廠于１９６５年底建成投產(chǎn)，并一次試車成功，產(chǎn)品多晶硅及單晶硅的質(zhì)量，滿足了當(dāng)時軍工及民用的需要。１９６５年１１月，冶金部召開現(xiàn)場會議，對該廠實(shí)現(xiàn)當(dāng)年投產(chǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，作了高度評價(jià)。

　?。保梗罚蹦?，沈華生任中國人民解放軍總政治部２６０２廠總工程師。該廠是一個小型的硅材料廠，也是有色金屬研究院的半工業(yè)試驗(yàn)基地。在他的指導(dǎo)下，２６０２廠在技術(shù)方面取得重要進(jìn)展。為了解決設(shè)備的防腐蝕問題，他根據(jù)理論分析選用了超低碳含鉬不銹鋼代替含鈦不銹鋼。采用兩相結(jié)構(gòu)的方法，以提高焊接點(diǎn)抗應(yīng)力腐蝕的能力，并嚴(yán)格控制不銹鋼設(shè)備的拋光和鈍化技術(shù)，取得了良好效果。為了去除硼、磷雜質(zhì)，進(jìn)一步提高多晶硅的純度，針對該廠所用原料三氯氫硅純度低、含鐵量高的特點(diǎn)，采用氧化鋁吸附法除鐵。在實(shí)踐過程中，沈華生發(fā)現(xiàn)：氧化鐵沉淀具有與硼形成絡(luò)合物的作用，可有效除去雜質(zhì)硼。同時，氧化鋁還能有效地吸附磷，因此，這種方法可作為精餾前除去硼，磷等雜質(zhì)的輔助手段。從而他提出了制備超純多晶硅的新流程：三氯氫硅氧化鋁吸附→粗餾→精餾→氫還原，使該廠所生產(chǎn)的多晶硅達(dá)到了當(dāng)時國際工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)水平。１９８７年，他在《稀有金屬》雜志上發(fā)表了題為《三氯氫硅的精密精餾》及《三氯氫硅還原法生產(chǎn)超純硅反應(yīng)機(jī)理及工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)》的論文，總結(jié)了他這一時期的科技成就，這一成就是沈華生以基礎(chǔ)理論指導(dǎo)工業(yè)實(shí)踐的成果，也是科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的典型。沈華生為我國硅工業(yè)技術(shù)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。