徐元森

徐元森(1926-2013)
　　徐元森，浙江省江山县人。1926年5月22日出生，1950年毕业于浙江大学化工系。中国科学院上海冶金研究所研究员。曾任该所研究室主任、博士生导师。2013年3月27日6点6分，因病医治无效，在上海华东医院逝世，享年87岁。
　　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，2005年获何梁何利基金科学与技术进步奖。国家自然科学基金会评委，上海市人大代表、政协委员。
　　
农家学子

　　1926年5月22日，徐元森出生在浙江省江山市贺村镇湖前村的一户普通农家。
　　湖前村地处江山港南岸平原，原名湖川，1950年在该村建湖前乡时改名湖前。据有关史料记载，唐朝时发族太公徐斌从遂昌到江山做生意，从湖川经过，看到这里田地肥沃，景色自然和谐，风水畅达，是一块宜居之地。徐斌遂留下定居，人脉延续至今已有千年。徐氏家族世代崇尚教育、耕读传家，文化积淀深厚。生长在这样的环境中，耳濡目染之间，徐元森从小就受到了先辈们的影响，十分喜爱读书。
　　1932年，徐元森开始了他的求学之路，他先后就读于湖前小学、江山县立小学、衢州中学、江山县立中学。据徐元森回忆，在江山县立小学和江山县立中学学习期间，每个期末都要在家与学校之间走十多个小时的路程。小小年纪，来回奔波，求学之辛苦，很难想象。事物总是有两面性的，就读书而言，确实辛苦，但是，来回奔波也锻炼了他的坚强意志和坚韧体魄，为日后艰苦的科研拼搏打下了不可或缺的基础。
　　1942年，徐元森以优异的成绩毕业于江山县立中学。由于时局动荡，一年之后的1943年，徐元森才得以进入浙江省衢州中学开始高中学习。在衢州中学读书期间，受战乱影响，课程时断时续，上课地点也几次变迁。对那段岁月，徐元森记忆最深的是，为了不耽误学业，同时保证师生安全，衢州中学费尽周折，最后找了一所寺庙继续上课。课堂上连电灯都没有，学生都只能从家里带来桐油灯，在黄豆般大小的灯光下读书学习。“艰难困苦，玉汝于成”。在这样的艰苦环境中，凭借着自己的勤奋，徐元森顺利完成了高中学业。
　　1946年，徐元森考入浙江大学化学工程系。据徐元森回忆，自己为什么报考浙江大学，是因为浙江大学很有名气。而为什么选择化学工程系，就是因为感觉将来化学工程系毕业了，可能会好找工作。在那个兵荒马乱的年代，对于一个农家学子来说，想上大学，可以说是非常理想主义的了，期望大学毕业后能找个好工作，确实是一种非常现实的考虑。
　　在浙江大学求学期间，徐元森师从李寿恒、吴征铠、卢嘉锡、邹元爔等著名学者，系统完整地学习了化学、物理、材料学以及物理化学实验等课程，为以后从事科研工作打下了坚实的理论基础和实验基础。
　　浙江大学是一所具有深厚历史文化底蕴的高等学府，在培养学生方面十分重视学生在校期间的“实验训练”，也就是实验课程上的动手能力使徐元森终身受益。
　　据徐元森的老同学、老同事蒋新元研究员回忆，在浙江大学读书时，徐元森家里不是很有钱，放假了他也难得回老家看看。家里给的钱只够吃饭的，但其他开销还是需要的。徐元森读书很卖力，成绩很好，人也忠厚，做实验也很认真，几个老师都很喜欢他。当时，浙江大学的实验课特别多，一个礼拜大致有三四次，比如要实验翻砂，就需要干金工、木工等粗活，徐元森从不嫌累。老师知道他的家庭经济情况，就让他在放假的时候做实验室里的工作，一方面可以勤工俭学，贴补日常开销，另一方面也可以锻炼、提高动手实验能力。因此，学生都放假了，同学们都回家了，徐元森就在实验室里勤工俭学。四年大学生活，徐元森过得真不容易，但他的动手能力也锻炼得特别强。要说做实验，全班同学都会做，但徐元森就能做得最好。后来徐元森从事集成电路研究，其中的光刻工艺需要极为细心，对动手能力要求很高，徐元森之所以能得游刃有余，就是因为他在浙大实验室打下了很好的基础。
　　蒋新元还谈到，因为徐元森话语少，只知道埋头读书，同寝室的同学就给他起了个绰号叫“老牛”，老牛只知道耕地，勤勤恳恳，默默无闻，除了吃草，几无所求。徐元森就像“老牛”，寝室、教室、实验室，三点成一线，除了读书，基本上没有社交生活。徐元森平时讲话很少，但有的时候你跟他争论起某个学习上的问题，他会据理力争，很执着。
　　1950年7月，从浙江大学化学工程系毕业的徐元森默默地向四年苦读生涯告别。满怀一腔报国热情，憧憬着未来的科研之路踏上了杭州至上海的列车，到中国科学院工程实验馆报到，60年科研逐梦之路从此开启。

激情燃烧的岁月

　　结束了长年累月的战乱，新中国诞生，国民经济建设正如火如荼地展开，各种各样的科技问题层出不穷，为科研工作者搭建了广阔的大显身手的舞台。与大多数年轻人一样，徐元森怀着对祖国未来的美好憧憬，急切地投入共和国的伟大建设热潮，决心与新生的共和国同呼吸、共命运。
　　1949年11月1日，中国科学院在京成立。1950年3月，在沪的原国立中央研究院工学研究所划归中国科学院管理，并改组为中国科学院工学实验馆。是年7月，毕业于浙江大学化工系的徐元森被分配到中国科学院工学实验馆，从此在上海开始了自己一生钟爱的科学研究事业。
　　工学实验馆在成立之初，就非常明确地突出了科研工作要“为民服务”，满足国家之“迫切需要”，确立了以冶金、陶瓷和玻璃三大领域为主的科研方向。在此之后的十年中，科研工作薪火相传，围绕钢铁、有色金属等领域，开展了与国家第一个五年计划重点建设项目紧密相关的研究开发工作。年轻的徐元森充分发挥了在冶金学和物理化学方面的特长，为工学实验馆最初的发展作出了重要贡献。
　　20世纪50年代初期，徐元森参与了球墨铸铁的理论及其应用研究课题，经过近百次的试验，终于找到了合适的添加剂和方法，掌握了球墨铸铁的生产工艺，在全国率先研制成功。研究成果在全国范围内得到大力推广，推动了新中国正在全面展开的工业建设进程。
　　随后，徐元森在周仁、邹元爔等科技前辈的带领下，又按照国家计委和中国科学院的要求，即技术科学要“密切结合中国现有冶金工业生产与新冶金工业中心的建立开展研究工作”，积极参与了包头铁矿高炉冶炼和综合利用的科研任务。在对包头铁矿进行冶炼试验的同时，开展了一系列物理化学研究，为包头铁矿的高炉设计和后来的高炉冶炼理论分析提供了依据。
　　接着，徐元森参与了攀枝花钛磁铁的高炉冶炼和相关问题的研究，系统地研究了钛磁铁矿的还原速率、高钛渣的物理化学性质和矿物组成、硅和钒在熔渣和铁液之间的反应等，从化学冶金的角度弄清了钛渣变稠、炉缸堵塞和高炉冶炼难行的机理，在国际上首先实现了炉缸喷吹技术，为攀钢的建设发挥了重要作用。
　　这一阶段，作为科研团队的一员，年轻的徐元森出色地完成了国家重大科研任务，解决了炼铁史上含钛和含氟铁矿冶炼的两大难题，撰写了多篇在全国有重大影响的学术论文，丰富了炼铁学和冶金过程物理化学的理论，参与的项目三次荣获国家自然科学奖。

第一次科研转向

　　60年代初期，冶金所的科研重点方向开始向“轻、精、纯”转变，把研究和开发半导体材料作为重点，以此来带动为生产服务、技术发展和学科建设等工作。考虑到高纯金属研究是半导体学科的先行者，而化学冶金又是这方面的重要手段和基础，因此上海冶金所先开始进行了纯金属制备和分析工作，从而使上海冶金所从自己的强项化学冶金，转向了纯金属冶金。徐元森也由此改行进入了纯金属和集成电路的新领域。
　　从1961年开始，徐元森先后领导或参与了硼、镓、磷等元素的提纯研究和砷化钾单晶、锗片状单晶及硅外延单晶等的生长研究，获得一批很好的科研成果，为我国半导体材料的生产作出了开拓性的贡献，获得郭沫若院长颁发的“先进研究室”奖状。
　　1962年9月9日上午，在江西南昌上空，在解放军空军司令员刘亚楼的直接调度、指挥下，三发导弹腾空而起，向外号为“黑色间谍小姐”的美制U-2间谍飞机目标袭去，随着一声轰响，“黑色间谍小姐”顷刻之间化为碎片。中国击落U-2间谍飞机的消息，让全世界深感震惊。周恩来总理第一个打来电话给刘亚楼祝贺说：这是一个伟大的胜利……当全国在为打下美制U-2间谍飞机而欢欣鼓舞的时候，我国一批科研人员的心情却感到格外沉重，其中就有徐元森和他上海冶金所的同事们。
　　U-2间谍飞机由美国洛克希德公司研制的单发动机涡喷式高空侦察机，也是当时世界上最先进的侦察机。机载设备有八台照相侦察用的全自动照相机，能全天候工作且分辨率高，四部实施电子侦察的雷达信号接收机、无线电通信侦收机、辐射源方位测向机和电磁辐射源磁带记录机等。U-2间谍飞机被解放军打下来，飞机里面的计算机摔到地下却还在工作。这一情况在当时我国政府和军界产生了很大的震动。尤其让我国科研人员震惊的是，打开飞机残骸一看，控制飞机的单元竟然都是集成电路！用徐元森的话来说，“大家当场就傻眼了”。为什么人家的计算机摔到地上还能工作，这主要就是有集成电路在起作用的缘故，说明这个集成电路的可靠性是非常高的。
　　我国在上世纪60年代初期还没有集成电路，即使是晶体管也尚在开发之中，因此完全可以用“空白”两字来形容我国当时的微电子事业。尽管包括徐元森在内的一些科研人员已经敏锐地预感到了半导体材料的研发对于经济建设的重要性，但这个新事物在国际上发展如此迅猛，影响面如此之广，还是有些始料不及。甚至美国已经在军事上广泛应用，这个严峻的现实摆在了中国科研人员面前，除了应战，别无选择。强烈的国防现代化的紧迫感，催生了一批科研人员攻关集成电路的责任感。在应战的队列中，冶金所担当起了前锋的责任，而徐元森则是名副其实的马前卒。

上海第一块集成电路

　　看准了世界微电子工业发展的方向，在冶金所从事半导体材料研究的徐元森，与同事一起于1965年初向所党委提出，要尽快发展我国的微电子工业。45年后的2010年，徐元森在一篇回忆文章中还提到，当年，他曾经向所党委书记提到，“国家要几亿吨的钢铁，这是工程师和工人的工作，不是科学研究者的事情。科学人要带头搞技术，要开路。”
　　徐元森的建议得到了所领导的首肯。而且，徐元森的建议很快被所领导反映到中共上海市委。时任市委书记陈丕显、副市长宋季文等领导十分重视这些建议。上海市委专门召开扩大会议，作出决定，立即组织力量研究和开发集成电路和运算速度为100万次的大型集成电路计算机。当时，半导体技术研究还非常薄弱，硅晶体管尚在研制之中，锗晶体管生产还刚起步。上海市委的这一决定无疑思想非常解放，是一个富有战略发展眼光的方案。
　　1965年6月，宋季文副市长来冶金研究所参观时，按市委、市府的部署，传达了立即开展固体组件（即集成电路）方面研究工作的重要精神，并明确指示上海冶金研究所作为主要单位，负责组织华东计算所、上海元件五厂等单位开展会战，并由冶金研究所提出会战工作方案。
　　1965年7月，根据宋季文副市长的指示精神，冶金所拿出了“组织固体组件会战”的初步方案。随即，宋季文副市长主持了由市科委、计委、工业生产委联合召开的会战会议，会议决定成立“上海市固体组件会战领导小组”，下设两个专业组，冶金所作为“固体组件技术组”组长单位，由徐元森任组长，与副组长单位元件五厂、华东计算所以及无线电专用机械厂等，立即投入人力、物力开展协作会战。
　　1965年8月，按照分工，在徐元森的领导下，以冶金所、华东计算所和上海元件五厂三个单位为主，组成了一支39人的科研技术攻关队伍，长驻上海元件五厂开展专项研制工作。
　　研制工作一开始就碰到一系列困难，主要有原材料纯度不够，含杂质较高；研制成的集成电路漏电严重；电路中寄生效应常干扰电路正常工作等。但在科研工作者的努力下，经过五个月的苦战，终于掌握了PN结隔离等关键技术，研制成功中国第一块双极型集成电路，也是上海第一块集成电路，填补了中国半导体集成电路的空白。这一科研成果，仅比1960年12月世界上第一块硅集成电路在美国制造成功晚五年。
　　冶金所试制成功的第一块双极型集成电路，是DTL与非门集成电路，总共只有9只元件，其中三极管1只，二极管5只。第一块集成电路现在看来虽然性能简单，但却定下了我国半导体集成电路的工艺方向-PN结隔离（当时中国北方有研究机构在尝试氧化隔离的工艺方向），扎下了我国半导体集成电路的根，拉开了我国半导体集成电路的发展序幕。可以说是看见了中国微电子时代的曙光。
　　在随后的三年里，这一科研成果在全国多家半导体厂推广生产，为我国集成电路事业的创建作出了具有历史意义的重要贡献。该科研成果荣获1977年上海市科学大会奖。
　　徐元森在2010年5月11日《新民晚报·我的科学生涯》栏目发表回忆文章，其中有一段谈到了自己当时参加此次研制工作的一些情况。那年的八月，正是上海最闷热的时候。徐元森带了15个人，冒着酷暑，专门在上海元件五厂做集成电路研究。那时国内的硅晶体管正处在初创阶段，几乎是一穷二白，所有的设备都得靠自己研究，自己制造。有限的资料只有国外发表的一些文章，西方又对我国进行技术封锁，更不用说出国学习。本来就极度匮乏条件的研制工作就更雪上加霜了，徐元森和他的同事们没有被困难所吓倒，充满干劲地走上了自力更生的道路。在黑暗中探索了不到一年，终于迎来了黎明的曙光，初步摸清了设计和制造原理，做出了样品。
　　 “固体组件会战”初战告捷，显示了上海科研人员在集成电路研制方面的实力，增强了他们向集成电路研制更高水平迈进的信心。
　　1966年1月，上海市固体组件会战领导小组在上海元件五厂召开现场会议，要求大力加强集成电路的科研和生产，并要求协作组对这一问题提出建议，同时明确要求对工业控制计算机和655高速计算机，即运算速率100万次计算机所需七种电路的试制草拟计划。随即，按照现场会议的要求，固体组件技术组组长徐元森领衔起草了《对上海市发展固体电路的建议》。
　　1966年2月，徐元森领衔的第一研究室新工艺组代表上海冶金所给宋季文副市长及市计委、经委、工业委、赶超办和中科院华东分院打报告，提出关于固体器件新工艺（片、外、离、电法）的建议，采用片状单晶-外延-离子轰击掺杂-微电子束加工的四步新工艺，这样可以大大提高劳动生产率、提高工艺和产品质量，有利微瓦数量级固体电路的研制。经批准后，徐元森带领一批科研人员围绕片、外、离、电法开展新工艺会战，飞点扫描组、电子计算机组、电子轰击组、微电子束加工组均积极组织人员，落实计划，开展工作。该固体器件新工艺得到市有关部门的充分肯定，被认为是一项工艺革命，是走中国自己道路的独创项目。
　　1966年4月，为研制100万次电子计算机及外部设备加工的需要，市科委发文同意给上海冶金所增加150人的地方编制，用于建立固体电路生产车间。5月，中科院新技术委员会在上海召开了655高速计算机（正进行总体设计）方案论证会，按会议的要求，上海冶金所的任务是，5毫微秒的门电路2.4万个、触发器4千个、驱动器500个。
　　第一研究室全体员工通过勤奋努力，并在全所各部门的协力配合下，在5个月的时间内，完成了一套小规模集成电路的设计和制造工艺，研制出了运算速度每秒100万次大型电脑的集成电路样品。虽然这些产品集成度不是很高，元件也不是很多，性能也不是很好，但与当时小规模集成电路的国际先进水平相比，并不逊色。更重要的是，通过小规模集成电路的硬气实践以及与元件工厂的产业化合作，积累了集成电路研制经验，培养了第一支集成电路研究和开发的科技队伍。接着，刚筹建的集成电路专业厂——上海无线电十九厂开始小批量生产，加上上海元件五厂和上无十五厂的批量生产，在当时的历史条件下，就产生了近亿元的直接经济效益。
　　1969年，中国人民解放军总参谋都和中国科学院提出要研制运算速度每秒500万次大型电脑所需的集成电路。这就是当时上海科技界颇有名气的“905工程”。“905工程”是国家科研重点攻关项目，周恩来总理曾经亲自过问。“905工程”研制较高速度ECL（射极耦合逻辑集成电路）系列，每门延迟时间为4毫微秒，这在当时具有国际先进水平。这一军用任务自然落到了徐元森及其同事们的肩上。
　　要提高电路和速度，就要大大缩小晶体管的尺寸，使电路的平面图形和纵深尺寸都更加微小化，图形的线条和间隔要从20微米缩小至4微米，纵深要减薄至0．8微米。而且要求成千上万晶体管和电阻电容等联成一个中等规模或大规模集成电路，才能使集成电路的速度符合500万次、1000万次大型电脑的要求。一微米等于千分之一毫米，约为头发直径的二十分之一，电路的许多操作和测试均需在显微镜下进行，这在28年前要达到这样的加工水平和精度要求在世界上也属先进水平，比小规模电路难度高多了。
　　在用户的密切配合下，徐元森带领科研人员经过三年多奋战，于1972年底完成了“905工程”所含9个品种共3万块集成电路的试制任务。初步科研成果出来后，试制组在小批量提供用户试用的同时，及时把科研成果转移到上海市某工厂生产。在工厂试用过程中，发现电路的可靠性尚存在问题。于1973年5月起，徐元森和他的同事们又做了大量工作，包括加速试验、失效分析、反馈纠正等可靠性物理研究，终于找到了ECL电路不可靠的主要原因及改进措施。到1975年底，试制组提供了一批高可靠集成电路，保证了当时中国第一台每秒500万次大型计算机的研制条件，确保了“905工程”的胜利完成。
　　回顾这十年，徐元森和他的同事们在促进我国集成电路开始实现工业化生产和可靠性的提高有较大的贡献。在我国集成电路从零起步的道路上，留下了徐元森和他的同事们深深的足迹。是他们一次又一次的准确预测，描绘了我国集成电路事业的发展蓝图；是他们一年又一年的艰苦攻关，为我国集成电路事业打下了坚实的技术基础；是他们忠诚于祖国的无私奉献，创造了我国集成电路事业的辉煌。成为共和国集成电路事业最初的开拓者，徐元森常常为此而自豪。正如他后来所说：“由于有了这些电路，我国计算机开始进入了集成电路时代。”

登上学术生涯高峰

　　1974年3月，上海市革命委员会下发了上海市1974年至1975年大规模集成电路（LSI）及其基础技术会战项目表。项目表中，中国科学院冶金研究所主要负责或参与负责 “大面积集成电路自动测试仪”等项目。同月，徐元森带领科研人员，开始大规模集成电路及其制造工艺的研究。
　　由于没有现成的集成电路制造和加工设备，徐元森带领科研人员在依靠自力更生，设计和造成了相关的专用设备，开发成功大面积刻图机，精度可达0.1毫米。 开发成高精度初缩照相机和分步重复精缩照相机。有了这些设备，可以将设计图放大1000倍，4微米的线条放粗到4毫米，再经过两次照相缩小至电路要求尺寸，精度和误差限定在0.2微米。
　　集成电路的制造需要严格的实验环境，在徐元森的领导下于1975年首先建成国内第一个净化实验室，用三级过滤方法，除去了99.9%的灰尘，空气中的尘含量由每立方英尺的百万颗粒下降至10个颗粒左右，达到了大规模集成电路研制的工艺要求。

　　刻图机、净化实验室等设备的开发和创建，在当时的历史条件下，确是一件非常困难的事情。为适应大规模作集成电路研制的需要，上海冶金研究所从1973年起把原来200平方米面积的实验室改建为140平方米面积的“乱流型” 洁净室，自行设计，自行施工，历时16个月。经国家四机部第十一设计院进行测定，要求洁净极级别很高的光刻间已达到100级（粒度0.5微米的尘埃少于3.5个/升）。
　　至此，我国第一批大规模集成电路光荣诞生。而我国第一批大规模集成电路的研发成功，正是徐元森领衔的“高速双极型电路研究项目”课题组于1985年荣获中国科技进步奖一等奖的重要内容。这一奖项的获得，标志着徐元森登上了自己学术生涯的高峰。
　　1978年3月，全国科学大会在北京隆重召开，郭沫若院长用诗人的语言，描绘了中国“科学的春天”已经到来。70年代末期至80年代初期，上海冶金所多次提出，在要在相当长一段时间里主要从事微电子科学、材料科学和金属腐蚀科学三个方向的研究，从而为徐元森在大规模集成电路研究领域成果迭出创造了前提。经历了“十年浩劫”之后的科技工作者沐浴着科学春天的阳光，踏着轻快的步履，以时不我待的精神，在探索中前进，在奋起中直追，徐元森就是其中杰出的代表之一。
　　1982年起，徐元森重点开展MOS大规模集成电路的研究，研制成功我国第一批单片8位、16位CPU电路。这些集成电路和工艺技术均处于当时国内领先地位，促进了我国CMOS技术的发展，获得中国科学院科技成果一等奖等多个奖项。在这一阶段，徐元森在微电子领域勇于开拓，先后研制成功三种器件隔离方法，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、3微米和2微米CMOS、NMOS等系列集成电路100余种，这些成果被国内许多工厂、学校采用。
　　1987年，徐元森成功完成国家“六五”攻关项目——Z8000微处理器电路的研制。Z8000微处理器电路是20世纪80年代初国际上最先进的三种微处理器电路之一，具有较强的功能。它的研制成功代表我国集成电路进入一个新的阶段。同年，获得中国科学院科技进步一等奖。同期，徐元森发明掺氟化氢的硅氧化新方法，可获得低缺陷、低界面态密度，低应力、高电压击穿强度和高金属氧化物半导体沟道载流子迁移率。
　　1988年起，徐元森牵头或指导砷化镓门阵列的研究开发，首先在国内完成120门、600门超高速砷化镓门阵列的研发，为我国中规模砷化镓数字集成电路发展作出了开创性工作，打破了国外对我国的禁运，标志着我国砷化镓集成电路及工艺达到了一个新的高度。砷化镓高速分频器及门阵列电路获得中科院科技进步一等奖。
　　这一时期十多年的科研历程，是徐元森学术生涯最辉煌的时期，众多高水平的科研成果，奠定了他在中国微电子领域的重要学术地位。

应用为王

　　以史为鉴，可以明得失。在我国的重大科技项目运作中，“两弹一星”与大规模集成电路形成了强烈的反差，“两弹一星”使我国一举跻身少数拥有核武器的国家行列，而起步并不晚的超大规模集成电路与国际前沿则渐行渐远。是什么原因让我国“起了个大早，赶了个晚集”？记得有学者曾经说过，其中最重要的是科学研究与产业化脱离，在研发机制上缺少市场导向。由此导致的结果是多数科研人员满足于“填补国内国际空白”，热衷于得奖，关起门来搞研究，不关心自己的研究成果能否变成产品，就这样把产业的前途也关掉了。
　　尽管如此，在我国大规模集成电路近半个世纪的发展历史中，还是有不少科研工作者为微电子产业化进行了不懈的理论思考和产业实践，徐元森就是其中之一。
　　“集成电路不能在研究所里关着门做，一定要和其他研究所、高校以及生产企业进行对接。”“第一研究室是以应用研究为主的，理论研究再深奥，产品出不来还是没用的。”徐元森的这些思想，指导着自己的实践。他所从事的每项集成电路研究工作，其科研成果均投入了实际应用，并取得了良好的经济效益，这一点在那个年代特别难能可贵。他在把握集成电路这一新兴学科进展方向的同时，就已经对将来的应用进行了深入考虑，这一点也充分体现了徐元森的重要科研特点。有关专家对徐元森最初在微电子产业化方面的理论思考和产业实践赞赏有加，称之为“产学研结合的雏形”。
　　70年代末至80年代初，徐元森提出了“借鉴国外有些成功的经验，形成高技术产品科研生产一体化布局，创设上海微电子研究开发基地”的构想，可以说是他对我国微电子产业化方面的理论思考和产业实践的一大结晶。1988年基地建成后，积极承担国家和科学院的重大科研攻关任务，大力与上海有关企业结合，根据国内外市场需要，研究开发和生产大规模集成电路等产品，并努力吸引国外企业集团投资——这些正是徐元森当年构想的初衷。尽管由于年龄的关系，徐元森没有能够到上海市大规模集成电路科研开发基地工作，这也成为徐元森一生中深感遗憾的一件事，但他对微电子产业化的思考和探索，为上海大规模集成电路科研开发基地的建设提供了重要的思路，而上海大规模集成电路科研开发基地的建成，则为我国微电子产业化建设提供了一个范例。
　　1986年徐元森办理了退休手续，然而，他对微电子事业的关注一如既往，继续捕捉微电子应用的新机会，率先倡导自主研发汽车电子，建议创立上海汽车电子工程中心。上海汽车电子工程中心最初的建设一波三折，但徐元森不离不弃，矢志求索，直到胸中目标实现。在新的学术领域，看准了，就要大胆去闯。徐元森当年的认识和实践，对现在的年经科研人员有着太多的教益。
　　徐元森对学术前沿不断追踪，始终有着非常广阔的全球视野。退休后的徐元森紧紧抓住出国考察的机会，仔细观察，认真思考，写出了多份考察报告，直率地为国家微电子产业的未来发展建言献策。振兴民族电子信息产业，使我国在信息时代立于永远不败之地——读徐元森的这些建言，不难看到他与民族、与国家同呼吸、共命运的拳拳之心。

第二次科研转向

　　上世纪90年代中期，徐元森从微电子领域转向生物芯片领域，开始了他学术生涯中的第二次科研转向。
　　面对不少同事的不解和诧异，徐元森坚定地认为，现在是信息时代，接下来可能进入生物时代。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，在多学科交叉领域，往往别有洞天，徐元森的心中充满着这样的自信。而且，徐元森在科研方向的选择上，有着常人难以想象的冒险精神。因为他心里想的最多的是国际科技前沿，他心里闭装着的是国家发展需要，他心里牵挂的是成千上万的乙肝、丙肝、结核病人。因此，他不会在乎风险，他会迎难而上。
　　本世纪初，中科院知识创新工程重大项目“生物芯片系统的研究与应用”正式启动。在参与该项目的中科院所属六家重量级研究所的50多名科研人员中，徐元森排在第一位，可以说是名副其实的“首席科学家”。
　　由于年龄的关系，徐元森不可能再像钢铁冶炼、微电子研究一样拼搏在第一线，他在这一阶段的最大贡献在于对科研方向的把握。他作为生物芯片技术研究及其应用的学术带头人，坚持紧跟国际科技前沿，坚持科研面向民生应用，坚持多学科的交叉综合。
　　原本是从事微电子研究的人，转向了生物芯片，难度可想而知。徐元森作为生物芯片研究课题组这条船的掌舵人，不仅始终紧紧把握着这条船航行的方向，还不断鼓励水手们劈波斩浪，勇往直前。
　　2011年7月，85岁的徐元森住进了华东医院。这一阶段，他坚持每天仔细记录下自己得病后所有病情指标的变化，数据竟然记满了厚厚的一个笔记本。他把这个数据本交给学生，要求学生去查资料，进行对比研究。他把自己的病情作为科研的活标本。徐元森以自己的身体力行诠释着什么叫传道授业，什么叫教书育人。
　　“剑走偏锋，出其不意。”可以说是徐元森第二次科研转向的真实写照。“运筹帷幄之中，决胜千里之外。”这句话也在一定程度上反映了徐元森在这一阶段的学术贡献的特殊性。“老骥伏枥，志在千里。烈士暮年，壮心不已。”晚年的徐元森，依然对科研充满激情，坚定执着，心系未来。

创新为魂、严谨为本、责任为重、坦荡为怀

　　一位成就卓著的科学家，必有属于自己的的学术风格和作为卓著成就支撑的独特的人格，徐元森也不例外。
　　在长达60多年的科研生涯中，徐元森想得最多的是作为一名科技工作者应该承担的责任——对研究所的责任，对社会的责任，对民族的责任，对国家的责任。
　　20世纪50年代，对包头铁矿建设污染草原环境的担忧，是一种责任；在第一次科研大转向时，对落后就要挨打、集成电路技术攻关关系到国家命运的思考，是一种责任；退休后，对我国与西方国家间在集成电路研制方面的差距正在不断扩大的现状的焦虑，是一种责任；在第二次科研大转向时，每年新发结核菌感染病人800万～1000万的数据总是萦绕在心头，是一种责任；把叶剑英元帅“科学有险阻，苦战能过关。”这句诗作为自己的人生座右铭，更是体现了徐元森敢于责任担当的雄心壮志。
　　徐元森的众多创新成果，得益于他独到的科研战略思路，以及过硬的科研战术素养。他的科研特点在两次科研大转向中体现得最为明显，而学术转向往往需要“突破原来很多固有的框框、经验”，要在新领域取得科研成果，对创新能力的考验也就更加严峻。“创新”是最能体现徐元森科研特色的一个词，甚至可以说是他整个科研生涯的灵魂。
　　在徐元森身上，在学术上的严谨是一种习惯，因此，有同事、也有学生称他为“老K”——严谨严肃严格严厉。因为严谨，应该批评时，他不会顾及下面科研人员的情面；因为严谨，需要发表意见时，他不会看领导的脸色；因为严谨，在出国考察时，他会像学生一样认真记、认真问；因为严谨，在媒体采访过程中，他会再三强调数据的准确性。严谨，成就了徐元森，也让他的学生受益匪浅。
　　对自己的物质生活要求甚低，而对科学研究的要求甚高；对别人的麻烦他会热情相助，却尽力避免麻烦单位、麻烦别人。坦荡、淡泊、低调，谈起徐元森的这一做人的特点，与他一起工作过的同事大多很有感慨。
　　创新为魂、严谨为本，体现了徐元森独特的学术风格；责任为重、坦荡为怀，彰显了徐元森独特的人格魅力。

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。因为我分辨出那是幽门螺旋杆菌的独特气味，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 徐元森遗传自父母，而DNA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，酒精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。