第119章99.9999%
就在英特尔为王浩然的盘古1号cpu问世而烦恼不已的时候,王浩然已经开始投入到芯片生产线的研制工作中去。
在国家的支持之下,他整合了更多的人才资源。
京城内十多家科研单位都加入到了他的课题科研团队中。
其中不乏一些科研大拿。
甚至还有学部委员好几人。
当然,所有合作对象都是王浩然自己选择的。
他选择合作对象的方式其实也很简单:配合度!
如果一看就没有配合度,不太好合作的,直接就选择pass。
虽然说知人知面不知心,但是,王浩然看人还是非常准确的。
团队彻底整合形成,那么,他需要做的就是分工合作任务的分配。
这一点,也是相当重要的。
不过,王浩然经过了彩电生产线课题的历练,他也早已经成熟了。
做起团队的各种领导工作,他也是得心应手。
他把大团队分成了若干小团队。
小团队之间如何合作分工,他都有明确的安排。
王浩然本人则负责攻关一些特别难的科技问题。
而且,他本人还要做好协调整合的问题。
这很考验他的能力。
1978年的5月中旬,国产芯片生产线的研究正式启动。
在王浩然主持这个重特大课题研究之前,龙国的芯片产业是非常不健全的,也是没有一个系统的产业链的。
芯片行业是个产业链非常之长,工序很多,辅料繁杂,技术难度极其大的行业。
这个行业,只是辅助性的材料生产就可以形成十来个大产业。
诸如:晶圆也就是芯片基材的加工、cmp抛光材料的生产、光掩膜版的制造、光刻胶的研制、光刻与蚀刻过程中需要用到的湿电子化学品的生产、电子气体的加工、溅射靶材的研制、晶圆封装材料的生产……
如上这些材料每一种都是芯片生产过程中必需的。
前世的时候,在老鹰主导的国际秩序中,没有一个国家能够把如上这些芯片制造所需的材料完全囊括。
事实上,如果能够把控一个环节的材料百分之八十以上的研制生产,那就是上百亿刀的产值。
关键是:每一种材料研制以及大规模生产的门槛都非常高……
比如,晶圆的制备这一块,技术要求就非常之高。
所谓晶圆就是芯片的基材,也叫做硅晶片。
它的原始材料就是硅,通常从常见的沙子中提取。
不过,硅晶片的纯度要求实在是太高了,其纯度要求无限接近百分之百。
越是制程先进的芯片,对硅晶片纯度的要求也就越高。
七八十年代,硅晶圆的市场几乎被脚盆的几个大公司把持。
龙国目前能自产硅晶圆的量非常的小,而且自产硅晶圆的品质也不高。
要想搞定全产业链的芯片行业,那就要把硅晶片加工的全套设备给搞定了。
也可以说,这个其实也需要一个大型的生产线来搞定。
单晶硅的制备工艺主要涉及到如下设备:
首先是从沙子中提取硅。要想获得纯度极高的硅,最好的生产加工方法就是电弧法。
在提取的过程中在电弧中通入高纯度的二氧化碳和电流,使其发生化学反应产生co和si02。继续进行化学反应,最后生成一氧化碳和高纯度的硅。
不过,这种提取方法成本相当之高。可是,为了获得极高纯度的硅,别无他法。
其次,要在烧结炉中通过高温烧结,使得硅粉末被烧结成为单晶硅颗粒。这个设备是制造单晶硅核心设备之一,它需要高温操作,在工作过程中还需要保持高温不变,难度不是一般的大。
第三个步骤是通过单晶硅生长炉制备出高纯度单晶硅棒。这个单晶硅生长炉也是个高精密的设备,一样是要求保持高温不变,还要对棒材进行旋转或者拉伸,以使得晶体结构进一步完善。
第四个步骤则是对制备出来的单晶硅进行加工、磨削,去除棒材表面瑕疵,让其具有较高机械强度。这个工序需要的是高精密磨床!
第五个步骤是切割工序,要将单晶硅棒切割成硅片。
最后的一道工序则是要进行抛光。
就单单只看一个硅晶片的加工制备,其中就有着相当大的技术难度。
其用到的设备操作精密度要求是相当之高的。
这就需要在设计制造设备的时候有数控自动化方面的控制程序。
一句话:这些设备也是需要芯片以及传感器等等部件的,数控机床本身就需要有其计算机控制中心的。
其实何止是硅晶片加工制备的机器设备需要数控计算机,其他重要的芯片加工制造设备,像光刻机、刻蚀机等等,也都是需要数控计算机操控的。
因为人力根本就达不到那种精密度。
对此,王浩然也早有准备。
他在742厂的时候,就设计了单片机和传感器。
单片机也就是个集成了cpu、ram(随机存贮器)、rom(只读存贮器)等等功能的微型计算机系统。
这玩意是70年代初在美国开始出现,比如英特尔的8048、8051就是单片机。
王浩然采用盘古架构轻松就设计出了16位的单片机。
而且,放在这个时代来说的话,性能相当不错。
有了单片机,那就可以更好地发展数控机械,让导弹、航天火箭更加易于精确控制,还可以让洗衣机、冰箱、彩电等产品更智能。
单片机真的不是一般的重要。
前世的时候,直到80年代,龙国才开始逐渐推广使用单片机,而且,还都是进口的。直到21世纪初,国内才开始出现自研单片机。
所以,王浩然搞出来的这第一款单片机具有历史性意义。
当然,有了单片机,他还要为单片机设计单片机程序。
不过,这些对于现在的王浩然来说,难度都不算太大。
龙国其实并不缺乏真正的聪明人。
在现在这个年代,龙国缺乏的是一个科学研究的指路人。
比如,王浩然主持做国产芯片生产线课题的研究,因为他脑子里已经有芯片全产业链生产线、生产设备的设计研制的方案,那他就可以给自己的团队成员指明了研究的正确方向和思路。
而绝大多数的科学家之所以摸索数年甚至是数十年,他们找的其实就是研究的正确方向……
如果有了正确的方向和正确的研究思路,那么,他们出成果的时间还是相当之快的。
毕竟,他们其实就是在验证王浩然的想法而已。
一旦他们发现王浩然的想法是正确的,他们就可以在短时间里获得成功。
……
严格意义上讲,王浩然这个课题名义上是研究的生产线,其实,这个课题把所有的辅助材料都研究了。
在这个过程中,材料研究工作者的任务就比较重一些。
当然,任务最重的,还得是科研团队中的机械科研成员。毕竟,王浩然要搞的是生产线,那就要研制大量的机械设备。
一旦这个科研任务开始,那就要全力投入,每个人都要将自己所有的业余时间都费在这课题上面。
但大家每个人的干劲都很足。
因为,所有人都知道,自己这是在开创历史。
国产芯片生产线的研究在王浩然的带领下如火如荼地进行。
可以说,好消息此起彼伏。
王浩然本人主要的工作其实就是整合。
他要整合所有团队成员的工作,将之组成一台台的设备,再将一台台的设备组合成产线。
他就是整个团队的灵魂。
……
范开勇是北大机械工程系系的教授,他也带着自己的团队加入到了王浩然的芯片生产线课题团队中。
与范开勇合作的则是北大材料系的著名教授林万钧。
两人之间又有分工合作的关系。
范开勇负责的是单晶硅生产所需3个设备电弧炉、烧结炉以及单晶硅生长炉的研制工作。
而林万钧则负责高纯度单晶硅柱的研究工作。
范开勇研制设备,林万钧则研制材料。
两人都是在杨德忠的督促下加入到王浩然团队的。
两个人总体来讲,内心对于王浩然还是有那么一点不服气。
是的!非常不服气。
因为,他们也都是知名专家,他们都获得过国家级科研大奖。
他们内心深处,是不想被王浩然主导自己分工研究的项目的。
其实,在分配任务的时候,王浩然已经给他们指明了他们负责的科研任务的方向与思路。
甚至,王浩然就连图纸都给了他们。
王浩然的意思是,让他们按照自己的设想去落实就好了。
但范开勇和林万钧一合计:我们按照你的设想去干活儿,那岂不是纯粹就是个给你打配合的科研牛马吗?
那不行!我们要按照我们自己的思路去工作。
范开勇抛开了王浩然给的思路和图纸,他就开始另起炉灶。
结果呢,他就发现,不管他怎么努力,他在实验室里研制的电弧炉都达不到王浩然规定的标准。
而林万钧也发现,他按照自己的想法去提炼硅,也根本提纯不到王浩然要求的纯度。
而就在这个过程中,王浩然过来北大这边检查进度。
他一看便知,范开勇与林万钧没有按照自己的设想去做事情。
他便笑着对范开勇说:“范老师,您有自己的想法,这个我不反对。”
“但咱们是个团队,还是要做好协作才行。”
“另外,我还要告诉您的是,您研究的这三个设备是需要跟我研制的计算机控制系统相配合,然后才能达到最终的设计标准……”
王浩然跟范开勇解释了很多。
王浩然很耐心。
对范开勇与林万钧也都给予了足够的尊重。
他也知道,这些老科学家肯定是都有那么一点傲气的。
有傲气很正常,探索不同的科研方向与思路也没有问题。
但他们必须得听劝。
如果他们一意孤行,就是想要我行我素,那就是没有团队精神。
那也就没有合作的必要了。
范开勇听了王浩然的一番解释,他也有点儿羞愧。
“浩然同志,对不起,我得做一下自我检讨,我拿到你分配的任务之后,总觉得自己还有别的更好的办法来研制设备。”