第四百九十六章 此生無憾
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透鏡的研發(fā)成功只是第一步。光 刻機(jī)的制造難度極大,但主要的攔路虎一共有四條。第 一是制造精度要求極高,一臺(tái)光刻機(jī)數(shù)萬個(gè)零件,要求的制造精度最少也是微米級,絕大多數(shù)精密部件要求精度達(dá)到亞微米級,極少數(shù)超高精密零部件的加工精度需要達(dá)到100納米~200納米。這 樣高的精度,以國內(nèi)現(xiàn)行的加工技術(shù),根本做不到。人 力有時(shí)而窮,八級技工的手工打磨最高精度僅能達(dá)到亞微米級,就算秉持著十年磨一劍的精神,也磨不出精度只有100微米的極高精密零件。不 過對于鋼鐵城來說,這已經(jīng)不是問題。實(shí)驗(yàn)工廠新研發(fā)的自動(dòng)車床、銑床、磨床等一系列加工設(shè)備,均達(dá)到了最高精度一百多納米的水平,完全達(dá)到了個(gè)別超高精密零部件的加工要求。 第二個(gè)是高透光度的透鏡。第 三個(gè)攔路虎,則是光刻機(jī)的行動(dòng)部件。 最后一個(gè),就是短波激光光源。芯 片光刻,是通過工作臺(tái)的移動(dòng),來改變光刻聚焦,對光刻膠進(jìn)行刻蝕。它的運(yùn)動(dòng)控制部件優(yōu)劣,直接決定了光刻的精度,而移動(dòng)速度,又決定了產(chǎn)率,可以說是光刻機(jī)最核心的子系統(tǒng)。要 保證最佳的對焦調(diào)整,工作臺(tái)的最小移動(dòng)距離必須非常小,最好是一個(gè)納米一個(gè)納米移動(dòng)。實(shí) 際制作中當(dāng)然達(dá)不到這樣的精度。 以飛利浦最新款的光刻機(jī)為例,它的最小移動(dòng)距離實(shí)際只有300納米。加上光源波長,它的光刻效果,最小線寬達(dá)到了三百五十納米。其 他廠商差不多也是同一水平,有區(qū)別也差距不大。 這就是當(dāng)前國際最先進(jìn)的光刻機(jī)制程能力。 所謂一代設(shè)備,一代產(chǎn)品。 最新的奔騰2266處理器,采用的就是350納米線寬的制程工藝。 白云天進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室,對李蓮道:“你們這邊進(jìn)度怎么樣?” “非常順利!”李蓮給了他一個(gè)笑臉。她 帶領(lǐng)的小組,負(fù)責(zé)制造光刻機(jī)最關(guān)鍵的工作臺(tái)子系統(tǒng),其中最重要的就是運(yùn)動(dòng)部件。 為了保證運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,移動(dòng)部分不是普通導(dǎo)軌,而是空氣懸浮導(dǎo)軌。 從制造難度來說,它不算太大。 無非是一兩百納米的加工精度,對才鳥槍換炮的鋼鐵城來說一點(diǎn)難度也沒有。 之所以它會(huì)成為光刻機(jī)研制的攔路虎,還是因?yàn)閷?dǎo)軌設(shè)計(jì)需要運(yùn)用到非常高深的流體力學(xué)知識(shí),才能驗(yàn)算出怎樣設(shè)計(jì)才會(huì)將氣流對工作臺(tái)穩(wěn)定性的影響降到最低,從而設(shè)計(jì)出滿足工業(yè)需要的產(chǎn)品。偏 偏這一點(diǎn),對白云天最不構(gòu)成阻礙。 誰讓他有《制造史回顧》!從 科研的角度來說,這時(shí)代的其他人就好像盲人在曠野中摸索。 他們要很小心才不會(huì)路上的溝坎、障礙物絆倒,然后還要努力分辨前方究竟是懸崖,還是崎嶇難行的山路,亦或是高不可攀的山峰。只 有通過空氣流動(dòng)、潺潺水聲,他們才能花費(fèi)巨大代價(jià),找到一條前進(jìn)的道路。但 即便如此,也許跟著水流、空氣前行,還是會(huì)走入死胡同,不得不又退回到起點(diǎn),重新尋找別的途徑。在這個(gè)過程中,他們也盡可能與其他探路者相互交流信息,告訴別人某條路可能走得通,某條路是死路,讓他們不要再去嘗試。 人類文明每前進(jìn)一步,都艱辛無比。但 白云天不同。 他就如同開了全圖的玩家,一落地,就對四面八方的道路有著完整的認(rèn)知,絕對不會(huì)走錯(cuò)。決 定他前進(jìn)速度的,從來不是尋路的過程,而是有著怎樣的交通工具。 他可以一直走在正確的道路上,偶爾步入一個(gè)岔路,在地上撿到一點(diǎn)不知道誰丟的錢。隨后,他就可以用這錢去買一輛自行車,在接下來的路上騎得更快、更輕松,還有空看看美麗的風(fēng)景。 光刻機(jī)的制造就是這樣。其 他光刻機(jī)巨頭,需要投入重金,請最優(yōu)秀的研發(fā)人員,用最好的研發(fā)設(shè)備,潛心研究數(shù)年,中途還要用利益跟其他人交換技術(shù),才能艱難地前行一步。 然而白云天不需要。他 在一開始,就清楚地知道自己在做什么樣的東西,如何去做。 只要自己的技術(shù)夠了,不需要試多少次,就能將東西做出來。這 對這時(shí)代的其他科研人員是不公平的。但 這世界,從來沒有公平! 落后就要挨打,這是永世不變的至理箴言! 白云天從來不需要顧慮他人的感受,他只是根據(jù)自己的目標(biāo),堅(jiān)定地走在自己的路上。 透鏡、工作臺(tái)很容易就做了出來。 并且他還根據(jù)后世設(shè)計(jì),對工作臺(tái)做了巨大改動(dòng),將慣常的一個(gè)工作臺(tái),改為了雙工作臺(tái)。當(dāng) 一個(gè)工作臺(tái)正在進(jìn)行光刻工序時(shí),另一個(gè)工作臺(tái)則提前進(jìn)行晶圓片更換、定位、微調(diào)、測量等前序工作。當(dāng)那一個(gè)工作臺(tái)完成光刻,兩個(gè)工作臺(tái)換位,立即就能進(jìn)行下一道光刻工序,極大地提升了光刻效率。 光源部分,是唯一沒有自造的。畢 竟汞燈只是光刻機(jī)光源,波長統(tǒng)一為365納米,其制造難度并不是特別大。國際市場上的供應(yīng)商很多,全面禁止對華出口的難度較大,很容易買到。白 云天為了省事,也就沒自造,而是通過國內(nèi),直接購買了一套。 但是他還是做了小幅改進(jìn)。就 是用將目鏡浸入純凈液體中的方式,對光束波長進(jìn)行一定幅度的折射,從而達(dá)到聚焦效果。 在后世,這叫浸入式光源。 現(xiàn)在各大光科技廠商正在就此技術(shù),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究階段,尚未投入實(shí)用。既 然白云天手里有完整的技術(shù),浸入式光源又能小幅改進(jìn)光源聚焦,那又為何不用?實(shí) 際使用效果很好。 采用了浸入式光源技術(shù)以后,364納米的光束波長被約束到了312納米! 比之英特爾使用的350納米技術(shù),提升了近40納米! 在白云天的親自指導(dǎo)監(jiān)督下,有李蓮、華新等人直接領(lǐng)導(dǎo),光刻機(jī)的制造進(jìn)度快得驚人,透鏡、工作臺(tái)子系統(tǒng)、光源等最大的技術(shù)難點(diǎn),一一被輕松攻克。經(jīng) 過兩個(gè)月的技術(shù)攻關(guān)——其實(shí)就是逐步熟悉制造工藝,一臺(tái)雙工位,最大晶元刻蝕尺寸為200的光刻機(jī)就順利建造完成,順利得讓所有參與制造的技術(shù)人員感覺如在做夢。 “這就做好了?”當(dāng) 最后一塊擋板合上,螺絲擰緊,對光刻機(jī)通電系統(tǒng)測試通過,白云天宣布光刻機(jī)研發(fā)成功,其他人還是不敢相信這個(gè)事實(shí),不由竊竊私語。連 下料到解決一個(gè)個(gè)技術(shù)問題,制作出子系統(tǒng),再到總裝,兩個(gè)月就做出一臺(tái)這時(shí)代最先進(jìn)的光刻機(jī)…… 這可能嗎?就 算國內(nèi)光刻機(jī)廠家,有現(xiàn)成圖紙、熟練工,做一臺(tái)出來也不止這點(diǎn)時(shí)間吧?!?/br> 行不行咱們試試不就知道了。”白云天看著眾人表情,笑了笑沒有解釋。有 他帶著一種接受了高端制造技術(shù)知識(shí)注入的新人親自參與,兩個(gè)月制造一臺(tái)光刻機(jī)算什么。要 不是沒有專用機(jī)床設(shè)備,哪要得了兩個(gè)月!像 專門制造光刻機(jī)的asl,一年就要賣幾十上百臺(tái)光刻機(jī)出去。 兩月一臺(tái)?這 么慢的生產(chǎn)速度,早就破產(chǎn)倒閉了! 光刻掩膜板早就做好了,這是白云天、李蓮親自動(dòng)手做的,達(dá)到了鋼鐵城當(dāng)前技術(shù)極限。掩 膜并非只有一個(gè),而是一套。光 刻是個(gè)工序多達(dá)上百道的漫長加工過程,一道工序,可能就只有極微小的改變。逐步刻蝕掉需要加工部位的光刻膠,然后通過沉積、離子注入等方式,在硅晶元基片上生成所需的元器件、連線等不同部件。 因此整個(gè)過程是支離破碎的,每一次光刻都只針對一道工序,經(jīng)由數(shù)百道工序之后,才會(huì)制造出一個(gè)包含了所有晶體管、電阻、電容等各種元器件的裸晶片。由 于工序漫長,每一道工序的掩膜必須嚴(yán)格對準(zhǔn),誤差不能超過幾個(gè)納米。否則就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位,導(dǎo)致沉積、注入不到正確的位置,制造失敗???/br> 想而知,掩膜版的精度要求是多么高。從 制成的掩膜版上,眾人只能看到星星點(diǎn)點(diǎn)的點(diǎn)、和縱橫交錯(cuò)的細(xì)線,根本不知道最終出來的電路是怎樣的。 工序如此之長,當(dāng)然不可能馬上就得出結(jié)果。研 究人員雖然很好奇,但是他們還有別的研究工作要做,當(dāng)白云天宣布光刻機(jī)研發(fā)成功,研制團(tuán)隊(duì)解散以后,他們也只能回到本來的崗位,繼續(xù)完成上面交代下來的研究工作。 一個(gè)月后,白云天、李蓮等人穿著一身連套防護(hù)服,眼看著一張亮晶晶的晶圓片完成最后一道工序,小心翼翼擺放到了他們面前。 這還只是裸晶片,還需要經(jīng)過切割、封裝,才是大眾平常所見到的芯片。 得知眾所期待的第一次試制完成,聞?dòng)嵉难芯咳藛T們都放下手頭工作,聚了過來。等級較高的研究人員穿上連套防護(hù)服,進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室,其他的人則站在玻璃墻外,好奇地看著白云天小心托在手中的晶圓片?!?/br> 白總,這是什么集成電路?”一名實(shí)驗(yàn)室副主任好奇地問道。“ 一款處理器!”白云天沒有繼續(xù)保密,笑呵呵地解開了謎底?!?/br> 處理器!”所 有聽到的人都眼睛一亮,在這些性格沉穩(wěn)的研究員中,竟然發(fā)生了小小的sao動(dòng)。 “難道這就是我們要研發(fā)的計(jì)算機(jī),所用的處理器?”那幾位有資格進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的主任、副主任都激動(dòng)起來,忍不住七嘴八舌問道。處 理器??!國 內(nèi)搞了幾十年集成電路,從最開始就緊跟國外步伐,早在七十年代,就仿制了英特爾的8080,還以此為核心,研發(fā)了國產(chǎn)的長城0520微機(jī)。 可不管是8080也好,還是長城0520也好,都是仿制的人家設(shè)計(jì)。 可以說,在處理器一塊,國內(nèi)就沒有任何拿得出手的成績。所 有有識(shí)之士都在焦慮,都在呼吁要研發(fā)我們自己的中國芯??墒呛奥曉俅?,國內(nèi)依然沒有設(shè)計(jì)出一款自己的處理器,更遑論制造了。 迄今為止,國產(chǎn)處理器依然是一片空白! 現(xiàn)在咋一聽到白云天用鋼鐵城自制的光刻機(jī),制造出來的第一批集成電路樣品,就是處理器,所有人都激動(dòng)到無以自制。這 肯定不是自己設(shè)計(jì)的處理器,但能做出來,這就是極大的成功! “白總,這是什么處理器?是奔騰,還是486?”旁邊那位副主任,說話的聲音都在顫抖。“ 都不是!”白云天心情極好,逗趣地聳聳肩笑道。所 有人都露出失望的表情。 他們根本不敢奢望自制的光刻機(jī),能制造出最新款的奔騰2,能夠做出早期的奔騰處理器就已經(jīng)足以讓他們興奮不已。 若是不行,486也將就???/br> 是連486都做不出來,那這光刻機(jī)制造出來又有什么用。 “也好,飯總要一口一口地吃,沒關(guān)系,我們現(xiàn)在能做386也不錯(cuò)。現(xiàn)在我們有經(jīng)驗(yàn)了,以后我們慢慢改進(jìn),總能將光刻機(jī)的制造精度提上去,奔騰會(huì)有的,未來奔騰2也不是夢想……”一位副主任勉強(qiáng)笑著,安慰道。 白云天裝不下去了,歡暢地笑道:“我親自主持的項(xiàng)目,怎么可能造一臺(tái)只能制造386的光刻機(jī)!告訴你們,我們自制的光刻機(jī),最小線寬達(dá)到了0.31微米!用它造出來的這枚晶片,集成度是600萬,比英特爾最新款的奔騰pr還要高五十五萬晶體管!” “哇!” “不可能吧!” “我們自制的光刻機(jī),線寬竟然比英特爾的還要細(xì),這怎么可能?” 他的話經(jīng)由通話器,傳到實(shí)驗(yàn)室外,所有聽到的人都是一副震驚的表情,認(rèn)為他一定是說錯(cuò)了。習(xí) 慣了跟在人家背后亦步亦趨,他們已經(jīng)有了小小的自卑和不自信,完全不敢相信,中國人也能做出達(dá)到、甚至超過歐美的集成電路。 “等等,白總,您剛才說這枚處理器的集成度是600萬,那它肯定不是奔騰pr,那它是什么芯片?”有人發(fā)現(xiàn)了白云天話中的漏洞,立即叫了出來。其 他人一聽,也是迅速反應(yīng)過來。白 云天之前就說了,這是一枚處理器芯片,然后又說它的集成度為600萬,比奔騰pr還超出一籌。 可是奔騰pr就是最新款、最先進(jìn)的處理器了,哪還有什么集成度達(dá)到600萬之巨的處理器!他 一定是在開玩笑。 所有人臉上一松,可是心中,不知道怎么,又有些隱隱的遺憾。 如果是真的,那該多好啊……白 云天微笑著,目光透過護(hù)目罩,從眾人臉上一個(gè)個(gè)看過去,直到環(huán)視一圈,才放低音量,輕聲道“它當(dāng)然不是奔騰pr,它是我們自行設(shè)計(jì)的華芯一號……” 沒等他說完,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外已經(jīng)一片沸騰,所有人都漲紅了臉,拼命想要說什么。各 種聲音混雜,誰也聽不清對方在說什么。 可是沒人停嘴,他們用盡力氣,拼命撕扯著其他同僚的衣服、手臂,想要向白云天說什么。在 白云天身邊,一種主任、副主任身體晃動(dòng),看樣子想要支撐不住的樣子,可他們還是努力相互攙扶,顫聲向他詢問:“白總,真是我們自己設(shè)計(jì)的處理器?” “是!”白云天笑容一斂,嚴(yán)肅地回答道。 “這是真的?”“ 是真的!” “您沒騙我們,它真的是我們自己設(shè)計(jì)研發(fā)的第一款國產(chǎn)處理器?” “我沒騙你們!” 白云天表情從未有過的嚴(yán)肅,一點(diǎn)笑容都沒有。 在他身前,幾個(gè)曾在國內(nèi)研究所待了大半輩子的老研究員,忽然失聲痛哭起來。“ 終于,我終于看到了!” “這輩子,沒白活!”“ 夠了,夠了,現(xiàn)在就是讓我去死,也沒有遺憾了……”望 著一種痛哭流涕的老研究員,玻璃墻外面吵雜的研究員們漸漸安靜下來。在 他們的臉上,同樣是眼淚縱橫。