第246章 把整塊電路板裝進矽片裡
林晚秋聽完解釋，抬頭看了丈夫一眼。
她在心裡琢磨著對方去醫學系旁聽一學期的事情，這人平時連做菜和搭暖棚都要拿尺子量著干，把人體脊椎受力當成物理力學模型去聽課記筆記，確實是他能幹出來的事。
方子裡的醫學道理全部講的通，牽引重量和體操幅度都很穩妥，給母親使用肯定有好處。
林晚秋沒有再追問，低下頭拿過信紙開始給母親寫信，她怕老太太看不懂示意圖，又在信里把每天熱敷幾分鐘、體操做幾組詳細囑咐了一遍。
寫完信，她拉開抽屜拿出前兩天在王府井照相館拍的近照，又從放錢的鐵盒子裡數出五十塊錢，連著陳序年寫的那四頁理療筆記一塊兒塞進牛皮紙大信封里。
林晚秋拿漿糊把信封口封的嚴嚴實實，準備趕在郵局關門前連夜寄出去。
陳序年看著她拿著信封出門的背影，轉身走到書桌前拉開抽屜，拿出一本全新的工作筆記本。
五天婚假到今晚就徹底結束了，明天一早，他得去見方培生。
第二天清晨，研究所大院裡的起床號剛響過一遍，陳序年就已經洗漱完畢，他換上了那身藍布工裝，腳上穿著林晚秋在供銷社給他買的新布鞋。
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假期徹底結束了。
陳序年站在臉盆架前擦乾手上的水，從今天起，工作方式得改一改。
以前不管是搞第一顆原子彈，還是搞空投氫彈，因為時間卡的死，所里底子又薄，他只能什麼都自己上手，既當總設計師又當車間工長，連焊槍怎麼拿、矽管怎麼篩都得手把手盯。
但一個人一天就二十四個鐘頭，精力撐死了就那麼多。
中國這麼大，工業底子這麼薄，光靠他一個人拿手去搓，又能搓出幾個零件來。
現在孫耀祖、謝長風、劉大壯、方培生這幫人都已經歷練出來了，該讓他們自己挑擔子了，他得從具體的技術攻關里抽出身來，站到更高的位置上去給他們指方向、定標準、搭架子。
「晚秋，我先去二號樓了，早飯我在食堂吃。」
「去吧，中午別忘了準點去打飯，別一鑽進屋裡又忘了時間。」
陳序年推門走出家屬院，順著林蔭道往二號實驗樓走，走進二號樓二層的辦公室，勤務員已經把地拖過了，辦公桌上摞著這陣子積壓下來的各組進度簡報。
他剛坐下來端起茶缸喝了一口水，辦公室的門就被人敲響了，電子組的負責人方培生夾著個黑色資料夾，快步推門走了進來。
「陳工！我剛在樓下看見你窗戶開了，就知道你今天肯定來上班！正找你匯報好訊息呢！」
方培生三十出頭，戴著副厚底近視鏡，平時在實驗室里跟氫氟酸和矽片打交道，身上總帶著股酸味兒，今天卻精神頭十足，走路邁步都很快。
他走到辦公桌前，雙手把資料夾遞過來，陳序年接過資料夾開啟，裡頭是這半個月半導體車間矽電晶體的生產良率統計表和電效能抽檢曲線。
「陳工，你去馬蘭的這三個多月，再加上你休假的這陣子，我們組按照你走之前留下的那套氧化層水汽控制法和擴散爐溫區補償方案，把整條矽管生產線徹底改造了一遍。這是上個禮拜剛跑出來的最新資料，咱們的矽電晶體，全流程成品良率已經突破百分之四十五了！現在的月產量，完全可以支撐所里所有控制板的持續生產，再也不用像去年冬天那樣，為了湊三百隻管子熬的全組人掉頭髮了！」
方培生說完，雙手撐在辦公桌沿上，眼睛一眨不眨的盯著陳序年，等著對方的反應。
半年前他們篩空投引信用的耐低溫矽管時，一千兩百隻管子裡頭只能挑出三百一十隻，良率剛過百分之二十五，廢品堆了一牆角。
短短半年，良率衝破百分之四十五，放眼全國的電子管廠和研究所，這都是能去部里報喜的成績，方培生覺得陳序年怎麼著也該高興一下。
陳序年低頭看著報表上的曲線，表情沒什麼變化，平靜的用紅藍鉛筆在百分之四十五那個數字底下畫了一道橫線。
陳序年對這個數字並不意外，半導體工藝就是這樣，前期的擴散溫度、潔淨度和二氧化矽鈍化層一旦摸准了引數，突破了最難的那個關鍵瓶頸，後面的良率提升本來就會加速。
百分之四十五，說明方培生他們已經把分立矽管的工藝吃透了。
但他心裡清楚的很，鍺管和分立矽管都只是過渡階段的產品，積體電路才是真正的未來。
分立電晶體哪怕良率提到百分之九十，它依然是一顆顆獨立的管子，裝在機器里還是得靠焊工拿電烙鐵一根根焊引腳。
一台計算機用幾千隻管子，焊點就有幾萬個，只要有一個焊點虛焊，整台機器就得停擺，只有把電晶體、電阻、電容全做在一塊矽片上，搞出積體電路，才能從根子上解決這個問題。
方培生見陳序年看了半天報表也沒夸一句，臉上的笑容收了回去，試探著問了一句。
「陳工，百分之四十五的良率……是不是還不夠用？電子部那邊前兩天來人調研，聽說咱們矽管良率過了四成，當場就想跟咱們要工藝規程。怎麼到了你這兒，看著一點都不希奇？難道咱們接下來要造的大機器，連這個月產量都供不上？」
方培生心裡直犯嘀咕，他們全組二十幾號人天天泡在酸霧裡頭，好不容易把良率從兩成五死磕到四成五，滿心以為能讓陳序年吃一驚，結果人家連眉毛都沒動一下。
他甚至懷疑陳序年早就算準了今天能出這個數。
陳序年合上資料夾，抬起頭指了指對面的椅子。
「老方，坐下說。百分之四十五的良率很紮實，你們組這半年乾的非常漂亮，月底我跟周幹事說一聲，給你們半導體組全員報一次技術嘉獎。我之所以不意外，是因為你們上個月解決了石英管封口漏氣的問題後，雜質濃度降下來了，良率衝上四成是順理成章的事。」
方培生這才鬆了口氣，拉開椅子坐下，掏出兜里的手絹擦了擦眼鏡片。
「我就說嘛，嚇我一跳，我還以為哪兒的資料又出岔子了。那陳工，咱們接下來是不是趁熱打鐵，再加兩台擴散爐，把矽管的月產量再翻一倍？」
「不加擴散爐，分立矽管的生產線就維持現在的規模，交給手底下的熟練工去日常運轉就行。」
陳序年從桌角拿起一支粉筆，走到辦公室牆邊的小黑板前。
方培生愣了一下，重新戴上眼鏡轉過身看著黑板。
不擴產分立矽管，現在全所上下、甚至外頭的兄弟單位都在搶矽管用，放著現成的熟手工藝不擴產，那他們半導體組接下來幹什麼。
陳序年在黑板上寫下了三個詞，分立器件、平面工藝、積體電路。
「老方，你算過沒有，咱們機房裡那台十六位電晶體計算機，一共用了多少個焊點？」
「算過啊，光運算器和控制器就有四萬多個手工焊點，當初我們組跟計算所的人拿電烙鐵焊了整整半個月，手腕子都腫了。」
「如果將來我們要把一台同樣算力的計算機，裝進直徑只有一米、甚至半米的飛彈頭錐或者天上的衛星里，還要讓它在幾十個G的震動下不脫焊，靠人工拿烙鐵去焊幾萬個分立矽管，能行得通嗎？」
方培生張了張嘴，一時說不出話。
火箭發射時的震動有多劇烈他聽說過，幾萬個手工焊點上天，隨便震松一個，整顆飛彈或者衛星的電子系統就全完了，更別提幾千隻帶金屬外殼的分立矽管加在一塊兒，光重量和體積就沒法往彈頭裡塞。
這道理他不是不懂，只是從來沒往這個方向想過。
「可是陳工，不用分立矽管，那用啥？難不成還能把管子變沒了？」
「把管子外頭的金屬殼子、引腳和焊錫全扔掉。」
陳序年用粉筆在黑板上畫了一個長方形代表矽片，在裡頭畫了幾個小方框，再用線條把它們連起來。
「既然我們已經掌握了在矽片表面生長二氧化矽絕緣層、再透過光刻開窗進行區域性摻雜的工藝，那為什麼我們切矽片的時候，非要把每一個電晶體都切開、單獨封裝進金屬殼子裡呢？如果我們在同一塊矽片上，同時做出十幾個電晶體、幾個電阻，然後直接在二氧化矽表面蒸鍍一層薄薄的鋁膜，把它們腐蝕成導線連起來，最後把這一整塊矽片封進一個殼子裡，這樣一個元件，不就頂得上以前的一整塊電路板了嗎？」
方培生坐在椅子上，整個人定住了，他直勾勾的看著黑板上那個簡單的示意圖。
把一整塊電路板直接縮排一小片矽晶圓裡頭，不用電烙鐵，不用銅導線，直接用蒸鍍鋁膜當電線。
方培生是搞半導體器件的，陳序年只用這三言兩語一點撥，他瞬間就想通了裡頭的物理邏輯。
矽片本來就是一起做擴散的，以前是做完擴散拿刀切成幾百個小粒，現在不切了，直接在上面連線，這麼一來體積能縮小几百倍，焊點直接減少了九成以上，可靠性更是能成倍往上漲。
可這想法太嚇人了，現在國內絕大多數工廠還在搞鍺合金管，連矽平面管都沒摸著門道，陳序年居然已經想著把整塊電路板做進指甲蓋大小的矽片裡了。
方培生咽了口唾沫，這人的腦子到底是怎麼長的，怎麼總是能比所有人都往前提早看十年。
方培生喉結滾動了一下，猛的從椅子上站起來，兩步跨到黑板前指著上面的線條，聲音都變了調。
「陳工！這……這叫積體電路？這法子在原理上完全通啊！咱們現有的氧化、擴散、蒸鍍裝置全能用上！只要……只要能把光刻的圖形畫的足夠細！」
「對，你一下子就抓到命門了。」
陳序年把粉筆頭扔回盒子裡，拍掉手上的白灰走回辦公桌後坐下，翻開自己今天剛啟用的那本新筆記本。
「分立矽管只是我們練手的過渡產品，積體電路才是我們真正要啃的硬骨頭。我今天找你來，就是要給你交個底，把你們半導體組下一階段的路線圖定下來。我把它分成了三個階段。」
陳序年拿起鋼筆，在筆記本上寫下第一行字。
「第一階段，徹底吃透平面工藝與隔離技術。以前做分立管，整塊矽片底下都是連通的。現在同一塊矽片上要做十幾個管子，管子和管子之間如果不絕緣隔離，電流就會亂竄。你們得先攻克PN接面隔離工藝，做到同一塊矽片上的元件互不干擾。」
方培生趕緊從兜里掏出隨身帶的小本子和原子筆，彎著腰趴在辦公桌邊飛快的記。
方培生一邊記一邊在腦子裡過工藝流程，PN接面隔離他在文獻上讀到過，原理並不複雜，但實際操作中怎麼控制反偏漏電流，怎麼保證隔離槽的深度均勻，這些都是得靠實驗一輪一輪去試的。
「第二階段，小規模積體電路試製。不貪大求全，先在矽片上把十個到二十個電晶體和電阻整合在一起，做出最基礎的數字邏輯閘電路，比如一個完整的與非門晶片。只要有了與非門，梁啟明他們就能用這一種晶片拼出整台計算機的邏輯單元。」
方培生筆尖飛快的動著，在與非門三個字上重重的畫了個圈。
他跟梁啟明打過交道，知道計算機那邊最缺的就是標準化的邏輯單元，要是真能用一種晶片通吃所有邏輯功能，那整個計算機的設計思路都得跟著變。
「第三階段，光刻精度提升。要想在一塊小矽片上塞進更多的管子，而且保證成品率，你們現在用的二十微米線寬的接觸式光刻肯定不夠看。必須把光刻線條的精度，從現在的二十微米，一步步往十五微米、十微米推進。」
陳序年寫完這三個階段，停下筆抬頭看向方培生。
「老方，以前搞矽管，是我寫出具體配比和溫控引數，你們照著試。但從今天這個積體電路專案開始，我不給你們寫現成的工藝引數單了。路線圖和三個階段的目標我已經給你畫出來了，每一階段怎麼設計實驗、怎麼調隔離層厚度、怎麼改光刻膠配方，全由你帶著半導體組自己去闖。遇到實在邁不過去的坎，再來找我討論。」