“我是北都大学经济学大一的学生,我叫许国,今天来主要是想向黄坤教授请教一下关于半导体方面的问题。”
“这样啊,快请进。”
说罢袁音韵便把门大打开,侧身让许国进了屋。
“阿坤,有学生找你。”
听见妻子说有学生找自己,黄坤马上就从书房出来,出来后才发现眼前这个学生并不是自己教的学生。
没等黄坤询问,许国先双手递过准备的伴手礼后才说道。
“黄教授,今天冒昧来访还请见谅,主要是我最近写的一片科学幻想文章有一些关于半导体方面的问题需要请教专业人士。
经我多方打听,得知黄教授您刚从国外回来,对于国外的先进技术和未来的发展方向相比看的更清楚,所以我今天特地上门请教。”
搞清楚对方来意后,黄坤将其安坐后才问道。
“你一个经济学专业的大一学生写科学幻想文章,听起来还真有点意思,不知道是哪方面的问题,你不妨说说。”
听到对方让自己说说,许国就感到有点头大,想了一下后,还是觉得把文章拿给对方直接看比较合适。
“黄教授你让我说一时也不知道怎么说好,还好我的这篇科学幻想文章本身并不长,要不麻烦你帮我直接看看。”
说着许国从随身带的包里取出了自己写的那篇文章递了过去。
对面的黄坤看见他递过来的文章,总共也就10来页的样子。于是笑笑也就没有说什么,直接接到手便开始看了起来。
因为是要审阅里面关于半导体方面的内容,黄坤看得很快,一会儿便看完了。
“你这里面的想法很不错,但是有一个非常重要的问题就是……”
第099章:全新的制造方案
听到但是二字许国就知道问题出在哪里,果不其然黄坤后面说道。
“但是有一个非常重要的问题就是你既然知道半导体晶体管,那么也应该推论出用印刷的方式来印刷半导体晶体是有困难的。
比如说如何确保晶体固定在底座,如何确定晶体之间的连接,如何确定印刷过程中晶体的朝向,这些都是问题。
所以在这一步就出现了大问题,使得你这个科学幻想文章里的电子计算机在相当长的时间里是个幻想。”
黄坤指出根本性问题后,想了想还是说了句宽慰的话。
“其实对于你们学文科的而言,你这个文章已经算是可以的了。比如说文章中的电路部分的设想就没有问题,现在部分电器已经在采用多层印刷电路,他们的原理是完全一样的。”
听完黄坤教授所出指出来的问题,李国有意表现得如同被抽去唯一的支柱一般。
“黄教授你让我想想,肖克利先生发表的论述半导体器件原理的著作我读过,就是那篇《半导体中的电子和空穴》。
根据里面的原理我设想将半导体分成最基本的成分分开印刷应该不存在朝向问题,只有在它们构成PN结后才会存在。
所以我觉得你前面提出的如何确保晶体固定在底座,如何确定晶体之间的连接才是真正的问题。不知我这样说是否正确?”
许国说出上面的理由是好像在抓住最后的一根稻草。
看到眼前这个学生因为绝妙主意被否决表现的心有不甘,黄坤并没有瞧不起的意识,毕竟谁没有年轻过,曾经的天才主意又有多少过一段时间后看来愚蠢至极。
“确实是那样的。”
许国觉得有必要酝酿一下,于是他说。
“黄教授,我觉得应该有办法解决刚才你提出来的那两个问题的,请容我想想!”
黄坤看到许国犹如在做最后的挣扎,倒也不以为意,任由他在哪儿思考,毕竟谁没有年轻过。
过了一会儿,许国觉得也没必要装太久,毕竟天才的火花有就是有,没有就是没有。
“黄教授,我觉得我想出来好办法了。”
黄坤听到后没有接话,只是笑笑,静待他的后续说法。
“既然晶体的固定和连接是最主要的问题,那么我们就想办法消除固定和连接的需求!在生产环节就让其是一个整体!”
此时许国的脸上露出我是天才,快来夸我的表情。
黄坤没接话,仍然静静听着。
见到对方不配合,许国也不以为意,他接着说道。
“在我的设想中硅的取得最容易,沙子里面就可以提取出来硅,纯净的硅单晶不导电,硅会因为掺杂有其它物质发生导电性质变化。
既然这样的话,我们完全可以用单晶硅的切片作为大规模晶体管集成电路的基底,直接在上面通过类似印刷的手段向其掺杂不同的元素来构成P型掺杂和N型掺杂。
从元素周期表上看,硼最适合用做P型掺杂,载流子为空穴,磷最适合用作为N型掺杂,载流子为电子。
只要我们找到合适的掺杂办法就可以在单晶硅片上我们设想的位子印刷上P型掺杂和N型掺杂,至于方法当然和印刷电路类似。
先在单晶硅的表面覆盖一层保护膜,接着在保护膜上刻出需要掺杂的位置,然后进行掺杂。
在第一次掺杂后,只需要清除掉保护膜我们就可以用同样的方法进行第二次掺杂,经过两次掺杂后单晶硅片上就有了PN和PNP两种结构。
因为这些结构都在一块完整的单晶硅上改造来的,当然不会存在固定和连接的需求。”
刚开始的时候黄坤还不觉得有什么,但当他听完许国后面所说的后觉得还真有实现的可能。这事情啊,就经不住细想。细想之下,黄坤越想越激动。因为他在里面看到了一种全新的可能性。
许国后面提的这个设想相对于他在纸面上写的那个,在可操作性上完全不在一个层次,虽然目前仍有难点,但这些难点在技术上都是可以克服的,无非是多实验其次罢了。
掺杂的方式无非两种,要不高温(热)扩散,要不就离子注入,总之逃不过这两个方向。
许国见他神情激动却不回应自己,就知道他应该明白自己后面说的这个方案具有技术可行性,当然真要实现必要的实验还是不可缺少的。
“黄教授,你觉得这个方案可行吗?”
黄坤没有回应,仍然陷入思索。
“黄教授,你觉得这个方案可行吗?”
许国等了一会儿,再次问道。
这次黄坤总算是反应了过来,回应了许国。
“可行,怎么不可行,你这个方案真是天才的设想,我再好好整理一下,你这个方案都完全可以拿去上面申请立项了。”
许国见到对方打算如此做,就明白对方已经完全认可了自己提供的思路,当即问道。
“黄教授您认为这个设想已经可以用了申请立项?”
“当然可以,技术路线既然已经完全明确了,所缺的无非就是实验用的资金和设备,这样的条件不立项还等什么。
再说如果能够尽快的搞出来你所设想的大规模晶体管集成电路,那么你所设想的电子计算机距离生产出来的时间就不久了。
哦,对啦,这回申请的时候我一定要把你的名字也带上,要不是有你这么好的想法,等我们想到这点的时候就不知道要等多久了。”
此时的黄坤激动得拿着许国的手稿手舞足蹈,完全不像是个教授的模样。
看见对方如此激动,许国提醒道。
“黄教授,既然这个方案已经成熟到可以申请立项的地步,那么有没有必要先暂行保密,毕竟没有意外的话,这个方案只要完成就可以用来大量制造电子计算机。
有了电子计算机的辅助,在研发新产品或研究新理论时速度必然可以加快很多。”
许国这样提醒的时候心里其实是有矛盾的,因为一旦列入了保密范围,自己作为知情人必将受到影响。
第100章:备用发展计划
“保密?的确是有必要进行保密,在申报立项的时候我会特别提一下的。”
黄坤刚从国外回来,对于国内的事情并不太清楚,但是在国外很多项目也是有保密需求的,因此没有感到有什么奇怪的,马上就答应下来。
“黄教授,如果上面没有答应立项也没关系,这个事情咱们可以一步步的走。其实现在只要能够做出来硅晶体管,也是有一定市场的。
我知道有一家收音机厂,现在使用的是电子管,我可以去找这家厂的老板说一下,如果实验所需花费不多,他家应该可以投点钱先研究硅晶体管。”
许国想了一下后还是把娄昌顺的收音机厂给推出来,他也没乱说,发条式收音机厂还真需要硅晶体管。
到时只要自己把硅晶体管推测的性能给娄昌顺一说,想来他应该会有投资的欲望,毕竟使用硅晶体管代替电子管可以大幅度降低功耗,进而可以提高发条式收音机收音时间,当然还可以缩小发条式收音机的大小。
并且就算国内的晶体管一时半会造不出来,许国也会劝娄昌顺从牙美利尖进口晶体管来制造新型号的发条式收音机。
“一定可以立项的,一定可以,这种可以划时代的项目怎么可能通不过立项。
许国同学,我现在就得去查找资料,把完善该有的数据,我就不信做好了准备,这样好的项目还能通不过。”
说完黄坤便冲进书房,拿出平日里装资料和笔记的背包就往图书馆资料室跑,都没来得及与许国道别。
看见黄教授急急忙忙地跑了,许国也提出告辞。
袁音韵很不好意思地对这个初次来自己家的学生说。
“真是失礼了,我家那位就是这样,只要工作上有重大事情的时候就不管不顾。”
“没事的,黄教授这样也是为了工作,我知道今天我们谈的那个可能给华夏带来的改变,所以我很理解他的举动。”
说完许国也就告辞了。
告别之后许国心中算是又完成了一件计划之中的事,他不知道能不能就此改变国内在半导体工业上的技术路线,但他知道自己起码做了尝试。
如果自己这样尝试了,国内的半导体产业都还要从锗晶体管的技术路线走他也就真没办法了。毕竟工业基础这种问题他这个局外人是不知道的。
再说他一个非专业人士哪里知道技术路线选择之间是具体如何平衡的,他所知道的只是后世从网上得到的信息,要不是他穿越前曾经专门找过科普文章,他怎么可能知道芯片的大致制造流程。
以现在国内的运营模式,不管芯片产业发展成与不成,只要自己没有参与投资研发,大概很难介入后续的产业链条中。
不过他也不后悔,因为许国清楚自己现在的香江身份虽然在与国内合作的过程中会受到一定限制,但是也有自身的优势。
现在的这个时间点,牙美利尖的仙童公司都还没有开始创建,如果许国没有记错曾经看过的半导体编年史中的内容的话,这家公司要到1957年才会创建。
至于这家公司的创始说起来还要提到“本世纪最伟大发明”的“晶体管之父”的肖克利(W.Shockley)博士。
这位“晶体管之父”在离开原告工作的贝尔实验室后,返回了他的家乡圣克拉拉县,创建“肖克利半导体实验室”。
当时全牙美利尖的电子界、计算机界的科学家都关注着他的举动,听闻他建立成自己的实验室后,因仰慕“晶体管之父”的大名,求职信像雪片般飞到肖克利办公桌上。
1956年的时候,八位年轻的科学家从牙美利尖东部陆续到达硅谷,加盟肖克利实验室。他们是:罗伯特诺伊斯(N.Noyce)、戈登摩尔(GordonMoore)、布兰克(***lank)、克莱尔(E.Kliner)、赫尔尼(J.Hoerni)、拉斯特(J.Last)、罗伯茨(S.Roberts)和格里尼克(V.Grinich)。
这八位年轻的科学家就是后来出走的八叛逆。
当时这几位的年龄都在30岁以下,完全称得上是风华正茂,学有所成,他们的创造能力也正自在人生的巅峰。
可惜,肖克利虽然是个天才的科学家,却缺乏经营能力,他对于管理根本就是一窍不通。
特曼曾评论说:“肖克利在才华横溢的年轻人眼里是非常有吸引力的人物,但他们又很难跟他共事。”一年之中,实验室没有研制出任何象样的产品。
因为这个原因“八叛逆”找到了一家地处牙美利尖新约克市的一家摄影器材公司来支持他们创业,这家公司名称为Fairchild,音译“费尔柴尔德”,但通常意译为“仙童”。
当“八叛逆”向仙童寻求合作的时候,最初实际上仅仅获得了3600美元的种子基金,并且还被要求开发和生产商业半导体器件,并享有两年的购买特权。
在拿到种子基金后,“八叛逆”创办的企业被正式命名为仙童半导体公司,“仙童”之首就是“八叛逆”中的诺依斯。
许国认为只要自己介入及时,当然还得用公司套公司的方式披上一层皮,应该有机会拿下仙童公司的,当然拿下后肯定不会再叫仙童了。
就算拿不下仙童公司,许国也认为他可以阻断仙童公司的快速发展,因为仙童的起家正是双扩散基型晶体管,这种方案许国实际上已经提示给黄坤了,如果国内这边能够顺利进行的话,完全有可能抢先研究出来。
至于原因吗,当然是因为提前了5年时间就开始搞这个方案,半导体工业的前期发展所需要的资金和设备要求其实是很低的。
当然这种低是与后世相比,毕竟在前期搞半导体工业完全不需要什么洁净室之类的,也没有工艺制程之说。
当然如果硬要说的话也可以,最早的双扩散基型晶体管的制程完全可以用毫米级别来计量,是不是听起来都没有高科技的感觉了。
在这个制程精度下,对于生产环节洁净度的要求当然就低,所以有一部分早期的芯片制造工厂实际上是用普通厂房改造成的。