穿越亮剑搞军工 第208节

  为了进一步提升品牌知名度和市场占有率,东大汽车还计划不断参加欧陆的其他几个著名展会。这些展会不仅是展示新产品和技术的重要平台,更是与潜在客户和合作伙伴创建联系、拓展市场的绝佳机会。

  从现在开始,东大汽车正式展开了其出海之旅。(本章完)

第418章 初代光刻机突破

  汽车行业眼瞅著要起步了。接下来的事情也急不来,需要时间慢慢酵,加上整个产品的进一步打磨,任重对于这些细节就不再关心了。

  任重将视角转向了通讯的发展上面。

  对于东大来说,电话老式的大型纵横制自动电话交换机早已经突破,依靠自己生产的这种老式交换机目前在国内创建起来了第一张城市网,只不过由于这个纵横制交换机天生的技术弱点和专利的限制,使得这种交换机注定没法走出国门。

  所以在任重的计划中,并没有怎么发展这个技术,只是在为地级上建设好一个政府机构和工厂的简要通话网后,就停止了这种老式的交换机研发。

  按照任重给通讯研究中心的任务,主要是研发亮剑世界下一代程控交换机,重新走新的技术路线。

  而这条技术路线也是主世界中经过了验证的通讯技术发展方向。

  虽然说现在发展程控交换机还有一些勉强,但是东大在任重的催生下面,其实IT基础技术积累已经超过了主世界60年代的水平,借助电晶体和集成电路方面的技术优势,从现在的技术基础上,完全具备了开发程控交换机的基础能力。

  对于接下来通讯技术的发展,任重也没有跳过时代发展的计划,他不懂这些方面的东西,所以完全照抄了主世界的通讯行业发展的步骤。

  第一波就是重新在亮剑世界把贝尔No.1 ESS系统搞出来。

  这可是主世界历史上第一个商用的程控交换机系统。

  对于这个系统的一些技术资料早就解密了,任重花了一些钱将详细的电路图和程序控制主要程序拿到手,然后把这些东西带入到了亮剑世界。

  虽然说亮剑世界现在通讯研究中心团队的技术积累比起主世界贝尔实验的工程师们要差些。

  但是任重带入亮剑世界的不仅仅是这个系统的设计,另外还把主世界通讯原理这样一些基础知识、原理概要说明等教科书也带入亮剑世界,让通讯研究中心搞研发的工程师们一个个都有自学成才的机会。

  摸著主世界通讯行业发展的石头走下去,这样的路子自然不会走错,不过考虑到整个行业发展的积累不仅仅是抄袭设计,更重要的是在原理等层面也有理论学习提升的机会,确保打造出来一支真正懂原理,知道核心技术点,同时也可以在接下来自动可以进行衍生产品研发的合格人才队伍,所以现在需要做的事情是一点不少。

  从原理开始学习,然后认真学习和转化任重提供的设计资料,把技术资料中内置的原理和技术点全部吃透!

  正因为有了这么多的事情需要解决,所以在进展方面,相对来说比较缓慢一些,通讯研究中心其实在上一个五年计划中就解决了纵横制交换机的设计和生产工艺,对于电话交换机的基础知识已经积累了不少。

  这样他们转向程控交换机的研发后,吸取了不少从纵横制交换机设计和生产中获得的各种基础电子元器件知识,现在要把这些功能变成集成电路来替代,对于已经突破了不少集成电路的设计和生产难题的电子研究中心来说,接下来这样的研发新需求自然问题不算太大。

  现在逐渐专业化分工的电子研究中心、通讯研究中心、计算机研究中心这三大相关性很强的研究机构,他们之间有著自己独立的研究课题,同时也在不断进行融合,共同在推进著未来IT行业最核心的研究。

  有任重开挂支持,电晶体技术的发展方面东大就先走了一步,打造出来亮剑世界的第一台电晶体计算机,并且在电晶体的发展道路上越走越快,使得电晶体技术的发展起码领先亮剑世界五年以上。

  但是这才刚刚是东大IT技术领先的第一步。

  接下来集成电路方面,东大也是率先突破完成集成电路设计和生产工艺,进一步把IT产业的领先优势扩大,早亮剑世界众多竞争对手继续提前几年就实现了集成电路的量产和大规模的应用。

  并且为众多的专有功能集成电路申请了不少的专利。

  早期集成电路的功能比较单一,生产工艺也相对简单,通常就是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单芯片上同时制造电晶体、二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成半导体单片集成电路。

  东大用了将近5年的时间走完了这个工艺的发展历程,到了55年的时候,开始搞NMOS和PMOS对称互补器件组成的CMOS电路,发展出来主世界都耳熟能详的CMOS技术工艺。

  但技术发展到了这个阶段,任重就为亮剑世界引入了更加先进的下一代集成电路的生产技术,引入了具备里程碑意义的8080芯片!

  到了8080阶段,这些新的集成电路已经同任重熟悉的电脑芯片非常接近了。

  为了减少整个技术叠代的时间,任重同样在主世界找到相关专业技术人员,将8080全套的生产工艺和设备进行了梳理。

  把生产8080芯片涉及多个关键步骤和设备,包括晶圆制造、掩膜制作、半导体制造、封装和测试等的资料搞得明明白白,进货到亮剑世界进行二次实现,包括把这些设备重新研制出来。

  这可不是一件简单的事情,哪怕是在前面已经研究了大批量集成电路生产设备的基础上,需要为8080生产研究的设备还是非常的艰难。

  首当其冲的就是高纯度晶圆制造。

  这个过程包括拉晶、晶圆切片、晶圆研磨、侵蚀、硅片抛光、清洗以及芯片外延加工,涉及高纯度的材料和严格的温度控制,以确保晶圆的质量和纯度。

  而掩膜制作就是通过光刻技术,利用紫外光对感光材料进行曝光,然后通过化学腐蚀或沉积的方式在芯片表面形成所需的电路图案,这一步骤是确保芯片设计的准确性和可靠性的关键,在芯片制造过程中,这一关就是最核心的所谓光刻环节。

  这个制造过程中间涉及沉积、腐蚀、清洗等多个工艺步骤技术难度都不小,特别是离子注入,这个步骤是改变硅片的导电性质,形成电晶体等电子元件的关键步骤,这一过程需要精确控制各种化学物质的浓度和温度,以确保芯片的性能和稳定性。

  涉及的工艺设计和实现是芯片制造过程中最难的步骤,没有之一。

  而早期的生产设备没有那么完善,所以主世界60年代的芯片生产,更多是要靠人工手搓!

  当初的手搓芯片并不是开玩笑,那些初代芯片工程师们,首先在方格纸上,用彩色铅笔绘制好集成电路版图,再用精细的刀片,在光掩模母版(Rubylith Mask)上,徒手把电晶体和电路连接,一点点刻出来,最后把模板图形,用相机缩小50-100倍,才能获得一张用来做光刻的光掩模,而和这种手工掩膜相匹配的原始光刻机,就是接触式光刻机,所以第一代光刻机只是一个人工手搓芯片的辅助工具。

  更多的是靠工程师的技术水平。

  这种接触式光刻机只会简单粗暴地把光掩膜盖在硅片上,掩膜与光刻胶涂层直接接触,再打光照射,完成曝光,然而这种光照方式的失败率和成本都很高,因为胶体本身及其黏附的浮尘微粒,不仅影响光刻效果,还会对光掩膜造成污染和破环,并且伤害效果会随著光刻次数累积,这不仅使每次光刻的良率低下,往往刻10枚芯片,只有1枚能用,同时也严重损耗光掩膜的寿命,导致一张掩膜,最多只能用个十几次,这样一来,制造芯片的成本非常高。

  早期芯片低质高价就是这样出现的。

  不过这种方式在最初是解决了有无的问题,有了这样的技术,才能把功能更加强大的芯片制作出来。

  要解决这个问题理论上也不难,直观来说,把光掩膜抬起来一点,不让它与光刻胶接触就行。

  早期工程师们也是这么想的。于是他们在接触式光刻机的基础上,加了一个水平和垂直方向上可移动的平台,以及一个用来测量光掩膜和硅片间距与套刻(Overlay)的显微镜,让光刻时两者尽量靠近,但又不直接接触,这就是渐进式光刻机。它避免了光刻胶玷污光掩膜,但却带来一个新的问题:那就是由于光的衍射效应,光刻机的精度下降了。

  宏观上我们认为,光是沿直线传播的,但微观上并不是这样,光具有波动性,在通过小孔窄缝或遇到细微障碍物时,会产生衍射,或者叫绕射,偏离原本的直线传播,照到不应该照到的地方,光源波长,相比窄缝越大,衍射现象越严重,这就像你举著刀,想在硅片上劈一条100纳米宽的口子,结果发现刀刃就有400纳米宽,只能用来劈瓜。

  在渐进式光刻中,光刻精度除了受限于波长之外,还取决于光掩膜到硅片之间的距离,间距越大,硅片上的投影与掩膜上图形的误差就越大。把光掩膜举起来,光刻精度就不够;把光掩膜放下去,光刻成本又太高,这个徘徊于接触和渐进式光刻机的时期,就是半导体史上的遮蔽式光刻年代。而这两种古早的光刻机,统称为Mask Aligner,它们所使用的1:1光掩膜,就是一个遮光板,光刻机只用把光影照在硅片上,构造简单,不需要任何复杂的光学系统。

  接触式光刻机

  这种接触式光刻机,虽然说也可以用来生产出芯片,早期的SRAM存储芯片,以及古早时期第一枚商用CPU,都是用这种设备来生产的,但在当时却没有什么人能买得起,原因就在于接触式光刻的生产良率太低,对光掩膜的损耗太大,导致芯片价格过于昂贵,只能用于科研和军工这种不计成本的场景。

  显然,如果光刻技术只是这样,那芯片的普及就是一句空话,所以IT行业的科学家们没有停止脚步。

  他们希望能做出一种精度高,又不用把光掩膜压在光刻胶上的光刻机。

  这就是现代光刻技术真正的起点,到了这一步,光刻机正式从接触渐进式,踏入了投影式时代,实现了现代光刻机初号机的构造。

  新的改变并不复杂,主世界新一代光刻机Micralign采用反射型的投影方式,利用两片同轴的球面反射镜,把光掩膜上的图形,经过三次反射,投射在硅片上,这种对称的光路设计,可以消除球面镜产生的大部分像差,让光刻图形达到理想的分辨率,

  这样,通过最新型号投影式光刻机Micralign的诞生,让芯片生产的良率从接触式光刻的约10%,一夜之间翻了7倍,飙到了70%,这一次光刻技术的飞跃,导致了芯片价格的暴跌,主世界历史上曾经摩托罗拉有一款叫6800微处理器,采用接触式光刻机来生产,每颗芯片的单价295美金;

  而第二年8名工程师从摩托罗拉跑路到了MOS科技,他们拿著6800的设计电路图简单改吧改吧,直接用刚刚诞生的投影式光刻机做出的一款同6800高度相似的MOS6502。生产出来同架构的芯片不但性能更强,而且价格一下子降低了很多,只卖白菜价25美金!

  一下子把价格打下来了90%以上,价格堪称打骨折!

  技术的进步威力可见一斑。

  这个过程,任重拿出来让电子技术研究中心的研发工程师从头到尾都走一遍,同主世界不同的是,这一切都是有路径可行,所以极大缩减了整个工艺流程成熟的时间,将第一代光刻机更快拿出来。

  至于封装和测试,这是芯片制造的最后一步,算是其中技术难度较低的一步,主要是要将芯片连接到外部引脚,并封装在保护性的外壳中,以便与其他电子设备连接和安装。

  芯片测试由于比较复杂,所以单独变成了一个独立的阶段,这个阶段主要是对芯片进行功能、性能和可靠性等方面的全面检测,确保其符合设计要求。

  在早期是同芯片生产交织在一起,后期则变成了一个独立的步骤,从而将芯片制造的专业性分工变得更细,效率更高。

  但是在亮剑世界发展芯片初期阶段自然不能分离出去,而是将封装测试的工艺设备进行研究完善后,专门成立封装车间和测试车间来做芯片制造的最后一个环节。

  经过几年的发展,这些步骤的工艺设计和设备终于配齐了。

  而生产的第一款真正的CPU就是任重从主世界“拿来主义”的8080!(本章完)

第419章 从8080开始的IT元年

  亮剑世界的1955年,是一个后世称为科技狂潮的元年。

  在这一年,东大先后干成了两件大事情。

  第一件事自然是年初的核潜艇全球航行,直接引爆了真正的核时代。

  另外一件则是10月的8080芯片问世,这被认为是IT大爆发元年。

  微电脑8080 CPU

  在这个芯片问世后,IT行业才开始真正流行CPU这样的专业名词,而这款性能在当时媲美一个大型电晶体计算机的小小芯片,和配套它生产出来的第一款DRAM产品4KB的第一代DRAM,成为了第一代程控交换机的大脑!

  一块集成了8080和32KB DRAM的控制板卡,经过亮剑世界工程师们几个月的努力后,终于变成了第一代千门程控交换机的核心,代号G1000的全新一代程控交换机经过实地测试,完全实现了电话交换机的功能。

  虽然说这个时代的纵横制交换机早就实现了1000门的容量,最大的甚至实现了10000门容量,从现阶段来说,好像同程控交换机区别不大。但是程控交换机的机架数仅为纵横制的1/10,而且每个机架的重量减轻一半多,非常有利于安装和维护,它以预先编好的程序来控制交换机的接续动作,优点非常明显:接续速度快、功能多、效率高、声音清晰、质量可靠,其容量可大至万门。

  这些优点综合起来一个最大的优势就是把交换机的成本打下去很多!纵横制交换机建设的电话系统,进口设备的价格差不多要1000美刀一门,也就是说开通一个用户仅仅是交换机这里的成本就要高达1000美刀,加上线路和其他设备的摊销,之前建设的电话系统普通用户安装一门电话起码要5000元!

  任重主持东大方面自己研发了纵横制交换机,把装机的价格打下去了三分之二,到民众手里的时候,仍然还要高达2000元的初装费。

  这样的价格对于普遍还是在几十元、一百多元工资的民众中间,电话显然是非常昂贵的奢侈品。

  现在突破了新技术后,理论上实现万门程控交换机增加的成本同千门程控交换机并不是倍数关系,而是一个弱线性的关系,如果产量上去实现千万线规模,经过摊销后的人均装机费用短期内降低到千元以内没有问题。

  等于是一下子把电话的门坎又降低了一半!

  这样的科技进步会加速每户装机的成本降低,面对国外主流的每线交换机还要500,600美刀装机成本,我们的基本降低到了他们的一半成本线以下。

  最重要的是,相比纵横制毫无底层技术的知识产权来说,现在的这一套程控交换机核心技术部分基本上都是我们自己的专利!

  同时在CPU的生产制造上,我们也积累了大批制造设备的专利和CPU设计的专利,坦白说CPU底层架构和指令方面,已经都注册了相应的专利,不仅仅是X86,在RISC方面的CPU底层设计,通过以6800芯片为代表现在都申请了绝大部分基础专利。

  把复杂指令集和精简指令集两大CPU体系一网打尽!

  这样在完成了知识产权布局和产业化布局后,新的电话交换机领域以及更广大的IT领域就会变成我们的天下了。

  京城。

  四海电脑公司的技术总监王建安异常兴奋。

  “王总监,什么事情这么高兴?”旁边有公司员工看著王建安这副样子,有些好奇的问道。

  “今天是我们公司,乃至我们东大电脑发展史上的一个新里程碑。”王建安倒是没有吊大家胃口,直接开口说道,“刚刚召开我们京城十八家电脑公司开会,黎明研究院的任院长亲自宣布,我们的第一代微型计算机CPU 8080芯片正式问世了,接下来我们京城十八家电脑公司都会收到来自黎明研究院电脑研究中心的微型计算机参考设计,未来我们将会全面从电晶体计算机转向新集成电路CPU为主的新型计算机。”

  “由于大部分功能实现了芯片化,未来的电脑设计即将变得非常的小巧,就像一个随身手提箱大小的体积,就能容纳下一部运算速度达到30万次左右的电脑。”

  “而且这种电脑比之前的电晶体电脑还要便宜,这就意味著,从现在开始,我们将会进入电脑的一个全新时代!”

  王建安三言两语把事情简单说了一下。

  这是8080问世后,任重开始亲自推广8080使用的第一次会议,接下来电脑研究中心的工程师将会到更多的城市去推广开会,从电晶体计算机问世以来,考虑到各个地方不同行业对电脑需求的定制化需要,全国基本上每个省区都设立了十几以上的电脑公司,一方面便于充分的市场竞争和市场良性发展。

  另外一方面,任重也在培育整个市场的从业人员规模。

  虽然说电晶体计算机硬件方面同后面的集成电路CPU为主的新型计算机差别巨大,但是在操作系统方面和程序语言方面,任重还是尽力按照后面发展的趋势,引导著电脑行业软硬件朝未来主流方向发展。

  比如高级程序语言把FORTRAN、COBOL、Pascal、C语言先引入,在底层仍然是汇编语言。

  这些技术在任重引入主世界主流电脑到第五区国产中也一样在使用,只不过电晶体计算机是公开使用,而后者是秘密使用完全不公开。

  “王总监,什么是微型计算机?”有一个同事好奇问道。

  “这是一个新概念,你们不知道很正常,按照任院长说法,未来我们的计算机会变得小巧、高度集成、成本便宜和功能强大,同样功能的微型计算机同电晶体计算机比,占用的空间体积可能只有电晶体计算机的十几分之一,简而言之,如果说电晶体计算机要像钢琴一般大小,微型计算机顶多就像一个抽屉就差不多了,而且输入输出和显示也会连接起来,最终方便到普通老百姓也可以使用的程度。”

  王建安说起这些还有些神往,实际上任重描绘的微型计算机使用场景比这个更加科幻,未来几乎每个家庭都有一台甚至几台电脑,人们的工作和娱乐都通过电脑来实现。

  电脑可以办公,可以做科研,也可以娱乐看电影.

  任重说的很多东西,王建安都觉得过于科幻无法想像,现在更加不宜对同事们宣扬。

  “嘶,这怎么可能?”同事倒吸一口凉气,“电脑这么复杂,普通人怎么能使用它?”在他的心目中,能用电脑的现在都是高技术人才,哪怕任重对于电子工业、计算机工业人才的培养已经提升到优先位置,每年招收的学生数量越来越多,而且成绩要求是数学最好的那一批优质毕业生。

  反正现在的大学入学考试是有,但是在学习专业这块,大家都还没有自主选择专业的权利。鉴于人才极度短缺,大学招收学生都是根据学生的各科成绩来看安排专业。

  虽然这样会泯灭掉一部分人的兴趣,但是在这个草创成长的新时代,需要尽可能把最优秀的人才配置到最急迫的地方去。

  核能、航空航天这些专业调走了最优秀的那部分顶尖人才;电子、计算机、材料、冶金、机械这些这些专业则拿走了接下来的优秀学生进行培养,充实大量的工厂和研究院系统。

  电子和计算机对于数学成绩的要求是最高的,所以数学成绩好将会优先被这两个专业的老师们盯上。/p>

  所以四海电脑公司这批技术人才,已经是近年毕业出来的佼佼者了。

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