种田:元婴修士重返地球六十年代

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第435章 第一台国产光刻机

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系主任文志刚也没想袁枫居然真的这么牛逼,因为前一阵子李红军还拿着袁枫写的论文兴奋的来找他,和他讨论精简指令集这个全新的领域,没想到今天就遇到大神本尊降临。

李红军自然是有些兴奋:“袁博士,您的研究的这套指令集架构简直颠覆了我们对传统计算机架构的认知。现在有机会当面向您这种高手请教,简直是做梦都不敢想的。”

袁枫微笑着回应:“李教授过奖了。高手什么的谈不上,我只是刚好在这个领域做了一些初步的探索和研究,关于精简指令集,还有很多需要学习和改进的地方。请教什么的谈不上,应该说是共同探讨,共同进步吧!”

袁枫的谦逊自然赢得了李红军的好感,当然,他还是更在意学术上的东西:“袁博士,刚好我有个问题想请教您一下。按照您论文上说的,精简指令集的执行效率要比复杂指令集高。但复杂指令集的灵活性不是精简指令集能比的吧!如果精简指令集遇到需要灵活性比较高的数据调动的时候,你要怎么解决呢?”

“方法有很多,譬如可以利用间接寻址的方式来访问寄存器中的地址。建立大量的通用寄存器,减少对存储器的直接依赖。还可以使用立即数寻址的指令,在指令中直接提供一个常数值。这对于需要常量操作特别有用,这样做还可以避免额外的内存访问。当然还可以通过基址寻址,通过一个基址寄存器加上一个偏移量来形成操作数的有效地址。这种方式非常适合访问数组或数据结构中的元素。反正有很多方式,细说的吧!十种八种的方法还是能找到的。

精简指令集虽然精简,但灵活性却不比复杂指令集低,关键是脑洞要大,不怕没办法就怕你想不到,只要咱们打开想象力,世界上没有什么指令是精简指令集解决不了的。”

李红军这会也是一脸的崇拜,仿佛好像看偶像一样道:“袁博士您可真够厉害的了。不怪能想出如此逆天的技术!对了袁博士您到我们大学来教书吧!如果我们大学有了您,那可就是如虎添翼了。”

王晋笑着道:“李教授告诉你一个好消息,现在袁博士已经是咱们大学的教授了。”

“真的吗!那太好了。您什么时候开课,我一定亲自去听。”

袁枫笑了笑:“我只是客座教授,我平时很忙,没办法常年留在大学。但有时间的话,我会来大学和大家进行交流学习的。”

“只是客座教授!”李红军闻言顿时有些失望。

王晋道:“客座教授就不错了,人家袁教授平时可是很忙的。人家不但是博士,还是港江首富呢!怎么可能常年留在大学教书。”

刘志刚笑着道:“李教授你不知道,袁教授刚刚可给咱们计算机系捐献了两百台计算机呢。”

李红军听到这也算是彻底说不出什么了。虽然从学者的角度对钱没什么大的概念,但港江首富是什么,他还是能感觉出来的。两百台计算机要多少钱,他想都不敢想。只能说人家才是真正的人生赢家,要学术有学术,关键还有钱,自然不是自己的能比的。

王晋这会道:“对了李教授!袁博士这次来就是来看你的光刻机的。现在能看吗?”

李红军听到这也反应了过来点头道:“能看!我带你们去。”

……

袁枫等人跟着李红军走来到了精密仪器实验室……实验室当中放着一个巨大的玻璃房,里面摆放着一台机器。

李红军看向了旁边的一个人道:“去拿一些白大褂过来。”

“好的!”来人说完就去拿衣服了。

李红军看向了袁枫:“袁博士,这就是我们大学研发的光刻机。”

系主任文志刚急忙补充道:“也是全国第一台光刻机。”

袁枫点了点头,打量了一下这台光刻机……这台机器的外形看起来相当的专业和复杂,一个大底座上安装着一个旋转部件,可能是用于放置晶圆的平台。旁边是一个控制面板,上面布满了按钮和开关,还有一排显示屏,显示着各种参数和状态信息。顶部则是一个较大的镜头或光源装置,可能是用来进行精确的光刻工作。

整体来说,这台机器给人一种高科技、精密工程的感觉。当然,这是在一般人看来的情况下,在袁枫看来这台光刻机还非常的简陋和未来Asml的光刻机根本就不是一个级别的产品。

不过袁枫去过英特尔公司参观,自然见过他们的光刻机,大致结构和这台机器也差不多。只能说现在的光刻机,基本都是这样的。与其说是光刻机,不如说是一台大型显微镜。

袁枫对这台光刻机的外形基本满意,因为哪怕现在是佳能公司的光刻机,看外形也就这种水平。“对了李教授,咱们的这台光刻机采用的是什么工艺?理论工艺精度是多少?”

李红军道:“咱们的这台光刻机采用的是自动对准分步式光刻工艺,属于非接触式的加工流程,理论最小加工精度能够达到一微米左右。”

袁枫点了点头,按理说英特尔8086也才三微米左右,加工精度一微米自然是足足有余了。当然,对方说的也只是理论最小精度,毕竟理论和现实还是有相当差距的。

“那加工速度怎么样?曝光时间多少?”

“图案曝光三十秒左右,加工速度就不好说了,速度要看掩膜板的数量和晶圆面积,还要计算人工流程的停机时间。如果以十张掩膜板为例,停机时间,算上晶圆尺寸……每台机器每小时大概能生产八十颗左右的半导体,算上良品率大概能有五十颗吧!当然工艺更复杂的情况下就不好说了。每小时三四十颗或这十几二十颗也是可能的,主要还是要看工艺。”

袁枫点了点头,按理说二十张板的话,一台机器,一小时能生产三四十颗芯片也算行了。就算现在的机器性能不行,只能开半天机,每天起码也能生产三四百颗,一年起码十万颗,十台机器年产能就是一百万,五百万芯片产能的话,五十台机器也就够了。

当然以国内现在的需求,似乎五百万有点多,当然,芯片也不仅仅只cpU,还有其他芯片要生产呢!而且这都是理想的情况下,实际情况可能更加的复杂,可能需要数量更多的光刻机,而且生产线也要重新设计。

就在这个时候有人拿过来一些白大褂。

几人换好白大褂,戴好帽子进入了房间……当然并不是所有人都进去了。

……

空调不断的抽离空气中灰尘颗粒……李红军则站在光刻机旁,启动机器,当机器启动成功,他则看向了袁枫:“首先,我们需要设定好曝光时间、光源强度等关键参数。这些参数将直接影响到产品的最终质量和精度。”

袁枫点点头,他知道这些都是至关重要的。他注意到控制面板上的显示屏各种数字,看来应该是光刻机在运行过程中的信息反馈。

李红军打开了光刻机的顶盖,露出了里面的晶圆平台。他小心翼翼地将一块晶圆放置在平台上并用夹具固定好。然后,他取出一个掩膜板,这是光刻过程中必不可少的部分,上面刻有电路图案的模板。

“这个掩膜板是我们自己测试用的,芯片工艺一般,不过只要图案将通过光源投射到晶圆上,最终就形成我们需要的电路结构了。”

袁枫仔细观察着掩膜板上的图案,它们虽然微小但却精细至极。他知道,这些图案的精确性将直接决定最终芯片的性能。

一切准备就绪后,李红军按下了启动按钮……光刻机开始缓缓运转起来,发出低沉的轰鸣声。光刻的过程众人也是全程目击,随着时间的推移,机器的运行声音逐渐稳定下来。

经过一段时间的等待,光刻机终于完成了曝光过程。

李红军小心翼翼地取出晶圆,展示给袁枫等人看……他们看到晶圆上呈现出清晰、完整的电路图案,似乎看起来好像是一张地图。

李红军笑着道:“这就是我们青华大学的鸟瞰图。”

袁枫见状也非常的高兴,相信有了这台机器,自己的芯片工厂就可以正式筹备了。

……

众人离开了实验室来到了计算机系的会议室坐好。

袁枫看向了李红军:“李教授,不知道咱们生产的这台光刻机,预计的售价大概是多少钱一台?”

李红军想了想道:“这个,我还真就没想过……主要是咱们的光刻机成本并不低,加工精度非常的高,轻微的震动就能造成误差。如果要是卖的话,我想怎么也要十万元一台。”

袁枫闻言还以为听错了呢!急忙道:“你说多少钱?”

“十万元一台!怎么了?太贵了吗!没办法,光刻机的加工成本在那放着呢!十万块赚不了多少钱的。”

“我也没说贵,我的意思是这太便宜了吧!佳能的同类型光刻机,价格大概要四十万呢!而且还是米金。对了李教授,你刚刚说的是人民币吧!不是米金吧?”

“不是米金,我说的是人民币。其实十万这个价格我认为还可以了,虽然佳能的光刻机价格更贵,但人家的技术也确实是超过我们的。而且人家自动化的程度也比我们的要高。无论怎么样也要承认我们和人家的差距。毕竟人家佳能可是老牌光刻机生产企业。”

“这倒也是!那不知道李教授一年能生产几台光刻机?”

“几台!”李红军闻言苦笑了一下道:“一年能生产一台就不错了。这机器是精密仪器,加工精度非常的高,某些部件的加工精度要达到微米级。这意味着在加工过程中,轻微的震动、温度变化甚至是空气流动都可能对加工结果造成严重影响。

而且光刻机的制造涉及到多个学科的知识,如光学、机械、电子、化学等。每一个部件的设计、生产、加工、组装都没那么容易。尤其是光学系统,它是光刻机的核心部分,任何一点微小的误差都可能导致整个机器无法正常工作。所以生产光刻机比想象的要困难的多。”

“话虽如此,但两年时间实在是太长了。全球芯片产业现在进入了井喷式的大发展的黄金时期,咱们国家能否跟着国际先进半导体芯片制程工艺就要看这两年的。如果咱们的芯片生产再玩几年投产,到时候黄花菜都凉了,所以无论如何也必须提高光刻机的产量。起码一年光刻机的要能达到几十台以上才行。”

李红军听到这自然是吓了一跳:“几十台!那需要几十个团队才行。可能需要一千人才行!”

“多少人也要搞。光刻机是大国重器,无论如何也必须加快生产。而且咱们的光刻机虽然生产精度还行,但自动化程度太差,还需要手工介入。手工介入不但会增加停机时间,降低效率,还可能会增加灰尘,影响机器精度,小则损坏芯片,大则损坏光刻机,必须要重视起来才行,好能做到无人接触式生产。”

“这个……”李红军顿时感觉有些为难。自动化到如此地步,想想也知道是非常困难的。

袁枫则看到了王晋道:“王校长,我想和咱们学校联合开办一个光刻机企业。我来投资,学校出技术,股权我五一,学校四九。到时候我会以每台四十万人民币的价格采购咱们的光刻机。但咱们要提前说好,必须要将百分之五十的利润投入研发。因为任何先进科技必须都站在全球一线,否则就算投入市场也没有竞争力。”

“道理我倒是懂。但……”王晋说到这想了想道:“不知道袁总打算投入多少钱?”

“至少两千万。”

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