第六十三章，未來的晶片不會只有1微米吧

第六十三章，未來的晶片不會只有1微米吧

蔣築英1960年考上了王大珩的研究生，1962年.…..畢業了。用王大的話來說就是，“他還沒開始讀我的研究生，做出來的成果就足夠博士畢業水準了，兩年對他來說都算慢了”。一一鐳射器最後的大攻關是1960年上半年，那時候作為援軍加入戰場的蔣築英還是北大畢業季的本科生而已。蔣築英是杭州人，父親是國黨政府小職員，現在當然不能繼續當公務員了，在家擺攤做小買賣。1960年畢業時，父母曾寫信讓他找個分配到杭州的工作，但蔣築英想繼續深造。快畢業時在鐳射攻關

小組遇到了王大，瞭解到國內鐳射現在走在世界前沿，並且王大的光科所是國內最頂尖的鐳射器研究單位之後，決定讀王大的碩士研究生。

從杭州到北京再到長春光科所，越讀書越跑得遠。在冰天雪地的長春呆了2年，現在回到了上海繼續讀書一一雖然沒回到家，但總算是沒讓他父母繼續擔心了。在長春讀書的那兩年，春節回家時母親都要給蔣築英全身勘察一遍，生怕他手指頭腳趾頭耳朵什麼的凍掉了。

從鄉下到大城市一一不不不，長春也是大城市。蔣築英在上海讀書，可他不是學生，大概屬於“財務自由男”，家裡二老也暫時不用操心，現在的蔣築英是把自己所有的注意力放在電子系的專業知識裡。

雖然光學和電子都是大物理系，但為了掌握半導體的底層科學原理，蔣築英第一個學期就選了量子電動力學等一堆課程，考試一次過。算一算，他這一學期就拿下了畢業所需的13的學分。除了鑽書備考，蔣築英也進入了複旦上電的半導體實驗室協助工作。王大在推薦信裡寫得清清楚楚，蔣築英在長春光科參加過國防工程科研，動手能力和理論知識雙強，這屬於不用養成，招進來

就可以直接幫導師幹活的優質研究生。

哦對了，蔣築英的導師就是謝希德謝大姐”。“從58年到現在，半導體生産線完成了4次技術疊代，好快啊。不過，第四代的這個光學元件我在長春見過，是我隔壁實驗室另一個小組參與研製的。”蔣築英在半導體實驗室的第四代晶片生産線樣機）看到了自已在長春見到過的光學元件。謝希德：“確切地說，技術疊代是三次，或者兩次半。我們國産的第一套裝置不算二代，那只是把黃昆從國外淘回來的裝置做了國産化，所有裝置的效能指標都沒有超出國外同類産品。1959年底的第

二代才算是中國對晶片生産線做了一次技術選代。然後黃昆說，1959年底的那套裝置嚴格來說，算是半次技術選代就差不多了。所以按他的標準，是選代了兩次半。

將築英在按照說明書維護和除錯第四代晶片生産線的核心裝置一一光刻機。它看起來像是一張雙人床，寬1.8米長2.5米，高大約2米，3英寸矽晶圓，做好了一切處理，在前一道生産線塗上了光刻膠

送到光刻機這裡，光刻機外的簾子就降下去。咔嗒一聲，掩膜覆蓋到了晶圓上邊，再咔嗒一聲，裡面的大功率汞燈就會啟動。

然後就是呼呼呼的聲音一一冷卻系統在工作。汞燈的功率超大，所以需要強勁的冷卻系統，而且在啟動之前光刻機要拉上簾子，要不然能把全車間的人都晃到短暫失明。將築英翻開手冊的下一頁：“這是...光刻膠對汞燈的吸收峰？”謝希德：“對，深紫光波段。除了5奈米波段的紫光，汞燈發出的其他波段的光都是浪費。蔣築英，你....你們長春光科對鐳射的研究很深，什麼時候把鐳射器的功率做到和這個汞燈一個量級

就可以用鐳射燈來替代汞燈了，能耗我估摸著能減半。

將築英想，我不但在以鐳射研究見長的長春光科，而且我在是初代鐳射器的研製小組呢。不過現在這事兒還不能公開。這一天時間，蔣築英和兩個同屆同學對光刻機做了一次除錯維護，把之前冷卻系統的一個小毛病修複了。謝希德說的用鐳射來代替汞燈的想法蔣築英也記在腦子裡了，但是看看光刻機的”雙人床”中部偏上的那盞0千瓦的鐳射器可能比這床還大。就算按謝希德說的，用鐳射可能15千瓦

就夠，那也得把長春光科所做鐳射器的小組折磨個半死。

除錯結束之後試執行。這條生産線是第四次技術送代的産物，據說已經全面領先於美國同類産品，至少領先了2年。第四代生産線的晶片，半導體器件線寬已經不再使用毫來記錄了，現在是0.05微米一一用微米來記錄更方便一點，正式步入微米時代。

在一小片矽上面”雕刻”只有35微米的圖案，這是何等的技術奇跡啊。當蔣築英知道初代即國外採購那一代）裝置生産的晶片內導線寬度”高達”200微米，半導體元件尺度100微米的時候，更是震驚於這5年時間四次技術疊代的神奇。或許，在自已手上，半導體技術還要繼續發展，200微米、100微米、50微米、35微米、25微米、10微米、.…..不會將來晶片上的半導體原件、電路會細小到只有1微米吧？那太可怕了。蔣築英現在都想不出來怎麼做出1微米的元件。對光刻機的第一次除錯過去兩天，蔣築英這天下午上完課，半導體實驗室又有事要幹了。“利民，還是維護和除錯光刻機？”“對，但這次不是修複故障，只是一般性的除錯。所以，我和你兩人就夠了。“蔣築英和小他1歲但大他一屆的同學範利民穿上工作服，推門進了晶片生産線所在的車間。光刻機上午到中午開了4個小時，現在又停機了。不過在停機之前它已經過了200片矽晶圓，如果良品率正常的話，這200片矽晶圓切割出來的晶片能讓導彈工廠未來5年都有足夠的晶片可用。在光刻機前，範利民先動手，按照手冊的操作要求開啟機蓋進入維護狀態，然後一一左手一推卡扣，把一個75毫米直徑的小圓片從光刻機上取了下來，並扔到“零件回收”的婁子裡。

蔣築英：“這是晶圓掩膜，它壞了？”“它到壽命了。”看看手冊，嗯，掩膜的極限使用壽命是250次。前100次為高良品率週期，後150次是良品率一般的週期。+“謝主任，真沒想到，一片掩膜，巴掌天薄薄的一小片，價格這麼貴！”幾天之後，蔣築英找到了導師謝希德主任。手冊上沒寫掩膜的價格，他是查其他的資料才查到的，並且被價格嚇了一跳。這一片掩膜成本高達7500元，只能使用250次，每次英寸的矽晶圓

做一次光刻加工，僅僅掩膜的消耗成本就有30元。

謝希德：“要往晶片上刻什麼圖案，掩膜上就得有什麼圖案。晶片上的電路是50微米，掩膜上的圖案那也得是50微米，現在是35微米，比50微米的更難做，所以50微米的時候一片掩膜是5000元，現在得七千五才能做出來。

不但製造成本增加了，極限使用壽命也從5微掩膜採用了更堅固耐磨的材料的前提下。蔣築英：“謝主任，你上次說的，用鐳射器來代替汞燈的想法，我回去琢磨了一個多星期，現在知道鐳射真正的使用方式了。鐳射不只是發出的光頻率完全單一，而且，鐳射的方向性極強，不發散，

如果是在真空中，鐳射光束傳輸幾十萬公裡它的直徑仍然幾乎不會變大，對吧。

謝希德：“所以呢？”蔣築英：“現在我們是這樣使用掩膜的，就好像在牆上刷標語，拿字版貼住牆，用個大刷子刷、刷、刷，字版鏤空的部分就在牆上現出了字。但是，字版因為和牆直接接觸、摩擦，所以用個幾百次，

這個字版就被磨壞了。

蔣築英說到這裡，拿筆在紙上畫了起來：“現在我把字版，不掩膜，懸空起來。然後把汞燈的光線換成鐳射，照射，穿過掩膜，帶上了掩膜的圖案資訊，烘烤覆蓋有光刻膠的矽晶圓，鐳射的方向性是極其完美的，因此，它也就能把掩膜的圖

案資訊刻到矽晶圓表面。

“而掩膜，因為是懸空的，它的使用次數，幾乎是無限多次！”謝希德聽到這裡也懂了，她也拿了一支筆，先畫了一束光，然後在光路前方畫了個凹透鏡，把光束擴散開來，再畫個凸透鏡，把發散的光束再往中間聚集：“鐳射器發出的是一小束光，那我們就用鏡片組，把這一束光放大到75毫米直徑。….不過這個鏡片組可得十分精密，凹透鏡的焦距和凸透鏡的焦距要完全一致沒有誤差，這樣才能把一束完全平行的

指頭直徑的鐳射，放大成也是完全平行的但75毫米直徑的鐳射。

蔣築英再過來，動筆把凹透鏡和凸透鏡換成了一組由稜鏡和反射鏡組成的巨複雜的系統：“用這個，稜鏡比透鏡更穩妥。….不過在光路的某些段，要用到少量的透鏡。鏡謝希德：“蔣築英，這好像又回到你在長春學的專業範圍裡了。光學元件，你熟悉的領域啊。”蔣築英：“謝主任，如果我們開始做這個東西，那，就可以讓長春替我們打工了。”

沉痛悼念pupu肖雲）離世。世事無常.….各位如果要減肥千萬別吃減肥代餐）