材料为王_分节阅读_62 首页

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    繁复的空气调节装置和温度灵敏探测仪,以及程序自动调节系统,将车间恒定在一个机床探测仪器运行精度最高的温度范围。  再看到他为了将室内的空气流动速度、光照强度、噪音、湿度、电磁波等等各种环境变量,同样恒定在机床设备最佳的需要范围,绞尽脑汁、不惜动用一切手段时,他们都为之感到震惊,觉得他精益求精的要求到了走火入魔的地步。再盘算一下通过这种种改造,这个超净厂房的建设费用直线陡增到一个不可思议的恐怖程度——用他们的判断来看,其建设总开支,足以建设十个同样规模,并且并不见得比这种厂房差太多的高标准洁净厂房!  所有人都被这个巨大的消耗给吓坏了,认为郭逸铭实在是太小题大做,不把钱当钱用了。  只有郭逸铭自己知道,虽然洁净厂房的各项环境变量,从指标上看增长并不是特别明显,与投入的巨额支出相比,看似显得很不划算。  但也正是因为这不起眼的细微提升,却让在洁净厂房内按照标准规范生产的精密零部件,可以比国内的精密部件品质,提升一到两个等级!  大投入不一定带来大回报,没有大投入,就不可能产生超额回报。  事情就这样简单。  这不是他为了夸耀研究所有钱,而故意大手大脚花钱,他只是遵循了最基本的投入/产出规律,做出的顺应之举而已。  其他人不理解,但从事了一辈子材料研究的董老能够理解。  可也是他,眼看着用金钱堆砌起来的洁净厂房,神情黯然对郭逸铭道:“小郭啊,要是我们都照你这个厂房标准来建设,我们就是不吃不喝、把十年的研究经费投进来也不够花。这样的一个厂,我们是真的用不起啊!难怪国外的超精密制造业投入是越来越大!又是超净厂房、又是价格昂贵的超精密制造设备,这成本怎么可能低得下来!”  郭逸铭在了解了国家一年对材料所的研发总投入之后,也是深深地叹了口气。  经过数十年建设,国内虽然成功建设起一套完备的工业体系,足以满足自产自销的需要,可底子实在太薄了。数亿张嘴要吃饭,上百万返城青年要工作,人民群众对物质生活的巨大需求缺口,需要国家在工业品供应上加大投入……,到处都是嗷嗷待哺的嘴,兜里那一点点钱哪里够用?都是掰碎了,这里给一点点,那里给一点点,就像撒胡椒面似,殚精竭虑,苦熬着勉力支撑这个经济体系不垮,就这样都眼看要维持不下去了。  所以董美堂他们根本不敢奢望,拥有一座如同郭逸铭他们这种超高等级的超净厂房。他们前来参观,更多的是抱着收集第一手资料,等到国内将来资金充裕以后,能够为建设与之类似、或是更好的超净厂房作资料收集。  超精密加工升级的不只是一个超净厂房。  硬件再好,也需软件配合。  在郭逸铭重新制定的车间生产条例中,何师傅、钱师傅等几位高级技工,也要学会适应如何在超净厂房内,穿着无尘工作服、用更高的技术规范进行高精密加工作业。  为了帮助他们适应,郭逸铭长时间留在车间内,几乎是手把手地就每一个细节,对他们进行指导。这几位老技工都是八级高级技工,在国内是如同国宝一样的人才,为了适应新厂房的新技术规范,此刻也要跟着他,像个学徒一样,一点一点学习各种注意事项。  郭逸铭为了照顾他们的情绪,对于他们犯的任何错,从来都是控制住他的情绪,未曾有一句重话,总是讲道理掰碎了,非常耐心地对他们进行说服、讲解、分析,让他们自己明白这样做对精密加工质量提升带来的负面影响。  就这样,他们也花了很长时间,才勉强接受了这种别扭的工作方式。  倒是他们的几位徒弟,虽然也是三十来岁的中年人了,但学习的劲头却非常高涨,且虚心接受任何正确意见。他们在工作之外,还利用业余休息时间为自己充电补充,并在他建议下报名参加了夜校补习班。用他们的话来说,十年里,他们耽误了太多时间,现在他们要把时间抢回来,为了这个目标,吃再多的苦他们也愿意!  郭逸铭对他们的精神感到非常敬佩,也对他们未来的成长充满了信心。  他们的吸收进度,也确实远比几位师傅强,从港是什么都不懂,经常犯错。到中期,在如何操作自动精密加工设备上,他们已经超过了他们的师傅。所以到了后期,几位老师傅基本上都是在一旁指点,大部分加工业务都交给了几个徒弟。只有在遇到非常重要的地方,他们才亲自出马,利用他们丰富的经验来弥补设备上的不足。  郭逸铭对此很是高兴。  从老师傅几位徒弟的技术实力来看,虽然因为现在的精密制造设备,与何师傅等国宝级高级技工相差不大,几位老师傅还可以靠着精确的肉眼判断、超强的稳定性,占有一定优势。但可以预见,随着超精密加工技术、设备的跳跃式发展,当几个徒弟彻底掌握了通过高科技精密设备,进行高精密部件的的操作要领,他们的成长潜力将远远超过他们的师傅。  尽管他们可能无法做到仅凭肉眼,就将加工精度控制在一丝的范围之内,尽管他们还不能如他们的师傅一样,用一把锉刀,错处宇航级的精密部件,但这不妨碍他们未来操作着超精密加工设备,将加工精度提高到纳米级别!  这就是科技的力量!  人力有极限,而科技无极限!  郭逸铭要的,也不是又一批八级技工,他需要的是合格的超精密设备操作人员。  超净车间有了,加工设备重新改进了,几位老师傅和他们的徒弟也掌握了在超净环境下,精密加工的要领,接下来才是对半导体设备的改造。  集成电路制造的光刻、刻蚀、参杂、离子注入、扩散、沉淀、封装等各个主要环节,要说重要,每一个都非常重要。这些环节是一个完整工艺链上的一环,并且环环相扣,每一个环节所造成的疏漏,都会给下一个工艺流程带来无法弥补的重大损失,降低产品品质,使得良品率大大降低。  各个环节之间的关系,并非相加关系,而是乘积关系!  用公式来表达,就是哪怕每一个环节,成功率都提高到90%,可整个工艺链运行下来,如果有两个主要环节,就是90乘90,最终成功率为81%!而当环节延伸为三步,那成功率将陡然降至72.9%,四步则更降至65.61%。  由此可见,尽最大努力提升每一个环节的制备成功率,对集成电路制造业的整体提升效果,都具有非常重要的意义。  郭逸铭在仔细分析了国内现在的集成电路制造工艺后,没有一下子拿出什么先进制造设备来。因为半导体制造设备的提升,是一个涉及到光学、化学、精密制造、自动化等等各个领域的综合运用成果,他不是神仙,无法在瞬间让这些行业类得到全面的提升,只能抓住一点进行突破。  他的突破点,便是将原来重复的手工作业,尽可能采用自动化操作来代替。  手工操作对集成电路的影响可谓是全方面的,不谈人工取件拿件对器件可能造成的污染,首先人的肌肉稳定性、注意力等等方面,和自动设备相比,先天上就居于下风。哪怕是一个极为出色的操作员,在长期枯燥的重复劳动中,也难免会在不经意间出现误操作。而且即便是这个操作员注意力非常集中,肌肉控制力超群,可他每一次移动掩膜、推动光刻头之后,都需要重新对准、聚焦,再怎么熟练的操作员,其复位、步进、精确控制的效率也不可能比机器更高。  要想提升集成电路制备品质、生产效率,用自动化仪器代替手工操作,是见效最快、最容易实现的,即便是国内较低的自动化测量、控制水平,也可以使得整体水平出现一个飞跃式跨进。  而且之前,他们已经积累了相当的应用经验。  当初在制造单晶炉控制部件、运动部件上,他们与单晶炉制造厂家、自动化研究所协作,已经积累了丰富的经验,并具有了相当的默契。郭逸铭他们这次再次与自动化研究所携手,在和上海厂的技术人员进行充分交流之后,对国产的半导体制造设备进行了一次大刀阔斧的改造。  通过不断改进、尝试,设置了大量的传感器、伺服电机、自控程序,根据人工操作采样结果,采用预制步骤的方式,为如何将原来交由人工控制的各种操作尽可能减到最少,他们绞尽脑汁。  这方面,材料所也给与了大力协助。  董老等人得知郭逸铭他们在改进集成电路制造设备的消息以后,对如何实现自动化操作充满了兴趣,很快便也积极投入进来,从技术角度给与了全方面协助。  他们的支持非常关键。  论到对这个时代国内最尖端科技的实现方法,最为权威的部门莫过于材料应用所。董老他们查阅大量资料,和所里的技术储备,屡屡在郭逸铭他们改造遇到困难的时候,在关键地方提出了合理建议,从而使得他们得以突破技术难关。  郭逸铭提供技术思路、材料所负责提供本时代能够解决的技术、上海设备厂丰富的半导体设备制造经验、何师傅等人的超精密加工能力。他们亲密无间的合作,让设备改造进度飞快向前。  并且随着进度的提前,郭逸铭还对在集成电路制造中,居于最关键技术环节的光刻机设备的改造,做出了全新的改进。  光刻是进行集成电路制造的首要环节,其精度、成功率,可以说直接决定了集成电路制造的品质,和产品良品率高低,重要性无论如何拔高,都不为过。  国内当前的光刻机,还采用的是六十年代的接触式光刻机,在移动掩膜时,不留心就会碰触到光刻胶。而掩膜上哪怕是出现一个极其细微的损伤,都将给接下来的集成电路制造,带来无可估量的严重后果。  在此之外,国内现在的光刻机紫光照射,是通过透镜聚焦于一点,对局部电路进行光刻之后,再对另一个局部电路进行光刻处理。对比国外已经流行的伺服电机驱动、紫外光聚焦点对掩膜电路进行扫描式曝光,国内的光刻效率非常低下。  郭逸铭没有兴趣跟在外国人屁股后面,亦步亦趋。  他亲自动手设计,将原来接触式光刻平台,上移之后,通过光学作用,将透镜凝缩的聚焦点,扩张放大后再缩为一条线。  通过步进电机,精密驱动紫外光前后移动,变换曝光位置。  这可不是什么扫描式光刻机,而是后世才逐渐成熟,比扫描式光刻机更先进的步进扫描式光刻机。  这种光刻机,通过调整透镜距离,将原来点状的紫外光聚焦放大为覆盖到单晶硅边缘的条状曝光区。这样就可以一次性实现对整条区域内电路的照射曝光,一下子就将光刻效率提升数十倍,既加快了制造效率,又节约了成本,可谓是一举数得。  为了尽快完成对设备的改造工作,他们一直从80年11月,忙到了81年的3月下旬。  整整五个多月的时间,他们没有一天的休息时间。  为了节约每一份每一秒,尽管材料所就在马路对面,董老他们仍舍不得浪费这么一点点时间。所有参与技术攻关的人员,吃住都在行政楼内,稍微有一点空闲,他们也用来分析、讨论、研究如何对设备进行自动化改造。有好几次都已经深更半夜了,脑子里忽然有了某个思路的董老等人,也爬起来,心急火燎地敲开郭逸铭的房门,与他就此展开论证。  就这样,他们日以继夜的投入到改造工作中,所有人都忙得人不像人、鬼不像鬼,每天一直要忙到最后一丝精力都被榨干才精疲力尽投入梦乡。他们忙得连打理个人卫生的时间都没有,只有利用在进洁净车间经过必须洗漱程序时匆匆洗漱一下。  就这样,一直忙到81年3月23日,第一套完整的半导体制造设备终于装配完成。  设备的安装、调试工作也是一个需要非常小心的活。  高精密的设备,对工作环境的要求也是同样苛刻无比。这个时候,就显出了何师傅等人的本事,他们仅靠着肉眼观察、光影判断,就能精确判断出设备的倾斜角度是否符合要求,其精确率,丝毫不亚于上海厂几位拿着测试设备随时观测的工程

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