第238章 贏麻
車(chē)間流水線(xiàn)開(kāi)始運(yùn)作,首先,所有人關(guān)注的自然就是提純速度。
一堆堆已經(jīng)經(jīng)過(guò)初期過(guò)濾的沙子被投入進(jìn)了電弧爐中,電弧爐中的溫度已經(jīng)高達(dá)兩千攝氏度,裡面還包括了焦炭,也是用來(lái)處理雜質(zhì)的。
不過(guò),林曉既然是對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化,其中各種步驟自然都有他的全新設(shè)計(jì),這個(gè)電弧爐裡面的結(jié)構(gòu)便經(jīng)過(guò)了改造,內(nèi)部現(xiàn)在多出了一種類(lèi)似蜂巢形式的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能夠讓整個(gè)反應(yīng)變得更加充分以及迅速。
當(dāng)然,如果只是這麼一個(gè)結(jié)構(gòu)的話(huà)顯然是不夠的,這個(gè)類(lèi)蜂巢結(jié)構(gòu)也是林曉針對(duì)他們的電弧爐內(nèi)部結(jié)構(gòu),然後再經(jīng)過(guò)計(jì)算後,接著又根據(jù)物理和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,然後定製出來(lái)的結(jié)構(gòu)。
而他的這個(gè)結(jié)構(gòu),則能夠讓內(nèi)部的反應(yīng)更加充分,讓內(nèi)部的焦炭更加徹底地從沙子這些二氧化硅中奪走兩個(gè)氧離子。
在場(chǎng)的人們看著眼前的電弧爐,哪怕是站在較遠(yuǎn)的距離,他們都彷彿能感受到裡面的那種溫度。
“這個(gè)大概要燒製多久啊?”
餘建成忍不住問(wèn)道。
“三小時(shí)。”林曉說(shuō)道。
“才三小時(shí)?”
餘建成頓時(shí)一驚,“我們以前一爐子都要燒四、五個(gè)小時(shí)呢。”
這樣一來(lái)的話(huà),燒製的速度不就直接提升了20%-25%嗎?
這樣的提升,不可謂不大。
林曉笑了笑,說(shuō)道:“只要我的計(jì)算沒(méi)問(wèn)題,肯定是沒(méi)問(wèn)題的。”
這時(shí),旁邊的一位工藝設(shè)計(jì)工程師忍不住問(wèn)道:“林教授,您能說(shuō)一下里面的原理嗎?”
這位工藝設(shè)計(jì)工程師叫盧章,本身是上硅產(chǎn)業(yè)的工藝設(shè)計(jì)工程師,這條生產(chǎn)線(xiàn)原來(lái)的工藝,包括這個(gè)提純過(guò)程,也都是這位工程師設(shè)計(jì)的。
而現(xiàn)在林曉針對(duì)這些流程進(jìn)行了優(yōu)化,他這位工程師當(dāng)然要過(guò)來(lái)看一看。
而林曉看了一眼這位盧章,只是微微一笑,吐出了兩個(gè)字:“磁場(chǎng)。”
周?chē)娜硕疾挥梢汇丁?
磁場(chǎng)?
盧章也感到疑惑:“爲(wèi)什麼是磁場(chǎng)?”
“我們的電弧爐,是通過(guò)電極電弧產(chǎn)生的高溫來(lái)熔鍊的,那麼,這些電弧,自然就能對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)。”
“而磁場(chǎng),是能夠?qū)?nèi)部反應(yīng)造成影響的。”
聽(tīng)到林曉這麼說(shuō),盧章臉上稍稍疑惑了一會(huì)兒,然後就露出了震驚的表情。
“您的意思是,您通過(guò)控制內(nèi)部磁場(chǎng),提高了反應(yīng)速率,讓內(nèi)部反應(yīng)更加充分?”
“是的。”
林曉點(diǎn)點(diǎn)頭。
電弧爐內(nèi)部高溫來(lái)源於放電,電極產(chǎn)生的電弧會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)的出現(xiàn),而一般來(lái)說(shuō),這些磁場(chǎng)總會(huì)對(duì)內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)生一些影響效果。
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)就是內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移,電弧爐發(fā)生的反應(yīng),就是二氧化硅和碳在高溫下發(fā)生的氧化還原反應(yīng),最終形成單質(zhì)硅和一氧化碳,反應(yīng)方程式大概初中生也能寫(xiě)出來(lái)。
而在過(guò)程中,電弧產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的電子遷移過(guò)程就會(huì)造成影響。
只不過(guò)在過(guò)去,設(shè)計(jì)師們一般都不會(huì)考慮這種問(wèn)題,畢竟能夠充分反應(yīng)就行了,電弧產(chǎn)生的磁場(chǎng)雖然能夠?qū)Ψ磻?yīng)產(chǎn)生一定的影響,但是由於內(nèi)部已經(jīng)形成了一個(gè)混沌系統(tǒng),磁場(chǎng)在各方向的抵消之下,其作用就可以忽略不計(jì)了,然後再通過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng),就能夠完成了第一步的粗煉過(guò)程了。
而林曉卻沒(méi)有選擇這種傳統(tǒng)的方法,而是選擇了直接通過(guò)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)改變磁場(chǎng)的影響過(guò)程,他利用那種蜂巢結(jié)構(gòu),讓電弧能夠被這個(gè)蜂巢結(jié)構(gòu)所影響,於是電弧產(chǎn)生的磁場(chǎng)也就可以確定了。
然後他再對(duì)內(nèi)部所有參與反應(yīng)的粒子進(jìn)行統(tǒng)計(jì),根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算出如何利用這種被控制的磁場(chǎng)來(lái)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的速率,此外還能夠控制內(nèi)部異性離子相互靠近,進(jìn)而讓反應(yīng)變得更加充分。
通過(guò)這些結(jié)果,他就能夠搭建出這個(gè)蜂巢型的結(jié)構(gòu)。
並且同一種電弧爐構(gòu)建的蜂巢型結(jié)構(gòu)只能有一種,不同的電弧爐想要複製,除非能夠根據(jù)林曉的計(jì)算思路再來(lái)一遍,顯然是搞不出來(lái)的,那樣的結(jié)果只能是浪費(fèi)力氣。
但顯然,林曉的這個(gè)計(jì)算思路,僅存於他的腦海中,其他人想要逆推出來(lái),至少數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理方面都得有他一半強(qiáng)。
而且還得專(zhuān)業(yè)對(duì)口。
至於這種人,這個(gè)世界上有沒(méi)有嘛……
對(duì)此林曉不予置評(píng),做人要謙虛一點(diǎn)。
而旁邊的盧章卻因爲(wèi)林曉剛纔的確認(rèn)而震驚了。
通過(guò)電弧爐內(nèi)部的磁場(chǎng)來(lái)加快內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速率……這是他們地球人現(xiàn)在能做到的程度嗎?
但是想想林曉那赫赫聲名,那麼多聽(tīng)起來(lái)都讓人感到有些不可思議的東西,都被林曉所完成,控制一個(gè)電弧爐內(nèi)部磁場(chǎng)而已……
似乎聽(tīng)起來(lái)也不是那麼高大上?
盧章看了看旁邊的餘建成,忽然想對(duì)他說(shuō)自己想辭職,去林曉的手底下學(xué)習(xí)學(xué)習(xí),雖然他都四十多歲了,比林曉大了二十多歲,不過(guò)達(dá)者爲(wèi)師嘛,而且在林曉這種頂級(jí)科學(xué)家手底下學(xué)習(xí),也不丟人。
只不過(guò)想了想自己的家人,還有他在魔都貸款買(mǎi)的房子,他還是放棄了這個(gè)想法。
“好了,這個(gè)還得等三個(gè)小時(shí),先去看看拋光吧。”
這時(shí)候,林曉的聲音提醒了在場(chǎng)的人們。
衆(zhòng)人都回過(guò)了神,意識(shí)到這件事情。
畢竟這個(gè)爐子還要燒三個(gè)小時(shí),他們也總不能在這裡乾等三小時(shí),於是他們便迅速前往了拋光過(guò)程的拋光機(jī)旁。
羅明看著拋光機(jī),上一次來(lái)這裡還是上一次。
那一次他看到了在新拋光盤(pán)加成之下,他們的拋光精度達(dá)到了4nm的程度,而這一次,他們又有了新的拋光液,根據(jù)林曉說(shuō)的,這能夠讓他們的拋光精度提升到2nm的程度。
對(duì)此,他已經(jīng)十分期待了。
也沒(méi)有久等,因爲(wèi)之前存了一些未拋光的硅晶圓,所以這次他們可以將這些未拋光的硅晶圓放上去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn),拋光機(jī)的行星式拋光流程再次運(yùn)作起來(lái),兩邊也可以看到有液體的溢出,這些液體就是他們的新型拋光液,這種拋光液由硅粉和氫氧化鈉組成,其中還有一些其他佔(zhàn)比很小的物質(zhì),不過(guò)也能對(duì)拋光過(guò)程進(jìn)行處理。
CMP拋光,指的是化學(xué)機(jī)械拋光,顧名思義,既有化學(xué)拋光,也有機(jī)械拋光,其中化學(xué)拋光就是由拋光液負(fù)責(zé)。
氫氧化鈉的成分能夠通過(guò)對(duì)晶圓的表面不平處進(jìn)行反應(yīng),進(jìn)而使其表面更加平坦,而硅粉就能夠在摩擦中,繼續(xù)將內(nèi)部不平處進(jìn)行逐漸消磨。
而在這個(gè)過(guò)程中,這兩種物質(zhì)所佔(zhàn)比例就是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題了。
優(yōu)秀的配比,對(duì)拋光效果來(lái)說(shuō)也有著較大的提升。
而林曉從系統(tǒng)那裡得到這種拋光液內(nèi)部成分以及比例,無(wú)疑就屬於一種十分優(yōu)秀的比例,此外,它和磨盤(pán)材料也十分搭配,兩相搭配,他們的拋光效率,完全可以達(dá)到一個(gè)極高的程度。
就這樣,隨著時(shí)間慢慢過(guò)去,第一批硅晶圓出來(lái)了,而後他們便迅速將這批硅晶圓拿到了激光干涉儀之下進(jìn)行測(cè)量確定其表面精度。
沒(méi)過(guò)多久,結(jié)果就出來(lái)了。
“表面平均精度都達(dá)到了2nm的程度!還有少部分達(dá)到了1nm!”
測(cè)量人員將這個(gè)振奮人心的消息宣佈了出來(lái),頓時(shí)間生產(chǎn)線(xiàn)車(chē)間中的許多人都?xì)g呼了起來(lái)。
羅明的臉上也露出了振奮的神情。
沒(méi)想到林教授說(shuō)2nm就2nm,一點(diǎn)都沒(méi)有含糊!
這樣一來(lái),有了這種新型的拋光液,他們的拋光盤(pán)的使用壽命也能夠得到提升!
這樣在成本上也能得到減少。
想到這一點(diǎn),他心中越發(fā)振奮起來(lái)。
這樣的話(huà),不出半年,他們?nèi)A國(guó)將能夠輕鬆地在世界硅晶圓生產(chǎn)上,佔(zhàn)據(jù)重要的地位。
同時(shí),這也將成爲(wèi)華國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上所佔(zhàn)據(jù)的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)!
而一年之後,他們就有機(jī)會(huì)佔(zhàn)據(jù)世界市場(chǎng)一半,三年之後,硅晶圓中,世界只知華國(guó)製造,而不知曾經(jīng)的日本製造!
除此之外,拋光盤(pán)和拋光液也將成爲(wèi)他們重要的輸出產(chǎn)品,當(dāng)然,這種好東西,肯定是先滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求,然後有餘力了,再賣(mài)給國(guó)外就行。
想到這,羅明越來(lái)越高興。
隨後,他緊緊地握住林曉的手,說(shuō)道:“林教授,謝謝你的付出!”
林曉笑著擺擺手,說(shuō)道:“說(shuō)什麼呢,咱們每個(gè)人都有付出。”
“但顯然是林教授付出最大嘛。”旁邊的餘建成也湊了上來(lái),搓了搓手後,說(shuō)道:“林教授,您看您這個(gè)拋光液,咱們……”
林曉笑了笑,說(shuō)道:“拋光液也需要建廠,所以你也不用急,不過(guò)我們肯定會(huì)首先滿(mǎn)足你們公司的。”
當(dāng)然,也得避免把上硅產(chǎn)業(yè)養(yǎng)得太大了,防止其胃口變大。
而這個(gè)過(guò)程,就需要對(duì)國(guó)內(nèi)更多廠商進(jìn)行扶持。
只有一起發(fā)力,一起競(jìng)爭(zhēng),才能夠促進(jìn)國(guó)內(nèi)行業(yè)更加有活力。
就像日本的硅晶圓能夠在世界上佔(zhàn)據(jù)較大份額,便是因爲(wèi)其內(nèi)部有競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)然,也得避免良性競(jìng)爭(zhēng)變成惡性?xún)?nèi)卷。
這在華國(guó)尤爲(wèi)常見(jiàn)。
雖然華國(guó)被稱(chēng)之爲(wèi)世界工廠,各種工廠接到來(lái)自國(guó)外廠家的訂單不計(jì)其數(shù),但是同質(zhì)性的工廠太多,沒(méi)有技術(shù),這就導(dǎo)致這些工廠爲(wèi)了競(jìng)爭(zhēng)這些訂單而陷入了價(jià)格上的內(nèi)卷。
價(jià)格上的內(nèi)卷,就是用越來(lái)越低的價(jià)格去搶那些來(lái)自國(guó)外的訂單,如果沒(méi)有訂單,工廠就會(huì)倒閉,於是利潤(rùn)越來(lái)越低,工人的工資也就越來(lái)越低了。
對(duì)於這種情況,想要解決也不好辦,不過(guò),這也是因爲(wèi)這些工廠沒(méi)有實(shí)在的技術(shù)。
而硅晶圓廠作爲(wèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),顯然就不能內(nèi)捲了,這是個(gè)既要也要的問(wèn)題。
所以未來(lái)扶持的廠家也不能太多。
當(dāng)然,這個(gè)問(wèn)題,就不是林曉現(xiàn)在需要去考慮的了,以後會(huì)有人去考慮的。
他不再關(guān)注這裡的拋光,說(shuō)道:“好了,待會(huì)兒再看看我們的提純效果吧,之後就可以期待十天之後,咱們最終的生產(chǎn)效率了。”
“好!”
人們紛紛應(yīng)道,而後又等待了兩個(gè)小時(shí)後,他們便回到了之前所看的電弧爐。
經(jīng)過(guò)三個(gè)小時(shí)的高溫反應(yīng),裡面的反應(yīng)基本上十分的充分了。
而後,裡面的硅便被倒了出來(lái),等待降溫後,將其轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)地方,進(jìn)行再度提純,也就是通過(guò)氯化氫對(duì)硅進(jìn)行精煉,然後利用化學(xué)氣相沉積法得到更加精純的多晶硅,也就是純度爲(wèi)十一個(gè)九的硅,已然堪稱(chēng)純淨(jìng)物。
針對(duì)這一步,林曉同樣進(jìn)行了改動(dòng)。
也是對(duì)氣相沉積法的調(diào)整。
氣相沉積法是將兩種氣態(tài)原材料導(dǎo)入到反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),最終形成一種新的材料,沉積到晶片表面。
而其中影響到最終反應(yīng)的有很多,包括反應(yīng)室內(nèi)的壓力、晶片溫度、氣體的流動(dòng)速率、氣體通過(guò)晶片的路程等等,都會(huì)影響到最終的純度。
林曉便再一次重操舊業(yè),拿出了他對(duì)混沌體系的綜合計(jì)算,最後硬是給他們的氣相沉積過(guò)程算出了一個(gè)更加精確的各參數(shù)數(shù)值。
這樣一來(lái),他們就能夠更加容易提煉出純淨(jìng)的多晶硅。
當(dāng)然,這個(gè)方法比較直接,盧章也看得出來(lái),所以他對(duì)此就沒(méi)有什麼問(wèn)題,只不過(guò)方法過(guò)於硬核,大概就相當(dāng)於分解一個(gè)大數(shù)的質(zhì)因數(shù),林曉是一眼就看出來(lái)了,而其他人則只能一個(gè)數(shù)一個(gè)數(shù)的去算,所以這個(gè)方法同樣不能復(fù)刻。
接下來(lái)的第三步,就是利用提拉法,將熔化的多晶硅進(jìn)行提拉,逐漸形成硅棒。
這一步,世界通用,林曉就沒(méi)有修改了,當(dāng)然,前面兩步得到的多晶硅已經(jīng)足夠精純,這一步提拉法並不會(huì)改變純淨(jìng)度,所以也不用林曉多做考慮。
衆(zhòng)人花了半天的時(shí)間參觀了一遍,而最終的結(jié)果,顯然也讓所有人都爲(wèi)之感到驚歎。
這樣的一條生產(chǎn)線(xiàn),在全世界都屬於頂級(jí)硅晶圓生產(chǎn)線(xiàn)了。
不管是在生產(chǎn)速度上還是良品率上。
“好了,本次我們將試生產(chǎn)十天,之後將對(duì)這十天以來(lái)生產(chǎn)的所有硅晶圓進(jìn)行檢測(cè),確定我們最終的效果!”
“好!”
所有人都?xì)g呼了起來(lái)。
於是接下來(lái)的十天中,他們的生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)始全速運(yùn)轉(zhuǎn),幾乎所有機(jī)器的功率都開(kāi)到了最大。
而其中讓他們感到驚喜又無(wú)奈的是,由於林曉對(duì)提純過(guò)程的優(yōu)化,他們生產(chǎn)初加工硅晶圓的速度提升了百分之三十以上,而這就導(dǎo)致他們的拋光機(jī)顯得有些不夠了。
他們還得多買(mǎi)幾臺(tái)拋光機(jī)回來(lái),才能盡最大可能發(fā)揮這條生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)力。
當(dāng)然,這些事情等到之後再說(shuō),先把他們現(xiàn)在這十天的測(cè)試完成了。
就這樣,時(shí)間很快過(guò)去。
林曉自然也沒(méi)有一直留在這裡,而是回到了上京大學(xué)。
正好現(xiàn)在到了大四畢業(yè)季,大四學(xué)生要論文答辯了,於是他也擔(dān)任了一會(huì)兒答辯評(píng)審老師的職位。
雖然是上京大學(xué),不過(guò)畢業(yè)論文的質(zhì)量也是參差不齊。
當(dāng)然,能過(guò)也就過(guò)了,林曉同樣作爲(wèi)年輕人,還是很理解這些年輕學(xué)生的,雖然他也不算什麼過(guò)來(lái)人——畢竟他當(dāng)初的本科畢業(yè)論文是能夠直接發(fā)國(guó)際頂刊的。
不過(guò),畢竟是上京大學(xué),其中還是有一部分學(xué)生的論文表現(xiàn)出了較高的質(zhì)量水平,得到了他的誇獎(jiǎng)。
總而言之,他所在的答辯組能過(guò)的都基本過(guò)了,除了個(gè)別學(xué)生的論文遭到了另外幾位評(píng)審老師的嚴(yán)厲批評(píng),他也就沒(méi)有持反對(duì)意見(jiàn)了。
嗯,反正他的答辯組學(xué)生們,都還是挺感謝他的。
至於其他組的學(xué)生嘛,那就不是他管得著的了,自求多福吧。
就這樣,時(shí)間很快過(guò)去,十天的時(shí)間很快過(guò)去。
十天的試生產(chǎn)測(cè)試,圓滿(mǎn)結(jié)束。
最終測(cè)試結(jié)果,讓他們每個(gè)人都無(wú)比的驚喜。
只要拋光機(jī)數(shù)量跟上,他們的生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能將達(dá)到世界頂級(jí)的程度。
同時(shí),再考慮原材料成本、電力成本、運(yùn)輸成本等,都只會(huì)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更低,畢竟,華國(guó)本身就擁有著足夠的原材料,比起日本原材料都需要從國(guó)外進(jìn)口這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),華國(guó)就處?kù)督^對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位,而華國(guó)工業(yè)電力單位價(jià)格也處?kù)妒澜缙偷那闆r,而日本的電力單位價(jià)格是前者的將近兩倍。
總而言之,華國(guó)的各項(xiàng)成本都處?kù)秲?yōu)勢(shì)地位,再加上世界上的主要芯片代工廠距離華國(guó)都近,比如臺(tái)省的臺(tái)積電、聯(lián)電等,還有韓國(guó)的三星,以及位於魔都的華芯國(guó)際、華虹集團(tuán)。
所以,只要他們能夠搭建起足夠的生產(chǎn)線(xiàn),那麼只有一個(gè)結(jié)果——贏麻。
而這個(gè)消息,很快就引起了上面的重視。
短短幾天時(shí)間,中央就下發(fā)了文件,做出了指示——儘快建設(shè)高新技術(shù)下的硅晶圓生產(chǎn)線(xiàn),提供低息甚至是免息貸款,刺激國(guó)內(nèi)相關(guān)廠商搭建新生產(chǎn)線(xiàn)。
至此,第一次向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈大舉進(jìn)攻的號(hào)角,就此吹響。
而其中,林曉的定光科技公司,是這一次進(jìn)攻中的“軍師”。
答辯過(guò)咯!
終於放下心了。
近期可能因爲(wèi)畢業(yè)最後的事項(xiàng)準(zhǔn)備,比如後天要班級(jí)聚餐什麼的,更新上不一定能穩(wěn)定,等到所有事情結(jié)束後,將恢復(fù)正常,之前欠的章節(jié)也會(huì)補(bǔ)上。
謝謝各位的理解。
(本章完)