作者：约翰留着长长的胡子
“不了不了，”李強擺手，“這次確實沒有安排整塊的時間給你們，頂多去你們那裏觀摩個一天半天。你就別想着我再插手研發攻關的事啦。再說了，硅半導體這個領域你研究了這麼多年，恐怕在全國你的研究是最深入的，有些技術進展我都得看你的論文才能懂得。”
黃昆：“其實也不只是我一個人，復旦一個系的人都在我後面做支持呢。那就說好了啊，您忙完別的事之後，到我們半導體實驗室觀摩指導，一天。”
李強點點頭，表示認可這個日程安排。黃昆準備起身離開時，李強想起了什麼事，又問了一句：
“黃昆，你覺得計算機和半導體領域未來的發展方向是什麼？就分近期、中期和遠期三個階段說吧。”
黃昆：“近期應該是降低硅晶體管的生產成本，找到大批量廉價生產硅晶體管的辦法，同時縮小硅晶體管的體積。中期這個我就不太確定了，可能中期的目標是把硅晶體管的體積會有一個很大幅度的降低，這樣，計算機系統的體積重量不斷縮小，而性能卻會不斷增強。遠期我就不說了吧，我的確不知道。”
黃昆走了。
李強提的那個問題，其實就是他自己琢磨了很多年但一直沒得到答案的問題。
未來文件裏描述的計算機產業、被稱爲“芯片戰爭”的2022年中國與美國的工業、科技大比拼，與現在的計算機產業相差太大了，大到那篇報告裏說的名詞和概念現在李強還是無法完全理解。
到底發展到什麼程度、發展到哪一年，才能把現實的計算機產業與“雷布斯提案”聯繫起來呢？
李強估計可能得20年後。
但對這個問題，反而是主席和總理不那麼看重。主席認爲過去這幾年，國家在研發創新、科研人員的工作模式和工作環境方面都做得不錯，雖然沒能直接哂檬颤N2022年的“黑科技”，但現在鍺晶體管有了，硅晶體管也有了，計算機不但量產了而且還反向蘇聯出口了。現在世界的計算機領域，大概已經是“東帝”中國和“西帝”美國並立的局面。
主席認爲，就這樣發展下去，到2020年的時候應該就不存在美國在高科技領域壓制中國的情況了。因爲中國的科研體系會一直保持這樣的活力、自由度和創新精神，不會落下什麼或者錯過什麼。難道中國人的智商就比白人低咩？絕對不可能。
“船舶工業在一五期間取得的成果還是很顯著的。我看一下啊，一五期間你們的滬東廠開工了4艘01型護衛艦，前3艘是來件組裝的，第四艘已經有不少國產化器件了。當然海軍要的東西是飛潛快，這方面你們有53、54、55、55甲炮艇，仿製了兩型魚雷艇。潛艇方面，江南廠做好了一切技術準備，58年初就要採用來件組裝方式建造第一艘633型潛艇了。聶帥對船舶工業提出了表揚，我呢今天就是代他向你們轉達這個表揚。”
軍事科技一般是組長聶榮臻負責抓的，李強作爲科技小組的副組長，通常的工作分工是管民用科技和電子半導體科技（不分軍民）。船舶工業系統當中的軍艦設計建造當然屬於軍事科技，李強這是第一次視察工作。
“國家實驗室和國家重點實驗室。現在光上海已經有5個實驗室了，你們都是上海人，所以我就當你們已經大略瞭解了國家實驗室機制。不過到現在爲止，船舶工業系統還沒有一個國家實驗室或重點實驗室，聶帥這次還交待我一個工作，就是同你們一起磋商、審議，找出當前世界艦船工業的前沿發展方向，如果我們現在有能力在這個前沿方向做出開創性工作，而且投資在國家能承受的範圍內，那麼，我們就成立一個。”
船舶工業局長程旺把手裏的幾份材料遞給李強：“聶帥是9、10月讓我們思考這個問題的，到現在各船廠和研究所交上來的材料一共5份，就這些。”
這5份材料其實就是5個“點子”，由各單位琢磨出來的他們認爲可以做的東西。李強打開第一份材料：“導彈驅逐艦和導彈巡洋艦？”
程旺：“今年海軍戰術導彈研究院成立了，他們已經在消化蘇聯P15反艦導彈的技術了。如果導彈裝在驅逐艦和巡洋艦平臺上，那會比裝在183魚雷艇上有更好的持續作戰能力和遠洋作戰能力。”
李強：“這個，已經不算是前沿研究領域了吧？”
程旺：“確實嚴格來說算不上。在大軍艦上安裝導彈系統可能比小魚雷艇上面更方便，畢竟空間大、噸位大。國外，美國已經用巴爾的摩級搭載了天獅星巡航導彈，而且美國現在還把防空導彈也搬上了軍艦，戰列艦和巡洋艦都有。”
李強放下第一份材料，看第二份：“你們是和導彈幹上了。這個是導彈潛艇。”
“這個我知道，”一名參會的船舶工業總局科研規劃處的同志發表自己的意見，“蘇聯潛艇已經有搭載反艦導彈的規劃方案了，而且我還知道美國潛艇也搭載天獅星巡航導彈了，也不算是別人沒做過的前沿技術。”
李強：“導彈驅逐艦、導彈巡洋艦、導彈潛艇，這些項目都是可以由你們自行開展前期論證和預研的，只要海軍提出需求，你們就把東西給海軍。但這些項目應該是正常的工程研發項目，還不至於提高到前沿探索的程度，因此也就沒有必要成立國家實驗室了。我們繼續看下面的方案。”
第三個方案是航空母艦。這國內是缺技術，但更主要缺的是錢和飛機。
第四個方案是坦克登陸艦改造的魚雷艇、導彈艇保障母艦，這很可行，但沒有太高的技術含量。
“5號方案，先進潛艇技術。”
程旺：“我們之前認爲，所謂的先進潛艇技術，那就是核潛艇唄，結果江南廠的這位同志說，應該不限於核潛艇，而應該成立一個專門的前瞻性研究機構，研究所有方向的下一代潛艇所用的技術。”
李強：“這個想法倒是不錯，先進潛艇技術實驗室。看問題高度上就和其他四個方案不一樣了。一個實驗室不是只爲了一個型號而誕生的，而是對應一個技術方向。”
程旺：“但是，這位同志的想法是，研製一種既不使用核反應堆，但又可以比較長時間在水下潛航的潛艇。”
李強：“哦？不用核反應堆那用什麼？不管柴油機汽油機它都要空氣啊。”
打開報告看，作者還真就是在設想常規動力的AIP潛艇，而且寫得有理有據：
二戰末期納粹德國就試驗過這種潛艇，採用過氧化氫作爲燃料也作爲氧氣源。過氧化氫分解產生一部分能量，且產生氧氣。這氧氣再與重油燃燒，產生更大的能量。
但是過氧化氫這種東西吧性格非常古怪。你是想讓它緩慢可控分解放熱，可它不一定願意，它心情不好了就會劇烈分解俗稱爆炸。所以德國的這AIP潛艇就沒通過試驗。
作者否決了過氧化氫燃料發動機，但認爲這個方向是有可能出成果的，只是需要多考慮幾種動力方案。作者一口氣提出了三種其他的動力方案：
大容量電池驅動的潛艇；
自帶氧氣的柴油機動力系統，也在水下使用，燃燒產生的二氧化碳通過特殊裝置排放並溶解到海水中；
自帶氧氣的蒸汽輪機動力系統，和上面那個差不多，只是熱機是蒸汽輪機。
這5個方案裏面，最後一個“先進潛艇技術實驗室”得到李強的初步認可，在第二輪審議如過通過，就可以掛牌咝辛恕�
“黃昆啊，你們實驗室的常態就是春節也不休息麼？”
處理完船舶工業的事情，李強去了復旦大學，在黃昆的實驗室李強看到了牆上的工作排期表，春節就好像不存在一樣，所有人所有工作都是無縫從1月份排到三月份。
黃昆：“是啊是啊，反正我這敗家小王子的名號已經背起來了，那乾脆就敗家更徹底一點。哈哈，開個玩笑。主要是我的新工藝硅晶體管有了很大的突破，爲了抓緊時間，我重排了工作日程，本來春節是有假的，爲了趕時間，今年就暫時取消了。”
李強：“……”
第86章 切？爲什麼要切！
復旦的半導體實驗室爲了迎接新設備進行過徹底的騰挪搬遷，原先那一套硅晶體管生產設備（硅爐和蒸汽滲透室）全部轉移到上海郊區了，那裏剛建起來一個復旦的分校園，或者說復旦大學上電集團聯合控股的校辦工廠。
現在李強完全不認識半導體實驗室裏的各種機器設備了。
“原先的硅晶體管生產工藝，我叫它‘檯面工藝’，而新的生產工藝，可以叫做‘平面工藝’。”黃昆向李強介紹自己的技術成果，“就在兩天前，1958年1月14號，第一批平面工藝的硅晶體管已經下線了，測試結果良好。”
李強：“你說的這個平面工藝，是完全由你研發出來的嗎？”
黃昆：“不是，不完全是。我確實從美國那邊公開的論文，還有幾個我們重點跟進的公司披露的一些商業信息裏找到了蛛絲馬跡，其中的一些信息確實給了我很大啓發。要不然我也不會這麼有目的性地在去年要從國外引進這些設備。因爲貝爾實驗室、德州儀器、肖克利半導體公司，他們都在訂購這些設備。”
啓發黃昆的主要是貝爾實驗室。早在1955年，貝爾實驗室的卡爾？弗洛希和林肯？德里克就發表了一篇論文《硅擴散的表面保護和選擇性屏蔽》，描述了一種可能成功的對硅半導體進行加工的方式。
這兩人發表的成果不但貝爾實驗室在繼續發展，從貝爾實驗室跳槽出去創辦公司的威廉？肖克利也毫不猶豫地繼續跟進這項技術。1956年，貝爾實驗室在第三次半導體晶體管技術分享交流會議上公佈了“瑪貝爾食譜”，這是在弗洛希和德里克理論成果基礎上，向工程應用邁出的非常重要的一步。
“瑪貝爾食譜”之後，貝爾實驗室就開始訂購新機器用來驗證平面工藝是否可行了。而貝爾實驗室下單訂購，黃昆也馬上下單訂購。
只不過黃昆現在不知道貝爾實驗室的進展如何：此前的學術論文以及晶體管交流會議，都是公開、半公開報道的。1957年貝爾實驗室進入工程研製新一代硅晶體管，這就暫時不對外公佈了，至少也要等到貝爾實驗室鼓搗出來並且把專利給申請了，纔會被外界知道。
不過這倒是關係不大，黃昆能順着弗洛希和德里克理論成果的大方向往下走，這就很好了。
“這是什麼？一塊袁大頭？”黃昆遞過來一塊“銀元”。李強把“銀元”捏在手心，比真實的袁大頭直徑略大一點，也是銀灰色，不過很薄，捏起來可能也就一兩毫米厚的樣子。
黃昆：“哈哈，這其實是一片單晶硅，不是白銀。以前的檯面工藝，是在一塊硅板上面加工，現在工藝改進之後，在小圓片單晶硅上加工晶體管更方便。”
黃昆挨個介紹實驗室裏的設備，其實也就是在介紹晶體管的新制造工序。
“硅爐要更新，新的真空硅爐熔鑄單晶硅的時候，出產的就不是硅板了，而是拉出來一根單晶硅柱。這根柱子可用部分的直徑是60毫米。然後我們把這60毫米粗的硅柱切成薄片。”
“這薄片不是您手裏的這一片，您手裏這一片它的表面經過了處理，又覆上了一層二氧化硅膜。”
“已經是單質單晶硅了，爲什麼又要讓它的表面被氧化呢？這就與它要做的下一道工序有關。”
“下一道工序，在這片單晶硅的表面塗上一層由感光樹脂、增感劑和溶劑組成的抗蝕膠。塗上抗蝕膠之後，軟烤。”
“看見沒有？這是一盞大功率汞燈。我們在塗了抗蝕膠的硅片前面放置一個半透光的圖案底片，汞燈透過圖案底片照過去，單晶硅片上面的抗蝕膠有一部分被光照老化了，有一部分沒有。照過之後我們把硅片拿去洗一洗，老化的抗蝕膠洗不掉，但沒老化的抗蝕膠就洗掉了。”
“洗掉抗蝕膠的部位，就露出了下面的二氧化硅層。然後我們再用強酸沖洗掉二氧化硅，露出下面的單質硅。然後利用離子溶液，把薄層雜質擴散到硅中。”
“這樣，小小的一片單晶硅，嗯，一塊袁大頭，上面我們就能一次刻出幾百個甚至上千個硅晶體管來。加工速度很快不像檯面工藝的金屬蒸汽滲透工序動不動幾個小時；加工環境宜人，沒有超高溫，就是化學品有味兒，要空氣淨化機。但總的來說，生產成本只有檯面工藝的幾分之一。餘下的工序就簡單了，切割、封裝、測試、出廠。”
黃昆興致勃勃地介紹新的硅晶體管制造工藝，李強在旁邊越聽越愣，最後腳步都停下了，不跟着黃昆在實驗室裏踱步了。
黃昆：“李局長？李組長？李老大？”
李強外表看上去在發呆，其實大腦在以10X的速度飛速轉動，就短短一兩分鐘之內，中南海看過無數次的《雷布斯提案》，又在李強的腦子裏過了一遍。
這一回，《雷布斯提案》裏的幾個名字，終於被李強篩選出來了。
“黃昆，”李強舉起手中的“袁大頭”：“你把一個這個單晶硅，叫做‘一片’單晶硅？”
黃昆：“對，對呀，那麼薄的一片。”
李強：“我明白了。”
李強回頭走了幾步，來到前面兩道工序那兒。這是一臺進口的機器，再經過黃昆小改的。工作臺上方一盞大功率汞燈，根據黃昆所說，這盞燈起作用的是紫外光譜的光線，不過汞燈發出的光肯定是多波段混合的，因此這盞汞燈會發出刺眼的紫光。紫光經過匯聚，照射（烘烤）工作臺固定好的單晶硅片。烤到足夠的時間，硅片就由傳送帶送到下一個工序洗洗。
李強指着這臺有工作臺和傳送帶的機器，用顫巍巍的聲音說道：“這道工序，叫做光刻？”
黃昆：“叫烘烤定版。不過光刻這個名字好像更直觀，不錯不錯，就叫光刻了，那這臺機器就叫光刻機。”
李強再回頭走兩步。
“你往單晶硅片上塗抹的這種，由感光樹脂、增感劑和溶劑組成的東西，叫做抗蝕膠？”
黃昆：“對，光致性抗蝕膠。”
李強：“我看，這可以叫光刻膠。”
“哦！哦！送入光刻機之前在硅片上塗抹的，確實可以叫光刻膠。”
李強又調轉頭往生產線的末尾走，走到頭，他把手中剛纔黃昆給他的單晶硅片放在末尾的機器的臺子上：“生產進行到這一步，就是單晶硅片上已經採用‘平面工藝’加工出來了幾百個晶體管，對嗎？”
黃昆：“對啊。”
李強突然伸出雙手，一左一右捏住了黃昆的兩肩，使勁搖晃，一邊搖他還一邊吼道：
“那爲什麼還要切割！爲什麼還要把它切開！”
黃昆：“啊？啊啊啊啊啊！”
李強激動得停不下來，抓着黃昆肩膀，左右搖、前後搖、上下搖，一邊搖還一邊吼：
“爲什麼要把一片硅片切開！本來可以不切開的！！！”
黃昆：“啊啊啊！好好好，李老大，我們不切開，然後呢啊啊啊”
李強鬆手。
“不切開，然後呢？”李強說道，“然後我怎麼知道，你幫我繼續往下想。立刻想。”
黃昆剛被李強放開，腦子暈乎乎地，找了個小馬紮坐下來還沒說話他先打了個嗝：“額，那我們就得把這一塊硅片上的七百多個晶體管用線連起來，怎麼連線，那不是得跟設計計算機那幫人要圖紙了啊？”
李強：“如果你確定這是唯一的辦法，那就把問號改成句號。”
黃昆：“好，怎麼連線，要計算機設計師介入，嘿，我們這是要把一臺計算機設計在一塊硅片裏呢！七百多個晶體管，這不就是嘛。而且我這還沒到發揮出設備的全部極限的地步，這機器的極限是可以做出寬0.1毫米的三極管核心來。”
李強：“這東西也別叫硅片了，就叫芯片吧。”
“餘老師，您是印刷電路的專家，我需要在硅片上，把兩個元器件用導線連接起來，也就是組件內部連接。”
定下神之後，黃坤把半導體實驗室，不，復旦電子系能找到的幾位老師都找了過來，現場解決工程設計問題。
“天津電子集團是印刷電路的老大，他們總喜歡做一些很小的電子消費品，”電氣系的餘老師說道，“不過，你要的這種內部連接也不難辦，在硅片上刻槽，然後搞銅離子沉積，就可以沉積出一條銅質的薄膜線條。”
黃昆：“餘老師，薄膜金屬線條最窄能做到多細？”
“大概，0.2毫米吧。”
黃昆點點頭，李強卻搖搖頭：“現在就先用着0.2毫米吧，200微米。餘老師，您能保證未來開發出新的沉積技術，讓它的線寬越來越小嗎？”
“能，但是我要組個實驗室搞這方面的研究。”
李強：“從現在起，你的實驗室成立了。”
“李局長，計算機的元件不只是晶體三極管和二極管，還有其他的呢，至少電阻電容電感這三大元件是跑不了的。”
黃昆還把謝希德喊過來了，謝希德提出了這個問題。
黃昆：“難道說我們要在硅片四周安排一圈插槽，豎着安排一些電阻？”
謝希德：“算了，我也聽說手工裝配計算機很費工時，試試看做到硅片，不，芯片裏面去吧。”
黃昆：“先解決電容，我知道怎麼做，電容就是兩層導體夾一層絕緣體，可以在硅襯底內部，表面或者金屬層之間產生。”
謝希德：“電容做出來了那電感也有了。電阻”
黃昆：“在芯片裏頭弄出電阻的方法不止一種，畢竟是個玩意都有電阻，就是不知道選哪個方法好。”
“李老大，希德，還有一個問題。”
黃昆突然想起了什麼。
“我前天第一次試生產的時候，光刻到硅片上的晶體管並不是個個都有效的。如果芯片裏面有一個晶體管是刻壞了的，那豈不是整塊芯片都失效了？”
謝希德：“上電計算機設計中心的人好像搞出了容錯電路。”
黃昆：“設計中心的人現在沒空過來。”
李強：“別急，遲早你們會把晶體管計算機的電路設計室給吞併了。不過，現在你們先做幾個簡單的嘛。”
最後黃昆打開電子教科書，選了兩個功能：第一個功能是正弦波生成器，做一塊模擬芯片來實現這個功能，只需在芯片上刻6個晶體管；第二個功能是4位數的加法器（半加器），這個要安排二十多個晶體管。
由於每塊“芯片”的晶體管數很少，所以黃昆把設計圖紙搞出來之後，複製粘貼，一次性在一塊單晶硅上畫拉出10塊一模一樣的芯片。進光刻機、全套工序出來之後，只要有一塊芯片功能正常，試驗就算成功。
上面這些頭腦風暴、畫圖紙連線的工作也不簡單，況且李強的這個想法還有不少說大不大說小不小的細節問題要補全。一天又一天過去，當一切都準備妥當的時候，已經是1958年1月31日了。黃昆把切割下來的芯片接線封裝，插到臨時現製作的檢測電路上面做測試。第一塊芯片是失敗的，但第二塊芯片插上去的時候，示波器就給出了標準的正弦波形。
李強把拔下來的這塊芯片捏在手裏，左看右看：“這應該是會被載入人類計算機發展史的文物。幹得漂亮。”
黃昆：“李老大，這次又是你在場我們才完成這個突破我就說必須得你在場吧”