第595章 集成電路技術研究
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看到羅教授不理解,李梟也就道:“教授,集成電路這一概念,1952年的時候傑弗裏就提了出來,
他在文章中表示,要利用光刻、蝕刻、摻雜等工藝,將晶體管、電阻、電容等元件集中起來,集中到一塊矽基芯片上,組成邏輯電路,讓它具備簡單邏輯功能,就能縮小電路體積,在同樣體積之下,也能夠加入更多的電子元件。
雖然傑弗裏後來這一項實驗失敗了,但我認為,這一項技術是具備可行性的,就拿現在的計算機來講,咱們之前就研究的“59型計算機”,300萬次的運算速度,基本上就已經達到了極限,想要再往上很難。
之後的計算機發展,想要再一次突破,應該就是新一代計算機,我稱它為集成電路計算機,
晶體管計算機羅教授你也知道,它的信號傳輸,是通過導線連接,信號需穿越數厘米甚至更長的物理距離,才能夠那多個元件串聯起來,並且還易受電磁幹擾。
但集成電路不同,他是把所有元件、晶體管,全部都集中在電子版上,這樣一來元件間距離就會縮至微米級,信號傳輸路徑縮短數十乃至數百倍,這樣一來不僅能夠減少電磁幹擾,還能夠加快信號傳遞的速度。
不僅如此短距離信號傳輸,也能夠減少能耗,還能進行高密度集成,能容得下更多電子元件,到時候沒準上百上千的元件,一塊小小的電路板就能夠放得下。”,說著李梟還用手在胸前比劃了一下大小。
李梟說的這些並不難理解,這就跟電子管計算機過渡到晶體管計算機一樣,也是因為類似的原因,這才讓計算機的速度越來越快。
而聽到李梟全部講完,羅教授臉上也帶上了若有所思的表情,感覺李梟所說的方法確實可行。
有問了幾個問題,就打開了李梟遞給他的研究計劃書。
李梟計劃書上寫的很詳細,想要研究集成電路,這首先就是基礎半導體材料的研究。
想是矽如何提純,一般的工業矽它的純度在95~99純度,但這無法作為集成電路上麵的材料,至少要提純到99.以上,而這裏所用到的方法就是西門子法,也就是三氯氫矽還原,還有就是矽烷熱分解法。
也隻有解決了雜質的問題,才能夠讓單晶矽,滿足器件電學性能需求。
其次就是單晶矽的生長技術,這裏則可以利用直拉法,來製造製備大尺寸單晶矽錠,以此突破晶體定向生長與直徑控製。
之後就是晶體管核心工藝的研究了,也就是通過氧化、光刻、擴散等,從而來實現器件小型化與穩定性。
從鍺台麵晶體管,轉向矽平麵型晶體管,這樣一來就能夠讓表麵鈍化減少漏電。
而這個國內突破有些難,不過前世早就有人想出了辦法,那就是用顯微鏡+紫外燈搭建“土光刻機”,來製造出矽平麵型晶體管。
這個方法在前世1963年的時候,被國內王教授團隊突破,一舉打破了技術封鎖。
李梟也是把幾種方法作為建議,寫到了研究報告上。
除此之外,想要研究出集成電路這還不夠,還需要介質隔離技術和金屬化與引線鍵合技術。
介質隔離技術就是在電路元件外圍,形成反向偏置的pn結,它的作用就是阻斷電流橫向擴散,這樣就能解決集成電路中,相鄰的元件短路難題。
而這一項技術到了後世,也是經過了數代的演化。
最開始是pn結隔離技術,等到60年代後期又變成了氧化矽介質隔離技術,再往後就是淺溝槽隔離。
這個就要等到80年代去了。
等到00年以後,三維隔離法也會出現,李梟拿出的就是pn結隔離技術,和二氧化矽介質隔離技術,兩種研究的方向。
不過也隻是研究的方向,其中隻涉及了一些理論,但具體該如何施行,這個就要靠團隊一起研究了。
金屬化與引線鍵合技術,最初版本還是比較簡單的,就是熱壓鍵合。
所謂的熱壓鍵合就是通過加熱加壓將金絲連接至芯片焊盤,這個很簡單,以國內現在的技術也製造的出來。
而60年代以後的技術就是鍵合技術,鍵合技術又分為兩種,一種是球鍵合,另一種是楔形鍵合,這兩種技術也是60年代工藝化標準技術。
這一用就是30年,等到90年代這才又一次取得了突破。
隻有先把這些搞懂,才能製造出簡單的集成電路,當然複雜的集成電路就要上設備了,就比如製擴散爐、光刻機、鍍膜設備。
這些就不著急了,像是光刻機,1960年首台才被製造出來,鍍膜設備也要等到60年代,至於製擴散爐雖然現在已及出現,但存在摻雜不均勻問題,想要解決至少要等到80年代以後去了。
現在的常壓閉管擴散爐也算是夠用,製造出來的集成電路,足夠組裝第三代計算機。
至於其它的一些設備,這個李梟也需要好好研究研究,他打算等到計算機研究所,先研究完基礎材料,然後在研究這些設備,到時候也不遲。
而羅教授看完也是感到了有些吃驚,上麵的內容很詳細,直接可以作為研究規劃,並且都指明了方向,這也讓他不由道:“這些都是你這些功夫想出來了?”。
“怎麽可能,我研究了差不多三四年了,三四年前我看到傑弗裏提出的理論,我就意識到,集成電路肯定是未來的發展方向,我就開始琢磨、研究,隻是可惜很多資料、技術,都被國外進行了封鎖,幾年下來也隻研究了一些理論基礎,不過這些還需要驗證。”。
聞言羅教授也是有些佩服,一是佩服李梟的眼光,三四年計算機也才進入到晶體管時代沒多久,他沒想到李梟就想要了進一步的研究內容。
二則是佩服李梟的天賦,天賦太強了。
就憑借一個理論,就能夠研究出這麽多東西來,並且在他看來,這些東西能實驗成功的可能性相當的大。
又看了一遍,羅教授這才道:“看來咱們還需要向上麵在要些人過來,很多東西需要更專業人士來完成。”。
對此李梟也是點了點頭:“這倒是,不過我感覺這個有些難,現在各地都缺技術人才,不是那麽容易調動的。”。
“那也要試試,這可是關乎這未來計算機的發展,除了計算機以外,如果隻能夠研究出來,自動化控製也會受到影響,和上麵解釋清楚,上麵應該會大力支持。”,羅教授道。
李梟也是道:“不隻是自動化控製,像是 導彈的控製、軍事電子係統、通信與光電子技術,也都會受到影響,就拿軍事電子係統,如果能成功的話我推測,集成電路的高抗幹擾性,應該會讓現在雷達信號處理速度提升3倍,甚至能夠實現超遠目標鎖定,
可以說如果能夠成功研究出來,這又將是一次新的技術革命。”。
剛開始羅教授還沒想到這麽多,聽了李梟的解釋,也是有些激動了起來,現在全球還沒有進行集成電路的研究。
如果國內真的研究成功了,這算是贏在了起跑線上,必須要重視起來,也就道:“我現在就向上說明這一情況,到時候咱們一起去匯報。”。
說著羅教授就拿起了電話,直接打了出去,很快電話就被接通了起來,在說明一下情況後,羅教授這才放在電話對著李梟道:“走,二領導現在就有時間,咱們現在就過去。”。
