第435章 第一台國產光刻機
種田：元嬰修士重返地球六十年代 作者：龍貓仙人 投票推薦 加入書簽 留言反饋
係主任文誌剛也沒想袁楓居然真的這麽牛逼，因為前一陣子李紅軍還拿著袁楓寫的論文興奮的來找他，和他討論精簡指令集這個全新的領域，沒想到今天就遇到大神本尊降臨。
李紅軍自然是有些興奮：“袁博士，您的研究的這套指令集架構簡直顛覆了我們對傳統計算機架構的認知。現在有機會當麵向您這種高手請教，簡直是做夢都不敢想的。”
袁楓微笑著迴應：“李教授過獎了。高手什麽的談不上，我隻是剛好在這個領域做了一些初步的探索和研究，關於精簡指令集，還有很多需要學習和改進的地方。請教什麽的談不上，應該說是共同探討，共同進步吧！”
袁楓的謙遜自然贏得了李紅軍的好感，當然，他還是更在意學術上的東西：“袁博士，剛好我有個問題想請教您一下。按照您論文上說的，精簡指令集的執行效率要比複雜指令集高。但複雜指令集的靈活性不是精簡指令集能比的吧！如果精簡指令集遇到需要靈活性比較高的數據調動的時候，你要怎麽解決呢？”
“方法有很多，譬如可以利用間接尋址的方式來訪問寄存器中的地址。建立大量的通用寄存器，減少對存儲器的直接依賴。還可以使用立即數尋址的指令，在指令中直接提供一個常數值。這對於需要常量操作特別有用，這樣做還可以避免額外的內存訪問。當然還可以通過基址尋址，通過一個基址寄存器加上一個偏移量來形成操作數的有效地址。這種方式非常適合訪問數組或數據結構中的元素。反正有很多方式，細說的吧！十種八種的方法還是能找到的。
精簡指令集雖然精簡，但靈活性卻不比複雜指令集低，關鍵是腦洞要大，不怕沒辦法就怕你想不到，隻要咱們打開想象力，世界上沒有什麽指令是精簡指令集解決不了的。”
李紅軍這會也是一臉的崇拜，仿佛好像看偶像一樣道：“袁博士您可真夠厲害的了。不怪能想出如此逆天的技術！對了袁博士您到我們大學來教書吧！如果我們大學有了您，那可就是如虎添翼了。”
王晉笑著道：“李教授告訴你一個好消息，現在袁博士已經是咱們大學的教授了。”
“真的嗎！那太好了。您什麽時候開課，我一定親自去聽。”
袁楓笑了笑：“我隻是客座教授，我平時很忙，沒辦法常年留在大學。但有時間的話，我會來大學和大家進行交流學習的。”
“隻是客座教授！”李紅軍聞言頓時有些失望。
王晉道：“客座教授就不錯了，人家袁教授平時可是很忙的。人家不但是博士，還是港江首富呢！怎麽可能常年留在大學教書。”
劉誌剛笑著道：“李教授你不知道，袁教授剛剛可給咱們計算機係捐獻了兩百台計算機呢。”
李紅軍聽到這也算是徹底說不出什麽了。雖然從學者的角度對錢沒什麽大的概念，但港江首富是什麽，他還是能感覺出來的。兩百台計算機要多少錢，他想都不敢想。隻能說人家才是真正的人生贏家，要學術有學術，關鍵還有錢，自然不是自己的能比的。
王晉這會道：“對了李教授！袁博士這次來就是來看你的光刻機的。現在能看嗎？”
李紅軍聽到這也反應了過來點頭道：“能看！我帶你們去。”
……
袁楓等人跟著李紅軍走來到了精密儀器實驗室……實驗室當中放著一個巨大的玻璃房，裏麵擺放著一台機器。
李紅軍看向了旁邊的一個人道：“去拿一些白大褂過來。”
“好的！”來人說完就去拿衣服了。
李紅軍看向了袁楓：“袁博士，這就是我們大學研發的光刻機。”
係主任文誌剛急忙補充道：“也是全國第一台光刻機。”
袁楓點了點頭，打量了一下這台光刻機……這台機器的外形看起來相當的專業和複雜，一個大底座上安裝著一個旋轉部件，可能是用於放置晶圓的平台。旁邊是一個控製麵板，上麵布滿了按鈕和開關，還有一排顯示屏，顯示著各種參數和狀態信息。頂部則是一個較大的鏡頭或光源裝置，可能是用來進行精確的光刻工作。
整體來說，這台機器給人一種高科技、精密工程的感覺。當然，這是在一般人看來的情況下，在袁楓看來這台光刻機還非常的簡陋和未來asml的光刻機根本就不是一個級別的產品。
不過袁楓去過英特爾公司參觀，自然見過他們的光刻機，大致結構和這台機器也差不多。隻能說現在的光刻機，基本都是這樣的。與其說是光刻機，不如說是一台大型顯微鏡。
袁楓對這台光刻機的外形基本滿意，因為哪怕現在是佳能公司的光刻機，看外形也就這種水平。“對了李教授，咱們的這台光刻機采用的是什麽工藝？理論工藝精度是多少？”
李紅軍道：“咱們的這台光刻機采用的是自動對準分步式光刻工藝，屬於非接觸式的加工流程，理論最小加工精度能夠達到一微米左右。”
袁楓點了點頭，按理說英特爾8086也才三微米左右，加工精度一微米自然是足足有餘了。當然，對方說的也隻是理論最小精度，畢竟理論和現實還是有相當差距的。
“那加工速度怎麽樣？曝光時間多少？”
“圖案曝光三十秒左右，加工速度就不好說了，速度要看掩膜板的數量和晶圓麵積，還要計算人工流程的停機時間。如果以十張掩膜板為例，停機時間，算上晶圓尺寸……每台機器每小時大概能生產八十顆左右的半導體，算上良品率大概能有五十顆吧！當然工藝更複雜的情況下就不好說了。每小時三四十顆或這十幾二十顆也是可能的，主要還是要看工藝。”
袁楓點了點頭，按理說二十張板的話，一台機器，一小時能生產三四十顆芯片也算行了。就算現在的機器性能不行，隻能開半天機，每天起碼也能生產三四百顆，一年起碼十萬顆，十台機器年產能就是一百萬，五百萬芯片產能的話，五十台機器也就夠了。
當然以國內現在的需求，似乎五百萬有點多，當然，芯片也不僅僅隻cpu，還有其他芯片要生產呢！而且這都是理想的情況下，實際情況可能更加的複雜，可能需要數量更多的光刻機，而且生產線也要重新設計。
就在這個時候有人拿過來一些白大褂。
幾人換好白大褂，戴好帽子進入了房間……當然並不是所有人都進去了。
……
空調不斷的抽離空氣中灰塵顆粒……李紅軍則站在光刻機旁，啟動機器，當機器啟動成功，他則看向了袁楓：“首先，我們需要設定好曝光時間、光源強度等關鍵參數。這些參數將直接影響到產品的最終質量和精度。”
袁楓點點頭，他知道這些都是至關重要的。他注意到控製麵板上的顯示屏各種數字，看來應該是光刻機在運行過程中的信息反饋。
李紅軍打開了光刻機的頂蓋，露出了裏麵的晶圓平台。他小心翼翼地將一塊晶圓放置在平台上並用夾具固定好。然後，他取出一個掩膜板，這是光刻過程中必不可少的部分，上麵刻有電路圖案的模板。
“這個掩膜板是我們自己測試用的，芯片工藝一般，不過隻要圖案將通過光源投射到晶圓上，最終就形成我們需要的電路結構了。”
袁楓仔細觀察著掩膜板上的圖案，它們雖然微小但卻精細至極。他知道，這些圖案的精確性將直接決定最終芯片的性能。
一切準備就緒後，李紅軍按下了啟動按鈕……光刻機開始緩緩運轉起來，發出低沉的轟鳴聲。光刻的過程眾人也是全程目擊，隨著時間的推移，機器的運行聲音逐漸穩定下來。
經過一段時間的等待，光刻機終於完成了曝光過程。
李紅軍小心翼翼地取出晶圓，展示給袁楓等人看……他們看到晶圓上呈現出清晰、完整的電路圖案，似乎看起來好像是一張地圖。
李紅軍笑著道：“這就是我們青華大學的鳥瞰圖。”
袁楓見狀也非常的高興，相信有了這台機器，自己的芯片工廠就可以正式籌備了。
……
眾人離開了實驗室來到了計算機係的會議室坐好。
袁楓看向了李紅軍：“李教授，不知道咱們生產的這台光刻機，預計的售價大概是多少錢一台？”
李紅軍想了想道：“這個，我還真就沒想過……主要是咱們的光刻機成本並不低，加工精度非常的高，輕微的震動就能造成誤差。如果要是賣的話，我想怎麽也要十萬元一台。”
袁楓聞言還以為聽錯了呢！急忙道：“你說多少錢？”
“十萬元一台！怎麽了？太貴了嗎！沒辦法，光刻機的加工成本在那放著呢！十萬塊賺不了多少錢的。”
“我也沒說貴，我的意思是這太便宜了吧！佳能的同類型光刻機，價格大概要四十萬呢！而且還是米金。對了李教授，你剛剛說的是人民幣吧！不是米金吧？”
“不是米金，我說的是人民幣。其實十萬這個價格我認為還可以了，雖然佳能的光刻機價格更貴，但人家的技術也確實是超過我們的。而且人家自動化的程度也比我們的要高。無論怎麽樣也要承認我們和人家的差距。畢竟人家佳能可是老牌光刻機生產企業。”
“這倒也是！那不知道李教授一年能生產幾台光刻機？”
“幾台！”李紅軍聞言苦笑了一下道：“一年能生產一台就不錯了。這機器是精密儀器，加工精度非常的高，某些部件的加工精度要達到微米級。這意味著在加工過程中，輕微的震動、溫度變化甚至是空氣流動都可能對加工結果造成嚴重影響。
而且光刻機的製造涉及到多個學科的知識，如光學、機械、電子、化學等。每一個部件的設計、生產、加工、組裝都沒那麽容易。尤其是光學係統，它是光刻機的核心部分，任何一點微小的誤差都可能導致整個機器無法正常工作。所以生產光刻機比想象的要困難的多。”
“話雖如此，但兩年時間實在是太長了。全球芯片產業現在進入了井噴式的大發展的黃金時期，咱們國家能否跟著國際先進半導體芯片製程工藝就要看這兩年的。如果咱們的芯片生產再玩幾年投產，到時候黃花菜都涼了，所以無論如何也必須提高光刻機的產量。起碼一年光刻機的要能達到幾十台以上才行。”
李紅軍聽到這自然是嚇了一跳：“幾十台！那需要幾十個團隊才行。可能需要一千人才行！”
“多少人也要搞。光刻機是大國重器，無論如何也必須加快生產。而且咱們的光刻機雖然生產精度還行，但自動化程度太差，還需要手工介入。手工介入不但會增加停機時間，降低效率，還可能會增加灰塵，影響機器精度，小則損壞芯片，大則損壞光刻機，必須要重視起來才行，好能做到無人接觸式生產。”
“這個……”李紅軍頓時感覺有些為難。自動化到如此地步，想想也知道是非常困難的。
袁楓則看到了王晉道：“王校長，我想和咱們學校聯合開辦一個光刻機企業。我來投資，學校出技術，股權我五一，學校四九。到時候我會以每台四十萬人民幣的價格采購咱們的光刻機。但咱們要提前說好，必須要將百分之五十的利潤投入研發。因為任何先進科技必須都站在全球一線，否則就算投入市場也沒有競爭力。”
“道理我倒是懂。但……”王晉說到這想了想道：“不知道袁總打算投入多少錢？”
“至少兩千萬。”
李紅軍自然是有些興奮：“袁博士，您的研究的這套指令集架構簡直顛覆了我們對傳統計算機架構的認知。現在有機會當麵向您這種高手請教，簡直是做夢都不敢想的。”
袁楓微笑著迴應：“李教授過獎了。高手什麽的談不上，我隻是剛好在這個領域做了一些初步的探索和研究，關於精簡指令集，還有很多需要學習和改進的地方。請教什麽的談不上，應該說是共同探討，共同進步吧！”
袁楓的謙遜自然贏得了李紅軍的好感，當然，他還是更在意學術上的東西：“袁博士，剛好我有個問題想請教您一下。按照您論文上說的，精簡指令集的執行效率要比複雜指令集高。但複雜指令集的靈活性不是精簡指令集能比的吧！如果精簡指令集遇到需要靈活性比較高的數據調動的時候，你要怎麽解決呢？”
“方法有很多，譬如可以利用間接尋址的方式來訪問寄存器中的地址。建立大量的通用寄存器，減少對存儲器的直接依賴。還可以使用立即數尋址的指令，在指令中直接提供一個常數值。這對於需要常量操作特別有用，這樣做還可以避免額外的內存訪問。當然還可以通過基址尋址，通過一個基址寄存器加上一個偏移量來形成操作數的有效地址。這種方式非常適合訪問數組或數據結構中的元素。反正有很多方式，細說的吧！十種八種的方法還是能找到的。
精簡指令集雖然精簡，但靈活性卻不比複雜指令集低，關鍵是腦洞要大，不怕沒辦法就怕你想不到，隻要咱們打開想象力，世界上沒有什麽指令是精簡指令集解決不了的。”
李紅軍這會也是一臉的崇拜，仿佛好像看偶像一樣道：“袁博士您可真夠厲害的了。不怪能想出如此逆天的技術！對了袁博士您到我們大學來教書吧！如果我們大學有了您，那可就是如虎添翼了。”
王晉笑著道：“李教授告訴你一個好消息，現在袁博士已經是咱們大學的教授了。”
“真的嗎！那太好了。您什麽時候開課，我一定親自去聽。”
袁楓笑了笑：“我隻是客座教授，我平時很忙，沒辦法常年留在大學。但有時間的話，我會來大學和大家進行交流學習的。”
“隻是客座教授！”李紅軍聞言頓時有些失望。
王晉道：“客座教授就不錯了，人家袁教授平時可是很忙的。人家不但是博士，還是港江首富呢！怎麽可能常年留在大學教書。”
劉誌剛笑著道：“李教授你不知道，袁教授剛剛可給咱們計算機係捐獻了兩百台計算機呢。”
李紅軍聽到這也算是徹底說不出什麽了。雖然從學者的角度對錢沒什麽大的概念，但港江首富是什麽，他還是能感覺出來的。兩百台計算機要多少錢，他想都不敢想。隻能說人家才是真正的人生贏家，要學術有學術，關鍵還有錢，自然不是自己的能比的。
王晉這會道：“對了李教授！袁博士這次來就是來看你的光刻機的。現在能看嗎？”
李紅軍聽到這也反應了過來點頭道：“能看！我帶你們去。”
……
袁楓等人跟著李紅軍走來到了精密儀器實驗室……實驗室當中放著一個巨大的玻璃房，裏麵擺放著一台機器。
李紅軍看向了旁邊的一個人道：“去拿一些白大褂過來。”
“好的！”來人說完就去拿衣服了。
李紅軍看向了袁楓：“袁博士，這就是我們大學研發的光刻機。”
係主任文誌剛急忙補充道：“也是全國第一台光刻機。”
袁楓點了點頭，打量了一下這台光刻機……這台機器的外形看起來相當的專業和複雜，一個大底座上安裝著一個旋轉部件，可能是用於放置晶圓的平台。旁邊是一個控製麵板，上麵布滿了按鈕和開關，還有一排顯示屏，顯示著各種參數和狀態信息。頂部則是一個較大的鏡頭或光源裝置，可能是用來進行精確的光刻工作。
整體來說，這台機器給人一種高科技、精密工程的感覺。當然，這是在一般人看來的情況下，在袁楓看來這台光刻機還非常的簡陋和未來asml的光刻機根本就不是一個級別的產品。
不過袁楓去過英特爾公司參觀，自然見過他們的光刻機，大致結構和這台機器也差不多。隻能說現在的光刻機，基本都是這樣的。與其說是光刻機，不如說是一台大型顯微鏡。
袁楓對這台光刻機的外形基本滿意，因為哪怕現在是佳能公司的光刻機，看外形也就這種水平。“對了李教授，咱們的這台光刻機采用的是什麽工藝？理論工藝精度是多少？”
李紅軍道：“咱們的這台光刻機采用的是自動對準分步式光刻工藝，屬於非接觸式的加工流程，理論最小加工精度能夠達到一微米左右。”
袁楓點了點頭，按理說英特爾8086也才三微米左右，加工精度一微米自然是足足有餘了。當然，對方說的也隻是理論最小精度，畢竟理論和現實還是有相當差距的。
“那加工速度怎麽樣？曝光時間多少？”
“圖案曝光三十秒左右，加工速度就不好說了，速度要看掩膜板的數量和晶圓麵積，還要計算人工流程的停機時間。如果以十張掩膜板為例，停機時間，算上晶圓尺寸……每台機器每小時大概能生產八十顆左右的半導體，算上良品率大概能有五十顆吧！當然工藝更複雜的情況下就不好說了。每小時三四十顆或這十幾二十顆也是可能的，主要還是要看工藝。”
袁楓點了點頭，按理說二十張板的話，一台機器，一小時能生產三四十顆芯片也算行了。就算現在的機器性能不行，隻能開半天機，每天起碼也能生產三四百顆，一年起碼十萬顆，十台機器年產能就是一百萬，五百萬芯片產能的話，五十台機器也就夠了。
當然以國內現在的需求，似乎五百萬有點多，當然，芯片也不僅僅隻cpu，還有其他芯片要生產呢！而且這都是理想的情況下，實際情況可能更加的複雜，可能需要數量更多的光刻機，而且生產線也要重新設計。
就在這個時候有人拿過來一些白大褂。
幾人換好白大褂，戴好帽子進入了房間……當然並不是所有人都進去了。
……
空調不斷的抽離空氣中灰塵顆粒……李紅軍則站在光刻機旁，啟動機器，當機器啟動成功，他則看向了袁楓：“首先，我們需要設定好曝光時間、光源強度等關鍵參數。這些參數將直接影響到產品的最終質量和精度。”
袁楓點點頭，他知道這些都是至關重要的。他注意到控製麵板上的顯示屏各種數字，看來應該是光刻機在運行過程中的信息反饋。
李紅軍打開了光刻機的頂蓋，露出了裏麵的晶圓平台。他小心翼翼地將一塊晶圓放置在平台上並用夾具固定好。然後，他取出一個掩膜板，這是光刻過程中必不可少的部分，上麵刻有電路圖案的模板。
“這個掩膜板是我們自己測試用的，芯片工藝一般，不過隻要圖案將通過光源投射到晶圓上，最終就形成我們需要的電路結構了。”
袁楓仔細觀察著掩膜板上的圖案，它們雖然微小但卻精細至極。他知道，這些圖案的精確性將直接決定最終芯片的性能。
一切準備就緒後，李紅軍按下了啟動按鈕……光刻機開始緩緩運轉起來，發出低沉的轟鳴聲。光刻的過程眾人也是全程目擊，隨著時間的推移，機器的運行聲音逐漸穩定下來。
經過一段時間的等待，光刻機終於完成了曝光過程。
李紅軍小心翼翼地取出晶圓，展示給袁楓等人看……他們看到晶圓上呈現出清晰、完整的電路圖案，似乎看起來好像是一張地圖。
李紅軍笑著道：“這就是我們青華大學的鳥瞰圖。”
袁楓見狀也非常的高興，相信有了這台機器，自己的芯片工廠就可以正式籌備了。
……
眾人離開了實驗室來到了計算機係的會議室坐好。
袁楓看向了李紅軍：“李教授，不知道咱們生產的這台光刻機，預計的售價大概是多少錢一台？”
李紅軍想了想道：“這個，我還真就沒想過……主要是咱們的光刻機成本並不低，加工精度非常的高，輕微的震動就能造成誤差。如果要是賣的話，我想怎麽也要十萬元一台。”
袁楓聞言還以為聽錯了呢！急忙道：“你說多少錢？”
“十萬元一台！怎麽了？太貴了嗎！沒辦法，光刻機的加工成本在那放著呢！十萬塊賺不了多少錢的。”
“我也沒說貴，我的意思是這太便宜了吧！佳能的同類型光刻機，價格大概要四十萬呢！而且還是米金。對了李教授，你剛剛說的是人民幣吧！不是米金吧？”
“不是米金，我說的是人民幣。其實十萬這個價格我認為還可以了，雖然佳能的光刻機價格更貴，但人家的技術也確實是超過我們的。而且人家自動化的程度也比我們的要高。無論怎麽樣也要承認我們和人家的差距。畢竟人家佳能可是老牌光刻機生產企業。”
“這倒也是！那不知道李教授一年能生產幾台光刻機？”
“幾台！”李紅軍聞言苦笑了一下道：“一年能生產一台就不錯了。這機器是精密儀器，加工精度非常的高，某些部件的加工精度要達到微米級。這意味著在加工過程中，輕微的震動、溫度變化甚至是空氣流動都可能對加工結果造成嚴重影響。
而且光刻機的製造涉及到多個學科的知識，如光學、機械、電子、化學等。每一個部件的設計、生產、加工、組裝都沒那麽容易。尤其是光學係統，它是光刻機的核心部分，任何一點微小的誤差都可能導致整個機器無法正常工作。所以生產光刻機比想象的要困難的多。”
“話雖如此，但兩年時間實在是太長了。全球芯片產業現在進入了井噴式的大發展的黃金時期，咱們國家能否跟著國際先進半導體芯片製程工藝就要看這兩年的。如果咱們的芯片生產再玩幾年投產，到時候黃花菜都涼了，所以無論如何也必須提高光刻機的產量。起碼一年光刻機的要能達到幾十台以上才行。”
李紅軍聽到這自然是嚇了一跳：“幾十台！那需要幾十個團隊才行。可能需要一千人才行！”
“多少人也要搞。光刻機是大國重器，無論如何也必須加快生產。而且咱們的光刻機雖然生產精度還行，但自動化程度太差，還需要手工介入。手工介入不但會增加停機時間，降低效率，還可能會增加灰塵，影響機器精度，小則損壞芯片，大則損壞光刻機，必須要重視起來才行，好能做到無人接觸式生產。”
“這個……”李紅軍頓時感覺有些為難。自動化到如此地步，想想也知道是非常困難的。
袁楓則看到了王晉道：“王校長，我想和咱們學校聯合開辦一個光刻機企業。我來投資，學校出技術，股權我五一，學校四九。到時候我會以每台四十萬人民幣的價格采購咱們的光刻機。但咱們要提前說好，必須要將百分之五十的利潤投入研發。因為任何先進科技必須都站在全球一線，否則就算投入市場也沒有競爭力。”
“道理我倒是懂。但……”王晉說到這想了想道：“不知道袁總打算投入多少錢？”
“至少兩千萬。”