酒过三巡,菜吃五味,话题自然转到了正事上。
“吕工,”王老师神色认真,“年前我们王副主任前往武水院,带来了星河计划的一些消息,你们从零开始,能做到五微米工艺,集成了八百个晶体管,这太了不起,搞得我们几个老家伙夜不能眠,心里跟猫抓一样,现在你们来了,我们有些问题想请教。”
他顿了顿:“第一代集成电路工作频率是多少?”
吕辰三人对视一眼,吴国华道:“王老师,我们的目标定在1兆赫兹。”
“这个频率……太低了。”李老师接话,“1兆赫兹,只能做做计算器、简单的逻辑控制。通信、雷达、电子对抗,这些真正关键的领域,进不去啊。”
张老师语气温和但切中要害:“集成电路要真正成为国家战略技术,不能只停留在低频领域。高频,才是考验真功夫的地方。”
问题尖锐,但吕辰听出了其中的关切,这不是刁难,而是真正懂行的人提出的核心问题。
“各位老师说得对。”吕辰放下酒杯,坦然承认,“目前我们的目标,确实只能在低频应用。高频集成电路,是我们下一步必须攻克的难关。”
他看向三位老师:“这也是我们来成电的原因,成电在高频电路、微波技术方面是国内顶尖。我们想请教,以目前的技术水平,我们要把集成电路的频率提上去,最大的瓶颈在哪里?”
四位老师互相看了一眼,王老师接过话头,条理清晰:“这个问题,我们可以从几个方面来说。首先肯定是材料,高频电路对材料的介电常数、损耗角正切这些参数极其敏感。硅材料,在高频下的性能远不如砷化镓。但砷化镓更贵,工艺更复杂,国内几乎没有产业基础,这是个死循环。”
李老师补充:“其次是晶体管结构,低频晶体管和高频晶体管的设计思路完全不同。要减小寄生电容、提高截止频率,需要全新的器件物理设计和工艺实现。你们现在用的平面工艺,可能不够。”
张老师接着说:“再次是互连,高频下,导线不是简单的连接线,而是传输线。阻抗匹配、串扰、损耗,每一个问题都能要命。采用金属布线,在高频下可能成为天线,辐射能量,干扰其他电路。”
郑老师最后总结:“最后是封装,高频信号最怕反射、损耗。现在的金属-陶瓷封装,在高频下的表现不理想。需要全新的封装理念和材料。”
这些问题,都是实打实的技术难点,每个都切中要害,成电老师们对高频电路的理解深度,让吕辰三人暗暗佩服。
等四位老师说完,钱兰开口:“各位老师说得都对,材料、器件、互连、封装,这四个是高集成电路必须跨过的坎。”
他顿了顿:“但星河计划理论组结合我们当下的技术预期,以及我们从年前到现在,在全国走访调研的结果来看,追求一步到位不现实。”
他介绍道:“理论组经过研判,决定采取分阶段推进,同时在这四个方面布局。”
四位老师听得若有所思。
“第一阶段,也就是现在,我们先用硅材料,把数字集成电路的工艺吃透。计算器、工业控制器、简单的逻辑电路,这些应用对频率要求不高,但市场需求大。用这些产品练兵,积累工艺经验,培养人才队伍。”
“但同时,启动四个预研方向。”吕辰伸出手指,“材料研究方面,探索硅基高频器件优化的可能性;同时跟踪砷化镓材料进展,做技术储备。”
“器件物理方面,开始研究高频晶体管的新型结构,平面工艺不够,就研究台面工艺、异质结,总有办法。”
“至于互连技术,这是我们红星所的强项,我们可以研究高频传输线结构,优化布线设计。”他看向王老师,“因此要请成电的微波专家指导,把微波电路的设计思想引入集成电路。”
“最后是封装创新,开发适合高频的新型封装。陶瓷不够,我们就研究多层陶瓷、低温共烧陶瓷,甚至探索其他材料。”
吕辰接口道:“四位老师,这四个方向,我们不能等某个阶段完成了再开始下一阶段。星河计划是一个全国性的工程,其实也是一个提出需求的平台,甚至不止这四个方向,现在就要开始布局,甚至有些已经开始了,比如西军电已经开始石英晶体技术研究、兰大研究同位素示踪技术、北大研究扫描电镜技术、哈工大研究存储技术、清华在研究应用程序、我们在研究精密电机……,这些,可能一两年内看不到成果,但三五年后,当我们掌握了更精密的工艺,这些预研成果就能迅速转化。”
他语气诚恳:“在这个过程中,我们需要成电的帮助。特别是高频电路设计经验、微波测量技术、还有对高频器件物理特性的理解,这些正是我们的短板。”
房间里安静了几秒。
王老师忽然一拍桌子:“好!这个思路好!分阶段推进,同时布局未来,务实,又有远见!”
李老师点头:“星河计划了不起,提出需求、定义需求,提前预研,虽然每个方向都很困难,但一起推进,互相支撑,时间久了,必定能成大势。”
郑老师给每个人的酒杯满上:“我就说嘛,今天这顿饭吃得值!来,再走一个,为了合作!”
七只酒杯再次碰在一起。
接下来的谈话更加深入。成电的老师们讲解他们的技术家底,进口的频谱仪、网络分析仪,虽然老旧但还能用;自制的微波测试平台;在雷达、通信设备上积累的高频电路设计经验;甚至还有几位老师参与过军用电子设备的研制,了解极端环境下的可靠性要求。
吕辰三人也详细介绍了星河计划的进展,如光刻机的研制情况、化学气相沉积工艺的突破、以及正在规划中的亚微米级技术路线。
双方越聊越投机,很多想法不谋而合。
聊着聊着,话题又转回了吃上。
“说起这个酸菜鱼,”王老师夹了一筷子鱼片,“味道确实巴适。吕工,你这个做法绝了。”
吕辰笑道:“泡酸菜的酸鲜,再加少许番茄,增加复合酸味。鱼片码味时,除了常规的盐、料酒、淀粉,我还加了点蛋清和植物油,这样鱼片更嫩滑,煮的时候不易散。”
“讲究!”李老师竖起大拇指,“做菜和搞技术一样,细节决定成败。”
张老师感慨:“其实搞集成电路,和做盐帮菜也有相通之处。都要讲究材料、工艺、火候。材料要好,工艺要精,火候要准,差一点,味道就变了。”
郑老师道:“在我看来,美食和文化一样,需要交流。我们川菜走出去,也要吸收其他地方菜系的优点,才能发扬光大。技术也一样,不能闭门造车。”
王老师笑道:“老郑,你这是三句话不离本行。不过说得对,技术要交流,要合作。我们成电有高频的理论和设计经验,就应该加入到星河计划当中,找到自己的位置,才能做出真正的高频芯片。”
窗外天已黑尽,但屋内灯火通明。
七个人围坐桌边,聊技术,聊美食,聊未来,像多年的老朋友。