洁净区验收后的第三天,一群特殊且重要的客人来到了6305厂。
他们是“三五规划编制委员会”的调研团。
带队的是国家计委的郑副主任,五十来岁,头发梳得一丝不苟,穿着深灰色中山装,表情严肃。
随行人员有二十多人,来自国防科委、财政部、物资部、劳动部、教育部,还有几个重点军工单位和科研院所的代表。
调研团先在红星所听取了整体汇报,然后前往6305厂建设现场。
一路上,调研团仔细观察着厂区的建设。
巨大的厂房、纵横交错的管廊、忙碌有序的施工队伍……
“比我想象的要好。”
郑副主任低声对身边的秘书说,显然印象不错。
在1号厂房,一行人换上防尘服,经过风淋室,进入洁净区。
“这里就是未来的芯片制造区。”宋颜教授担任讲解,“目前洁净等级达到Css 100,可以满足五微米工艺的要求。等所有设备就位、人员培训完成后,我们可以将关键区域提升到更高。”
调研团成员们仔细听着,有人拿出笔记本记录,有人用目光测量着空间尺寸。
“设备什么时候到位?”国防科委的一位代表问。
“光刻机预计十二月中旬运抵。”陈光远回答,“涂胶显影机、刻蚀机、扩散炉等设备正在全国各地协作单位进行最后调试,明年一月开始陆续进场安装。”
“安装周期多长?”
“计划是三个月完成所有大型设备就位和初步调平,再用三个月进行精调、对接和单机调试……”
一路走,一路问。
他们看了超纯水系统的终端间,看了特种气体供应站,看了微电网的配电室,看了中央控制室的雏形……
每到一处,都有详细的技术讲解和实物展示。
工人们没有因为领导视察而停下工作,依然在各自岗位上忙碌,这种专注和有序反而让调研团成员频频点头。
参观了6305厂的建设,调研团提出要参观中试线。
大家又返回红星所集成电路实验室的中试线车间。
此刻,产线正在运行,生产的是“电子耳朵”专用的集成电路,“听风者-1号”。
作为实验室主任,宋颜教授亲自讲解:“各位领导,这是我们基于五微米工艺设计的首款专用芯片。它集成了高精度仪表放大器、模数转换器和定制的数字信号处理器核,主要用于工业设备的振动监测和故障诊断。”
他拿起一块已经封装好的芯片,只有指甲盖大小,黑色的陶瓷封装上印着细小的型号标识。
“它的特点有几个:第一,混合信号设计。模拟部分借鉴了军用收音机和医用心电图仪的技术,但强化了抗电磁干扰能力。数字部分针对几种典型机械故障的振动频谱特征进行了硬件优化。”
“第二,高集成度。原本需要一整个机柜的分离元件,现在集成到一片芯片上。这使得‘电子耳朵’终端从台式机大小缩小为饭盒大小,功耗从上百瓦降低到十几瓦。”
“第三,高可靠性。设计工作温域是零下40度到85度,适应钢厂、野外、电站等极端环境。内部有定时器和自检电路,防止程序跑飞并快速判断芯片健康状态。”
宋颜教授说完,示意技术员进行演示。
一个“电子耳朵”被分别安装在故障模拟设备上。
接收设备看起来收音机大小,巧合的是,上面也插着两根天线,正面有示波窗口和蜂鸣器,以及几个指示灯。
技术员启动故障模拟,接收设备立刻显示一条正常的曲线,曲线显示规律的波动。
“现在模拟的是正常状态。”技术员说,“频谱能量集中在基频和低次谐波。”
他调节故障模拟旋钮,改变模拟参数。“现在模拟轴承出现早期磨损……看,这里出现了高频分量,能量开始向2000赫兹以上区域扩散。”
示波窗口上,一条黄色的警告线亮起,终端发出轻微的蜂鸣声。
“如果是齿轮不对中,会出现明显的二倍频和三倍频峰值。如果是叶片失衡,会在转速频率处出现很高的单峰。”技术员一边操作一边解释,“这些特征都已经固化在芯片的算法里,不需要外接计算机就能实时诊断。”
调研团成员们围拢过来,仔细观看演示。
“有效分辨率多少?”一位戴眼镜的技术专家问。
“模拟前端是16位,实际有效分辨率14.5位,动态范围86分贝。”宋颜回答。
“信噪比?”
“在100赫兹到10千赫兹带宽内,大于70分贝。”
“强电磁干扰下怎么办?”
“芯片内部有三级滤波和屏蔽设计,我们在轧钢厂最恶劣的电气室环境做过测试,在距离大功率变频器三米处连续工作72小时,无一次误报警。”
提问越来越深入,越来越专业。
宋颜教授从容应答,数据、图表、测试报告……所有问题都有详实的依据。
终于,国防科委的代表开口了。
他是个五十多岁的军人,肩章显示是大校军衔,表情严肃得近乎严厉。
“这套东西,军舰发动机、坦克的变速箱能不能用?”
“可以。”技术员斩钉截铁,“我们已经启动‘TFZ-1A’军品型号设计,耐冲击指标提升五倍,增加抗盐雾、防霉菌处理。样品三个月后可以提供,主要用于雷达。”
“耐冲击指标具体多少?”
“500g,6毫秒半正弦波,三个轴向各冲击三次,功能不失效。”
大校点点头,但问题更尖锐了:“如果6305厂建成,多久能为全军换装一遍?”
这个问题让现场安静了一瞬。
全军换装,那意味着多少芯片?十万片?百万片?以6305厂规划的年产能,可能需要十年、二十年。
宋颜教授道:“这取决于几个因素:第一,厂建成的实际产能。第二,军品的具体需求量和优先等级。第三,后续工艺升级的速度。”
他顿了顿,给出一个保守但可靠的回答:“如果全力转产军品,且工艺良率稳定在30%以上,那么十八个月可以满足首批急缺装备的需求。但要实现全军普及,需要产能的持续扩充和工艺的不断优化。”
“设计图纸和工艺细节,保密等级够不够?”大校继续问,“参与的研究员背景是否都经过审查?”
这次是丘岩书记回答:“所有技术资料按绝密级管理,所有参与人员经过三级政审,所有进出厂区人员凭证件过安检。我们已经建立完整的保密体系,请部队放心。”
大校不再说话,只是在本子上记录着什么。
接着,经济部门的代表提问了。
他的问题最务实也最扫兴:“这一片芯片,成本摊下来多少钱?比用分离元件方案,是贵了还是便宜了?”
宋教授道:“单看芯片本身,目前试生产成本是分离元件方案的1.3倍。但看整机系统,因为省去了大量外围电路和调试环节,总成本只有分离方案的40%。而且可靠性提升十倍以上,预计可以将设备停机损失减少90%。”
“良率呢?什么时候能提上去?”
“目前试生产良率在15%到20%之间波动。”宋颜教授坦诚地说,“我们的目标是,在6305厂正式投产后六个月内,将良率稳定在30%以上,两年内,向50%进军。”
“除了‘电子耳朵’,这芯片还能用在什么地方?能不能用到收音机上,产生更大经济效益?”
这个问题让几个技术专家皱起了眉。
把军品级的高可靠性芯片用在收音机上?太浪费了。
但吕辰却从中听出了另一层意思,国家需要这个项目尽快产生经济效益,不能一直靠拨款养活。
他接口道:“这位领导,芯片的应用取决于它的设计特性。‘听风者-1号’是针对振动监测优化的,不适合收音机。但我们已经启动了简化版设计,降低环境适应性要求,专门用于民用设备。同时,计算器芯片、工业控制芯片等其他产品也在研发中。”
经济部门的代表点点头,在本子上记下。
教育系统的代表也提问了:“设计和测试这套芯片的团队,平均年龄多大?有多少是刚毕业的大学生?”
宋颜教授想了想:“核心设计团队平均年龄31岁,最年轻的24岁。测试和生产团队中有40%是近两年毕业的大学生和中专生。”
“这些实践经验,有没有总结成教材或手册?能不能快速推广到合作院校的教学中?”
“正在整理。”宋颜教授说,“我们已经和清华、北大、哈工大等院校合作,编写《集成电路制造工艺基础》《芯片测试与可靠性》等教材。明年秋季,这些课程就可以在合作院校开设。”
提问持续了一个多小时。
调研团的专家们从不同角度提出质疑、挑战、建议。
有些问题一针见血,直指技术瓶颈;有些问题看似外行,却触及了项目的根本矛盾。
技术与经济的平衡、军用与民用的协调、保密与开放的尺度。
宋颜教授、陈光远、吕辰等人轮流应答。
他们不回避问题,不夸大成果,坦诚地说明现状、困难和需要支持的地方。