四合院:我邊做科研邊吃瓜  第367章 MOS

類別: 都市 | 都市生活   作者:打小就清澈  書名:四合院:我邊做科研邊吃瓜  更新時間:2024-08-03
 
60年的高考,是沒有查分這一說的,反正就是考完,等著結果就行,錄取通知書大概是在8月開始發。

而且以婁曉娥的情況,這年頭的第一批是鐵定錄取不了的,所以時間還要更往后一點,這一批的特點是“可以錄取機密專業”。

所以婁曉娥和高振東兩人并不急,該干嘛還是干嘛,高振東上班,婁曉娥操持家務。

辦公室里,高振東正在思考著1274廠的事情。

由于技術發展的原因,這個時候MOS(金屬氧化物半導體)技術并沒有完全成形。

1274廠的集成電路工藝,還是走的58年提出的PN結隔離的雙極型半導體的路子,這也是1274廠自身能力的極限,甚至都已經有點超出了極限了。

這就讓高振東陷入了糾結,是繼續讓1274廠走雙極型半導體,還是干脆直接上MOS技術?

兩者之間并不是完全的替代關系,甚至雙極型半導體比起MOS半導體來,有不少地方是有明顯優勢的。

比如三級管開關速度更快,可以達到的頻率更高,設計階段成本更低,內部元件精度更高等等。

對于高振東來說,他要的是可以在計算機技術方向上能發揮更大作用、具有更大潛力的半導體技術。

所以即使集成電路在這個階段有超小型組裝、膜集成電路等其他路線,高振東也沒有考慮這些路線,這些路線有其特殊用途,并不是沒有前途,可是在計算機這個方向上,它們在可以預見的時間段內,沒有任何前途。

唯一的問題就是在現階段,用雙極型?還是大跨一步,直接考慮MOS?

雙極型在集成邏輯門電路方面,在現階段有其優勢。

思來想去,高振東還是決定大跨一步,走MOS。

雙極型的速度是更快,但是這個時候再快也快不到哪里去,其他技術支撐不上也沒用,對于計算機來說,早期MOS能達到的數十MHz的速度已經完全足夠了。

80年代的80286也不過20MHz,在60年代,雙極型更快的開關速度對于高振東的需求來說,并沒有什么意義。

雙極型內部元件精度雖然高一些,但是作為數字電路來說,只要能滿足在規定的條件下完成預想的狀態轉移即可,元件精度高并沒有什么用處,這不是模擬電路,要求大不相同。

再說了,雙極型的元件精度高,也只是相對MOS來說的,真實差距甚至連五十步笑百步都算不上。

要說在集成電路設計階段成本低,在這個階段就是個偽命題,人力成本在這時候不怎么算的。

MOS還有一個毛病是某個芯片一旦定型后,修改困難,修改成本很高。

但對于高振東要做的事情來說,這個根本就不是問題。

作為大規模使用的芯片,不論是邏輯門集成電路還是CPU、DRAM,都是定型了就不會隨便修改,會大量量產的東西,所以這一點在這方面根本就不是問題。

最重要的一點是,高振東清楚的知道,打從CPU和半導體存儲器一開始,就沒有雙極型什么事兒,雙極型做集成邏輯門電路是不錯,但是用來做CPU和半導體存儲器,根本用不上。

或者說,在這方面,從技術和經濟角度出發,人們都從來沒有青睞過雙極型半導體。

Intel4004,10μm的PMOS。

8008,10μm的PMOS。

首個4Kbit的DRAM,8μm的NMOS。

首個16Kbit的DRAM,5μm的NMOS。

大名鼎鼎的8086/8088,3μm的NMOS。

徹底鞏固了Intel數十年基業的80286,1.5μm的CMOS。

至于為什么大家都不約而同的在這個應用方向上選擇了MOS技術,那就不得不說MOS的優點了。

這玩意工藝簡單!比雙極型簡單得多,不是一星半點那種!

拋開復雜的技術原理等等不說,簡單總結,以PMOS和雙擴散外延雙極型為例,要達到差不多同樣的效果,兩者工藝差別非常巨大。

PMOS外延次數1次,工藝步數最多45步,高溫工藝2步,光刻最多5次。

而雙擴散外延雙極型的這些數字,分別是4次以上、130步、10步、8次。

工序更少、工藝更簡單、良品率更高

對于量產來說,這些特么可都是錢吶!

而且對于現在的高振東來說,工藝步數越少,就意味著成功率越高。

兩者用到的基礎技術實際上是差不多的,最大的區別是在晶體管的工作原理上,所以在這個階段的技術難度上,有了高振東當知識的搬運工,更晚、更先進的MOS甚至要比雙極型要低。

MOS技術還有一個非常逆天、非常反直覺的地方。

在同代次內,更改MOS電路的設計,對于MOS的工藝沒有任何影響,MOS電路的性能的改變,是通過改變MOS場效應管的幾何設計來實現的。

雙極型在這種情況下是要通過改變諸如擴散源、擴散時間、擴散溫度等工藝參數來實現電路性能的改變,但是MOS電路就不,它的工藝是不變的。

而且這種改變幾何設計就能改變性能的特點,帶來了MOS集成電路的另外一個好處——更便于實現計算機輔助設計,實現半自動或者自動化設計。

除了上面這些好處之外,雙極型半導體本身,有一個最大的缺陷注定了它在大規模、超大規模集成電路上走不遠。

——它做不小!但是MOS可以!

這個情況的原因很多。

一來,MOS管子的面積天生就比雙極型要小。

二來,雙極型晶體管需要隔離PN結或者隔離井,MOS不需要。

第三,MOS天生就提供了兩層互連,這讓它的內部布線更為方便。

MOS的這么多優點,又帶來了一些系統級別的衍生好處,諸如系統性能更高、設計可預測性更好、可靠性和維護性更好等等。

有趣的是,實際上MOS場效應管概念的提出,要比雙極型管子早,之所以普及更晚,是受工藝的制約。

這就好像汽車,電動車的概念比蒸汽車、內燃車更早,那是十九世紀末期的事情,但是真正大規模實用,都特么二十一世紀了。

但是工藝這個問題,對高振東來說,問題就不是太大了,他能抄啊!

思前想后,高振東下定了決心:直接跨一大步,就搞MOS!

至于雙極型的,就留給其他廠所的同志去搞吧,我直接帶1274廠起飛!

為了國內計算機技術未來的發展,他愿意承擔這個責任和風險,穿都穿了,在這種為了國家、社會層面的巨大利益,該搏一把、該承擔責任的時候還畏首畏尾,那就沒意思了。

對于60年代初這個時間段來說,高振東沒穿,沒人搞MOS,高振東穿了,還是沒人搞MOS,那高振東特么不白穿了嘛。

高振東下定了決心,開始落實這個事情。

他給1274廠打了個電話,告訴他們自己已經確定了集成電路工藝研究調整的方向,然后開始根據集成電路工程工藝這本書里的內容,編制MOS技術的工藝設計指導文件。

設計指導文件,指導1274廠怎么設計MOS技術的各道工藝的,而不是直接把工藝寫出來,也沒法寫出來,這個不是高振東要負責的事情。

對于1274廠來說,有了這個工藝設計指導文件,他們就能根據自身的條件,進行針對性的具體工藝設計,這樣的可操作性和針對性都更好。

相當于高振東告訴1274廠,為了實現MOS工藝,你們應該做到些什么事情,這些事情的要點是什么,注意事項是什么,中間的一些重要參數怎么計算。

至于具體到每一步,那就是1274廠根據這個指導文件去搞了。

之所以先寫這個,主要是為了1274廠的同志們著想,從雙極型晶體管轉向MOS,雖然實際上用到的技術都是差不多的,但是從表象上來看,這是一次徹底的大轉向。

這種轉向,對于不了解MOS工藝情況的1274廠同志來說,極容易產生畏難情緒。

所以高振東干脆先把MOS工藝的設計指導文件搞出來,誒,你們看看,這兩個東西名字不同,原理不同,但是具體到使用的各步驟的技術上,那其實差不多。

很簡單的,你們直接上,試一試,沒問題的啦。

這樣就有利于1274的同志更快的進入狀態,畢竟突然接觸一個一無所知的新技術就要上馬,與直接拿到這種新技術的所有關鍵點再進行深化,那對于他們來說感官上的區別還是很大的。

1274這邊,接到高振東電話之后,呂廠長和魯總工放下了心里的最后一絲擔憂,把全部精力投入到三極管的生產中去了。

既然集成電路工藝的事情有高總工那邊在負責調整,那這邊就不用擔心,先只管完成自己的工作就好。

雖然國內在開始轉向使用DJS60D,可是對于1274廠來說,晶體三極管的生產任務依然繁重。

國內是在改用60D了,可是出口還是用的59,就這一項,就注定了1274廠任務拉滿,能產多少產多少。

更別說國內群眾對于電子產品的需求了。

偏的不說,一臺收音機就需要晶體管4到9個不等,扣除DJS59所需,根本就不夠好吧。

總之,一切都挺好。

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