第一百六十二章 先進(jìn)設(shè)計(jì)對(duì)制程技術(shù)
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會(huì)議到最后,根據(jù)各人自愿,技術(shù)部的人員被劃為兩個(gè)部分o 一部分,仍然繼續(xù)進(jìn)行電機(jī)、電池生產(chǎn)及后續(xù)提升研究o另一部分,則調(diào)入新成立的儀器儀表項(xiàng)目組o 新的項(xiàng)目組,張叢偉副部長(zhǎng)負(fù)責(zé)管理,由史琳擔(dān)任組長(zhǎng),主持具體的研發(fā)工作,陳鎮(zhèn)理高級(jí)工程師擔(dān)任她的副手,協(xié)助她進(jìn)行儀器儀表研發(fā)o 白云天允許項(xiàng)目組抽調(diào)十名左右的技術(shù)員參與開(kāi)發(fā),但要求其中新入職的大學(xué)生人數(shù)不得少于半數(shù)o 相對(duì)于技術(shù)已經(jīng)定型的老技術(shù)員,他更期待這些大學(xué)生o 這個(gè)項(xiàng)目,對(duì)于這些剛?cè)肼毑坏桨肽甑哪贻p人來(lái)說(shuō),就是一個(gè)極佳的鍛煉機(jī)會(huì)o 會(huì)后,他留下急著回去組建團(tuán)隊(duì)的史琳、陳鎮(zhèn)理,詢(xún)問(wèn)道:“關(guān)于數(shù)字型儀表的開(kāi)發(fā),你們決定從哪里著手?” “我需要一點(diǎn)時(shí)間,首先要了解一下國(guó)內(nèi)的集成電路工藝o等摸了底,我們才好確定采用什么架構(gòu),從而有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)o”史琳雖然急不可待就想開(kāi)始工作,但是頭腦仍很清楚,并沒(méi)有盲目決定方向o 白云天對(duì)她的回答很滿(mǎn)意o 模數(shù)轉(zhuǎn)換器,說(shuō)到底還是一種半導(dǎo)體產(chǎn)品o因此它的產(chǎn)品性能如何,完全取決于半導(dǎo)體制程工藝o否則,縱然設(shè)計(jì)出了最完美的電路,做不出來(lái)也是枉然o “這點(diǎn)我可以給你一個(gè)準(zhǔn)確地答案:目前國(guó)內(nèi)的集成電路制程工藝,仍以五微米為主o不過(guò)國(guó)家七五計(jì)劃,投入二十億建設(shè)的華晶電子、華越微電子、貝嶺微電子制造、飛利浦半導(dǎo)體、首鋼日電電子這五家半導(dǎo)體制造廠,已經(jīng)先后建成或是接近完工o他們擁有六英寸晶元制備技術(shù),采用的制程工藝為mos工藝,最高線(xiàn)寬為三微米,集成度大約為六千,以后隨著技術(shù)積累,大概還能有所提升o具體的數(shù)據(jù),你需要向?qū)Ψ秸髟?xún)一下o”白云天給了他們一個(gè)肯定的答復(fù)o “只有三微米?”陳鎮(zhèn)理很是失望o 三微米是什么概念,放在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),也就相當(dāng)于美國(guó)七六年的水平! 英特爾公司七六年推出的第一批次8085微處理器,就是采用的三微米制程技術(shù),芯片集成度為六千晶體管o但兩年以后,他們改進(jìn)了制程工藝,同樣三微米線(xiàn)寬,他們卻集成了兩萬(wàn)九千個(gè)晶體管o 國(guó)家投資二十億,重點(diǎn)建設(shè)的集成電路基地,卻只能達(dá)到美國(guó)七六年的水平,而且還是最初期水平! 史琳、陳鎮(zhèn)理非常失望o 白云天對(duì)他們的態(tài)度深有同感o 美國(guó)八二年推出的286,就將制程技術(shù)提升到了一點(diǎn)五微米,集成度十三萬(wàn)晶體管o三年后,386同樣采用一點(diǎn)五微米制程技術(shù),集成度卻達(dá)到了二十七萬(wàn)o 而四年前,英特爾發(fā)布的486微處理器,就采用了一微米制程技術(shù),集成度高達(dá)一百六十萬(wàn)o 今年最新發(fā)布的奔騰芯片,制程技術(shù)已經(jīng)提升到了零點(diǎn)八微米,集成的晶體管更是達(dá)到空前的三百一十萬(wàn)! 而我們,最新建成的集成電路基地,卻還在為六千的集成度而沾沾自喜o 差距太大了! “這樣的集成度,大概勉強(qiáng)能將所有電路,塞進(jìn)一塊芯片,但是性能嘛”陳鎮(zhèn)理噠噠嘴,不再往下說(shuō)了o 早期的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,由于當(dāng)時(shí)只有mos半導(dǎo)體工藝,所以只能將模擬電路部分專(zhuān)門(mén)拿出來(lái),制作一塊芯片,數(shù)字部分制作一塊芯片o 還是s技術(shù)出現(xiàn)以后,才能將所有電路放在一塊芯片上o 如今國(guó)內(nèi)引進(jìn)的設(shè)備,倒是屬于發(fā)展成熟的mos工藝,集成度高于早期的mos制程技術(shù),將模數(shù)轉(zhuǎn)換電路全部集成到一塊芯片上倒不是難事o 但問(wèn)題是,受限于集成度,這樣制作出來(lái)的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,也最多達(dá)到國(guó)外七十年代末的水準(zhǔn)o 史琳、陳鎮(zhèn)理情緒都有些失落o “你們以前不是做過(guò)一次數(shù)字萬(wàn)用表嗎?當(dāng)時(shí)你們是怎么解決的?”白云天好奇地問(wèn)道o 史琳苦笑道:“就像您在會(huì)上說(shuō)的一樣,轉(zhuǎn)換芯片我們是買(mǎi)的進(jìn)口貨,十二位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,花了我們四十多美元!這么貴的芯片,我們根本用不起,所以制作出來(lái)幾個(gè)樣品以后,我們就放棄了o” 白云天倒沒(méi)有再責(zé)怪他們的意思,只是陷入了沉思o(jì) 史琳、陳鎮(zhèn)理也不想說(shuō)話(huà),都在默默思考,如何用手里有限的資源,盡可能將數(shù)字萬(wàn)用表做出來(lái)o 會(huì)議室內(nèi)陷入一片寂靜o “我有一個(gè)想法”白云天咳嗽了一聲,打破了會(huì)議室的安靜,開(kāi)口道o 史琳、陳鎮(zhèn)理抬頭看向他o “關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu),來(lái)來(lái)去去無(wú)非就那么幾種o什么逐次逼近型、全并行型、積分型、壓頻變換型等等o這里面,逐次逼近型、全并行型這兩種,因?yàn)殡娐窂?fù)雜,需要更多的分壓電阻和比較電路,對(duì)集成度要求較高,我覺(jué)得可以排除o接下來(lái),積分型和壓頻變換型相對(duì)較容易實(shí)現(xiàn),成本也不高o但它們?nèi)秉c(diǎn)也很突出,比如積分型的工作速度較慢,壓頻變換型不但與之類(lèi)似,工作速度慢,同時(shí)還需要更多的外圍電路來(lái)幫助完成轉(zhuǎn)換” 他說(shuō)得內(nèi)容都是行內(nèi)人一聽(tīng)就懂的,但非常專(zhuān)業(yè),而且問(wèn)題抓得很準(zhǔn)o 史琳、陳鎮(zhèn)理一聽(tīng),就知道他絕非外行o “我有個(gè)想法,比如積分電路,我們能不能犧牲一點(diǎn)集成度,然后做兩個(gè)簡(jiǎn)易的積分電路,對(duì)輸入信號(hào)連續(xù)進(jìn)行兩次積分運(yùn)算” “但這并沒(méi)有改變它的缺陷,反而會(huì)進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)換頻率!”史琳毫不氣地指出問(wèn)題所在o “沒(méi)錯(cuò)!這樣一來(lái),工作速度會(huì)進(jìn)一步降低,但是,它的轉(zhuǎn)換精度提升了!原本只有八位的精度,如此一來(lái),就能提升到十二位——與現(xiàn)行國(guó)外進(jìn)口中高檔芯片相當(dāng)!”白云天眨眨眼,狡黠地說(shuō)道o 史琳、陳鎮(zhèn)理愣了片刻,然后嘭地一下站了起來(lái),連身下的椅子被碰翻了也不管o “我還有一個(gè)想法:比如說(shuō),我們是不是可以在盡量降低元器件數(shù)量的情況下,設(shè)置多重級(jí)聯(lián)電路,每一級(jí)只要一個(gè)采樣/保持電路、一個(gè)低分辨率的轉(zhuǎn)換電路、以及一個(gè)求和電路o對(duì)于要求反響速度快的測(cè)量,我們只需要其中一級(jí)或是兩級(jí)電路工作,然后快速給出結(jié)果o等到要求高精度的時(shí)候,則所有電路全部工作,從而多重解析,得到較高的精度” “太棒了!” 史琳猛然一掌拍在會(huì)議桌上,激動(dòng)得無(wú)以復(fù)加,雙手抱胸,右手捏著下巴,在會(huì)議室里團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)圈,嘴里念念叨叨,已經(jīng)開(kāi)始根據(jù)白云天的思路,思考電路應(yīng)該如何設(shè)計(jì)o 陳鎮(zhèn)理更夸張,也不跟白云天說(shuō)一聲,就跑了出去,不知是不是回辦公室鋪開(kāi)稿紙進(jìn)行運(yùn)算了o 白云天微微一笑o 他所說(shuō)的第二種解決方法,后世叫做流水線(xiàn)型,而在本時(shí)空尚未出現(xiàn)o 是,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體確實(shí)不行o 但他還有無(wú)數(shù)后世的先進(jìn)解決方案,可以抵消這個(gè)差距,以較差的工藝水準(zhǔn),接近或達(dá)到國(guó)外先進(jìn)的芯片技術(shù)o 你有制程工藝,我有先進(jìn)設(shè)計(jì),誰(shuí)怕誰(shuí)??!