王为民过了几天没羞没臊的日子,就开始了工作,他打算做数控机床了,于是开始四处收集资料,确定方向。
沈抗战和苗翠翠跟着他到处跑,沈抗战负责他俩的安全,苗翠翠负责记录他找到的资料和各种实验过程,这是一个长期的工作。于是把维修的事情交给下面人去做,实在是搞不定的再找他。
要想做数控机床,最重要的就是控制系统,要想做控制系统,有两个办法:一是用电子管,二是用晶体管。
并且今年四九城第一机床厂和五道口职业技术学院已经研发出来了,当时在中国数控机床领域的空白纸页上,开始写下:第一台。
当时,在世界上也只有少数几个工业发达的国家试制成功数控机床。
试制这样一台机床,美利坚用了4年时间,腐国用了两年半。
当时“数控”这种尖端技术对我们是绝对封锁的。
这台机床的数控系统,当时在中国是第一次研制,没有任何可供参考的样机和较完整的技术资料,唯一有用的就是当时邹教授从苏联考察回来,带来了一张广告纸,纸上面印有苏联数控机床的照片,机床旁边有一个比成人稍矮的机柜,是数控系统,广告上还列了几条数控机床的性能指标,但没有给出数控部分的结构框图,尽管如此,广告对我们还是有用的,九位专家还是凭借着这些硬生生的造出来我没的第一台数控机床。
王为民作为五道口的学生,自然能看到这台机床,控制系统用的是电子管,这种现在看来极其简陋的机床,在当时是不可思议的先进。
五道口的学生还有一些好处,就是能在学校里了解到世界的先进科技,比如:1950年出现的双机晶体管,1953年出现的晶体管助听器,1954年出现的晶体管收音机,包括今年,美利坚的德州仪器的JackKilby建立第一个集成电路,把连接在一块硅上的两个双机晶体管组成 ,可能这时他们自己都不一定想到,集成电路和晶体管的发展会这么的快。
王为民大致知道方向,剩下的就是四处请人了,先是找了材料学的老师们,让他们帮忙收集制作的半导体材料,这是制造晶体管的硅是关键。
同样把以前的教授也请了过来,要想在这个领域取得突破,必须依靠团队的力量。
王为民让李怀德找了个厂里角落新建了个厂房,这个厂房与其它厂房不同,无论那里看着就是干净,没有一丝尘土,但这样还不够,不能做到无尘车间无尘标准。
后世的常识:半导体制造对环境的要求极高,空气中的尘埃、微粒都可能对产品质量造成非常大的影响,但现在没办法,只能先这样了。
怎么制作硅单晶炉经过大家的实验,终于制作了出来,
接下来,王为民和团队开始着手制作单晶硅。他们先将收集到的半导体材料进行提纯,得到高纯度的硅。然后,利用硅单晶炉进行拉晶,得到硅单晶棒。这个过程需要极高的温度和精确的控制,稍有不慎就会导致整个实验的失败。
经过无数次的尝试和失败,他们终于成功制作出了硅单晶棒,有了单晶硅,再加上一些合金,就能制作晶体管,这个非常容易。
有了晶体管,可以制作晶体管计算机,现在美利坚已经在做了,现在全国都在喊着“赶英超美”,自己也要努力一把了。
然后,就是将硅单晶棒切割成薄片,这薄片就是硅圆。
接下来就是要在硅圆上刻画晶体管了,需要用到光刻机。
接触式光刻机:这是早期的接触式光刻机中,把晶圆置于手动控制的工作台,操作者通过分立视场显微镜对准光罩与晶圆,对准后二者压紧,光罩与晶圆表面光刻胶直接接触。曝光时,光源发出的光经透镜准直平行照射光罩,光罩图形按1:1比例转印至光刻胶上,就像公章盖印一样。
其优点是分辨率高、精度好、曝光设备简单,能减小光的衍射效应,但缺点是接触过程中易损伤和玷污光罩及光刻胶层,影响成品率和光罩寿命,主要用于小规模半导体制造。
这是最早的光刻机,也是现在王为民能在国内找到最实用的方法,原理类似照相,这玩意现在可没有,没办法,自己研究吧,于是王为民有一次的去到了各个大学,
邀请各系的教授们加入他的团队,教授们也有不懂的,就联系其他懂的朋友,共同研发光刻机,要想在这个领域取得突破,就必须依靠这些专家们的智慧。
一直在忙忙碌碌中时间来到了1959年,王为民过年忙的都没回家,只能偶尔和小情人腻歪会。
李怀德最近也很给力,全力支持他搞研发,要钱给钱,要人给人,见王为民请了这么多教授专家,他好吃好喝伺候着,过年还送上一份重礼,把专家们赶到的不要不要的,纷纷要求加班。
于是经过一系列的讨论和实验,他们终于确定了光刻机的设计方案。然后,王为民和他的团队开始着手制作光刻机的各个部件。
他们不断地进行尝试和改进,终于制作出了国内第一台光刻机。
接下来,他们开始利用光刻机在硅圆上刻画晶体管,这个过程同样需要极高的精度和控制能力。
王为民亲自操作着光刻机,经过几次失败,终于在晶圆上刻画上了晶体管,经过测试,完全能用。
光刻机的成功运行,让王为民和他的团队都兴奋不已。
此时的美利坚已经出现了电子管的计算机,早在1955年,贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机tRAdIc,它仅仅只装有800只晶体管,只有100瓦功率,占地也仅有3立方英尺。
现今世界上行车了两个派系,以毛熊为主的电子管和以美利坚为首的晶体管,王为民知道,最后是晶体管胜了,成了主流,可在这个时代,没人意识到科技会发展的如此快,电子产品会更新换代这么快。
这时的国内大多数人比较佩服毛熊老大哥,要向他们学习,还沉浸在电子管的神奇世界中,对晶体管这个新兴事物持观望态度,王为民能找到的这些人都是国内某些领域的专家。
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