第179章 第一个硕果(1/2)

朝阳应用科学研究院的硬件与软件已然齐备,如同一个装备精良、士气高昂的军团,只待一声令下,便可向科学的未知疆域发起冲锋。作为这支军团的最高统帅,林朝阳需要为它选定第一个具有战略意义,且能凝聚人心的主攻方向。

他的目光,穿越眼前实验室的喧嚣,投向了全球科技竞争最白热化、也最关乎未来国运的战场——电子信息产业。而构成这个产业最基础、也最核心的基石,便是半导体,尤其是制造芯片所需的半导体材料与工艺。

在研究院的首次战略方向研讨会上,林朝阳站在巨大的电子白板前,上面勾勒出从沙子(硅料)到芯片的漫长而复杂的产业链图谱。

“各位,看看这张图。”林朝阳的声音沉稳而有力,“从单晶硅棒、硅片,到光刻、刻蚀、薄膜沉积……每一步,都充满了极高的技术壁垒,也都被少数几家国际巨头和他们的盟友所垄断。这是我们电子信息产业的‘心脏’,但这颗心脏,很大程度上,还掌握在别人手里。”

他停顿了一下,让与会的研究员们消化这个严峻的现实。

“我知道,这里面任何一环,都足以耗尽一个团队毕生的精力,而且短期内很难看到经济效益。”林朝阳话锋一转,眼中闪烁着坚定的光芒,“但正因为难,正因为关键,我们才必须去做!研究院成立的目的,不是为了锦上添花,而是要雪中送炭,要去啃最硬的骨头!”

他指向图谱的起点:“所以,我提议,将半导体材料与关键工艺技术,作为我们研究院首批重点攻关项目!我们要从最基础的 high-purity polycrystalline silicon(高纯多晶硅)提纯rge-diameter single crystal silicon(大直径单晶硅)拉制开始,一步步打通前道工序,掌握自主可控的芯片制造能力!”

这个决定,得到了与会科学家们,尤其是电子与信息技术研究所同仁们的热烈响应。他们深知其中的艰难,但也同样怀抱着打破垄断、为国铸剑的雄心。

以从斯坦福归国的陆明辉教授为核心,联合材料研究所的几位专家,以及从国内相关单位招募的、有实践经验的技术工程师,迅速组建了一支跨学科的“半导体材料与工艺”攻坚团队。项目代号——“基石”。

战斗,在无声中打响。

“基石”团队所在的楼层,很快成为了研究院里灯火通明时间最长的地方。实验室里,充斥着各种化学试剂的气味、设备运行的嗡鸣声以及研究人员压低声音的讨论。

第一道难关,就是高纯多晶硅的提纯。当时国内能够稳定生产的太阳能级硅料纯度尚可,但用于芯片制造的电子级高纯硅,要求纯度达到惊人的99.%(11个9),对特定杂质的控制更是严苛到ppt(万亿分之一)级别。团队反复调整西门子法(三氯氢硅还原法)的工艺参数,优化精馏塔的效率,与设备供应商一起改造加热系统和气体纯化装置。失败了一次又一次,记录数据的笔记本堆满了角落。

紧接着,是更具挑战性的单晶硅棒拉制(cz法)。需要在超过1400摄氏度的高温下,将高纯多晶硅在石英坩埚中熔化,然后用一个微小的单晶硅籽晶,从熔融的硅液中缓慢向上提拉,同时旋转,控制温度梯度和拉速,才能生长出原子排列整齐、无位错、低缺陷的大直径单晶硅棒。

这个过程,如同在岩浆上“绣花”,对温度控制、转速稳定、气氛纯净度的要求达到了变态的程度。初期拉制出的硅棒,不是晶格紊乱,就是内部存在大量位错和空洞,或者直径不均匀,根本无法用于后续的芯片制造。

团队里的晶体生长专家,一位姓孙的老工程师,几乎住在了拉晶炉旁边。他盯着控制屏幕上跳跃的温度曲线,听着机械泵稳定的运行声,一遍遍调整着参数,眼睛里布满了血丝。失败了,就和大家一起开会复盘,分析可能是哪一股氩气流速不稳,或者是加热器哪个区域的温度反馈滞后了零点几度。

陆明辉作为项目负责人,不仅要协调资源,解决技术难题,还要顶住内心的焦虑,不断给团队成员打气,反复强调林朝阳定下的“宽容失败”的原则,让大家卸下包袱,专注于技术本身。

日复一日,夜复一夜。实验室的灯光,见证了无数次的失望与重燃希望。消耗的高纯硅料和特种气体价值不菲,但研究院的后勤保障从未因此有过半点迟疑,要钱给钱,要物给物,给予了无条件的信任和支持。

转折,发生在一个凌晨。

经过又一轮对热场设计和拉速曲线的优化后,孙工和他的助手们再次启动了一台最新的单晶拉制炉。所有人都屏息凝神,隔着观察窗,注视着那旋转的、闪耀着炽白光芒的硅液,以及那根正在缓缓“生长”的硅棒。

时间一分一秒地过去,硅棒以稳定的速度缓缓提升,直径控制得出奇地均匀,表面光滑,反射着熔硅的光芒,呈现出一种完美的“镜面”效果。

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