第109章：画面太美 作者：长胜之虎 郭东和他们几人，到了实验车间，郭东作为现场最不懂液晶技术的人，他就问其他几人：“液晶是怎么控制开关的，它又是怎么显示电路图形的？” “液晶是早在1888年由奥地利植物学家莱尼兹发现的一种在常温下介于固态和液态之间的一种化合物质，由于当时并沒有這类物质的称呼，因此他就取名液晶，就是液态固体的意思。 后来，直到1968年，美国rca公司的沙诺夫研发中心的工程师，发现液晶受电压的影响而改变其排列顺序，他们利用這一现象而发明了第一块液晶屏。 至于怎么显示图形，则是把液晶置于平行的玻璃面板沟槽中，這样的玻璃面板有两块，前后两排沟槽是呈九十度垂直的，這样就构成了一個個的单元格，也就是像素点。在两排沟槽的中间，是呈網状的透明电极。 我們把横向排列的沟槽通电，那么這條沟槽中的液晶它们就会沿沟槽有顺序地排列，這时背景光源就可以通過它们。但是還有一层纵向排列的液晶它们沒通电，因此它们是呈混乱排列的，光线還是通不過。如果這时，我們给纵向排列的某一條沟槽通电，那么纵向排列和横向排列相交的一個点，這裡光线就可以真正通過了，许多個這样的亮点就构成了图形。 当然真正的液晶技术不会這么简单，但我們现在就只要這么简单的技术就可以了。复杂了反而不好，会影响图像精度。”說到液晶就是王波的菜，因此他小小的向郭东科普了一番。 “原来是這样！這下我明白了。”郭东边說边点头，好像已经完全明白了的样子。 只要使用第一代液晶技术当然很简单，况且他们需要的比第一代技术更简单，因此沒有什么难度。他们唯一要解决的是沟槽的精度，使像素点更细密。 不過相对于拥有纳米级加工工艺技术的长胜精工来說，就太简单了。因为沟槽再怎么精密，也只有u米级，這是液晶化合物分子的大小所决定的。 当第一块液晶屏试制出来，在了解了技术细节之后，郭东就感叹說：“看来這项技术的缺点也很明显，它只能达到u米级精度，我們算是白忙活了。” “也不能這么說，其实日常生活中，低级别的芯片用的是最多的，比如普通的小家电所用的芯片以及普通的工控芯片。我們能减少低级别芯片的工序也是了不得的进步。”這时，权威专家洪涛就站出来给大家打气了。 “唉！好吧！我們先试试吧！還不知道能不能代替激光刻蚀呢？”郭东又发感慨了，真是一個多愁善感的人。 要试很简单，因为不是硅晶圆因此无须无氧环境，只要一间暗室就可以了。暗室也不是真的暗，黄光還是可以的。 他们实验了一下，情况還好，只要掩模板与液晶屏隔得足够近，大概几纳米的样子，光的漫散现象還是不严重。也就是說用液晶屏代替激光蚀刻掩模板获得了成功，虽然只能用在低制程芯片技术上，但是因为图形转移快捷，可以說是非常有用的一项技术了。 接下来就是真正研制光刻机了。由于一些技术难点郭东他们還是长胜精工技术部的时候就早已解决了，因此他们直接进入了设计环节。 为了最大程度的提高效率和减少氩气用量，郭东要技术员将工作台裡面的活动机构的最大行程設置为5毫米。也就是說从最上面的激光到最下面的基片面只有5毫米，這個5毫米中间還有一個有缺口的托架，托架是放掩模板的平台，它只能上下移动。而那個缺口就是为微型机械臂输送掩模板用的。 掩模板至少得有一毫米厚，托架也至少得有二毫米厚，加上微型机械臂占去了一点点厚度，也就是說在输送掩模板的過程中，与上面的激光头和下面的基片上下相差不到一毫米了，玩的就是這么精密。 当然硅晶圆基片，它是最后才放进来的，而且微型机械臂是从下面输送进来的，不占用這5毫米的工作空间。 硅晶圆基片台是真正的固定，它不需要移动。唯一能上下左右移动的就是激光头。激光头不止一個，而是一排。就像刷卡一样，它只要刷一次就够了。 看起来很简单，其实他最难的是怎么控制掩模板与基片之间只相差几纳米，激光头与掩模板之间只相差几纳米。就是這一個难点就难住了许公司，這需要纳米级加工工艺才能做到。而恰好长胜投资集团就能做到，道理就是這么简单。 掩模板不止一块，而是有许多块。因此他有另外一套安置机构，就像机床的刀具换刀系统一样。为了最大限度地节省空间，它是平行环绕在工作台的周围的，它能环绕转圈，能根据电脑的指令，将下块需要的掩模板输送到微型机械臂的面前。原理和机床的数控换刀系统是差不多的。 为什么要把工作台設置的這么薄呢？就是为了减少上下移动所花费的時間，還有也减少了运动势能，這就相应的增加了上下移动的控制精度。 到了這时，如果仅仅从光刻机的角度看，长胜投资集团的芯片制程工艺已经超過了2017年的世界水平。郭东他们设计的光刻机甚至能达到10纳米以内的制程工艺，当然激光头還需改进成为聚焦式激光头。但是从纯机械的角度看，他们是真的达到了。 不過芯片制程是一個系统的工程，不是简单的机械精度就够了，其实最制约制程工艺的是化学蚀刻环节。在以后的章節中我会祥细讲解。 在以往的工业文中，有作者提到浸润式激光技术，能翻倍提高蚀刻精度。那是因为当时所处的时代，激光精度低所导致的，长胜投资集团所用的极深紫外光是2016年才研发的技术，激光精度一下子提高了几十倍，远远不是什么浸润式激光头技术所能比拟的。 光刻机研制成功了，郭东他们进行了多次实验，发现蚀刻精度非常高，已经完全达到或超過了要求。洪涛甚至直言自家的技术已经远远超過了美国，他能這么說，是有道理的。 他是留美电子工程博士，他在美国见過光刻机实物。也知道他们的芯片制程工艺级别。虽然已经過了好多年，但他根据摩尔定律推测，自家的技术也远远超過了美国几個量级。 郭东他们第一時間将這個好消息报告给了沈丹青，沈丹青马上就来到了长胜精工。他在现场认真听取了郭东他们的讲解，不住的满意的点头，就像小鸡啄米一样的勤快，完全沒有意识到這样会不会伤脖子。 他太高兴了，光刻机直到2017年都是中国的一块短板，如今他们公司已经研制出来了，可以說已经为中国补上了短板，他能不高兴嗎？這可不是钱所能做到的。他想象未来中国每年几千亿美元的芯片进口额度沒有了，那中国又是怎样的一個情况呢？画面太美，以致于他不敢再想象了。 他收拢心思、稳定了情绪就又问郭东道：“离子注入机研制得怎么样了？” “对不起！老板，我不知道？”郭东被问得哑口无言，他的心思全用在研制光刻机上了，哪裡知道另外一组的情况。 幸好這时卢汝成赶忙来补救，他急忙向老板說道：“老板，我們分组了，我們一门心思都在研制光刻机上了，一有了结果就马上报告给你了。因此還不知道另外一组的情况。請您恕罪。” 听到卢汝成的解說，沈丹青的脸色立刻多云转晴了，于是他微笑地对他们說：“是這样就怪不得你们了，两耳不闻窗外事，這是所有科研人员的通病嘛！哈哈哈哈！好啦！你们這边解决了，我們去看看另外一组的情况吧！” 可是他的好心情沒有持续多久，到了另外一组一了解，他们居然還在理论研究阶段，令他几乎是咆哮似的发怒了：“你们是怎么搞的？另外一组的光刻机已经研制成功了，甚至還附带研发了液晶屏蚀刻技术，你们居然還沒有开始实验！办事太拖沓了。看来你们是沒有一個好头，都各自为政，只顾得扯皮了。這样吧！由于离子注入机的实际情况，物理研究所所占的比重最大，我现在就明确规定，物理研究所的王所长为這次研制任务的负责人。還是采取事业部制度，王所长为事业部部长，在整個集团内，他有权调动任何人和材料。任何人不得反对和阻扰，否则我会重处。” 然后他又用严厉的语气对王卫红說：“王所长，我已给你最大的权利了，我只要你赶快给我结果，你能做到嗎？” 王卫红以及在场的除了光刻机研制组的人早就给老板的怒气给吓住了，老板又如此严厉的问他，他只能哆哆嗦嗦地回答道：“能……我能……老板，我一定能。” 最后一句，它既是给老板的回答又是给自己壮胆。老板的气场太强大了，他一個沒有什么资历的新任所长，有点扛不住啊！ 未完待续……