“这样手工制造电子元件,什么时候才能发展到互联网时代啊!”走在实验室里面,方浩不由叹息。
现代社会的技术体系包括四大领域,领域包罗万象。
第一就是电力系统,包括水电、核电、风电、火电、太阳能。
第二就是发动机,包括蒸汽发动机,燃油发动机,电力发动机,航空发动机,以及离子发动机。
第三就是通信,包括芯片,网络,卫星等等。
第四就是材料,包括有机材料,无机材料,金属材料,复合材料等等。
而这些系统的功能都是建立在芯片的基础上发展的,红石城目前的芯片发展水平还停留在最原始阶段。
不但如此,计算机系统的指令集也还没有完善,最要命的就是红石城没有外界压力,技术的发展速度很慢。
在地球上,因为生存空间的压力,很多人都还没有解决温饱问题,所以他们努力发展科技赚钱,科技日新月异。
但是在洪荒就不同了,很多人因为修炼可以吸收灵气,灵气可以给身体提供能量,一年吃几次饭就可以了。
衣食无忧之后,人们没有动力去干科学研究这种辛苦的事情,大部分人都有生物惰性,能躺着绝不站着。
所以红石城十几万人口仅仅有几千人进行科研,剩下的每天当神仙打坐练气,日子过得好不悠闲,洪荒生灵的资质太好了,稍微修炼一下就能达到很高的境界。
那些修炼资质差的人才是我最需要的,或许这就是圣人要破坏洪荒修炼体系的原因,方浩心中升起了一丝明悟。
尤其是在宇宙星空时代,各个生命星球灵气稀薄,修真炼器成了不可能,所以人们不得不发展科技。
方浩摇摇头,抹除了脑海中不好的想法,结合自己看到的产业状态,开始撰写半导体发展计划书。
半导体是从手工制造到机器自动化慢慢发展的,在地球历史上,光是半导体原理就耗费了113年的时间,从133年到1947年,不是一蹴而就的。
而且想要发展出芯片,需要在机械方面有重大突破,机械的加工精度要达到原子级别,包括16种机械设备。
1、光刻机,在硅片表面涂上光刻胶,然后用一个类似底片一样的东西盖在涂了光刻胶的硅片上,然后进行光照,让光刻胶定型,把器件或电路结构临时复制到硅片上,不过红石半导体实验室如今采用手工制造。
而光刻机是自动制造,操作的精度是纳米级别,涵盖的技术非常高,所需要的加工精度需要纳米级水平,也就是原子级别,30个原子排列一条线就是一纳米。
2、等离子体刻蚀机,也就是手工制程中的真空扩散工序,将光蚀好的硅片和扩散材料放进真空容器中,在外部能量作用下让扩散材料形成等离子体,让等离子体中的一部分与光刻胶发生化学反应,生成可挥发产物,让等离子体中的另一部分在电场中的作用下加速,轰击在硅片上面的部分光刻胶上,实现硅片表面的定向腐蚀。
光刻胶分为两种,一部分不容易蚀刻,一部分容易蚀刻,放入蚀刻机中产生蚀刻的效果,容易蚀刻的部分消失,不容易蚀的部分仍然存在,结果会导致蚀光刻胶让硅片的一部分消失,让硅片组成复杂的电路模板,相当于过年使用的的剪纸一样。
3、反应离子刻蚀机,在平板电极间施加高频电压,产生数百微米厚的离子层,这些离子的浓度和均匀度都有很高的要求。
4、离子注入机,对半导体表面附近区域进行掺杂,控制电极之间的离子高速撞击硅片,让离子轰击进入硅片里面,实现半导体的掺杂加工。
如果电极间的离子是五价磷离子,就可以构成P型半导体,如果电极间的离子三价硼离子,就可以构成N型半导体。
除此之外,反应离子蚀刻机还可以控制掺杂浓度,得到各种掺杂浓度的半导体。
5、单晶炉,熔融半导体材料,拉单晶,为后续半导体器件制造,提供单晶体的半导体晶坯。
所谓单晶,也就是硅片,典型的特点就是所有的原子处于同一个平面,而且一层一层叠起来,技术要求非常高,越大的晶圆制造难度越高。
6、晶圆划片机,把晶圆切割成小片,而且要求晶圆的原子在同一平面
7、晶片减薄机,通过抛磨,把晶片厚度减薄,这是机械加工的范畴,也就是利用数控机器使用刀片缓慢切割,精度原子级别。
、气相外延炉,让单晶衬底一层一层原子缓慢增长,形成让单晶生长的基础结构。
9、分子束外延系统,在衬底表面吸引熔融硅离子,在合适的条件下,硅离子会按照晶轴方向逐层生长,冷却后形成单晶。
10、氧化炉,对半导体材料进行氧化处理,使得半导体为氧化成二氧化硅,它是一种绝缘材料。
11、低压化学气相淀积系统,把化学反应剂的蒸气引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜。
12、等离子体增强化学气相淀积系统,利用辉光放电,让等离子电离后在硅片衬底上进行化学反应,沉积半导体薄膜材料。
13、磁控溅射台,在设备内部形成正交电磁场,把将电子束缚在加工目标表面特定区域,实现高离子密度和高能量的电离,让特定原子在基片上形成薄膜。
14、化学机械抛光机,通过机械研磨和化学溶解的综合作用,半导体进行研磨抛光。
15、引线键合机,把半导体芯片上的输出点与外面封装管脚用导电金属线链接起来,如果是高端芯片,一般是用黄金作为连接材料,这也是黄金可以作为贵重金属的重要原因。
16、探针测试台,通过探针与半导体器件的引脚接触,进行电学测试,检测半导体的性能指标是否符合设计性能要求。
方浩一边查阅以前自己记载的资料,一边利用自己掌握的知识进行分析,列出这些设备所需要攻克的技术,思索着如何去实现它。