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第750章 第728章 CMOS積體電路成功

2025-11-02 作者:觀祗

“李工”。

“李工你來了。”。

“李工”。

剛一進入到研究所內,看見李梟的技術員就向李梟打著招呼道。

李梟也是笑著和眾人打著招呼,看到一個熟人,李梟也是問道:“羅教授呢?”。

“羅教授在一號實驗室,正在等著測試結果。”。

“CMOS積體電路有結果了?”,聞言李梟也是眼前一亮。迫不及待的問道。

要知道CMOS積體電路,也被叫做互補金氧半導體。

而它的核心就在“互補”上,電路由兩種不同型別的電晶體組成,也就是PMOS和NMOS,在靜態的時候會有一個處於關閉狀態 ,也正因如此,這使得靜態功耗極低,只有在開關切換的瞬間,才會產生顯著的功耗。

此外CMOS技術還具有高噪聲容限,也就是抗干擾效能,以及寬工作電壓範圍等優點。

也正因為如此,CMOS積體電路是現代電子裝置的基石,沒有它很多電子裝置都製造不出來。

他之前就知道,在CMOS積體電路的研究上已經取得了很大的進展,但真沒想到竟然這麼快,他以為就算是再快也要等個半年一年左右。

不過隨後李梟就又冷靜了下來,就算是能製造出CMOS積體電路,但如果無法量產的話也是白搭。

要知道CMOS積體電路的製造,絕對離不開光刻機,光刻機也是晶片製造中最核心、最關鍵的裝置之一。

如果沒有光刻機,無論晶片設計多麼精妙,但始終只是設計,沒有辦法把晶片轉移到矽片上,也就自然製造不出積體電路。

國內現在的光刻機,還是接觸式光刻,這種光刻機比起接近式光刻機差的還很遠,效率有限,雖然也能夠製造出積體電路,但只能製造簡單的積體電路,稍微複雜點的就不夠看了。

如果實在不行的話,那麼他也就先只能先用雙極型電晶體積體電路。

雙極型電晶體積體電路,算的上世界上最早的一塊積體電路,就是雙極型電晶體積體電路,國內的第一塊積體電路也是雙極型電晶體積體電路。

在這方面,國內在今年的時候,已經算是比較成熟了,良品率可以達到70%。

雖然它也有很多優點。

像是開關速度快、訊號傳輸延遲極低,還具備高電流驅動能力,無需額外緩衝器,還有就是抗輻射能力強,適配極端環境更是優秀,就算是在- 50℃以下的低溫環境中,工作依舊穩定。

但如果要和CMOS積體電路比的話,還是差了很多。

首先就是低功耗上,雙極型積體電路即使不工作,也會因 PN 結正向偏置產生持續電流,功耗可以達到毫瓦級。

其次就是整合度上。

雙極型電晶體是縱向結構,如果工藝微縮到3微米以下,就會出現漏電、寄生電容過大等問題。

CMOS積體電路就不一樣了,它上面的電晶體是由柵極、源極、漏極組成,可透過光刻、離子注入等工藝持續縮小尺寸,也就是說單晶片電晶體數量沒有上限,像是後世的Cerebras WSE晶片上面就集中了4萬億電晶體。

雙極型電晶體積體電路上線最多也就是近萬。

此外還有抗干擾能力強,工作穩定性都要更高,作電壓範圍寬,適配場景更靈活,相比下雙極型電路的工作電壓範圍就稍微較窄了,電壓波動容易導致效能異常。

如果用雙極型電晶體積體電路製造150機的話,其效果肯定比CMOS積體電路差很多。

李梟肯定希望用CMOS積體電路。

等到李梟到實驗室的時候,隔著玻璃窗,羅教授正在看著裡面幾名工程師在測試。

看到李梟過來,羅教授也是愣了一下,他知道李梟這一陣子很忙,也就有些疑惑道:“你怎麼來了?那邊忙完了?”。

“差不多忙完了,有了點新想法,現在CMOS實驗測試是甚麼情況?”。

“這已經是第六十一迭代了,總體並不太順利,我們的工藝還是不太成熟。”。

“那這一次呢?”。

“這一次。”,說到一半,羅教授頓了頓這才道:“或許能成?”。

兩人正說話間,透過喇叭,想起了裡面王教授的聲音:“羅所,柵極電壓穩定,源漏極偏置5V,所有引數都按新方案調好了,示波器校準到了1納安檔了,接地良好。”。

聽到這話,正在和李梟解釋的羅教授,立刻看向了裡面,沉聲道:“開電源。” 。

聞言王教授也是立刻按下了一個紅色按鈕,在按下紅色按鈕的瞬間,實驗室裡所有人都屏住了呼吸。

示波器的綠光在蒙著薄塵的螢幕上跳動,但卻是雜亂的波紋。

這也讓眾人心中一沉,李梟也是一樣,也就正在這個時候,王教授道:“可能是探針接觸不良,微調一下。”。

聽到命令,一名工程師開始緩緩轉動探針臺的微米旋鈕,每轉一格都要停一停,眾人也都是大氣都不敢喘,死死的盯著顯示器的螢幕。

突然,示波器上的波紋猛地一收,像被一雙無形的手攥住一般,瞬間拉成一條平直的綠線,穩穩停在納安的刻度上。

見此李梟也是快速換算了起來,靜態電流納安換算成功耗只有0.4納瓦,這也讓一下子湊進到了玻璃面前,睜大眼睛向著裡面的顯示器看去。

在顯示器那條沒有一絲波動的綠線旁邊,開關速度波形,落在80納秒區間,這也就意味著兩個核心指標,同時達標了。

見此王教授有些迫不及待道:“再多測試幾遍,換不同溫度點。”。

說著就自己開始往恆溫箱裡加液氮,隨著溫度的變化,從 - 40℃到 60℃之間的溫度,全部都測試了一遍,旁邊的記錄人員也是飛快地記錄著實驗資料,每記錄下一組,臉上的笑意就會多幾分。

等到陣列資料全部記錄下來,靜態功耗最高的是0.1納瓦,開關速度穩定在80-100納秒,噪聲容限則是。

這也代表著這一枚CMOS積體電路,完全符合了設計要求。

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