參觀演示在激動與振奮中結束。
代表們回到報告廳,心情久久不能平靜。
上午剩下的時間,將由劉星海教授代表“星河計劃”指揮部和調研協調組,向大會做全面、系統的調研成果彙報。
劉星海教授再次走上講臺。
與剛才參觀時的興奮不同,此刻他的表情嚴肅而凝重。
接下來的彙報,將決定“星河計劃”能否從“可行性驗證”階段,真正轉向“規模化攻堅”階段。
他需要向全國的支持者們,交出一份紮實的“家底清單”,同時也要坦誠面臨的“懸崖峭壁”。
“尊敬的各位領導,各位專家,同志們。”劉星海的聲音透過麥克風,清晰地傳到每個人耳中,“剛才大家看到的二維卡和‘紅星一號’計算器,是我們‘星河計劃’結出的第一茬果實,雖然青澀,但證明了土壤和種子的力量。而過去半年多,我們奔波數萬裡,進行了全國調研,所做的一切,就是為了摸清我們這片‘土壤’到底有多厚實,為了找到培育更多、更好果實的路徑。”
他開啟厚厚的講稿,背後的大型幕布上,出現了“星河計劃全國技術調研總覽”的標題。
“我們的調研,分了兩個階段,七個核心方向,三條主線推進。”劉星海開始系統性地闡述,“第一階段,是‘關鍵技術節點突破與可行性驗證’。我們聚焦於當時在百工大會上發現的四項邊緣技術,以及與之相關的核心單位,深入進去,看看到底有沒有可能把它們‘撿起來’,拼湊成積體電路製造的雛形鏈條。”
他調出第一階段調研的總結圖。
“第一站在中科院半導體所,我們的‘材料基石’。成果是:他們能用區熔法提純矽材料,實驗室純度最高能達到6個9能拉制直徑一英寸的矽單晶,兩英寸的成功率低於10%。他們有自制的超純水系統、化學氣相沉積裝置。聽起來有基礎,對吧?”
劉星海話鋒一轉:“但問題同樣尖銳,6個9的純度,對於未來的大規模積體電路,只是入門門檻。7個9乃至更高,他們目前難以企及,部分原因是檢測手段跟不上。大直徑矽錠製備中,熱場不均勻、熔體對流不穩定,導致晶錠缺陷率高、直徑控制難。更重要的是,他們的工藝嚴重依賴老師傅的‘手感’和‘經驗’,缺乏系統化的工藝引數記錄和分析,難以實現標準化、可複製的生產。”
臺下半導體所的王守方教授微微低頭,但目光堅定,這些問題他們自己更清楚。
“但我們不是去挑剔的。”劉星海繼續說,“我們是去找合作路徑的,調研組的同志提出了兩條建議,第一,用‘光學記錄裝置’將老師傅觀察熔煉爐火候的‘經驗’轉化為可記錄的光強資料,長期積累,尋找工藝規律。第二,用透明玻璃棒和低熔點金屬進行‘模型實驗’,模擬熔體流動和熱場分佈,指導真實工藝最佳化。半導體所的同志們接受了這些建議,並且,‘星河計劃’也會協調專業的學生力量,協助開始資料記錄與分析。這就是合作,補上他們缺乏系統研究方法的短板。”
王守望方教授抬起頭,臉上露出了感激和振奮的神情。
“第二站是長光所,我們的‘畫筆與標尺’。”劉星海的語氣帶著敬意,“長光所的第一代光刻機原型,已經能穩定實現5微米線寬的圖形曝光。這非常了不起!但是,距離積體電路所需的2微米、1微米乃至更高精度,差距是客觀存在的。”
他列出了長光所面臨的問題清單,光源穩定性、物映象差、工作臺定位精度與重複性、振動與熱漂移、光刻膠標準化、套刻誤差控制……,每一個都是硬骨頭。
“我們沒有好高騖遠。”劉星海強調,“我們和長光所的同志們坐下來,確定了最務實的技術路線,先解決有無,再追求好壞。把光刻組的第一階段目標,正式定為採用5微米工藝,實現‘紅星一號’計算器模組化方案的製造與系統整合。並且制定了詳細的時間表。同時,凝練出了《光刻及關聯技術關鍵問題與需求清單》,發往哈工大、上海機床廠、武水院等相關協作單位,明確了各自的任務。”
長光所的王先生、陳光遠在臺下微微點頭。
這份清單,是他們和調研團隊熬了幾天才反覆推敲出來的,是未來攻堅的“作戰地圖”。
“調研組的同志還提出了‘模擬實驗與數字孿生’的思路,以及‘標準化與模組化’的方法論,強調要把老師傅的‘手感’變成可量化、可傳授的工藝規範。這些思想,正在被長光所吸收採納。”
接著,劉星海依次彙報了哈工大(儲存與精密機械)、北京真空所(薄膜沉積)、西軍電(高可靠標準與工藝)、武水院(超純淨微電網)、上海感光廠(光刻膠攻關)、上海試劑總廠與有機所(蝕刻)等第一階段的調研成果與合作確立情況。
每一個單位,他都既充分肯定其現有的技術基礎與人員奉獻,也坦誠指出其面臨的瓶頸與短板,更重點說明了調研後達成的具體合作意向、成立的聯合小組、明確的攻關方向。
這不是一份成績單,更像是一份經過詳細勘察後繪製的“資源地圖”與“合作網路圖”。
“第一階段的調研,讓我們確信,”劉星海總結道,“積體電路製造所需的關鍵技術環節,在中國都有萌芽,都有紮根於實際工作的老師和工人在默默耕耘。我們缺的不是從零開始的天才,缺的是把這些分散的‘火種’匯聚起來、形成‘燎原之勢’的系統組織、資源投入和技術整合。”
他的目光掃過臺下來自天南海北的代表們:“而‘星河計劃’,就是要做這個匯聚者和組織者。”
稍事休息後,劉星海開始彙報第二階段,也就是剛剛結束的這次大規模、系統性調研。
這次調研分三路進行,目標是構建覆蓋材料、裝置、工藝、測試、基礎設施的完整鏈條雛形。
他首先依次介紹了宋顏教授和謝凱負責的華東華中線、東北華北線,聚焦電子元器件、化學品、精密加工、裝置製造、化工原料、特殊工藝的主要發現和達成的合作意向,肯定了這兩條線在完善產業鏈“中下游”環節上的貢獻。
然後,他重點彙報了呂辰負責的西北西南線調研成果。
這條線被寄予厚望,目標是解決“有米下鍋”的戰略資源問題和一些特殊的工藝、測試能力。
幕布上展示了呂辰團隊的行程圖:北京→蘭州→金川→寶雞→成都→攀枝花→昆明→貴陽→北京。
“蘭州大學,”劉星海念道,“給了我們兩個驚喜。一是放射性同位素示蹤技術,可以讓我們‘看見’雜質在矽材料中的擴散行為,從微觀機理上指導提純工藝,這是理論深化的利器。二是極端環境測試技術,他們用鈷-60和小型質子加速器模擬空間環境,可以為未來航天級、高可靠晶片的地面測試提供條件。我們已經達成合作,將成立專門的技術組。”
“金川806廠,他們的高純鎳已經能達到99.9%,並且工人在電解、浮選環節積累了極其寶貴的經驗資料。我們決定共建‘高純鎳鈷試驗生產線’,為未來的金屬佈線材料做準備。同時,我們將引入紅外測溫技術,提升他們的過程控制精度。”
“510所,他們有國內唯一的大型真空—溫度—輻射綜合模擬裝置KM-3。我們已經初步達成意向,聯合制定《星載積體電路空間環境測試規範》,並共建晶片可靠性驗證平臺。這意味著,我們未來的晶片,可以在地面就經歷嚴苛的太空環境考驗。”
劉星海每念一處,嶽伴教授、楊利民主任等臺下相關單位的代表就挺直了腰板。
他們的工作,被納入了國家級的戰略計劃,獲得了前所未有的重視。
“寶雞市,給了我們人才的驚喜。”劉星海的語氣帶著讚賞,“技術大比武湧現出的焊工周敏、電工陸明遠、光學研磨老師傅……這些都是‘大國工匠’的苗子。我們已經與烽火通訊廠、寶雞機床廠等達成合作,並吸納了數名技術骨幹直接參與‘星河計劃’專案。同時,獲得了有色金屬廠的材料供應承諾。”
“成都地區,成電在高頻電路和微波技術方面底蘊深厚,紅光廠有鍺電晶體工藝經驗,成都精密機床廠在光學讀數和高精度導軌方面有特色……,我們與成電共建聯合實驗室,與紅光廠探討混合電路……。這些合作,將極大增強我們在高頻晶片封裝、精密裝置製造方面的能力。”
“弄弄坪巨大的釩鈦磁鐵礦寶藏,伴生多種稀有金屬。雖然分離難度大,但儲量可觀,我們已將其納入特種材料預備供應體系,並計劃聯合建立現場分析實驗室,研發特種冶金控制系統,提高資源回收率。”
最後,劉星海的語氣變得格外鄭重:“而西南線最重要的兩項發現,是在雲南和貴州。”
幕布上出現了會澤地區的地質草圖、貴研所的化驗報告、以及安順鋁土礦的照片。
“在昆明,一位匿名教授提供的線索和標本,經過昆明貴金屬研究所三次獨立分析,確認存在鍺礦,賦存於閃鋅礦中,品位約%,伴生鉛鋅,具備工業開採價值。浮選後鍺品位可提升至0.1%以上。目前,地質部、冶金部、雲南省組成的聯合勘探隊已經出發。鍺,是重要的半導體材料!”
會場裡響起一陣熱烈的議論。
鍺礦的發現,意味著在矽材料之外,國家有了另一個重要的半導體材料來源,對於特殊器件、尤其是紅外探測等領域的意義重大。
“在貴州鋁業公司,從鋁土礦伴生廢料中,發現了鎵!他們已經具體99.9純度的提純工藝。”劉星海提高了聲音,“鎵,是砷化鎵半導體的關鍵材料!對高頻器件、微波器件、發光器件有不可替代的作用!我們已經與貴鋁簽訂了長期供應合作意向書!”
掌聲再次雷動。
鎵的發現,其戰略意義甚至不亞於鍺。
這意味著在未來的高頻通訊、微波雷達、乃至發光顯示領域,我們有了自主材料供應的希望。
劉星海等待掌聲稍歇,用總結性的語言說道:“同志們,第二階段的調研,告訴我們,中國地大物博,不是一句空話。我們完全有能力,建立不依賴於任何外部的、完整的積體電路關鍵材料供應體系!從高純矽、鍺、鎵,到鎳、鈷、釩、鈦……,我們的腳下,埋藏著支撐一個電子工業強國的戰略資源!現在,我們需要做的,是把這些資源勘探出來、提煉出來、用起來!”
他的彙報進入了最後部分,也是最關鍵的部分,現狀總結與技術路線展望。
幕布上的畫面切換成一張複雜的系統圖,中心是“積體電路製造”,四周輻射出材料、裝置、工藝、設計、測試、封裝、電力、淨化等十幾個板塊,每個板塊下面都列出了已掌握的基礎、存在的核心瓶頸、以及近期(1-2年)的攻關目標。
劉星海條分縷析:“綜合兩個階段的調研,我們可以得出以下基本判斷。第一,技術基礎廣泛存在,但呈‘碎片化’分佈。從長光所的光學、半導體的材料、真空所的薄膜、哈工大的機械、武水院的電力、到上海廠的光刻膠、西南的稀有金屬……,每個點上都有人、有技術、有積累,但缺乏串聯和整合。”
“第二,工藝水平處於‘實驗室’向‘工程化’過渡的艱難階段。我們能做出5微米光刻的原理樣機,能拉出6N純度的矽錠,能沉積氮化矽薄膜,能封裝簡單的晶片……但成品率低、一致性差、穩定性不足、成本高昂。從‘做出來’到‘穩定地、批次地、低成本地做出來’,還有漫長的道路要走。”
“第三,裝置與儀器是最大的短板。高精度工作臺、穩定紫外光源、超純化學品製備系統、精密溫控裝置、線上檢測儀器……,幾乎全都依賴自制或改造,效能與國際先進水平差距巨大,且可靠性堪憂。”
“第四,系統整合與標準體系幾乎是空白。晶片設計、製造、封裝、測試之間如何銜接?材料純度標準、工藝規範、測試方法、可靠性指標是甚麼?這些都需要從頭建立。”
“第五,人才隊伍缺乏中堅力量。我們有頂尖的理論專家,有經驗豐富的老師傅,但既懂理論又懂工藝、能進行系統設計和工程管理的複合型人才極度匱乏。”
劉星海毫不迴避地列出了五大難題,會場的氣氛變得凝重起來。光鮮的成果背後,是如此艱鉅的挑戰。
“但是!”劉星海話鋒一轉,目光如炬,“正因為看到了這些困難,我們才更清楚應該往哪裡使勁,才更明白‘星河計劃’存在的價值!”
他指向系統圖:“我們的技術路線已經清晰,1至2年的近期目標,是夯實5微米工藝平臺。以‘紅星一號’計算器及其後續改進型號為需求牽引,打通從設計、光刻、薄膜、摻雜、封裝到測試的全流程,實現小批次、穩定生產。在這個過程中,建立初步的工藝規範、檢測方法和可靠性標準。”
“3至5年的中期目標,是攻克3微米乃至2微米工藝。以研製更復雜的專用計算電路、工業控制電路為核心目標。需要在此期間,研製出第二代更穩定的光刻機、更精密的加工裝置、更高純度的材料和化學品。理論組要完成‘星河-1’指令集架構的詳細定義和設計自動化工具的初級版本。要建成第一個符合晶片製造基本要求的淨化車間和超純淨微電網示範單元。”
“5至10年的遠期目標,要實現積體電路製造技術的自主可控,並邁向更高整合度。以研製自主的微型計算機中央處理器和儲存器為目標,帶動全產業鏈技術升級。建立完整的積體電路設計、製造、封裝、測試產業體系和技術標準體系,全面掌握積體電路技術。”
劉星海的描繪,由近及遠,層層遞進,既務實又充滿雄心。
會場的凝重氣氛漸漸被一種昂揚的鬥志所取代。
劉星海最後建議:“為了實現這些目標,星河計劃指揮部建議,本次會議後,立即開展以下工作:
成立常設技術協調辦公室,掛靠在紅星工業研究所,負責日常的技術需求對接、資源協調、進度跟蹤和資訊彙總。
按專業組細化攻關任務書。請各專業組根據本次調研確定的技術清單和合作意向,在一週內提交詳細的、分階段的攻關任務書、資源需求清單和人員配置方案。
啟動首批聯合攻關專案。建議以‘5微米工藝全流程驗證與最佳化’、‘高頻封裝技術聯合攻關’、‘超純淨微電網設計與建造’、‘二維卡工業控制標準制定’等四到五個專案為首批重點,集中優勢力量,儘快取得突破,樹立信心。
建立人才培養與交流機制。由清華大學、北京大學、哈工大等高校牽頭,聯合各研究所和工廠,開設‘微電子技術’專項培訓班和研究生方向,加速培養中間層人才。同時,建立人員互派、短期交流的常態化機制。
編制‘星河計劃’技術發展白皮書。系統梳理我們的技術基礎、目標路徑、資源需求和潛在風險,作為向國家持續彙報和爭取支援的綱領性檔案。”
劉星海說完,靜靜地看著臺下。
他的彙報,沒有豪言壯語,只有紮實的資料、清晰的分析和可行的建議。
而這,正是技術工作者們最信任的語言。
錢先生再次帶頭鼓掌。
這一次,掌聲不再是為了某個激動人心的演示,而是為了這份沉甸甸的、凝聚了無數人心血和智慧的“家底清單”與“行軍路線圖”。
工業部孫老接過話筒,聲音洪亮而堅定:“星海教授和調研團隊的同志們,辛苦了!你們這份彙報,紮實、透徹、有見地!‘星河計劃’不是空中樓閣,是建立在我們中國實實在在的工業基礎、資源稟賦和人才儲備之上的!困難很多,非常大,但正因為困難,才需要我們去幹!部裡全力支援會議提出的各項建議。請指揮部儘快將詳細方案報上來,要人給人,要資源協調資源!中國自己的積體電路產業,必須搞起來,也一定能搞起來!”
國防科委的領導也表態,將在高可靠、抗輻射等特殊晶片需求方面,提供應用牽引和試驗支援。
會議在一種務實而充滿決心的氣氛中,進入了下午的分組討論環節。
各專業組的代表們迫不及待地聚到一起,對照著調研報告和問題清單,開始具體地劃分任務、爭論技術細節、計算資源需求。
那些寫在紙上的合作意向,開始變成一條條具體的工作安排;那些分散在全國各地的“火種”,在這個房間裡,被正式納入同一張“星圖”,開始朝著共同的目標燃燒。
傍晚時分,分組討論暫告一段落。
夜色漸濃,計算所大樓的燈光依然明亮。
“星河計劃”的基石,就在這個春天的夜晚,由這群沉默而堅定的人們,一磚一瓦地鋪就。