政治部成立後第三天,周主任就把辦公室搬到了研究所主樓二層。
門上掛著一塊新牌子,白底紅字,寫著“政治部”三個字,旁邊還有一行小字:“組織科、宣傳科、保衛科”。
呂辰路過的時候往裡看了一眼,屋裡已經坐滿了人,周主任坐在靠窗的桌前,面前攤著幾個本子,正跟一個年輕幹事交代甚麼。
桌上擺著一部黑色電話機,旁邊放著一個軍綠色的搪瓷缸,缸子上印著“為人民服務”。
他收回目光,快步上了右翼樓二樓。
程式設計機的控制核心晶片設計,已經進入最緊張的階段。
第一小隊的六個人分成了兩班,周建國帶著大張海、高函白天畫版圖,趙保成帶著孫明樟、羅燕晚上接著幹。
繪圖桌上鋪滿了座標紙,密密麻麻的線條像一座微縮的城市,每一條線都要精確到微米,每一個電晶體的位置都要反覆推敲。
呂辰白天在辦公室坐鎮,晚上也經常熬到深夜。
時間進入七月,部算是畫出來第一版電路圖。
這天中午,周建國推門進來,手裡端著一碗麵。
“呂工,先吃飯吧。”
呂辰抬起頭,揉了揉眼睛,接過碗。
麵條是食堂的,清湯寡水,上面飄著幾片白菜葉子,連點油星都看不見。
“今天的菜呢?”他問。
周建國苦笑了一下:“食堂說肉沒了,油也快沒了,只能湊合。”
呂辰沉默了幾秒,低頭吃麵。
麵條沒甚麼味道,但他吃得很認真,一口一口,把碗裡的湯都喝乾淨了。
“手算結束了?”他放下碗。
周建國搖搖頭:“程式計數器、指令暫存器、累加器都算完了,微程式控制器那塊,趙保成他們剛開了個頭。”
他頓了頓:“呂工,現在就差我們小隊了,其他小隊都已經走完了模擬。”
呂辰點點頭:“中試線正在做著其他任務,咱們有時間,慢慢來,邏輯問題要儘可能留在中試之前。”
又討論了一些模擬的驗證方案,周建國才離去。
呂辰又看了一會兒版圖,轉身走到窗前,點了一根菸。
七月流火,熱得像蒸籠,連樹上的知了都懶得鳴叫。
一輛火車緩緩停靠在紅星軋鋼廠的料場,密密麻麻的工人如螞蟻般簇擁著各種機械忙著卸貨。
新廠區持續釋放著滾滾濃煙,偶爾傳來一陣機器的轟鳴。
遠處廠的工地上,巨大的塔吊日夜忙碌,三個車間的輪廓已經越來越完整。
他正看著,聽見有人叫他。
“呂工?”
他轉過身,是政治部的一個年輕幹事,戴著一副眼鏡,文質彬彬的,手裡抱著幾個檔案盒。
“王幹事,你怎麼來了?”
王幹事把檔案盒放在桌子上:“您的技術檔案整理好了,需要您親自確認簽字。”
呂辰愣了一下:“這麼快?”
“周主任催得緊,讓我們一個月內把所有研究員的技術檔案建起來。這幾天我們加班加點,總算弄完了。”
他說著開啟了一個盒子,拿出幾頁紙交給呂辰。
呂辰疑惑:“這麼多?”
王幹事笑了笑:“您參與的專案多,提交的報告多,檔案自然就多了。”
呂辰把煙掐滅,接過看了起來,這是一份個人履歷表,厚厚一沓,用鋼筆填寫,字跡工工整整。
他一條一條往下看。
姓名:呂辰。性別:男。出生年月年3月。籍貫:北京。政治面貌:中共黨員。家庭成分:貧農(烈屬)。
現任職務:紅星軋鋼廠高階工程師、清華大學研究生、科研助教、紅星工業研究所核心研究員。
專研領域:機械設計製造、積體電路、自動化應用、電磁學、精密製造。
呂辰數了數,七八個領域,每一個後面都列了一大串專案名稱。
他往下翻,第二頁是專案經歷。
《中厚板熱處理線全流程自動化系統》——核心成員,負責系統整合與控制邏輯。
《電子耳朵裝置振動監測系統》——技術顧問,負責系統架構指導。
《紅外測溫槍》——技術發起人,負責系統架構指導。
《餘熱發電與區域供暖系統》——核心成員,負責系統整合。
《軋製過程自適應控制系統》——專案牽頭人。
《可程式設計邏輯控制器概念設計》——專案牽頭人。
《高頻脈衝電機及其驅動系統》——專案牽頭人,負責總體架構與控制晶片設計。
《微程式輔助程式設計機》——專案牽頭人,負責總體架構與控制核心設計。
《GPMC-01晶片設計》——核心成員,負責系統架構與驗證。
《紅星一號計算器》——核心成員,負責系統架構與驗證。
《紅星二號計算器》——核心成員,負責系統架構與驗證。
……
密密麻麻列了兩頁,呂辰自己都不知道自己參與了這麼多專案。
他接著往下翻,第三頁是技術報告清單。
《GPMC-01晶片首次流片失效分析報告》——合著。
《高頻脈衝電機總體設計方案》——獨立完成。
《微程式輔助程式設計機總體構想與實施方案》——獨立完成。
《積體電路標準單元庫使用手冊》第一卷——參與編寫。
《國產積體電路可靠性測試規範》——參與編寫。
《冶金企業餘熱綜合利用技術規範》——參與編寫。
……
又是密密麻麻兩頁。
第四頁是論文清單,只有一篇,就是他的畢業論文《論積體電路對工業自動化系統的賦能與革命》。
第五頁是學生資訊。
龍小楠、李振、王海、趙青、劉躍文、潘岑。六個人,每個人的姓名、年齡、入學時間、研究方向、當前狀態,都列得清清楚楚。
最後是一段評價:
“呂辰同志在紅星工業研究所工作期間,表現出極高的技術敏感性和系統整合能力。其長於將理論構想轉化為工程實踐,善於協調多領域技術資源解決複雜系統問題。在多個重大專案中擔任牽頭人或核心成員,發揮了不可替代的作用。該同志政治立場堅定,技術功底紮實,工作作風嚴謹,具備成為頂尖系統整合專家的潛力。”
呂辰看完,沉默了一會兒。
這份檔案,把他這幾年的工作,梳理得清清楚楚。
他翻開最後一頁,導師欄已簽下了劉星海教授的名字,組織欄簽著工業部孫老的名字,用人單位欄簽著李懷德的名字。
拿起筆,在最後簽下自己的名字,又逐頁翻回去,在每一處需要確認的地方都簽了字。
簽完最後一個字,他把筆放下,看著王幹事:“行了。”
王幹事接過放回檔案盒,又打依次開啟另外幾個盒子,把龍小楠、李振、王海、趙青、劉躍文、潘岑等六人的檔案遞給呂辰。
“呂工,這是您名下六位學生的資訊,也需要您確認一下。”
呂辰接過來看了看,是龍小楠他們的材料,每人一份,內容跟檔案裡差不多。
他一一簽字,交還給王幹事。
王幹事收好名單,站起來:“呂工,麻煩您了。”
呂辰擺擺手:“應該的。”
王幹事走後沒多久,門又被推開了。
錢蘭和諸葛彪站在門口,諸葛彪一臉壞笑。
錢蘭臉上卻是一種說不上來的表情,像是興奮,又像是緊張。
“儲存組的人來了,哈工大的陳老師。”錢蘭說,“他把儲存晶片的設計送到了6305廠,走,咱們一起去看看。”
呂辰心裡一動,拿起桌上的筆記本:“走。”
三個人騎車到6305廠,登記放行,一路來到設計中心。
會議室的門開著,裡面已經坐了一圈人。
陳光遠坐在主位上,旁邊是哈工大的陳老師,風度翩翩的他帶上眼鏡後,氣質變得文質彬彬,全身上下都寫著知識二字。
他面前攤著幾張圖紙,正用手指著圖上的線條,跟旁邊的人說著甚麼。
對面坐著6305廠各中心的專家,還有設計中心各組的組長,一共十幾個人,一個個表情嚴肅。
呂辰三人走了進去,找了個位置坐下。
陳光遠看見他們,點了點頭:“陳老師,人到齊了,坐下聽。”
陳老師停止了講解,起身和三人見禮,走到黑板前,拿起粉筆,開始講。
他畫了一個簡圖,那是一個儲存單元的陣列圖,橫豎交錯的線條,整整齊齊,像一張棋盤。
“各位,”陳老師的聲音中氣很足,“我們給崑崙做了兩款儲存晶片,我先來講第一款。”
他在陣列圖上畫了一個小方塊:“這款是暫存儲存器,定義就是給崑崙的運算核心當‘草稿紙’用的。微程式程式碼、中間資料、臨時變數,都得有個地方暫存。”
他又在方塊裡畫了幾個管子:“我們用的六管靜態儲存單元。六個管子存一個位元,穩定,可靠,不需要重新整理,上電就能用,斷電就丟。”
臺下有人點頭。
陳老師繼續說:“這個方案的優點有幾個。”
他豎起第一根手指:“第一,隨機存取。給一個地址,資料就出來,不需要等磁芯轉,不需要等磁帶倒。工程師的指令到哪裡,資料就得立刻出現在哪兒。我們認為,這才是‘草稿紙’應該有的速度。”
他又豎起第二根手指:“第二,耐造。不用在恆溫恆溼的實驗室裡供著。六管單元是靜態的,沒有電容漏電的問題,溫度範圍寬,電源波動也能扛。零下十度到四十度,隨便用。”
他放下粉筆,轉過身:“我們認為,以當前的5微米工藝,能造出來。”
陳光遠點了點頭:“工藝這邊沒問題。”
“缺點是容量小。”他很坦率,“六管單元面積大,一片晶片裡放不了多少。這一款是256乘8的儲存單元陣列,只能放2kbit。”
臺下有人小聲議論。
2kbit,256個位元組,連一篇短文章都存不下。
呂辰和諸葛彪側頭看了一眼錢蘭,又對視了一眼,這完全和錢蘭的方案一模一樣。
陳老師正要繼續講,錢蘭舉手了。
“陳老師,我能不能問幾個問題?”
陳老師看著她:“您是?”
“錢蘭,紅星工業研究所積體電路實驗室的。我也為崑崙的編輯機做了一個儲存晶片的設計,跟您的思路很像,想請教幾個細節。”
陳老師點點頭:“您問。”
錢蘭站起來,走到黑板前,拿起一支粉筆。
“您這個設計,用的是六管靜態單元,那外圍邏輯電路呢?地址譯碼器是怎麼做的?”
陳老師在陣列圖旁邊畫了一個小方塊:“行譯碼器和列譯碼器,標準的與非門陣列。地址訊號進來,譯碼,選中對應的行和列。”
錢蘭追問:“譯碼器的邏輯閘,用的是標準單元庫裡的嗎?”
“標準單元庫?這是甚麼東西?我們這個是自己設計的。”陳老師疑惑。
錢蘭皺了皺眉:“標準單元庫是我們實驗室專門為積體電路開展的邏輯閘單元,在電路設計中能直接複用,提高設計效率,目前已經收錄了400多個標準單元。”
陳老師琢磨道:“這個方法好,我們可以用嗎?”
錢蘭點點頭:“當然可以,標準單元庫是星河計劃的基礎工程,我們歡迎所有人加入到單元庫的建設之當,一起建設一起利用。”
錢蘭頓了頓:“陳老師,你能不能講講你們的設計。”
陳老師點點頭,在黑板上把他們的設計講解出來。
等他講完,錢蘭道:“陳老師,我把我們的方案也講一下。”
“願聞其詳!”陳老師很感興趣。
錢蘭在黑板上畫了一個自己的方案:“我們的設計,譯碼器用了預充電電路。地址變化的時候,所有字線先預充到高電平,然後根據譯碼結果把不需要的拉低。這樣能降低功耗,提高速度。”
陳老師看了幾秒,點點頭:“這個思路好。我們的譯碼器是直接驅動,功耗確實偏大。你這個預充電,能省不少。”
錢蘭又畫了一個方塊:“讀寫控制電路呢?您用的甚麼結構?”
陳老師在黑板上畫了一個簡圖:“標準的讀寫控制,寫的時候直接驅動位線,讀的時候用靈敏放大器感知位線上的訊號。”
他頓了頓,又補充了一句:“我們的靈敏放大器是差分的,能感知幾十毫伏的訊號變化,靈敏度很高。”
錢蘭愣了一下:“你們加了靈敏放大器?”
“對。”陳老師說,“六管單元的讀訊號很弱,不加靈敏放大器,讀出來的資料可能不對。你們沒加?”
錢蘭沉默了一秒,搖搖頭:“我們是直接用反相器做讀放大器,訊號弱的時候容易出錯。”
陳老師笑了笑:“那你們的讀可靠性有問題。回去加上。”
錢蘭在筆記本上記下來,又問:“寫入驅動器呢?”
陳老師又畫了一個圖:“標準的推輓結構,能提供大電流,把資料寫進單元。”
錢蘭看了一眼,眼睛亮了:“你們的寫入驅動器,能提供多少電流?”
“設計值是1毫安。實測能到1.5。”
錢蘭吸了一口氣:“我們的只有0.5毫安,寫的時候經常寫不進去。這個引數,我得回去改。”
她頓了頓,又問:“輸出緩衝器呢?”
陳老師在黑板角落畫了一個小圖:“三態輸出緩衝器。讀的時候,根據片選訊號,決定是把資料放到匯流排上,還是變成高阻態。這樣多個晶片可以共享資料線。”
錢蘭點點頭:“這個我們有。”
她走回座位,坐下。
會議室裡安靜了幾秒。
陳光遠打破沉默:“小錢,你們的方案,跟陳老師的比,優缺點是甚麼?”
錢蘭想了想,說:“譯碼器方面,我們的預充電方案更優,功耗更低。讀寫控制方面,陳老師的靈敏放大器方案更可靠。寫入驅動方面,陳老師的電流更大,寫入更穩。輸出緩衝器,兩家都有。”
她頓了頓:“總體來說,陳老師的方案在某些細節上比我們考慮得更周全。特別是靈敏放大器,我們之前忽略了,回去得加上。”
陳老師笑了笑:“錢工,你的方案也不差。預充電那個思路很好,我認為我們應該統合一下,做出更好的來。”
錢蘭點點頭:“陳老師說的對,我邀請你到我們實驗室參與設計,一起做出更好的儲存來。”
會議室裡的氣氛鬆弛下來。
陳光遠正要說話,陳老師又開口了:“等等,我還沒講完。”
他轉身,在黑板上又畫了一個圖。
這次的圖更復雜,陣列更大,線條更密。
“這是我們設計的第二款。”他說,“動態隨機儲存。”
臺下安靜了。
陳老師指著那個圖:“一管一容。一個位元只用一個管子加一個電容。面積是六管單元的六分之一,甚至十分之一。同樣的晶片面積,容量能翻十倍。”
他轉過身,看著臺下:“這一款的目標容量,是4kbit。256×16,或者512×8。”
臺下有人倒吸一口氣。
4kbit,512個位元組,是上一款的八倍。
陳老師正要繼續講,錢蘭又舉手了。
“陳老師,我能不能問幾個問題?”
陳老師看著她:“問。”
錢蘭站起來,走到黑板前。
“第一,電容怎麼畫?”
她拿起粉筆,在動態儲存單元的圖旁邊畫了一個剖面圖。
“五微米工藝,要在矽片上做一個能穩定儲存電荷的電容。它需要極薄的介質層,需要足夠大的極板面積,需要極低的漏電流。這三個要求,每一個都在挑戰我們現有的材料和工藝極限。”
她轉過身,看著臺下的胡教授。
作為6305廠動力中心的專家,胡教授想了想,說:“錢蘭說得對。我們目前能做出的最薄氧化層,針孔密度大概是每平方厘米幾十個。做電容的話,漏電流會很大,存不住電荷。”
陳老師的臉色變了一下,但沒說話。
錢蘭繼續問:“第二,怎麼重新整理?”
她在黑板上畫了一個時序圖。
“動態儲存,電荷會漏,必須定期重新整理。幾毫秒就得把所有位元讀一遍再寫回去。這個重新整理電路,如果做在外面,程式設計機的主控晶片就得額外處理重新整理邏輯。如果做在裡面,晶片面積又得加上一大塊重新整理控制電路。”
她放下粉筆,看著陳老師:“而且重新整理的時候,晶片不能正常讀寫,時序上就得留出‘空白期’。崑崙的程式設計機是實時編輯的,工程師敲鍵盤的時候,不能等幾微秒讓晶片‘喘口氣’吧?”
陳老師沒說話。
錢蘭又問:“第三,環境適應性。”
她指了指窗外的太陽:“冬天辦公室裡溫度零下十度,夏天車間裡四十度。動態儲存的漏電流隨溫度指數級上升,高溫下電荷根本存不住。要保證它在全溫度範圍內穩定工作,要麼加溫補電路,要麼把重新整理頻率提得極高。無論哪種,都是巨大的工程。”
會議室裡安靜得能聽見空調的嗡嗡聲。
錢蘭說了第四點:“第四,維修問題。六管靜態單元,出問題了,能拿著放大鏡對著版圖查。哪個管子壞了,哪條線斷了,能定位,能分析,能改。動態儲存,電容漏電的原因可能是氧化層針孔、可能是雜質沾汙、可能是介面態陷阱……查出來難,改起來更難。”
她看著陳老師:“陳老師,我的問題問完了。”
會議室裡一片寂靜。
陳老師被駁得有點下不來臺,臉上的表情變了好幾下。
所有人都驚呆了,都沒想到錢蘭會這麼不給面子。
過了好幾秒,陳老師嘆了口氣:“錢工,你說得對。動態儲存,以現在的工藝條件,確實做不出來。”
他轉身,把黑板上的動態儲存圖擦了。
“但這個東西,方向是對的。”
他重新寫下一行字:一管一容,是未來。
“我們現在做不出來,不代表以後做不出來。等工藝成熟了,等氧化層質量上去了,等能把重新整理電路做得足夠小、足夠可靠,這條路,一定要走。”
呂辰這時候站起來,打圓場:“陳老師說得對。追求大容量,方向沒有錯。這個方案非常有價值。”
他看了看錢蘭,又看了看陳老師:“咱們現在要做的,是給程式設計機做一塊‘現在就能用、出了問題自己能修’的儲存晶片。但動態儲存的研究,不能停。等條件成熟了,這就是下一代儲存晶片的基礎。”
錢蘭也點點頭:“陳老師,我剛才不是否定您的方案。一管一容,確實是未來的方向。等咱們的工藝成熟了,等氧化層質量上去了,等能把重新整理電路做得足夠小、足夠可靠,我一定去做。”
陳老師看著她,忽然笑了:“錢工,您這個脾氣,我喜歡。”
他走回座位,坐下,喝了一口水。
錢蘭臉一下子紅了,諸葛彪和呂辰對視了一眼,忍不住偷笑起來。
呂辰忍著笑,總結道:“行,那咱們就定下來。第一款靜態儲存,繼續完善。第二款動態儲存,先做預研,不急著流片。”
陳光遠點點頭:“就這麼定了。”
會議散了。
呂辰三個人從會議室出來,站在走廊裡。
諸葛彪點了一根菸,吸了一口,然後看著錢蘭:“錢師姐,你今天可把陳老師懟得不輕。”
錢蘭瞪了他一眼:“我是就事論事。他的動態儲存方案,確實做不出來。”
“我知道。”諸葛彪笑了笑,“但你那一二三四,條條都打在七寸上。陳老師在哈工大也是有名的人物,被你問得啞口無言。”
錢蘭沒說話,但嘴角微微翹了一下。
正說著,陳老師收拾完,匆匆追了上來:“錢工,等等,我還有幾個問題要找你細談!”
……
呂辰拍了拍諸葛彪的肩膀:“行了,走吧。”
諸葛彪嘿嘿一樂,兩人腳踏車,往廠外走。
七月的風,吹在臉上,很舒服。