第六章 時代造成的技術落差
“傅書記,您看是不是……”舒雨菲察覺到會議室出現冷場,從剛才聽不懂的茫然中清醒過來,趕緊出言救場。
“對對對,我們先談正事,閑話下來再聊。”傅林也連忙將話題拉回。
眾人哈哈一笑,將剛才的沉悶氣氛一掃而空,三位老教授也從自我意識空間回到現實。郭逸銘所談論的內容,對他們具有很高的啟迪意義,不過這都需要等事後,再在工作中進行驗證。剛才隨便聊聊,就有這樣的收穫,對於今天要做的專利技術鑒定,他們或許還能收穫到更多的驚喜。
(/class12/1.html有了前面的鋪墊,眾人都是精神一振。
見微知著,這家美國公司派出來的一個總經理助手,都有這樣深厚的技術造詣,想來他們所說的專利,也確有其獨到之處,大家對西部計算機公司的技術實力更加具有期待。三位被拉來提供技術參考的老科學家,也充滿了興趣。
“郭先生,你說你們公司在半導體材料製備中,取得了幾項技術突破,並申請了專利,不知道能否向我們大略地說一說?”雷為民開門見山,首先打開話題。
“當然沒問題!麻煩能給我一張紙,一支筆嗎?”
郭逸銘滿口答應,從雷為民所長手中接過一本印着中科院材料應用研究所抬頭的便簽本,一支鋼筆,熟練地在紙上畫了一張設備草圖。設備很高,整體封閉,看起來很像是一個鍋爐,但在內膽部分,單獨畫出了一個石英坩堝。
“這是單晶爐吧?”
他在畫的時候,其他人為了保持儀態,坐在原位沒有動,只是遠遠地看見了草圖的大概輪廓。雷為民所長經常主持實際工作,對於單晶爐並不陌生,看到鍋爐內部的提升臂,一口就說出來。
“對,這是單晶爐!”
郭逸銘起身,將草圖遞給研究所兩位領導,他們看了一眼,便交到董美堂他們手中。三位老科學家一眼就看出,這是一個標準的單晶爐草圖,和他們在外國技術書刊中所見並無區別。現實中,國內單晶矽製備就是依照這種單晶爐製造。
他們將草圖又遞還給郭逸銘,靜靜等他做出說明。
“我們的第一項專利,就是單晶爐熱屏。這是一種給單晶爐熔煉區配備一個固定熱屏障的部件,以實現……”郭逸銘在單晶爐熔煉區上方,畫了一個配件,再轉遞給三位,但話沒說完,就被對方的驚呼給打斷。
“熱屏障!”
郭逸銘的話還沒說完,對面靜坐的三位老科學家已經震驚無比,一齊叫起來。他們飛快拿過草圖,只看了一眼,心中猶如驚濤駭浪。董美堂扭轉頭,從身旁的搭檔眼中,同樣看到了震撼、恍然、懊惱等諸多神情。
長期從事應用研究的他們,只是聽了一個名詞,看了一下簡圖,便立即明白到這項技術的價值。這無須實際驗證,只要用腦子想一想,僅憑邏輯都能明白,它蘊含著多麼巨大的價值!
熱屏障!
這是一個多麼簡單的設想!
是的,它絕對不是什麼高科技,蘊含的技術含量還不如單晶爐外殼,可它是一個極其絕妙的點子。僅僅加了一個熱屏障,就解決了他們費時費力,在單晶矽製備中也很難解決的大部分難題。
他們在欣喜之餘,也都極感懊惱。
這樣一個並非技術突破,而只是一個靈光一現的想法,他們怎麼會沒有想到呢,居然被美國一家公司給搶先發明了出來,並申請了專利!對他們而言,這可是嚴重失職!
郭逸銘停下說話,安靜地等待他們平靜下來。
早期的單晶爐都是敞口式設計,底部熔煉區產生的熱氣瀰漫於單晶爐,熱氣蒸騰,矽晶棒處於持續加熱狀態,結晶困難,因而加大了製備難度。同時表層晶體反覆融化,也造成了矽晶棒成品率降低,外圈壞點增多。
歷史上,的確是美國率先發明了熱屏,在熔煉區上方增加了一個屏罩,取得了立竿見影的效果。熱量被束縛在熔煉區,減小了對提升的矽晶棒造成的影響,矽晶片的製取成功率立即得到了數量級提升。
而我國由於受到國際封鎖,得不到最新技術,也無法進口先進設備。所從事的半導體材料製備研究,幾乎都是源自於對西方技術書籍的參考,照貓畫虎,對其進行復原。在這些書籍中,只有基本的原理草圖,對於此後的改進隻字不提,當然是進步緩慢。
事實上,直到九十年代,我們在進口日本的單晶爐的時候,日本人還是將沒有熱屏的單晶爐出口到中國,試圖以此來誤導國內半導體材料製備,繼續在錯誤的方向上前行。
郭逸銘作為一名材料系學生,又在材料應用研究所實際工作十多年,這樣的缺憾聽了不知多少。學校導師、實驗室前輩,都曾對他們諄諄教導,讓他們記住前人在這上面走過的彎路,吃過的虧,明白中國科學進步,付出了多少慘重的代價。
因此在事業起步的第一步,他便毫不猶豫選擇申請了這項專利。
技術簡單,成本低廉,但效果極其突出,根本和高科技毫不沾邊,就是一個想法而已。這完全就是為一無所有的他,量身定做的最佳突破口。
他等到三位老科學家苦澀地平靜下來,才繼續說道:“這種熱屏具有以下幾個優點:一,在增加了我們公司設計的熱屏以後,熱量受到束縛,矽晶棒的增長速度可以得到有效提升,據測算,一爐單晶棒正常情況下需要一周的生長時間,而在加了熱屏以後,在其他條件相同的狀況下,單晶棒的生長期可以縮短到三天!”
“三天!”
所有人都無法鎮定了,三位老科學家已經從椅子裏站了起來,他們知道這項技術好,但沒想到好到這種程度。就連對技術一竅不通的舒雨菲也驚呼出聲。她知道這家美國公司的出現,大概會給國內半導體科學的發展,帶來益處,但也沒想到,這個好處竟然如此之大,令她感到頭腦有些眩暈。
一周,三天,這當中的含義,就是她一個什麼都不懂的技術白痴,也明白。
增加一個看似不起眼的小部件,居然就可以讓設備的效率倍增!
什麼是工業化大規模生產,這就是!
郭逸銘微微一笑:“其二,由於有效減小了無效熱耗,因此消耗的電力也相應降低,一爐三英寸單晶棒,耗費電力通常是120千瓦/每小時。採用了熱屏以後,能耗降低到90千瓦/每小時,單位時間能耗降低百分之二十五到百分之三十。並且由於單晶棒生長時間大幅縮短,一爐的實際能耗降低到原來的百分之四十!”
所有人都震驚得說不出話來。
單晶製備的日常成本,體現在哪裏?就是熔煉所耗費的電力!現在在加了熱屏以後,製備一爐單晶棒所需要的能耗降低到原來的百分之四十,豈不是說,單晶棒的製備成本也降到了原來的百分之四十!
一本萬利啊!
如果只有西部計算機公司掌握了這項技術,在矽晶片製備的成本競爭中,有哪家公司是他們的對手?他們光是賣矽晶片,一年都要賺多少錢啊!
郭逸明話還沒有完:“其三,經過計算,由於有了熱屏障,提拉區產生的熱效應穩定,溫度將比沒有熱屏的單晶爐降低百分之二十左右,單晶棒的生成也將更加穩定,晶片良品率將達到百分之八十以上。假如在提升穩定性等方面做出改進,單晶生成的良品率甚至有望達到百分之九十七!”
這又是一顆重磅炸彈,但除了技術懵懂的舒雨菲,其他人倒沒有驚訝。
有了前面這些優勢,顯著提高單晶棒生長的良品率,這不是水到渠成的么?不過話歸這麼說,良頻率的提升依然是一個非常令人欣喜地成就。
他們孜孜不倦工作,為的不就是改進單晶矽生長的良品率么。在往日的研究中,單晶矽生長量頻率稍微提高几個百分比,他們就歡欣慶賀,實在是今天聽到的震撼性信息太多了,這個平時可以讓全所敲鑼打鼓向上級報捷的重大突破,也只是讓他們臉上抽搐了一下。
郭逸銘停下了口。
其實,他介紹的熱屏的優點,還有一點沒有說,那就是由於單晶生長更加穩定,為增加生長直徑奠定了堅實基礎。
國外已經在進行六英寸單晶矽製備實用化,只是因為技術難度太高,良品率很低。歷史上是熱屏等技術的推廣,才使得六英寸晶片製備迅速大規模推行,矽晶片成本也由此快速降低。現在只要在單晶爐上做出小幅改進,擴大單晶爐直徑,就利用現有單晶爐製造技術,製備六英寸矽晶片也不是難事。
或許這個可能,研究所方面也想到了。就算現在他們想不到,以後在實際運用中發現熱屏的巨大好處,他們也會嘗試着進行六英寸矽晶片製備技術的研究,突破也是遲早的事情。
不過郭逸銘現在不打算說。
以他此時的身份,要想進入代表中國最高科技成就的中科院,幾乎不可能。既然如此,他此生也只能用華僑的身份,在開創自己事業的同時,為國內科技進步做出貢獻,超越歷史上的步伐,讓國內的技術進步更順暢一些,少吃一些虧,就足夠了。
“郭先生,您先等一下,我們出去談談可以嗎?”傅書記在位置上坐不住,向郭逸銘道了個歉,便將董美堂他們請了出去,在會議室外走廊上,就忍不住問道,“董老,這個熱屏技術,真的有他說的那麼玄乎?能夠有這樣大的好處?”
“是不是有這麼大的好處,我暫時無法確定。但熱屏這個東西,我就敢拿身家性命保證,絕對是個好東西!”
搞學術的人,一項技術究竟有多大價值,董美堂心知肚明,當即拍着胸口保證。
“是的,可能他的話里有誇張的成分,但我們這些搞了一輩子半導體研究的老頭子,都能看到其中的價值。而且,假如對單晶爐進行技術改進,提升其性能,說不定還真的能像他說的那樣,達到那樣高的水平。”
鍾寒楓也做出了肯定的答覆,而且看來比董美堂還要樂觀。
“他不是說有幾項專利嗎?這才只是一項就這樣驚人,或許他手裏的其他專利,也不會太差。我看我們還是進去聽聽,他還有什麼好貨沒倒出來。”
高國皓直接跳出了熱屏給他們帶來的震撼,對郭逸明手中別的專利虎視眈眈起來。
“對!進去進去,今天他不把所有的好東西都交出,就不要放他走!”三位老科學家喜笑顏開,相互攙扶着,甩開兩位領導就推開門,急匆匆地走了進去。
傅林和雷為民相對看看,臉上都露出苦笑。
這個美國西部計算機公司手裏確實有好貨,但這貨的價值,也實在是太駭人了。難怪他們不敢在美國訂購設備,要跑來中國尋求合作,懷壁其禍的道理,看來他們也懂。
但是這些專利的價值如此之大,國內又有多少本錢,能從他們手中得到呢?
看來是要下大本錢了!
兩位還在從政治的角度看待這個問題,重新回到會議室的三位老科學家,已經急不可待地詢問西部計算機公司,還有什麼拿得出手的好東西。
“專利我們還有一些,不過我想合作嘛,還是一步一步來比較好,貪多嚼不爛嘛。這次合作如果圓滿的話,我想我們雙方進行更加緊密的合作,也自然不會出現障礙。”
郭逸銘對熱屏的估計也是不足,只看到其中的經濟價值,決定在其他公司研究出熱屏以前,打個時間差,掙一筆快錢,同時藉此與國內形成良好合作,讓事業發展進入快車道。畢竟對他來說,熱屏真的不算什麼,就是一層窗戶紙而已,突破了,可謂是不值一提。
但看到研究所對這項技術如此震驚,他也開始推託起來,不敢暴露太多的秘密。
一個熱屏技術,就足以讓國內的半導體材料製備,一下飛躍十年不止!大量廉價矽晶片的上市,國內的半導體工業將迎來階梯式增長,各種電器產品也將潮水一般湧向市場。而由此產生的國防、軍事、科技、工業、經濟增值效應,大得無法估量。
他現在的本錢還太小了,與國家合作,兩者就不在一個層面上。要不是打着美國公司的旗號,早就被吃得骨頭渣都不剩了。
“再說一個,再說一個就好!”
“小郭,你這年輕人不痛快,你不是說你們公司有好幾個專利么?再說一個又有什麼關係?反正你們是專利技術,我們就是聽了,也不可能搶你們的?”
“今天這個技術鑒定會,我們的意見很重要的,你要是不多說幾個,我們可不會給出好的鑒定意見。”
幾個老頭子圍着他,又是哄,又是威脅,讓郭逸銘再多透露一點。
“好吧,我再多說一個。”郭逸明被他們纏得沒辦法,舉手投降,“不過說好了啊,這個專利說完以後,我就不能再多說了,我只是公司的一個僱員,如果泄露了公司秘密,給公司利益造成重大損失,我可是要丟飯碗的。”
“一個就一個,不過也要具有和熱屏一樣高的價值!”
郭逸銘看着三位像小孩子一樣討價還價的祖師爺,哭笑不得,只能開口道:“我們公司還有一個專利,是關於石英坩堝塗層的。眾所周知,由於單晶爐的高溫作用,以及多晶矽融化以後,對石英坩堝的侵蝕作用,一個石英坩堝只能使用幾次。假如石英坩堝的質量較差,一兩次便需更換石英坩堝也屢見不鮮。”
眾人點頭。
更換石英坩堝是一件很痛苦的事情,它需要將單晶爐徹底拆開,取出坩堝,然後重新裝上新的,每更換一次單晶爐都要停止運行十天左右。步驟麻煩不說,多次更換,還容易對單晶爐的其他部件造成損毀,嚴重影響單晶爐的使用效率,並直接縮短使用壽命。
難道這個坩堝塗層就是解決這個的?
他們凝神屏息。
郭逸銘看着他們專心聆聽的架勢,不覺有種荒謬之感,穩定了一下情緒才接著說道:“這種溶液採用噴塗法,均勻塗在石英坩堝內部,可以有效隔熱耐腐。根據計算,使用了這種塗液,只要在每次製備完成,用專用藥水進行正確清洗,一隻石英坩堝可以連續使用三十次以上……”
三十次!
三位老科學家再次震撼不已。
如果真有他說的這樣效果顯著,那石英坩堝就從消耗品,變成了易損件。一個石英坩堝也要幾千塊錢,而且高品質石英坩堝製造困難,難以大批量生產,對矽晶棒製備的推廣,也構成了至關重要的阻礙。一種隔熱耐侵蝕塗料,就可以讓他們之前頭痛的問題,得到解決,對半導體發展來說,其價值一點也不比熱屏小。
這還不止,停爐更換的時間減少了,單晶爐的效率就直線上升。三十次,每爐的製備時間三天,那一個單晶爐便可以連續運行三個月,才進行一次更換大修。
太恐怖了!
他們用疑惑的眼神看過去。
郭逸銘心中撇了撇嘴,感慨時代不同,對於技術的期待也相差迥異。在後世,一隻坩堝用幾年,這只是小廠採用的落後技術。在大型電子企業,使用了更精密冶鍊技術製造的坩堝,用到單晶爐報廢,最多也只需要更換兩三次坩堝。
三十次算什麼,配方略作改進,連續運行一兩百爐,也是尋常。
這就是時代造成的技術落差啊!
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