半導體研究所。
顧昭昭到的時候,吳建華已經在實驗室門口等著了。
跟上回不一樣,這回老頭兒沒端著架子。
遠遠瞅見那個背帆布包的瘦削身影拐過樓角,直接迎上來,腳步比秘書還快。
「顧總工,第三爐昨天下午出爐了。」
吳建華邊走邊說,語速比平時快了一截。
他推開實驗室的鐵門,側身讓顧昭昭先進。
實驗室里燈管亮得刺眼。
長條工作檯上,十二片晶圓整整齊齊碼在墊了絨布的鋁托盤裡。
吳建華的得意勁兒藏都藏不住。
三英寸的軍品級砷化鎵襯底。
擱三個月前,他做夢都不敢想能在自己手裡拉出來。
顧昭昭沒吭聲。
她放下帆布包,從托盤裡取出第一片晶圓,舉到燈光底下。
轉了半圈,擱下。
拿起第二片。
再擱下。
一片一片看過去,動作不快,但每一片停留的時間幾乎一模一樣。
吳建華站在旁邊,心裡頭有點打鼓。
看到第九片的時候,顧昭昭停下了。
她把晶圓翻了個面,湊到燈管正底下,眯起眼。
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然後擱下,拿起第十片。
「顯微鏡。」
吳建華一愣,扭頭沖旁邊喊:「老周,把金相顯微鏡推過來!」
老周手腳麻利,三十秒不到,顯微鏡到位。
顧昭昭把第九片晶圓卡上載物台,調焦,低頭看了十幾秒。
換第十片。
又看了十幾秒。
她直起身,退後一步。
「吳所長,你自己看,九號和十號,邊緣區域,兩點鐘方向。」
吳建華三步並兩步湊上去,低頭貼上目鏡。
五秒鐘。
他的眉頭擰成了疙瘩。
「微裂紋?」
「對。」
「寬度大約零點三微米,沿晶向延伸,長度不超過八十微米。」
吳建華直起腰,臉色有些掛不住。
他剛才明明檢查過。
肉眼和常規檢測都沒查出毛病。
「這個裂紋在中心區域沒有,只出現在邊緣。也不是每片都有,十二片裡我看了四片有類似痕跡。」
顧昭昭走到工作檯旁,拿起鉛筆和一張草稿紙。
「問題不在拉晶參數上,參數沒毛病。」
她畫了個坩堝截面示意圖,三筆勾完。
「問題出在坩堝的熱場分布,你們的加熱器是單區控溫,坩堝中心和邊緣的溫差,實際上比你們儀表讀出來的大。」
吳建華盯著那個截面圖:「大多少?」
「中心和邊緣的實際溫差在八到十二度之間。你們的儀表只能測到坩堝外壁溫度,內部熔體邊緣的真實溫度,測不著。」
老周站在旁邊,嘴巴張的老大,手裡記錄本忘了寫。
「晶體生長過程中,邊緣冷得比中心快,熱應力集中,就產生微裂紋,晶體越大,效應越明顯。」
顧昭昭在截面圖上添了幾個箭頭,標出熱流方向。
「兩英寸的時候問題不大,尺寸小,溫差效應弱。三英寸一上來,邊緣應力就扛不住了。」
吳建華的臉沉下來了。
他幹了幾十年,熱場梯度的重要性當然清楚。
可設備條件擺在那兒,一直默認單區控溫夠用。
「能不能改?」
吳建華沒繞彎子。
「兩個辦法。」
顧昭昭豎起兩根手指。
「第一個是換雙區加熱器,但你們現有的爐子改造起來至少兩個月。」
「第二個是在坩堝外壁加一層導熱均衡層。相當於給坩堝穿一件棉襖,把熱量勻開。」
她在草稿紙上寫下導熱均衡層的具體尺寸參數和安裝位置。
「第二種方案,三天就能改完。」
吳建華拿起那張草稿紙,看了三遍。
「老周。」
「在。」
「去找材料組的老趙,讓他今天下午就備料。」
「是!」
老周抱著紙就往外跑。
吳建華搓了搓手,轉向顧昭昭。
這回他臉上沒有尷尬,也沒有客套。
「顧總工,我搞了三十年半導體,坩堝熱場這個問題困了我們組至少五年。五年,換了三茬人,誰都沒吃透。你來了兩趟,全給捅破了。」
顧昭昭沒接話。
她從帆布包里掏出筆記本,翻到夾著標籤的那一頁。
「吳所長,襯底的事交給你繼續跑。我今天來,還有另一件事。」
她走到實驗室角落那塊積了粉筆灰的大黑板前。
「T/R組件。」
吳建華愣了一下。
顧昭昭拿起粉筆,沒打底稿,直接落筆。
第一根線條落在黑板左側。
功率放大模塊。
她畫的不是原理框圖,是實際的單片電路拓撲。
粉筆在黑板上刷刷地響。
吳建華站在三步開外,一開始還能跟上她的節奏。
畫到第二個模塊——低噪聲放大器的時候,他的眉頭皺起來了。
因為他看出來了。
這個低噪聲放大器的拓撲結構,跟他見過的任何一篇文獻都對不上。
「這個級聯結構……」
吳建華脫口而出,「噪聲係數能做到多少?」
「一點二dB。」
顧昭昭頭都沒回,粉筆沒停。
吳建華的手往褲兜里一插,又抽出來,攥了攥拳頭。
現在全世界砷化鎵低噪聲放大器最好的水平,噪聲係數在二點五到三dB之間。
她隨手畫出來的東西,直接把世界紀錄往前蹚了一大截。
第三個模塊——移相控制器。
顧昭昭的粉筆速度不減。
最後,她在三個模塊之間畫上互連線路,用虛線框把整個版圖框在一起。
框的右下角,寫了四個字——
單片集成。
粉筆擱下。
她拍了拍手上的灰,轉過身。
整塊黑板寫得滿滿當當。
實驗室里,不知什麼時候多了七八個人。
都是吳建華組裡的研究員,不知誰喊來的,站在後頭,瞪大了眼睛盯著黑板。
沒人說話。
有個年輕研究員手裡端著搪瓷缸子,水早涼了,一口沒喝。
吳建華走到黑板前,眼睛從左掃到右,又從右掃到左。
他伸手,指著移相控制器和功率放大器之間那條互連線路。
「你把移相器和功放集成在同一塊晶片上?」
「對。」
「不走混合集成,全部單片化?」
「對。」
吳建華的手懸在半空,停了好幾秒。
「顧總工。」
他把聲音壓下來了。
「這個思路……我們所里沒人想到過。美國軍方實驗室去年發的最新論文,T/R組件還是混合集成,功放和移相器分開做,最後拼一塊兒。」
「你這個方案,是把所有核心功能塞進一塊晶片裡。」
他轉過身,看著顧昭昭。
「這至少領先十年。」
顧昭昭把粉筆擱回粉筆槽。
「不是'至少'。」
她拿起帆布包,把筆記本裝進去。
「就是十年。」