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第一百六十二章 先進設計對製程技術

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會議到最後,根據各人自願,技術部的人員被劃為兩個部分。

一部分,仍然繼續進行電機、電池生產及後續提升研究。另一部分,則調入新成立的儀器儀表項目組。

新的項目組,張叢偉副部長負責管理,由史琳擔任組長,主持具體的研發工作,陳鎮理高階工程師擔任她的副手,協助她進行儀器儀表研發。

白雲天允許項目組抽調十名左右的技術員參與開發,但要求其中新入職的大學生人數不得少於半數。

相對於技術已經定型的老技術員,他更期待這些大學生。

這個專案,對於這些剛入職不到半年的年輕人來說,就是一個極佳的鍛鍊機會。

會後,他留下急著回去組建團隊的史琳、陳鎮理,詢問道:“關於數字型儀表的開發,你們決定從哪裡著手?”

“我需要一點時間,首先要瞭解一下國內的積體電路工藝。等摸了底,我們才好確定採用什麼架構,從而有針對性地進行設計。”史琳雖然急不可待就想開始工作,但是頭腦仍很清楚,並沒有盲目決定方向。

白雲天對她的回答很滿意。

模數轉換器,說到底還是一種半導體產品。因此它的產品效能如何,完全取決於半導體製程工藝。否則,縱然設計出了最完美的電路,做不出來也是枉然。

“這點我可以給你一個準確地答案:目前國內的積體電路製程工藝,仍以五微米為主。不過國家七五計劃,投入二十億建設的華晶電子、華越微電子、貝嶺微電子製造、飛利浦半導體、首鋼日電電子這五家半導體製造廠,已經先後建成或是接近完工。他們擁有六英寸晶元製備技術,採用的製程工藝為MOS工藝,最高線寬為三微米,集成度大約為六千,以後隨著技術積累,大概還能有所提升。具體的資料,你需要向對方徵詢一下。”白雲天給了他們一個肯定的答覆。

“只有三微米?”陳鎮理很是失望。

三微米是什麼概念,放在半導體產業,也就相當於美國七六年的水平!

英特爾公司七六年推出的第一批次8085微處理器,就是採用的三微米製程技術,晶片集成度為六千電晶體。但兩年以後,他們改進了製程工藝,同樣三微米線寬,他們卻整合了兩萬九千個電晶體。

國家投資二十億,重點建設的積體電路基地,卻只能達到美國七六年的水平,而且還是最初期水平!

史琳、陳鎮理非常失望。

白雲天對他們的態度深有同感。

美國八二年推出的86,就將製程技術提升到了一點五微米,集成度十三萬電晶體。三年後,86同樣採用一點五微米製程技術,集成度卻達到了二十七萬。

而四年前,英特爾釋出的486微處理器,就採用了一微米製程技術,集成度高達一百六十萬。

今年最新釋出的奔騰晶片,製程技術已經提升到了零點八微米,整合的電晶體更是達到空前的三百一十萬!

而我們,最新建成的積體電路基地,卻還在為六千的集成度而沾沾自喜。

差距太大了!

“這樣的集成度,大概勉強能將所有電路,塞進一塊晶片,但是效能嘛……”陳鎮理噠噠嘴,不再往下說了。

早期的模數轉換器,由於當時只有MOS半導體工藝,所以只能將模擬電路部分專門拿出來,製作一塊晶片,數字部分製作一塊晶片。

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還是S技術出現以後,才能將所有電路放在一塊晶片上。

如今國內引進的裝置,倒是屬於發展成熟的MOS工藝,集成度高於早期的MOS製程技術,將模數轉換電路全部整合到一塊晶片上倒不是難事。

但問題是,受限於集成度,這樣製作出來的模數轉換晶片,也最多達到國外七十年代末的水準。

史琳、陳鎮理情緒都有些失落。

“你們以前不是做過一次數字萬用表嗎?當時你們是怎麼解決的?”白雲天好奇地問道。

史琳苦笑道:“就像您在會上說的一樣,轉換晶片我們是買的進口貨,十二位的模數轉換晶片,花了我們四十多美元!這麼貴的晶片,我們根本用不起,所以製作出來幾個樣品以後,我們就放棄了。”

白雲天倒沒有再責怪他們的意思,只是陷入了沉思。

史琳、陳鎮理也不想說話,都在默默思考,如何用手裡有限的資源,儘可能將數字萬用表做出來。

會議室內陷入一片寂靜。

“我有一個想法……”白雲天咳嗽了一聲,打破了會議室的安靜,開口道。

史琳、陳鎮理抬頭看向他。

“關於模數轉換電路的結構,來來去去無非就那麼幾種。什麼逐次逼近型、全並行型、積分型、壓頻變換型等等。這裡面,逐次逼近型、全並行型這兩種,因為電路複雜,需要更多的分壓電阻和比較電路,對集成度要求較高,我覺得可以排除。接下來,積分型和壓頻變換型相對較容易實現,成本也不高。但它們缺點也很突出,比如積分型的工作速度較慢,壓頻變換型不但與之類似,工作速度慢,同時還需要更多的外圍電路來幫助完成轉換……”

他說得內容都是行內人一聽就懂的,但非常專業,而且問題抓得很準。

史琳、陳鎮理一聽,就知道他絕非外行。

“我有個想法,比如積分電路,我們能不能犧牲一點集成度,然後做兩個簡易的積分電路,對輸入訊號連續進行兩次積分運算……”

“但這並沒有改變它的缺陷,反而會進一步降低轉換頻率!”史琳毫不客氣地指出問題所在。

“沒錯!這樣一來,工作速度會進一步降低,但是,它的轉換精度提升了!原本只有八位的精度,如此一來,就能提升到十二位——與現行國外進口中高檔晶片相當!”白雲天眨眨眼,狡黠地說道。

史琳、陳鎮理愣了片刻,然後嘭地一下站了起來,連身下的椅子被碰翻了也不管。

“我還有一個想法:比如說,我們是不是可以在儘量降低元器件數量的情況下,設定多重級聯電路,每一級只要一個取樣/保持電路、一個低分辨率的轉換電路、以及一個求和電路。對於要求反響速度快的測量,我們只需要其中一級或是兩級電路工作,然後快速給出結果。等到要求高精度的時候,則所有電路全部工作,從而多重解析,得到較高的精度……”

“太棒了!”

史琳猛然一掌拍在會議桌上,激動得無以復加,雙手抱胸,右手捏著下巴,在會議室裡團團轉圈,嘴裡念念叨叨,已經開始根據白雲天的思路,思考電路應該如何設計。

陳鎮理更誇張,也不跟白雲天說一聲,就跑了出去,不知是不是回辦公室鋪開稿紙進行運算了。

白雲天微微一笑。

他所說的第二種解決方法,後世叫做流水線型,而在本時空尚未出現。

是,國產半導體確實不行。

但他還有無數後世的先進解決方案,可以抵消這個差距,以較差的工藝水準,接近或達到國外先進的晶片技術。

你有製程工藝,我有先進設計,誰怕誰啊!(未完待續)

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