第370章 MOS
60年的高考,是没有查分这一说的,反正就是考完,等着结果就行,录取通知书大概是在8月开始发。
而且以娄晓娥的情况,这年头的第一批是铁定录取不了的,所以时间还要更往后一点,这一批的特点是“可以录取机密专业”。
所以娄晓娥和高振东两人并不急,该干嘛还是干嘛,高振东上班,娄晓娥操持家务。
——
办公室里,高振东正在思考着1274厂的事情。
由于技术发展的原因,这个时候MOS(金属-氧化物-半导体)技术并没有完全成形。
1274厂的集成电路工艺,还是走的58年提出的PN结隔离的双极型半导体的路子,这也是1274厂自身能力的极限,甚至都已经有点超出了极限了。
这就让高振东陷入了纠结,是继续让1274厂走双极型半导体,还是干脆直接上MOS技术?
两者之间并不是完全的替代关系,甚至双极型半导体比起MOS半导体来,有不少地方是有明显优势的。
比如三级管开关速度更快,可以达到的频率更高,设计阶段成本更低,内部元件精度更高等等。
对于高振东来说,他要的是可以在计算机技术方向上能发挥更大作用、具有更大潜力的半导体技术。
所以即使集成电路在这个阶段有超小型组装、膜集成电路等其他路线,高振东也没有考虑这些路线,这些路线有其特殊用途,并不是没有前途,可是在计算机这个方向上,它们在可以预见的时间段内,没有任何前途。
唯一的问题就是在现阶段,用双极型?还是大跨一步,直接考虑MOS?
双极型在集成逻辑门电路方面,在现阶段有其优势。
思来想去,高振东还是决定大跨一步,走MOS。
双极型的速度是更快,但是这个时候再快也快不到哪里去,其他技术支撑不上也没用,对于计算机来说,早期MOS能达到的数十MHz的速度已经完全足够了。
80年代的80286也不过20MHz,在60年代,双极型更快的开关速度对于高振东的需求来说,并没有什么意义。
双极型内部元件精度虽然高一些,但是作为数字电路来说,只要能满足在规定的条件下完成预想的状态转移即可,元件精度高并没有什么用处,这不是模拟电路,要求大不相同。
再说了,双极型的元件精度高,也只是相对MOS来说的,真实差距甚至连五十步笑百步都算不上。
要说在集成电路设计阶段成本低,在这個阶段就是个伪命题,人力成本在这时候不怎么算的。
MOS还有一个毛病是某个芯片一旦定型后,修改困难,修改成本很高。
但对于高振东要做的事情来说,这个根本就不是问题。
作为大规模使用的芯片,不论是逻辑门集成电路还是CPU、DRAM,都是定型了就不会随便修改,会大量量产的东西,所以这一点在这方面根本就不是问题。
最重要的一点是,高振东清楚的知道,打从CPU和半导体存储器一开始,就没有双极型什么事儿,双极型做集成逻辑门电路是不错,但是用来做CPU和半导体存储器,根本用不上。
或者说,在这方面,从技术和经济角度出发,人们都从来没有青睐过双极型半导体。
Intel4004,10μm的PMOS。
8008,10μm的PMOS。
首个4Kbit的DRAM,8μm的NMOS。
首个16Kbit的DRAM,5μm的NMOS。
大名鼎鼎的8086/8088,3μm的NMOS。
彻底巩固了Intel数十年基业的80286,1.5μm的CMOS。
至于为什么大家都不约而同的在这个应用方向上选择了MOS技术,那就不得不说MOS的优点了。
这玩意工艺简单!比双极型简单得多,不是一星半点那种!
抛开复杂的技术原理等等不说,简单总结,以PMOS和双扩散外延双极型为例,要达到差不多同样的效果,两者工艺差别非常巨大。
PMOS外延次数1次,工艺步数最多45步,高温工艺2步,光刻最多5次。
而双扩散外延双极型的这些数字,分别是4次以上、130步、10步、8次。
工序更少、工艺更简单、良品率更高
对于量产来说,这些特么可都是钱呐!
而且对于现在的高振东来说,工艺步数越少,就意味着成功率越高。
两者用到的基础技术实际上是差不多的,最大的区别是在晶体管的工作原理上,所以在这个阶段的技术难度上,有了高振东当知识的搬运工,更晚、更先进的MOS甚至要比双极型要低。
MOS技术还有一个非常逆天、非常反直觉的地方。
在同代次内,更改MOS电路的设计,对于MOS的工艺没有任何影响,MOS电路的性能的改变,是通过改变MOS场效应管的几何设计来实现的。
双极型在这种情况下是要通过改变诸如扩散源、扩散时间、扩散温度等工艺参数来实现电路性能的改变,但是MOS电路就不,它的工艺是不变的。
而且这种改变几何设计就能改变性能的特点,带来了MOS集成电路的另外一个好处——更便于实现计算机辅助设计,实现半自动或者自动化设计。
除了上面这些好处之外,双极型半导体本身,有一个最大的缺陷注定了它在大规模、超大规模集成电路上走不远。
——它做不小!但是MOS可以!
这个情况的原因很多。
一来,MOS管子的面积天生就比双极型要小。
二来,双极型晶体管需要隔离PN结或者隔离井,MOS不需要。
第三,MOS天生就提供了两层互连,这让它的内部布线更为方便。
MOS的这么多优点,又带来了一些系统级别的衍生好处,诸如系统性能更高、设计可预测性更好、可靠性和维护性更好等等。
有趣的是,实际上MOS场效应管概念的提出,要比双极型管子早,之所以普及更晚,是受工艺的制约。
这就好像汽车,电动车的概念比蒸汽车、内燃车更早,那是十九世纪末期的事情,但是真正大规模实用,都特么二十一世纪了。
但是工艺这个问题,对高振东来说,问题就不是太大了,他能抄啊!
思前想后,高振东下定了决心:直接跨一大步,就搞MOS!
至于双极型的,就留给其他厂所的同志去搞吧,我直接带1274厂起飞!
为了国内计算机技术未来的发展,他愿意承担这个责任和风险,穿都穿了,在这种为了国家、社会层面的巨大利益,该搏一把、该承担责任的时候还畏首畏尾,那就没意思了。
对于60年代初这个时间段来说,高振东没穿,没人搞MOS,高振东穿了,还是没人搞MOS,那高振东特么不白穿了嘛。
高振东下定了决心,开始落实这个事情。
他给1274厂打了个电话,告诉他们自己已经确定了集成电路工艺研究调整的方向,然后开始根据集成电路工程工艺这本书里的内容,编制MOS技术的工艺设计指导文件。
设计指导文件,指导1274厂怎么设计MOS技术的各道工艺的,而不是直接把工艺写出来,也没法写出来,这个不是高振东要负责的事情。
对于1274厂来说,有了这个工艺设计指导文件,他们就能根据自身的条件,进行针对性的具体工艺设计,这样的可操作性和针对性都更好。
相当于高振东告诉1274厂,为了实现MOS工艺,你们应该做到些什么事情,这些事情的要点是什么,注意事项是什么,中间的一些重要参数怎么计算。
至于具体到每一步,那就是1274厂根据这个指导文件去搞了。
之所以先写这个,主要是为了1274厂的同志们着想,从双极型晶体管转向MOS,虽然实际上用到的技术都是差不多的,但是从表象上来看,这是一次彻底的大转向。
这种转向,对于不了解MOS工艺情况的1274厂同志来说,极容易产生畏难情绪。
所以高振东干脆先把MOS工艺的设计指导文件搞出来,诶,你们看看,这两个东西名字不同,原理不同,但是具体到使用的各步骤的技术上,那其实差不多。
很简单的,你们直接上,试一试,没问题的啦。
这样就有利于1274的同志更快的进入状态,毕竟突然接触一个一无所知的新技术就要上马,与直接拿到这种新技术的所有关键点再进行深化,那对于他们来说感官上的区别还是很大的。
1274这边,接到高振东电话之后,吕厂长和鲁总工放下了心里的最后一丝担忧,把全部精力投入到三极管的生产中去了。
既然集成电路工艺的事情有高总工那边在负责调整,那这边就不用担心,先只管完成自己的工作就好。
虽然国内在开始转向使用DJS-60D,可是对于1274厂来说,晶体三极管的生产任务依然繁重。
国内是在改用60D了,可是出口还是用的59,就这一项,就注定了1274厂任务拉满,能产多少产多少。
更别说国内群众对于电子产品的需求了。
偏的不说,一台收音机就需要晶体管4到9个不等,扣除DJS-59所需,根本就不够好吧。
总之,一切都挺好。
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而且以娄晓娥的情况,这年头的第一批是铁定录取不了的,所以时间还要更往后一点,这一批的特点是“可以录取机密专业”。
所以娄晓娥和高振东两人并不急,该干嘛还是干嘛,高振东上班,娄晓娥操持家务。
——
办公室里,高振东正在思考着1274厂的事情。
由于技术发展的原因,这个时候MOS(金属-氧化物-半导体)技术并没有完全成形。
1274厂的集成电路工艺,还是走的58年提出的PN结隔离的双极型半导体的路子,这也是1274厂自身能力的极限,甚至都已经有点超出了极限了。
这就让高振东陷入了纠结,是继续让1274厂走双极型半导体,还是干脆直接上MOS技术?
两者之间并不是完全的替代关系,甚至双极型半导体比起MOS半导体来,有不少地方是有明显优势的。
比如三级管开关速度更快,可以达到的频率更高,设计阶段成本更低,内部元件精度更高等等。
对于高振东来说,他要的是可以在计算机技术方向上能发挥更大作用、具有更大潜力的半导体技术。
所以即使集成电路在这个阶段有超小型组装、膜集成电路等其他路线,高振东也没有考虑这些路线,这些路线有其特殊用途,并不是没有前途,可是在计算机这个方向上,它们在可以预见的时间段内,没有任何前途。
唯一的问题就是在现阶段,用双极型?还是大跨一步,直接考虑MOS?
双极型在集成逻辑门电路方面,在现阶段有其优势。
思来想去,高振东还是决定大跨一步,走MOS。
双极型的速度是更快,但是这个时候再快也快不到哪里去,其他技术支撑不上也没用,对于计算机来说,早期MOS能达到的数十MHz的速度已经完全足够了。
80年代的80286也不过20MHz,在60年代,双极型更快的开关速度对于高振东的需求来说,并没有什么意义。
双极型内部元件精度虽然高一些,但是作为数字电路来说,只要能满足在规定的条件下完成预想的状态转移即可,元件精度高并没有什么用处,这不是模拟电路,要求大不相同。
再说了,双极型的元件精度高,也只是相对MOS来说的,真实差距甚至连五十步笑百步都算不上。
要说在集成电路设计阶段成本低,在这個阶段就是个伪命题,人力成本在这时候不怎么算的。
MOS还有一个毛病是某个芯片一旦定型后,修改困难,修改成本很高。
但对于高振东要做的事情来说,这个根本就不是问题。
作为大规模使用的芯片,不论是逻辑门集成电路还是CPU、DRAM,都是定型了就不会随便修改,会大量量产的东西,所以这一点在这方面根本就不是问题。
最重要的一点是,高振东清楚的知道,打从CPU和半导体存储器一开始,就没有双极型什么事儿,双极型做集成逻辑门电路是不错,但是用来做CPU和半导体存储器,根本用不上。
或者说,在这方面,从技术和经济角度出发,人们都从来没有青睐过双极型半导体。
Intel4004,10μm的PMOS。
8008,10μm的PMOS。
首个4Kbit的DRAM,8μm的NMOS。
首个16Kbit的DRAM,5μm的NMOS。
大名鼎鼎的8086/8088,3μm的NMOS。
彻底巩固了Intel数十年基业的80286,1.5μm的CMOS。
至于为什么大家都不约而同的在这个应用方向上选择了MOS技术,那就不得不说MOS的优点了。
这玩意工艺简单!比双极型简单得多,不是一星半点那种!
抛开复杂的技术原理等等不说,简单总结,以PMOS和双扩散外延双极型为例,要达到差不多同样的效果,两者工艺差别非常巨大。
PMOS外延次数1次,工艺步数最多45步,高温工艺2步,光刻最多5次。
而双扩散外延双极型的这些数字,分别是4次以上、130步、10步、8次。
工序更少、工艺更简单、良品率更高
对于量产来说,这些特么可都是钱呐!
而且对于现在的高振东来说,工艺步数越少,就意味着成功率越高。
两者用到的基础技术实际上是差不多的,最大的区别是在晶体管的工作原理上,所以在这个阶段的技术难度上,有了高振东当知识的搬运工,更晚、更先进的MOS甚至要比双极型要低。
MOS技术还有一个非常逆天、非常反直觉的地方。
在同代次内,更改MOS电路的设计,对于MOS的工艺没有任何影响,MOS电路的性能的改变,是通过改变MOS场效应管的几何设计来实现的。
双极型在这种情况下是要通过改变诸如扩散源、扩散时间、扩散温度等工艺参数来实现电路性能的改变,但是MOS电路就不,它的工艺是不变的。
而且这种改变几何设计就能改变性能的特点,带来了MOS集成电路的另外一个好处——更便于实现计算机辅助设计,实现半自动或者自动化设计。
除了上面这些好处之外,双极型半导体本身,有一个最大的缺陷注定了它在大规模、超大规模集成电路上走不远。
——它做不小!但是MOS可以!
这个情况的原因很多。
一来,MOS管子的面积天生就比双极型要小。
二来,双极型晶体管需要隔离PN结或者隔离井,MOS不需要。
第三,MOS天生就提供了两层互连,这让它的内部布线更为方便。
MOS的这么多优点,又带来了一些系统级别的衍生好处,诸如系统性能更高、设计可预测性更好、可靠性和维护性更好等等。
有趣的是,实际上MOS场效应管概念的提出,要比双极型管子早,之所以普及更晚,是受工艺的制约。
这就好像汽车,电动车的概念比蒸汽车、内燃车更早,那是十九世纪末期的事情,但是真正大规模实用,都特么二十一世纪了。
但是工艺这个问题,对高振东来说,问题就不是太大了,他能抄啊!
思前想后,高振东下定了决心:直接跨一大步,就搞MOS!
至于双极型的,就留给其他厂所的同志去搞吧,我直接带1274厂起飞!
为了国内计算机技术未来的发展,他愿意承担这个责任和风险,穿都穿了,在这种为了国家、社会层面的巨大利益,该搏一把、该承担责任的时候还畏首畏尾,那就没意思了。
对于60年代初这个时间段来说,高振东没穿,没人搞MOS,高振东穿了,还是没人搞MOS,那高振东特么不白穿了嘛。
高振东下定了决心,开始落实这个事情。
他给1274厂打了个电话,告诉他们自己已经确定了集成电路工艺研究调整的方向,然后开始根据集成电路工程工艺这本书里的内容,编制MOS技术的工艺设计指导文件。
设计指导文件,指导1274厂怎么设计MOS技术的各道工艺的,而不是直接把工艺写出来,也没法写出来,这个不是高振东要负责的事情。
对于1274厂来说,有了这个工艺设计指导文件,他们就能根据自身的条件,进行针对性的具体工艺设计,这样的可操作性和针对性都更好。
相当于高振东告诉1274厂,为了实现MOS工艺,你们应该做到些什么事情,这些事情的要点是什么,注意事项是什么,中间的一些重要参数怎么计算。
至于具体到每一步,那就是1274厂根据这个指导文件去搞了。
之所以先写这个,主要是为了1274厂的同志们着想,从双极型晶体管转向MOS,虽然实际上用到的技术都是差不多的,但是从表象上来看,这是一次彻底的大转向。
这种转向,对于不了解MOS工艺情况的1274厂同志来说,极容易产生畏难情绪。
所以高振东干脆先把MOS工艺的设计指导文件搞出来,诶,你们看看,这两个东西名字不同,原理不同,但是具体到使用的各步骤的技术上,那其实差不多。
很简单的,你们直接上,试一试,没问题的啦。
这样就有利于1274的同志更快的进入状态,毕竟突然接触一个一无所知的新技术就要上马,与直接拿到这种新技术的所有关键点再进行深化,那对于他们来说感官上的区别还是很大的。
1274这边,接到高振东电话之后,吕厂长和鲁总工放下了心里的最后一丝担忧,把全部精力投入到三极管的生产中去了。
既然集成电路工艺的事情有高总工那边在负责调整,那这边就不用担心,先只管完成自己的工作就好。
虽然国内在开始转向使用DJS-60D,可是对于1274厂来说,晶体三极管的生产任务依然繁重。
国内是在改用60D了,可是出口还是用的59,就这一项,就注定了1274厂任务拉满,能产多少产多少。
更别说国内群众对于电子产品的需求了。
偏的不说,一台收音机就需要晶体管4到9个不等,扣除DJS-59所需,根本就不够好吧。
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