第五八六章 半導體產業成果存入社稷庫

大明的半導體產業的發展狀態，是朱靖垣直接乃至重點關注的方向。

朱迪鈽在個人計算機測試的時候，嘗試獨立開發網路遊戲的時候。

朱靖垣在自己的辦公室裡面，隔三差五的接收和審閱相關產業的報告。

有晶圓生產廠、光刻機生產廠、半導體晶片生產廠……

還有微處理器設計行、賬表晶片設計行、小型化的資料倉儲設計行……

以及資料倉儲生產廠、專用顯示裝置廠、配套外部設施廠等等……

半導體和微晶片產業主要工廠，以及微晶片計算機的配套工廠，都在過去的幾年完成了建設。

然後這兩年都在不斷地最佳化工藝，陸續拿出了符合設計目標的產品。

朱靖垣認為，如何讓一項技術，或者說是一個產業，能夠迅速的實現和升級，通常有兩個最重要的推動力。

一個是充足的資金和資源支援以及硬性需求，通常都來源於國家朝廷和軍方以及科研機構。

另一個是相對充分的市場競爭環境，通常是廣泛的市場需求和競爭環境。

而且，前者的作用主要體現在開拓和攻關中，後者的主要作用體現在推廣和普及過程中。

朱靖垣記得，前世很多科普甚至考試題目中，“世界第一款微處理器”的問題答案，通常都被認為是intel4004。

但這實際上是一個錯誤的答案，或者說是一個不嚴謹的問題和答案。

1971年的4004其實是第一款“商業化”的微處理器，也就是在民用市場上公開銷售的微處理器。

想要考察這個知識點的問題，也應該這樣提問才算是準確。

真正的第一款實用的微處理器晶片，其實是F14戰鬥機上的中央空氣資料計算機的晶片。

F14戰鬥機是1967年開始研製，1970年首飛的，顯然比4004完成的更早。

與此同時，最早期的微晶片生產，有一個從實驗室狀態走出來，最後到量產普及的過程。

實驗室中的微晶片在某種程度上可以說是“手搓”出來的。

由於早期接觸式光刻機的天然結構缺陷，當時的晶片良品率只有可憐的百分之十。

而且在生產的過程中，會大量消耗光刻掩膜。

這導致生產出來的晶片的價格異常高昂，通常都是兩三百美元起步。

美國空軍在這個時代研發和普及導彈系統，導彈的導引頭要使用大量的微晶片，關鍵還都是一次性的。

於是美國空軍出錢，找人專門研究和改進了晶片生產工藝，研發出了投影式光刻技術。

解決了步進式光刻機的最大痛點，讓晶片良品率提升到了百分之七十以上。

同時將光刻掩膜消耗數量降低了好幾倍。

相應的，相同規模的晶片的最終生產成本，也從兩三百美元直接降到了二三十美元。

有了這樣廉價的成本，微晶片才有了在民用市場普及的機會。

大明朝廷現在也有著非常類似的需求。

泰西戰爭停止了，大明似乎是真正統一天下了，朱靖垣也開始大規模的裁軍。

但是朱靖垣可沒有撤銷軍隊，也沒有停止新型武器裝備的開發。

大明四軍都在全面列裝和升級導彈系統，對微晶片的需求也在迅速而全面的飆升。

大明軍械部正在按照大明皇帝的指示，根據大明空軍和海軍的實際需求，開始研發類似F14的第三代戰鬥機。

這種戰鬥機將會搭載專門的計算機，搭載早期的相控陣無線電探測裝置。

新戰績上大量的新技術堆砌，意味著需要大量的半導體晶片。

即將發射的具有實用架子的地球同步通訊衛星，配套的運載火箭的通訊和控制裝置。

也都需要有形成足夠強大、功耗足夠低、重量足夠低的半導體微晶片。

應天微芯手搓的八三晶片，以及少量手搓的十六二晶片，一直在配合相關部門做相應的測試。

十六二晶片將會新一代飛機和戰車以及戰艦的計算機核心。

導彈的導引頭所需的晶片，倒是要在八三晶片的基礎上，專門開發的低成本量產晶片。

因為導彈導引頭這東西真的是一次性的自殺式零件……

在這樣的實際需求的基礎上，朱靖垣利用自己原有的半導體知識，引導工部制定了半導體產業的佈局。

從安康十五年下半年開始，到現在用了五年多的時間，逐步完成了現在這一整套的半導體產業鏈。

大公六年三月十五日，大明的九卿中分管工業的司空汪萊，專門來到了朱靖垣的辦公室。

彙報大明半導體產業建設的階段成果。

報告微晶片計算機的測試初步完成的訊息，並請示是否開始正式部署微晶片計算機和網際網路。

朱靖垣看了汪萊的簡單報告之後，讓他組織一個集中彙報和封賞會。

直接在奉天殿下的大明社稷庫召開。

整個半導體產業的主要裝置，主要的成品以及相關技術檔案，全部正式存入大明社稷庫。

汪萊不敢怠慢，馬上回去組織。

馬不停蹄的準備了二十天，最終把時間安排在了四月五日。

司空汪萊本身，以及工部和軍械部的相關部門，相關工廠和設計商行的主要人員全部當場。

汪萊還安排了一批基層的有特殊貢獻或者天賦的官吏和工匠參加。

這種安排顯然是沒有什麼大問題的。

還讓在應天微芯實訓的朱迪鈽有機會參加了這次彙報儀式。

四月五日上午九點，社稷庫的大門敞開。

工部和禮部的禮儀人員共同主持，半導體產業的相關裝置和技術檔案，按照流程依次送入社稷庫。

在這個過程中，汪萊和對應機構的人員代表，共同為大明皇帝朱靖垣介紹情況。

最先入庫的東西，是半導體產業鏈的基礎中的基礎，矽晶和配套的生產裝置以及技術檔案。

矽晶片工廠首先要提煉出符合純淨度標準的矽晶柱。

然後將晶柱切割成一個個纖薄的矽晶片，並且要打磨出儘可能的光潔平整的表面，滿足高精度的光刻的需求。

工廠為此專門研發了鈍化研磨液，設計了專用的高精度電機和研磨裝置。

打造出平整度符合標準的晶圓之後，工廠後續的任務是增大單個晶圓的尺寸，降低總體上的晶圓單位成本。

今天一同送入社稷庫的產品，有最初完成的八十毫米晶片，還有最近才剛剛完成試生產的一百二十毫米晶片。

矽晶之後，是整個產業鏈上最關鍵的工具——光刻機和配套裝置。

朱靖垣有著前世的記憶，對於光刻機這個產業非常的敏感，所以也是專門的重點關注過。

二十一世紀的高精度光刻機的生產行業，當然是當時全世界最尖端的科技產業之一。

但是光刻機也有級別，也有不同型別的用途。

只有少部分是最尖端的光刻機，被用於最頂級的半導體產業。

用於生產最新款的手機的SOC、最新一代的電腦處理器、以及高階GPU晶片等等。

大部分的光刻機其實都在生產低工藝的晶片。

像是路由器晶片、各種智慧家電晶片、聲音解碼晶片、車載電腦晶片、快閃記憶體晶片等等。

甚至於後者才是主力，產品產量遠高於前者。

追趕最先進工藝的光刻廠，要花費極大量的成本用於購買最新的光刻機，用於最新的工藝實現和改進。

成熟工藝的光刻廠，只需要不斷的接單生產就行了。

AMD原來的光刻廠格羅方德，給AMD生產處理和顯示卡的時候，因為沒有利潤都快倒閉了。

脫離了AMD，專職幹晶片代工之後，反而活的越來越滋潤了。

主要是不需要投錢搞研發了。

光刻機產業也不是從一開始就如此高精尖的。

這個在行業剛剛起步的時候，也是沒有特別高的准入門檻的。

畢竟，精度低的時候，很多事情都好說。

8086是三微米級的晶片，甚至可以用顯微鏡看到線路，可以直接手工畫圖仿製。

只要花錢花精力就能慢慢手搓出來。

但這種模式僅限於實驗室狀態，真的手搓不但效率低到離譜，關鍵是速度和良品率根本沒有保證。

朱靖垣前世本土在七十年代就幹過類似的事情。

想要真正的實用化，就必須要走標準化和批次化的道路，就要有配套的工業和技術體系，生產出能用的光刻機。

進而把老師傅手工刻印章的過程，變成工業時代的機械化的自動印刷。

後來由於某些原因放棄了這個過程。

這個世界的大明在過去的五年時間裡初步走完了這個過程。

首先製作相對容易實現的早期的接觸式光刻裝置。

雖然接觸式光刻的晶片良品率低下，單位成本高昂，但是可以儘快生產出實驗性質的晶片，方便設計和改進。

然後一邊測試和改進晶片設計，一邊繼續研發正式的投影式光刻機。

直到大公五年的時候，大明的投影式光刻機才終於定型了，目前可以實現兩到四微米的生產工藝。

未來幾年將逐步實現一微米級的生產工藝。

在朱靖垣前世的歷史上，七十年代的intel8086處理器，就是用的三微米的生產工藝。

八十年代中後期的intel80386和80486處理器，用的都是一微米工藝。

光刻機的工作狀態近似於印刷機。

有了光刻機之後，才能建設產業鏈的真正核心——半導體晶片廠。

所以在兩代光刻機之後，被訊息進入社稷庫存檔的，是一批生產出來的晶片，以及對應的設計檔案。

其中最重要的產品當然是微處理晶片。

使用四微米工藝的八三型處理器，使用兩微米工藝的十六二型處理器。

十六二的整體效能略微超過intel8086。

當然，兩顆處理器在構架方面基本沒有任何相似性。

朱靖垣沒看過8086的設計圖，也不記得鞥二處理器的設計細節。

十六二是大明工匠們自行開發出來的東西。

再加上大明的計算機底層邏輯，就跟前世的計算機有著很大差異。

所以按照朱靖垣前世的典型處理器分類標準，十六二這個處理器甚至不能簡單的歸類某個體系中。

既與intel86系的複雜指令集有明顯不同，也不能算是RISC體系的精簡指令集。

總體看上去更像是將兩個方向的特性糅合到了一起。

當然，這是朱靖垣帶著前世的觀點，以前世標準去看待這款新處理的結果。

這個世界的微處理器剛剛形成，微處理器的應用都還沒有鋪開。

微處理器的指令集應該如何設計，目前也是沒有形成能夠讓所有人信服的公論。

也沒有以複雜和精簡的方式區分處理器指令集型別的習慣。

不過，在朱靖垣的記憶中，自己所瞭解的處理器指令集發展上，似乎出現了不同指令集互相借鑑的情況。

Intel和amd理論上都是複雜指令集，但是他們很早就開始借鑑RISC的思路。

理論上應該屬於簡單指令集的ARM體系，也隨著市場需求越來越複雜而變得越來越複雜了。

ARM的指令標準長度都可能要守不住了。

大明現在是以功能為導向，不明確追求某個方向上的極限，摸索著構建自己的指令集體系，似乎是殊途同歸了。

所以朱靖垣也就沒有對處理器開發做出直接干涉。

排在微處理器之後入庫的晶片，是採用相同工藝的賬表晶片，也就是朱靖垣前世熟悉的DRAM記憶體。

在目前的計算機發展階段，賬表晶片重要程度遠比後世要高。

Intel其實就是做記憶體起家的。

大明負責生產賬表晶片的工廠，在大公五年完成了六萬六千五百三十六字賬表晶片的量產。

按照1024進位制折算一下就是64K。

不過前世一個位元組是八個位元，大明一個字卦是十六爻數，這個64K在某種程度上相當於128K。

賬表晶片後面，是小型化的“資料倉儲”，也就是縮小後的機械硬碟。

機械硬碟基本上是純機械結構，是比較吃工業生產精度的產品，現在的大明在這方面有優勢。

工部按照朱靖垣的提醒，設計了採用飛機機翼原理的飛行磁頭，大幅度縮小了單位容量的硬碟體型和重量。

保險櫃奈米大的硬碟的最大容量，已經可以做到一億兩千萬字以上了，也就是128M。

不過設計的個人微晶片小型個人計算機體型尺寸有限，暫時只裝了一塊一千六百七十七萬字的硬碟，相當於16M。

硬碟後面是顯示器、機箱、主機板、鍵盤、滑鼠等配套裝置。

以及將他們組合起來，形成的一個整體裝置，微晶片個人小型計算機。

小型計算機的介紹，被汪萊交給了朱迪鈽。

在社稷庫內部，專門存放和展示微晶片計算機裝置的大廳，擺放計算機的平臺旁邊。

朱靖垣面帶微笑，看著自己的兒子開啟了機箱側板，有些緊張也有些興奮的介紹計算機的情況。

這個主機箱的設計，朱靖垣提過幾個簡單的提示或者說要求。

最終的機箱的成品，或者說是這個計算機的主機外形，與後世比較大的全塔機箱非常類似。

外面看上去都是一個立起來的長方體鐵盒子。

但是這個機箱內部的結構，卻跟朱靖垣前世的主機有很明顯的區別。

朱靖垣前世典型電腦機箱，最初是按照臥倒放置的方式設計的。

機箱裡面的主機板躺在底面上，其他功能版垂直插在主機板上，整個體系的受力情況是非常穩定的。

同時臥倒的機箱上面，正好可以擺放巨大的映象管顯示器。

但是液晶顯示器普及之後，就沒有人能夠容忍臥倒的機箱單獨佔用巨大的桌面空間了。

所以很多廠商理所當然的把機箱立起來了，放在桌子邊沿或者是桌子下面。

這個做法剛開始沒有什麼問題，早期的顯示卡和散熱器等外掛裝置，重量都是相對較比較輕的。

就算是側掛在主機板上，也不會對主機板造成什麼影響。

但是隨著時代發展，處理器和顯示卡的功率不斷飆升，散熱器和顯示卡重量也隨之不斷增加。

後來甚至出現了顯示卡和散熱器都比主機板還要大的情況。

於是就出現了主機板被顯示卡和散熱器拉彎的情況。

還有顯示卡自己的重量把自己的電路板壓彎的情況。

由於個人電腦的存量過於巨大，相關產業的規模也是異常的龐大，涉及到了無數的配件廠商。

沿用了數十年的電腦機箱結構始終沒有更新過。

朱靖垣預料到了這種令人無語的結果，從一開始就要求把機箱設計成立起來的。

同時還不準主機板也立起來，要繼續平放在機箱內部。

於是主機板就成了窄而長的樣式，機箱內部被設計成了上中下三層的樓房形式。

最上面一層安裝前後躺平的主機板，主機板上豎直安裝處理器、賬表晶片、顯示晶片等功能晶片和插板。

以後顯示卡變大了，處理器散熱器變大了，繼續保持預設豎裝的方式，能僵持他們變形的可能。

中間層目前全部是硬碟層，是佔據了整個主機最大重量比例的部分。

最下層是安裝電源和其他功能的空間。

由於目前各種零件的製作工藝都比較低，特別是硬碟的規模異常龐大。

整個機箱的高度達到了一米，前後寬度達到了八十厘米，整體側向厚度也有三十二厘米。

這比朱靖垣前世的全塔機箱都要大很多。

不過隨著工藝的不斷改進，這個機箱的尺寸應該也能同步縮小的。

(本章完)