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正文 第521章 昆仑机房开建
    GCA-301CGS的工作仅仅持续了不到10分钟,就完成了所有曝光。

    

    刘高工按下暂停键。

    

    “光刻完成。晶圆已取出,送显影。”

    

    一片晶圆被从工件台上取下来,放进一个专门的盒子里,由一名技术员送到显影设备那边。

    

    显影、定影、烘干。

    

    技术员把处理好的晶圆放在显微镜下,刘高工凑过去看。

    

    他看了几秒,直起腰,转过身。

    

    “图形清晰,线条边缘整齐,无显影残留。光刻胶图形符合设计要求。”

    

    首长点了点头,没说话。

    

    接下来是刻蚀。

    

    晶圆被送进刻蚀机,等离子体在真空腔体内生成,带着高能离子轰击晶圆表面,把没有被光刻胶保护的区域刻掉,留下精细的电路图案。

    

    刻蚀完成后,光刻胶被去除。

    

    技术员把晶圆放在显微镜下,这一次,看的时间更长。

    

    “刻蚀深度符合要求,侧壁垂直度良好,无残留。第一层图案,成型。”

    

    然后是薄膜沉积。

    

    化学气相沉积设备在晶圆表面沉积一层二氧化硅,作为栅极绝缘层。

    

    再沉积一层多晶硅,作为栅极材料。

    

    然后是光刻、刻蚀、沉积、离子注入。

    

    一层一层的电路,在晶圆上慢慢生长出来。

    

    吕辰跟着人群,沿着生产线一步一步往前走。

    

    光刻区、薄膜区、扩散区、金属化区。

    

    每经过一道工序,晶圆就多一层图案,电路的雏形就多一分。

    

    走到金属化区的时候,已经是中午了。

    

    最后一层金属布线沉积完成,晶圆表面覆盖着一层银白色的铝膜,在灯光下反射着柔和的光泽。

    

    技术员把晶圆放在显微镜下,刘高工凑过去看了很久。

    

    然后他直起腰,转过身,看着陈光远。

    

    “晶圆制造完成。电路图案完整,没有发现明显缺陷。可以送封装区了。”

    

    陈光远点了点头,在笔记本上记了一笔。

    

    “封装区准备。”

    

    晶圆被送到封装区。

    

    划片机把晶圆切割成一颗一颗的芯片,每一颗都只有几毫米见方。

    

    键合机把金丝焊接到芯片的焊盘和封装基板的引脚之间。

    

    封装机把芯片密封在陶瓷外壳里。

    

    整个过程,大部分还是手工操作。

    

    但今天只是第一版流片,几十颗样品,手工做就够了。

    

    众人换下洁净服,出了制造中心,往产品中心走。

    

    下午两点,第一颗封装好的KL-SRAM芯片从封装区送了出来,送到产品中心测试区。

    

    芯片不大,比指甲盖还小一点,银灰色的陶瓷封装,表面印着白色的丝印字。

    

    KL-SRAM。

    

    陈光远把那颗芯片放在手心里,看了一眼,然后递给刘星海。

    

    刘星海接过去,看了一眼,递给首长。

    

    首长接过去,用拇指轻轻摩挲了一下封装表面,光滑,平整,没有毛刺。

    

    他翻过来看背面,引脚光亮,排列整齐,间距均匀。

    

    “测试。”他把芯片还给陈光远。

    

    陈光远接过芯片,转交给早已带队等候的戚工。

    

    戚工把芯片插到测试板上,测试板连着午马机,午马机的显示器上,测试程序已经加载好了。

    

    他按下“启动”键。

    

    午马机的屏幕上,一行一行的测试向量开始跳动。

    

    地址00→写入55→读出55→校验通过。

    

    地址00→写入AA→读出AA→校验通过。

    

    地址01→写入55→读出55→校验通过。

    

    地址01→写入AA→读出AA→校验通过。

    

    ......

    

    一行一行,绿色的“PASS”在屏幕上不断刷新。

    

    全地址读写测试,全部通过。

    

    陈光远又换了一个测试程序。

    

    数据保持测试。

    

    写入数据,等待,读出。

    

    等待时间从1毫秒开始,慢慢增加。

    

    1毫秒,通过。

    

    10毫秒,通过。

    

    100毫秒,通过。

    

    1秒,通过。

    

    10秒,通过。

    

    一直到100秒,读出数据依然正确。

    

    静态随机存取存储器的数据保持能力,没有问题。

    

    第三个测试程序。

    

    环境适应性测试。

    

    测试板被放进一个温箱里,温度从25度开始,慢慢往上加。

    

    30度,通过。

    

    40度,通过。

    

    50度,通过。

    

    60度,通过。

    

    一直加到85度,芯片依然正常工作。

    

    温度再往下走,零下10度,零下20度,零下40度。

    

    全部通过。

    

    戚工把测试数据汇总,写在笔记本上,然后转过身,看着所有人。

    

    “KL-SRAM,所有测试项目,全部通过。”

    

    车间里安静了一瞬。

    

    然后掌声响起来。

    

    不是那种热烈的、喧闹的掌声,是一种很沉的、很重的掌声,像潮水一样,从人群最前面涌起来,一路往后推,填满了整个产品中心,然后往制造中心、动力中心扩散。

    

    首长站在那里,拍着手,目光从每一张脸上扫过。

    

    刘星海摘下眼镜,擦了擦镜片,又戴上。

    

    夏先生靠在实验台旁边,嘴角微微翘着,眼眶有点红。

    

    王先生站在人群后面,双手在胸前轻轻拍着,手指关节粗大,指甲剪得很短。

    

    KL-SRAM,静态随机存取存储器,存储容量不大,只有几Kbit。

    

    但这是中国第一颗在2微米生产线上造出来的存储芯片。

    

    掌声落下去之后,陈光远走到首长面前。

    

    “首长,KL-SRAM流片成功。6305厂2微米生产线,完成验收。”

    

    首长点了点头,转过身,看着所有人。

    

    “同志们,今天是个好日子。2微米线,跑通了。KL-SRAM,造出来了。这是第一步。后面还有11颗芯片,还有昆仑1机,还有更多的事要做。”

    

    他顿了顿,声音提高了一些。

    

    “但我相信,你们能做出来。”

    

    掌声又响起来了。

    

    陈光远宣布暂时休息,大家去会议室开会。

    

    产品中心的会议室是一个能容纳上百人的大房间。

    

    长条桌摆成回字形,桌上铺着墨绿色的绒布,每个位置前放着一个军绿色的文件夹、一支铅笔、一个搪瓷缸子。

    

    缸子里已经泡好了茶,茶叶梗浮在水面上,散发出一股茉莉花香。

    

    刘星海坐在主位,左边是首长,右边是夏先生。

    

    钱先生、王先生坐在夏先生旁边。

    

    6305厂头头脑脑坐主席台对面,红星所集成电路实验室众人坐在左边,各家协作单位的代表坐另一边。

    

    刘星海敲了敲桌子,会议室里安静下来。

    

    “今天上午,KL-SRAM流片成功,2微米线验收通过。这是昆仑工程的一个重要节点,但不是终点。

    

    夏先生站起来,走到黑板前,拿起粉笔。

    

    他在黑板上画了一个三层结构的示意图。

    

    “昆仑1机的选址,在计算机所院内,梁先生专门为昆仑1设计的机房,是一个三层建筑。”

    

    他在最

    

    “地下一层,是电缆沟和配电设备。所有的电源线、信号线、接地线,都走地下,独立检修通道。配电设备包括双路市电输入、柴油发电机组、飞轮储能系统、UPS不间断电源。确保昆仑1机在任何情况下都不会断电。”

    

    他在中间一层画了一个大方块。

    

    “地上一层,是机房主体。层高5米,面积450平方米。恒温恒湿,22度正负0.5度,湿度45%正负5%。”

    

    “机房内部,计划部署35台机柜,7乘5矩阵排列。设6个操作台,配昆仑-0作为终端,访问昆仑1机的算力。”

    

    他放下粉笔,转过身,看着台下。

    

    首长开口了:“基建什么时候启动?”

    

    刘星海道:“今天,KL-SRAM流片成功,2微米线完成验收。这意味着,昆仑1机的芯片,可以开始批量流片了。因此,我建议,昆仑1机的基础建设,立即启动。”

    

    首长点点头:“那就启动!”

    

    夏先生点了点头,在黑板上写了一行字:昆仑1机基建,1968年1月1日,启动。

    

    他转过身,继续汇报:“昆仑1机的各项准备工作,我简要汇报一下。”

    

    他开始列举。

    

    “电力系统,双路市电输入加柴油发电机加飞轮储能,方案已经论证完毕,设备已经订货,预计三月份到货。”

    

    “恒温恒湿系统,空调机组已经采购,风管设计已经完成,施工队随时待命。”

    

    “控制微程序库,已经编写了3000多条微程序,覆盖了昆仑1机指令集的70%。剩下的30%,预计3个月内完成。”

    

    “板卡设计,正在进行。每块板卡要集成几十颗芯片,布线密度高,信号完整性要求高。目前完成了三分之一的板卡设计,剩下的预计6月份完成,红星轧钢厂掐丝珐琅电路板生产线随时待命。”

    

    “机械结构,机柜、背板、连接器,方案已经定稿,正在加工样机。”

    

    “人机交互,显示器、键盘、读卡机、打印机,全部采用午马机的成熟方案,不需要重新设计。”

    

    他放下粉笔,看着台下。

    

    “总的来说,昆仑1机的各项准备工作,都在按计划推进。目前的主要瓶颈,是芯片。”

    

    他看着宋颜。

    

    宋颜站起来,走到黑板前。

    

    “昆仑1机需要12颗芯片,我已经汇报过了。今天流片的是KL-SRAM,相对简单。剩下的11颗,复杂度更高。”

    

    他翻开笔记本,念了一组数字。

    

    “KL-CU,主控核心,约2万门。”

    

    “KL-CU-R,辅控核心,约2万门。”

    

    “KL-VU,向量运算单元,约3万门。”

    

    “KL-SU,标量运算单元,约1.5万门。”

    

    “KL-CACHE,高速缓存控制器,约8000门。”

    

    “KL-MC,主存控制器,约6000门。”

    

    “KL-IOC,I/O通道控制器,约5000门。”

    

    “KL-IC,中断控制器,约3000门。”

    

    “KL-BUS,总线仲裁器,约2000门。”

    

    “KL-CLK,时钟分配器,约1000门。”

    

    “KL-DIAG,诊断控制器,约4000门。”

    

    “KL-PWR,电源管理,约1500门。”

    

    他合上笔记本,看着台下。

    

    “12颗芯片,总计约10万门电路。这个规模,在两微米工艺下,是可行的。但设计复杂度高,流片风险大,从第一版定型,到最终确定设计,周期预估两年。”

    

    他看着夏先生。

    

    夏先生点点头:“昆仑1需要这12类芯片共计约1.2万颗。”

    

    李怀德站起来:“6305厂两微米生产线,会全力配合昆仑1机的芯片流片,确保每一颗芯片都能按时、保质完成。”

    

    刘星海点了点头,又看向夏先生。

    

    夏先生道:“机房建设一年内完成,等芯片回来,板卡制造完成,立即开始整机集成。预计,1970年底之前,昆仑1机可以开始最终联调。”

    

    首长听完,沉默了几秒,然后站起来。

    

    “同志们,昆仑1机,是中国第一台向量计算机。它的意义,不亚于第一颗原子弹。原子弹是保卫国家的,计算机是建设国家的。造出来,咱们就能自己算弹道、算气象、算密码、算一切该算的东西。”

    

    他顿了顿,目光从每一张脸上扫过。

    

    “今天,KL-SRAM流片成功了,2微米线验收通过了,昆仑1机基建启动了。三步,都迈出去了。剩下的,就是一步一步往前走。”

    

    他转过身,看着刘星海:“刘教授,我还是那句话,昆仑1机的事,你全权负责。需要什么,直接找我。”

    

    刘星海点了点头。

    

    首长看了看表,说还有一个会,先走了。

    

    他走到门口,又回过头,看了一眼会议室里的人。

    

    然后推门出去了。

    

    会议室里安静了几秒。

    

    刘星海坐回椅子上,拿起茶杯喝了一口水。

    

    “继续开会。”

    

    他看向陈光远:“流片的结果,详细说说。”

    

    陈光远翻开本子。

    

    “KL-SRAM,一共流片了176颗。封装后的成品,141颗。上机测试,134颗通过。良率76.1%。这个良率,在第一次流片里,是非常高的。”

    

    他顿了顿,又补充了一句:“说明两微米线的工艺已经很成熟了。也说明设计是成功的。”

    

    宋颜在旁边插了一句:“KL-SRAM的设计相对简单,存储单元是重复阵列,设计规则规整。剩下的11颗,逻辑复杂度高,版图不规则,流片风险大。不能因为这一颗成功了,就觉得后面的也容易。”

    

    刘星海点了点头:“宋教授说得对。后面的芯片,每一颗都要认真对待。设计上,要反复仿真、反复验证。流片上,要跟6305厂紧密配合,及时调整工艺参数。”

    

    宋颜道:“如果流片顺利的话,3月份之前,12颗芯片可以全部第一次流片完成。但具体情况还得上电测试,估计会再次修改2到3个版本,特别是KL-CU、KL-CU-R、KL-VU这三颗,规模太大,周期会更长。”

    

    刘星海在本子上记了一笔,然后看向夏先生:“昆仑1机的板卡设计,什么时候能完成?”

    

    夏先生想了想:“板卡设计分三批。第一批,电源板、时钟板、总线背板,这些相对简单,预计三月份完成。第二批,I/O板、中断板、诊断板、存储板,预计五月份完成。第三批,控制板、运算板,这些最复杂,预计七月份完成。”

    

    他顿了顿,又说:“板卡设计完成之后,还要做信号完整性测试、电源完整性测试、热仿真。这些都需要时间。乐观估计,今年9月份之前,测试台可以搭建完成。”

    

    刘星海点了点头,又看向理论组的陈教授:“微程序库呢?”

    

    陈教授翻开笔记本。

    

    “昆仑1机的指令集,一共64条。我们已经写完了47条的微程序,剩下17条,预计3月份完成。每条微程序都经过了仿真验证,功能正确,时序收敛。”

    

    他合上笔记本:“微程序库不是写完就完了。等板卡做出来,还要在真机上跑一遍,确认没有问题,才能固化到只读存储器里。”

    

    刘星海又看向包康建:“机械结构呢?”

    

    包康建说:“机柜的样机已经加工出来了,正在做承重测试和振动测试。背板的连接器选型已经定了,样品正在测试。初步结果,都符合设计要求。”

    

    他顿了顿,又说:“有一个小问题,机柜的散热风道设计,还有优化空间。现在的设计是从底部进风、顶部出风,但某些板卡的热点区域风速不够。我们正在调整导风板的位置,增加局部风扇。”

    

    刘星海点了点头:“这个问题要重视。昆仑1机的功耗比昆仑0大得多,散热搞不好,芯片温度超标,稳定性就没法保证。”

    

    包康建应了一声,在本子上记下来。

    

    刘星海又问了几个方面的情况,大家都一一汇报。

    

    最后,他合上本子,看着所有人。

    

    “今天,KL-SRAM流片成功了,2微米线验收通过了,昆仑1机基建启动了。这是3个好消息。但后面的路还很长,颗芯片,几百块板卡,几十万条连线,几千个焊点,哪一个环节出问题,整机都跑不起来。”

    

    他顿了顿,声音提高了一些。

    

    “但我相信,我们能干成。光刻机做出来了,集成电路做出来了,午马机做出来了。昆仑1机,也能做出来。”

    

    会议室里安静了几秒。

    

    然后陈光远第一个鼓掌。

    

    掌声响起来,比上午更沉、更重。

    

    天已经快黑了,远处的制造中心还亮着灯,GCA-301CGS还在运行着,为下一批芯片的流片做准备。
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