第586章 半导体产业成果存入社稷库
第586章 半导体产业成果存入社稷库
大明的半导体产业的发展状态，是朱靖垣直接乃至重点关注的方向。
朱迪钚在个人计算机测试的时候，尝试独立开发网络游戏的时候。
朱靖垣在自己的办公室里面，隔三差五的接收和审阅相关产业的报告。
有晶圆生产厂、光刻机生产厂、半导体芯片生产厂……
还有微处理器设计行、账表芯片设计行、小型化的数据仓库设计行……
以及数据仓库生产厂、专用显示设备厂、配套外部设施厂等等……
半导体和微芯片产业主要工厂，以及微芯片计算机的配套工厂，都在过去的几年完成了建设。
然后这两年都在不断地优化工艺，陆续拿出了符合设计目标的产品。
朱靖垣认为，如何让一项技术，或者说是一个产业，能够迅速的实现和升级，通常有两个最重要的推动力。
一个是充足的资金和资源支持以及硬性需求，通常都来源于国家朝廷和军方以及科研机构。
另一个是相对充分的市场竞争环境，通常是广泛的市场需求和竞争环境。
而且，前者的作用主要体现在开拓和攻关中，后者的主要作用体现在推广和普及过程中。
朱靖垣记得，前世很多科普甚至考试题目中，“世界第一款微处理器”的问题答案，通常都被认为是intel 4004。
但这实际上是一个错误的答案，或者说是一个不严谨的问题和答案。
1971年的4004其实是第一款“商业化”的微处理器，也就是在民用市场上公开销售的微处理器。
想要考察这个知识点的问题，也应该这样提问才算是准确。
真正的第一款实用的微处理器芯片，其实是F14战斗机上的中央空气数据计算机的芯片。
F14战斗机是1967年开始研制，1970年首飞的，显然比4004完成的更早。
与此同时，最早期的微芯片生产，有一个从实验室状态走出来，最后到量产普及的过程。
实验室中的微芯片在某种程度上可以说是“手搓”出来的。
由于早期接触式光刻机的天然结构缺陷，当时的芯片良品率只有可怜的百分之十。
而且在生产的过程中，会大量消耗光刻掩膜。
这导致生产出来的芯片的价格异常高昂，通常都是两三百美元起步。
美国空军在这个时代研发和普及导弹系统，导弹的导引头要使用大量的微芯片，关键还都是一次性的。
于是美国空军出钱，找人专门研究和改进了芯片生产工艺，研发出了投影式光刻技术。
解决了步进式光刻机的最大痛点，让芯片良品率提升到了百分之七十以上。
同时将光刻掩膜消耗数量降低了好几倍。
相应的，相同规模的芯片的最终生产成本，也从两三百美元直接降到了二三十美元。
有了这样廉价的成本，微芯片才有了在民用市场普及的机会。
大明朝廷现在也有着非常类似的需求。
泰西战争停止了，大明似乎是真正统一天下了，朱靖垣也开始大规模的裁军。
但是朱靖垣可没有撤销军队，也没有停止新型武器装备的开发。
大明四军都在全面列装和升级导弹系统，对微芯片的需求也在迅速而全面的飙升。
大明军械部正在按照大明皇帝的指示，根据大明空军和海军的实际需求，开始研发类似F14的第三代战斗机。
这种战斗机将会搭载专门的计算机，搭载早期的相控阵无线电探测设备。
新战绩上大量的新技术堆砌，意味着需要大量的半导体芯片。
即将发射的具有实用架子的地球同步通讯卫星，配套的运载火箭的通讯和控制设备。
也都需要有形成足够强大、功耗足够低、重量足够低的半导体微芯片。
应天微芯手搓的八三芯片，以及少量手搓的十六二芯片，一直在配合相关部门做相应的测试。
十六二芯片将会新一代飞机和战车以及战舰的计算机核心。
导弹的导引头所需的芯片，倒是要在八三芯片的基础上，专门开发的低成本量产芯片。
因为导弹导引头这东西真的是一次性的自杀式零件……
在这样的实际需求的基础上，朱靖垣利用自己原有的半导体知识，引导工部制定了半导体产业的布局。
从安康十五年下半年开始，到现在用了五年多的时间，逐步完成了现在这一整套的半导体产业链。
大公六年三月十五日，大明的九卿中分管工业的司空汪莱，专门来到了朱靖垣的办公室。
汇报大明半导体产业建设的阶段成果。
报告微芯片计算机的测试初步完成的消息，并请示是否开始正式部署微芯片计算机和互联网。
朱靖垣看了汪莱的简单报告之后，让他组织一个集中汇报和封赏会。
直接在奉天殿下的大明社稷库召开。
整个半导体产业的主要设备，主要的成品以及相关技术文件，全部正式存入大明社稷库。
汪莱不敢怠慢，马上回去组织。
马不停蹄的准备了二十天，最终把时间安排在了四月五日。
司空汪莱本身，以及工部和军械部的相关部门，相关工厂和设计商行的主要人员全部当场。
汪莱还安排了一批基层的有特殊贡献或者天赋的官吏和工匠参加。
这种安排显然是没有什么大问题的。
还让在应天微芯实训的朱迪钚有机会参加了这次汇报仪式。
四月五日上午九点，社稷库的大门敞开。
工部和礼部的礼仪人员共同主持，半导体产业的相关设备和技术文件，按照流程依次送入社稷库。
在这个过程中，汪莱和对应机构的人员代表，共同为大明皇帝朱靖垣介绍情况。
最先入库的东西，是半导体产业链的基础中的基础，硅晶和配套的生产设备以及技术文件。
硅晶片工厂首先要提炼出符合纯净度标准的硅晶柱。
然后将晶柱切割成一个个纤薄的硅晶片，并且要打磨出尽可能的光洁平整的表面，满足高精度的光刻的需求。
工厂为此专门研发了钝化研磨液，设计了专用的高精度电机和研磨设备。
打造出平整度符合标准的晶圆之后，工厂后续的任务是增大单个晶圆的尺寸，降低总体上的晶圆单位成本。
今天一同送入社稷库的产品，有最初完成的八十毫米晶片，还有最近才刚刚完成试生产的一百二十毫米晶片。
硅晶之后，是整个产业链上最关键的工具——光刻机和配套设备。
朱靖垣有着前世的记忆，对于光刻机这个产业非常的敏感，所以也是专门的重点关注过。
二十一世纪的高精度光刻机的生产行业，当然是当时全世界最尖端的科技产业之一。
但是光刻机也有级别，也有不同类型的用途。
只有少部分是最尖端的光刻机，被用于最顶级的半导体产业。
用于生产最新款的手机的SOC、最新一代的电脑处理器、以及高端GPU芯片等等。
大部分的光刻机其实都在生产低工艺的芯片。
像是路由器芯片、各种智能家电芯片、声音解码芯片、车载电脑芯片、闪存芯片等等。
甚至于后者才是主力，产品产量远高于前者。
追赶最先进工艺的光刻厂，要花费极大量的成本用于购买最新的光刻机，用于最新的工艺实现和改进。
成熟工艺的光刻厂，只需要不断的接单生产就行了。
AMD原来的光刻厂格罗方德，给AMD生产处理和显卡的时候，因为没有利润都快倒闭了。
脱离了AMD，专职干芯片代工之后，反而活的越来越滋润了。
主要是不需要投钱搞研发了。
光刻机产业也不是从一开始就如此高精尖的。
这个在行业刚刚起步的时候，也是没有特别高的准入门槛的。
毕竟，精度低的时候，很多事情都好说。
8086是三微米级的芯片，甚至可以用显微镜看到线路，可以直接手工画图仿制。
只要花钱花精力就能慢慢手搓出来。
<div class="contentadv"> 但这种模式仅限于实验室状态，真的手搓不但效率低到离谱，关键是速度和良品率根本没有保证。
朱靖垣前世本土在七十年代就干过类似的事情。
想要真正的实用化，就必须要走标准化和批量化的道路，就要有配套的工业和技术体系，生产出能用的光刻机。
进而把老师傅手工刻印章的过程，变成工业时代的机械化的自动印刷。
后来由于某些原因放弃了这个过程。
这个世界的大明在过去的五年时间里初步走完了这个过程。
首先制作相对容易实现的早期的接触式光刻设备。
虽然接触式光刻的芯片良品率低下，单位成本高昂，但是可以尽快生产出实验性质的芯片，方便设计和改进。
然后一边测试和改进芯片设计，一边继续研发正式的投影式光刻机。
直到大公五年的时候，大明的投影式光刻机才终于定型了，目前可以实现两到四微米的生产工艺。
未来几年将逐步实现一微米级的生产工艺。
在朱靖垣前世的历史上，七十年代的intel 8086处理器，就是用的三微米的生产工艺。
八十年代中后期的intel 80386和80486处理器，用的都是一微米工艺。
光刻机的工作状态近似于印刷机。
有了光刻机之后，才能建设产业链的真正核心——半导体芯片厂。
所以在两代光刻机之后，被消息进入社稷库存档的，是一批生产出来的芯片，以及对应的设计文件。
其中最重要的产品当然是微处理芯片。
使用四微米工艺的八三型处理器，使用两微米工艺的十六二型处理器。
十六二的整体性能略微超过intel 8086。
当然，两颗处理器在构架方面基本没有任何相似性。
朱靖垣没看过8086的设计图，也不记得鞥二处理器的设计细节。
十六二是大明工匠们自行开发出来的东西。
再加上大明的计算机底层逻辑，就跟前世的计算机有着很大差异。
所以按照朱靖垣前世的典型处理器分类标准，十六二这个处理器甚至不能简单的归类某个体系中。
既与intel 86系的复杂指令集有明显不同，也不能算是RISC体系的精简指令集。
总体看上去更像是将两个方向的特性糅合到了一起。
当然，这是朱靖垣带着前世的观点，以前世标准去看待这款新处理的结果。
这个世界的微处理器刚刚形成，微处理器的应用都还没有铺开。
微处理器的指令集应该如何设计，目前也是没有形成能够让所有人信服的公论。
也没有以复杂和精简的方式区分处理器指令集类型的习惯。
不过，在朱靖垣的记忆中，自己所了解的处理器指令集发展上，似乎出现了不同指令集互相借鉴的情况。
Intel和amd理论上都是复杂指令集，但是他们很早就开始借鉴RISC的思路。
理论上应该属于简单指令集的ARM体系，也随着市场需求越来越复杂而变得越来越复杂了。
ARM的指令标准长度都可能要守不住了。
大明现在是以功能为导向，不明确追求某个方向上的极限，摸索着构建自己的指令集体系，似乎是殊途同归了。
所以朱靖垣也就没有对处理器开发做出直接干涉。
排在微处理器之后入库的芯片，是采用相同工艺的账表芯片，也就是朱靖垣前世熟悉的DRAM内存。
在目前的计算机发展阶段，账表芯片重要程度远比后世要高。
Intel其实就是做内存起家的。
大明负责生产账表芯片的工厂，在大公五年完成了六万六千五百三十六字账表芯片的量产。
按照1024进制折算一下就是64K。
不过前世一个字节是八个比特，大明一个字卦是十六爻数，这个64K在某种程度上相当于128K。
账表芯片后面，是小型化的“数据仓库”，也就是缩小后的机械硬盘。
机械硬盘基本上是纯机械结构，是比较吃工业生产精度的产品，现在的大明在这方面有优势。
工部按照朱靖垣的提醒，设计了采用飞机机翼原理的飞行磁头，大幅度缩小了单位容量的硬盘体型和重量。
保险柜纳米大的硬盘的最大容量，已经可以做到一亿两千万字以上了，也就是128M。
不过设计的个人微芯片小型个人计算机体型尺寸有限，暂时只装了一块一千六百七十七万字的硬盘，相当于16M。
硬盘后面是显示器、机箱、主板、键盘、鼠标等配套设备。
以及将他们组合起来，形成的一个整体设备，微芯片个人小型计算机。
小型计算机的介绍，被汪莱交给了朱迪钚。
在社稷库内部，专门存放和展示微芯片计算机设备的大厅，摆放计算机的平台旁边。
朱靖垣面带微笑，看着自己的儿子打开了机箱侧板，有些紧张也有些兴奋的介绍计算机的情况。
这个主机箱的设计，朱靖垣提过几个简单的提示或者说要求。
最终的机箱的成品，或者说是这个计算机的主机外形，与后世比较大的全塔机箱非常类似。
外面看上去都是一个立起来的长方体铁盒子。
但是这个机箱内部的结构，却跟朱靖垣前世的主机有很明显的区别。
朱靖垣前世典型电脑机箱，最初是按照卧倒放置的方式设计的。
机箱里面的主板躺在底面上，其他功能版垂直插在主板上，整个体系的受力情况是非常稳定的。
同时卧倒的机箱上面，正好可以摆放巨大的显像管显示器。
但是液晶显示器普及之后，就没有人能够容忍卧倒的机箱单独占用巨大的桌面空间了。
所以很多厂商理所当然的把机箱立起来了，放在桌子边沿或者是桌子下面。
这个做法刚开始没有什么问题，早期的显示卡和散热器等外挂设备，重量都是相对较比较轻的。
就算是侧挂在主板上，也不会对主板造成什么影响。
但是随着时代发展，处理器和显卡的功率不断飙升，散热器和显卡重量也随之不断增加。
后来甚至出现了显卡和散热器都比主板还要大的情况。
于是就出现了主板被显卡和散热器拉弯的情况。
还有显卡自己的重量把自己的电路板压弯的情况。
由于个人电脑的存量过于巨大，相关产业的规模也是异常的庞大，涉及到了无数的配件厂商。
沿用了数十年的电脑机箱结构始终没有更新过。
朱靖垣预料到了这种令人无语的结果，从一开始就要求把机箱设计成立起来的。
同时还不准主板也立起来，要继续平放在机箱内部。
于是主机板就成了窄而长的样式，机箱内部被设计成了上中下三层的楼房形式。
最上面一层安装前后躺平的主机板，主机板上竖直安装处理器、账表芯片、显示芯片等功能芯片和插板。
以后显卡变大了，处理器散热器变大了，继续保持默认竖装的方式，能僵持他们变形的可能。
中间层目前全部是硬盘层，是占据了整个主机最大重量比例的部分。
最下层是安装电源和其他功能的空间。
由于目前各种零件的制作工艺都比较低，特别是硬盘的规模异常庞大。
整个机箱的高度达到了一米，前后宽度达到了八十厘米，整体侧向厚度也有三十二厘米。
这比朱靖垣前世的全塔机箱都要大很多。
不过随着工艺的不断改进，这个机箱的尺寸应该也能同步缩小的。
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