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第367章 MOS
更新時間:2024-08-03 作者:打小就清澈
四合院：我邊做科研邊吃瓜 第367章 MOS
60年的高考，是沒有查分這一說的，反正就是考完，等著結果就行，錄取通知書大概是在8月開始發。 而且以婁曉娥的情況，這年頭的第一批是鐵定錄取不了的，所以時間還要更往后一點，這一批的特點是“可以錄取機密專業”。 所以婁曉娥和高振東兩人并不急，該干嘛還是干嘛，高振東上班，婁曉娥操持家務。 辦公室里，高振東正在思考著1274廠的事情。 由于技術發展的原因，這個時候MOS（金屬氧化物半導體）技術并沒有完全成形。 1274廠的集成電路工藝，還是走的58年提出的PN結隔離的雙極型半導體的路子，這也是1274廠自身能力的極限，甚至都已經有點超出了極限了。 這就讓高振東陷入了糾結，是繼續讓1274廠走雙極型半導體，還是干脆直接上MOS技術？ 兩者之間并不是完全的替代關系，甚至雙極型半導體比起MOS半導體來，有不少地方是有明顯優勢的。 比如三級管開關速度更快，可以達到的頻率更高，設計階段成本更低，內部元件精度更高等等。 對于高振東來說，他要的是可以在計算機技術方向上能發揮更大作用、具有更大潛力的半導體技術。 所以即使集成電路在這個階段有超小型組裝、膜集成電路等其他路線，高振東也沒有考慮這些路線，這些路線有其特殊用途，并不是沒有前途，可是在計算機這個方向上，它們在可以預見的時間段內，沒有任何前途。 唯一的問題就是在現階段，用雙極型？還是大跨一步，直接考慮MOS？ 雙極型在集成邏輯門電路方面，在現階段有其優勢。 思來想去，高振東還是決定大跨一步，走MOS。 雙極型的速度是更快，但是這個時候再快也快不到哪里去，其他技術支撐不上也沒用，對于計算機來說，早期MOS能達到的數十MHz的速度已經完全足夠了。 80年代的80286也不過20MHz，在60年代，雙極型更快的開關速度對于高振東的需求來說，并沒有什么意義。 雙極型內部元件精度雖然高一些，但是作為數字電路來說，只要能滿足在規定的條件下完成預想的狀態轉移即可，元件精度高并沒有什么用處，這不是模擬電路，要求大不相同。 再說了，雙極型的元件精度高，也只是相對MOS來說的，真實差距甚至連五十步笑百步都算不上。 要說在集成電路設計階段成本低，在這個階段就是個偽命題，人力成本在這時候不怎么算的。 MOS還有一個毛病是某個芯片一旦定型后，修改困難，修改成本很高。 但對于高振東要做的事情來說，這個根本就不是問題。 作為大規模使用的芯片，不論是邏輯門集成電路還是CPU、DRAM，都是定型了就不會隨便修改，會大量量產的東西，所以這一點在這方面根本就不是問題。 最重要的一點是，高振東清楚的知道，打從CPU和半導體存儲器一開始，就沒有雙極型什么事兒，雙極型做集成邏輯門電路是不錯，但是用來做CPU和半導體存儲器，根本用不上。 或者說，在這方面，從技術和經濟角度出發，人們都從來沒有青睞過雙極型半導體。 Intel4004，10μm的PMOS。 8008，10μm的PMOS。 首個4Kbit的DRAM，8μm的NMOS。 首個16Kbit的DRAM，5μm的NMOS。 大名鼎鼎的8086/8088，3μm的NMOS。 徹底鞏固了Intel數十年基業的80286，1.5μm的CMOS。 至于為什么大家都不約而同的在這個應用方向上選擇了MOS技術，那就不得不說MOS的優點了。 這玩意工藝簡單！比雙極型簡單得多，不是一星半點那種！ 拋開復雜的技術原理等等不說，簡單總結，以PMOS和雙擴散外延雙極型為例，要達到差不多同樣的效果，兩者工藝差別非常巨大。 PMOS外延次數1次，工藝步數最多45步，高溫工藝2步，光刻最多5次。 而雙擴散外延雙極型的這些數字，分別是4次以上、130步、10步、8次。 工序更少、工藝更簡單、良品率更高 對于量產來說，這些特么可都是錢吶！ 而且對于現在的高振東來說，工藝步數越少，就意味著成功率越高。 兩者用到的基礎技術實際上是差不多的，最大的區別是在晶體管的工作原理上，所以在這個階段的技術難度上，有了高振東當知識的搬運工，更晚、更先進的MOS甚至要比雙極型要低。 MOS技術還有一個非常逆天、非常反直覺的地方。 在同代次內，更改MOS電路的設計，對于MOS的工藝沒有任何影響，MOS電路的性能的改變，是通過改變MOS場效應管的幾何設計來實現的。 雙極型在這種情況下是要通過改變諸如擴散源、擴散時間、擴散溫度等工藝參數來實現電路性能的改變，但是MOS電路就不，它的工藝是不變的。 而且這種改變幾何設計就能改變性能的特點，帶來了MOS集成電路的另外一個好處——更便于實現計算機輔助設計，實現半自動或者自動化設計。 除了上面這些好處之外，雙極型半導體本身，有一個最大的缺陷注定了它在大規模、超大規模集成電路上走不遠。 ——它做不小！但是MOS可以！ 這個情況的原因很多。 一來，MOS管子的面積天生就比雙極型要小。 二來，雙極型晶體管需要隔離PN結或者隔離井，MOS不需要。 第三，MOS天生就提供了兩層互連，這讓它的內部布線更為方便。 MOS的這么多優點，又帶來了一些系統級別的衍生好處，諸如系統性能更高、設計可預測性更好、可靠性和維護性更好等等。 有趣的是，實際上MOS場效應管概念的提出，要比雙極型管子早，之所以普及更晚，是受工藝的制約。 這就好像汽車，電動車的概念比蒸汽車、內燃車更早，那是十九世紀末期的事情，但是真正大規模實用，都特么二十一世紀了。 但是工藝這個問題，對高振東來說，問題就不是太大了，他能抄啊！ 思前想后，高振東下定了決心：直接跨一大步，就搞MOS！ 至于雙極型的，就留給其他廠所的同志去搞吧，我直接帶1274廠起飛！ 為了國內計算機技術未來的發展，他愿意承擔這個責任和風險，穿都穿了，在這種為了國家、社會層面的巨大利益，該搏一把、該承擔責任的時候還畏首畏尾，那就沒意思了。 對于60年代初這個時間段來說，高振東沒穿，沒人搞MOS，高振東穿了，還是沒人搞MOS，那高振東特么不白穿了嘛。 高振東下定了決心，開始落實這個事情。 他給1274廠打了個電話，告訴他們自己已經確定了集成電路工藝研究調整的方向，然后開始根據集成電路工程工藝這本書里的內容，編制MOS技術的工藝設計指導文件。 設計指導文件，指導1274廠怎么設計MOS技術的各道工藝的，而不是直接把工藝寫出來，也沒法寫出來，這個不是高振東要負責的事情。 對于1274廠來說，有了這個工藝設計指導文件，他們就能根據自身的條件，進行針對性的具體工藝設計，這樣的可操作性和針對性都更好。 相當于高振東告訴1274廠，為了實現MOS工藝，你們應該做到些什么事情，這些事情的要點是什么，注意事項是什么，中間的一些重要參數怎么計算。 至于具體到每一步，那就是1274廠根據這個指導文件去搞了。 之所以先寫這個，主要是為了1274廠的同志們著想，從雙極型晶體管轉向MOS，雖然實際上用到的技術都是差不多的，但是從表象上來看，這是一次徹底的大轉向。 這種轉向，對于不了解MOS工藝情況的1274廠同志來說，極容易產生畏難情緒。 所以高振東干脆先把MOS工藝的設計指導文件搞出來，誒，你們看看，這兩個東西名字不同，原理不同，但是具體到使用的各步驟的技術上，那其實差不多。 很簡單的，你們直接上，試一試，沒問題的啦。 這樣就有利于1274的同志更快的進入狀態，畢竟突然接觸一個一無所知的新技術就要上馬，與直接拿到這種新技術的所有關鍵點再進行深化，那對于他們來說感官上的區別還是很大的。 1274這邊，接到高振東電話之后，呂廠長和魯總工放下了心里的最后一絲擔憂，把全部精力投入到三極管的生產中去了。 既然集成電路工藝的事情有高總工那邊在負責調整，那這邊就不用擔心，先只管完成自己的工作就好。 雖然國內在開始轉向使用DJS60D，可是對于1274廠來說，晶體三極管的生產任務依然繁重。 國內是在改用60D了，可是出口還是用的59，就這一項，就注定了1274廠任務拉滿，能產多少產多少。 更別說國內群眾對于電子產品的需求了。 偏的不說，一臺收音機就需要晶體管4到9個不等，扣除DJS59所需，根本就不夠好吧。 總之，一切都挺好。 四合院：我邊做科研邊吃瓜 第367章 MOS
60年的高考，是沒有查分這一說的，反正就是考完，等著結果就行，錄取通知書大概是在8月開始發。 而且以婁曉娥的情況，這年頭的第一批是鐵定錄取不了的，所以時間還要更往后一點，這一批的特點是“可以錄取機密專業”。 所以婁曉娥和高振東兩人并不急，該干嘛還是干嘛，高振東上班，婁曉娥操持家務。 辦公室里，高振東正在思考著1274廠的事情。 由于技術發展的原因，這個時候MOS（金屬氧化物半導體）技術并沒有完全成形。 1274廠的集成電路工藝，還是走的58年提出的PN結隔離的雙極型半導體的路子，這也是1274廠自身能力的極限，甚至都已經有點超出了極限了。 這就讓高振東陷入了糾結，是繼續讓1274廠走雙極型半導體，還是干脆直接上MOS技術？ 兩者之間并不是完全的替代關系，甚至雙極型半導體比起MOS半導體來，有不少地方是有明顯優勢的。 比如三級管開關速度更快，可以達到的頻率更高，設計階段成本更低，內部元件精度更高等等。 對于高振東來說，他要的是可以在計算機技術方向上能發揮更大作用、具有更大潛力的半導體技術。 所以即使集成電路在這個階段有超小型組裝、膜集成電路等其他路線，高振東也沒有考慮這些路線，這些路線有其特殊用途，并不是沒有前途，可是在計算機這個方向上，它們在可以預見的時間段內，沒有任何前途。 唯一的問題就是在現階段，用雙極型？還是大跨一步，直接考慮MOS？ 雙極型在集成邏輯門電路方面，在現階段有其優勢。 思來想去，高振東還是決定大跨一步，走MOS。 雙極型的速度是更快，但是這個時候再快也快不到哪里去，其他技術支撐不上也沒用，對于計算機來說，早期MOS能達到的數十MHz的速度已經完全足夠了。 80年代的80286也不過20MHz，在60年代，雙極型更快的開關速度對于高振東的需求來說，并沒有什么意義。 雙極型內部元件精度雖然高一些，但是作為數字電路來說，只要能滿足在規定的條件下完成預想的狀態轉移即可，元件精度高并沒有什么用處，這不是模擬電路，要求大不相同。 再說了，雙極型的元件精度高，也只是相對MOS來說的，真實差距甚至連五十步笑百步都算不上。 要說在集成電路設計階段成本低，在這個階段就是個偽命題，人力成本在這時候不怎么算的。 MOS還有一個毛病是某個芯片一旦定型后，修改困難，修改成本很高。 但對于高振東要做的事情來說，這個根本就不是問題。 作為大規模使用的芯片，不論是邏輯門集成電路還是CPU、DRAM，都是定型了就不會隨便修改，會大量量產的東西，所以這一點在這方面根本就不是問題。 最重要的一點是，高振東清楚的知道，打從CPU和半導體存儲器一開始，就沒有雙極型什么事兒，雙極型做集成邏輯門電路是不錯，但是用來做CPU和半導體存儲器，根本用不上。 或者說，在這方面，從技術和經濟角度出發，人們都從來沒有青睞過雙極型半導體。 Intel4004，10μm的PMOS。 8008，10μm的PMOS。 首個4Kbit的DRAM，8μm的NMOS。 首個16Kbit的DRAM，5μm的NMOS。 大名鼎鼎的8086/8088，3μm的NMOS。 徹底鞏固了Intel數十年基業的80286，1.5μm的CMOS。 至于為什么大家都不約而同的在這個應用方向上選擇了MOS技術，那就不得不說MOS的優點了。 這玩意工藝簡單！比雙極型簡單得多，不是一星半點那種！ 拋開復雜的技術原理等等不說，簡單總結，以PMOS和雙擴散外延雙極型為例，要達到差不多同樣的效果，兩者工藝差別非常巨大。 PMOS外延次數1次，工藝步數最多45步，高溫工藝2步，光刻最多5次。 而雙擴散外延雙極型的這些數字，分別是4次以上、130步、10步、8次。 工序更少、工藝更簡單、良品率更高 對于量產來說，這些特么可都是錢吶！ 而且對于現在的高振東來說，工藝步數越少，就意味著成功率越高。 兩者用到的基礎技術實際上是差不多的，最大的區別是在晶體管的工作原理上，所以在這個階段的技術難度上，有了高振東當知識的搬運工，更晚、更先進的MOS甚至要比雙極型要低。 MOS技術還有一個非常逆天、非常反直覺的地方。 在同代次內，更改MOS電路的設計，對于MOS的工藝沒有任何影響，MOS電路的性能的改變，是通過改變MOS場效應管的幾何設計來實現的。 雙極型在這種情況下是要通過改變諸如擴散源、擴散時間、擴散溫度等工藝參數來實現電路性能的改變，但是MOS電路就不，它的工藝是不變的。 而且這種改變幾何設計就能改變性能的特點，帶來了MOS集成電路的另外一個好處——更便于實現計算機輔助設計，實現半自動或者自動化設計。 除了上面這些好處之外，雙極型半導體本身，有一個最大的缺陷注定了它在大規模、超大規模集成電路上走不遠。 ——它做不小！但是MOS可以！ 這個情況的原因很多。 一來，MOS管子的面積天生就比雙極型要小。 二來，雙極型晶體管需要隔離PN結或者隔離井，MOS不需要。 第三，MOS天生就提供了兩層互連，這讓它的內部布線更為方便。 MOS的這么多優點，又帶來了一些系統級別的衍生好處，諸如系統性能更高、設計可預測性更好、可靠性和維護性更好等等。 有趣的是，實際上MOS場效應管概念的提出，要比雙極型管子早，之所以普及更晚，是受工藝的制約。 這就好像汽車，電動車的概念比蒸汽車、內燃車更早，那是十九世紀末期的事情，但是真正大規模實用，都特么二十一世紀了。 但是工藝這個問題，對高振東來說，問題就不是太大了，他能抄啊！ 思前想后，高振東下定了決心：直接跨一大步，就搞MOS！ 至于雙極型的，就留給其他廠所的同志去搞吧，我直接帶1274廠起飛！ 為了國內計算機技術未來的發展，他愿意承擔這個責任和風險，穿都穿了，在這種為了國家、社會層面的巨大利益，該搏一把、該承擔責任的時候還畏首畏尾，那就沒意思了。 對于60年代初這個時間段來說，高振東沒穿，沒人搞MOS，高振東穿了，還是沒人搞MOS，那高振東特么不白穿了嘛。 高振東下定了決心，開始落實這個事情。 他給1274廠打了個電話，告訴他們自己已經確定了集成電路工藝研究調整的方向，然后開始根據集成電路工程工藝這本書里的內容，編制MOS技術的工藝設計指導文件。 設計指導文件，指導1274廠怎么設計MOS技術的各道工藝的，而不是直接把工藝寫出來，也沒法寫出來，這個不是高振東要負責的事情。 對于1274廠來說，有了這個工藝設計指導文件，他們就能根據自身的條件，進行針對性的具體工藝設計，這樣的可操作性和針對性都更好。 相當于高振東告訴1274廠，為了實現MOS工藝，你們應該做到些什么事情，這些事情的要點是什么，注意事項是什么，中間的一些重要參數怎么計算。 至于具體到每一步，那就是1274廠根據這個指導文件去搞了。 之所以先寫這個，主要是為了1274廠的同志們著想，從雙極型晶體管轉向MOS，雖然實際上用到的技術都是差不多的，但是從表象上來看，這是一次徹底的大轉向。 這種轉向，對于不了解MOS工藝情況的1274廠同志來說，極容易產生畏難情緒。 所以高振東干脆先把MOS工藝的設計指導文件搞出來，誒，你們看看，這兩個東西名字不同，原理不同，但是具體到使用的各步驟的技術上，那其實差不多。 很簡單的，你們直接上，試一試，沒問題的啦。 這樣就有利于1274的同志更快的進入狀態，畢竟突然接觸一個一無所知的新技術就要上馬，與直接拿到這種新技術的所有關鍵點再進行深化，那對于他們來說感官上的區別還是很大的。 1274這邊，接到高振東電話之后，呂廠長和魯總工放下了心里的最后一絲擔憂，把全部精力投入到三極管的生產中去了。 既然集成電路工藝的事情有高總工那邊在負責調整，那這邊就不用擔心，先只管完成自己的工作就好。 雖然國內在開始轉向使用DJS60D，可是對于1274廠來說，晶體三極管的生產任務依然繁重。 國內是在改用60D了，可是出口還是用的59，就這一項，就注定了1274廠任務拉滿，能產多少產多少。 更別說國內群眾對于電子產品的需求了。 偏的不說，一臺收音機就需要晶體管4到9個不等，扣除DJS59所需，根本就不夠好吧。 總之，一切都挺好。 四合院：我邊做科研邊吃瓜 第367章 MOS
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