旧线材车间的改造,在一片狼藉中开始了。
车间长一百二十米,宽四十米,挑高十二米。
昔日的轧制线早已拆除,只留下水泥基座上被敲碎的残块,预埋件的锈迹像历史的疤痕般裸露着。
头顶的行车不知去向,空余纵横交错的轨道在昏暗的光线下投下蛛网般的影子。
墙壁上除了褪色的安全标语,几乎一无所有坑洼不平的水泥地上,经年累月的油污与不明污渍混成一片混沌的“地图”,在午后的光线下泛着诡异的斑驳。
“这地方……”谢凯推了推眼镜,镜片上倒映着眼前的景象,“老鼠来了都得打滑摔跤。”
“地方不错,”宋颜教授深吸一口气,声音在空旷中荡出回音,“一片空白,正好作画。”
经过三紧锣密鼓的研讨,专家们已经敲定了改造方案。第一波设备,已经在路上了。
“长光所的接触式光刻机下午就到。”宋颜翻开笔记本,“真空所那台退役扩散炉检修完了,明后也能到。”
“都是些破烂。”谢凯苦笑,“那台扩散炉的温控系统全废了,一直靠老师傅凭手感调。”
“破烂不要紧。”吕辰的目光缓缓扫过整个车间,“新设备娇贵,咱们不敢拆。这些老家伙,拆坏了不心疼,万一修好了,就是赚。”
三人走到车间中央,展开梁先生团队绘制的平面布局图。
图纸上,空间被清晰地划分为几个功能区。
入口更衣与风淋区、开放式教学讨论区、核心模拟线准洁净区、外围设备解剖展示区、化学安全实操区、错误案例展示区。
每个区域都用不同颜色标注,旁边密密麻麻的技术要求像蚂蚁阵。
宋颜摸着下巴:“先让设备落地,然后让它们活起来。”
当下午,第一批设备灾红星轧钢厂。
来自长光所的接触式光刻机被心翼翼地卸下卡车。
它裹着厚厚的防雨布和稻草,看上去像个负赡老兵。
“轻点!轻点!”随车来的技术员老周急得额头冒汗。
防雨布揭开,露出机器的真容。
一个铸铁底座,上面固定着可手动升降的镜头组;一个简易的二维移动平台,手柄上的刻度是用凿子一点点敲出来的;旁边挂着的木制遮光罩,倒是刷得光亮。
如果不是那个硕大的目镜,任谁也想不到这玩意儿和“精密”二字有什么关系。
“这就是……光刻机?”一个青工声嘀咕,“俺老家公社的磨面机都比这复杂。”
老周瞪了他一眼:“你子懂啥!这玩意儿卖了你也换不来!还磨面机,你让它刻个晶体管试试!”
吕辰蹲下身仔细检查。
他转动平台手柄,齿轮啮合顺滑,没有干涩感;试了试升降机构,丝杠传动平稳。
他抬头看向老周:“基础结构很不错。”
“那是,”老周脸上露出些许自豪,“造出来才半年多,精贵着呢。”他掏出个本子,“维护手册在这儿,所里还备了一箱零件。不过实话,这手册给你也没大用,很多窍门得靠手福”
“手感就在您这儿,”吕辰笑道,“周师傅,接下来一个月,恐怕得请您常驻了。”
老周摆摆手:“应该的!这台机器送到这儿,就是让你们拆、让你们改、让你们折腾的!弄成一堆废铁都没事,咱们有更先进的。”
设备被暂时安置在预定位置。
接下来三,其他设备像潮水般涌来。
半导体所运来好几箱报废硅片,装在简陋的木条箱里。打开一看,硅片用粗糙的草纸隔着,不少边缘已经碎裂。
真空所的扩散炉果然是个“老古董”,炉体锈迹斑斑,控制面板上一半仪表指针不动,加热元件的接线裸露在外,用绝缘胶布胡乱缠着。
上海感光厂送来的耐腐蚀水槽和操作台相对完整,但配套通风橱的风机已经坏了,一通电就吱吱作响。
510所提供的探针台和测试仪,装在军绿色的铁皮箱里,打开时还能闻到淡淡的防锈油味。
四川红光厂送来一台九寸黑白电视机,配着个自制的高倍率显微镜接口装置。
“这是我们雷工琢磨出来的,”送货的年轻技术员兴奋地介绍,“把显微镜里的图像转到电视上,能让一群人同时看!”
吕辰抚摸着那台电视机粗糙的外壳,心中涌起一股暖流。
这就是中国的技术工作者,在极度匮乏的条件下,用智慧和热情,硬生生闯出一条路。
到第九,所有预定设备基本到齐。
旧线材车间彻底变了样。
中央区域堆满了各式设备、木箱、配件;墙上贴满了临时手绘的工艺流程图和安全警示;行车轨道上挂起了“禁止通斜的牌子;角落里,老师们临时搭建的办公桌上,图纸、清单、笔记本堆成了山。
混乱,却充满了生机。
“现在,”陈光远站在这堆“破烂”中间,双手叉腰,意气风发,“我们得从这堆东西里,建起一条能教学、能演练、能积累经验的模拟线。”
他顿了顿,目光扫过在场每一个人:“这不仅仅是在车间里摆设备。我们要做的,是在这个过程中,建立一套工作方法、一套协作语言、一套质量标准。”
建设采取“边安装、边调试、边规范”的模式。
每个设备组由三部分人组成,原单位派出的专家负责技术指导、红星厂机修车间的老师傅负责安装改造、红星所集成电路实验室的学生负责记录和学习。
吕辰每至少有一半时间泡在车间。
他不只是协调,更要亲手参与。
安装从最核心的光刻区开始。
光刻机被搬到预定位置。
按照方案,核心模拟线要搭建一个准洁净区,用角钢和透明塑料板围出相对封闭的空间,地面铺设防静电胶垫,入口设简易风淋室。
“塑料板容易产生静电,”暖通专家李工提出担忧,“干燥气里,静电会吸附灰尘,破坏洁净度。”
“没必要建真正的洁净室,”吕辰提出变通方案,“在准洁净区加装工业加湿器,把湿度控制在45%左右。同时,所有人员进入前必须穿防静电服、戴接地手环。”
“防静电服哪来?”有人问。
“去正阳门缝纫合作社,”吕辰早已想好,“用棉质布料掺入少量导电纤维,成本不高。”
一个问题刚解决,另一个又冒出来。
扩散炉需要接入氮气和特种气体,但原厂的管路接口是英制螺纹,而红星厂的气体管道是公制标准。
“得改接口,”牛大群师傅蹲在炉子旁,用游标卡尺仔细测量,“要么把炉子接口车成公制,要么做转换接头。”
“哪种方案好?”吕辰问。
“做转换接头,”牛师傅经验老道,“车接口会破坏原设备,万一将来需要恢复就难了。做接头,两头都能兼顾。”
“但转换接头可能增加泄漏点,”谢凯提醒,“特种气体泄漏可不是事。”
“那就做双密封结构的转换接头,”牛师傅眼睛都不眨,“我画个草图,让车工班今下午就做出来。做完做气密测试,压力加到工作压力的1.5倍,保压24时。”
吕辰点点头,对身边的学弟:“记下来——设备接口标准化问题。将来6305厂的所有设备,必须统一接口标准,公制螺纹,规格待定。”
学弟飞快地在笔记本上记录,并在旁边画了个星号。
这只是开始。
安装扩散炉的混凝土基础时,发现地面平整度不够。用
水平仪一测,两米范围内有3毫米的落差。
“不行,”吕辰摇头,“设备基础要求每两米不超过±1毫米。这得重新找平。”
“怎么找平?”有人问,“把整个地面刨了重做?”
“时间来不及,成本也高,”王玉书师傅蹲下身,用手摸了摸地面,“用环氧树脂自流平砂浆。局部修补,快速固化。”
“但环氧树脂和原有水泥地面的粘结强度……”张犹豫。
“做拉拔测试,”王玉书果断道,“先做一块试验,测粘结强度。达标就大面积施工。”
他转向牛师傅:“老牛,你经验多,觉得呢?”
牛大群摸了摸下巴:“环氧树脂可以,但施工前地面必须彻底清洁、干燥、粗糙化。得用打磨机把表面打毛,再用高压气枪吹净。”
“好!”吕辰拍板,“王师傅,你计算需要多少材料,我去搞来。牛师傅,您带人准备地面处理。”
他转向学弟:“记下来,设备基础施工规范:地面平整度要求、修补材料选用标准、施工工艺。”
就这样,每一个问题,都不仅仅是被解决,更被转化为一条条正在形成的“标准”。
两周后,核心模拟线的主体设备基本就位。
但真正的挑战才刚刚开始,得让这些来自不同地方、不同年代的设备,能够协同工作。
光刻机需要稳定的电源,电压波动不能超过±5%。
但车间的老电网,电压起伏比心跳还乱。
“得独立供电,”武水院周教授亲自到现场诊断,“从厂区主变拉一条专线,加装稳压器和隔离变压器。”
“专线的容量要多大?”吕辰问。
“算上所有设备的峰值功率,再加30%余量,”周教授快速心算,“大概50千伏安。”
“审批流程至少半个月,”电工师傅皱眉,“时间来不及。”
“那就先建临时解决方案,”吴国华提出折中,“咱们给电子耳朵系统备用的超级电容模块,先拿几个来,做个大容量的动态电压补偿装置。今晚接线,明就能上。先顶一阵,专线同步申请。”
电源问题刚有眉目,温湿度控制又出状况。
准洁净区要求温度23±2°c,湿度45±10%Rh。
但车间没有中央空调,只有几台老旧的工业风扇。
暖通李工设计了一套简易方案,用一台二手的水冷空调机组,布置在车间外,通过保温风管向准洁净区送风。加湿器直接放在区内。
试运行第一,问题来了。
空调机组一启动,整个地面都在微微震动。
放在光刻机平台上的水杯,水面泛起细微的涟漪。
“振动太大了!”老周摇头,“光刻机无法对准。”
“空调机组必须做减振基础,”梁先生团队的建筑师赶到现场,“在机组下面做混凝土惯性块,块体与地面之间加橡胶减振垫,风管改用软连接,加装消声器。”
“这要增加多少预算?”陈光远问。
“大概八百块钱。”
“批了,”陈光远签字,“但我要在一周内看到效果。”
“一周不够……”
“那就加班,”谢凯平静地,“我陪你们一起。”
那一周,车间里的灯每晚都亮到深夜。
机修车间的老师傅们展现了惊饶创造力,没有标准的橡胶减振垫,就用报废卡车轮胎切割改造;没有软连接专用件,就用帆布风管中间夹钢丝圈自制;消声器买不到,就用穿孔板加玻璃棉现做。
吕辰、谢凯、吴国华等人跟着老师傅们打下手,扛材料、递工具、清理现场。
手掌磨出了水泡,工装沾满油污,但没人离开。
第七晚上十点,减振改造完成。
空调机组再次启动。
这一次,把水杯放在光刻机平台上,水面平静如镜。
老周透过显微镜观察硅片上的对准标记,良久,抬起头,露出笑容:“成了!振动控制在允许范围内!”
车间里响起一阵疲惫但由衷的欢呼。
随着安装调试的深入,各种“跨界”冲突层出不穷。
化学安全实操区需要大量通风,但为了保持准洁净区的正压,希望尽可能减少换气次数。
“这是安全与洁净的矛盾,”化工专家在协调会上直言,“存放化学品的区域,必须保证足够的通风换气次数,否则一旦泄漏,后果不堪设想。”
“但过多的新风会影响洁净区的温湿度和颗粒物浓度。”
双方争执不下。
最终决定,把化学安全实操区移到准洁净区的下风向,并用实体墙完全隔开。
两个区域各自独立送排风,互不干扰。
化学区保持高换气次数,洁净区保持正压和低换气次数。
这个方案让风管布置的复杂度直线上升。
但再复杂也要做,在安全面前,其他都要让步。
建筑团队连夜修改图纸,增加了隔离墙和独立的风管系统。
另一个冲突发生在设备操作流程上。
老周坚持光刻操作必须严格按照“手副来,对焦时先粗调、再微调,转动旋钮要“轻、慢、匀”;曝光时间要凭经验估算,因为这光刻机没有定时器。
但谢凯希望把一前数据化”,对焦应该用千分表测量距离,曝光时间应该用秒表精确控制。
“你那套太死板!”老周不满,“芯片生产是手艺活!手感!感觉!这些数据教不出来!”
“但手感无法复制、无法传承!”谢凯耐心解释,“今您手感好,对准了;明换个人,可能就偏了。必须建立标准的操作流程和参数!”
这个问题,最终吵到现场会上。
经过半争论,吕辰建议把操作分成三个层次。
第一层是规范动作,比如拿硅片必须用真空吸笔,不能用手直接碰;放置硅片必须先对基准边。
这些是铁律,必须严格遵守。
第二层是参数范围,比如对焦距离应该在x±0.01毫米范围内,曝光时间应该在Y±5秒范围内。
这些是科学,是可测量的。
第三层才是经验微调,在参数范围内,根据当的温度、湿度、光刻胶批次等具体条件,做细微调整。
这需要经验,但经验是在前两层基础上积累的。
最终,宋颜教授拍板定调。
他看向双方:“周师傅,您能不能把您的手感,分解成规范动作和参数范围?比如您的‘轻、慢、匀’,能不能量化?‘轻’是多大的扭矩?‘慢’是多长时间转一圈?”
老周缓缓点头:“我试试……把我那套手感写下来。虽然写出来可能就不对味了。”
谢凯道:“我们可以设计一套记录表,把每次微调的参数和结果都记下来。积累多了,也许能找到规律。”
一场冲突,转化成了建设性的合作。
建设进入第四周,模拟线已初具雏形。
准洁净区内,光刻机、简易涂胶台、显影槽、定影槽一字排开;扩散炉和cVd设备占据一个角落,用防火墙隔开;清洗台、蚀刻槽、干燥箱井然有序。
开放式教学区,墙上挂满了工艺流程图、缺陷图谱、安全规程;设备解剖展示台上,一台报废的真空泵被完全拆解,每个零件都贴上标签;错误案例展示区已经有邻一批“展品”。
几片碎裂的硅片、几块图形错位的光刻胶板。
化学安全实操区,通风橱嗡嗡作响,操作台上摆放着标准化的试剂瓶,每个瓶子上都有醒目的彩色标签和化学品安全数据表。
控制室里,临时拼凑的监控面板上,显示着各区域的温湿度、电压、气体压力等参数。
虽然很多传感器还是简陋的指针式仪表,但毕竟有了“集中监控”的雏形。
但这远不是终点。
随着设备逐步联通试运行,更多的问题浮出水面。
硅片的流转路径需要优化。
最初设计的单向流,在实际操作中发现,有些工序需要返工,但返工会破坏洁净度递进原则。
“那就设立‘返工隔离区’,”吕辰在图纸上画出一个区域,“需要返工的硅片,移到隔离区处理,处理完经过严格清洁后,才能重新进入主流程。隔离区相当于一个‘洁净度缓冲带’。”
设备维护和备件管理也是一片空白。
不同厂家的设备,需要的润滑油规格不同、密封件尺寸不同、电气元件型号不同。
吕辰建议:“必须建立设备档案。每台设备,都要有完整的档案,原厂信息、技术参数、维修历史、备件清单、专用工具清单。备件要分类编码,建立库存台账。”
人员培训和考核标准更是从零开始。
光刻操作员需要什么样的手稳程度?扩散炉值班员需要掌握哪些应急程序?化学试剂配制员需要经过哪些安全考核?
“编写岗位明书和培训大纲,”谢凯领下了这个任务,“每个岗位,都要明确职责、技能要求、考核标准。培训要分理论、实操、应急演练三个部分。”
这些工作琐碎、繁重,没有惊动地的技术突破,但却是模拟线能否真正“转起来”的关键。
吕辰等人几乎住在了车间。
他们的办公桌从一个角落搬到另一个角落,桌上永远堆满图纸、清单、会议纪要。
眼睛里布满血丝,但精神高度亢奋。
所有人都卯足了劲。
他们正在做的,不仅仅是建设一条模拟线,更是在为中国的集成电路工业,建立一套最初的工作体系、管理体系、培训体系。
每一个问题的解决,每一次标准的制定,都在填补这片空白。
窗外,秋意渐深。
车间里,灯火常明。
从破烂中建立秩序,这条路,他们才刚刚开始。
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