四合院：我边做科研边吃瓜 - 第370章 MOS

    第370章 mos
    60年的高考，是没有查分这一说的，反正就是考完，等着结果就行，录取通知书大概是在8月开始发。
    而且以娄晓娥的情况，这年头的第一批是铁定录取不了的，所以时间还要更往后一点，这一批的特点是“可以录取机密专业”。
    所以娄晓娥和高振东两人并不急，该干嘛还是干嘛，高振东上班，娄晓娥操持家务。
    ——
    办公室里，高振东正在思考着1274厂的事情。
    由于技术发展的原因，这个时候mos（金属-氧化物-半导体）技术并没有完全成形。
    1274厂的集成电路工艺，还是走的58年提出的pn结隔离的双极型半导体的路子，这也是1274厂自身能力的极限，甚至都已经有点超出了极限了。
    这就让高振东陷入了纠结，是继续让1274厂走双极型半导体，还是干脆直接上mos技术？
    两者之间并不是完全的替代关系，甚至双极型半导体比起mos半导体来，有不少地方是有明显优势的。
    比如三级管开关速度更快，可以达到的频率更高，设计阶段成本更低，内部元件精度更高等等。
    对于高振东来说，他要的是可以在计算机技术方向上能发挥更大作用、具有更大潜力的半导体技术。
    所以即使集成电路在这个阶段有超小型组装、膜集成电路等其他路线，高振东也没有考虑这些路线，这些路线有其特殊用途，并不是没有前途，可是在计算机这个方向上，它们在可以预见的时间段内，没有任何前途。
    唯一的问题就是在现阶段，用双极型？还是大跨一步，直接考虑mos？
    双极型在集成逻辑门电路方面，在现阶段有其优势。
    思来想去，高振东还是决定大跨一步，走mos。
    双极型的速度是更快，但是这个时候再快也快不到哪里去，其他技术支撑不上也没用，对于计算机来说，早期mos能达到的数十mhz的速度已经完全足够了。
    80年代的80286也不过20mhz，在60年代，双极型更快的开关速度对于高振东的需求来说，并没有什么意义。
    双极型内部元件精度虽然高一些，但是作为数字电路来说，只要能满足在规定的条件下完成预想的状态转移即可，元件精度高并没有什么用处，这不是模拟电路，要求大不相同。
    再说了，双极型的元件精度高，也只是相对mos来说的，真实差距甚至连五十步笑百步都算不上。
    要说在集成电路设计阶段成本低，在这個阶段就是个伪命题，人力成本在这时候不怎么算的。
    mos还有一个毛病是某个芯片一旦定型后，修改困难，修改成本很高。
    但对于高振东要做的事情来说，这个根本就不是问题。
    作为大规模使用的芯片，不论是逻辑门集成电路还是cpu、dram，都是定型了就不会随便修改，会大量量产的东西，所以这一点在这方面根本就不是问题。
    最重要的一点是，高振东清楚的知道，打从cpu和半导体存储器一开始，就没有双极型什么事儿，双极型做集成逻辑门电路是不错，但是用来做cpu和半导体存储器，根本用不上。
    或者说，在这方面，从技术和经济角度出发，人们都从来没有青睐过双极型半导体。
    intel 4004，10μm的pmos。
    8008，10μm的pmos。
    首个4kbit的dram，8μm的nmos。
    首个16kbit的dram，5μm的nmos。
    大名鼎鼎的8086/8088，3μm的nmos。
    彻底巩固了intel数十年基业的80286，1.5μm的cmos。
    至于为什么大家都不约而同的在这个应用方向上选择了mos技术，那就不得不说mos的优点了。
    这玩意工艺简单！比双极型简单得多，不是一星半点那种！
    抛开复杂的技术原理等等不说，简单总结，以pmos和双扩散外延双极型为例，要达到差不多同样的效果，两者工艺差别非常巨大。
    pmos外延次数1次，工艺步数最多45步，高温工艺2步，光刻最多5次。
    而双扩散外延双极型的这些数字，分别是4次以上、130步、10步、8次。
    工序更少、工艺更简单、良品率更高
    对于量产来说，这些特么可都是钱呐！
    而且对于现在的高振东来说，工艺步数越少，就意味着成功率越高。
    两者用到的基础技术实际上是差不多的，最大的区别是在晶体管的工作原理上，所以在这个阶段的技术难度上，有了高振东当知识的搬运工，更晚、更先进的mos甚至要比双极型要低。
    mos技术还有一个非常逆天、非常反直觉的地方。在同代次内，更改mos电路的设计，对于mos的工艺没有任何影响，mos电路的性能的改变，是通过改变mos场效应管的几何设计来实现的。
    双极型在这种情况下是要通过改变诸如扩散源、扩散时间、扩散温度等工艺参数来实现电路性能的改变，但是mos电路就不，它的工艺是不变的。
    而且这种改变几何设计就能改变性能的特点，带来了mos集成电路的另外一个好处——更便于实现计算机辅助设计，实现半自动或者自动化设计。
    除了上面这些好处之外，双极型半导体本身，有一个最大的缺陷注定了它在大规模、超大规模集成电路上走不远。
    ——它做不小！但是mos可以！
    这个情况的原因很多。
    一来，mos管子的面积天生就比双极型要小。
    二来，双极型晶体管需要隔离pn结或者隔离井，mos不需要。
    第三，mos天生就提供了两层互连，这让它的内部布线更为方便。
    mos的这么多优点，又带来了一些系统级别的衍生好处，诸如系统性能更高、设计可预测性更好、可靠性和维护性更好等等。
    有趣的是，实际上mos场效应管概念的提出，要比双极型管子早，之所以普及更晚，是受工艺的制约。
    这就好像汽车，电动车的概念比蒸汽车、内燃车更早，那是十九世纪末期的事情，但是真正大规模实用，都特么二十一世纪了。
    但是工艺这个问题，对高振东来说，问题就不是太大了，他能抄啊！
    思前想后，高振东下定了决心：直接跨一大步，就搞mos！
    至于双极型的，就留给其他厂所的同志去搞吧，我直接带1274厂起飞！
    为了国内计算机技术未来的发展，他愿意承担这个责任和风险，穿都穿了，在这种为了国家、社会层面的巨大利益，该搏一把、该承担责任的时候还畏首畏尾，那就没意思了。
    对于60年代初这个时间段来说，高振东没穿，没人搞mos，高振东穿了，还是没人搞mos，那高振东特么不白穿了嘛。
    高振东下定了决心，开始落实这个事情。
    他给1274厂打了个电话，告诉他们自己已经确定了集成电路工艺研究调整的方向，然后开始根据集成电路工程工艺这本书里的内容，编制mos技术的工艺设计指导文件。
    设计指导文件，指导1274厂怎么设计mos技术的各道工艺的，而不是直接把工艺写出来，也没法写出来，这个不是高振东要负责的事情。
    对于1274厂来说，有了这个工艺设计指导文件，他们就能根据自身的条件，进行针对性的具体工艺设计，这样的可操作性和针对性都更好。
    相当于高振东告诉1274厂，为了实现mos工艺，你们应该做到些什么事情，这些事情的要点是什么，注意事项是什么，中间的一些重要参数怎么计算。
    至于具体到每一步，那就是1274厂根据这个指导文件去搞了。
    之所以先写这个，主要是为了1274厂的同志们着想，从双极型晶体管转向mos，虽然实际上用到的技术都是差不多的，但是从表象上来看，这是一次彻底的大转向。
    这种转向，对于不了解mos工艺情况的1274厂同志来说，极容易产生畏难情绪。
    所以高振东干脆先把mos工艺的设计指导文件搞出来，诶，你们看看，这两个东西名字不同，原理不同，但是具体到使用的各步骤的技术上，那其实差不多。
    很简单的，你们直接上，试一试，没问题的啦。
    这样就有利于1274的同志更快的进入状态，毕竟突然接触一个一无所知的新技术就要上马，与直接拿到这种新技术的所有关键点再进行深化，那对于他们来说感官上的区别还是很大的。
    1274这边，接到高振东电话之后，吕厂长和鲁总工放下了心里的最后一丝担忧，把全部精力投入到三极管的生产中去了。
    既然集成电路工艺的事情有高总工那边在负责调整，那这边就不用担心，先只管完成自己的工作就好。
    虽然国内在开始转向使用djs-60d，可是对于1274厂来说，晶体三极管的生产任务依然繁重。
    国内是在改用60d了，可是出口还是用的59，就这一项，就注定了1274厂任务拉满，能产多少产多少。
    更别说国内群众对于电子产品的需求了。
    偏的不说，一台收音机就需要晶体管4到9个不等，扣除djs-59所需，根本就不够好吧。
    总之，一切都挺好。
    (本章完)