第十二章 產能不足

微電子系接下來兩個課題。

其一,把光刻精度從現在的100納米提高到80納米,並試着增加光刻規模。

光刻精度提升之後,晶體管會變得更小,相同數量的晶體管耗電量也會下降,現在的圖形控制芯片耗電量爲42瓦,單純提高精度至80納米,不調整構架,保持相同數量晶體管時,最優解功耗會降低至27瓦。

精度提高之後才輪到規模,每次精度的提升都是換代,爲了保證良品率,規模都要重新從小的做起。

晶圓產業的良品率和常規零部件的意義不那麼相同,比如現在中原地區普及的10微米精度的零件,一百個都不一定有個次品。

芯片就完全是另一回事,硅的純度做不到百分之百,越接近邊緣雜質會越多。雜質少芯片功耗會上升,勉強還能用,只是偶爾會莫名其妙的燒燬,稍微多那麼幾萬分之一雜質或瑕疵,就會導致芯片變成廢品。

所以單芯片規模(面積)增大,碰到晶圓瑕疵的概率也跟着變大,就會導致良品率降低,無腦提升規模的結果,會把生產變成一個從廢品裡找良品的遊戲。

大學下一階段的目標,是在精度換代之後,把芯片規模由現在的100平方毫米提高到144平方毫米,並試圖保證良品率,精度和規模兩項提升加在一起,足以讓晶體管翻倍還有一點餘量,達成全面替代微型玄學圖形芯片的目的,生產成本也不會高太多。如果啥時候晶圓製備尺寸、純度再升個級,成本會比現在還低。

另一個課題是單片機。

如果沈文劍上輩子是專業的晶圓產業從業人員,就應該讓大學把目標直接瞄準單片機,這個東西的應用範圍比圖形芯片大的多,同樣是玉劍山因成本和市場規模問題很難做的市場。

單片機和圖形芯片從某種角度來看,是一個媽媽生的,或者說圖形芯片是單片機的一個變種。

它的定義是一片芯片上集成芯片(計算)功能、緩存功能、只讀儲存等一大堆東西,它本身就擁有一臺計算機的全部功能。雖然性能上無法和全尺寸的設備相提並論,但因爲足夠小,它的應用範圍非常大,比如自動洗衣機控制、紅外線遙控器、計算器、機牀控制、燈光控制器等等,可以說沒有單片機,電氣化生活還是缺了點意思。

市場也是很清楚的,單片機的開發,就是爲了全面取代玉劍山已經停產的各種外銷型芯片,實現功能覆蓋之後,產業也足以養活一個工廠,那時候纔會真的出現芯片廠和晶圓廠,產能足夠之後反過來做普通人的民用市場。

因爲已經做好了圖形芯片,單片機的開發也變得不那麼複雜,年內就能做出通用型單片機和機牀用單片機,不過要達到實用化,都還有很多周邊工作要做。

現在的圖形芯片單純計算晶體管爲八百萬個。起點看起來有點厲害,其實在幾年裡,也經歷過幾千個、幾萬個晶體管的樣品版本,不過那些都是研究光刻膠等周邊時臨時弄的,順便測試一下硅晶體管的性能。

接下來如果能順利把晶體管推到兩千萬個,全面替代前代玄學芯片就不存在性能障礙了,甚至有一些類型還會強出一截。

從現在開始計算,整個替代過程大概還需要三到五年。

稍微關注了下大學方面,沈文劍大多數精力還是放在西邊。

去年年初世界門開啓,最重要的工程卻是“變形金剛”系列產業鏈的建設。

“變形金剛”系列生產系統直到去年十月才全部完成精度調試工作,正式進入換代階段。

截止3035年一月底,包括十月前的試生產版和天火“手工拼裝”版,總計下線數量達到兩萬臺,今年年產量預計能有八萬臺。

一臺“變形金剛”系列機器人,消耗的二代通用計算芯片是四片而不是一片,傳感集成器(腦袋)、手臂也需要計算芯片支持,如果再算上一些備用手臂和特種型號如戰術聯絡中心,平均還不止四片。這樣算下來,八萬臺的年產量,僅僅二代通用計算芯片的消耗量就會達到三十四萬片以上,遠遠超出二代芯片二十萬片的產能。

話說回來,因爲“變形金剛”系列機器人的邏輯處理能力大幅度提升,也沒有前代機器人的各種缺陷,像流水線作業調製好任務基本不需要多少後續管理,因此反過來增加芯片產能,其實也只是能量與原材料的堆積,並不會佔用更多的管理人力。

不過芯片生產線還是要另外造的。

“機器人的芯片佔用率太高了,院裡開會討論了一下,有幾個替代方案,師父給選一選吧。”劉香湘正在爲芯片的事情做報告。

沈文劍接過平板翻了翻,也有點頭疼。

最簡單的方案,是復刻一套生產線,預計六個月內可以完成,之後二代芯片的年產量達到四十萬片。如果後續需求量繼續增大,那就要重複流程,因爲裝配精度的關係,過程中每套設備四個月的調試期是無法縮短的。

第二種是替代方案,直接在極樂地區建造前代芯片生產線,用前代芯片替換掉手臂、腦袋的控制系統,縮減對二代芯片的消耗。

沈文劍只看了一眼就把替代方案排除了,原因很簡單,“變形金剛”系列是非接觸式肢體,這個系統並非毫無缺陷,比如鍊金型在作業精度上,相比前代就完全沒有提升,甚至加工次品率還有所增加,因爲這玩意會受到氣流擾動!

如果換成算力更低的前代芯片,非接觸式系統的加工能力和法術激光鎖定能力都會下降,構架上的缺陷還可能導致非接觸設備失控,即使因此能大幅度減輕玉劍山的生產負擔,也很難接受。

第三種方案,重新設計量產設備,直接把最大產能往一百萬片上面推,看起來比較好,不過今年就別想完成八萬臺“變形金剛”系列的生產了,因爲這種規模的設備需要造新的更大的高精度廠房,本身複雜度也會提高,至少要等到明年才能投入使用。

沈文劍糾結一番,考慮到後續還會有換代需求,花費巨大的精力搞出個一百萬產能的東西,改裝可能都會變成個耗時好幾年的工程,直接丟到也太浪費,有些得不償失,最後選擇了復刻芯片生產線,把產能提高到四十萬片的方案。

這個決定做出來,“變形金剛”系列的產量就被固定在年產最多八萬臺不會繼續增加,上半年儲備還是用於研究和開發工作,用現有產能造兩萬多臺先混着。

安排好量產事宜,荒漠大裂隙前沿營地裡積累的事情也該處理了。

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