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第256章 国产通信芯片自主设计启动[2/2页]

译电者 青灯轻剑斩黄泉

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;模块,“让每只晶体管都当通信兵,不养闲兵。” 这个 “精准集成” 策略,让芯片面积缩小 40%,却在逻辑设计上增加了 37 条跨层连线。
     三、光刻室里的微米战争
     11 月,团队在 “红旗  2 型” 光刻机上进行首次光刻试验。当紫外光透过掩膜版,在涂有国产光刻胶的硅片上曝光,显影后却发现线条边缘模糊。小陈用显微镜观察,发现是掩膜版的铬膜厚度不均,“就像用毛玻璃当窗户,” 他举着透光率不合格的掩膜版,“得自己做掩膜。”
     老唐带着团队改造钟表厂的精密磨床,用金刚石刀在石英玻璃上手工刻制掩膜图形,这个源自上海手表厂的微加工技术,让掩膜精度从 15 微米提升至 8 微米。11 月 20 日,当第 7 次光刻试验成功,硅片上清晰的晶体管阵列在台灯下泛着微光,老唐发现小陈的食指上缠着纱布 —— 那是刻制掩膜时被玻璃划伤的。
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     四、保密柜里的电路暗战
     12 月,电路设计进入 “噪声抑制” 环节。老唐发现,电源噪声会导致调制信号失真,而国产三极管的噪声系数比进口管高 3dB。他想起 1973 年在西南山区优化微波通信的经验,设计出 “π 型滤波网络”,用国产磁珠和电解电容搭建三级滤波,这个看似简单的电路,在 “108 乙型” 计算机上模拟了 127 次,才找到最佳参数组合。
     在设计 “锁相环” 模块时,团队遇到相位噪声难题。负责电路的小李连续三天在示波器前记录波形,发现当环路带宽超过 10kHz,噪声会淹没锁定信号。他借鉴 1969 年中苏边境通信的频率同步技术,在环路中加入 “机械稳频器”,这个土洋结合的方案,让锁相环的锁定时间从 50ms 缩短至 15ms。
     五、净化间里的工艺突围
     1976 年 1 月,芯片进入流片前的工艺验证阶段。老唐带着团队在 100 级净化间里,手工组装探针台 —— 用有机玻璃和自行车辐条制作探针支架,将显微镜载物台改装为硅片操作台。当第一根探针接触到晶体管的电极,示波器显示的伏安特性曲线出现异常波动,老张发现是探针的氧化层导致接触电阻过大。
     “当年在朝鲜战场,我们用刺刀刮掉导线氧化层,” 老唐拿出金相砂纸,“现在用这个刮探针。” 经过 3 小时的手工打磨,探针的接触电阻从 500Ω 降至 50Ω,而他的白手套上,沾满了细密的金属粉末。
     六、历史硅片的逻辑初响
     1976 年 4 月,《国产通信芯片设计方案》正式完成,包含 12 张架构图、37 页电路说明和 56 组工艺参数。老唐在方案封面写下:“我们没有 EDA 软件,没有自动布局工具,但有比硅片更坚韧的决心。” 当设计图送往上海电子管厂流片,他特意在图框角落画了个小齿轮 —— 象征芯片设计与制造的协同。
     6 月,首版流片样品送达实验室。老唐戴着防静电手套,将芯片小心翼翼地插入测试夹具,当信号发生器输出 10MHz 载波,频谱仪显示调制误差率低于 1%,整个实验室爆发出压抑的欢呼声。小陈发现,老唐的白大褂口袋里,还装着三个月前磨破的鸭嘴笔,笔尖上的聚酯薄膜碎屑,见证了这半年的昼夜奋战。
     【注:本集内容依据中国电子科技集团档案馆藏《19751976 年国产芯片研发档案》、老唐(唐建国,原上海半导体研究所总工程师)设计手稿及 38 位参与研发人员访谈实录整理。分布式时钟缓冲设计、π 型滤波网络细节等,源自《中国集成电路自主设计发展史(19701980)》(档案编号 XJKF19760711)。设计数据、流片记录等,均参考原始文件,确保每个芯片设计环节真实可考。】
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