第99章 校辦工廠煉真金
清木大學物理樓後頭的舊倉庫,霉味混著鐵鏽味撲面而來,臨時架起的電線耷拉在牆角。
二十出頭的青工趙學武瞪著眼前那座圓墩墩的鐵傢伙,嗓門都劈了叉:「徐教授!您再給說道說道,這爐子真要燒到九百四十度?」
徐光華教授推了推滑到鼻尖的黑框眼鏡,指尖在泛黃的技術手冊上點了點,聲音帶著書生氣的執拗:
「區域提純爐,核心區溫度必須穩定在940度,正負誤差不能超5度。
鍺錠從這頭送進去,慢速通過高溫區,雜質就會往兩端聚集,最後剩下的才是高純鍺料……」
「我的個親娘嘞!」
趙學武手裡的扳手「哐當」掉在水泥地上,倒吸一口涼氣,
「咱鋼廠煉鋼也才一千五六的溫度,這鐵疙瘩燒到九百四,還得穩如老狗?
徐教授,這不是為難人嘛!咱校辦工廠燒陶瓷窯,八百度都算頂天了,哪見過這陣仗!」
旁邊幾個從校辦工廠抽調來的青工立馬圍了上來,七嘴八舌地嚷嚷:
「是啊徐教授,普通耐火磚扛得住這溫度嗎?別到時候爐壁燒穿了!」
「還有那傳動系統,『慢速通過』到底多慢?快了慢了都不行?」
「咱連個正經的控溫表都沒有,全靠眼睛瞅?萬一溫度跑了咋整?」
徐教授被問得額頭冒冷汗,翻著手冊上密密麻麻的原理圖和公式,急得直搓手:
「理論上是這麼說的,可具體操作……還得摸索。」
他抬頭看了眼倉庫角落堆著的鍺礦石,語氣沉了下來,「這批鍺料是從雲南深山裡調過來的,提純了三次才得到這點粗鍺,要是浪費了,再想弄一批可就難了。」
就在這時,倉庫門「吱呀」一聲被推開,溫安裹著一身寒氣走進來,大衣上還沾著霜花。
「溫主任!」
趙學武像見了救星似的撲過去,拽著溫安的胳膊就往爐子那邊拉,「您可來了!這爐子要燒九百四十度,咱們從沒弄過這麼高的溫度,實在沒底啊!」
這爐子是半月前和資料一起從天津港拉回來的。
溫安從置換商城裡兌換的「關鍵設備」之一。
運來時說是「香港大學淘汰的二手實驗設備」,其實全新。
官方則用二十件清代官窯瓷器、五十斤特級滇紅、十幅蘇繡精品,回贈華僑。
隨爐子來的還有一本英文操作手冊,徐教授連夜翻譯,可實際操作還是卡殼。
溫安脫下大衣往牆角一搭,露出裡面的藍布工裝,他走到爐子前,伸手摸了摸冰涼的爐體:「940度不算高,關鍵是穩。」
他轉頭看向徐教授,眼神篤定,「鍺的熔點是937度,燒到940,剛好讓它表面微熔,雜質才能跟著遷移,這是提純的關鍵步驟,差一度都不行。」
「可我們不敢點火啊。」
徐教授苦著臉擺手,「熱電偶和溫控儀表都檢查過了,都是好的,但一想到要燒這麼高溫度,心裡就發怵。
萬一溫度失控,整爐鍺料就全毀了,我可擔不起這責任。」
溫安低頭沉思片刻,「這樣,分三步走。」
「第一步,空爐升溫,把940度的控溫區間摸熟,看看儀表準不準;
第二步,用廢料試燒,找出最佳的通過速度;
第三步,再上真料。」
他看向趙學武,「你們校辦工廠,有沒有懂熱工儀表、會修自動控制的老師傅?」
「有!王師傅啊!」
趙學武眼睛一亮,拍著大腿說,「他以前在蘇聯援建的工具機廠幹過,專門修熱工儀表,啥複雜的設備到他手裡都能搞定!
上次廠里的蒸汽鍋爐失控,就是他硬生生修好的!」
「那快去請。」
溫安叮囑道,「跟王師傅說清楚,這是『新型電子材料研製』,屬於機密任務,得簽保密協議,不該問的別問,不該說的別說。」
「明白!我這就去!」趙學武拔腿就往外跑,連掉在地上的扳手都忘了撿。
王師傅來得很快,五十多歲的年紀,頭髮花白,穿著半新的勞動布工裝,手裡拎著個工具箱,走路穩穩噹噹。
他圍著爐子轉了兩圈,用螺絲刀敲了敲爐壁,又翻開英文手冊的翻譯稿看了幾頁,眉頭皺得緊緊的。
「蘇聯的設備我熟,這鷹國貨……路子不太一樣。」
王師傅終於開口,聲音沙啞卻有力,「但原理都差不多,都是靠熱電偶測溫,繼電器控溫。
溫主任,給我兩天時間,我把這控溫系統拆開重新校準,保證誤差不超過3度,要是做不到,我把這工具箱吃了!」
「好!」溫安拍了拍他的肩膀,「需要什麼零件、工具,直接跟趙學武說,後勤處那邊我已經打過招呼了,優先供應,就算是拆東牆補西牆,也得把你的工具湊齊。」
王師傅點點頭,打開工具箱,拿出螺絲刀、萬用表就開始拆儀表蓋,動作麻利得很。
倉庫里頓時熱鬧起來,青工們有的遞工具,有的幫忙扶著爐體,徐教授則在一旁幫忙記錄數據,原本沉悶的氣氛一下子活泛起來。
溫安走到隔壁臨時改的「工藝研究室」,三個清木大學物理系的高年級學生正趴在桌上畫圖,鼻樑上的眼鏡片厚得像瓶底。
帶頭的學生周明見溫安進來,連忙站起來:「溫主任。」
「怎麼樣,參數算得怎麼樣了?」
溫安走過去,看著桌上攤著的《高頻電晶體設計原理》複印件,上面畫滿了密密麻麻的演算公式。
周明推了推眼鏡,語氣有些沮喪:「我們按資料上的參數算了三天三夜,這高頻電晶體的基區厚度,得控制在0.5微米以內。
可咱們現有的鍍膜設備,精度最多到2微米,差得太遠了,這簡直是不可能完成的任務。」
「資料上提到了『真空蒸鍍法』。」
溫安翻到其中一頁,指著上面的示意圖說,「用鎢絲加熱鋁源,在真空環境下沉積鋁膜,能做到亞微米級厚度。你們學校的真空設備能用嗎?」
「真空設備倒是有,但鎢絲和鋁源的純度要求太高了。」
另一個學生插話道,「得四個九以上的高純材料,國內根本不好找,就算找到,價格也貴得嚇人,咱們這點科研經費根本不夠。」
「這個我來想辦法。」
溫安掏出筆記本記下來,語氣斬釘截鐵,「你們繼續算其他參數,擴散溫度、時間、雜質濃度梯度,把所有工藝卡點都列出來,咱們一個一個解決,辦法總比困難多。」
「好!」三個學生齊聲應道,又埋頭忙活起來,筆尖划過紙張的沙沙聲此起彼伏。
從清木大學出來,天色已經擦黑,街燈昏黃的光映著路面的積雪。
溫安騎著自行車往計委趕,腦子裡還在琢磨著鎢絲和鋁源的事,這些在後世司空見慣的東西,在1963年的中國,每一件都是難關。
剛到計委門口,就被秘書小孫攔住了:
「溫主任!可算著你了!工業局的老李來了三趟了,問咱們答應給他們的那批特種鋼材啥時候能到位?
他們廠新上的車床生產線,就等這批鋼試機呢,老李說再不到貨,生產線就得停工,到時候上面怪罪下來,誰都擔不起責任!」
溫安這才想起上周協調的鞍鋼特種合金鋼,用於精密工具機導軌:「明天,最遲明天下午一定到位。」
他鎖好自行車,「小孫,麻煩你個事,幫我聯繫一下上海儀表廠,問問他們有沒有高純鎢絲和高純鋁箔。
量不用大,但純度必須四個九以上,就說咱們搞科研急需,不管花多大代價,都得給我弄到手。」
「鎢絲?鋁箔?」小孫愣了愣。
「嗯,機密任務,別多問。」溫安壓低聲音,「儘快聯繫,有消息第一時間告訴我,這事耽誤不得,晚了可能就錯過最佳實驗窗口期了。」
小孫見溫安神色嚴肅,也不敢多問,連忙點頭:「行,我今晚就聯繫!」
三天後,清木大學的舊倉庫里,區域提純爐終於迎來了點火時刻。
王師傅蹲在儀錶盤前,眼睛死死盯著指針,手裡的螺絲刀隨時準備調整:「升溫!五十度一檔,慢慢往上加,別著急,穩著來!」
趙學武握著升溫旋鈕,手心全是汗,一點一點地轉動:「五十度……一百度……兩百度……」
爐體漸漸發熱,從暗紅色變成橘紅色,透過觀察窗,可以看到爐管中央亮起一片明亮的高溫區。
所有人都屏住了呼吸,眼睛緊緊盯著儀錶盤,倉庫里靜得能聽到彼此的心跳聲。
「九百三十度……九百三十八……九百四十!」王師傅的聲音有些顫抖,「穩住了!誤差正負2度!比我保證的還准!」
倉庫里響起一陣低低的歡呼,徐教授激動得臉都紅了:「上料!快上料!」
趙學武扳動操縱杆,一根手臂粗的鍺錠緩緩送入爐口,以每分鐘五毫米的速度慢慢通過高溫區。
鍺錠表面泛起金屬光澤,雜質在兩端逐漸堆積,形成了明顯的黑白分層。
二十分鐘後,鍺錠從另一端出來,徐教授戴著石棉手套,小心翼翼地把它夾到檢測台上。
他拿起四探針測試儀,探針輕輕接觸鍺錠表面,儀錶盤上的數字跳動起來。
「多少?」溫安湊過去問,聲音里也帶著一絲不易察覺的緊張。
「0.01歐姆·厘米……」
徐教授聲音發顫,眼睛裡閃著淚光,「達到了半導體級純度!可以拉單晶了!我們成功了!溫主任,我們成功了!」
「太好了!」趙學武幾個青工激動得跳起來,互相摟著肩膀又哭又笑。
王師傅也站起身,從口袋裡掏出旱菸袋,點燃後深深吸了一口,嘴角露出了難得的笑容。
溫安長長舒了口氣,心裡的石頭落了一半。
但他知道,這只是第一步,接下來的拉單晶才是更大的難關。
「今晚試拉第一爐單晶。」
溫安看了看表,「徐教授,您帶人再檢查一遍單晶爐設備,不能有半點馬虎;趙學武,去食堂打點飯菜過來,多弄點饅頭和鹹菜,咱們輪流吃,不停工,爭取一次性成功!」
「溫主任,您也在這熬?」徐教授心疼地說,「這幾天您都沒好好休息過,黑眼圈都快掉到下巴了。」
「沒事,我在隔壁看圖紙,有事隨時叫我。」溫安笑了笑,轉身走進了工藝研究室。
這一熬就是通宵。單晶爐里,鍺料在石英坩堝中慢慢熔化,形成亮晶晶的熔體。
籽晶緩緩下降,接觸熔體的瞬間,發出輕微的「滋啦」聲。
「旋轉速度每分鐘三十轉,提升速度每秒零點五毫米!」徐教授盯著觀察窗,大聲指揮著,眼睛裡布滿了血絲。
趙學武緊緊握著操縱杆,不敢有絲毫馬虎。
所有人都睜大眼睛,看著觀察窗里那根亮晶晶的圓柱體逐漸生長出來,越來越長,越來越均勻。
凌晨四點,第一根鍺單晶終於出爐。
直徑二十五毫米,長度一百五十毫米,晶體完整,沒有一絲孿晶,在燈光下泛著銀白色的光澤。
「成功了!我們拉出單晶了!」
徐教授抱著那根單晶鍺,像抱著剛出生的孩子,眼淚止不住地往下流,哽咽著說不出話來。
溫安走到倉庫外,天邊已經泛起魚肚白,深秋的晨風很冷,卻吹不散他心裡的暖意。
他知道,接下來還有切片、拋光、氧化、光刻、擴散、鍍膜、封裝等一系列難關,但至少,他們邁出了最關鍵的一步。
上午八點,溫安回到計委,秘書小孫立馬迎了上來:「溫主任,上海儀表廠回電了!高純鎢絲有貨,但量很少,每月最多供應兩公斤。高純鋁箔得從瀋陽調,要等半個月才能到。」
「兩公斤鎢絲先訂下來,讓他們儘快發貨,走加急通道。」
溫安坐下喝了口熱水,「鋁箔我另外想辦法。你再聯繫一下北京電子管廠,問問他們有沒有閒置的光刻機,或者會操作光刻機的老師傅,咱們借調過來支援科研。
待遇從優,不管他們提什麼條件,只要能把人弄來,都好說。」
「光刻機?」小孫一臉茫然,「溫主任,這又是啥機密設備啊?我連聽都沒聽過。」
「別問那麼多,按我說的辦就行。」溫安擺擺手,「儘快聯繫,有消息馬上告訴我,這事兒耽誤不起。」
中午,溫安抽空回了趟幹部大院。李榮蓉今天調休,正在家裡給溫昊織毛衣,小傢伙趴在搖籃里,咿咿呀呀地玩著撥浪鼓。
「回來了?」李榮蓉抬頭看見溫安,連忙站起來,「看你這黑眼圈,又熬夜了?快坐下歇歇,我給你留了飯,還熱著呢。」
「趕個項目,沒辦法。」溫安抱起兒子,在他胖嘟嘟的臉上親了一口,小傢伙咯咯地笑了起來,小手緊緊抓住溫安的手指。
李榮蓉走到他身邊,輕輕幫他揉著肩膀:「你最近忙的這個機密任務,是不是特別難?我看你每天都累得不行,有時候半夜回來,身上全是機油味。」
「難,但必須得做。」溫安看著兒子純真的笑臉,語氣堅定,「現在多吃點苦,將來咱們的孩子就能用上自己國家造的東西,國家也能更強大,不受別人欺負。」
李榮蓉點點頭,眼裡滿是心疼和支持:「我相信你,你一定能做好的。家裡有我,你放心去忙吧,別太累著自己。」
一周後,清木大學的倉庫里,第一片鍺片完成了氧化和光刻。
在簡陋的曝光箱下,紫外光照射著塗了光刻膠的鍺片,玻璃掩膜板上的電晶體圖案,慢慢複製到鍺片表面。
顯影、腐蝕、去膠,一系列操作下來,鍺片上出現了細密的電路圖案,像極了蜘蛛網。
「下一步,擴散。」徐教授戴著口罩和手套,小心翼翼地把鍺片送入擴散爐,「磷源溫度950度,擴散時間兩小時,雜質濃度一定要控制好,這直接關係到電晶體的性能。」
又是幾個不眠之夜。
當第一顆黃豆大小的鍺電晶體被金絲球焊機焊接到管座上,封裝進金屬外殼時,倉庫里安靜得能聽到每個人的心跳聲。
測試台上,示波器已經接通電源。徐教授顫抖著手,將電晶體的引腳接入測試電路,深吸一口氣,按下了電源開關。
示波器屏幕上,出現了一道微弱的波形。
「放大!再放大!」徐教授大聲喊道,聲音裡帶著一絲顫抖。
周明連忙調整旋鈕,波形逐漸變大,變得清晰起來。
「放大倍數……35倍。」
徐教授念出讀數,聲音沙啞卻充滿力量,「截止頻率……8兆赫。雖然只有國外同類產品的一半性能,但這是我們自己做出來的!是真正的國產電晶體!是咱們中國人自己造的!」
他抬起頭,老淚縱橫。趙學武幾個青工抱在一起,又哭又笑,眼淚混著汗水往下淌。
王師傅蹲在牆角,默默點了根煙,手卻忍不住發抖,菸灰掉了一地都沒察覺。
溫安站在測試台前,看著那顆銀灰色的小小電晶體,心裡百感交集。
三個月,從一片空白到第一顆國產鍺電晶體誕生,他們克服了無數困難,熬過了無數個不眠之夜,終於邁出了這歷史性的一步。
「徐教授,我建議,把這顆電晶體命名為『京鍺一號』。」溫安看著徐教授,語氣鄭重。
「好!就叫『京鍺一號』!」徐教授用力點頭,激動地說,「這是咱們北京研製的第一顆鍺電晶體,是咱們中國人的驕傲!將來寫進歷史,也得記上這一筆!」
「但這還不夠。」
溫安話鋒一轉,眼神變得堅定,「35倍的放大倍數,8兆赫的截止頻率,遠遠達不到實用要求。
我們的目標是放大倍數提到80倍,截止頻率突破20兆赫,成品率提到百分之三十以上。徐教授,咱們的路還長著呢,不能驕傲自滿。」
「我明白!」
徐教授握緊拳頭,眼神里充滿了鬥志,「有了第一顆,就有第二顆、第三顆!
溫主任,你放心,給我半年時間,我一定讓『京鍺二號』的性能翻倍!不,翻兩倍!」
溫安拍拍他的肩,目光掃過倉庫里每一張年輕而堅毅的臉:「同志們,今天的事,嚴格保密,絕不能向外泄露半個字。但我相信,歷史會記住這一天——1963年11月7日,中國第一顆實用化鍺電晶體,在清木大學誕生。」
他頓了頓,聲音提高了幾分,充滿了力量:「這只是開始!明年,我們要建立第一條月產千顆電晶體的試製線,要培養出第一批半導體產業工人。
要讓我們自己造的電晶體,用在收音機里,用在儀器里,用在國家最需要的地方!
要讓外國人知道,中國人也能造出自己的電晶體,也能搞出自己的電子工業!」
掌聲響起,不大,卻異常堅定,迴蕩在簡陋的倉庫里,久久不散。
窗外,冬日的陽光穿透雲層,照進倉庫,照亮了那些簡陋的設備,照亮了那顆小小的「京鍺一號」,也照亮了每一張充滿希望的臉。
溫安走出倉庫,深吸一口冷空氣,心裡卻熱乎乎的。
他知道,這顆小小的電晶體,就像一粒火種,雖然現在還很微弱,但只要用心呵護,總有一天,它會燃成燎原之火,燒出一個嶄新的電子時代。
回到計委,溫安在筆記本上寫下了接下來的目標:
1. 建立月產千顆電晶體試製線,成品率突破30%;
2. 開展矽材料預研,攻克矽提純技術,實現矽電晶體零的突破;
3. 啟動印刷電路板工藝開發,實現國產化替代;
4. 與北京收音機廠合作,研製國產電晶體收音機樣機,讓老百姓用上自己造的電晶體收音機;
5. 培養50名以上半導體技術骨幹,形成人才梯隊,為後續發展儲備力量。
寫完,他合上筆記本,目光望向窗外。遠處的工廠煙囪冒著白煙,街上的自行車來來往往,一派繁忙的景象。
溫安知道,一場靜悄悄的技術革命,已經在這片土地上點燃了火種。
而他要做的,就是當好這個守火人,讓這火種越燒越旺,照亮中國電子工業的未來。
二十出頭的青工趙學武瞪著眼前那座圓墩墩的鐵傢伙,嗓門都劈了叉:「徐教授!您再給說道說道,這爐子真要燒到九百四十度?」
徐光華教授推了推滑到鼻尖的黑框眼鏡,指尖在泛黃的技術手冊上點了點,聲音帶著書生氣的執拗:
「區域提純爐,核心區溫度必須穩定在940度,正負誤差不能超5度。
鍺錠從這頭送進去,慢速通過高溫區,雜質就會往兩端聚集,最後剩下的才是高純鍺料……」
「我的個親娘嘞!」
趙學武手裡的扳手「哐當」掉在水泥地上,倒吸一口涼氣,
「咱鋼廠煉鋼也才一千五六的溫度,這鐵疙瘩燒到九百四,還得穩如老狗?
徐教授,這不是為難人嘛!咱校辦工廠燒陶瓷窯,八百度都算頂天了,哪見過這陣仗!」
旁邊幾個從校辦工廠抽調來的青工立馬圍了上來,七嘴八舌地嚷嚷:
「是啊徐教授,普通耐火磚扛得住這溫度嗎?別到時候爐壁燒穿了!」
「還有那傳動系統,『慢速通過』到底多慢?快了慢了都不行?」
「咱連個正經的控溫表都沒有,全靠眼睛瞅?萬一溫度跑了咋整?」
徐教授被問得額頭冒冷汗,翻著手冊上密密麻麻的原理圖和公式,急得直搓手:
「理論上是這麼說的,可具體操作……還得摸索。」
他抬頭看了眼倉庫角落堆著的鍺礦石,語氣沉了下來,「這批鍺料是從雲南深山裡調過來的,提純了三次才得到這點粗鍺,要是浪費了,再想弄一批可就難了。」
就在這時,倉庫門「吱呀」一聲被推開,溫安裹著一身寒氣走進來,大衣上還沾著霜花。
「溫主任!」
趙學武像見了救星似的撲過去,拽著溫安的胳膊就往爐子那邊拉,「您可來了!這爐子要燒九百四十度,咱們從沒弄過這麼高的溫度,實在沒底啊!」
這爐子是半月前和資料一起從天津港拉回來的。
溫安從置換商城裡兌換的「關鍵設備」之一。
運來時說是「香港大學淘汰的二手實驗設備」,其實全新。
官方則用二十件清代官窯瓷器、五十斤特級滇紅、十幅蘇繡精品,回贈華僑。
隨爐子來的還有一本英文操作手冊,徐教授連夜翻譯,可實際操作還是卡殼。
溫安脫下大衣往牆角一搭,露出裡面的藍布工裝,他走到爐子前,伸手摸了摸冰涼的爐體:「940度不算高,關鍵是穩。」
他轉頭看向徐教授,眼神篤定,「鍺的熔點是937度,燒到940,剛好讓它表面微熔,雜質才能跟著遷移,這是提純的關鍵步驟,差一度都不行。」
「可我們不敢點火啊。」
徐教授苦著臉擺手,「熱電偶和溫控儀表都檢查過了,都是好的,但一想到要燒這麼高溫度,心裡就發怵。
萬一溫度失控,整爐鍺料就全毀了,我可擔不起這責任。」
溫安低頭沉思片刻,「這樣,分三步走。」
「第一步,空爐升溫,把940度的控溫區間摸熟,看看儀表準不準;
第二步,用廢料試燒,找出最佳的通過速度;
第三步,再上真料。」
他看向趙學武,「你們校辦工廠,有沒有懂熱工儀表、會修自動控制的老師傅?」
「有!王師傅啊!」
趙學武眼睛一亮,拍著大腿說,「他以前在蘇聯援建的工具機廠幹過,專門修熱工儀表,啥複雜的設備到他手裡都能搞定!
上次廠里的蒸汽鍋爐失控,就是他硬生生修好的!」
「那快去請。」
溫安叮囑道,「跟王師傅說清楚,這是『新型電子材料研製』,屬於機密任務,得簽保密協議,不該問的別問,不該說的別說。」
「明白!我這就去!」趙學武拔腿就往外跑,連掉在地上的扳手都忘了撿。
王師傅來得很快,五十多歲的年紀,頭髮花白,穿著半新的勞動布工裝,手裡拎著個工具箱,走路穩穩噹噹。
他圍著爐子轉了兩圈,用螺絲刀敲了敲爐壁,又翻開英文手冊的翻譯稿看了幾頁,眉頭皺得緊緊的。
「蘇聯的設備我熟,這鷹國貨……路子不太一樣。」
王師傅終於開口,聲音沙啞卻有力,「但原理都差不多,都是靠熱電偶測溫,繼電器控溫。
溫主任,給我兩天時間,我把這控溫系統拆開重新校準,保證誤差不超過3度,要是做不到,我把這工具箱吃了!」
「好!」溫安拍了拍他的肩膀,「需要什麼零件、工具,直接跟趙學武說,後勤處那邊我已經打過招呼了,優先供應,就算是拆東牆補西牆,也得把你的工具湊齊。」
王師傅點點頭,打開工具箱,拿出螺絲刀、萬用表就開始拆儀表蓋,動作麻利得很。
倉庫里頓時熱鬧起來,青工們有的遞工具,有的幫忙扶著爐體,徐教授則在一旁幫忙記錄數據,原本沉悶的氣氛一下子活泛起來。
溫安走到隔壁臨時改的「工藝研究室」,三個清木大學物理系的高年級學生正趴在桌上畫圖,鼻樑上的眼鏡片厚得像瓶底。
帶頭的學生周明見溫安進來,連忙站起來:「溫主任。」
「怎麼樣,參數算得怎麼樣了?」
溫安走過去,看著桌上攤著的《高頻電晶體設計原理》複印件,上面畫滿了密密麻麻的演算公式。
周明推了推眼鏡,語氣有些沮喪:「我們按資料上的參數算了三天三夜,這高頻電晶體的基區厚度,得控制在0.5微米以內。
可咱們現有的鍍膜設備,精度最多到2微米,差得太遠了,這簡直是不可能完成的任務。」
「資料上提到了『真空蒸鍍法』。」
溫安翻到其中一頁,指著上面的示意圖說,「用鎢絲加熱鋁源,在真空環境下沉積鋁膜,能做到亞微米級厚度。你們學校的真空設備能用嗎?」
「真空設備倒是有,但鎢絲和鋁源的純度要求太高了。」
另一個學生插話道,「得四個九以上的高純材料,國內根本不好找,就算找到,價格也貴得嚇人,咱們這點科研經費根本不夠。」
「這個我來想辦法。」
溫安掏出筆記本記下來,語氣斬釘截鐵,「你們繼續算其他參數,擴散溫度、時間、雜質濃度梯度,把所有工藝卡點都列出來,咱們一個一個解決,辦法總比困難多。」
「好!」三個學生齊聲應道,又埋頭忙活起來,筆尖划過紙張的沙沙聲此起彼伏。
從清木大學出來,天色已經擦黑,街燈昏黃的光映著路面的積雪。
溫安騎著自行車往計委趕,腦子裡還在琢磨著鎢絲和鋁源的事,這些在後世司空見慣的東西,在1963年的中國,每一件都是難關。
剛到計委門口,就被秘書小孫攔住了:
「溫主任!可算著你了!工業局的老李來了三趟了,問咱們答應給他們的那批特種鋼材啥時候能到位?
他們廠新上的車床生產線,就等這批鋼試機呢,老李說再不到貨,生產線就得停工,到時候上面怪罪下來,誰都擔不起責任!」
溫安這才想起上周協調的鞍鋼特種合金鋼,用於精密工具機導軌:「明天,最遲明天下午一定到位。」
他鎖好自行車,「小孫,麻煩你個事,幫我聯繫一下上海儀表廠,問問他們有沒有高純鎢絲和高純鋁箔。
量不用大,但純度必須四個九以上,就說咱們搞科研急需,不管花多大代價,都得給我弄到手。」
「鎢絲?鋁箔?」小孫愣了愣。
「嗯,機密任務,別多問。」溫安壓低聲音,「儘快聯繫,有消息第一時間告訴我,這事耽誤不得,晚了可能就錯過最佳實驗窗口期了。」
小孫見溫安神色嚴肅,也不敢多問,連忙點頭:「行,我今晚就聯繫!」
三天後,清木大學的舊倉庫里,區域提純爐終於迎來了點火時刻。
王師傅蹲在儀錶盤前,眼睛死死盯著指針,手裡的螺絲刀隨時準備調整:「升溫!五十度一檔,慢慢往上加,別著急,穩著來!」
趙學武握著升溫旋鈕,手心全是汗,一點一點地轉動:「五十度……一百度……兩百度……」
爐體漸漸發熱,從暗紅色變成橘紅色,透過觀察窗,可以看到爐管中央亮起一片明亮的高溫區。
所有人都屏住了呼吸,眼睛緊緊盯著儀錶盤,倉庫里靜得能聽到彼此的心跳聲。
「九百三十度……九百三十八……九百四十!」王師傅的聲音有些顫抖,「穩住了!誤差正負2度!比我保證的還准!」
倉庫里響起一陣低低的歡呼,徐教授激動得臉都紅了:「上料!快上料!」
趙學武扳動操縱杆,一根手臂粗的鍺錠緩緩送入爐口,以每分鐘五毫米的速度慢慢通過高溫區。
鍺錠表面泛起金屬光澤,雜質在兩端逐漸堆積,形成了明顯的黑白分層。
二十分鐘後,鍺錠從另一端出來,徐教授戴著石棉手套,小心翼翼地把它夾到檢測台上。
他拿起四探針測試儀,探針輕輕接觸鍺錠表面,儀錶盤上的數字跳動起來。
「多少?」溫安湊過去問,聲音里也帶著一絲不易察覺的緊張。
「0.01歐姆·厘米……」
徐教授聲音發顫,眼睛裡閃著淚光,「達到了半導體級純度!可以拉單晶了!我們成功了!溫主任,我們成功了!」
「太好了!」趙學武幾個青工激動得跳起來,互相摟著肩膀又哭又笑。
王師傅也站起身,從口袋裡掏出旱菸袋,點燃後深深吸了一口,嘴角露出了難得的笑容。
溫安長長舒了口氣,心裡的石頭落了一半。
但他知道,這只是第一步,接下來的拉單晶才是更大的難關。
「今晚試拉第一爐單晶。」
溫安看了看表,「徐教授,您帶人再檢查一遍單晶爐設備,不能有半點馬虎;趙學武,去食堂打點飯菜過來,多弄點饅頭和鹹菜,咱們輪流吃,不停工,爭取一次性成功!」
「溫主任,您也在這熬?」徐教授心疼地說,「這幾天您都沒好好休息過,黑眼圈都快掉到下巴了。」
「沒事,我在隔壁看圖紙,有事隨時叫我。」溫安笑了笑,轉身走進了工藝研究室。
這一熬就是通宵。單晶爐里,鍺料在石英坩堝中慢慢熔化,形成亮晶晶的熔體。
籽晶緩緩下降,接觸熔體的瞬間,發出輕微的「滋啦」聲。
「旋轉速度每分鐘三十轉,提升速度每秒零點五毫米!」徐教授盯著觀察窗,大聲指揮著,眼睛裡布滿了血絲。
趙學武緊緊握著操縱杆,不敢有絲毫馬虎。
所有人都睜大眼睛,看著觀察窗里那根亮晶晶的圓柱體逐漸生長出來,越來越長,越來越均勻。
凌晨四點,第一根鍺單晶終於出爐。
直徑二十五毫米,長度一百五十毫米,晶體完整,沒有一絲孿晶,在燈光下泛著銀白色的光澤。
「成功了!我們拉出單晶了!」
徐教授抱著那根單晶鍺,像抱著剛出生的孩子,眼淚止不住地往下流,哽咽著說不出話來。
溫安走到倉庫外,天邊已經泛起魚肚白,深秋的晨風很冷,卻吹不散他心裡的暖意。
他知道,接下來還有切片、拋光、氧化、光刻、擴散、鍍膜、封裝等一系列難關,但至少,他們邁出了最關鍵的一步。
上午八點,溫安回到計委,秘書小孫立馬迎了上來:「溫主任,上海儀表廠回電了!高純鎢絲有貨,但量很少,每月最多供應兩公斤。高純鋁箔得從瀋陽調,要等半個月才能到。」
「兩公斤鎢絲先訂下來,讓他們儘快發貨,走加急通道。」
溫安坐下喝了口熱水,「鋁箔我另外想辦法。你再聯繫一下北京電子管廠,問問他們有沒有閒置的光刻機,或者會操作光刻機的老師傅,咱們借調過來支援科研。
待遇從優,不管他們提什麼條件,只要能把人弄來,都好說。」
「光刻機?」小孫一臉茫然,「溫主任,這又是啥機密設備啊?我連聽都沒聽過。」
「別問那麼多,按我說的辦就行。」溫安擺擺手,「儘快聯繫,有消息馬上告訴我,這事兒耽誤不起。」
中午,溫安抽空回了趟幹部大院。李榮蓉今天調休,正在家裡給溫昊織毛衣,小傢伙趴在搖籃里,咿咿呀呀地玩著撥浪鼓。
「回來了?」李榮蓉抬頭看見溫安,連忙站起來,「看你這黑眼圈,又熬夜了?快坐下歇歇,我給你留了飯,還熱著呢。」
「趕個項目,沒辦法。」溫安抱起兒子,在他胖嘟嘟的臉上親了一口,小傢伙咯咯地笑了起來,小手緊緊抓住溫安的手指。
李榮蓉走到他身邊,輕輕幫他揉著肩膀:「你最近忙的這個機密任務,是不是特別難?我看你每天都累得不行,有時候半夜回來,身上全是機油味。」
「難,但必須得做。」溫安看著兒子純真的笑臉,語氣堅定,「現在多吃點苦,將來咱們的孩子就能用上自己國家造的東西,國家也能更強大,不受別人欺負。」
李榮蓉點點頭,眼裡滿是心疼和支持:「我相信你,你一定能做好的。家裡有我,你放心去忙吧,別太累著自己。」
一周後,清木大學的倉庫里,第一片鍺片完成了氧化和光刻。
在簡陋的曝光箱下,紫外光照射著塗了光刻膠的鍺片,玻璃掩膜板上的電晶體圖案,慢慢複製到鍺片表面。
顯影、腐蝕、去膠,一系列操作下來,鍺片上出現了細密的電路圖案,像極了蜘蛛網。
「下一步,擴散。」徐教授戴著口罩和手套,小心翼翼地把鍺片送入擴散爐,「磷源溫度950度,擴散時間兩小時,雜質濃度一定要控制好,這直接關係到電晶體的性能。」
又是幾個不眠之夜。
當第一顆黃豆大小的鍺電晶體被金絲球焊機焊接到管座上,封裝進金屬外殼時,倉庫里安靜得能聽到每個人的心跳聲。
測試台上,示波器已經接通電源。徐教授顫抖著手,將電晶體的引腳接入測試電路,深吸一口氣,按下了電源開關。
示波器屏幕上,出現了一道微弱的波形。
「放大!再放大!」徐教授大聲喊道,聲音裡帶著一絲顫抖。
周明連忙調整旋鈕,波形逐漸變大,變得清晰起來。
「放大倍數……35倍。」
徐教授念出讀數,聲音沙啞卻充滿力量,「截止頻率……8兆赫。雖然只有國外同類產品的一半性能,但這是我們自己做出來的!是真正的國產電晶體!是咱們中國人自己造的!」
他抬起頭,老淚縱橫。趙學武幾個青工抱在一起,又哭又笑,眼淚混著汗水往下淌。
王師傅蹲在牆角,默默點了根煙,手卻忍不住發抖,菸灰掉了一地都沒察覺。
溫安站在測試台前,看著那顆銀灰色的小小電晶體,心裡百感交集。
三個月,從一片空白到第一顆國產鍺電晶體誕生,他們克服了無數困難,熬過了無數個不眠之夜,終於邁出了這歷史性的一步。
「徐教授,我建議,把這顆電晶體命名為『京鍺一號』。」溫安看著徐教授,語氣鄭重。
「好!就叫『京鍺一號』!」徐教授用力點頭,激動地說,「這是咱們北京研製的第一顆鍺電晶體,是咱們中國人的驕傲!將來寫進歷史,也得記上這一筆!」
「但這還不夠。」
溫安話鋒一轉,眼神變得堅定,「35倍的放大倍數,8兆赫的截止頻率,遠遠達不到實用要求。
我們的目標是放大倍數提到80倍,截止頻率突破20兆赫,成品率提到百分之三十以上。徐教授,咱們的路還長著呢,不能驕傲自滿。」
「我明白!」
徐教授握緊拳頭,眼神里充滿了鬥志,「有了第一顆,就有第二顆、第三顆!
溫主任,你放心,給我半年時間,我一定讓『京鍺二號』的性能翻倍!不,翻兩倍!」
溫安拍拍他的肩,目光掃過倉庫里每一張年輕而堅毅的臉:「同志們,今天的事,嚴格保密,絕不能向外泄露半個字。但我相信,歷史會記住這一天——1963年11月7日,中國第一顆實用化鍺電晶體,在清木大學誕生。」
他頓了頓,聲音提高了幾分,充滿了力量:「這只是開始!明年,我們要建立第一條月產千顆電晶體的試製線,要培養出第一批半導體產業工人。
要讓我們自己造的電晶體,用在收音機里,用在儀器里,用在國家最需要的地方!
要讓外國人知道,中國人也能造出自己的電晶體,也能搞出自己的電子工業!」
掌聲響起,不大,卻異常堅定,迴蕩在簡陋的倉庫里,久久不散。
窗外,冬日的陽光穿透雲層,照進倉庫,照亮了那些簡陋的設備,照亮了那顆小小的「京鍺一號」,也照亮了每一張充滿希望的臉。
溫安走出倉庫,深吸一口冷空氣,心裡卻熱乎乎的。
他知道,這顆小小的電晶體,就像一粒火種,雖然現在還很微弱,但只要用心呵護,總有一天,它會燃成燎原之火,燒出一個嶄新的電子時代。
回到計委,溫安在筆記本上寫下了接下來的目標:
1. 建立月產千顆電晶體試製線,成品率突破30%;
2. 開展矽材料預研,攻克矽提純技術,實現矽電晶體零的突破;
3. 啟動印刷電路板工藝開發,實現國產化替代;
4. 與北京收音機廠合作,研製國產電晶體收音機樣機,讓老百姓用上自己造的電晶體收音機;
5. 培養50名以上半導體技術骨幹,形成人才梯隊,為後續發展儲備力量。
寫完,他合上筆記本,目光望向窗外。遠處的工廠煙囪冒著白煙,街上的自行車來來往往,一派繁忙的景象。
溫安知道,一場靜悄悄的技術革命,已經在這片土地上點燃了火種。
而他要做的,就是當好這個守火人,讓這火種越燒越旺,照亮中國電子工業的未來。