第十二章 产能不足

微电子系接下来两个课题。

        其一，把光刻精度从现在的100纳米提高到80纳米，并试着增加光刻规模。

        光刻精度提升之后，晶体管会变得更小，相同数量的晶体管耗电量也会下降，现在的图形控制芯片耗电量为42瓦，单纯提高精度至80纳米，不调整构架，保持相同数量晶体管时，最优解功耗会降低至27瓦。

        精度提高之后才轮到规模，每次精度的提升都是换代，为了保证良品率，规模都要重新从小的做起。

        晶圆产业的良品率和常规零部件的意义不那么相同，比如现在中原地区普及的10微米精度的零件，一百个都不一定有个次品。

        芯片就完全是另一回事，硅的纯度做不到百分之百，越接近边缘杂质会越多。杂质少芯片功耗会上升，勉强还能用，只是偶尔会莫名其妙的烧毁，稍微多那么几万分之一杂质或瑕疵，就会导致芯片变成废品。

        所以单芯片规模（面积）增大，碰到晶圆瑕疵的概率也跟着变大，就会导致良品率降低，无脑提升规模的结果，会把生产变成一个从废品里找良品的游戏。

        大学下一阶段的目标，是在精度换代之后，把芯片规模由现在的100平方毫米提高到144平方毫米，并试图保证良品率，精度和规模两项提升加在一起，足以让晶体管翻倍还有一点余量，达成全面替代微型玄学图形芯片的目的，生产成本也不会高太多。如果啥时候晶圆制备尺寸、纯度再升个级，成本会比现在还低。

        另一个课题是单片机。

        如果沈文剑上辈子如果是专业的晶圆产业从业人员，就应该让大学把目标直接瞄准单片机，这个东西的应用范围比图形芯片大的多，同样是玉剑山因成本和市场规模问题很难做的市场。

        单片机和图形芯片从某种角度来看，是一个妈妈生的，或者说图形芯片是单片机的一个变种。

        它的定义是一片芯片上集成芯片（计算）功能、缓存功能、只读储存等一大堆东西，它本身就拥有一台计算机的全部功能。虽然性能上无法和全尺寸的设备相提并论，但因为足够小，它的应用范围非常大，比如自动洗衣机控制、红外线遥控器、计算器、机床控制、灯光控制器等等，可以说没有单片机，电气化生活还是缺了点意思。

        市场也是很清楚的，单片机的开发，就是为了全面取代玉剑山已经停产的各种外销型芯片，实现功能覆盖之后，产业也足以养活一个工厂，那时候才会真的出现芯片厂和晶圆厂，产能足够之后反过来做普通人的民用市场。

        因为已经做好了图形芯片，单片机的开发也变得不那么复杂，年内就能做出通用型单片机和机床用单片机，不过要达到实用化，都还有很多周边工作要做。

        现在的图形芯片单纯计算晶体管为八百万个。起点看起来有点厉害，其实在几年里，也经历过几千个、几万个晶体管的样品版本，不过那些都是研究光刻胶等周边时临时弄的，顺便测试一下硅晶体管的性能。

        接下来如果能顺利把晶体管推到两千万个，全面替代前代玄学芯片就不存在性能障碍了，甚至有一些类型还会强出一截。

        从现在开始计算，整个替代过程大概还需要三到五年。

        稍微关注了下大学方面，沈文剑大多数精力还是放在西边。

        去年年初世界门开启，最重要的工程却是“变形金刚”系列产业链的建设。

        “变形金刚”系列生产系统直到去年十月才全部完成精度调试工作，正式进入换代阶段。

        截止3035年一月底，包括十月前的试生产版和天火“手工拼装”版，总计下线数量达到两万台，今年年产量预计能有八万台。

        一台“变形金刚”系列机器人，消耗的二代通用计算芯片是四片而不是一片，传感集成器（脑袋）、手臂也需要计算芯片支持，如果再算上一些备用手臂和特种型号如战术联络中心，平均还不止四片。这样算下来，八万台的年产量，仅仅二代通用计算芯片的消耗量就会达到三十四万片以上，远远超出二代芯片二十万片的产能。

        话说回来，因为“变形金刚”系列机器人的逻辑处理能力大幅度提升，也没有前代机器人的各种缺陷，像流水线作业调制好任务基本不需要多少后续管理，因此反过来增加芯片产能，其实也只是能量与原材料的堆积，并不会占用更多的管理人力。

        不过芯片生产线还是要另外造的。

        “机器人的芯片占用率太高了，院里开会讨论了一下，有几个替代方案，师父给选一选吧。”刘香湘正在为芯片的事情做报告。

        沈文剑接过平板翻了翻，也有点头疼。

        最简单的方案，是复刻一套生产线，预计六个月内可以完成，之后二代芯片的年产量达到四十万片。如果后续需求量继续增大，那就要重复流程，因为装配精度的关系，过程中每套设备四个月的调试期是无法缩短的。

        第二种是替代方案，直接在极乐地区建造前代芯片生产线，用前代芯片替换掉手臂、脑袋的控制系统，缩减对二代芯片的消耗。

        沈文剑只看了一眼就把替代方案排除了，原因很简单，“变形金刚”系列是非接触式肢体，这个系统并非毫无缺陷，比如炼金型在作业精度上，相比前代就完全没有提升，甚至加工次品率还有所增加，因为这玩意会受到气流扰动！

        如果换成算力更低的前代芯片，非接触式系统的加工能力和法术激光锁定能力都会下降，构架上的缺陷还可能导致非接触设备失控，即使因此能大幅度减轻玉剑山的生产负担，也很难接受。

        第三种方案，重新设计量产设备，直接把最大产能往一百万片上面推，看起来比较好，不过今年就别想完成八万台“变形金刚”系列的生产了，因为这种规模的设备需要造新的更大的高精度厂房，本身复杂度也会提高，至少要等到明年才能投入使用。

        沈文剑纠结一番，考虑到后续还会有换代需求，花费巨大的精力搞出个一百万产能的东西，改装可能都会变成个耗时好几年的工程，直接丢到也太浪费，有些得不偿失，最后选择了复刻芯片生产线，把产能提高到四十万片的方案。

        这个决定做出来，“变形金刚”系列的产量就被固定在年产最多八万台不会继续增加，上半年储备还是用于研究和开发工作，用现有产能造两万多台先混着。

        安排好量产事宜，荒漠大裂隙前沿营地里积累的事情也该处理了。


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