标准单元库录入完毕的第二天，吴国华就带着第六组的人，开始往里面灌数据。

    

    从今天起，这个系统的主要任务就是辅助昆仑-1的芯片设计。

    

    逻辑仿真、版图验证、设计规则检查，全在上面跑。

    

    吴国华拍了拍机柜：“算力差一点，但够了！”

    

    诸葛彪点头：“16台并联，理论峰值是单机的16倍。跑一个与非门的仿真，现在是毫秒级。跑一个加法器，秒级。跑一个完整的控制核心，大概需要几天。”

    

    吕辰苦笑：“对，比手工快，但快得有限。等存储阵列扩到4M、8M，再加16台机器，速度还能再提。”

    

    钱兰把机房维护记录本交给吴国华，转头对吕辰和诸葛彪说：“咱们也该忙自己的了。”

    

    三个人来到吕辰的办公室，把门关上。

    

    桌上摊着几张稿纸，是自动引线键合机的总体构想。

    

    “这个项目，咱们从电机那边结束就开始想。”诸葛彪感叹道，“现在编程机、显示控制、分布式系统接口都交付了，总算是可以动手了。”

    

    钱兰翻开自己的笔记本：“封装环节现在是6305厂最大的瓶颈。光刻机工件台升级以后，光刻产能翻了十倍，薄膜、扩散、金属化各工序也都在提速。但封装还是老样子，一台键合机一个工人，一天撑死焊几百颗芯片。良率还不稳定，全靠手稳不稳。”

    

    诸葛彪点了一根烟：“红星一号、二号、午马机、微光夜视仪、近炸引信、炮兵计算器、电子耳朵、显示器、接口芯片、编程机、逻辑控制柜……，6305厂顶不住了，3000多人的厂子，两条线，近三分之一的人焊死在封装环节，质量参差不齐。”

    

    吕辰给二人倒了水：“这个环节还真是卡了脖子，不解决掉，加再多产线，光刻出来的晶圆堆在仓库里，封不出来，等于白干。”

    

    诸葛彪弹了弹烟灰，打开自己的笔记本，上面画着一个简图，一个底座，一个支架，一个可以上下左右移动的悬臂，悬臂末端是一个细小的吸嘴。

    

    底座旁边是一个显微镜，显微镜连着摄像头，摄像头连着计算机。

    

    “这是这几个月，我反复琢磨的。显微镜下用操纵杆控制，自动对准，自动焊接，精度至少要做到正负十微米。”

    

    钱兰点点头，也打开自己的笔记本，里面是一个芯片，一个引线框架，然后用箭头标出运动轨迹。

    

    “我也琢磨了一下，自动对准两步走，第一步，粗定位。工件台把芯片和引线框架送到显微镜视野里，误差控制在几十微米以内。第二步，精定位。机器自动识别芯片上的焊盘和引线框架上的引脚，算出偏移量，驱动微动台补偿。”

    

    她抬起头：“粗定位，咱们有底子。高频脉冲电机加光栅尺，一微米精度都能做。精定位，是难点。”

    

    她顿了顿：“至于精定位，我的想法是图像识别。芯片上的焊盘是金属的，有固定的形状和排列方式。机器要能看见它，认出它，然后算出它的位置。”

    

    诸葛彪说：“图像处理，像素点，一个一个算。午马机算一张图要几百毫秒。一颗芯片几十个焊盘，焊一颗就要几十秒。一天能焊几颗？”

    

    吕辰道：“所以，我们不用微程序做图像处理，太慢。用硬件。把算法固化在芯片里，用逻辑电路代替微程序计算。这和编程机、显示控制芯片的思路是一样的。”

    

    正说着，门被推开了。

    

    李怀德站在门口，手里拎着一个军绿色的帆布包，脸上带着一种说不上来的表情，像是兴奋，又像是压力。

    

    “你们三个都在，正好。”他走进来，把帆布包往桌上一放，“有个事，得跟你们说说。”

    

    吕辰站起来，给他倒了杯水。

    

    李怀德从帆布包里抽出一份文件，红头，文号很靠前。

    

    他把文件放在桌上：“总装来的，小吕你看看。”

    

    吕辰拿起文件：“……近炸引信、炮兵计算器、微光夜视仪等装备，在历次试验和演习中表现出色，作战效能显着优于现有装备。为加快我军装备现代化建设步伐，经中央军委批准，决定……”

    

    他往下看，一行数字跳进眼睛。

    

    近炸引信：50万套。

    

    炮兵计算器：10万台。

    

    微光夜视仪：3万台。

    

    吕辰抬起头，看着李怀德。

    

    “这是订单？”

    

    “这是任务。”李怀德说，“总装下的任务，不是订单，是军令状。”

    

    他把文件翻到最后一页，指着一行字。

    

    “6305厂作为上述装备核心芯片的定点研制生产单位，须确保按时保质完成供货任务。”

    

    他顿了顿：“总计小100万颗芯片了，这还只是个开头，后面还要加。”

    

    办公室里安静了几秒。

    

    钱兰轻声说：“6305厂只有一条军品线，这么多，要做到猴年马月？”

    

    “一个月1200片。”李怀德接过话，“每片晶圆上，少则几十颗，多则上百颗。一个月能出的成品，不到10万颗。”

    

    诸葛彪把烟掐灭：“李书记，就算是光刻出来了，以现在的封装良率和速度，怕是还要打折扣。”

    

    李怀德笑道：“是啊，我也是这样告诉总装的，所以他们专门批了一笔钱，用于封装环节的自动化建设。这可是专项经费，整整120万，用于设备研发和产线改造。”

    

    李怀德一脸‘我很看好你们’的样子：“陈厂长和我说过你们三个早有计划做自动化键合机，所以我就在总装立了个军令状。明年这个时候，封装产能要翻三倍。翻不上去，我这个厂长就不用干了。”

    

    吕辰三人对视一眼，这还真是瞌睡来了遇到枕头。

    

    诸葛彪兴奋道：“李书记，那这120万怎么分？”

    

    李怀德笑了起来：“诸葛，你小子心也太大了，不过，120万你吃不下。我和刘教授商量过了，决定搞一次大会战。把星河计划各协作单位的力量集中起来，用最短的时间，把自动化封装搞出来。”

    

    钱兰道：“什么时候开始？”

    

    “越快越好。”李怀德说，“你们既然早有准备，那具体的组织形式、参与单位、任务分工，就要你们来定。”

    

    吕辰沉默了几秒：“既然这样，那就干。”

    

    他看着李怀德：“李书记，既然是大会战，那咱们就得把星河计划的家底拉出来。”

    

    李怀德点点头：“你说，要谁？”

    

    吕辰拿过一张纸，一边写一边说。

    

    “哈工大，精密机械是他们的强项，运动平台、丝杠导轨、振动隔离，这些都要他们来。”

    

    “西军电，对准与识别，需要图像处理、信号分析，他们搞雷达的，对这些在行。”

    

    “昆明贵研所，键合用的金丝、铝丝，纯度和一致性直接影响焊接质量，这个得他们来把关。”

    

    “上海机床厂，工程化、批量生产，他们有经验。样机做出来以后，要变成能上生产线的设备，得靠他们。”

    

    “长光所，光学对准系统，显微镜、摄像头、照明，这些光学器件，他们是最好的。”

    

    “理论组，控制算法、微程序、系统仿真，得他们来建模、写代码。”

    

    他一口气写了六个单位，然后放下笔，看着李怀德。

    

    李怀德拿过纸：“行，人，我来请。技术，你们定。”

    

    吕辰点点头，又拿来一张纸：“十天之内，各单位派人到红星所集中。一个月之内，拿出总体方案。三个月之内，造出原理样机。半年之内，上生产线试运行。”

    

    他放下笔：“这是军令状里的军令状。”

    

    李怀德盯着那个时间轴看了几秒，然后点点头：“行。就这么定。”

    

    他拎起帆布包，走到门口，又回过头。

    

    “小吕，这个项目，你牵头。小钱、彪子，你们配合。需要什么，直接找我。”

    

    办公室里安静下来。

    

    诸葛彪又点了一根烟，吸了一口，慢慢吐出来。

    

    “10天。1个月。3个月。半年。来得及吗？”

    

    “来得及。”

    

    ……

    

    10天后，红星所党组会议室里，烟雾缭绕，长条桌摆成回字形，桌上摊着图纸、笔记本和搪瓷缸子。

    

    包康建坐在靠窗的位置，旁边是哈工大的两个年轻教师，正在低声讨论着什么。

    

    秦世襄坐在他对面，身旁边也坐着两名研究生。

    

    昆明贵研所的周工独自前来。

    

    上海机床厂来了三个人，钱工领头，正跟包康建小声说着什么。

    

    长光所来的是王高工，旁边坐着两个年轻的光学工程师。

    

    陈教授坐在他对面，身后还坐着两个研究生，一个在翻资料，一个在本子上飞快地记着什么。

    

    汤渺教授和方教授坐在陈教授旁边。

    

    6305厂是陈光远和胡教授一同前来。

    

    刘星海教授坐在主位，面前放着一个黑皮本子，他靠在椅背上，手指在扶手上轻轻敲着，像是在等什么。

    

    李怀德坐在他旁边，手里夹着一支烟，正吞云吐雾。

    

    吕辰、钱兰和诸葛彪坐在刘星海对面。

    

    “人到齐了。”刘星海敲了敲桌子，“开始吧。”

    

    会议室里安静下来。

    

    吕辰走到黑板前：“各位，今天把大家请来，是为了研发全自动引线键合机。为什么做这个东西，李书记已经跟大家说过了。我不重复。今天要讨论的，是怎么做。”

    

    他拿起粉笔画了一个简图。

    

    晶圆上料→芯片识别→位置对准→引线键合→质量检测→下料封装。

    

    “六个步骤，核心是两步。”他用粉笔在“位置对准”和“引线键合”稳，焊不牢。”

    

    他放下粉笔，看着台下。

    

    “对准怎么搞？这是第一个问题。”

    

    会议室里安静了几秒。

    

    陈光远第一个开口：“对准，可以用光刻机的工件台技术，精度能做到亚微米。键合机精度要求没那么高，微米级就够了。技术是现成的，搬过来用就行。”

    

    包康建摇了摇头：“陈厂长，光刻机的工件台和键合机的运动平台，工况不一样。”

    

    他站起来，走到黑板前，拿起粉笔，画了两个图。

    

    左边是一个方方正正的运动平台，上面标着“光刻机”。右边是一个结构更紧凑的平台，上面标着“键合机”。

    

    “光刻机是步进式，移动的时候可以慢，停下来的时候要稳。对速度要求不高，对稳定性和精度要求高。”

    

    他在右边的图上画了几个箭头。

    

    “键合机不一样，焊完一个点，要立刻移动到下一个点。一秒焊几十个点，移动速度要快，启停要干脆。对加速度和动态响应的要求，比光刻机高一个数量级。”

    

    他放下粉笔，看着陈光远：“光刻机的那套东西，搬过来用，会出问题。不是精度不够，是速度跟不上。”

    

    陈光远皱了一下眉头，没说话。

    

    陈教授开口了：“包教授说得对。工况不同，技术方案不能照搬。但光刻机的经验可以借鉴。关键是，怎么在保证速度的前提下，达到精度要求。”

    

    他站起来，走到黑板前，拿起粉笔，在黑板上画了一个两级运动的示意图。

    

    “我提一个思路。大行程、低精度，加小行程、高精度。”

    

    他指着图上的两部分。

    

    “第一步，用通用运动平台，把芯片移动到显微镜的视野范围内。这一步，精度要求不高，几十微米就够了。速度快，因为只要走到大概位置就行。”

    

    “第二步，用一个微动台，做最终的精细对准。微动台行程小，几个毫米就够。但精度要高，能到微米级甚至亚微米级。可以用压电陶瓷驱动，响应快，分辨率高，没有间隙，没有摩擦。”

    

    他放下粉笔，转过身：“粗定位负责快，精定位负责准，两级串联，既保证了速度，又保证了精度。”

    

    会议室里安静了几秒。

    

    包康建点点头：“这个思路可行，粗定位的运动平台，可以用高频脉冲电机加精密丝杠，光栅尺反馈，闭环控制。精度能做到正负5微米，速度能到每秒几百毫米。”

    

    “精定位的微动台，”他想了想，“可以用压电陶瓷叠堆，配上柔性铰链。行程正负1毫米，分辨率能到纳米级。响应速度微秒级，没有机械间隙，没有摩擦，长期稳定性好。”

    

    秦世襄推了推眼镜：“粗定位和精定位之间，怎么衔接？粗定位走完了，微动台才知道自己该往哪儿走。这个‘知道’的过程，需要时间。”

    

    陈教授在纸上写了几行公式：“粗定位完成后，系统记录下当前位置和目标位置的偏差。这个偏差，就是微动台要补偿的量。算法要快，要在毫秒级内算出补偿量，然后驱动压电陶瓷动作。总的对准时间，不能超过几十毫秒。”

    

    讨论完第一个问题，吕辰在黑板上写下几个关键词：两级运动、粗精衔接、毫秒级响应。

    

    “对准的第二个问题，”他转过身，“用什么来‘看’？”

    

    王高工站起来，走到黑板前，拿起粉笔。

    

    “传统的方法，用显微镜加摄像头。芯片上有对准标记，显微镜放大以后，摄像头拍下来，计算机分析标记的位置，计算出偏差，然后驱动平台移动。”

    

    他在黑板上画了一个简图。

    

    “这个方法的问题是，慢。图像数据量大，计算机处理不过来。拍一张图，几毫秒。处理一张图，几十毫秒甚至上百毫秒。一秒焊几十个点，每个点都要对准，光对准就花了几百毫秒，来不及。”

    

    他放下粉笔，看着台下：“所以，要想办法提速。”

    

    吕辰拿起粉笔，画了一个芯片的框图。

    

    “我建议把‘找标记’算法硬件化，设计专用芯片，把图像处理的算法固化在芯片里。摄像头拍到的图像，直接送到这块芯片，芯片在几微秒内就算出标记的位置，然后输出偏差信号。”

    

    陈教授点点头：“可行。图像处理算法，本质上就是滤波、边缘检测、模板匹配。卷积、相关、比较，都是基本门电路，不需要复杂的指令集。”

    

    他顿了顿：“问题是，这块芯片的复杂度，不低。图像数据是二维的，几百乘几百个像素。要在几微秒内完成处理，需要的门电路数量很大。以现在的五微米工艺，芯片面积可能会很大。”

    

    吕辰在黑板上写下两个字：专用。

    

    “那就做大。面积大一点没关系，只要能跑得快。键合机需要的是专用的、快速的、只干一件事的芯片。这件事，我们集成电路实验室来干。”

    

    陈光远补充了一句：“除了视觉对准，还可以用光栅尺做位置反馈。运动平台上装光栅尺，分辨率零点几微米。平台走到哪儿，光栅尺读数就告诉控制系统‘我到了哪儿’。视觉对准做粗定位，光栅尺做精定位的验证和补充。两套系统，互相校验。”

    

    方教授忽然开口：“我有一个想法，可能不成熟，说出来大家听听。”

    

    他看着在座的人：“能不能用微波或者红外来做对准？芯片和基板在特定频率下，会有不同的反射特征。如果发射一束微波，打在对准标记上，反射回来的信号，和打在别的地方的信号，不一样。通过分析反射信号，就能判断有没有对准。”

    

    他顿了顿：“这个方法的好处是，非接触，速度快，不受表面污染和光照条件的影响。而且，不需要显微镜，不需要摄像头，不需要复杂的图像处理。”

    

    会议室里安静了几秒。

    

    秦世襄推了推眼镜：“方教授这个思路，理论上可行。不过要做微米级的对准，需要用毫米波甚至亚毫米波。那个频段的器件，我们还没有。”

    

    他想了想：“但可以作为辅助。比如，视觉对准做完以后，用微波验证一下。或者，在焊点质量检测上用微波。焊得好不好，接触电阻不一样，反射信号也不一样。”

    

    方教授点点头：“对，我也是这么想的。不一定非要用在主对准通道上，可以作为补充和验证。”

    

    陈教授插了一句：“方教授，电子耳朵的无线传感器，能不能用到键合机上？”

    

    方教授眼睛一亮：“你是说，在键合头上装传感器？”

    

    “对。”陈教授说，“键合的时候，超声振动、压力、温度，这些参数实时监测，通过无线方式传回控制系统。不用拖着一堆线，信号更干净，响应更快。”

    

    方教授点点头，在本子上飞快地记着什么。

    

    吕辰在黑板上又加了一行：微波/红外辅助对准、无线传感监测。

    

    “精密运动平台，包教授，这个交给你们了。”吕辰说。

    

    包康建点点头：“没问题。高频脉冲电机加精密丝杠，光栅尺反馈，闭环控制。X-Y-Z三轴，行程100*80*20。定位精度正负2微米。速度300/s。加速度2个G。”

    

    他顿了顿：“运动平台的基座、导轨、支架，我建议用陶瓷材料。氮化硅和氧化锆，热膨胀系数低，刚性高，减振性能好。用在这个地方，再合适不过了。”

    

    汤渺教授点点头：“陶瓷精密加工，我们有经验。导轨的直线度、平面度，都能做到微米级。但成本高，加工周期长。做样机可以，批量生产的话，要考虑替代方案。”

    

    上海机床厂的钱工插了一句：“批量生产的时候，可以用铸铁基座加陶瓷导轨。铸铁做结构件，陶瓷做运动副。这样既保证了精度，又控制了成本。”

    

    包康建点点头：“这个思路好。样机先用全陶瓷，验证性能。定型的时候再优化材料方案。”

    

    吕辰在黑板上写下：精密运动平台——哈工大+上海机床厂+工业陶瓷中心。

    

    “对准与感知系统，秦教授、方教授，这个交给你们。”

    

    秦世襄点点头：“光学对准这部分，西军电来负责。显微镜、照明、摄像头，都是现成的。关键是图像处理的速度，需要你们集成电路实验室把那块专用芯片做出来。”

    

    方教授在旁边说：“微波辅助对准和无线传感，我来试试。不敢保证能成，但值得一试。”

    

    吕辰在黑板上又写：对准与感知,西军电+工业监测实验室+集成电路实验室。

    

    “材料与工艺保障，胡教授、周工、汤教授，这个交给你们。”

    

    胡教授看着汤渺：“键合吸嘴，也就是焊头，接触芯片的表面，要耐磨，要导热均匀，要绝缘。金属材料有局限性，陶瓷可能更合适。”

    

    汤渺点点头：“可以用氮化硅陶瓷做键合吸嘴，加热块也可以用陶瓷，热均匀性好，不会有局部热点。”

    

    周工道：“键合金丝，我们能做到纯度99.99%，线径25微米。延伸率2~4%，断裂强度10克以上。批间一致性也没问题，关键是成本太高了。”

    

    他顿了顿：“目前正在攻关铝丝，但问题不少，表层氧化膜影响焊接，我们正在研究表面钝化处理工艺，希望能解决这个问题。”

    

    吕辰在黑板上写：材料与工艺，6305厂封装中心+工业陶瓷中心+昆明贵研所。

    

    “控制理论与软件，陈教授，这个交给您。”

    

    陈教授翻开本子：“控制算法分三层。最底层，是运动控制。位置环、速度环、电流环，三环闭环。PID参数要整定，要适配不同负载、不同速度。这一层，可以用微程序固化在芯片里。”

    

    “中间层，是对准算法。视觉对准、微波对准、光栅尺反馈，多源信息融合。这一层，要建数学模型，要写微代码，要跑仿真。”

    

    “最上层，是工艺管理。键合温度、压力、超声功率、时间，这些参数要能编程，要能根据不同芯片、不同基板做调整。这一层，要用到编程机，要写编辑软件。”

    

    他合上本子：“三层架构，一层一层往上搭。工作量不小，但理论上有基础。昆仑-0的编程机、分布式系统、标准单元库，这些成果都可以复用。”

    

    吕辰在黑板上写下：控制理论与软件，理论组+集成电路实验室。

    

    所有人发言完毕，会议室里安静下来。

    

    刘星海总结道：“这个项目，不是一般的科研项目。是军令状，是大会战。没有牵头单位，6305厂设备中心就是战场。半年之内，要拿出能用的全自动键合机。”

    

    他顿了顿：“各位都是从星河计划开始就跟过来的老人。这几年，风风雨雨，什么没见过。光刻机做出来了，集成电路做出来了，计算机也做出来了。”

    

    他看着每一张脸：“一台键合机，比这些都简单。但简单，不代表容易。难在要把这么多东西拼在一起，拼成一个能用的、好用的、耐用的设备。”

    

    他站起来：“陈厂长负责总体，李怀德同志保障资源，有技术难题，大家一起攻关。”

    

    他看着所有人：“散会。”