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第728章 CMOS集成电路成功

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“李工”。

“李工你来了。”。

“李工”。

刚一进入到研究所内,看见李枭的技术员就向李枭打着招呼道。

李枭也是笑着和众人打着招呼,看到一个熟人,李枭也是问道:“罗教授呢?”。

“罗教授在一号实验室,正在等着测试结果。”。

“CMOS集成电路有结果了?”,闻言李枭也是眼前一亮。迫不及待的问道。

要知道CMOS集成电路,也被叫做互补金属氧化物半导体。

而它的核心就在“互补”上,电路由两种不同类型的晶体管组成,也就是PMOS和NMOS,在静态的时候会有一个处于关闭状态 ,也正因如此,这使得静态功耗极低,只有在开关切换的瞬间,才会产生显着的功耗。

此外CMOS技术还具有高噪声容限,也就是抗干扰性能,以及宽工作电压范围等优点。

也正因为如此,CMOS集成电路是现代电子设备的基石,没有它很多电子设备都制造不出来。

他之前就知道,在CMOS集成电路的研究上已经取得了很大的进展,但真没想到竟然这么快,他以为就算是再快也要等个半年一年左右。

不过随后李枭就又冷静了下来,就算是能制造出CMOS集成电路,但如果无法量产的话也是白搭。

要知道CMOS集成电路的制造,绝对离不开光刻机,光刻机也是芯片制造中最核心、最关键的设备之一。

如果没有光刻机,无论芯片设计多么精妙,但始终只是设计,没有办法把芯片转移到硅片上,也就自然制造不出集成电路。

国内现在的光刻机,还是接触式光刻,这种光刻机比起接近式光刻机差的还很远,效率有限,虽然也能够制造出集成电路,但只能制造简单的集成电路,稍微复杂点的就不够看了。

如果实在不行的话,那么他也就先只能先用双极型晶体管集成电路。

双极型晶体管集成电路,算的上世界上最早的一块集成电路,就是双极型晶体管集成电路,国内的第一块集成电路也是双极型晶体管集成电路。

在这方面,国内在今年的时候,已经算是比较成熟了,良品率可以达到70%。

虽然它也有很多优点。

像是开关速度快、信号传输延迟极低,还具备高电流驱动能力,无需额外缓冲器,还有就是抗辐射能力强,适配极端环境更是优秀,就算是在- 50℃以下的低温环境中,工作依旧稳定。

但如果要和CMOS集成电路比的话,还是差了很多。

首先就是低功耗上,双极型集成电路即使不工作,也会因 PN 结正向偏置产生持续电流,功耗可以达到毫瓦级。

其次就是集成度上。

双极型晶体管是纵向结构,如果工艺微缩到3微米以下,就会出现漏电、寄生电容过大等问题。

CMOS集成电路就不一样了,它上面的晶体管是由栅极、源极、漏极组成,可通过光刻、离子注入等工艺持续缩小尺寸,也就是说单芯片晶体管数量没有上限,像是后世的Cerebras WSE芯片上面就集中了4万亿晶体管。

双极型晶体管集成电路上线最多也就是近万。

此外还有抗干扰能力强,工作稳定性都要更高,作电压范围宽,适配场景更灵活,相比下双极型电路的工作电压范围就稍微较窄了,电压波动容易导致性能异常。

如果用双极型晶体管集成电路制造150机的话,其效果肯定比CMOS集成电路差很多。

李枭肯定希望用CMOS集成电路。

等到李枭到实验室的时候,隔着玻璃窗,罗教授正在看着里面几名工程师在测试。

看到李枭过来,罗教授也是愣了一下,他知道李枭这一阵子很忙,也就有些疑惑道:“你怎么来了?那边忙完了?”。

“差不多忙完了,有了点新想法,现在CMOS实验测试是什么情况?”。

“这已经是第六十一迭代了,总体并不太顺利,我们的工艺还是不太成熟。”。

“那这一次呢?”。

“这一次。”,说到一半,罗教授顿了顿这才道:“或许能成?”。

两人正说话间,通过喇叭,想起了里面王教授的声音:“罗所,栅极电压稳定3.2V,源漏极偏置5V,所有参数都按新方案调好了,示波器校准到了1纳安档了,接地良好。”。

听到这话,正在和李枭解释的罗教授,立刻看向了里面,沉声道:“开电源。” 。

闻言王教授也是立刻按下了一个红色按钮,在按下红色按钮的瞬间,实验室里所有人都屏住了呼吸。

示波器的绿光在蒙着薄尘的屏幕上跳动,但却是杂乱的波纹。

这也让众人心中一沉,李枭也是一样,也就正在这个时候,王教授道:“可能是探针接触不良,微调一下。”。

听到命令,一名工程师开始缓缓转动探针台的微米旋钮,每转一格都要停一停,众人也都是大气都不敢喘,死死的盯着显示器的屏幕。

突然,示波器上的波纹猛地一收,像被一双无形的手攥住一般,瞬间拉成一条平直的绿线,稳稳停在0.08纳安的刻度上。

见此李枭也是快速换算了起来,静态电流0.08纳安换算成功耗只有0.4纳瓦,这也让一下子凑进到了玻璃面前,睁大眼睛向着里面的显示器看去。

在显示器那条没有一丝波动的绿线旁边,开关速度波形,落在80纳秒区间,这也就意味着两个核心指标,同时达标了。

见此王教授有些迫不及待道:“再多测试几遍,换不同温度点。”。

说着就自己开始往恒温箱里加液氮,随着温度的变化,从 - 40℃到 60℃之间的温度,全部都测试了一遍,旁边的记录人员也是飞快地记录着实验数据,每记录下一组,脸上的笑意就会多几分。

等到数组数据全部记录下来,静态功耗最高的是0.1纳瓦,开关速度稳定在80-100纳秒,噪声容限则是1.9V。

这也代表着这一枚CMOS集成电路,完全符合了设计要求。

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