«Мы уже можем получать 6N чистоты в лабораторных условиях, и если мы достигнем соглашения о сотрудничестве, мы сможем наладить серийное производство кремния чистотой 7N в течение одного года».
Что такое 7N в массовом производстве? У Советского Союза таких технологий не было. Восточная Германия тогда только пыталась перейти с 4N на 5N. Представителям ГДР было прекрасно известно, что первые коммерческие логические микросхемы Texas Instruments производились с использованием кремния чистотой от 6N до 7N. Звук глотка слюны в комнате прозвучал особенно отчётливо. Это означало прямой рывок до уровня современных кремниевых долин.
«Доктор Хуан, вы говорите серьёзно?» — голос Вайса звучал хрипло. Руки Мюллера под столом сжались в кулаки.
Хуан Кунь проявил непоколебимую уверенность: «Конечно. Вы должны хорошо понимать, насколько слаба промышленная база Китая по сравнению с Восточной Германией. Мы можем получать 5N даже с использованием упрощённого метода Чохральского для выращивания монокристаллического кремния, и это при том, что мы не обладаем высокоточными тигельными материалами и очистным оборудованием. Промышленная база Восточной Германии значительно лучше нашей, но вы достигаете лишь 4N. Наш технический путь к 7N предельно ясен, и нас сдерживает лишь нехватка материалов и оборудования».
Вайс взглянул на Мюллера, и тот понял, что настала его очередь говорить: «Доктор Хуан, не могли бы вы подробнее рассказать о вашем техническом подходе?»
Хуан Кунь подошёл к заранее подготовленной доске: «Вы слышали о технологии ионной имплантации?»
Мюллер и Вайс ответили: «Да».
Хуан Кунь продолжил: «Отлично. Эта технология является ключевым процессом в полупроводниковом производстве для введения легирующих примесей в чистые кремниевые пластины, главным образом для изменения электрических свойств кремния. Это концептуальная технология, предложенная Силиконовой долиной. Мы уже завершили все вычислительные прогнозы распределения примесей при ионной имплантации, включая столкновения ионов с кристаллической решёткой, потери энергии на ядерное и электронное торможение, формирование дефектов и их диффузию».
«Невозможно!» — не сдержался Вайс.
Если бы Хуан Кунь не был одним из основоположников теории динамики кристаллической решётки, Вайс, вероятно, заявил бы, что их обманывают. Именно потому, что они были учёными и инженерами, прекрасно знакомыми с полупроводниковыми процессами, они понимали, насколько это сложно. Обычно полупроводниковое производство идёт рука об руку с отладкой, но китайцы заявляли, что уже завершили математическое моделирование и получили хорошие результаты — это выходило за пределы их понимания.
«Доктор Хуан, я не сомневаюсь в вашей компетенции, но это звучит просто невероятно. Это как если бы мы все исследовали лес, а вы, ещё не ступив в него, заявляете, что видели его целиком, и нам остаётся лишь одолжить вам инструменты для полного исследования. Доктор, вы понимаете, о чём я говорю? Это слишком невероятно. Я знаком с ионной имплантацией, мы тоже проводили некоторые теоретические исследования. Этот процесс включает в себя настолько сложные физические явления, что трудно представить, что его можно просчитать».
Хуан Кунь подумал про себя: «Да, если бы не Raspberry Pi, я бы сам не поверил, что мы это сделали». Вслух же он сказал: «Верите вы или нет, но факт остаётся фактом. Иначе мы бы не заявляли, что способны достичь 7N за год».
Хуан Кунь не стал говорить, что они видят лес целиком благодаря спутнику, который уже заснял его сверху. Он продолжил: «Позже я смогу предоставить вам часть данных и математических моделей. Вы сможете их проверить, когда вернётесь. Итак, продолжим. Поскольку ионная имплантация требует высокой чистоты кремния, нынешние 5N для неё недостаточны. Нам нужно поднять чистоту кремния как минимум на порядок. Это касается не только радиоприёмников; силовые приборы и малошумящие транзисторы на высокочистом кремнии показывают лучшие характеристики. При производстве других полупроводниковых компонентов высокочистый кремний на основе ионной имплантации также даст значительно лучшие результаты. Поэтому в области очистки кремния нам необходимо сотрудничество в части оборудования и методов контроля. Точно так же мы можем помочь Восточной Германии в повышении точности выращивания кристаллов».
Под контролем выращивания кристаллов здесь подразумевалось регулирование температурного градиента и добавление легирующих примесей для обеспечения однородности и стабильности пластин — в этой области у Китая были естественные преимущества.
«Как только мы сможем производить высокочистый кремний, мы перейдём к следующему этапу — ионной имплантации. Здесь нам не хватает ионных имплантеров, высокоточных ускорителей, стабильных источников ионов, высоковакуумных систем и масс-анализаторов, а также оборудования для высокотемпературного отжига и средств электрического тестирования. Наше же преимущество — в проектировании компонентов, вычислительном моделировании и построении физических моделей. У нас есть естественная основа для сотрудничества».
Выслушав, Вайс задумался: «Доктор Хуан, всё, что вы перечислили, — это теория. Нам придётся предоставлять реальное оборудование. К тому же многого из того, что вы упомянули, у нас самих нет».
Хуан Кунь сказал: «Я знаю. Но при вашей промышленной базе мы можем проектировать, а вы — производить, и мы сможем создать всё необходимое и запустить его в эксплуатацию. Вы тоже ограничены в доступе к ионным имплантерам для полупроводниковой промышленности. Но мы можем предложить помощь в проектировании для создания высокоточного, стабильного и пригодного для полупроводникового производства оборудования».
Китай был слишком слаб в материаловедении, поэтому даже имея Raspberry Pi, они были подобны мастеру боевых искусств, владеющему техникой, но лишённому внутренней силы. Но у них была не только Raspberry Pi — китайские учёные обладали прочными теоретическими знаниями, а огромный внутренний рынок Китая мог поглотить произведённые полупроводниковые компоненты. Восточная Германия, напротив, обладала внутренней силой, но не владела техникой. У них не было рынка; Советский Союз не ставил перед ними задачи производить полупроводники, поэтому ресурсов в эту отрасль почти не вкладывалось. У них был определённый потенциал в проектировании полупроводниковых приборов, но производственная экосистема была незрелой, не хватало полноценной цепочки поставок, чтобы замкнуть цикл от разработки до серийного выпуска. Именно поэтому Китай был заинтересован в сотрудничестве с ГДР, чтобы с помощью её внутренней силы укрепить собственный потенциал.
«Доктор Хуан, всё звучит прекрасно, но как нам вам поверить?»
Хуан Кунь достал из портфеля документ: «Это статья с полным моделированием процесса ионной имплантации. Вы можете взять её с собой и изучить. Она достаточно покажет наш уровень».
Если разговор с Ли Чжицяном был пустой тратой времени, то беседа с Хуан Кунем дала множество ценной информации. Многое из сказанного даже опытные специалисты не могли оценить на предмет достоверности. Вайс и Мюллер чувствовали, что получили много полезного, но насколько — не могли сказать.
«Доктор Хуан, мы обязательно внимательно изучим вашу статью по возвращении в Берлин и очень надеемся на дальнейшее сотрудничество с китайской стороной».
Глядя им вслед, Хуан Кунь надеялся, что политическая обстановка не помешает сотрудничеству с Восточной Германией. Давление со стороны Америки было настолько велико, что они вынуждены были раскрыть часть своих исследований по ионной имплантации в надежде заключить соглашение с ГДР. Если бы не американцы, они бы предпочли не спешить, потихоньку развивая технологии.
В конференц-зале Академии наук ГДР царила сосредоточенная атмосфера. За столом перед Мюллером и Гансом сидел профессор Херманн, эксперт по принятию решений в научных проектах, и Мартиус Фальт, ключевая фигура в полупроводниковой отрасли ГДР. Он сидел за столом, держа только что полученную из Китая статью. Его брови были нахмурены, в глазах смешались изумление и восторг.
Фальт глубоко вздохнул и заговорил, не скрывая волнения: «Как и сказал Хуан, построенная ими теория описывает распределение ионных примесей в твёрдом теле и может считаться стандартной моделью в этой области. Она описывает распределение ионов в материале при бомбардировке кремниевого кристалла высокоэнергетическим ионным пучком. Ядро теории — два механизма потерь энергии ионов: ядерное и электронное торможение. Хуан, решая уравнение переноса, получил распределение ионов по глубине в материале, показав, что оно приближается к гауссову распределению. О боже! Он даже пытается рассчитать среднюю глубину проникновения и дисперсию распределения в зависимости от типа ионов и их энергии».
Фальт провёл пальцем по статье, указывая на график гауссова распределения: «Посмотрите сюда. Они показали распределение легирующей примеси по глубине в кремниевом кристалле и подтвердили результаты измерениями эффекта Холла. Моделирование и экспериментальные данные очень хорошо совпадают. Правда, из-за ограниченности оборудования их эксперименты были довольно грубыми, и конечные результаты ионной имплантации оказались неидеальными. Но хотя экспериментальные результаты были неидеальными, они прекрасно совпали с расчётными! Не зря Хуан — он мастер теоретической физики!»
Херманн спросил: «Профессор Фальт, не могли китайцы сфабриковать экспериментальные данные?»
Фальт покачал головой: «В этом нет необходимости, мы можем воспроизвести эксперимент. Они использовали для моделирования базовое оборудование, а не вторичную ионно-масс-спектрометрию. Словом, если поспешить, мы сможем провести собственное моделирование через несколько дней и проверить, совпадут ли результаты с китайской моделью. Если проверка подтвердится, это докажет, что Китай действительно обладает собственной методологией в теоретической базе, построении моделей и вычислительном моделировании».
Херманн спросил: «Значит, профессор Фальт, вы считаете, что нам следует сотрудничать с Китаем?»
Фальт твёрдо ответил: «Разумеется».
В будущем Дрезден станет центром микроэлектронной и полупроводниковой промышленности всего советского блока. К 1980-м там будет работать более 40 000 человек. Крупнейшим предприятием станет ZMDI, производитель DRAM — чипов памяти. Восточногерманский ZMD U61000, объёмом 1 Мбит, на КМОП-технологии, был самым передовым чипом памяти ГДР конца холодной войны. Примерно на уровне японских Hitachi и NEC 1984 года. Не сказать, что сильно, но и не слабо.
А сейчас, благодаря плану OGAS, Восточная Германия уже начала вкладывать ресурсы в полупроводниковую отрасль. Если бы не это, они бы никогда не отправили Вайса и Мюллера в Китай лишь для того, чтобы проверить уровень китайских технологий. Без такого беспрецедентного внимания к полупроводникам Китай в промышленной карте советского блока действительно не имел веса. Китай обладал частью «права толкования», сельским хозяйством и военной мощью, но не был промышленной страной, и СССР в то время не хотел, чтобы Китай становился промышленной державой. Если бы Китай достиг технологического уровня Восточной Германии, Советы, вероятно, не спали бы ночами.
Помедлив, Фальт добавил: «Китайские коллеги построили кривые распределения ионов по глубине и продемонстрировали высокое соответствие теории и эксперимента. Я считаю, что мы должны продвигать сотрудничество».
Херманн кивнул: «Я займусь этим вопросом, но не питайте слишком больших надежд. Оборудование для ионной имплантации, которое хотят получить китайцы, слишком чувствительно, вы сами понимаете».
Все присутствующие переглянулись. Будучи интеллигенцией, они ежедневно читали газеты и, конечно, знали, что Китай в то время разрабатывал атомную бомбу. А ионная имплантация связана с большим количеством ионного оборудования — возможно, и не связана с ядерным оружием, но кто поручится, что Китай не использует её в своих ядерных разработках?
«Профессор, вы имеете в виду разработку ядерного оружия?»
«Да».
Фальт возразил: «Прецизионное оборудование для ионной имплантации не имеет отношения к ядерному оружию! Цель ядерных разработок — достижение реакций деления или синтеза, требующих колоссальных энергий и масштабных установок, тогда как ионная имплантация сосредоточена на микроскопическом легировании полупроводников. Разница в энергетических потребностях и масштабах оборудования колоссальна! Это совершенно разные вещи!»
Как глава полупроводниковой отрасли ГДР, Фальт был крайне заинтересован в сотрудничестве с Китаем, видя в этом шанс на быстрое развитие восточногерманской полупроводниковой промышленности.
Херманн поднял руку, призывая Фальта успокоиться: «Я знаю, конечно, знаю. Но проблема в том, что нам нужно убедить бюрократов из Митте, а им — бюрократов из Кремля в том, что наше сотрудничество с Китаем — это чисто полупроводниковое, техническое сотрудничество, не связанное с ядерным оружием. Проблема в том, что даже полупроводниковые технологии могут быть использованы в системах управления ракетами. Это и есть препятствия для нашего сотрудничества с Китаем!»
В здании Министерства науки и технологий Восточного Берлина.
За столом сидел Херманн, напротив — Фридрих Шмидт, высокопоставленный чиновник, отвечающий за международное научное сотрудничество, с неизменно холодным выражением лица.
Фридрих, просматривая отчёт, тихо сказал: «Невероятно. Физика полупроводников в Китае достигла таких высот. Их теория... смогла достичь такого уровня». В его голосе звучало восхищение.
Херманн сложил руки на столе и твёрдо произнёс: «Действительно впечатляет, товарищ Фридрих».
Фридрих осторожно заметил: «Но мы должны быть осмотрительны. Полупроводниковые технологии — это не только наука. Одно неверное решение может привести к непоправимым последствиям».
Херманн кивнул: «Вы правы. Их технологии вызывают восхищение, но их военный потенциал нельзя игнорировать. Если мы зайдём слишком далеко, можем раскрыть свои слабые места. Однако я вижу возможность: мы можем выбрать ограниченную область сотрудничества, например, оптику».
«Оптику?» — Фридрих приподнял бровь, в глазах мелькнул огонёк размышления. — «Продолжайте».
Херманн подался вперёд, его голос стал твёрже: «Оптическая область может в полной мере использовать их высокоточное моделирование, не затрагивая ядро полупроводников и чувствительные области, связанные с ядерным оружием. Мы можем предложить совместную разработку оптических приборов. Это позволит нам перенять их методы и одновременно удержать сотрудничество в безопасных рамках. Кроме того, в полупроводниковой отрасли есть много областей, где требуется оптика, и у нас есть уникальные преимущества в оптике. Китайцы, вероятно, будут удовлетворены».
Фридрих едва заметно улыбнулся: «Умно. Это выполнимый компромисс. Оптика имеет стратегическую ценность, но не угрожает напрямую линии безопасности Кремля».
Они обменялись понимающими взглядами. Фридрих взял ручку и быстро набросал записи: «Нам нужно подготовить предложение для вышестоящего руководства. Ограничить сотрудничество оптикой, чётко обозначить границы. Подчеркнуть взаимную выгоду».
Он уже мысленно просчитывал политические последствия. Это не только укрепит связи с Китаем, но и повысит технический уровень ГДР, не раздражая союзников, подумал он про себя.
«В предложении следует особо выделить невоенное применение», — пробормотал Фридрих тихо, но с неоспоримой твёрдостью, — «избегая любых недопониманий».
«Разумеется. Мы позиционируем это как чисто научное сотрудничество, направленное на технологический прогресс обеих стран».
Для Китая это было достижением половины цели.
Технология фотолитографии зародилась в 1950-х годах и первоначально использовалась для производства транзисторов и простых полупроводниковых приборов. В 1957 году Texas Instruments начала применять фотолитографию для обработки кремниевых пластин, заменив неэффективный ручной метод масок и химического травления. Но у Китая в то время не было коммерческих фотолитографических установок, можно было использовать лишь упрощённое экспериментальное экспозиционное оборудование. Фоторезисты, травители и материалы для масок производились своими силами — вопрос был лишь в их качестве. Однако в отношении источников экспозиционного света и оптических объективов Китай не мог получить их ниоткуда.
Поэтому, когда Восточная Германия ограничила сотрудничество оптикой, а возглавить его должна была знаменитая Zeiss, Хуан Кунь доложил директору Цяню:
«Восточные немцы всё же клюнули на удочку».

Комментарии

Загрузка...