封锁的绞索骤然收紧,带来的阵痛是剧烈而广泛的。国内那条唯一的、风雨飘摇的2微米芯片生产线,在备件耗尽后,最终还是未能完全避免部分机台停摆的命运,产能和良率断崖式下跌。“磐石”处理器的供应立刻变得紧张起来,多个重点型号的进度受到影响,用户单位的催货和询问电话几乎打爆了五院的对外联络线路。
然而,在陈锋“火种”应急方案的指引下,五院乃至更广范围的科技界和工业界,一场悲壮而宏大的自力更生运动,以前所未有的力度和决心展开了。
“磐石-Mini”的降级求生:
王磊领导的团队,开始了与时间的赛跑。他们对“磐石”处理器设计进行了大刀阔斧的“瘦身”。砍掉了部分性能扩展接口,简化了缓存层次,甚至将主频目标主动下调。目的只有一个:确保能在国内那些技术更落后、但设备完全自主的“古董级”工艺线上流片成功。
这些老旧的工艺线,使用的是5微米甚至更落后的技术,晶体管密度低,功耗大。将“磐石”这样复杂的设计移植上去,难度不亚于重新设计一款芯片。团队成员们日夜奋战,手动调整每一个单元的版图,反复进行设计规则检查(DRC),与工艺厂的老师傅们一起,摸索着在这种落后工艺下实现功能的土办法。
当第一颗采用5微米工艺制造的“磐石-Mini”芯片,在测试台上勉强点亮,虽然主频只有原版的一半,功耗高了近一倍,但它确确实实能够运行核心指令集时,实验室里没有欢呼,只有一种沉重的欣慰。这意味着,在最坏的情况下,国家的核心装备,至少不会因为“断芯”而彻底瘫痪。
“星辰”的异构突围:
韩越团队彻底放弃了短期内打造单一高性能通用处理器的幻想,全力转向异构计算路线。他们将之前预研的浮点运算加速单元(FPU)、数字信号处理(DSP)核心、以及专门用于控制算法中矩阵运算的专用电路,分别设计成独立的、结构相对简单的小型芯片(Chiplet)。
这些Chiplet的设计目标非常明确:结构简单,易于在现有落后工艺下实现,并通过高速互连总线与一颗简化版的“星辰”核心进行通信。
他们设计了一种多芯片封装(MCP)方案,将一颗“星辰”简化核心与多个不同的加速Chiplet封装在同一个基板上。虽然这种方式导致芯片体积庞大,互联延迟高,能效比低下,但它巧妙地绕开了制造单一复杂大芯片的工艺难题,用一种“堆料”的方式,拼凑出了远超单一“磐石”处理器的综合算力。
当第一个异构计算原型板成功驱动,并成功运行了经过并行化改造的FADEC控制算法,其处理速度相比“磐石”提升了三倍时,韩越团队所有人都松了一口气。这条路,虽然曲折,但至少看到了希望。
半导体装备国产化的“淮海战役”:
这才是真正的硬仗,也是陈锋亲自挂帅的主战场。沈宏教授领导的“半导体装备与材料国产化攻坚指挥部”,如同一个战时司令部,开始协调全国的力量。
光刻机:这是皇冠上的明珠,也是被卡得最死的环节。国内几家光学院所和机械制造厂被紧急动员起来,联合攻关。他们没有追求最先进的深紫外(DUV)技术,而是从技术相对成熟、但已被国外淘汰的g-line(436nm)步进投影光刻机开始仿制和再创新。无数工程师对着好不容易搞到的、残缺不全的旧图纸和实物照片,一点点反推设计,材料中心的专家则拼命攻关镜头玻璃、抗蚀剂等关键材料。
刻蚀与薄膜设备:同样采取从低端切入的策略。等离子刻蚀机、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)设备,都选择了相对成熟的型号作为突破口,集中力量解决核心部件(如射频电源、真空泵、气体输送系统)的国产化。
“备胎”计划:林军官协调的特殊渠道也发挥了作用。一些被西方国家淘汰的、型号陈旧的二手设备,以及少数愿意为了高额报酬“发挥余热”的退休外籍工程师,通过各种隐秘的途径被引入国内。这些“洋拐杖”虽然无法直接解决先进制程问题,但为国内工程师理解设备原理、进行逆向工程和人才培养,提供了宝贵的实物参考和时间窗口。
整个国家的相关产业链,都被动员起来。许多原本生产普通机械、化工产品的工厂,接到了为半导体设备配套生产某个特定阀门、一根特种管路、或者一种高纯试剂的任务。条件艰苦,基础薄弱,但没有人抱怨。所有人都明白,这是一场没有退路的战争。
五院内部,气氛凝重而忙碌。走廊里张贴着“自力更生,艰苦奋斗”、“突破封锁,为国铸芯”的标语。实验室和车间里,灯火彻夜长明。人们行色匆匆,眼中布满血丝,但眼神却异常坚定。
陈锋的身影出现在各个关键攻关点。他能在光刻机的光学设计讨论中提出关键建议,也能在异构芯片的互连协议上指出潜在瓶颈。他的存在,就像一根定海神针,稳定着军心,指引着方向。
这个过程,充满了失败和挫折。国产的g-line光刻机第一次曝光测试,线条模糊不清,良品率几乎为零。第一批自制的特种气体,纯度不达标,导致整炉晶圆报废。异构芯片的互连延迟远超预期,严重拖累了整体性能……
但每一次失败,都伴随着更深入的分析和更坚决的再次尝试。
封锁的寒风凛冽,但在这片土地上,无数颗不甘屈服、自力更生的火种,正在顽强地燃烧,并试图汇聚成足以融化坚冰的熊熊烈焰。
这是一条无比艰难的路,但也是一条唯一能通向真正自主和强大的路。
五院,和它身后的整个国家,正在用行动宣告:
封锁,只能让我们变得更坚强!
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