書接上文。
    陳立東搞風電、光電，比較順應當前的經濟形勢。
    目前藍星能源產業增速最快的是光電，經濟學家們估計1998年世界光伏銷售量有望達到160兆瓦，1997年是120兆瓦，這么算的話增速就是33%。
    光伏產業發展最好的是山姆國。
    去年他們的緋聞總統提出了“百萬個太陽能屋頂計劃”，這個計劃的內容是到2010年為100萬個家庭安裝太陽能屋頂，每個屋頂將有3到5千瓦光伏發電系統，有太陽時屋頂向電網供電，電表倒轉；沒有太陽時，電網向家庭供電，電表正轉，家庭用戶每月只須交“凈電費”就行了。
    與此同時，諸如日曼、太陽、不列顛等發達國家也都提出了類似計劃。
    華夏從40年前就開始引進太陽能發電系統，搞了40年也只安裝了10兆瓦，這些光伏發電主要布設在空間衛星光伏系統、地面微波中繼站光伏系統、航標燈塔的光伏系統等。
    民用光伏發電在華夏國內聊聊無幾，所以有著廣闊的市場空間。
    從東華信息部掌握的情況看，全華夏搞太陽能電池的廠家主要有9家，一年的產量不足2兆瓦，遠遠落后于發達國家，目前藍星最大的光伏工廠是山姆國的Spire公司，年產光伏組件36兆瓦。
    目前國際上光伏電池的價格是3-4美元/peak翻譯過來就是“瓦特”。
    光伏電池的“每瓦”有著特殊的定義，它指的是在太陽光輻射強度1000W/m2，大氣質量AM1.5，電池溫度25℃條件下，太陽能電池的輸出功率。
    太陽能電池的功率，主要取決于電池板的質量。此時國內商業電池效率大概是10%到13%，好一些的能到14%、15%，國外大體也是14到15的樣子，那些吹噓能到二三十的，都只是實驗室數據。
    所謂電池效率，就是太陽能轉化為電能的效率。
    在上述標準條件下，太陽光的輻射強度是每平米1000瓦，電池轉化效率如果是15%，就能產生150瓦的電力，這樣的電池會在板子上標注150瓦/平米的字樣。
    其實這個電池效率也就是個參考值，誰都知道每天的光照情況就是個變量，下雨、陰天、早晨、傍晚、春夏秋冬，都影響發電量。理論情況下，1平方米的太陽能電池板十個小時可產生1.4--1.5度電，現實中晴天情況下能到一度就不錯了。
    再說一下這時候太陽電池板的價格。
    太陽能電池板的價格是以發電效率來計算的，1998年國際上的價格是每瓦3到4美元。
    所以按照每平米發電效率150瓦算的話，1平米電池板價格可以達到150×4=600美元，折合人民幣5000元。
    20年后，華夏企業會將太陽能電池板玩到白菜價，一平米的板子也就600元人民幣。
    如果現在陳立東開黑搞的話，可以直接做到白菜價，因為制作太陽能天池的硅晶片可以從系統熔爐獲得。
    1996年2月，留虬地區投資設立的中德電子材料公司投產，生產出島內首支量產級八英寸單晶硅棒，這根晶棒重76.6公斤，長85公分，可切出八英寸晶圓硅片850片。
    據這家公司測算，這根晶棒的成本約3萬美元，每公斤400美元，好貴是不是！一噸鋼坯才300美元。
    如果從系統熔爐容量需要多少錢呢？只需要0.1度電錢！
    晶棒得成分是硅，說糙點就是沙子。
    前邊說過，硅是藍星第二豐富的元素，廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中，第一的是氧，氧和硅生成的二氧化硅就是爛大街的沙子。
    陳立東從未用熔爐回收過硅這種東西，但是這種元素的單質在系統中還是積累了很大的量。
    怎么來的呢？就是夾雜在廢鋼鐵、洋垃圾中，被吃進去的。
    在工業助手系統中，陳立東很少將硅換金幣，因為換金幣少得可憐。
    然而，這種爛大街的東西，卻能做成當今世界上科技含量最高、賣價最貴的東西：芯片！
    芯片是怎么制成的呢？
    造芯片的第一步，就是要把二氧化硅還原成硅錠，再經過提純和直拉法生成一根長長的硅棒，然后對這根硅棒進行切割、研磨和拋光，片出一張張光盤一樣的硅片。
    第二步，將硅片送往晶圓廠通過光刻和蝕刻雕刻出晶體管的物理結構，并通過離子注入和覆膜等手段賦予其電特性，重復這個過程，數以億計的電子器件及其對應的邏輯電路依次生成，最后這張晶圓上就會出現數百枚芯片。
    第三步，將這張晶圓上的芯片切割分離，并進行封裝測試，完成一個個芯片的制造。
    以上就是芯片的工藝流程。
    簡單嗎？非也，直到陳立東穿越那年，華夏作為制造業大國還在芯片上被別人卡著脖子。
    在此時的1998年，華夏已經意識到在芯片產業上與國外的差距，連續啟動了908、909兩個國家級工程，可謂舉國之力跨越趕超。
    可從重生者的眼光來看，這兩項工程雖然使國內芯片產業有所突破，卻都未達到預期目的。
    二十年后直到陳立東重生之際，山姆等國的芯片產業已經摸到技術的天花板，華夏企業還在咬牙追趕，拉開的距離至少10年。
    作為系統之主、工業達人，擺脫不了芯片。
    現在，在“大本營”里，有一位叫陳地忠的機械仆從正在被陳立東授權使用研發平臺進行工業試驗。
    用來制造芯片的沙子不是工地上那種普通的河沙，而是硅含量更高的硅石，主要成分是二氧化硅。
    從硅石到單晶硅，要經歷三生三世，分別為硅石到硅錠，硅錠到多晶硅棒，最后到單晶硅棒。
    硅錠的制作，一般用坩堝，不是煮牛蛙的“干鍋”，而是煉金用的坩堝，專家稱之為礦熱爐。
    其實用電弧爐就行，電弧爐在本書中已經做過介紹，就不再贅述。
    先看實驗的第一步，冶煉工業硅。
    陳地忠按照買來的專利技術資料，在研發平臺模擬了一個6米直徑的電弧爐，用電極加熱，在爐子中放入了硅石，再加入煤炭和木屑，將爐溫加熱到2000攝氏度，在高溫作用下，二氧化硅逐漸融化，并與碳元素發生還原反應：二氧化硅與碳生產硅單質和一氧化碳。
    在溫度較低的地區還會生成碳化硅，碳化硅在技術資料里被列為了廢渣。
    冶煉出的硅液逐漸冷凝，就得到了相對純凈的硅錠，這是純度為98%到
    99%的冶煉級工業硅。
    2%到1%的雜質主要是鐵和鋁，硅錠已經是化工、冶金和建筑的重要材料。
    但是對半導體產業來說，99%的純度還遠遠不夠。
    接下來是第二步，提煉光伏硅。
    這一步就是為工業硅提純。
    工業硅提純，業界主流的做法是借助氯化氫氣體進行提純，由于最早是賽蒙斯公司于1955年開發出來的，所以又稱賽蒙斯法。
    陳地忠用礦磨、氣流磨將硅錠粉碎成渣，再次放入電弧爐中加熱到325度，在這個溫度下硅渣與氯化氫反應，生成氫氣和三氯硅烷，三氯硅烷也是氣體狀態，這一步還會生成三氯化鐵、三氯化鋁和四氯化硅等氣體，利用這些氣體不同的沸點，再通過冷凝器和蒸餾塔對溫度的控制，分離出沸點較低的三氯硅烷氣體。
    在這一步，用到的設備主要是電爐、冷凝器、蒸餾塔。
    接下來，把高純度的三氯硅烷再還原成固態硅。做法是在1100度高溫的反應爐中通入三氯化硅和氫氣，生成硅、氯化氫和四氯化硅，在這個溫度下只有硅是固態，所以在反應爐中可以看到硅架上黑色的硅按照圓柱體的形狀，像蘑菇一樣慢慢長大。
    按照專利技術資料描述，這個過程要持續大約一周的時間，就能積累到目標規格的硅棒，硅含量高達99.999999999%，一共11個9。
    不過此時的硅棒表面坑坑洼洼，其晶體框架結構不均勻，整體是由眾多不規則的小晶體構成的，這就是多晶硅。
    這種多晶硅已經可以用于光伏行業，制作太陽能電池。
    不過做芯片需要的是晶格均勻連續、電學性質穩定的單晶硅。
    所以還要完成第三步，提拉單晶硅。
    這一步，技術資料采用了柴可拉斯基法，這種技術出自1918年誕生于博蘭達的化學家楊.柴可拉斯基之手，又稱直拉法或者提拉法，顧名思義，就是在純凈的硅溶液中拉出一根棒子。
    具體做法是在石英材質的精煉爐中加熱融化高純度的多晶硅，石英的熔點約1700攝氏度，硅的熔點約1400攝氏度。
    陳地忠按照技術資料要求在精煉爐中沖入氬氣，把溫度控制在1600度左右，然后將一小條晶種，也就是一條細小的單晶硅作為種子浸入硅溶液，再緩慢的向上旋轉、提拉，被拉出的硅溶液因為溫度梯度下降會凝固成固態硅，細節上看就是細牙簽進去、大棒子出來。
    大棒的粗細和質量，取決于工作的溫度、旋轉的速度和提拉的力度，這時在大棒頂端出現了一段直徑幾毫米的脖子。
    這是因為在晶種剛接觸溶液時會因為熱沖擊，使晶體發生高頻次的滑移和位錯，導致最開始的一段容易出現晶體缺陷。
    所以在剛開始時先用高速提拉，拉出一段10厘米左右的脖子，讓位錯缺陷趨緩直至消失之后，再降低速度開始拉大直徑的硅棒，此時凝固的硅棒就和晶種一樣是光滑的單晶硅。
    但是，“細脖子”的存在，決定了單晶硅的重量，因為棒子超重會斷掉。
    從陳地忠利用系統熔爐的實驗數據看，拉直徑8英寸的硅棒能拉6米長，12英寸的最長到一米五。
    陳地忠將這些步驟操作完成后，就制作出了芯片的原材料：單晶硅棒。
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