大兴启航超级工厂,芯片制造中心第四产线无尘室。
黄色的防紫外线灯光,从车间顶部的无影灯组倾泻而下。
环境控制面板上的红色发光二极管,显示着当前区域的参数状态。
温度恒定在二十二摄氏度,湿度百分之四十五,洁净度级别为最高的一百级。
在这种严苛的生产环境中,每立方英尺空气中直径大于0.5微米的颗粒物数量,必须被控制在一百个以内。
十二个装有减薄机台散件的防震密封木箱,放置在特种气垫搬运车上,木箱表面喷涂着天工二号车间的出厂编号。
刘海波穿着全套白色的连体防静电服,头戴防静电帽,下巴处勒紧供氧过滤面罩。
他身后的四名高级设备调试工程师同样的装束。
距离韩栋下达三天期限,已经过去了整整六十八个小时。
“拆解三号箱,静子线圈组装入主框架。”刘海波下达口令。
两名工程师推动气垫车靠近机台底座。
这台由盘古系统重新设计的磁悬浮晶圆减薄机,占据了三个标准的机台工位。
在清一色体积紧凑、线条圆润的半导体刻蚀机和氧化炉面前,它展现出一种跨维度的机械压迫感。
它的底座由高密度减震合成树脂浇筑而成,厚度达到六十厘米。
底座上方,四根粗壮的高碳钢立柱支撑起一个直径一点五米的环形金属框。
这就是原本属于天工重型机床的磁悬浮定子阵列。
两名工程师用专用的无磁性起子卸下木箱顶盖,露出里面排列紧密的高纯度无氧铜绕组模块。
“对接电源母线槽,注意防静电释放。”刘海波走上前,递过一把带有扭矩显示的特制绝缘扳手。
工程师接过扳手,将静子模块对准金属框内的卡槽,缓慢推入。
扳手套住固定螺栓,用力下压,显示屏上的数字跳动,最终定格在二十五牛米。
咔嗒一声,扭矩达到设定极限,扳手自动脱扣。
同样的动作,四人团队重复了数百次。
六百个高功率电磁线圈在环形框架内均匀分布。
密集的馈电线缆汇聚在后方的控制柜接口板上,用绝缘绑带固定,排列规整。
刘海波从工具箱中取出激光准直仪,将其放置在静子框架正中心。
红色的激光束打在四面的反射镜上,他紧盯测距仪上的读数屏幕。
“X轴水平公差0.02毫米,Y轴0.01毫米,主框架安装达标。”
刘海波在手中的设备工艺卡片上签下名字。
“送主轴砂轮盘。”
无尘室的大门滑开。
一台由电机驱动的小型液压升降车驶入,升降台上放置着这台减薄机的核心执行部件,超精密金刚石砂轮转子。
转子重达两百公斤。
外壳由无磁性的航空铝合金一体铣削而成,底部镶嵌着一整圈致密的纳米级金刚石磨料颗粒。
这也是天工一号车间连夜赶制出的超常规格砂轮。
半导体设备使用如此巨大且沉重的重工业砂轮,打破了传统的机械设计常理。
“升降台拉升至一米二高度。”刘海波指挥。
液压连杆伸展,砂轮盘被平稳举起到静子框架的正下方。
“释放承托插销,人工辅助对中。”刘海波走入机台底部。
两名工程师分列两侧,双手托住砂轮底盘的外沿。
在没有通电的情况下,这个两百公斤重的铁疙瘩完全需要依靠人力和机械限位器进行对接。
三个人屏住呼吸,手套表面的防滑纹理紧紧贴合在铝合金外壳上,他们依靠肌肉的收缩,微调着砂轮盘的空间位置。
“向左移动一毫米,对准锁止槽。”刘海波偏过头,看着上方的定位孔隙。
砂轮盘微动,导向柱滑入限位孔。
两百公斤的砂轮盘,被临时机械锁扣挂在静子环内部,它与周围的静子线圈之间留有三毫米的物理间隙。
这三毫米,就是这台设备实现绝对无摩擦减薄的空间底线。
“所有机械装配结束。”
距离七十二小时期限还剩三个半小时。
“所有人撤出机台物理运动包络线,准备进行通电自检。”
刘海波从主控台后方拉出通讯线缆,接入手中的加固型工业笔记本。
笔记本屏幕亮起,显示出盘古系统授权的设备底层代码输入界面。
这台拼装出来的设备,硬件部分只占了一半工程量。
真正主导它切削力度的,是盘古系统构建的每秒五千次高频反馈电磁闭环算法。
远在燕京总部超算中心大厅,陆佳杰坐在主控台前,他面前的大屏幕上弹出一条加密请求。
“韩总,大兴芯片基地四号产线申请减薄机磁力悬浮算法授权并网。”
陆佳杰向身后站立的韩栋汇报。
韩栋看着屏幕上那行绿色的代码申请。
“放开接口通道,开放大同节点百分之二的算力进行专属测算对接,监控电磁力矩读数。”
“指令下达。”陆佳杰敲击回车键。
大兴无尘室内,刘海波面前的笔记本屏幕刷新,绿色进度条在两秒内加载满格。
显示器上出现一个简洁的监控仪表盘,分为定子电流、磁通密度、悬浮气隙公差三个模块。
“闭合主电源。”刘海波按下控制台上的绿色启动按钮。
机柜后方的巨型交流接触器发出吸合声,工业用电通过后方的逆变器转换为高频交变电流,瞬间涌入那六百个纯铜绕组。
机台没有发出传统电机的轰鸣,没有物理机械接触的磁悬浮轴承,在运转时切断了所有声波传导途径。
无尘室内的空气发生了一阵扭曲,强大的电磁场在静子环内部生成。
“释放机械锁扣。”刘海波在键盘上输入指令。
挂住砂轮盘的液压插销向后收缩,两百公斤重的砂轮转子,完全失去了机械依靠。
它没有坠落。
电磁场释放出向上的托举力精确平衡了地球引力,砂轮盘稳稳悬浮在三毫米的气隙中心,上下左右没有任何触碰。
“悬浮建立成功,开始读取激光测距仪数据。”
刘海波调取分布在静子外沿的八个高精度激光传感器。
激光束打在砂轮盘表面的反光带上,光子返回,计算出距离位移数据。
屏幕上的曲线极为平滑。
盘古算力主导下的电磁力矩控制,展现出了极其恐怖的刚性。
即便两百公斤的物体漂浮在空气中,也没有出现一丝一毫的偏移摇摆。
刘海波身边的四名工程师相互对视。
他们亲手把粗犷的重型机床部件装进了无尘室,此刻亲眼看到它实现零微米公差悬浮,内心的工程观念受到了强烈冲击。
这种设计思路完全不讲理,直接用巨量的电能和算力强行锁死了物理空间。
“主轴准备启动旋转自检,设定转速每分钟一千转。”刘海波继续执行工艺流程。
电磁场相位开始发生顺序翻转,悬浮的砂轮盘在旋转磁场的拖拽下,开始缓慢转动。
测速计读数迅速攀升。
十转。
一千转。
由于没有机械轴承的滚动阻力,加速过程极为丝滑。
一千转的状态下,砂轮盘的边缘在视觉上连成了一片银灰色的残影。
整个机台依然安静,没有震动传导到底座上,甚至放置在控制台上的一杯纯水,表面都没有出现波纹。
刘海波紧盯仪表盘上的悬浮气隙公差一栏,减薄硅片要求极端的下压力控制。
在砂轮转动的情况下,Z轴的高度必须保持绝对恒定。
曲线保持在绿色的安全区间内。
突然,刘海波的目光顿住,他身体前倾,脸几乎贴到显示屏上。
在那条代表Z轴高度的绿色直线上,出现了极其微小的锯齿状波动。
他快速点击鼠标,将坐标轴刻度放大一百倍。
“记录参数,Z轴出现周期性高度抖动。”刘海波沉下声音,语气中带有一丝极其敏锐的警觉。
身后的工程师立刻凑上前查看。
“刘总工,振幅只有0.3微米。”一名工程师看着放大的波形图。
“在常规的硅片减薄机上,主轴机械振动至少在5微米以上,0.3微米的抖动对设备运转没有任何宏观影响。”
“这不是宏观机械问题,这是用来磨十二微米厚度的原子收割机!”刘海波厉声回绝了工程师的乐观判断。
他伸出戴着乳胶手套的食指,点在屏幕上的锯齿波形上。
“砂轮表面全都是极硬的金刚石微粒。
十二微米的厚度,如果在磨削过程中,砂轮带着这0.3微米的波动砸下去,整片晶圆就会被瞬间砸出微观裂缝。
晶格应力一旦释放,咱们磨出来的就不是科学级CCD探测器,而是一堆碎玻璃渣!”