这时,一直没怎么说话的吕辰,忽然开口了。
“王教授,我有个想法,可能不太成熟,您听听看?”
所有人的目光都转向他。
王守方有些意外,但还是点点头:“小吕同志,你说。”
吕辰站起身,走到会议室角落的一块小黑板前,拿起粉笔。
他画了一个简单的示意图:一个炉子,一个观察窗,窗外加了一个小装置。
“刚才看师傅操作时,我发现他是通过观察熔区‘亮圈’的大小和颜色来判断温度的。”吕辰边画边说,“这个经验很难量化。我在想,咱们能不能在观察窗外面,加一个简单的光学装置?”
他在那个小装置上画了个滤光片,后面画了个光敏电阻。
“比如,固定一个特定波长的滤光片,就选师傅们最常说的‘合适温度’时那个颜色对应的波长。后面接一个光敏电阻,把亮度转换成电流读数。再做一个简单的标定,把电流读数和实际温度关联起来。”
他转身看向王守方:“哪怕一开始不准,但我们可以记录。每拉一炉,就记录下亮度读数随时间的变化曲线。同时记录最终硅锭的质量参数——电阻率、缺陷密度、成品率。拉个几十炉、几百炉之后,我们是不是可以分析一下:亮度读数稳定在哪个区间时,拉出的硅锭质量最好?”
会议室里安静了几秒。
王守方扶了扶眼镜,身体微微前倾:“你是说……把老师傅的‘感觉’,变成‘数据’?”
“对。”吕辰点头,“数据是可以积累、可以分析、可以总结规律的。一开始可能粗糙,但积累多了,就能看出趋势。这样,新手操作员也有个参考,而不是完全凭感觉。”
一位年轻研究员起身说道:“这个装置应该不难做。光敏电阻和滤光片,物理实验室就有。读数记录,用个电流表,人工抄表就行。”
王守方若有所思:“记录数据……分析规律……”
吕辰继续道:“这只是第一步。如果这个办法有效,我们还可以做更多尝试。比如,在炉子不同位置加多个这样的‘光传感器’,测量热场的分布。或者,把电压、电流、室温这些参数也同步记录下来,做多变量分析。时间长了,我们可能就会发现:原来成品率低,跟每天下午两点电压波动有关系;或者,跟春季湿度大、原料吸潮有关系……”
他顿了顿:“数据多了,规律就出来了。规律出来了,工艺就能标准化。”
王守方的眼睛亮了起来。
但他随即又皱眉:“可是……做这些记录分析,需要人手。所里现在每个人都忙得团团转,谁来做这些繁琐的数据记录和整理?”
“可以训练学生。”谢凯插话,“清华有很多数学系、物理系的学生。如果他们来实习,一部分人参与计算,一部分人可以做数据记录和分析。这对他们也是锻炼。”
宋颜教授也开口:“王教授,如果这个方案可行,‘星河计划’可以协调一些学生资源过来。这不只是帮你们,也是在帮我们自己。只有材料工艺稳定了,我们下游的设计和制造才有保障。”
王守方搓着手,显然心动了。
但吕辰还没说完,他在黑板上又画了一个新的示意图。
一个小型的、透明的模型炉子。
“还有第二个想法,可能更‘异想天开’一些。”吕辰说,“咱们现在攻关大直径硅锭,每次失败成本都很高。我在想,能不能先不做硅,做‘模拟实验’?”
他画了一根玻璃棒:“比如,用透明玻璃棒代替硅棒,用水或者油模拟熔体。在模型炉子里,用高速摄影机,或者相机延时拍摄,记录下熔体的流动情况。我们可以改变线圈形状、改变拉速、改变加热功率,看在模型上会出现什么现象:熔体涡流、温度分层、界面不稳定……”
他又画了一个低熔点金属的示意图:“或者,用熔点更低的金属,比如锡。锡的熔点才二百多度,安全,实验周期短。我们可以用锡来做大量实验,快速测试不同工艺参数的效果。等我们在模型和低熔点材料上摸清了规律,再在真炉子上调整,试错成本会低很多。”
这次,会议室里的反应更复杂了。
有几个人露出了“这太儿戏了吧”的表情。
但一个头发花白、一直沉默的老研究员忽然开口:“等等……这个思路……”
他站起身,走到黑板前,盯着吕辰画的示意图。
“我在苏联学习时,听导师讲过类似的概念。”老研究员声音有些激动,“他们叫‘物理模拟’和‘相似理论’。就是用简单的模型,研究复杂过程的物理本质。特别是流体力学和传热问题,很多时候,几何相似、动力相似的系统,现象是相通的!”
他转身看向王守方:“所长!这个想法有道理!咱们现在做大直径,最大的问题就是热场不均匀导致熔体对流不稳定。但咱们的炉子,看不到里面到底发生了什么。如果先用透明模型观察流动,用低熔点金属感受热场……这可能真能帮我们找到问题!”
王守方彻底坐不住了,他起身,在会议室里踱了几步。
“光学记录……模型实验……”他喃喃自语,“看起来简单,但……”
他忽然停下脚步,看向吕辰:“小吕同志,这些想法,你是怎么想到的?”
吕辰早有准备:“我在轧钢厂实践基地,参与自动化项目时,有类似的体会。很多复杂的控制问题,一开始也是靠老师傅的经验。后来我们加装了传感器,记录了生产数据,用统计方法分析,才找出了规律。至于模型实验,我们的电子耳朵,也是先用小比例模型测试,再上真机。我觉得,材料制备虽然不同,但解决问题的思路,可能有相通之处。”
这番话说得合情合理,王守方盯着吕辰看了几秒,缓缓点头。
“后生可畏啊。”他感叹道,然后转向宋颜教授,“宋教授,你们红星所,真是人才济济。”
宋颜教授微笑道:“王教授客气了。小吕这些想法,是否可行,还得你们专家来判断。”
“可行!”王守方斩钉截铁,“至少值得一试!光学记录装置,简单,成本低,马上就可以做!模型实验……可能需要点时间准备,但所里有个废弃的小炉子,可以改造。透明石英管和玻璃棒,也能找到。低熔点金属……锡不贵,可以申请一点。”
他越说越兴奋:“对!就这么办!先做起来!哪怕失败,也损失不大。万一成功了……”
他的眼睛闪着光,那是一种希望的光。
接下来的技术交流变得异常热烈。
半导体所的研究员们开始详细讨论实施方案的细节。
用什么型号的光敏电阻?滤光片选什么波长?数据记录表格怎么设计?模型炉子怎么做密封?延时摄影怎么操作?
这些,吕辰三人完全插不上话,但也认真的听着。
会议室里烟雾缭绕,茶杯里的水凉了又换,换了又凉。
窗外的天色,从上午的明亮,到中午的刺眼,再到下午的柔和。
当讨论告一段落时,已经是下午四点多。
王守方看了看表:“哎呀,都这个点了!你们还没吃午饭吧?所里食堂应该还有饭,我让人去热热!”
“不用麻烦了,王教授。”宋颜教授起身,“我们还得赶回去。今天收获很大,非常感谢!”
“那怎么行!”王守方坚持,“大老远来一趟,饭都不吃一口,说不过去!”
最终,三人还是在半导体所的食堂简单吃了顿饭。
食堂也是简陋的红砖房,里面摆着长条桌椅。
饭菜很简单:玉米面窝头、白菜炖豆腐、咸菜丝、小米粥。
但所有人都吃得很香。
吃饭时,王守方还在和吕辰讨论模型实验的细节:“小吕,你说用高速摄影机拍熔体流动,但如果流动太快,拍不清怎么办?”
“可以加示踪粒子。”吕辰想了想,“比如很细的铝粉,或者有色液体。或者,如果条件允许,可以用激光片光源照明,那样流线会更清晰。”
“激光?”王守方一愣,“那东西……所里没有啊。”
“先尝试用强光手电加狭缝。”吕辰说,“原理类似,就是效果差些。”
“好,好!一步一步来!”王守方往嘴里扒拉着粥,含糊不清地说。
吃完饭,王守方一直把三人送到大门口。
“王教授,请留步。”宋颜教授和王守方握手,“今天受益匪浅。我们回去后,会把‘星河计划’对材料的具体需求整理成文档,尽快发过来。也希望你们这边的新尝试,能有好的进展。”
“一定!一定!”王守方用力握手,“宋教授,谢谢你们!特别是小吕同志那两个建议……真是让人茅塞顿开啊!我们以前总想着要攻克高大上的难题,却忽略了这些基础的数据积累和方法革新。这次,我们一定好好尝试!”
他又和吕辰、谢凯握手。
握到吕辰时,他多停留了几秒,低声说:“小吕,以后常来!所里欢迎你!”
“一定。”吕辰郑重道。
吉普车发动,缓缓驶离半导体所。
吕辰回头,从后车窗望去。
夕阳西下,金色的余晖洒在那片红砖建筑上,给荒凉的院落镀上了一层温暖的光。
王守方还站在大门口,朝他们挥手。
他的身影在夕阳中越来越小,最后变成一个黑点,消失在地平线上。
车子重新驶上土路,颠簸着前行。
车内一时安静。
谢凯忽然开口:“王教授他们……真不容易。”
宋颜教授叹了口气:“岂止是不容易。在这样的条件下,还要攻克6N纯度,还要试制大直径硅锭……这需要的不仅是技术,更是信念。”
他看向吕辰:“你今天那两个建议,很好。尤其是模型实验的思路,很有前瞻性。但你要知道,在现在的科研氛围里,这种‘先模拟、后实践’的做法,可能会被认为是‘绕弯路’、‘不实干’。王教授能接受,很难得。”
吕辰点点头:“我知道。但我觉得,有些弯路,是必须绕的。直接硬闯,可能撞得头破血流,还找不到原因。用模型和低熔点材料试错,至少能让我们看清问题在哪里。”
“没错。”宋颜教授点头,“这就是系统工程思维。把复杂问题分解,用简单系统研究本质,再应用到复杂系统。小吕,你在这方面,很有天赋。”
吕辰有些不好意思:“教授过奖了。我只是觉得,咱们科研人员的时间、精力、资源都太宝贵了,得想办法用得高效些。”
窗外,夜幕开始降临。
远处的村庄亮起了星星点点的灯火,像散落在大地上的珍珠。
吉普车的大灯划破黑暗,在土路上投出两道晃动的光柱。
“下一站是长春光机所。”宋颜教授翻看着行程表,“后天出发。小吕,谢凯,你们今晚回去,把今天看到的情况、讨论的方案,整理一份详细的报告。特别是光学记录装置和模型实验的具体技术细节,要写清楚。我们发给半导体所,也留作‘星河计划’的档案。”
“是。”两人齐声应道。
吕辰望向窗外飞速掠过的黑暗。
他想起半导体所实验室里,那些在高温炉前汗流浃背的身影;想起王守方布满血丝却异常明亮的眼睛;想起那简陋的设备和精心的维护;想起那混合着化学溶剂和汗水气味的空气。
这就是1962年,中国半导体事业的起点。
荒凉,简陋,艰苦。
但每一个身处其中的人,眼里都有光。
那是一种相信“一定能搞出来”的光,是一种甘愿用最原始的工具,向最尖端的高峰发起冲锋的光。
吉普车在颠簸中前行。
车灯照亮的前方,是黑暗,也是通往未来的路。
吕辰深吸一口气,闭上眼睛。
脑海里,仿佛有一副“中国第一代芯片产业链作战地图”正在徐徐展开,今天,他们在这张地图的第一个节点上,打下了第一根桩。