奋斗在九十年代 - 第190章：关键专利

    湾湾不是中国大陆，它没有受到欧美的技术封锁，台积电的芯片制造设备和英特尔的芯片制造设备没有什么代差。
    之所以工艺制程差了整整一代，是因为最新的铜互联工艺还没有取得突破，当然还有其它方面的原因，整个芯片制程有上千道工序，各个芯片厂家都有自己的拿手技术，这一点，英特尔公司肯定要比新生的台积电强上不止一筹。
    在铜互联工艺以前，大家都是铝互联工艺，可是铝互联工艺到了0.5微米制程时，就基本达到了技术瓶颈，再也无法突破。
    这事要说清楚很复杂，总之是铝材料本身的性质决定了铝线带宽以及时钟频率。
    大家都知道铝的电阻是2.8μΩ.cm，而铜的电阻是1.7μΩ.cm，这就使得铜导线可以做得更薄更窄，相应的就提高了单位面积内晶体管的容量。
    这就是0.5微米制程工艺向0.35微米制程工艺跨进的一个技术背景。
    铜互联工艺是ibm公司发明的，但是他们现在也只做到实验室验证的水平，并没有真正实用。
    正因为如此，ibm公司在94年就大肆向其他晶圆企业兜售他们这种并不成熟的铜互联技术。
    其中也向台积电兜售了，但是当时台积电可能是资金短缺的原因，没有出钱买，倒是同为晶圆代工企业的台联电出资购买了。
    九十年代的台积电因为技术实力不够雄厚，倒致制程工艺比英特尔低了一个级别。
    这使得他们只能代工一些低端工艺的芯片，利润非常微薄，总之，这个时候的台积电还在苦苦挣扎，还没有一飞冲天。
    铜互联技术，原理很简单，看起来好像就是把铝换成铜这样简单，其实不是那么容易。
    其中最大的问题就是铜不与晶体管相粘，就是这个简单的问题难住了所有的晶圆企业。
    要知道芯片内部是非常非常的精密，在我们人眼看不到的内部，如果用一千倍的电子显微镜观看，里面的晶体管与金属电路，是纵横交错，密密麻麻。
    特别是金属电路，不是一层那么简单，而是多达两三层。
    在这么精密的狭窄空间内，要想解决这个铜线与晶体管不粘连的问题，确实非常困难。
    在没有前人经验的基础上，科学家们只能通过广撒网的方式，一一实验各种粘接材料。
    刘美娟是穿越者，也是集成电路方面的行内人，她当然知之甚详，台积电公司也会在99的时候，解决这个问题。
    其实很简单，就是要先镀上一层薄薄的籽晶材料，也就是单晶铜，单晶铜与sio2有良好的附着性。
    当然，事情不是这么简单，这还涉及到介电层与阻挡层之间的技术问题，既要保证铜线的粘接力，又要防止铜离子向晶体管内扩散，影响晶体管的半导体性能。
    这种技术要到97年8月，ibm公司才会获得突破，刘美娟就在想，要不要提前把铜互联工艺的关键告诉台积电。
    按理来说把人家三年后会突破的技术告诉他们，这也没什么，这样一来，就解决了海豚科技这款1000万晶体管级别芯片的制造工艺问题，可以迅速的投产，对双方都是有利的事情。
    可刘美娟就是过不了她心里这一关，她凭什么无偿帮助台积电呢？
    如果台积电是一家国内的企业，或者是一家爱国企业，那倒也没什么，帮了就是帮了，刘美娟不会寻求什么补偿。
    可问题它不是啊！
    刘美娟当然心里不乐意帮了，于是她将自己的想法原原本本的告诉了王勇。
    未了刘美娟吩咐王勇道：“老公，你让业务部去采购一点单晶铜线回来，让胡伟武团队去做实验，就按我的方法做，就是验证一下可行性，就给我申请国际国内专利。
    这种材料是日笨工业大学的大野笃美发明的，可能要日笨才有。
    我们拿着专利再找台积电代工，这种新的铜互联工艺，只准用在我们的芯片上。
    如果台积电要使用，只能向我们购买专利授权许可。
    没办法，目前只有湾湾才有两家专业的芯片代工企业，要是依我的脾气，我都不打算去湾湾。”
    不怪刘美娟这么小气，直到2018年的湾湾都还在闹着独立，更气人的是，独派的人还远远多过统派人士，可见这帮湾湾人已经是铁了心不想回归祖国的怀抱了。
    刘美娟对湾湾人没有好感，所以她干脆自己申请专利，也不管别人怎么看，一家没有芯片制造技术的企业，是如何发明铜互联工艺的？
    其实有了单晶铜这种优异的材料，远不止铜互联工艺这么简单，它还可以用来做铜键合线。
    现在的芯片都还在采用金线键合，不仅是价格昂贵，更重要的是金丝线因为太软，它的拉伸长度与细度有一定局限性，远远比不过单晶铜键合线。
    还有现在的芯片制程工艺较低，其中一个原因就是金线键合工艺，它最多只能搭二至三层，今后随着制程工艺技术的提升，搭线会暴涨到八层十层，这就非单晶铜键合线莫属了。
    大家可能不知道，芯片有几千个引脚，全部用金丝线键合，长度达到了惊人的1.4公里，这是一笔很大的开支。
    如果使用单晶铜线就能节约大量的黄金。
    这下大家知道，为什么以前有人收废旧手机的原因了吧！他们拿去就是提炼芯片里面的黄金。
    单晶铜线的制备工艺，其实也不是特别复杂，就是采用连续热铸拉伸成型工艺。
    后世国内企业已经能够制造，刘美娟看过相关的工艺技术资料，她知道怎么做。
    但是现在的海豚科技还没有一家像样的实验室，她空着手也做不出来。
    再一个这个单晶铜的原料，必须是高纯铜，目前国内还没有。
    一切都还早，海豚科技还没有自己的晶圆厂，搞这种材料没什么意义。
    下午王勇去上班，就将刘美娟吩咐的事情，安排了下去，他自己就一心扑在批阅文件上了。
    由于是ibm公司已经验证过的技术，刘美娟又特别讲清楚了，实验当然没有问题。
    然后王勇又吩咐法务部加紧申请专利，这个比较费时间，必须越早越好，一定不能耽误去湾湾流片的时间。
    就这样，海豚科技不经意间，又获得了一项关键专利。