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赵阳回到办公室,开始认真思考要研发的新设备。
他明白,现在是个千载难逢的机会,可以一举改变这个时代的工业面貌。
因此,他决定单刀直入,直接研制数控机床和光刻机这两项当今最尖端的技术产品。
首先是数控机床。
他取出一叠白纸,提起铅笔,开始绘制数控机床的设计蓝图。
这台机床将采用小型集成电路进行数字控制,实现高精度、高效率的自动化加工。
与此前国内试制的数控机床不同,赵阳设计的数控系统将采用自己掌握的最新微处理器技术,能够存储多种加工程序,按照不同工件的形状和尺寸需求,选择合适的加工方案。
操作员只需输入简单的代码,就可以完成复杂零件的加工。
为实现高精度加工,赵阳在设计方案中采用了高性能主轴,确保主轴转速稳定、运行精准。
同时,他还优化设计了机床的送料系统和刀库系统,采用线性导轨和高品质齿轮传动,确保机床各轴的运动平稳、定位精准。
这就解决了早期数控机床定位不准、刀具易偏差的问题。
除此之外,赵阳还对机床的床身进行了重新设计,用高强度的爬虫结构取代了原来的机床床身,大大提高了刚性,减少了切削时的抖动。
一个小时后,数控机床的设计方案已经初步成型。
赵阳将设计图样又仔细检查了一遍,确保结构合理、精度可控。
最后,他在设计图上签上自己的大名,满意地将图纸整齐叠好。
完成数控机床设计后,赵阳开始着手光刻机的设计方案。
不同于普通光学设备,光刻机需要在硅片上直接描绘出微观电路平面图,精度要求极高。
为此,赵阳决定采用自己已经掌握的芯片制造工艺和光刻技术,将其应用到光刻机的核心部件上。
他先在设计图上描绘出光刻机的整体结构,由光源、照射系统、传感系统、控制系统等部分组成。
其中,照射系统是最关键的部件。
赵阳决定使用自己设计的高精度5倍折射摄影式光学还原系统,可以将掩膜版图的电路图形精确投影缩小到硅片上,最大程度还原电路设计的细节。
为提高曝光效率,他还专门设计了高密度的掩膜版图,这样每一次曝光就可以在硅片上描绘更多的电路。
另一方面,赵阳也精心设计了系统的机械部分。
他采用极度刚性的石英和超硬材料,确保光学系统的稳定性。
同时,他添加了点划控制系统,使用线性马达驱动,可以精确控制光刻机在x轴和y轴上的移动,保证了层层曝光的拼合精度。整个机械系统的控制精度达到了微米级。
为了配合光学系统达到理想效果,赵阳还设计了精密的传感与控制系统。
他计划采用自己制造的微处理芯片,既进行光强检测,也可以根据反馈信号精确控制光源输出。
与此同时,他还添加了专门滤光片,确保光线在照射过程中波长精准,从而实现对准精度的微调。
历时一个小时,光刻机的技术方案也已经成型。
之所以选择这两个，主要是自己的小世界里面已经有了一台光刻机。
到时候可以直接申请先造光刻机，然后找个机会把自己小世界里面那台拿出来就可以。
这样就可以成批量的生产芯片了。
那数控机床也正是因为可以有芯片，所以他才选择这个项目。
这样可以极大的跨过代差，达到超越是国际的先进水平。
弄好两项核心设备的设计方案,赵阳立即来到赵部长的办公室。在秘书通报后,赵部长热情地迎上前来:“赵阳,进来进来,你这么快就制定好设计方案了?”
赵阳恭敬地回答:“报部长,我觉得这两项技术对工业发展意义重大,所以加班加点完成了技术设计,并绘制好了详细图纸,现已准备好向您汇报。”
“好!有你这么上进的年轻人我很欣慰。”赵部长笑着说,“来来来,坐下聊聊你的构想。”
两人落座后,赵部长的目光立刻被赵阳手中的设计图吸引。他好奇地翻开其中一张设计图,顿时惊讶得合不拢嘴:“这么快就完成设计图了?才一个下午的时间?”
“是的部长。”赵阳解释道,“我感觉时不待人,这两项技术对工业发展意义非凡,所以加班加点完成了技术设计,以便尽快投入研发和试制。”
“好,年轻人果然行动快!”赵部长笑着点头,然后拿起数控机床的设计图仔细查看。看到要制造数控机床时,他不禁皱起了眉头:“数控机床我们国内好像不是试过了吗?我记得清水大学在58年就做过,但是并没有投入生产和应用。这主意可行吗?”
赵阳理解赵部长的疑虑。他解释道:“您说得对部长,早期的数控机床确实存在很多问题,比如精度不高、刚性差、控制粗糙等,所以没有被真正应用。但是我这次设计的数控机床将会有质的飞跃,其关键就在于数控系统和加工精度的大幅提升。”
说完,他将光刻机的设计图递给赵部长:“这台光刻机的研制是实现数控机床飞跃的基础。它可以实现芯片的批量制造,这些芯片可以用来组成数控系统,提升机床的自动化水平。”
赵部长接过光刻机的设计图,翻看片刻,脸上显出迷茫和不解:“这是什么机器?我怎么从来没有听说过?里面提到的芯片又是什么东西?”
赵阳知道光刻机在这个时代可以说非常先进,一般人确实很难理解。
于是他开始给赵部长详尽地解释光刻机的工作原理:“光刻机是一种精密的光学设备,它利用光线的衍射原理,可以在硅片上直接描绘出微细的电路图形,就像摄……”
赵阳给赵部长详细解释了光刻机的工作原理后,又向他介绍了芯片的概念。
“芯片也称为集成电路,它把晶体管、电阻、电容等电子元件集成在一块密度极高的芯片上,就像一个完整的电子电路一样。”赵阳一边说,一边在纸上简单画出了芯片的示意图。
“芯片最重要的特征是体积小,一个芯片上可以集成上亿个电子元件,但是它的大小通常只有指甲盖大小。同时,芯片中电子信号传输速度很快,这意味着它可以在极短时间内完成海量计算。”
听到这里,赵部长已经瞪大了眼睛,他惊讶地打断赵阳:“什么,一个小小的芯片可以集成这么多电子元件?而且计算速度这么快?”
“是的。”赵阳点点头,“芯片的计算速度远超大型电子管设备,这就是它的革命性进步。有了芯片作为核心部件,我们就可以研制真正的数控系统,使数控机床实现自动化。”
赵部长听得目瞪口呆,他感觉自己的认知被狠狠颠覆了。