作品相關 第一百五十四章 材料一小步，科技前進一大步 文 / 急凍人
第一百五十四章材料一小步，科技前進一大步
（說明一下：昨日更新被要求審核，耽誤了更新，在此向大家道個歉）
「當然是這移動電話告訴我的！」
年輕人笑呵呵打開手機翻蓋，手指在鍵盤上摁了幾下，翻出剛才接收到的短信息，展示給大家看。&*．《》．最快更新＊＊
「哇！這電話還可以顯示文字，還是中文！」圍觀的群眾都震驚了。
在這群圍觀者中，有不少是來賓悅飯店吃飯的顧客。雖說賓悅飯店的飯菜比國營飯館還要便宜一點，但在這個時代，也不是人人都能下得起館子，顧客中頗有不少人是幹部、個體戶等「高收入人群」。他們的見識遠超過大多數普通人，部分個體戶為了進貨還經常去南方淘貨，算得上是見多識廣，可也從來沒見過這種能顯示中文的機器，一個個張口結舌，流露出一副無法置信的表情來。
計算機可以顯示中文不奇怪，畢竟個頭在就在那擺著，裡面應該是有特殊的設備，用以顯示漢字。可這台機器如此袖珍，一隻手掌就可以握住，居然也能顯示中文就太讓人不可思議了。
還有這屏幕，只有手指寬，五公分長，看起來很像是計算器上的液晶屏。可液晶屏通常都是一個個的「8」字形液晶管，一通電就變黑，顯示出阿拉伯數字來，也沒辦法顯示出中文來啊？
他們看著這小巧的手機，不由得對其肅然起敬。
這該要有多高端的技術，才能造出這樣漂亮、精美、而且科技水平高得一塌糊塗的電話來啊……
那些猜測這是液晶屏的人，沒有猜錯，這就是一個小小的液晶屏。
物體有固體、液體、氣體三種，也就是物體的三態。三種形態之間是可以在一定條件下轉化的，一般來說，物體加熱到一定溫度便會融化，由固體轉化為液體，如果再持續加溫便會昇華變為氣體。
而液晶卻介於固體與液體之間，是一種特殊的形態。
它還有一個非常獨特的性質特點，就是在通電以後，液晶分子會作90度的翻轉，改變其透光性，原來透明如水的液晶，會變得一片漆黑。由這一個特性，人們便試圖利用它製作為顯示設備，並於1968年由rca公司（美國無線電公司）的哈伊盧馬以亞研究小組，第一個研發出了液晶顯示屏。
當年5月，rca公司在紐約召開新聞發佈會，向記者們展示了用該技術製作的液晶顯示屏產品，其中還包括一台液晶電視機。
這是一個劃時代的產品，它的出現，已經預兆了真空管顯示設備退出歷史舞台的徵兆！然而由於液晶材料的缺陷，這種初生的液晶屏很不穩定，因此事實上阻礙了液晶產品的商業化，尚無法對crt顯示設備提出有力的挑戰。
由於初生的液晶有著種種缺陷，rca公司的領導者對其並不看重，並以沒有市場為由，認為不值得將液晶產品產業化。在公司的忽視、削減研究經費等等原因下，液晶小組技術人員開始大量流失。
也就在這個時候，日本方面卻對這項新興技術如獲至寶。
此時的日本半導體技術已經取得了長足進步，但在傳統半導體領域還不是歐美半導體廠商的對手。他們急於另闢蹊徑，找到一條將本國半導體產品推銷出去的辦法，新技術就成為了關鍵。
液晶屏的出現，讓他們看到了一個用新技術為包裝、推銷半導體產品的突破口。
將大規模集成電路與液晶技術相結合，研發出「個人電子」產品，成為他們突破歐美傳統壁壘的有效武器。很快，液晶屏計算器、電唱機操作顯示屏、功放顯示屏等等產品迅速大量出現，並很快就開創出一個廣闊的應用空間。//《》.《//
至70年代中後期，液晶顯示屏已經成為一個成熟的市場，並廣泛應用於各種電器產品之上，產生出巨大的經濟價值。到這時，rca公司的高層才如夢方醒，他們放任液晶顯示技術的流失，是一個怎樣愚蠢的錯誤，從而使公司失去了一個可以下金蛋的雞。
郭逸銘在成立西部計算機不久，就從rac公司購買了相關的技術專利。那個時候，市面上絕大多數液晶屏都是日本產品，並且掌握的公司很多，因此rac公司只收取了一點點專利費，就將該項專利授權給了西部計算機公司——只是授權，並非完全轉讓！
郭逸銘對rac的技術一點也看不上，拿到專利授權，只是為了不被對方卡脖子而已。
西部計算機公司拿到該項技術，很快就在郭逸銘的指導下，展開了進一步研發，並迅速取得了成績，註冊了新的專利，從而在液晶戰線取得了一個領先的位置。
傳統的液晶顯示屏採用的是tn技術，也被稱為扭曲向列液晶技術。顧名思義，這就是一種通過給液晶加電，促使其發生扭曲，從而產生出透光和不透光兩種形態，進行顯示的液晶技術。
在郭逸銘的引導下，研究人員開發出了基於這種技術的升級產品——超級扭曲向列液晶技術，英文簡稱stn。從名字上就可以看出，這項技術更高於tn液晶。tn的液晶扭曲為90度，而中美電子研究所開發的stn的液晶扭曲度可以達到270度，因而具有更細膩的表現度！
還有一個更大的不同。
stn激活液晶分子，採用的是獨特的x、y軸通電驅動方式：x軸電極負責確定給哪一列通電，而y軸負責確定給哪一列通電，兩個電極交匯處的液晶接通正負極，就會被通電發生偏轉。
這一技術很簡單，但tn卻無法使用。
原因是在tn液晶中，當選定的某一個液晶點被通電時，其相鄰的液晶同樣會處於半通狀態，因而在某一區域內變成模糊一片。這個致命的缺陷使得tn型液晶只能預先製作為固定模型，然後對其通電，顯示出固定的形狀。
例如在計算器上，就用縱橫的線段組成一個8字型，直接給不同線段通電組合為一個個阿拉伯數字，或是英文字符。
這樣的tn液晶屏，自然毫無做成大型顯示屏的價值。
在這個時代，液晶屏通常都只用於電子設備的小型操作顯示，都是很小一片，還無法對crt顯示器構成威脅。
直到stn的出現！
用矩陣式點陣、而非預制顯示圖形的stn，首次具有了將其轉化為大型液晶顯示屏的商業實用價值。
儘管stn相較於tn只是前進了一小步，但這一小步，卻是科學發展的一大步！
全世界科學家們研究了十多年都無法邁過的一步，中美電子研究所的研究員們，卻在郭逸銘的引導下，只用了兩年就輕鬆地跨了過去。
能夠實現這一步跨越的原因很簡單，新型液晶材料的出現，讓stn成為現實！
最早的液晶材料是1988年奧地利植物學家萊內澤對安息香酸膽石醇進行加熱時發現，此後經過了數十年，包括1968年rac公司研發的液晶顯示屏，其液晶材料都不穩定。直到73年英國哈爾大學格雷教授發現璉苯系液化合物，才首次找到了一種穩定的液晶材料。
八十年來，無數的科學家們作了數十萬次試驗，試驗了數以萬計的配方，才終於確定了這麼一種可靠的液晶材料！
由此可見，材料的進步是多麼艱難。
而沒有材料的進步，就沒有人類科學的進步！
液晶矩陣驅動技術很簡單，也早為無數人所嘗試過無數次，為其絞盡腦汁。只因為沒有一種可靠的液晶材料，就只能成為井中之月、可望而不可及。
但在郭逸銘這個材料專家的引導下，中美電子研究所的研究員們一開始就確定了研究方向——二苯乙炔類化合物！然後再經過兩年來數千次反覆試驗、修改配比，終於研發出適用於stn技術的液晶材料。
一切就這麼簡單！
而他還沒有拿出更好的液晶材料來，二苯乙炔類化合物適用於stn，但卻不是下一代tft液晶的好材料。按他的預計，國際上要找到下一代液晶材料，至少需要十年時間，這足夠他利用stn大賺特賺了。
當然，研究中偶然因素很多，萬一有人運氣好碰巧找到了下一代液晶材料，到時候他再拿出更新好的液晶材料就是了。
在他這個熟知各種後世成熟材料配方、製造工藝的材料學家面前，其他科學家們只有淚流滿面一條路可走。
走別人的路，讓別人無路可走，就是他的信條！
中美電子研究所這次推出的手機顯示面板，就是採用stn技術研發的產品。在這塊一公分寬、五公分長的小小透明玻璃中，嵌著24x128個透明液晶點陣，而其邊框，則縱橫各分部著兩條導電條。只要給與正確的縱橫電壓，每屏就能顯示出單行7個漢字來。
並且在屏幕頂上，還留有電池余量、信號強弱、收到短信等信息的顯示空間。
要在手機上顯示漢字，光是顯示屏採用了stn液晶技術還不夠，還需要手機本身的漢字庫支持。
在手機內專門有一個集成電路，固化存儲著國標一、二級字庫，共有6763個常用漢字，另外還有682個英文字符和數字、拉丁字母、日文假名、希臘字母等字庫，其存儲容量達到了《》b。
漢字庫是委託材料所代為製造。
國內半導體技術雖然這幾年發展很快，可依然做不到在一塊芯片上集成《》存儲芯片。同時解決這個難題，中美電子研究所向材料所轉讓了他們最新開發的層疊式薄型小尺寸封裝技術。
為了保證硅片不被大氣中的雜質所污染、腐蝕，所有的裸晶片都會進行封裝，從晶片上引出連接引腳之後，用金屬、陶瓷或是塑料將其與空氣隔離開來。一塊芯片中，光刻著電路的裸晶片其實很小很小。
目前國際上通用的仍是第二代封裝技術，也就是雙列直插式封裝。
一塊集成電路兩邊像蜈蚣腿一樣各伸出一排引腳，這就是雙列直插式封裝了。由於有著規範的標準，芯片可以直接焊接在電路板上，設計、佈局、焊接維修都很方便，因此很快流行開來。
但這種封裝的效率很低。
其裸晶片和封裝尺寸之間的比例，僅有百分之幾，最高的封裝效率也只有7%，大量空間都浪費掉了。這種封裝模式用於普通電器產品自然沒問題，空間不夠，只要加大電路板尺寸就能輕易解決。
由於它封裝簡單、成本低廉，且沒有小型化的迫切需求，所以這麼多年來，儘管也有更具效率的封裝技術出現，卻並沒有大規模流行開來。
但在尺寸小巧的手機、未來的便攜式cd機上，這種技術封裝的芯片就極不適用。且不說電器內狹小的空間能否容納，就算勉強塞進去，大量元器件擁塞散發的熱量就將使得各種元器件可靠性大大降低。
在郭逸銘的直接指導下，研究人員們開發了薄型小尺寸封裝技術。
這種封裝技術，不再是將裸晶片直接與引腳焊接在一起，而是通過了一根細小的金線，引出數據線到引腳上。沒有了巨大的焊點，芯片尺寸大為降低。
但這還不夠。
採用了薄型小尺寸封裝技術，其空間利用率最高也僅達到30%。它比直插式高很多，但仍遠不能滿足手機這類微型電器的需要。
於是在這種技術之上，研究人員們進一步開發了層疊式薄型小尺寸封裝技術。
他們在完成了第一層裸晶片的鍵合（將晶片與引腳相連）之後，在其上方粘貼了一層空白晶片，隨後再粘貼第二層裸晶片，進行第二次鍵合。
這樣下來，一個小小的芯片內就嵌入了兩層晶片，將空間利用率陡然提升了一倍。
如果還要再粘貼第三層、第四層也是可以的，但實際上卻得不償失。每一次粘貼、每一次鍵合，都會對晶片造成一次污染，次數越多，污染越嚴重，良品率越低，晶片的性能也越有可能受到影響而降低。
其實兩次層疊已經大大提高了污染的幾率，也增加了製造成本。
在郭逸銘的引導下，研究人員們不斷改進工藝，替換了材料，用環氧樹脂薄膜膠帶替換常規的藍膜粘接劑，用一次成型技術完成三枚裸晶片的粘接。同時改造了鍵合設備，一次完成兩片、最高三片裸晶片的鍵合工序，取得了極佳的效果。
經過改進的封裝工序，使得芯片空間利用率達到了最高90%，已接近1：1的利用率。而且封裝工藝難度甚至低於單晶片，成品率極高，生產週期大幅縮短，成本僅比單晶片略高，可說是成果巨大。
採用了層疊式薄型封裝技術，一枚小芯片內就嵌入了兩層存儲芯片，容量達到了《》b，固化入全部國標一二級漢字庫。而另外一枚採用同樣技術制備的《》閃存片，則能提供短信、電話號碼、文檔的存儲功能。
可以說，在這小小的手機內，集中了中美電子研究所這幾年來的所有最高科技成果，其科技含量之高，在這個時代來說絕無僅有！
……
「你們看，這是我存儲的小笑話……」
負責選擇現場測試的技術員笑呵呵地向眾人演示著手機的各種功能，並翻出存儲的小笑話給大家看。
圍觀眾人在哈哈大笑之餘，對於手機之先進更是佩服到了五體投地。
「喂，你一個勁地說啊說地，我還沒給我老伴打電話呢，你這電話到底能不能用啊！」趙桂仙看得同樣眼熱，但還牢記著給老伴打電話，確認這電話是否真的可用，當即出聲質問道。
「啊！對不起，我一說起來就忘了……」技術人員正向眾人吹得開心，見她發火了，趕快撥通電話交到趙桂仙手上。
嘟，嘟……
電話中，傳來已經接通的嘟嘟聲，連續響了好幾聲都沒人接聽。
趙桂仙正在疑惑，電話忽然接通了，傳來老伴熟悉的聲音：「我說你們怎麼這麼慢？人家耿教授早就給你們發了那個什麼……」
「短信！」一個老人的聲音插進來。
「對！就是那個短信，你們怎麼磨磨蹭蹭？」老伴埋怨道。
「死老頭子，你怎麼說話呢！」趙桂仙一瞪眼，吼了一嗓子，對面頓時不作聲了，「我倒是想打，可那小伙子一直囉囉嗦嗦東拉西扯，你讓我怎麼給你打電話？」
「是是是，我錯怪你了……」
掛掉電話，趙仙桂戀戀不捨地將電話還給技術人員。
這電話的音質真不錯，比固定電話還清楚，而且一點雜音都沒有，早知道自己也應該登記買一個的……
從不後悔的她，這次卻後悔了。