第535章 太空试验田（中） (2/4)

然后的项目，就是半导体的硅晶圆生产了。这是一开始就列入计划表的优先选项，目前受到所有人的关注。硅晶圆的用途可不仅仅是计算机产业。没错，计算机产业是很重要，但在眼前有更重要的，那就是能源项目，也就是太阳能光伏电板。

在太空中，最廉价也最方便的能源就是太阳能了，而太阳能电池板就需要硅晶圆，越是高品质越是大块的硅晶圆，其能量转换率就越好。但是在地球上很难生产出大块的硅晶圆，而且价格也非常感人，不利于推广。

此外，就是文德嗣准备尽快建成计划中的轨道太阳能发电站了。但是，这个日光发电厂也有个问题。在火箭时代，最大的问题就是怎么把材料打到轨道上去。现在这个问题由于通天桥完成而解决了。剩下的问题就是，何才能搞到够多与够便宜的光伏电板？

太阳能光伏电板，目前产量够高也最廉价的是硅基光伏电板，也就是用硅晶圆制作的光电板。但是说最廉价，也只是与其他正在研发中的光电板相比，其价格本身还是很昂贵的。拿来建一座电站，那么造价将会是核电站的数倍之多。因此必须研究降低价格的方法。而最直接的方法，就是加大晶圆的产量与生产效率，或者说，加大晶圆的直径。

当然，也可以用便宜的塑料来制作光伏电板，但是这玩意儿就和塑料光纤一个道理，除了价格便宜和可以随意弯曲之外，转换率远远低于硅晶圆。这样算起来，性价比最高的仍然是硅基光伏电板。

硅晶圆是指制作硅半导体所用的硅晶片，状似圆形，故称晶圆。硅晶圆就是“单晶硅”，生产原料就是地面随处可见的砂子主要成分二氧化硅，当从砂子内萃取出所需的硅元素后，经还原等处理，可萃得约98粗晶体，再经纯化过程，可得纯化多晶硅，其形状为粒状或棒状，纯度高达五个九以上，即99。999以上。

然后再将此多晶硅融化，并在熔融液内掺入一小颗硅晶体晶种，再慢慢拉出可形成圆柱状的单晶硅晶棒。由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨，抛光，切片后，即成为制作集成电路和光伏电板的基本原料硅晶圆片，这就是“硅晶圆”。

硅晶棒所切割出的晶圆中，品质较好的，称为生产晶圆，更高级的称为磊晶圆。生产晶圆及磊晶圆几乎都集中在硅晶圆棒的中间部分。头尾两端所切出的晶圆，出现瑕疵的机会较大，通常用做非生产用途，称为测试晶圆，测试晶圆通常送回工厂再加工成再生晶圆。

最后品质过关的硅晶圆送至晶圆厂内制造晶片电路，每块硅晶圆上可翻制出数以百计的相同硅晶片。这些晶片电路再经封装测试等程序，经过复杂的化学和电子过程处理后，其上布满着多层精细的电子线路，便成为市面上一颗颗的集成电路。而果要用在太阳能板上，可以整块圆形晶圆直接拿来用，或者切割成较小的方块。

不过在地球上，生产这种硅晶圆很难，直径越大的难度越高，这可是高科技。在二十一世纪初，能够量产的也就是直径十二英寸300毫米的硅晶棒，最大的也不过十四英寸360毫米。因为它的生产要受到重力影响，直径每提升一点，都要付出巨大的代价。但是在无重力的天空中，这一切都不再是问题。从理论上说，其直径增长是无限的。

而目前中国的技术，工厂中能够长出的硅晶棒是250毫米十英寸的等级，实验室中则可以生产300毫米晶圆，勉强能达到21世纪初的水平，在文德嗣看来，这是属于非常初期的层次。最重要的是，价格还是很难让人接受。

因此在通天桥的最后测试还未完城，中国半导体研究所的晶圆实验室便奉命将一套完整的生产装备装入了一个货仓中。当天宫一号建立完毕后，这个轨道晶圆实验室便被发射上去，与天宫一号对接，开始轨道晶圆生长实验。

轨道晶圆实验室与其他工厂不同，长晶是需要重力的。虽然无重力也可以长晶，但这样长出来的是“硅晶球”而不是“硅晶棒”，在加工上会有些麻烦，同时浪费也比较多。因此，轨道晶圆实验室被接在一个转轴上，与另一个生产实验室的舱组遥遥相对，以电力驱动缓缓旋转，是天宫一号中比较少的几个重力实验室。当然，旋转速度经过调整，并材程度。这个实验室的重力是可以很容易调整的，只要调整转速就行了。轨道晶圆实验室的工程师便是在这种情况下开始进行长晶实验。

而他们最后得到的结果极为惊人，那是大大小小不同的硅晶棒，其中最大的为直径两米，长十二米，重达八十八吨的巨大硅晶棒。其实还可以做得更大的，只是设备没那么大。这些硅晶棒除了少数送往成品实验室外，其余被小心封装好之后，装入回返货车送回地面的实验室进行切割。当这批硅晶棒在地面一露面，所有人眼睛都直了。众人都被这些个巨大的怪物雷到半响无语。

地面的晶圆实验室很快地切割分析了这一批硅晶棒，结果发现，这批硅晶棒切出来的大部分都是高品质的磊晶圆，生产晶圆比例很少，而瑕疵品的测试晶圆几乎找不到。再分析过轨道晶圆实验室最后总结出来的流程与损耗后得出了结论。至少在硅晶提纯与长晶方面，轨道晶圆实验室的产品良品率比地面实验室