Hải quân trăm năm tuổi này thực sự đang rất gấp rút. Sau khi tham quan xong các tàu khu trục lớp Fletcher, ông Nhậm Trọng đã giải quyết một số bất đồng nhỏ giữa xưởng đóng tàu và hạm đội, đồng thời tiết lộ một phần kế hoạch của mình.

Giáo sư Lưu và Lý Trường Hưng đều là những người then chốt trong sự phát triển tương lai; việc để họ hiểu rõ quan điểm của mình sẽ giúp nhiều việc trở nên dễ dàng hơn, tránh được những trở ngại trong sự phối hợp sau này.

Hiện tại, ông Nhậm Trọng có thể chấp nhận việc thí nghiệm thất bại, nhưng ông không thể chấp nhận những sự can thiệp không cần thiết do con người gây ra.

Thực tế, sức mạnh chiến đấu chính của các tàu chiến tương lai sẽ đến từ hệ thống chỉ huy chiến đấu và hệ thống vũ khí. Cả hai yếu tố này đều cần đến sự phát triển của công nghệ radar.

Dù là radar tìm kiếm hay radar điều khiển hỏa lực, hiện nay chúng đều rất cần những bước tiến vượt bậc về mặt công nghệ để giúp radar trở nên nhỏ gọn hơn và có độ chính xác cao hơn. Hiện nay, sai số định vị lên tới 1000 mét thực sự không có ích gì trong chiến đấu trên biển.

Vì vậy, sau khi tổng hợp các khái niệm liên quan đến radar Doppler và các công nghệ liên quan, ông Nhậm Trọng đã giao chúng cho nhóm nghiên cứu radar để tiếp tục phát triển. Do việc này liên quan đến quá nhiều lĩnh vực – từ khoa học vật liệu đến điện tử, thông tin liên lạc và thậm chí là tính toán máy tính – mãi tới khi máy tính sử dụng transistor ra đời, chúng ta mới có thể bắt đầu phân tích phổ sóng và loại bỏ nhiễu, từ đó tạo ra thế hệ đầu tiên của radar Doppler nhỏ gọn.

Và ứng dụng đầu tiên của hệ thống này lại là trong lĩnh vực pháo binh, nơi họ đã thành công trong việc nghiên cứu radar hỗ trợ việc bắn pháo!

Tất nhiên, hệ thống này hiện vẫn còn khá lớn, cần đến ba xe để vận chuyển: một xe chứa bộ phận phát sóng và hệ thống điều khiển máy tính, một xe khác chứa bộ phận thu sóng, và xe thứ ba dùng để cung cấp điện. Điều này là kết quả của những hạn chế về vật liệu, công nghệ và quy trình sản xuất. Tuy nhiên, với hệ thống này, khả năng phát hiện quỹ đạo đạn pháo hiện nay đã được cải thiện đáng kể, giúp giảm sai số định vị xuống còn khoảng 100 mét trong vòng 1 phút.

So với khả năng phản công hiện tại của pháo binh, điều này gần như tương đương với việc sử dụng những công nghệ “gian lận” đặc biệt.

Những chiếc radar Doppler mới, được chế tạo bằng transistor, bắt đầu phát huy tác dụng của mình.

“Thật khó… Để có được những transistor vi ba hiện đại, chúng ta cần phải sử dụng các kích thước hình học siêu nhỏ, ở mức micromet hoặc submicromet. Với công nghệ gia công hiện tại, dù có chi tiền mua nh

Hơn nữa, trong lĩnh vực này, quy trình chế tạo transistor vi ba đã bắt đầu có nhiều điểm trùng hợp với quy trình sản xuất mạch tích hợp. Có vẻ như không thể giải quyết mọi vấn đề một cách nhanh chóng; chúng ta vẫn cần phải xác định rõ quá trình phát triển của các công nghệ liên quan và bắt đầu lại từ đầu. Nhìn vào những tài liệu mà mình đã thu thập được, Ren Zhong không khỏi thấy rằng đối với một sinh viên ngành khoa học xã hội, việc giải quyết những vấn đề này thật sự rất khó khăn. Vì vậy, thay vì tự mình thực hiện, Ren Zhong đã quyết định chi tiền để mua các tài liệu kỹ thuật cần thiết. Điều đầu tiên cần giải quyết chính là thiết bị phun ion – một thiết bị có lịch sử lâu dài, có thể được truy ngược lại đến những năm 50 ở thế giới chính thống. Thiết bị này là một trong những công cụ quan trọng trong quá trình sản xuất bán dẫn; nó có thể đưa các ion vào vật liệu bán dẫn, từ đó thay đổi khả năng dẫn điện của chúng. Quá trình này cần được thực hiện trong môi trường chân không để tránh ảnh hưởng của các tạp chất đến vật liệu bán dẫn. Có thể nói, việc sản xuất bán dẫn và chip sau này đều không thể thiếu những thiết bị như vậy. Cụ thể hơn, quy trình này bao gồm việc đưa nguyên liệu hóa học dạng khí vào buồng phản ứng, sau đó tạo ra plasma nhờ sự tương tác giữa điện trường và từ trường; luồng ion sau khi được tạo ra sẽ được gia tốc nhờ điện trường và tiếp tục được gia tốc thêm lần nữa khi đi qua từ trường, nhằm tăng tầm bắn của luồng ion; các ion cần thiết sẽ được lọc ra thông qua máy phân tích masse; cuối cùng, các ion này sẽ được đưa đến bề mặt wa silicon nhờ hệ thống quét ion chính xác, đảm bảo rằng chúng được phân bố đều trên toàn bộ bề mặt wa silicon. Toàn bộ quy trình này đòi hỏi sự chính xác cao, may mắn thay, hiện nay các phiên bản cơ bản của thiết bị này đã được sản xuất rộng rãi và có thể mua được bằng tiền. Về vật liệu cốt lõi của transistor, thế hệ đầu tiên của transistor được chế tạo từ germanium, tuy nhiên loại transistor này có một nhược điểm nghiêm trọng: khi nhiệt độ vượt quá 80°C, chúng sẽ gặp phải những vấn đề nghiêm trọng. Đây là một khiếm khuyết bẩm sinh của chúng; ngoài việc kiểm soát nhiệt độ bề mặt một cách chặt chẽ, không có biện pháp nào khác có thể khắc phục được điều này, vì vậy transistor germanium có hạn chế trong việc tăng cường công suất. Tuy nhiên, so với các loại transistor khác, transistor germanium khá dễ sản xuất; do germanium có điểm nóng chảy thấp, nên việc tạo ra các tinh thể germanium cũng khá dễ dàng, từ đó việc sản xuất transistor cũng trở nên thuận lợi hơn. Vì vậy, Ren Zhong vẫn đã chọn loại vật liệu này để nhanh chóng chế tạo ra máy tính sử dụng transistor thế hệ đầu tiên; tất nhiên, việc tản

Bằng cách đơn giản là nung silicon trong môi trường có oxy, người ta có thể tạo ra lớp SiO2 có độ dielectric cao và tính cách cách điện tốt với chi phí thấp. Lớp SiO2 này rất ổn định về mặt hóa học và cơ học, có thể hiệu quả làm mờ các trạng thái bề mặt của silicon, tạo thành lớp cản trở hiệu quả cho sự lan truyền của các chất gây lệch tỷ lệ, đồng thời cũng dễ dàng được khắc hoặc tích lũy trên bề mặt silicon.

Chính nhờ những đặc tính xuất sắc này mà transistor silicon đã trở thành “thú cưng” của kỷ nguyên bán dẫn, thống trị phần lớn thời đại bán dẫn. Chỉ riêng việc sản xuất wafer silicon bán dẫn đã tạo thành một thị trường trị giá hàng trăm tỷ đô la Mỹ, hỗ trợ cho thị trường bán dẫn với quy mô lên đến hàng nghìn tỷ đô la.

Tuy nhiên, việc sản xuất silicon đạt tiêu chuẩn bán dẫn lại vô cùng khó khăn. Người ta cần phải nâng độ tinh khiết của silicon lên mức cực cao, thường phải đạt trên 99,999999%, mới có thể sử dụng để chế tạo transistor silicon. Đối với hiện tại, đây là một thách thức cực kỳ lớn.

Trong thế giới chính, hiện nay chỉ có hai phương pháp công nghệ có thể được áp dụng trong sản xuất thương mại.

Phương pháp CZ là phương pháp chính để sản xuất silicon đạt tiêu chuẩn bán dẫn. Nguyên lý của phương pháp này là nung chảy nguyên liệu silicon có độ tinh khiết cao, sau đó thông qua việc xoay thanh silicon và kiểm soát nhiệt độ, một ranh giới giữa thanh silicon và lớp silicon được hình thành. Thanh silicon được hạ xuống từ từ, đồng thời một thanh silicon mỏng được tạo ra giữa thanh silicon và lớp silicon đã nóng chảy; cấu trúc và mạng tinh thể của thanh silicon này hoàn toàn giống với thanh silicon ban đầu. Vì khu vực giữa thanh silicon và lớp silicon đã nóng chảy cực kỳ sạch sẽ, nên phương pháp này có thể tạo ra nguyên liệu silicon đạt tiêu chuẩn bán dẫn với độ tinh khiết cao.

Phương pháp FZ là một phương pháp khác thường được sử dụng để sản xuất silicon đạt tiêu chuẩn bán dẫn. Nguyên lý của phương pháp này là tạo ra một từ trường mạnh xung quanh tinh thể silicon, sau đó sử dụng nhiệt điện để nung chảy nguyên liệu silicon. Bằng cách kiểm soát từ trường và hướng chuyển động, một khu vực nhất định trong nguyên liệu silicon sẽ bị nung chảy. Xung quanh khu vực này sẽ hình thành một lớp dung hòa dạng dải rộng; lớp dung hòa này dần tách ra khỏi lớp silicon rắn phía trên để tạo thành thanh silicon. Phương pháp này cũng có thể tạo ra nguyên liệu silicon đạt tiêu chuẩn bán dẫn với độ tinh khiết cao.

Cả hai quy trình này đều tiêu tốn nhiều năng lượng và yêu cầu thiết bị rất phức tạp. Việc chuẩn bị đầy đủ các thiết bị cần thiết cho quy trình này cũng là một dự án công nghiệp quy mô lớn.

Không chỉ phương pháp sản xuất gặp nhiều khó khăn, mà các phương pháp