珞珈山北麓,东湖之滨,一片错落有致的楼房依山而建。
红砖墙,灰瓦顶,绿树掩映,环境清幽。
校门口悬挂着白底黑字的牌子:“武汉水利电力学院”。
车子驶入校园,虽是冬季,但校园里依然绿意不减。
高大的香樟、女贞树叶色深绿,路边的冬青修剪整齐。
学生们穿着蓝布或绿布棉袄,抱着书本匆匆走过,有的在布告栏前驻足观看。
招待所是一栋三层的红砖楼,条件比他们在西安住的电机厂招待所要好一些。
房间里有暖气片,虽然温度不高,但至少不像外面那么湿冷。
窗户对着东湖,可惜今天阴天,湖面灰蒙蒙的,看不真切。
简单洗漱后,三人下楼,周老师已经在楼下等候。
“座谈会安排在电力楼二楼会议室。”周老师边走边介绍,“除了陈副院长,还有电力系统教研室的刘教授、高电压教研室的王教授、自动控制教研室的李教授参加。他们都是院里相关领域的权威。”
电力楼是一栋四层的苏式建筑,走廊宽敞,水磨石地面光可鉴人。
二楼会议室里,长条会议桌旁已经坐了几个人。
居中是一位六十岁上下、头发花白、戴着黑框眼镜的老者,面容清癯,目光锐利。
他便是陈副院长,我国电力系统稳定与控制领域的奠基人之一。
“欢迎欢迎!”陈副院长站起身,与三人握手,“宋教授,久仰大名。你们在轧钢厂搞的自动化了不起!”
一番寒暄后,众人落座。
会议室里生了炭火盆,温度比外面高不少。
工作人员端上热茶,白瓷杯里茶叶舒展,热气袅袅。
“客套话不多说了,咱们直接进入正题。”陈副院长开门见山,“你们提交的这份技术清单,我们仔细研究了。特别是关于集成电路制造对电力品质的要求,电压稳定性±0.5%、频率稳定性±0.01hz、谐波畸变率小于3%、瞬间断电切换时间小于10毫秒……这些指标,坦率地说,已经超出了我国目前工业电网的最高标准,甚至比一些重点实验室的要求还要苛刻。”
他顿了顿,目光扫过三人:“我想先听听你们的想法。为什么芯片制造需要这么极致的电力品质?这些要求是怎么得出来的?”
宋颜教授示意吕辰回答。
吕辰清了清嗓子,从随身的公文包里拿出几张图纸。
“陈院长,各位教授,请允许我以最直观的方式说明。”他将图纸摊在桌上。
那是几张手绘的示意图,画着光刻机的曝光过程、薄膜沉积的反应腔、离子注入的束流控制。
“芯片制造的核心,是在硅片上‘雕刻’出纳米级的结构。以光刻为例——”吕辰指着第一张图,“紫外光通过掩模版,在涂有光刻胶的硅片上曝光。曝光时间精确到毫秒级,光强要均匀,任何波动都会导致线宽变化。”
他又指向第二张图:“化学气相沉积,反应气体在高温下分解,在硅片表面生长薄膜。温度控制要精确到±0.1°c,气体流量要稳定。电源的任何波动,都会影响加热器的温度,进而影响薄膜的厚度和均匀性。”
“最敏感的是测量和控制系统。”吕辰翻到第三张图,“扫描电子显微镜的电子束定位精度要达到纳米级,控制信号是微伏级别的。电网中的任何谐波干扰、电压闪变,都会像噪声一样淹没这些微弱信号,导致测量失真、控制失灵。”
他抬起头:“所以,电力对于芯片制造,不是简单的‘能源供应’,而是‘环境参数的基础’。就像盖房子需要平整的地基,芯片制造需要纯净、稳定、可靠的电力环境。没有这个基础,一切精密工艺都无从谈起。”
会议室里安静了几秒钟。
几位教授互相交换着眼神,显然认可了吕辰的说法。
“说得很好。”陈副院长缓缓点头,“从系统需求倒推技术指标,这是工程思维的核心。你们不是盲目追求高标准,而是基于工艺需求提出了明确的技术要求。这比单纯说‘我们要最好的电’要有说服力得多。”
刘教授接口道:“你们提出的这些指标,确实很有挑战性。但并非不可实现。实际上,武水院在电力系统稳定性、电能质量治理方面,已经做了多年研究,有一些技术储备。”
他从文件夹里拿出一份报告:“这是我们‘星河计划’电力组的工作进展,主要围绕三个方向:电压与频率的精密调节技术、谐波抑制与无功补偿技术、瞬间断电的应急保障技术。”
报告很厚,有文字说明,有电路图,有测试数据。
吕辰快速翻阅,心跳不禁加快。
电压与频率调节部分,详细描述了一种基于磁饱和电抗器的快速调压方案,响应时间可达10毫秒,调节精度±0.2%。频率控制则采用飞轮储能与同步电机组合的方案,在电网频率波动时快速注入或吸收功率,将频率偏差控制在±0.005hz以内。
谐波抑制部分,提出了多种滤波器设计方案,无源Lc滤波器、有源电力滤波器(ApF)、以及一种创新的“串联混合型有源滤波器”,能够同时滤除多次谐波,总谐波畸变率可降至2%以下。
瞬间断电保障部分,方案更加多样,旋转型不间断电源利用飞轮储能,可在5毫秒内接续供电;静态型UpS采用晶闸管快速切换;还有一种“超级电容储能”的设想,虽然目前电容技术还不成熟,但代表了未来方向。
“这些技术……很多都已经超出了实验室阶段?”吕辰忍不住问。
王教授笑道:“有些是,有些还在完善。比如磁饱和调压器,我们在丹江口水电站做过现场试验,效果很好。有源滤波器也做出了原理样机。但要把这些技术集成到一个完整的‘超纯净微电网’中,还需要大量的系统设计和工程验证。”
李教授补充道:“最关键的是控制策略。如何让调压、滤波、储能这些子系统协同工作,实时响应负载变化和电网扰动,这是一个复杂的多变量控制问题。我们正在研究基于模拟计算机的协调控制算法,但未来可能需要数字计算机来实现更智能的控制。”
“这正是‘星河计划’的意义所在。”宋颜教授适时插话,“芯片不仅是为计算机制造的,它本身也将赋能于控制系统。我们可以设想,未来芯片制造厂的微电网,就用自己生产的芯片来控制,形成一个闭环。”
这个想法让在座的人都眼睛一亮。
“自给自足,自我提升。”陈副院长喃喃道,“好!这个思路好!电力系统为芯片制造提供纯净环境,芯片又反过来提升电力系统的控制水平,这是真正的良性循环!”
座谈会的气氛热烈起来。
双方就技术细节展开了深入讨论:滤波器的参数设计、UpS的切换逻辑、微电网的架构拓扑、保护配置方案……
吕辰、谢凯也积极参与,提出他们在轧钢厂自动化项目中积累的经验:“我们在‘掐丝珐琅’强电控制模块中,采用了分层屏蔽和接地策略,有效抑制了电磁干扰。这些经验或许可以借鉴到微电网的电磁兼容设计中。”
周老师认真记录着。
他是这次合作的具体联络人,需要把讨论要点整理成会议纪要,作为后续工作的依据。
讨论持续了两个多小时。
炭火盆里的炭块已经换过一次,茶水也添了好几轮。
窗外的天色更加阴沉,似乎要下雨了。
最后,陈副院长做了总结:“今天这个会开得很扎实。武水院全力支持‘星河计划’,特别是电力保障这部分。我建议,我们立即成立联合工作组,由刘教授牵头,周老师具体负责,与你们红星所对接。”
他看向宋颜教授:“你们需要什么支持,尽管提。技术资料、实验数据、人员交流,我们都全力配合。目标只有一个:为中国的第一座芯片制造厂,打造一个世界级的电力环境!”
“感谢陈院长,感谢各位教授!”宋颜教授站起身,郑重地说,“有武水院这样的坚强后盾,‘星河计划’的电力基石就稳了。我们回去后,会立即向刘星海教授和李怀德厂长汇报,尽快启动联合工作。”
会后,周老师带三人在学校食堂用餐。
食堂很大,能容纳上千人同时就餐。
正值午饭时间,学生们排着长队打饭。
主食是米饭和馒头,菜有白菜炖豆腐、红烧萝卜、炒豆芽,每份菜里能看到几片肉。
“条件简陋,委屈几位了。”周老师有些不好意思。
“已经很好了。”吕辰真诚地说。
他注意到,学生们虽然衣着朴素,但精神面貌很好,吃饭时还在讨论功课。
那种专注和热情,与他在清华看到的如出一辙。
这才是中国未来的希望,无论在哪个领域,都有一群人在默默耕耘,积累着、突破着、等待着爆发的时刻。
饭后,周老师提议带他们去东湖边走走。“来武汉,总得看看东湖。虽然今天天气不好,但别有风味。”
三人欣然同意,从武水院北门出去,步行几分钟就到了东湖边。
湖面开阔,水天相接。
阴云低垂,湖水呈深灰色,波浪轻轻拍打着石岸。
湖边有几艘木船系在码头,随波摇曳。
远处珞珈山的轮廓在雾霭中若隐若现,山上的建筑像水墨画中的点缀。
“东湖面积有三十多平方公里,是杭州西湖的六倍。”周老师介绍道,“不过开发得晚,名气不如西湖。但我们武水院的人,最爱这湖——它安静、开阔,有气魄。”
确实。站在湖边,能感受到一种沉静的力量。
湖水无声,却蕴藏着巨大的能量。
“周老师,武水院在研究水力发电吧?”吕辰问。
“当然。这是我们的老本行。”周老师指向湖的西南方向,“那边有我们的水工实验大厅,可以模拟大坝、水轮机、泄洪道。新中国很多大型水电站,都有武水院师生的贡献。”
他顿了顿,语气变得深沉:“其实,电力系统和水力系统有很多相通之处。都要考虑稳定性、调度性、经济性。都要面对不确定的扰动,对电力系统是负荷突变,对水力系统是来水变化。都要在安全、可靠、高效之间寻找平衡。”
吕辰深深点头,系统思维,这正是他此行最想学习的东西。
湖风渐大,带着湿冷的寒意。
四人沿着湖岸往回走。
路边的芦苇在风中起伏,发出沙沙的声响,像是古云梦泽的低语。
回到招待所时,天空终于飘起了细雨。
雨丝细密,无声地浸润着大地。
站在窗前,吕辰能看到雨中东湖的朦胧景象,湖面泛起无数细小的涟漪。
谢凯在整理今天的会议记录。
宋颜教授在边上指点:“武水院技术扎实,为‘星河计划’注入了关键的系统稳定性基因。
电力不仅是能源,更是精密工业的环境基础。纯净电网的概念,应与洁净厂房、恒温环境并列,作为芯片制造的三大基础条件。
微电网的架构,建议采用‘双路供电+飞轮储能+超级电容+有源滤波’的多重冗余方案。控制策略需引入自适应算法,实时优化运行状态。
下一步要组建联合工作组,制定微电网技术规范,在红星所实验区建设小规模示范系统;……”
雨中的武汉,显得宁静而深沉。
这座江城,既承载着古云梦泽的湿润记忆,又挺立着长江大桥的钢铁脊梁;既保留着晴川阁的诗意守望,又孕育着武水院的工程智慧。
古老与现代,自然与人力,诗意与务实——在这里奇妙地融合。
而他们,正站在这个融合点上,试图用最前沿的技术,为这个国家的未来铺设基石。
电力、材料、机械、光学、化学……
每一块都要坚固,每一块都要精确,每一块都要融入整个系统。
雨还在下,吕辰加入宋教授和谢凯的讨论。
接下来,他们将前往此行的最后一站,上海。
那里有中国最精密的机床厂、最先进的电子企业、最活跃的工业生态。
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