除了首開記錄的軸承廠之外，接下來就是泡沫金屬工廠。冶煉畢竟是文德嗣的老本行，這些個是他最熟悉的行業(yè)了，當年還是大學狗的時候，就天天學的這個。當了幾十年的國家元首，卻沒多少機會用到他自己的專業(yè)技能，這讓文總有時候也難免會有些錦衣夜行，髀肉復(fù)生之憾。

“勞資才是這個世界上最精通地外冶煉的專家啊啊啊啊啊……”以前沒條件也就算了，現(xiàn)在有了條件，當然要首先搞起來。

于是，文總重操舊業(yè)，親自主持了本位面第一批太空冶煉廠的規(guī)劃和設(shè)計工作。有了文德嗣這個大內(nèi)行的指導(dǎo)，中國的太空冶煉廠進展速度極快。1938年5月份就完成所有的地面作業(yè)，隨后分為幾十個貨艙在以一天6次的頻度，在半月內(nèi)全部打到了軌道上。6月底完成這個工廠群的組裝和調(diào)試，開始試生產(chǎn)。

首先做的是泡沫鋼，這是最簡單的泡沫金屬。但是在地面上卻搞不出來，因為地球有重力，氣泡在鋼水內(nèi)無法均勻分布，也不能形成完美的球形，所以基本上是做不了的，只能停留在理論階段。但是這東西在太空中制造起來非常簡單，就是使用電爐把送來的鋼錠融化成鋼水灌入鑄模，再用噴頭向鋼水中打入氫氣混合攪拌，氣泡自己就會均勻的分布在鋼水內(nèi)部，并形成完美的正球形，隨后在靜置冷卻之后，便成了高性能的泡沫鋼材質(zhì)的鋼板鋼梁。

當生產(chǎn)流程確定后，同樣由地面建造了貨倉工廠，經(jīng)由通天橋打到軌道上，再由駁船推至工廠軌道。而一個泡沫鋼生產(chǎn)貨倉只要獲得充分材料供應(yīng)，能夠日產(chǎn)650噸的鋼梁或者板材。天禾集團高層經(jīng)過考慮過后，打了四個泡沫鋼生產(chǎn)艙上工廠軌道去，并透過通天橋每天提供一次發(fā)射，也就是16的運量，供應(yīng)軌道工廠660噸原料鋼材與所需氫氣等原料（貨車的空重是60噸，最大載荷660噸）。如此滿負荷運轉(zhuǎn)下，便可年產(chǎn)23。7萬噸的泡沫鋼材。其中的七成被裝上返回貨車運回地面，同樣銷售給軍工產(chǎn)業(yè)。而其余三成則留作軌道建構(gòu)物的建造。這泡沫鋼正是宇宙飛船與空間站的絕佳建造材料。

然后就是各種特殊合金的冶煉工廠，也被陸續(xù)發(fā)射了上去。在無重力的條件下，即使是比重差別很大的兩種金屬，也能實現(xiàn)完美的混合，這就使得太空冶煉廠可以冶煉出很多地球上無法生產(chǎn)的合金，比如說鋁和鎢的合金。還有目前在軍工項目中大量使用的鐵鋁合金，這東西在地球上生產(chǎn)一直是個大問題，成品率不能讓文德嗣滿意。

但是在太空冶煉也完全不同了，想不成功都難。何況還可以做成更輕的泡沫化鐵鋁合金，這更是不得了的東西。用重量比水還輕，強度比鋼還高的鐵鋁合金制作的飛機，想想都覺得酸爽。

接著是光纖，自從1913年中國做出了各種激光后，文德嗣便組織人員開始研究光纖的生產(chǎn)，但是直到到30年代，花了整整二十幾年的時間，成果卻很有限。不是說這時作不出光纖，而是以此時的工藝技術(shù)，生產(chǎn)光纖的成本高到讓文德嗣無法接受。

光纖的基本材料就是玻璃纖維，這是一種很細的玻璃絲，直徑為幾十微米。但是因為太細，在生產(chǎn)的時候非常容易斷裂，因為一旦長度達到一個門檻，沒等到液態(tài)的玻璃絲凝固，就會由于受到重力而被拉成小段，而這嚴重限制了光纖的長度。

一般來說，越細的光纖則效率越高，通訊頻寬越大。但是越細的光纖也就越容易受重力影響，長度就必須做的越短。即使在原時空的21世紀初，15微米的光纖長度頂多十幾米，而50微米光纖頂多作到百多米長度。只有大于100或200微米的較粗光纖才能在冷卻時耐得住線材本身的重量，可以做到幾百上千米。而這還是經(jīng)過近三十年研發(fā)的成果，在此之前光纖只能做的很短，因此長程的光纖骨干中間需裝上大量中繼器，造成其價格居高不下。

而在本位面的30年代，即使是文總使出了種種手段開掛，進展速度也還是不大。直到去年，100微米粗的光纖長度只能做出二百米左右，再長就非常容易斷裂，勉強等達到原時空21世紀初頭幾年的水平。研究小組這最近十年的研究重點放在改進玻璃液中加入的材料，以及調(diào)整冷卻速度，以使其能夠在冷凝時能耐的住更多的重量，從而做出更長的玻璃絲。但是依照目前的進度估計，恐怕還要花上個十幾二十年的時間。

好吧，這個成績在當時人看來已經(jīng)很不錯了，但是對于文德嗣來說，卻是遠遠不夠。當然，我們知道，塑料也能做成光纖，但是塑料光纖也只是便宜，性能還是遠遠比不上玻璃光纖的。

然而，通天橋完成后，這種難題就迎刃而解。

文德嗣一聲令下，光纖小組將一套生產(chǎn)機器安裝到貨倉中，打入軌道進行實驗。而其結(jié)果令他們震驚。100米，500米，1000米，2000米，4000米……10000米！他們不斷拉出更長的光纖使之冷卻，卻沒有一條在冷卻時折斷，其可以延伸的長度還沒有看到盡頭！而這個光纖的直徑僅有10微米！

這真是太……太……太踏馬帥了！在場的試驗人員都被雷得外焦里嫩，風中凌亂了。此后他們不需要再考慮斷線問題，而可以把精神放在改善光纖光學性能上，而不必因為斷線而需要加入緊固材料，進而對光學性能方面做出妥協(xié)。

經(jīng)過三個月的測試，光纖試驗小組提出報告，建議完全放棄地面上的光纖生產(chǎn)線，全面轉(zhuǎn)向軌道工廠生產(chǎn)！

然后的項目，就是半導(dǎo)體的硅晶圓生產(chǎn)了。這是一開始就列入計劃表的優(yōu)先選項，目前受到所有人的關(guān)注。硅晶圓的用途可不僅僅是計算機產(chǎn)業(yè)。沒錯，計算機產(chǎn)業(yè)是很重要，但在眼前有更重要的，那就是能源項目，也就是太陽能光伏電板。

在太空中，最廉價也最方便的能源就是太陽能了，而太陽能電池板就需要硅晶圓，越是高品質(zhì)越是大塊的硅晶圓，其能量轉(zhuǎn)換率就越好。但是在地球上很難生產(chǎn)出大塊的硅晶圓，而且價格也非常感人，不利于推廣。

此外，就是文德嗣準備盡快建成計劃中的軌道太陽能發(fā)電站了。但是，這個日光發(fā)電廠也有個問題。在火箭時代，最大的問題就是怎么把材料打到軌道上去?，F(xiàn)在這個問題由于通天橋完成而解決了。剩下的問題就是，如何才能搞到夠多與夠便宜的光伏電板？

太陽能光伏電板，目前產(chǎn)量夠高也最廉價的是硅基光伏電板，也就是用硅晶圓制作的光電板。但是說最廉價，也只是與其他正在研發(fā)中的光電板相比，其價格本身還是很昂貴的。拿來建一座電站，那么造價將會是核電站的數(shù)倍之多。因此必須研究降低價格的方法。而最直接的方法，就是加大晶圓的產(chǎn)量與生產(chǎn)效率，或者說，加大晶圓的直徑。

當然，也可以用便宜的塑料來制作光伏電板，但是這玩意兒就和塑料光纖一個道理，除了價格便宜和可以隨意彎曲之外，轉(zhuǎn)換率遠遠低于硅晶圓。這樣算起來，性價比最高的仍然是硅基光伏電板。

硅晶圓是指制作硅半導(dǎo)體所用的硅晶片，狀似圓形，故稱晶圓。硅晶圓就是“單晶硅”，生產(chǎn)原料就是地面隨處可見的砂子（主要成分二氧化硅），當從砂子內(nèi)萃取出所需的硅元素后，經(jīng)還原等處理，可萃得約98%粗晶體，再經(jīng)純化過程，可得純化多晶硅，其形狀為粒狀或棒狀，純度高達五個九以上，即99。999%以上。

然后再將此多晶硅融化，并在熔融液內(nèi)摻入一小顆硅晶體晶種，再慢慢拉出可形成圓柱狀的單晶硅晶棒。由于硅晶棒是由一顆小晶粒在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經(jīng)過研磨，拋光，切片后，即成為制作集成電路和光伏電板的基本原料——硅晶圓片，這就是“硅晶圓”。

硅晶棒所切割出的晶圓中，品質(zhì)較好的，稱為生產(chǎn)晶圓，更高級的稱為磊晶圓。生產(chǎn)晶圓及磊晶圓幾乎都集中在硅晶圓棒的中間部分。頭尾兩端所切出的晶圓，出現(xiàn)瑕疵的機會較大，通常用做非生產(chǎn)用途，稱為測試晶圓，測試晶圓通常送回工廠再加工成再生晶圓。

最后品質(zhì)過關(guān)的硅晶圓送至晶圓廠內(nèi)制造晶片電路，每塊硅晶圓上可翻制出數(shù)以百計的相同硅晶片。這些晶片電路再經(jīng)封裝測試等程序，經(jīng)過復(fù)雜的化學和電子過程處理后，其上布滿著多層精細的電子線路，便成為市面上一顆顆的集成電路。而如果要用在太陽能板上，可以整塊圓形晶圓直接拿來用，或者切割成較小的方塊。

不過在地球上，生產(chǎn)這種硅晶圓很難，直徑越大的難度越高，這可是高科技。在二十一世紀初，能夠量產(chǎn)的也就是直徑十二英寸（300毫米）的硅晶棒，最大的也不過十四英寸（360毫米）。因為它的生產(chǎn)要受到重力影響，直徑每提升一點，都要付出巨大的代價。但是在無重力的天空中，這一切都不再是問題。從理論上說，其直徑增長是無限的。

而目前中國的技術(shù)，工廠中能夠長出的硅晶棒是250毫米（十英寸）的等級，實驗室中則可以生產(chǎn)300毫米晶圓，勉強能達到21世紀初的水平，在文德嗣看來，這是屬于非常初期的層次。最重要的是，價格還是很難讓人接受。

因此在通天橋的最后測試還未完城，中國半導(dǎo)體研究所的晶圓實驗室便奉命將一套完整的生產(chǎn)裝備裝入了一個貨倉中。當天宮一號建立完畢后，這個軌道晶圓實驗室便被發(fā)射上去，與天宮一號對接，開始軌道晶圓生長實驗。

軌道晶圓實驗室與其他工廠不同，長晶是需要重力的。雖然無重力也可以長晶，但這樣長出來的是“硅晶球”而不是“硅晶棒”，在加工上會有些麻煩，同時浪費也比較多。因此，軌道晶圓實驗室被接在一個轉(zhuǎn)軸上，與另一個生產(chǎn)實驗室的艙組遙遙相對，以電力驅(qū)動緩緩旋轉(zhuǎn)，是天宮一號中比較少的幾個重力實驗室。當然，旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)過調(diào)整，并不是全重力，而是僅僅只有百分之一到十分之一重力，0。01～0。1g的程度。這個實驗室的重力是可以很容易調(diào)整的，只要調(diào)整轉(zhuǎn)速就行了。軌道晶圓實驗室的工程師便是在這種情況下開始進行長晶實驗。

而他們最后得到的結(jié)果極為驚人，那是大大小小不同的硅晶棒，其中最大的為直徑兩米，長十二米，重達八十八噸的巨大硅晶棒。其實還可以做得更大的，只是設(shè)備沒那么大。這些硅晶棒除了少數(shù)送往成品實驗室外，其余被小心封裝好之后，裝入回返貨車送回地面的實驗室進行切割。當這批硅晶棒在地面一露面，所有人眼睛都直了。眾人都被這些個巨大的怪物雷到半響無語。

地面的晶圓實驗室很快地切割分析了這一批硅晶棒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這批硅晶棒切出來的大部分都是高品質(zhì)的磊晶圓，生產(chǎn)晶圓比例很少，而瑕疵品的測試晶圓幾乎找不到。再分析過軌道晶圓實驗室最后總結(jié)出來的流程與損耗后得出了結(jié)論。至少在硅晶提純與長晶方面，軌道晶圓實驗室的產(chǎn)品良品率比地面實驗室高十倍，成本則只有五分之一，因此效率是五十倍，再考慮低重力環(huán)境下四至五倍左右的生產(chǎn)速度，晶圓實驗室很快就得出了與光纖實驗室相同的結(jié)論：應(yīng)盡快于軌道上建設(shè)軌道晶圓廠。而這時搞成品生產(chǎn)的那幫家伙也跳了出來說，軌道的環(huán)境使得集成電路和光伏電板的成本可以降低一半，良品率則增為原本的兩倍，總之同樣要求盡速將地面工廠遷往軌道上。

當然，文德嗣也很想，但問題是工廠不是說遷就遷的。遷廠本身還算快的，在地面把工廠設(shè)備安排封裝到貨倉中，再打上軌道去就好了。問題是工廠一打上去，接下來就要往上運送材料，并把成品運回地面來。但是現(xiàn)在的通天橋的電力卻是大大不足的，一天只夠跑六趟。

天宮一號的測試基地運轉(zhuǎn)半年后，再頑固的人也承認，必須加大現(xiàn)有的通天橋投射量。一天六次貨物投射，總計4320噸的貨倉，或者3960噸的貨物是遠遠不夠的。是的，也許軌道上沒有太多的新造建筑需求，但是別的不說，光是目前投射的幾座軌道工廠群，其產(chǎn)能就受到材料限制。軸承滾珠也就罷了，這個數(shù)量多但是質(zhì)量小，基本不太占運輸噸位。但是泡沫金屬和新型合金這類東西在將最初的樣本送回地面分送各工廠測試后，現(xiàn)在全國的各種軍工廠全部要求大量供應(yīng)，有多少要多少，甚至連民用企業(yè)特別是汽機車廠也打聽到消息來要求供應(yīng)。

最初火箭組的主任工程師錢學森認為，可見的未來十八年中軌道上不會有2600萬噸的運輸量需求，因而對文德嗣對于收回成本的把握感到疑惑?，F(xiàn)在他明白了，短期內(nèi)確實可能不需要在軌道上建造2600萬噸的建筑體。但是僅僅是送上軌道來加工處理的材料，比如說泡沫金屬的制造，光是一天一班車，一年就有近二十四萬噸。而看各地工廠開過來的需求書，就是一年造2400萬噸他們也可全部吃下，他們恨不得把全部的鋼材都換成泡沫鋼。

至于那些新型合金就更不用說了，這可是文德嗣親自去了一趟太空，現(xiàn)場指導(dǎo)他們搞出來的。在制作時，文德嗣還一時技癢，在爐前親手操作，煉了幾爐新型合金出來。

還有就是之前搞出來的“銅龍”高能電池和鎢晶須裝甲。這鎢晶須在太空中的生長速度和質(zhì)量也是遠超地球，而且成本和廢品率更是大幅度降低。而這個高能電池之所以還沒升級到“金龍”，就是因為地球上無法生產(chǎn)出滿足要求的鐵鈉合金。但是一旦進入太空，這些生產(chǎn)上的困難都不復(fù)存在了。

這些樣品被一一送回地球，在測試之后，專家們都瘋狂了，性能參數(shù)都是大幅度上升，從提高了幾倍、十幾倍甚至幾十倍不等，而廢品率也減低到了一個難以置信的程度，至于成本也是幾倍的降低。于是他們都紛紛要求搬家，把這些工廠全都搬到太空去！

是的，在通天橋建造之前，這些需求一個都不存在。但是當通天橋建完，天宮一號設(shè)立完畢，經(jīng)過短期試驗后，立刻憑空生出一個巨大的市場與無數(shù)的需求。