中海光电所的1纳米芯片的推进速度,也是非常的迅速!
首先就是,1纳米光刻机,立即被安装到了中海光科科技的超洁净机房里,配套设备,就沿用14纳米制程的那一些,有些需要做相应改进和改造的,从第一天就已经着手开展了。
其次就是,大白对所有的技术人员,又开始了“魔窟式训练”,逐个工艺、逐个步骤的进行实景化操作,其根据的是,孔白那一系列1纳米光刻机的技术资料。
第三就是,从第一天就开始进行了大批的原材料采购,为了掩人耳目,还分散通过好几家光科半导体的股东和上下游协作厂家进行的。
其实,就算是这样,也没能逃过一些有心人的眼睛,这个放在后面说。
第四,也是最重要的一点,就是大白老师,对全套的,以芯片为核心的整体架构,进行了全面重新优化设计,最关键的问题,也是最让人惊讶的是:
这种改变之大,堪称是重建整个体系!
特别是,大白经过跟孔白的商量,采用了新的芯片基材,也就是采用了全新的芯片衬底材料!
新的基材是谁也没想到的,那就是钻石!
没错,就是钻石!
钻石是绝佳的半导体材料,是完全可以吊打硅半导体的存在!
其实从孔白开始研究“核能钻石”的时候,他就注意到了钻石具有和硅一样的晶体结构。
同为iv主族的元素,碳元素完全具有做半导体的能力。
比方说二维结构的单层石墨烯,和二维结构卷曲而成的碳纳米管,都具有优异的半导体性能。
但是因为制造工艺的问题,不易进行大尺寸制备,因此就被放弃当做半导体基材了。
这样一来的话,只能退而求其次,用钻石来当做1纳米芯片的基材了!
钻石和硅晶体原子结构一样,同为四面体三维结构排列,因此从理论上讲,钻石和硅都具有半导体的性能特点。
众所周知,晶体管越小,单位截面积集成的晶体管数量就越多,处理器的速度就越快,计算效率也就越高。
但是使用传统的硅基芯片到达1纳米的栅极长度以后,会产生严重的“量子隧穿效应”。
之所以会这样,主要是因为以1纳米为直径的长度,最多只有4个硅单胞,1平方纳米平面最多能容纳13个硅原子;如果是以1纳米为直径的三维球体,最多包含8个硅单胞,球体内硅原子数量,最多只有64个。
什么意思呢?就是1纳米长度中的硅原子太少了,已经阻止不了电子穿透了,成了全导体了。即:量子隧穿效应,将使半导体出现电子失控的现象。
与硅相比,钻石具有高热导率、高击穿电场、高电子迁移率、高载流子饱和速率和低介电常数等优异的特性,满足更高集成度的芯片,对高温、高压、高功率、高频率以及抗辐射的要求。
还有就是,钻石具有更小的单胞和原子尺寸,在同样1纳米的长度内,钻石可以容纳更多的碳原子,不至于像硅那样出现“量子隧穿效应”。
而且,使用钻石可以极大地解决高集成度下,晶体管的热管理失衡问题。
因此,以钻石制成的芯片,可以比硅芯片更能承受高温环境的考验,且散热效率极高,尤其满足于大型计算中心,对芯片稳定性的要求!
但是,用钻石作为基材,什么都很好,唯独一点不好,那就是大尺寸的、能够进行芯片蚀刻的钻石,不易获取!
然后,孔白就按照制备“核能钻石”的思路,同样采用“化学气相沉淀法”,来合成用于制作钻石芯片的大尺寸钻石薄片。
传统人工制造钻石的方法,就是模拟自然界钻石产生的环境,采用高温、高压方法,进行制备。
但是这个条件极为的苛刻,要想把碳粉变成闪亮的钻石,至少需要2000度以上的高温和几十个大气压的压力!
即使这么苛刻的条件,生产出来的钻石,也就是很小的一颗,完全不能作为芯片基材使用!
但是采用化学气相沉淀法,则可以相对轻松的,得到大尺寸钻石薄片。
具体的说,就是在一个密闭压力容器内,在容器底部铺上一层均匀的钻石粉末,然后对这个密闭空间,施加一定的温度和压强,并往里注入一定比例的甲烷、氮气和氢气,同步进行微波放电,对混合气体进行高温加热,促使甲烷中的碳元素变成一种碳等离子体。www.sttgxcl.com
这些碳等离子体,会不断的沉积到压力室底部的钻石粉末上,随着时间的推移,慢慢积聚和硬化,最终形成钻石薄片。
这种生产钻石的方法,原理说起来是很简单,但是,实际生产起来,却是难度很大。
其中,最主要的原因,是必须要精确控制甲烷、氮气和氢气的混合比例、温度与压力、等离子体浓度等等反应条件,还要根据碳元素的消耗速度,及时补充甲烷气体。
而且,等离子体的氢元素和甲基中间体,都具有极强的还原性,可以与反应炉中的很多东西发生反应、产生化合物,从而致使气体中掺杂其它元素的杂质,影响钻石薄片的半导体性能。
比如玻璃中很常见的硼,即使只有极微量的水平,都不适合纯钻石的生长,因此,对作为基底层钻石粉末的纯净度,要求也极高!
不过,这些困难,对别人来说,是需要摸索很长时间的,但是对于拥有巨大算力和遗传算法的大白来说,就不是那么难了!
孔白迅速的把钻石薄片生长的试验任务布置了下去,经过了一天多的试验,获取了大量有关钻石薄片生长的数据。
随后,孔白就把这些数据交给了大白,让她使用遗传算法,推演出一个相对最优的钻石生长环境参数。
他高价定制了很多,由钛板作为反应室的压力容器,以及纯净度极高的钻石粉末。
然后,就按照大白推演的参数区间,做了几个比较测试,取得一个最优解,随后就开始大规模的制造起钻石薄片来了!
因为孔白只需要1毫米多一点厚度的钻石薄片,而并非要得到制作首饰用的大颗粒钻石,因此,这个生产速度就相对较快,经历了不到四天的时间,就搞出了200多片。
孔白每生产出一批,就把薄片交给了中海光电所的人,让他们抓紧时间,将其切割、打磨成大约0.9毫米厚的钻石晶圆,然后就按照大白直到和训练的芯片制造工艺,开始进行试生产。
就这样,短短没几天的时间里,第一枚具有划时代意义的钻石芯片,被制造了出来!
晶晶走到唐三身边,就在他身旁盘膝坐下,向他轻轻的点了点头。
唐三双眼微眯,身体缓缓飘浮而起,在天堂花的花心之上站起身来。他深吸口气,全身的气息随之鼓荡起来。体内的九大血脉经过刚才这段时间的交融,已经彻底处于平衡状态。自身开始飞速的升华。
额头上,黄金三叉戟的光纹重新浮现出来,在这一刻,唐三的气息开始蜕变。他的神识与黄金三叉戟的烙印相互融合,感应着黄金三叉戟的气息,双眸开始变得越发明亮起来。
阵阵犹如梵唱一般的海浪波动声在他身边响起,强烈的光芒开始迅速的升腾,巨大的金色光影映衬在他背后。唐三瞬间目光如电,向空中凝望。
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顿时,”轰”的一声巨响从天堂花上爆发而出,巨大的金色光柱冲天而起,直冲云霄。
不远处的天狐大妖皇只觉得一股惊天意志爆发,整个地狱花园都剧烈的颤抖起来,花朵开始迅速的枯萎,所有的气运,似乎都在朝着那道金色的光柱凝聚而去。
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他脸色大变的同时也是不敢怠慢,摇身一晃,已经现出原形,化为一只身长超过百米的九尾天狐,每一根护卫更是都有着超过三百米的长度,九尾横空,遮天蔽日。散发出大量的气运注入地狱花园之中,稳定着位面。
地狱花园绝不能破碎,否则的话,对于天狐族来说就是毁灭性的灾难。
祖庭,天狐圣山。
原本已经收敛的金光骤然再次强烈起来,不仅如此,天狐圣山本体还散发出白色的光芒,但那白光却像是向内塌陷似的,朝着内部涌入。
一道金色光柱毫无预兆的冲天而起,瞬间冲向高空。
刚刚再次抵挡过一次雷劫的皇者们几乎是下意识的全都散开。而下一瞬,那金色光柱就已经冲入了劫云之中。
漆黑如墨的劫云瞬间被点亮,化为了暗金色的云朵,所有的紫色在这一刻竟是全部烟消云散,取而代之的,是一道道巨大的金色雷霆。那仿佛充斥着整个位面怒火。
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第124章 划时代意义的“钻石芯片”免费阅读.https://www.sttgxcl.com