第49章 光子計算的量產與應用 （1/3）

光子計算的量產與應用

#### 第四十九章：光子計算的量產與應用

武漢實驗室的歡呼聲還未散去，現實的引力已將江知夏拉回地面。

“裏德堡光子計算”雖然在原理上跑通了，但要把它從實驗臺上的“精密儀器”變成流水在線的“工業產品”，中間隔着一條巨大的鴻溝。

在華爲東莞基地的緊急會議上，氣氛凝重。

“良率只有0.1%。”製造部的老張把一疊報廢的晶圓照片摔在桌上，“江總，這不是工程問題，這是物理極限。我們在實驗室裏，是用高精度的外腔激光器一點點調出來的。但在產在線，我們要面對的是成千上萬個微環諧振腔。只要有一個環的半徑偏差超過1納米，整個芯片就廢了。”

“1納米……”江知夏看着照片上那些斷裂的光路，“這是製造工藝的公差範圍嗎？”

“對。”老張嘆了口氣，“目前的深紫外光刻機，套刻精度也就在2納米左右。我們要在芯片上集成幾萬個裏德堡原子腔，每個腔都要精確對準，這在現有的工藝下，幾乎是不可能的任務。”

“那就不能靠光刻。”江知夏站起身，走到白板前，“既然機器做不到，那我們就讓芯片自己‘長’出來。”

“自己長？”衆人一愣。

“對。”江知夏拿起筆，畫了一個新的結構，“我們放棄傳統的‘自上而下’的刻蝕工藝，改用‘自下而上’的自組裝技術。我們在硅基板上預置一種特殊的‘種子層’，這種種子層對銣原子有極強的吸附力。當我們在真空腔裏注入銣原子蒸氣時，它們會自動尋找這些種子點，形成原子數組。”

“自組裝？”老張瞪大了眼睛，“這在化學合成裏常用，但在芯片製造上，怎麼控制位置？萬一原子亂跑怎麼辦？”

“這就需要用到‘光鑷’技術。”江知夏眼中閃過一絲光芒，“我們在種子層下面埋一層電極，通電後產生非均勻電場，形成‘光鑷’，把銣原子牢牢鎖在預定的位置。就像用無形的鑷子，把原子一個個夾到窩裏。”

“光鑷鎖原子……”老張喃喃自語，“這倒是個新路子。但是，這需要極高的真空度，而且電極的排布非常複雜。”

“複雜怕甚麼？我們可以用AI來設計電極排布。”江知夏說，“我們訓練一個神經網絡，讓它根據原子的分佈，自動計算出最優的電極電壓組合。這叫‘AI for Manufacturing’。”

“而且，”江知夏補充道，“爲了解決真空封裝的問題，我們可以借鑑MEMS（微機電系統）的封裝技術。在晶圓級就做好真空腔，用原子層沉積（ALD）長一層緻密的氧化鋁薄膜，把原子封在裏面。這樣，芯片就不需要龐大的真空罐了。”

“晶圓級真空封裝……”老張的眼睛亮了，“這招高！如果真能做到，那量產就不是夢了。”

“好！”江知夏拍板，“老張，你負責工藝開發。我給你調那臺備用的原子層沉積設備，還有那臺高精度的電子束光刻機，用來做種子層的模版。”

接下來的兩個月，是東莞基地最不眠的兩個月。

江知夏、老張、陳默，加上華中科大的專家團隊，全部泡在了潔淨室裏。

“種子層旋塗速度3000轉……”

“電子束曝光劑量1500μC/cm?……”

“銣原子注入壓力……”

“電極鎖定電壓5V……”

每一次嘗試，都是一次賭博。

第一次試產，原子團聚，無法形成數組。

第二次試產，真空封裝漏氣，原子氧化失效。

第三次試產，終於，那塊佈滿納米級原子腔的芯片從機器裏出來了。

“上電測試！”江知夏的聲音有些顫抖。

激光器啓動，紅色的光束射入芯片。

屏幕上的波形，開始跳動。

“良率統計出來了！”質檢員拿着數據跑了過來，“首批1000顆芯片，良率……85%！”

“85%！”

整個車間沸騰了。

老張一屁股坐在地上，累得連笑的力氣都沒有了。