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第506章 把铅笔芯炸了
    京城,北京大学,纳米器件物理实验室。

    这里是中国碳基电子学的“圣地”。

    林远本来以为会看到高大上的无尘室,结果一进门,差点被地上的电缆绊倒。

    屋里乱得像个杂货铺。到处是瓶瓶罐罐,还有像黑色棉絮一样的灰尘。

    一个穿着灰色毛衣、头发花白的老教授,正拿着一把镊子,对着显微镜叹气。

    他叫彭教授。中国搞碳基芯片的第一人。坚持了二十年,头发都熬白了。

    “彭老,”林远恭敬地递上名片,“我是江南之芯的林远。”

    彭教授瞥了一眼名片,随手放在一边。

    “如果是来谈投资的,出门左转,找学校产业办。”

    “如果是来催成果的,出门右转,慢走不送。”

    “我是来帮您造芯片的。”林远说。

    彭教授笑了,笑得很无奈。

    “造芯片?年轻人,你知道我们在干什么吗?”

    他指了指显微镜。

    “我们在试图用铅笔芯石墨/碳来造电脑。”

    “理论上,碳比硅跑得快,还凉快。”

    “但是,”彭教授拿起一张照片,上面是一团乱糟糟的黑色线条。

    “你看这是什么?”

    “这是一团乱麻。”林远实话实说。

    “对。这就是我们的原材料碳纳米管。”

    “它们长出来的时候,就像一锅煮烂的面条,横七竖八,缠绕在一起。”

    “我们要造芯片,就必须把这几亿根面条,一根根捋直了,排得整整齐齐。”

    “只要有一根歪了,或者搭在别的线上,芯片就短路。”

    “我们搞了二十年,也只能在实验室里,用镊子探针一根根拨。”

    “你想量产?除非你雇一亿只猴子来帮我拨面条。”

    “捋直了还不行。”彭教授继续泼冷水。

    “这面条里,还有毒。”

    “碳纳米管长出来的时候,有两种性格。”

    “一种是半导体型,能做开关也就是晶体管,这是我们要的。”

    “一种是金属型,就是纯导线,关不住电。”

    “这两样东西,长得一模一样,混在一起。”

    “比例大概是2:1。”

    “也就是说,每三根面条里,就有一根是坏的。”

    “如果这根坏面条混进了芯片里,电就会直接漏过去,开关就失效了。”

    “芯片就变成了电热丝。”

    “怎么分出来?”林远问。

    “分不出来。”彭教授摊手,“它们化学性质几乎一样,物理大小也一样。”

    “我们试过用离心机甩,试过用药水泡。能分出来一点,但纯度不够。”

    “我们要的是99.9999%的纯度。”

    “只要有万分之一的坏面条,几亿个晶体管的芯片就废了。”

    死局。

    乱,理不顺。

    杂,分不清。

    这就是为什么碳基芯片喊了这么多年,还在实验室里打转。

    林远看着那团黑乎乎的东西。

    “既然分不清……”

    “那我们就弄死它。”

    “弄死?”彭教授愣了,“怎么弄?”

    “电烧。”

    林远眼中闪过一丝狠厉。

    “您刚才说,坏面条金属型是导电的,像电线。”

    “好面条半导体型是做开关的,平时不导电。”

    “那如果我们给这堆面条通上电呢?”

    “而且是强电流!”

    彭教授眼睛突然瞪大了。

    “你的意思是……”

    “对!”林远比划了一个“切”的手势。

    “我们把这堆乱糟糟的面条,铺在晶圆上。”

    “然后,把所有的开关好面条,都处于关闭状态加上栅压。”

    “这时候,好面条是不导电的,电流过不去。”

    “但是!坏面条金属型是关不住的!它依然导电!”

    “所以,电流只会流过那些坏面条!”

    “只要电流足够大……”

    “砰!”

    林远做了一个爆炸的手势。

    “坏面条就会因为电流过大,发热,烧断!”

    “就像保险丝熔断一样!”

    “等所有的坏面条都烧断了,剩下的,不全是好的了吗?”

    这就叫“火中取栗”。

    或者叫“定向爆破”。

    彭教授听得手都在抖。

    “这……这理论上是可行的。这叫电学击穿法。”

    “但是,你知道这有多难吗?”

    “我们要烧掉几亿根管子!”

    “而且,不能伤到旁边的好管子。”

    “这需要极其精密的电压控制。”

    “电压小了,烧不断。”

    “电压大了,连好的一起烧了,或者把芯片基底给烧穿了。”

    “我们实验室试过,烧出来的全是黑炭,没法用。”

    “那是你们控制得不够准。”林远自信地说。

    “我有启明芯片。”

    “我有工业大脑。”

    “我来帮您控火。”

    三天后。

    一套由江南之芯改装的测试台,搬进了北大实验室。

    晶圆上铺满了杂乱的碳纳米管。

    “连接探针台。”

    几万根微米级的探针,扎在了晶圆的电极上。

    “汪总,看你的了。”

    “收到。”

    汪韬的AI算法接入。

    “开始扫描。”

    系统先给晶圆加了一个微小的电压,测出了每一块区域的电阻。

    “发现坏面条密集区。”

    “锁定目标。”

    “准备点火。”

    “电压:5伏。脉冲时间:1微秒。”

    “滋”

    虽然肉眼看不见,但在显微镜下,一场壮观的“雷暴”正在发生。

    那些混在好管子中间的“坏管子”,因为电阻小,瞬间通过了巨大的电流。

    它们发红、发热,然后

    “啪!”

    在微观世界里,它们像鞭炮一样炸断了,化作一缕青烟碳原子气化。

    而旁边的“好管子”,因为处于关闭状态,没有电流通过,安然无恙。

    “继续!加大力度!”

    AI像一个不知疲倦的狙击手,在一块晶圆上,进行了数亿次的微型爆破。

    一小时后。

    晶圆变得“干净”了。

    再次测试导电性。

    “开关比on/off Ratio:10的6次方!”

    彭教授看着数据,惊呼出声。

    “纯了!真的纯了!”

    “这是99.9999%的半导体纯度!”

    第一只拦路虎,被电死了。

    坏的剔除了,剩下的都是好的。

    但是,它们还是乱的。

    像一堆乱草一样铺在晶圆上,性能大打折扣。

    要想做高性能芯片,这些管子必须排队。

    整整齐齐,方向一致,间距相等。

    “怎么排?”彭教授又发愁了,“这东西太轻了,风一吹就跑。用镊子夹?夹不住。”

    林远看着那些乱草。

    “既然它们轻……”

    “那我们就让它们飘起来。”

    “然后,顺着水流流成一条线。”

    “流体组装。”

    林远想起了在江钢做水处理的经验。

    “我们造一个水槽。”

    “把碳纳米管,放在水面上漂着。”

    “然后,把晶圆,慢慢地从水里提起来。”

    “利用水的表面张力,和重力。”

    “当水流往下流的时候,它会带着碳纳米管,顺着水流的方向,自动拉直!”

    “就像放排。”

    木头在河里乱漂是横七竖八的,但只要水流够快,木头就会自动顺着水流方向排成一列。

    “这需要极高的稳定性。”彭教授提醒,“水面不能有一点波纹。”

    “没问题。”

    林远想起了那个“悬浮实验台”。

    “我们有最好的减震系统。”

    “而且,”林远补充道,“我们还可以加点料。”

    “在水里,加一种特殊的表面活性剂类似洗洁精。”

    “让碳纳米管之间,保持距离,不打架。”

    pFL实验室。

    一台全封闭的“提拉机”正在工作。

    水面平静如镜。

    黑色的碳纳米管溶液,漂浮在水面上。

    一只机械手,夹着一片晶圆,以每分钟1毫米的速度,极其缓慢地从水里提起来。

    所有人都屏住呼吸。

    显微镜实时监控。

    只见在水面和晶圆的交界处三相接触线。

    那些原本杂乱无章的碳管,在表面张力的作用下,像听话的士兵一样,一根根转过身来,头朝上,脚朝下。

    紧紧地贴在晶圆表面。

    笔直。

    平行。

    致密。

    当整片晶圆提出来的时候。

    它表面覆盖了一层淡淡的黑色薄膜。

    在显微镜下看,那是一片完美的阵列。

    就像是织布机织出来的黑色丝绸。

    每微米宽度里,整齐地排列着200根碳纳米管。

    “完美……”

    彭教授看着这幅画面,感觉像是在看艺术品。

    “这就是阵列碳管。”

    “有了这个,我们就能造出比硅芯片快十倍的晶体管!”

    技术通了。

    但是,林远并不轻松。

    因为这套工艺,虽然先进,但太慢,太贵。

    “烧荒”要烧几个小时。

    “提拉”要提一天。

    这一片晶圆的成本,是硅晶圆的一百倍。

    “老板,这玩意儿做cpU行,做手机芯片……太奢侈了吧?”顾盼算账算得心疼。

    “初期肯定贵。”林远说。

    “但是,只要性能足够强,就有人买单。”

    “我们先不卖给手机厂。”

    “我们卖给超算。”

    “卖给那些需要极致算力,不在乎钱的客户。”

    “比如气象局,核能所,还有……军方。”

    林远拿起那片黑色的晶圆。

    这就是未来的“碳基之心”。

    但是,就在这时。

    一个意想不到的麻烦来了。

    “老板,”王海冰急匆匆跑进来,“坏消息。”

    “我们的封装出问题了。”

    “封装?”林远一愣,“我们不是有雷神和海丝胶吗?”

    “那些是给光子芯片用的。碳基芯片不一样。”

    “碳基芯片太薄了,太脆了。而且它不耐高温虽然比硅好点,但金属接触点怕热。”

    “最要命的是它跟金属不亲。”

    “我们做出来的电极金属触点,粘在碳管上,接触电阻特别大。”

    “电通不过去,或者一通电就发热烧毁。”

    “这叫接触势垒。”

    “如果不解决这个问题,芯片就是个发热的暖宝宝,根本跑不快。”

    林远皱眉。

    解决了材料,解决了排列,却卡在了“接线”上。

    就像你造了个法拉利引擎,结果油管接不上。

    “金属不亲碳……”

    林远看着元素周期表。

    “那就找一种既像金属,又像碳的东西。”

    “做个中间人。”

    “什么东西?”

    “石墨烯?”王海冰问。

    “不,石墨烯是平的,不好接。”

    林远目光下移。

    “用碳化钛tic。”

    “或者是钼mo。”

    “我们要搞一种端部接触工艺。把金属,焊进碳管的端头里!”

    “这不是物理接触。这是化学键合!走,回江钢。找孙大炮,我们又要炼金了。”