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第124章 划时代意义的“钻石芯片”

  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。WwW.XiaoShuo530.com

  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。

  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! 有的人死了,但没有完全死……

  无尽的昏迷过后,时宇猛地从床上起身。想要看最新章节内容,请下载爱阅小说app,无广告免费阅读最新章节内容。网站已经不更新最新章节内容,已经爱阅小说APP更新最新章节内容。

  他大口的呼吸起新鲜的空气,胸口一颤一颤。

  迷茫、不解,各种情绪涌上心头。

  这是哪?

  随后,时宇下意识观察四周,然后更茫然了。

  一个单人宿舍?

  就算他成功得到救援,现在也应该在病房才对。

  还有自己的身体……怎么会一点伤也没有。

  带着疑惑,时宇的视线快速从房间扫过,最终目光停留在了床头的一面镜子上。

  镜子照出他现在的模样,大约十七八岁的年龄,外貌很帅。

  可问题是,这不是他!下载爱阅小说app,阅读最新章节内容无广告免费

  之前的自己,是一位二十多岁气宇不凡的帅气青年,工作有段时间了。

  而现在,这相貌怎么看都只是高中生的年纪……

  这个变化,让时宇发愣很久。

  千万别告诉他,手术很成功……

  身体、面貌都变了,这根本不是手术不手术的问题了,而是仙术。

  他竟完全变成了另外一个人!

  难道……是自己穿越了?

  除了床头那摆放位置明显风水不好的镜子,时宇还在旁边发现了三本书。

  时宇拿起一看,书名瞬间让他沉默。

  《新手饲养员必备育兽手册》

  《宠兽产后的护理》

  《异种族兽耳娘评鉴指南》

  时宇:???

  前两本书的名字还算正常,最后一本你是怎么回事?

  “咳。”

  时宇目光一肃,伸出手来,不过很快手臂一僵。

  就在他想翻开第三本书,看看这究竟是个什么东西时,他的大脑猛地一阵刺痛,大量的记忆如潮水般涌现。

  冰原市。

  宠兽饲养基地。

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  御兽师?

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