學霸的軍工科研系統 第1170章

作者:十月廿二

  說到這裏他稍作停頓,讓欒文傑有些緩衝的時間。

  之後,又擲地有聲地強調:

  “這意味着,一旦設備交付,華芯國際能夠在最短時間內完成產線切換和產能爬坡,無需漫長的調試和適應期,供應鏈的每一個環節,從材料、設計到製造,都牢牢掌握在我們自己手中,穩定、安全、可控!”

第1621章 現在和未來,都是我們的

  或許是爲了給這番論述一個直觀的註腳,張汝寧走到測試平臺旁,小心翼翼地從特製載物架上取下一片晶圓,交到欒文傑手中。

  經過特殊處理的硅片表面光滑如鏡,肉眼看去並無特殊之處。

  但旁邊的顯示屏隨之亮起,清晰地呈現出一個由無數細微線條構成的、邊緣銳利無比的字母。

  “F”。

  “受限於這裏的條件,我們沒有完整的晶圓臺和光刻膠處理線,無法製造出包含複雜電路的完整芯片。”張汝寧指着屏幕解釋道,“但是,您看到的這個字母‘F’,其每一筆劃的線寬,都是嚴格按照30nm的特徵尺寸設計並光刻出來的。”

  他伸手輕輕點在屏幕上那個清晰銳利的“F”上,加重語氣:

  “30nm,已經超過了TSMC當前7nm工藝所能達到的實際精度。”

  欒文傑雙手捧着那片小小的晶圓,如同捧着一塊稀世珍寶。

  儘管根本不可能分辨出30nm的細微線條,但他依舊看得無比專注——

  這手掌上的方寸之間,蘊含着足以撼動全球半導體、乃至全球科技格局的力量。

  沉默,持續了足有一分鐘。

  終於,欒文傑長長地、極其緩慢地籲出一口氣,動作輕柔地將晶圓交還給張汝寧。

  似乎還帶着些許不捨。

  “這塊晶圓,我們會做專門保存。”常浩南看出了對方的心思,出言道,“這是我們在半導體生產領域反超的起點,以後可以放進工建委的博物館裏。”

  說起這個,他突然想起了那塊至今還放在地下倉庫裏面的B2碎片。

  “算了。”欒文傑低聲感嘆,聲音透過面罩顯得有些沉悶,“這東西就算能展出,我們怕是也搶不過國博……”

  一個玩笑,讓現場的氣氛輕鬆了不少。

  但很快,他又話鋒一轉。

  “我之前去華芯國際調研的時候,聽他們的技術專家提到過。”欒文傑提出了一個更長遠的問題,“在當前硅基CMOS工藝的物理框架下,製程的極限大概在5nm或者3nm附近,如果按照剛纔計算的107.22nm等效波長來推算……”

  “是否意味着,未來我們這臺ArF-1800,也有可能通過技術優化,用於生產下一代,甚至下兩代的產品?這關係到我們戰略窗口期的長短!”

  這個問題,張汝寧已經等待了很久。

  “跟剛纔那張表上的情況一樣,業界宣傳的‘5nm’、‘3nm’這些節點名稱,仍然是製程迭代的代稱,跟實際的最小物理特徵尺寸並非嚴格的一一對應關係。”

  他解釋道:

  “所謂‘5nm’節點實際對應的特徵尺寸,業界預估會在25nm左右,至於‘3nm’,則可能對應到15-18nm區間。”

  張汝寧隔着面罩整理了一下護目鏡,繼續深入技術本質:

  “對於25nm的特徵尺寸,ArF-1800仍然可以通過雙重曝光技術實現,就是良品率會比單次曝光生產30nm級別的產品時有所下降,工藝整合的複雜度也會提升,不過技術路徑是確定存在的。”

  儘管隔着面罩,但腥诉是能感覺到,欒文傑原本皺着的眉頭舒展開來。

  而張汝寧語氣卻變得慎重起來:

  “至於20nm以下級別的特徵尺寸,將是另一個維度的挑戰……實際上,隨着芯片製程逼近硅材料的物理極限,量子隧穿效應將變得無法忽視,晶體管將難以有效關斷,漏電流劇增,同時微觀層面的不確定性會急劇放大,導致器件性能的波動性大幅增加。”

  “一般認爲這個臨界尺寸會在10nm左右,但考慮到衍射極限的存在,以及任何工業產品都不可能做到真正意義上的完美無缺,就算是使用EUV光刻機,要想穩定量產特徵尺寸在20nm以下的產品,也會非常非常困難,而且良率會不可控制的降低。”

  隨後,他做了一個總結性的判斷:

  “我個人認爲,隨着邊界效應的遞增,未來芯片性能提升的主要驅動力,將從過去單純依賴製程微縮,轉向更依賴於芯片架構創新、先進封裝技術、還有底層驅動軟件和算法的深度優化……”

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  “只不過,這後面幾項,就不是我們搞光學的人能專精的了。”

  這番論述,讓欒文傑登時陷入沉默,面罩下的呼吸明顯變得粗重了幾分,白色的霧氣在護目鏡內側迅速凝結又消散。

  半導體科技即將撞上當前理論天花板!

  這對於單純追求技術進步的科學家而言或許令人沮喪,但對於此時此刻正面臨外部高壓、急需時間窗口來鞏固自身產業鏈的華夏來說,卻是個絕佳的良機。

  “好!好!好!”

  欒文傑連說了三個好字,聲音透過面罩帶着壓抑的激動,卻很好地控制住了情緒外露:

  “常院士張研究員,還有各位奮戰在一線的同志們,你們的成果和這番分析,給了我,也給了決策層最急需的底氣和最清晰的方向!”

  他用力地點了點頭,目光再次掃過平臺上那小巧卻蘊含巨大能量的物鏡模組,以及那片刻着“F”字的晶圓,彷彿要將這景象深深印入腦海……

  ……

  大約一小時後,參觀結束。

  一行人換掉密閉難受的防護服,重新回到外部空間。

  “我回去之後,會以最快速度,將今天的所見所聞,特別是ArF-1800物鏡系統的實測性能數據、量產能力評估以及關於技術極限的戰略分析,形成一份詳實報告。”

  解除了身上的束縛之後,欒文傑的語氣變得輕快起來:

  “這份報告將作爲最核心的決策依據,直接呈送最高層,它將爲我們在即將到來的、更高層面的科技博弈中,提供最堅實的支撐和最有力的反擊武器!”

  說完,他不再耽擱對常浩南示意了一下,便轉身帶着隨行人員準備離開。

  然而,常浩南的聲音卻又一次從身後傳來:

  “欒主任,請留步。”

  欒文傑腳步一頓,疑惑地回頭。

  常浩南已走到他身邊,臉上帶着一種古怪的笑意,目光投向無塵室側壁另一扇不起眼的門:

  “時間還早,既然來都來了,那麼隔壁還有一點‘小東西’,或許也值得花幾分鐘看一眼……不會耽誤太多時間。”

  欒文傑現在滿腦子都是那份即將出爐的報告,但對方的神情和語氣勾起了他強烈的好奇心。

  除了之前那瓶維生素B以外,這位總顧問口中的“小東西”,都相當不簡單。

  “好!”他果斷點頭“既然你都說值得看,那必然值得。走!”

  兩人在警衛陪同下,很快通過連接通道,進入了隔壁的另一個實驗室。

  這裏的氛圍與剛纔的超淨光學室截然不同。

  沒有厚重的無塵服要求,只需在門口戴上防護眼鏡即可。

  室內光線明亮,但顯得有些空曠冷清,遠不如剛纔那邊人頭攢動。

  只有慄亞波一人,正全神貫注地俯身在一座相對小巧的光學平臺前,小心翼翼地調整着幾個精密調整架上的旋鈕。

  他顯然注意到了來者,只是手邊的工作一時間放不下。

  直到這時,欒文傑纔想起來,剛纔確實一直都沒看見這位常浩南的得意門生。

  平臺的主體是一個穩固的光學麪包板,上面架設着激光器、光束擴束準直器、幾個裝有特殊透鏡的調整架、一個黑色的圓柱形遮光罩,以及遠處一個帶有精密位移臺的成像屏。

  整個裝置透着一股……豪華的樸素感。

第1622章 突破阿貝極限!

  “常院士,這是……?”欒文傑環顧四周,有些不解。

  相比旁邊關乎國家半導體命脈的光刻機測試,這裏的設備顯得過於“普通”了。

  “一項純光學的……原理性驗證實驗。”常浩南言簡意賅,目光落在慄亞波身上,“我們準備了快半年,最近才真正具備了測試條件。”

  “純光學?驗證什麼?”欒文傑心中的疑惑更甚。

  “很快您就知道了。”常浩南依舊賣了個關子,示意欒文傑耐心觀看,目光也投向了慄亞波的操作。

  只見慄亞波最後確認了一下所有光學元件的共軸性,然後極其小心地將一塊巴掌大小、表面佈滿極其細微黑白條紋的金屬板插入一個特製的靶標架中,並微調了一下位置和角度。

  接着走到控制電腦前,手指在鍵盤上快速敲擊了幾下。

  嗡……

  一聲輕微的啓動聲,位於平臺一端的光源被點亮。

  霎時,一束鮮豔奪目的紅色激光束激射而出,經過擴束準直後變成一道直徑大約幾個毫米的平行紅光,射入中間黑色的遮光罩內。

  而當光線從另一端射出時,已經略帶上了一絲難以察覺的模糊感。

  最終,這束光線投射在數米開外的精密成像屏上,形成一個邊界柔和的光斑。

  “紅光?”欒文傑有些驚愕地低呼出聲,“還是可見光?”

  在他的認知裏,要突破極限,理應使用波長更短的紫外光甚至極紫外光纔對。

  常浩南似乎早料到他有此一問,平靜地解釋道:

  “我們要測試的,是一個理論上‘不可能’被傳統透鏡實現的結果……如果使用波長太短的光,那麼……對測試系統本身的精度和噪聲要求會很高,甚至大概率無法測出有效結果。”

  他這邊話音剛落,一直緊盯電腦屏幕的慄亞波已經抬起頭:

  “找到了。”

  從他的臉上看不出太多情緒,但聲音有些發顫:

  “成像清晰!我找到靶標的成像結果了!”

  “快!”

  常浩南立刻上前幾步,接替慄亞波坐到了顯示器前面。

  欒文傑也按捺不住好奇,迅速湊到旁邊。

  屏幕上顯示的並非什麼複雜的電路,而是一系列明暗相間、等寬等距的豎條紋圖案。

  條紋邊緣銳利,對比度極高。

  他快速搜索了一下腦海中的知識,並沒有想起來符合當前場景的答案。

  但看着面前師生二人的這副架勢,已經能冥冥中感覺到,眼前這東西恐怕不太尋常。

  好在,常浩南並沒有讓對方的疑惑持續太久。

  “這是分辨率測試靶標的一部分。”他指着屏幕上的豎條紋解釋道,“根據光學成像的瑞利判據,使用波長λ=632.8nm的可見紅光時,一個傳統透鏡的理論分辨率極限δ大約是0.61λ/ NA……換算到我們這個系統裏,大概是在316nm左右。”

  他指着屏幕上最清晰的那組條紋旁邊標註的一組編號:

  “您看這裏,第10組第5元素,它對應的線對寬度是308nm……也就是說,對於一塊正常意義上的透鏡而言,在632.8nm波長下,不應該看清楚靶標上第10組第5元素以下的圖案。”

  常浩南說到這裏,刻意停頓了一下:

  “但是……”

  他沒有繼續說下去,而是移動鼠標,在屏幕上快速搜索着。

  很快,光標停留在屏幕靠左側的一個區域。那裏清晰地呈現出一個由三條豎直亮線組成的圖案,亮線之間是等寬的黑線。

  這個圖案在屏幕上的標註正是“Group 10, Element 5”!

  “嗯?”

  欒文傑失聲驚呼,身體不由自主地前傾,幾乎要貼到屏幕上。

  瑞利判據是物理學基礎,他剛纔已經聽明白了這個測試的意思。

  308nm,已經超過,至少是貼近了632.8nm波長所對應的分辨率極限

  然而,眼前的三條亮線是如此清晰銳利,邊緣平滑,沒有一絲一毫的模糊或彌散感。

  根本不像是在逼近理論極限,反而像是在分辨一個遠大於極限的物體!

  常浩南臉上依舊保持着那種掌控一切的平靜,沒有立刻解答欒文傑的震驚。

  他只是再次移動鼠標控制着屏幕上的成像區域向下移動。

  畫面切換,來到了標註爲“Group 10, Element 6”的區域。

  這裏的線條圖案更加細密。

  然而,圖形中的三條亮線依舊清晰可辨。

  其銳利程度與9-5相比,幾乎沒有肉眼可見的衰減!