第290章 超导芯片

    机器人铺光电板要比人利索多了。

    因为穿宇航服的缘故,人类宇航员在铺设过程中,在直播间看,无论是第一视角还是第三视角,你总会觉得这动作很变扭,有种身体不受控制的错觉。

    但机器人就要流畅得多,尤其是刚从地球运来的机器人,新东西用起来总是最爽的。

    直播间的观众简单来说就是爽,类似于看解压视频的感觉。

    一个个光伏板跟种庄稼一样,种下去。

    “好爽,我们这进度太快了。”

    “这次看,感觉进度飞快啊,华为什么时候能把超导芯片给搞出来?”

    “应该快了吧?”

    “应该快了,要不是为了超导芯片,应该用不着这么庞大的光伏阵列吧?”

    直播间除了讨论机器人装光伏组件外,就在讨论超导芯片什么时候能上。

    这可是华国独一份的技术突破。

    哪怕这一技术突破还只是停留在构想蓝图上,但简中互联网的网友们早就赢麻了。

    不但简中网友赢麻,外国媒体也提前帮华国赢麻。

    以印度为例,印度媒体是最爱反思的,尤其爱和华国比。

    欧美的报纸可以把这件事视而不见,但印度不行。

    从深红出现开始,印度媒体就在反思了:

    “我们在科研支出、科研人才密度、大学排名等方面都显著落后于华国,华国拥有类似千人计划、2025制造业这样的国家战略,我们缺乏这类长远规划,在人工智能领域,华国的投入同样远超印度,这是我们之间差距的原因。

    印度政府有野心,印度有人工智能领域的人才,但我们国家的风险投资并不愿意支持真正的科技创新,他们只想做科技的搬运工,把阿美莉卡成熟的技术搬回印度。

    这样的创新是不可持续的,这也是我们和华国差距的根本所在。”

    深红出来的时候,印度的反思会给华国人一种熟悉感,因为华国之前反思和阿美莉卡差距的时候,说辞好像差不多。

    但当超导芯片计划公布之后,印度反思就开始脱离理性层面了,动不动就是印度人就是不行,印度就是不行这种情绪抒发上。

    在quora上有一篇华裔的回答一语中的:

    “印度一直认为他们能和华国比,应该要和华国看齐,孟买要和申海比,新德里要和燕京比,班加罗尔要和鹏城看齐,华国的科技进步格外让他们所关注。

    而这次印度围绕超导芯片的集体破防,在印度舆论层面引发了比深红出现更广泛和激烈的讨论,会导致不了解印度的人困惑,超导芯片只停留在理论层面,还没有实物的出现,深红可是实打实用更弱的算力实现了更好的效果,为什么前者还会更能引发印度破防。

    对此,我周围有非常多的印度朋友,我认为他们的思考逻辑是,我们和华国是一样的,尽管现在华国比我们领先,但我们没有本质区别,我们都是追赶者的身份。

    深红再厉害,它也是GPT的模仿者,哪怕它超过了GPT,它的出现和GPT相差没有多久时间,也许是原创,但在印度人的视角里,你就是模仿,就是抄袭。

    所以他们讨论反思还只是停留在一个比较和平理性的层面,但超导芯片是完全没有的产物,是华国首先提出的概念,并且有落地的可能。

    这让印度意识到,大家也许不一样,华国也许不是追赶者,华国在科技领域也许正在朝创新者的角色转型,甚至已经成为了创新者的角色。

    往更深了聊,印度对自身的定位仍然是依靠欧美资本、欧美技术、欧美市场获得发展的国家,他们觉得华国也是如此,所以大家是竞争关系,你多获得了一些,印度就少获得了一些。

    但超导芯片的出现,让印度意识到,好像我们也在接受来自华国的资本、产业和技术输出,这让他们破防了,因为在不知不觉间华国实现了身份地位的转换,但印度还是印度。”

    当然围绕超导芯片,不但印度关注,发达国家同样在关注。

    这也许关系到下一代的芯片材料。

    芯片领域的从业人员都能很直观感受到硅基芯片已经到了一个极限,每往前一步都格外困难,成本上升、良品率下降、各种负面因子开始涌现。

    如果不采用更加先进的3D立体结构,硅基芯片这几年就要到头了。

    那么华国的低温超导路线到底可不可行,这成为了业界关注的焦点。

    月球上能够保证常态低温,能够利用低温来构建超导芯片,在地球上这一点自然是做不到,他们关注的是,低温超导有没有可能会表现出一些有意思的特性,而这些特性是否能指导下一代芯片材料的出现。

    超导本身就令人遐想连篇,那么不需要超导,常温常压下的半超导有没有可能呢?

    新的环境,新的条件,有可能诞生新的材料。

    所以业界格外关注华国超低温超导芯片的最新进展。

    当然在华为内部,那就更重视了,调兵遣将,派了最精锐的团队从松山湖调到申海来。

    他们第一年主要要做的是验证技术可行性,技术路径早已确定:利用铁基超导体FeSe薄膜,在SrTiO3衬底上通过分子束外延生长,实现温度在100K的超导状态,这样的样品理论可行,但实际呢?

    在月球上它的表现如何?不仅仅是计算本身,还有稳定性、耗能等等,其他状态到底如何。

    他们需要先拿个样品出来。

    以阿波罗科技的能力来说,他们前脚有了样品,后脚就能打到月球上去做测试。

    月球上的环境什么的都已经准备好了,电能已经具备,阴影区域探索完成,随时可以进行测试。

    属于是万事俱备只欠东风。

    “吴工,你们那边进度如何?”林燃同样关注这件事,他大概每周会和技术团队开一次会,技术团队由华为和阿波罗科技共建,人员配比大概在7比3的样子。

    吴工是这只技术团队的具体负责人,华为半导体条线仅次于梁孟松的资深工程师。

    第一个月:“教授,我们从FeSe入手,母体FeSe是半导体,Tc只有8K,但单层薄膜在界面效应下,能提升到109K。

    月球真空环境完美匹配MBE生长,避免氧化。”吴工说

    团队的研究员们戴着护目镜,操作着设备:先将SrTiO3衬底加热到600°C,清洁表面;然后控制铁源和硒源的蒸发速率,铁原子束强度为0.1单层/分钟,硒过量以确保化学计量比。

    生长过程中,吴工偶尔纠正参数:“注意衬底温度,过高会导致晶格失配,降低电子-声子耦合,目标厚度是约0.5nm的单原子层。”

    在第一个样品生长完成后,他们用X射线衍射(XRD)检查晶体结构:峰值显示良好外延,但电阻测试在液氮浴(77K)中,超导转变温度Tc只有50K,远低于预期。

    第二个月:“我觉得应该是硒空位缺陷导致的费米面重构不完整,吴工,尝试一下增加后退火步骤,在真空下加热到400°C,促进界面电荷转移。”林燃提醒道“我觉得界面效应会是关键,SrTiO3的极性层会诱导二维电子气,提升Tc。”

    这和2014年Nature的一篇文献有关,在那篇文献里有提到,FeSe/SrTiO3系统可以利用界面效应将Tc从8K推到100K以上。

    团队迭代三次,调整硒/铁比从6:1到8:1,终于在第四个样品上看到进步:XRD显示锐利峰,表明完美晶格匹配。

    第三个月,才开始初见曙光,使用高压氧掺杂,FeSe薄膜的晶格扭曲,a轴参数从3.76增加到3.78,电子-声子耦合增强。

    在模拟观测中,显示Tc能达105K。

    林燃说:“我知道大家很高兴,但这还不够,我们需要继续优化。

    因为月球南极的辐射环境会干扰Cooper对,但低温能抑制热噪声。

    我们需要集成辐射屏蔽层,用硼掺杂金刚石作为缓冲,BDD的Tc虽只有11K,但其宽带隙能阻挡宇宙射线。”

    他们开始掺杂实验:在MBE腔内引入氧气束,压力控制在10^-6 Torr,掺杂水平0.1-0.2原子%。

    测试使用四探针法测量电阻-温度曲线:在氦气制冷机下,从300K降温,电阻在110K附近骤降到零,磁化率测试确认Meissner效应,临界电流密度Jc达10^5 A/cm。

    “教授,根据失败样品分析,STM显示氧团簇导致相分离。”吴工说。

    林燃思考片刻后说道:“调整氧束能量可行吗?”

    他们调整氧束能量从5eV到3eV来对均匀性进行优化调整。

    第四个月,团队终于做出第二个样品:一个5cm见方的芯片,表面闪烁着金属光泽,集成BDD屏蔽层厚度2μm。

    测试在液氮模拟下,电阻骤降到零,能够运行简单AI算法:芯片处理100x100矩阵乘法,效率比硅基高500%,且无热积累。

    整个团队空前振奋,因为至少到了这里,这条路是可行的。

    从路径的层面,这是能够超过硅基的材料。

    在地球上,我们没有办法在短期内超过英伟达,那么我们就仰望星空。

    在团队士气为之一振的时候,林燃提醒道:“这只是地球测试,月球的微重力会影响薄膜应力,我们需模拟真空脱气。”

    第六个月,团队在真空模拟舱里进行最终验证。

    实验人员戴上手套,动作小心地将样品放入测试架。

    所有成员都屏气凝神,有的在实验室外等结果,有的在办公室等结果:这是最后一步,如果通过,就能送上月球。

    “启动模拟!”林燃命令道。

    舱内抽真空到10^-7 Torr,温度通过辐射冷却降到100K,模拟月球辐射用质子束轰击,每平方厘米10^10粒子/秒。

    芯片连接上AI测试电路:输入一个卷积神经网络模型,处理模拟月球图像数据。

    屏幕上显示电阻保持零,计算误差率(记住本站网址,Www.WX52.info,方便下次阅读,或且百度输入“ xs52 ”,就能进入本站)
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