第49章 第一枚神之芯

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陈启明面对这台由无数超越时代技术结晶而成的、熠熠生辉的光刻机，迫不及待地想试一试它的效果。 虽然他百分之百相信系统的出品，那可是无所不能的系统啊，但这种感觉…… 就像是亲手铸造了一把饮血的绝世神剑，哪怕从理论上已知它削铁如泥、无坚不摧，也依然会抑制不住那股发自灵魂深处的冲动，想要亲手挥舞一次，听一听那划破长空的龙吟，看一看那斩断万物的锋芒！ 他要亲眼见证，这台机器如何在硅片之上，用光，雕刻出人类文明的下一个纪元！ “开始吧！” 陈启明眼中闪烁着炽热的光芒，立刻投入到芯片制造的完整流程中。 第一步：芯片设计（eda）。 这不是简单的在纸上画图。他来到办公区，打开了那台搭载着他自己编写的eda软件的电脑。 屏幕上，他没有调用任何现有的cpu架构，如x86或arm，而是从零开始，构建一个全新的、专为未来人工智能和科学计算设计的指令集与核心架构。 他的手指在虚拟键盘上化作幻影，一行行硬件描述语言（rtl）代码如瀑布般倾泻而下。这套架构拥有远超当代的并行处理能力和极低的功耗设计。 设计完成后，他点击“综合与布局布线”。他自研的eda软件展现出恐怖的算力，在短短几分钟内就完成了逻辑综合、物理布局、时钟树综合和布线，将数十亿个晶体管的复杂设计图，完美地“翻译”成了一份包含数百层电路版图的最终设计文件。 第二步：掩膜版制造（mask making）。 设计图纸必须被制作成一套物理的“模板”，也就是掩膜版。它就像是照相的底片。 陈启明将设计文件传入“电子束直写光刻机”。这台设备是专门用来制造掩膜版的。只见一道高能电子束，在覆盖着铬膜的石英基板上，以惊人的速度和精度，直接“画”出了第一层的电路图案。 外界需要数天甚至数周才能完成的一套完整掩膜版，在这里，不到一个小时就全部制造完毕。每一张掩膜版都完美无瑕。 第三步：晶圆准备与核心制造流程。 一切准备就绪，真正的主角——那台1nm high-na euv光刻机，即将登场！ 陈启明从【万物采购】中订购了一片最顶级的12英寸（300mm）单晶硅晶圆，它像镜面一样光滑，是承载奇迹的画布。 接下来的过程，是一个不断重复的、精密到极致的循环： 薄膜沉积（deposition）： 机械臂将晶圆送入沉积设备，在表面均匀地生长出一层纳米级的二氧化硅绝缘层。 涂胶（photoresist coating）： 晶圆被高速旋转，一层薄薄的光刻胶被均匀地甩在表面。 曝光（exposure）： 来了！晶圆被送入光刻机的真空腔体内。在第48章中被制造出来的双工件台，以10g的恐怖加速度瞬间完成交换与定位，精度锁定在0.1纳米！紧接着，那束被完美镜组聚焦的、功率高达400瓦的euv光束一闪而过，精准地将掩膜版上的图案“复印”到了光刻胶上。整个过程不到0.1秒。 显影（development）： 晶圆被送出，用特殊化学试剂洗去被光照射过的光刻胶，留下电路图案的“保护层”。 刻蚀（etching）： 晶圆被送入等离子体刻蚀机，高能等离子体像微型雕刻刀，将没有光刻胶保护的二氧化硅层精准地刻蚀掉，形成沟槽。 离子注入（doping）： 通过离子注入机，将磷、硼等离子打入暴露出来的硅中，改变其导电属性，形成晶体管的源极和漏极。 光刻胶去除（stripping）： 清洗掉剩余的光刻胶，完成一层晶体管结构的制造。 这个“沉积-涂胶-曝光-显影-刻蚀-注入”的循环，在陈启明的操作下，如同行云流水。 为了构建复杂的3d晶体管结构，以及后续的金属连接层，这个循环需要重复进行上百次，甚至上千次。每一次循环，都在硅片上构建出新的一层“楼房”。 第四步：金属互连（interconnect）。 当数十亿个晶体管在底层被制造完毕后，需要用金属导线将它们连接起来，形成真正的电路。 陈启明采用了最先进的铜互连与大马士革工艺。依然是光刻、刻蚀出沟槽，然后通过电镀的方式将铜填充进去，再通过化学机械抛光（cmp）将多余的铜磨平。一层又一层，如同构建城市中密密麻麻的立交桥网络。 第五步：测试与切割封装。 经过十几个小时不间断的自动化流程，整片晶圆的制造宣告完成。上面密密麻麻地排列着数百个指甲盖大小的芯片（die）。 晶圆被送到探针台，无数细如发丝的探针自动落下，对每一个芯片进行电学测试。 屏幕上显示的结果让陈启明满意地点了点头：【良率：100%】。 在外界，这是绝对不可能出现的奇迹。但在系统提供的完美环境下，一切都理所当然。 最后，晶圆被激光精准地切割成一个个独立的芯片核心。机械臂将其中一颗夹起，固定在基板上，通过金线连接引脚，最后用黑色的陶瓷材料进行封装。 当所有工序完成，一颗通体黝黑、闪烁着金属引脚光泽的方形芯片，静静地躺在了托盘上。 它看上去平平无奇，和市面上任何一块高端cpu没什么两样。 但陈启明知道，就在这个小小的黑色方块里，集成了超过五百亿个晶体管，蕴含着超越这个时代至少五十年的计算能力。 他伸出手，将这枚芯片轻轻捏在指尖。 它还带着一丝机器的余温，却仿佛承载着一个世界的重量。