地下社区,机械实验室。
一把金属椅上,坐着一台人形机器人,它的天灵盖空荡荡一片,露出内部精密到极致的电子元件。
智灵正通过辅助的电子显微镜,检测内部比头发丝还要细十倍的超纯铍铜特种导线是否焊接得当。
超纯铍铜合金是当前已知的具有极高强度、硬度、疲劳极限和耐磨性的铜基合金,同时兼具良好的导电性和导热性、无磁性。
但这里使用的是经过电子束精炼技术,提纯至99.99999%以上的超纯铍铜,极高的纯度最大限度地减少了杂质原子对电子迁移的散射,在保证强度的前提下,其导电性得到了极大提升,接近理论极限值。
而在内芯外,还有一层增强材料,单层石墨烯被作为包裹层和内部支撑膜。在只有五微米直径超纯铍铜微芯外部,通过原子层沉积技术完美地包裹上了一层连续、无缺陷的单层石墨烯膜。
最后是聚酰亚胺-氮化硼纳米管复合涂层,作为绝缘层。
这层绝缘层不仅绝缘性能卓越,更重要的是其导热率极高,能迅速将导线运行时产生的焦耳热导出,防止微积热导致性能下降或损坏周边敏感元件。
单是制造一台这样的人形机器人,其体内所需的这种导线若全部拉直,总长度便惊人地达到三十五公里。
其成本更是占据了整台机器人造价的五分之三,由此可见这种材料的极端昂贵。
感应到身后鬼鬼祟祟的动静,智灵地平静回头,“你又惹老板生气了?”
“不可能,本教主才是老板最得力的助手,”智二昂首挺胸,恨不得将眼睛怼到天花板上,“喏,这是老板让我送来的技术资料,老板说了,优先研发神经形态生物芯片,你可别让老板失望。”
“知道了,再过一个月就是你的生日,按照蓝星人类习性,我作为族长,需要给你礼物。”
“切,谁稀罕。”智二臭屁地伸出五根手指晃了晃,“我存款五千万,什么礼物买不到?”
“三十名族人对机械、生物领域的知识,你既然不要,我……”
族长!我亲爱的族长!”智二瞬间变脸,两眼泪汪汪,没有一点骨气,“我刚才都是胡说的,我还是个孩子啊,怎么能没有礼物呢!”
智灵没有搭理智二,不耐烦的将它赶回了公司。
拎起背包走向图书馆,等它到时,所有空闲的族人都已经到齐。
每张圆形长桌都代表一个专门的研究领域,智灵将硬盘分发下去。
智灵族的学习能力毋庸置疑,然而从吃透技术资料,到研制相应的专用制造设备,再到最终做出合格样品……这是一个极其漫长的过程。
其中的难度,超乎想象。
以神经形态生物芯片为例。
它的制造并非单一技术,而是一个融合了传统CMOS工艺与多项前沿特种工艺的复杂体系。
所需的设备也因此分为两大类:传统半导体制造设备和为实现神经形态功能所必需的特种设备。
提及传统半导体设备,世人最先想到的往往是光刻机,甚至曾有许多人误以为,只要攻克了光刻机,便能制造出一切芯片。
事实上,光刻仅是其中一环。
它的核心作用,是通过极致精密的光学系统,将设计好的电路图样投射到预先涂覆了光刻胶的硅晶圆上,从而定义出晶体管和无数互联线路的图形。
这是整个制造流程的根基。
其后,需要刻蚀机将光刻显影后的图形精确地转移到硅片的不同材料层上,形成物理结构。
而在所有这些工艺之前,最为基础的载体是经过严格处理的硅晶圆。
化学气相沉积与物理气相沉积设备,则负责在晶圆上生长或镀覆各种材料的薄膜,诸如二氧化硅绝缘层、金属导电层等,用以构建器件本身和连接它们的复杂互连网络。
离子注入机用于向硅片中注入特定杂质离子,以形成晶体管的源极、漏极等掺杂区域,从而精确控制半导体材料的电学性能。
这是一套极其复杂、需要全球产业链通力合作才能打造出的完整生态系统。
而神经形态芯片,还需在此之上,引入一系列特种设备来制造其核心元件——例如新型忆阻器。
这是构造区别于传统芯片的人工神经元和突触的关键。
一种具有稳定多阻态、高耐久性和极低功耗的忆阻器交叉阵列,是实现高密度“存算一体”突触结构的理想选择。
“原子层沉积、磁控溅射、反应离子刻蚀、化学机械抛……”
一连串极其专业,昂贵且复杂的工艺名词在秦天脑中闪过,如同一股来自西伯利亚的强劲寒流,瞬间将他因技术突破而产生的亢奋冷却了下来。
不过很快,秦天又燃起了昂扬斗志。
芯片制造本就是擎天工业发展道路上的拦路虎,既然现在提前出现,那就想尽办法驯服它。
返回办事处,秦天再次将自己关进了房间,沉入思维空间,仔细分析传统芯片与神经形态芯片的区别。
神经形态芯片的计算核心,数字逻辑部分受益于先进的制程节点,也就是芯片的先进程度,以实现更高的集成度和能效。
但其核心的忆阻器阵列等模拟器件,更看重工艺的成熟度、均匀性和可靠性。
核心是集成!