不,这已经不是推导了。
这是在用数学语言,描述一个尚未诞生的器件内部,每一个电子的运动轨迹。
“林教授。”韩栋放下笔转过身。
“您刚才问工艺怎么控制,这些方程就是答案。”
林教授愣住了。
“方程?”
他下意识地重复了一遍,随即反应过来,瞳孔猛地收缩。
“你是说……用仿真?”
“对。”韩栋点头。
“传统的半导体工艺开发,是先做出器件,再测参数,根据参数反推工艺。
这是试错法,效率低,成本高。”
“但如果反过来呢?”
“首先输入目标参数,比如耐压3300V,通态压降1.8V,关断时间200纳秒。”
“然后将这些指标转化为物理约束条件,代入方程组。”
“接着让计算机求解这个方程组,反向计算出满足条件的器件结构参数。
比如N-漂移区的厚度、掺杂浓度梯度、沟槽深度、栅氧化层厚度。”
“最后根据计算结果,制定工艺流程。”
“从结果倒推过程,这就是逆向求解。”
会议室里鸦雀无声。
陆佳杰盯着那张流程图,震惊的早已无话可说。
秦远山摘下眼镜,用力揉了揉眼睛,怀疑自己听错了。
只有陆先进,这个在机械加工领域见识过超算威力的老工程师,眼睛里闪过一丝明悟。
“韩总。”陆先进开口,声音很沉。
“你说的逆向求解,需要的计算量……”
“很大。”韩栋点了点头说道。
“这是一个多物理场耦合的非线性偏微分方程组,未知数超过一百万个。
用常规工作站算,一组参数要跑三个月。”
林教授的脸色瞬间垮了下来。
三个月算一组参数?
那要优化到最佳状态,得试多少组?
这根本不可能实现。
“但启航有超算中心,并且当前可以再次扩容。”
林教授猛地抬起头。
“超算中心,峰值算力每秒1.2万亿次浮点运算。
扩容后能够达到2.4亿次浮点运算,用它来跑这个方程组,一组参数只需要四个小时。”
“四个小时?!”
林教授腾地从椅子上站起来。
他知道启航有超算,转向架那个54.4度缠绕角就是算出来的。
但他以为那只是用来做结构优化,算算应力分布。
可现在韩栋告诉他,要用超算来设计半导体器件?
这是两个完全不同的领域!
“韩总。”林教授的声音有些急促。
“半导体器件仿真,和机械结构仿真不是一回事。
机械仿真只需要解弹性力学方程,边界条件简单。
但半导体仿真要耦合量子力学、电磁学、热力学,还要考虑载流子的漂移、扩散、复合……”
“我知道。”韩栋再次打断他。
“所以我需要您帮忙。”
林教授一愣。
“帮忙?”
“对。”韩栋走到他面前。
“我需要您和您在哈工大的团队,与启航半导体和启航信息共同建立一套完整的IGBT器件仿真软件。
包括物理模型、数值算法、网格划分、后处理模块。”
林教授半天说不出话。
建立仿真软件?
这不是几个月能搞定的事,这是要投入几年的大工程!
国际上做半导体仿真软件的,只有美国的Silvaco、瑞士的ISE这几家公司。
他们的软件卖到华夏,一套授权要几十万美元,而且还限制节点数,限制功能模块。
现在韩栋要自己做一套?
“韩总,这个工作量……”林教授苦笑。
“我知道从零开始很难。”韩栋说。
“所以我不打算从零开始。”
他走到会议桌前,从公文包里抽出一叠厚厚的资料,摊在桌上。
那是十几本英文期刊,封面上印着《IEEE电子器件汇刊》《应用物理快报》《固态电子学》等字样。
每一本上面,都夹着密密麻麻的彩色便签。
“这些是我最近三个月收集的文献。”韩栋说。
“关于IGBT仿真的论文有127篇,关于功率器件数值模拟的有89篇,关于载流子输运模型的有56篇。”
林教授拿起一本翻开,看到便签上用钢笔写着批注。
“P34,漂移扩散模型,可用于低场区。”
“P52,能量平衡方程,需要修正碰撞项。”
“P78,网格自适应算法,参考SUPREM-IV。”
每一条批注都精准地指向论文的核心内容。
林教授的手开始发抖。
他意识到韩栋不是心血来潮要做仿真软件。
他已经把全世界相关的研究成果都梳理了一遍,甚至已经在脑子里构建出了一个完整的软件框架。
“这些论文里的模型和算法,大部分都是公开的。”韩栋说。
“启航要做的,就是把它们整合起来,针对IGBT这个具体器件做适配和优化。”
“林教授,您在哈工大有现成的团队有编程基础,有物理背景。
我需要您配合启航的团队,用两个月时间把这套软件的核心模块搭起来。”
“两个月?”林教授倒吸一口凉气。
“对。”韩栋点头。
“我知道这很赶,但时间不等人。
京沪高铁的招标在半年后,留给启航的时间不多。”
林教授盯着韩栋,看了很久。
这个年轻人的眼神里没有狂妄,没有不切实际的幻想。
有的是绝对冷酷的理性,和一种勇往无前的拼劲儿。
“韩总。”林教授深吸一口气。
“如果软件真的能在两个月内搭起来。那接下来呢?有了仿真结果,就能做出芯片吗?”
“不能。”韩栋摇头。
“仿真只能推演出理论上的最优解。
要把理论变成实物,还需要工艺。”
韩栋在白板上写下几个词。
“离子注入。”
“高温扩散。”
“深反应离子刻蚀。”
“低压化学气相沉积。”
每写一个,林教授的脸色就难看一分。
这些都是半导体制造的核心工艺。
想要完全掌握这些技术,以目前华夏工业的能力,堪比登天!