池宏站在高倍电子显微镜前,手里捏着那块刚刚下线的65纳米芯片。
在旁人眼里,这块硅片已经是工业奇迹,是突破包围的象征。
但在池宏眼里,它是残次品。
“还是不行。”
池宏闭上眼。
意识深处,那刚刚获得的【维度缩放】天赋,像是一个被拨动的开关。
“嗡——”
世界变了。
不再是肉眼凡胎所见的宏观世界。
他的视角瞬间缩小,缩小,再缩小。
原本平滑的晶圆表面,在他眼中变成了沟壑纵横的巨大峡谷。
那些纳米级别的导线,变成了横跨天际的巨型管道。
而电子,不再是抽象的概念。
它们变成了奔腾的河流,在名为“源极”和“漏极”的峡谷间咆哮。
“这就是平面MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的极限。”
池宏像个巨人,俯瞰着这微观的河道。
当制程缩小到45纳米以下,原本宽阔的河道变得极窄。
那个控制水流的“闸门”(栅极),已经有些力不从心了。
即便闸门落下,顽皮的水流(电子)依然能从闸门底下的缝隙里钻过去。
这就是——漏电。
严重的漏电导致发热,导致功耗爆炸,导致性能雪崩。
“堵不住么……”
池宏在意识空间里伸出手,试图去按住那些乱窜的水流。
“既然平面挡不住。”
他的眼神一凝。
“那就把河道立起来。”
思维如闪电般划破虚空。
他眼前的峡谷发生了地质变迁。
原本平铺在地上的河道,突然隆起,变成了一座座高耸的鱼鳍状山脉。
闸门不再是盖在上面,而是从三面将这座“鱼鳍”死死包裹住。
左边、右边、上面。
三维包围。
水流被彻底锁死在鱼鳍内部,想跑?门都没有!
FinFET(鳍式场效应晶体管)。
这项奇思妙想,从二维拓展到三维的技术,前世由华裔胡正明教授发明。
虽然能够从维度上提升芯片潜力,但由于操作要求极高,一直到22纳米节点才被英特尔大规模用于商用。
此刻在2008年的这个深夜,在池宏的脑海中提前成型。
“完美。”
池宏睁开眼,嘴角刚要上扬,却又瞬间落下。
现实给了他一记响亮的耳光。
他看了一眼旁边那台ASML的干式光刻机。
光源波长:193纳米。
想要用这根193纳米粗的“毛笔”,去画出立体结构上那精细到45纳米、甚至更小的线条?
有了增加功效的方向,但还是绕不开加工设备的代差。
物理上的衍射极限,像一堵厚厚的墙,挡在了那里。
光,是会散开的。
你画的是直线,照在晶圆上就是一坨模糊的光斑。
“这也是为什么大家都说,干式做不了45纳米。”
池宏喃喃自语。
难道真的要等那几台还在海上漂着的浸没式?
“不。”
【维度缩放】天赋刺激下,池宏脑中立刻有了新灵感。
“物理解决不了的问题……”
“就交给数学来解决吧。”
……
十分钟后。
池塘科技会议室。
芯片设计部,生产部,软件开发部……
所有人全都到了。
每个人的脸上都写满了疲惫和焦虑。
“老板,如果你是想动员我们再试一次65纳米改性,我劝你放弃。”
章朔先把话堵死了。
“良率9%,这已经是极限中的极限。”
“再试下去,就是浪费硅片,浪费光刻胶。”
池宏走到白板前。
他拿起黑色的马克笔,在板子上画了一个诡异的图形。
那是一个方块。
但方块的四个角上,长出了奇怪的触角,边缘也充满了不规则的锯齿和凸起。
像是一个被辐射变异了的二维码,又像是某种古老的外星文字。
“这是什么?”李文斌皱眉,扶了扶金丝眼镜,“最新的抽象派艺术?”
“这是掩膜版。”
池宏把笔尖重重地点在白板上。
“这是我们要刻进光刻机里的图案。”
全场安静。
几秒钟后,成旭小心翼翼地开口:
“池总,你是不是……太累了?”
“我们要刻的是直线,是晶体管。”
“你画的这个……毛毛虫?”
“如果把这玩意儿刻上去,出来的芯片还能用吗?”
“能。”
池宏转过身,目光灼灼。
“不仅能用,而且会比直尺画出来的还要直。”
他在那个怪异方块旁边,画了几条波浪线,代表光线。
“光是波。”
“当光通过狭缝时,会发生衍射。”
“我们之前的问题是,我们画的是直线,光衍射后,变成了模糊的光斑。”
池宏的声音提高了几度。
“既然光会散开,那我们就预判它的预判。”
“我们不画原本的电路图。”
“我们画这种——”
他指着那个长满毛刺的怪图。
“这种经过精密数学计算后的、为了抵消衍射而特意设计的‘畸形’图案。”
“那些触角,那些锯齿,不是乱画的。”
“那是用来产生干涉条纹的。”
“当光穿过这些‘畸形’,经过复杂的衍射和干涉,最终落在晶圆上的时候。”
“负负得正。”
“它就会恰好变成我们想要的、完美的直线。”
池宏放下笔,看着目瞪口呆的众人。
“这就是——计算光刻。”
“反向光刻技术(ILT)。”
“光学邻近效应修正(OPC)。”
“我们用数学算法,强行修正物理误差!”
魏书蕴猛地站了起来。
老太太指着白板上的图,瞳孔剧烈收缩。
“这……这理论……”
她是搞了一辈子芯片的人,是祖师爷级别的人物。
一点就透。
“如果……如果真的能算出这种反向图形……”
魏书蕴的声音有些干涩。
“理论上,确实可以突破瑞利判据的限制。”
“把分辨率提高一倍,甚至更多!”
“但是!”
李文斌突然跳了起来,抓着自己本来就不多的头发,一脸崩溃。
“老板,这理论上可行,但计算量是天文数字啊!”
“每一层掩膜版有几十亿个图形!”
“每一个图形都要反向计算麦克斯韦方程组!”
“还要考虑光刻胶的化学反应模型、刻蚀的偏差……”
李文斌指着旁边的服务器机房。
“就算是把咱们公司所有的电脑,不,把全帝都的电脑都连起来。”
“算一层掩膜,也要算上几年!”
“等算出来,黄花菜都凉了!”
这是实话。
在前世,英伟达正是靠着GPU加速计算光刻,才让这项技术真正落地。
而现在是2008年。
算力,是最大的拦路虎。
可现在,池宏唯一不缺的,就是算力。
【量子增幅器】。
他把它轻轻放在桌子上。
“啪。”
一声轻响。
“把它插到‘探索一号’超算的主节点上。”
池宏淡淡地说道。
“这是我的……专用加速硬件。”
“至于算法……”
他看向顾天。
“顾天,还记得‘阴影’吗?”
顾天一哆嗦。
“记得……那玩意儿太变态了。”
“它的分布式计算架构,你研究透了吗?”
“差不多了。”
“好。”
“把我们所有的算力,全部堆上去!”
“我要用最暴力的计算,去换取哪怕一纳米的精度!”
……
接下来的三天。
青华大学超算中心,地下三层。
这里变成了禁区。
门口挂着“高压危险”的警示牌,保安二十四小时轮岗。
机房里,数千台服务器指示灯疯狂闪烁,连成了一片红色的海洋。
池宏坐在主控台前。
【量子增幅器】插在核心接口上,表面因为过载而微微发烫,幽蓝的光芒在黑暗中律动。
他在这一头。
而在数据的另一头,是那个微观的光学世界。
无数的光子在碰撞,无数的波形在叠加。
他在用纯粹的算力,暴力破解光的密码。
顾天带着他的软件团队,这几天就睡在机房的地板上。
每个人手里都抱着一瓶红牛,眼睛熬得通红,手指在键盘上敲出了残影。
“节点404过热!降频处理!”
“不行!不能降!数据流会断!”
“把备用空调打开!拿风扇对着吹!”
“算法优化完毕!第三层迭代开始!”
这是一场没有硝烟的战争。
敌人是物理法则。
武器是代码和算力。
池宏的大脑与【量子增幅器】深度链接。
【万物流转之心】全功率运转。
他能“看”到每一个图形的修正过程。
“这里的锯齿还要再长一点……”
“那里的缺口深了,光强不够……”
“多晶硅栅极……收敛。”
“有源区……优化完成。”
屏幕上,那张原本规整、但在物理世界中注定失败的电路图,正在发生畸变。
它变得扭曲、怪异、丑陋。
但在池宏眼里,那是世间最美的艺术品。
那是人类智慧对自然规律的极致利用。
第三天凌晨。
“嗡——”
最后一声风扇的咆哮落下。
进度条走到了100%。
一个巨大的、包含了数千亿个图形数据的掩膜版文件包,生成了。
“呼……”
池宏拔下增幅器,身体晃了晃,差点摔倒。
连续三天的超频用脑,让他感觉脑浆都要沸腾了。
“老板!”
顾天冲过来扶住他,一脸兴奋。
“算出来了?”
“算出来了。”
池宏把硬盘递给顾天。
“发给临省工厂。”