星火总部地下三层,“纯白殿堂”超净芯片研发中心。与成功反制温斯顿联盟、将其逼入狼狈境地的外界喧嚣相比,这里的气氛却凝重得如同暴风雨前的低压中心。空气中原本略带甜味的化学洁净气息,此刻仿佛也掺杂了一丝焦灼与汗水的气息。
何月山站在第二代“星火”芯片原型测试区的观测玻璃后,目光锐利如手术刀,仿佛要剖开那静静躺在精密探针台之上的、仅有指甲盖大小的硅基生命体。代号“边缘之光·进阶”的芯片,其内部集成的革命性光学计算单元,正成为横亘在理想与现实之间的一道看似难以逾越的天堑。
芯片负责人邓康站在他身旁,原本因量子计算和反间谍胜利而带来的些许振奋,早已被连日鏖战的疲惫和眼前的困境冲刷得一干二净。他手中战术平板上的数据曲线,不再是令人兴奋的陡峭上扬,而是充满了令人心悸的波动与平台。
“问题比我们预想的更棘手,月山。”邓康的声音沙哑,带着浓重的鼻音,显然又熬了一个通宵。“光学计算单元的良率,在进入纳米级三维堆叠工艺后,出现了断崖式下跌。目前……不足百分之三。”
百分之三!这意味着每制造一百颗芯片,只有三颗可能通过初步功能测试,而能达到设计性能指标的,更是凤毛麟角。这对于耗资数以亿计的全流程流片而言,无疑是灾难性的。
“具体卡在哪里?”何月山的语气依旧平稳,但熟悉他的人能听出那平静之下压抑的波澜。
“主要集中在两个方面。”邓康快速切换着屏幕上的图表和数据,“第一,是 **‘光子-电子界面转换效率的纳米尺度不稳定性’**。”
他调出一组高倍电子显微镜图像和对应的能谱分析数据。“你看,在设计上,我们利用‘伏羲’优化出的‘谐振光子晶体波导’,理论上可以实现近乎零损耗的光信号引导和光电转换。但在实际制造中,当特征尺寸缩小到20纳米以下时,由于原子级外延的极微小偏差、界面应力,以及制造过程中难以完全避免的量子隧穿效应,光子与电子在异质材料界面处的能量交换变得极不稳定。表现为转换效率在不同芯片、甚至同一芯片的不同单元间存在巨大差异,并且随温度、电压波动极其敏感,导致计算错误率飙升。”
图像上,那本该完美平滑的界面处,呈现出如同被微观风暴肆虐过的崎岖地貌。这意味着光信号在进入电子世界“翻译”时,出现了大量的“误读”和“信息丢失”。
“第二,是 **‘光学单元局部热点的失控性累积’**。”邓康切换到热成像模拟图。在芯片运行模拟高负载任务时,代表光学矩阵计算核心的区域,亮起了数个刺眼的红色斑点,温度远高于设计阈值。
“光学计算虽然理论上功耗低,但在进行大规模并行矩阵运算时,特定纳米结构对特定波长光子的吸收和散射会产生高度集中的能量沉积。我们之前基于‘磐石之心’副产物研发的‘微纳拓扑导热薄膜’,在二维平面散热时表现优异,但在应对这种三维堆叠结构内部、深度纳米尺度的瞬态高热流密度时,其界面导热效率出现了瓶颈。热量无法被快速、均匀地导出,导致局部温度飙升,引发材料性能退化、信号串扰,甚至直接烧毁光学单元。”
他指着其中一个最亮的红点:“这里,一个关键的光学干涉器结构,在连续72小时的压力测试中,因为局部过热导致折射率发生不可逆漂移,整个单元的计算功能彻底失效。”
良率低下,性能不稳,可靠性存疑——这三个致命问题,如同三座大山,死死压住了“边缘之光·进阶”迈向成功的道路。一次全流程流片的巨大成本,如同一柄达摩克利斯之剑,悬在每一个核心研发人员的心头。如果无法在流片前解决这些问题,那么这次被寄予厚望的芯片迭代,很可能将以惨