江州,江南之芯集团,PFL光子芯片项目组作战室。
屏幕上,是一张显微镜下的晶圆剖面图。
“这就是我们从国内现有供应商那里买到的最好的铌酸锂晶圆。”
汪韬指着屏幕上那些肉眼不可见的微小裂纹和杂质点,声音冰冷。
“损耗率:0.5 dB/cm。”
“对于普通的光纤通信,如SAW滤波器,这个指标够用了。但是,”汪韬摇了摇头,“对于我们的光子计算芯片,这是灾难。”
“我们需要在芯片上集成数万个马赫曾德尔干涉仪。光信号每经过一个节点,损耗就会累积。如果基底材料不够纯,光走到一半就熄灭了。”
“我们需要的是光学级晶圆。损耗必须低于0.1 dB/cm。”
“目前,全球只有日本信越化学能做到。”
“而他们,断供了。”
林远看着那张充满瑕疵的图片,眉头紧锁。
“国内的产能呢?”
“国内主要做的是声学级晶体,用来做手机滤波器的。纯度不够,缺陷密度太高。”王海冰补充道,“中科院硅酸盐研究所虽然有实验室级别的技术,但无法量产。他们的生长炉太小,而且良率极低。”
“那就放大它。”林远斩钉截铁,“把实验室搬到工厂去。”
“去哪?”
“东海。”林远指着地图上苏北的一个县级市,“中国的水晶之都。那里有几千家做水晶和压电陶瓷的小工厂,虽然技术落后,但他们有熟练工,有炉子。”
江苏,东海县,某废弃的压电晶体厂。
林远收购了这家濒临破产的工厂,将其改造成了启明晶体材料研究院的临时基地。
厂房里,几十台巨大的单晶生长炉正在轰鸣。
站在林远身边的,是被他从上海请来的中科院硅酸盐所的严教授。一位跟晶体打了一辈子交道的老专家。
“林董,您把事情想简单了。”严教授看着那些炉子,叹了口气。
“铌酸锂晶体的生长,用的是提拉法。把高纯度的氧化铌和碳酸锂粉末,放在铱金坩埚里,加热到1260度熔化。然后,放下一根籽晶,慢慢旋转,慢慢向上提拉,让熔体在籽晶末端结晶,长成一根晶棒。”
“这个过程,像是在钓鱼,也像是在拉面。”
“日本人的核心机密,在于温场的控制。”
严教授指着炉膛内那耀眼的白炽光芒。
“晶体生长界面,固液共存。温度梯度哪怕波动0.1度,或者提拉速度哪怕抖动1微米,晶格就会错位,产生位错和层错。”
“一旦产生缺陷,光在里面传输时就会发生散射,损耗就上去了。”
“日本人的炉子,有一套极其复杂的热场结构,能保证温度场像湖面一样平静。而我们的国产炉子……”严教授苦笑,“里面的热对流简直像开水一样翻滚。”
“那就让水静下来。”林远看向汪韬。
“汪总,盘古能不能算?”
“能算。”汪韬点头,但神色严峻,“但这属于流体力学+热力学+结晶学的多物理场耦合仿真。”
“我们需要在计算机里,模拟坩埚里每一个分子的热运动。”
“这需要海量的算力。”
“算力管够!”林远大手一挥,“青川智算中心,划出30%的算力,专门给严教授烧炉子!”
接下来的两周,东海县的这座工厂,变成了全球最昂贵的“网吧”。
数百名工程师,配合着远在青川的数万张GPU卡,在虚拟世界里,进行了上亿次的“生长模拟”。
“尝试第1503号热场结构设计……”
“调整加热器功率分布曲线……”
“优化坩埚旋转速率……”
终于,AI给出了一个反直觉的最优解。
“不对啊。”严教授看着AI生成的温场控制曲线,直摇头,“按照经验,提拉速度应该恒定。但AI建议我们,在晶体生长到肩部时,要突然加速,然后再减速?”
“这违反常识。”
“严教授,”林远看着他,“在这个时代,经验往往是偏见。AI看到了我们看不到的微观湍流。”
“试一次。”
严教授咬咬牙:“好!听AI的!点火!”
炉温升至1260度。
籽晶下种。
提拉开始。
所有人都屏住了呼吸,盯着监控屏幕上的液面。
按照AI的指令,机械臂在某一刻突然做出了一个极其微小的变速动作。
奇迹发生了。
原本在液面上躁动不安的对流条纹,突然消失了。液面变得如镜子般平滑。
晶体像一根透明的冰柱,缓缓从熔体中长了出来。
三天三夜后。
一根直径4英寸,长20厘米,通体晶莹剔透,毫无杂质的铌酸锂晶棒,出炉了。
“神了……”严教授抚摸着还带着余温的晶棒,老泪纵横,“我搞了一辈子晶体,没见过这么完美的晶格结构。”
测试结果:
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