第418章 手搓光刻機上交?光刻機製作到底有多難?
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天幕中視頻開始播放
“芯片是人類工業文明的集大成者,是工業皇冠上一顆貨真價實的明珠。”
“我們來看下這樣一張圖,”
“這其實是一個比指甲蓋還要小一點的芯片。”
“可是上麵卻密密麻麻的分布了100億個晶體管。”
天幕下的眾人被這一句話給震驚的呆立在當場。
“多少?100億?就這麽大點的地方能?”
“就淨吹牛吧,誰還能去數數不成?他說100億就100億?”
“莫要不信,至少天幕還沒有說過瞎話呢。”
“這麽小的地方怎麽可能放得下100億個東西?我沒聽錯吧。”
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“製造一枚芯片難到什麽程度呢?”
“造出5納米的芯片,要比造出原子彈難出10倍以上。”
“因為原子彈隻需要一個領域的尖端技術。”
“而芯片則是光學、精密機械、半導體科學、工程製造、材料學、軟件開發等多個領域的共同協作的成果。”
天幕下的眾人瞬間又被震驚了,後世的原子彈可是隻有五常國家才能有的高級大殺器,甚至有後世那樣的神仙般的人物參加才順利研製出來的鎮國神器。
居然比那個還要難10倍?
尉遲恭訝異道“真的嗎?我不信!”
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“一個5納米的芯片是什麽概念?”
“就是在指甲蓋大小的矽片上,”
“裏麵是150億個二極管,三極管、電子管、電容、電阻、”
“還要把這個組裝成一個龐大的電路來實現手機的各種複雜的高端的功能。”
“雖然芯片個頭很小,卻是手機的核心部件。”
“也是人類史上最複雜的工業產品。”
天幕中畫麵轉換,大街上來來往往的人群基本上都要低頭看著自己的手機。
畫麵接著轉換,打電話、視頻聊天、刷小姐姐、打車、移動支付,地圖導航,甚至寫家庭作業都是手機,亦或說社會的每一個角落都充滿了手機。
天幕下的眾人被震驚的無以複加,這100來億個東西不是放在那裏就行了,還得組成什麽電路?讓它工作起來?&nbp;這些事情真的是人類能做得到?
大明位麵
洪武年間
朱元璋看著天幕中猶如巨型迷宮芯片的構成概圖愣愣的出神,
“咱這大明距離後世才多少年啊,怎麽後世就發展出來這種東西了?”
“就算是原子彈看上去也沒有這個離譜吧。”
大唐位麵
貞觀年間
太宗皇帝李世民看著天幕胡子一陣抽搐,
“指甲蓋大小的地方放了150億個什麽管的玩意,”
“世界上最難造的工業品,居然是滿大街都是?”
“還隻是用來看人跳舞?”
“這後世怎麽讓人越來越看不懂呢?!”
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“芯片是什麽?為啥這麽難造?”
“芯片的本質就是一個矽塊,上麵沒有任何的活動部件,甚至連金屬都沒有。”
“那些成千上萬上億的晶體管,並不安裝在芯片上,而是像石碑一樣,刻在上麵的。”
天幕下的眾人腦袋齊齊宕機,刻刻上去的?
大漢位麵
漢武帝劉徹不可置信道
“刻上去的?150億個東西?在指甲蓋大小的地方?”
“這得拿什麽刀才能刻得上去?”
“誰能刻的上去?”
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“那麽問題來了用什麽來刻這些芯片呢?”
“答案就是光刻機。”
“這是人類曆史上最複雜的機器,沒有之一,而且它的複雜程度遠超其他機械好幾個量級。”
“其他機械的製造原理至少可以被一個國家完全掌握。”
“但是目前還沒有一個國家能夠完全掌握最頂尖的光刻機全套的製造技術。”
“因為研發光刻機是一個真正的全球性的跨國合作項目。”
“光刻技術的基本原理其實很簡單,就是用光源把芯片的設計圖縮小,然後投影到矽片上。”
“在這個過程中會觸發一些化學反應,完成對芯片的蝕刻。”
“最開始光刻用的是普通光源,它的精度大概在幾百納米。”
“如果我們想在相同的大小內放更多的晶體管,那麽就必須提高光刻的精度。”
“在這個過程中鷹醬家的因特爾公司花費了大量的資金來投入實驗。”
“最終大部分的科學家達成了一個共識,波長為135納米的極紫外光成為了最好的選擇。”
“那麽新的問題來了,這個世界上沒有能夠直接產生極紫外光的燈泡。”
“首先得製造出直徑隻有三千萬分之一米的小錫球。”
“在真空中讓它以每小時200英裏的速度移動。”
“然後用激光進行兩次打擊,第一次打擊為了提高小錫球的溫度。”
“第二次讓小錫球爆炸,變成溫度高達50萬度的等離子體。”
“這比太陽的溫度還要高。”
“要實現可用於光刻的極紫外光,這個噴射的過程需要每秒重複5萬次。”
大唐位麵
貞觀年間
太宗皇帝李世民揉了揉自己的眼睛,確保自己沒有看錯,
半晌歎息道“這些個數字都是真的嗎?怎麽朕感覺這麽不真實。”
“單單一個極紫外光就感覺不像是人能做的出來的東西啊。”
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“好了,雖然理論和原理都搞明白了,但是所有的東西都沒有現成的技術能實現,全部需要技術的創新。”
“漢斯貓的通快公司負責開發這種激光發生器。”
“但是激光器中百分之八十的能量會轉化成熱量,隻有百分之二十轉化為激光。”
“這就帶來一個全新的問題——散熱。”
“散熱都是靠風扇,但是光刻機的散熱風扇轉速要求達到了每秒1000轉。”
“普通的物理軸承根本承受不了。”
“通快公司又專門開發了一種磁懸浮風扇。”
“而當激光轟擊錫球的時候還會遇到錫球反光的問題。”
“特別是為了引導激光準確的打擊錫球,就需要用到工業鑽石。”
“但是現有的工業鑽石純度不夠,又不得不開發超高純度的新型工業鑽石。”
“結果就是一個激光發生器的開發就足足花了10年的時間。”
“這台激光器本身就有幾十萬個零件。”
大明位麵
永樂年間
朱棣看著天幕感歎道“這可真是逢山鋪路,遇水搭橋了。”
“難怪需要許多的國家共同合作。”
“光是這部件中的部件就得花上十年,要是一個國家搞還不知道要弄到猴年馬月呢。”
朱瞻基壞笑道“幾十萬個零件,要是少了幾個,修起來不是要腦袋都要炸了?”
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“這還沒完,即使這台激光器成功的擊中了錫球,還得搜集產生出來的極紫外光,”
“這就需要特殊的鏡子,因為普通的鏡子反射率太低,大部分都會被吸收。”
“1998年的一篇論文提出,可以通過交替排列金屬鉬和矽來製造這種專門的鏡子。”
“一層鉬一層矽,交替排列上百層,每層隻有幾納米。”
“後來漢斯貓家的蔡司公司真的就做出了這種鏡子。”
“而這也可能是人類有史以來做出來的最光滑的東西。”
“直徑12米的鏡子,最高的起伏隻有012納米。”
“如果將這個鏡片放大到地球這麽大,那他表麵最高的凸起不會超過12毫米。”
“光這麵鏡子,蔡司公司就花費了超過20年的時光。”
天幕下的眾人已經被這些離譜的數字震驚到了麻木的地步,鬼知道那些後世人在短短的千把年內吃了什麽藥,居然能做到這些離譜的事情。
就連當初看到原子彈都沒有覺得如此的離譜。
大清位麵
雍正年間
雍正盯著1998這個數字,長歎一聲。
“恍如隔世啊!”
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