第421章 光之晶（1 / 2）
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：0.5db\/。”
“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0.1db\/。”
“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：
晶格完整性：99.99%。
光学均匀性：优于日本信越化学的标准品。
第一关，过了？
不，并没有。
有了晶棒，还要把它切成薄如蝉翼的晶圆。
这才是真正的噩梦开始。
“林董，坏消息。”王海冰拿着一片刚刚切下来的晶圆碎片，脸色难看。
“我们的晶棒虽然长得好，但是太脆了。”
“铌酸锂是一种铁电材料，它内部存在着强烈的内应力。”
“当我们用金刚石线锯去切割它时，一旦应力释放，晶圆就会直接炸裂。”
“我们试切了十片，碎了八片。剩下的两片，表面全是微裂纹。”
“日本是怎么做的？”林远问。
“他们用的是日本迪斯科公司的特制划片机和研磨机。”王海冰咬牙切齿，“而且，他们在切割前，会进行一道特殊的退火工艺，消除内应力。”
“但是，退火的温度曲线，是绝对机密。”
“如果我们自己摸索，可能需要烧废几百根晶棒，耗时一年。”
时间，又是时间。
林远看着那堆碎片，心中焦急。
pFL实验室等着米下锅。每拖一天，光子芯片的进度就落后一天。
“不能用机械切割。”
一个声音突然从角落里传来。
是李振声教授。他刚刚从美国飞回来，时差还没倒过来。
“李教授？”
“铌酸锂不仅脆，而且对温度极其敏感。”李振声拿起碎片，“机械切割会产生热量，导致晶圆表面电荷积聚，甚至放电击穿。”
“我在美国的时候，见过一种新的技术路线。”
“离子注入剥离。”
“什么？”严教授愣住了，“那不是用来做绝缘体上硅的技术吗？”
“原理是一样的。”李振声解释道。
“我们不切它。我们用高能氢离子，注入到晶棒的表层下方。”
“离子会在晶格内部形成一个气泡层。”
“然后，加热。”
“气泡膨胀，这一层薄薄的单晶薄膜，就会自动从晶棒上剥离下来！”
“不需要锯子，不需要磨削。”
“剥离出来的薄膜，厚度只有几百纳米，而且表面原子级平整！”
“然后，我们把这层薄膜，键合到便宜的硅衬底上。”
“这就叫绝缘体上铌酸锂技术。”
“这不仅解决了加工难题，因为只需要极少量的铌酸锂，还大大降低了成本！”
林远眼睛亮了。
这是一个跨界打击的思路。
用半导体的工艺，去解决光学材料的加工难题。