第371章超导芯片

    机器人铺光电板要比人利索多了。
    因为穿宇航服的缘故，人类宇航员在铺设过程中，在直播间看，无论是第一视角还是第三视角，你总会觉得这动作很变扭，有种身体不受控制的错觉。
    但机器人就要流畅得多，尤其是刚从地球运来的机器人，新东西用起来总是最爽的。
    直播间的观众简单来说就是爽，类似于看解压视频的感觉。
    一个个光伏板跟种庄稼一样，种下去。
    “好爽，我们这进度太快了。”
    “这次看，感觉进度飞快啊，华为什么时候能把超导芯片给搞出来？”
    “应该快了吧？”
    “应该快了，要不是为了超导芯片，应该用不着这么庞大的光伏阵列吧？”
    直播间除了讨论机器人装光伏组件外，就在讨论超导芯片什么时候能上。
    这可是华国独一份的技术突破。
    哪怕这一技术突破还只是停留在构想蓝图上，但简中互联网的网友们早就赢麻了。
    不但简中网友赢麻，外国媒体也提前帮华国赢麻。
    以印度为例，印度媒体是最爱反思的，尤其爱和华国比。
    欧美的报纸可以把这件事视而不见，但印度不行。
    从深红出现开始，印度媒体就在反思了：
    “我们在科研支出、科研人才密度、大学排名等方面都显著落后于华国，华国拥有类似千人计划、2025制造业这样的国家战略，我们缺乏这类长远规划，在人工智能领域，华国的投入同样远超印度，这是我们之间差距的原因。
    印度政府有野心，印度有人工智能领域的人才，但我们国家的风险投资并不愿意支持真正的科技创新，他们只想做科技的搬运工，把阿美莉卡成熟的技术搬回印度。
    这样的创新是不可持续的，这也是我们和华国差距的根本所在。”
    深红出来的时候，印度的反思会给华国人一种熟悉感，因为华国之前反思和阿美莉卡差距的时候，说辞好像差不多。
    但当超导芯片计划公布之后，印度反思就开始脱离理性层面了，动不动就是印度人就是不行，印度就是不行这种情绪抒发上。
    在quora上有一篇华裔的回答一语中的：
    “印度一直认为他们能和华国比，应该要和华国看齐，孟买要和申海比，新德里要和燕京比，班加罗尔要和鹏城看齐，华国的科技进步格外让他们所关注。
    而这次印度围绕超导芯片的集体破防，在印度舆论层面引发了比深红出现更广泛和激烈的讨论，会导致不了解印度的人困惑，超导芯片只停留在理论层面，还没有实物的出现，深红可是实打实用更弱的算力实现了更好的效果，为什么前者还会更能引发印度破防。
    对此，我周围有非常多的印度朋友，我认为他们的思考逻辑是，我们和华国是一样的，尽管现在华国比我们领先，但我们没有本质区别，我们都是追赶者的身份。
    深红再厉害，它也是GPT的模仿者，哪怕它超过了GPT，它的出现和GPT相差没有多久时间，也许是原创，但在印度人的视角里，你就是模仿，就是抄袭。
    所以他们讨论反思还只是停留在一个比较和平理性的层面，但超导芯片是完全没有的产物，是华国首先提出的概念，并且有落地的可能。
    这让印度意识到，大家也许不一样，华国也许不是追赶者，华国在科技领域也许正在朝创新者的角色转型，甚至已经成为了创新者的角色。
    往更深了聊，印度对自身的定位仍然是依靠欧美资本、欧美技术、欧美市场获得发展的国家，他们觉得华国也是如此，所以大家是竞争关系，你多获得了一些，印度就少获得了一些。
    但超导芯片的出现，让印度意识到，好像我们也在接受来自华国的资本、产业和技术输出，这让他们破防了，因为在不知不觉间华国实现了身份地位的转换，但印度还是印度。”
    当然围绕超导芯片，不但印度关注，发达国家同样在关注。
    这也许关系到下一代的芯片材料。
    芯片领域的从业人员都能很直观感受到硅基芯片已经到了一个极限，每往前一步都格外困难，成本上升、良品率下降、各种负面因子开始涌现。
    如果不采用更加先进的3D立体结构，硅基芯片这几年就要到头了。
    那么华国的低温超导路线到底可不可行，这成为了业界关注的焦点。
    月球上能够保证常态低温，能够利用低温来构建超导芯片，在地球上这一点自然是做不到，他们关注的是，低温超导有没有可能会表现出一些有意思的特性，而这些特性是否能指导下一代芯片材料的出现。
    超导本身就令人遐想连篇，那么不需要超导，常温常压下的半超导有没有可能呢？
    新的环境，新的条件，有可能诞生新的材料。
    所以业界格外关注华国超低温超导芯片的最新进展。
    当然在华为内部，那就更重视了，调兵遣将，派了最精锐的团队从松山湖调到申海来。
    他们第一年主要要做的是验证技术可行性，技术路径早已确定：利用铁基超导体FeSe薄膜，在SrTiO3衬底上通过分子束外延生长，实现温度在100K的超导状态，这样的样品理论可行，但实际呢？
    在月球上它的表现如何？不仅仅是计算本身，还有稳定性、耗能等等，其他状态到底如何。
    他们需要先拿个样品出来。
    以阿波罗科技的能力来说，他们前脚有了样品，后脚就能打到月球上去做测试。
    月球上的环境什么的都已经准备好了，电能已经具备，阴影区域探索完成，随时可以进行测试。
    属于是万事俱备只欠东风。
    “吴工，你们那边进度如何？”林燃同样关注这件事，他大概每周会和技术团队开一次会，技术团队由华为和阿波罗科技共建，人员配比大概在7比3的样子。
    吴工是这只技术团队的具体负责人，华为半导体条线仅次于梁孟松的资深工程师。
    第一个月：“教授，我们从FeSe入手，母体FeSe是半导体，Tc只有8K，但单层薄膜在界面效应下，能提升到109K。
    月球真空环境完美匹配MBE生长，避免氧化。”吴工说
    团队的研究员们戴着护目镜，操作着设备：先将SrTiO3衬底加热到600°C，清洁表面；然后控制铁源和硒源的蒸发速率，铁原子束强度为0.1单层/分钟，硒过量以确保化学计量比。
    生长过程中，吴工偶尔纠正参数：“注意衬底温度，过高会导致晶格失配，降低电子-声子耦合，目标厚度是约0.5nm的单原子层。”
    在第一个样品生长完成后，他们用X射线衍射（XRD）检查晶体结构：峰值显示良好外延，但电阻测试在液氮浴（77K）中，超导转变温度Tc只有50K，远低于预期。
    第二个月：“我觉得应该是硒空位缺陷导致的费米面重构不完整，吴工，尝试一下增加后退火步骤，在真空下加热到400°C，促进界面电荷转移。”林燃提醒道“我觉得界面效应会是关键，SrTiO3的极性层会诱导二维电子气，提升Tc。”
    这和2014年Nature的一篇文献有关，在那篇文献里有提到，FeSe/SrTiO3系统可以利用界面效应将Tc从8K推到100K以上。
    团队迭代三次，调整硒/铁比从6:1到8:1，终于在第四个样品上看到进步：XRD显示锐利峰，表明完美晶格匹配。
    第三个月，才开始初见曙光，使用高压氧掺杂，FeSe薄膜的晶格扭曲，a轴参数从3.76增加到3.78，电子-声子耦合增强。
    在模拟观测中，显示Tc能达105K。
    林燃说：“我知道大家很高兴，但这还不够，我们需要继续优化。
    因为月球南极的辐射环境会干扰Cooper对，但低温能抑制热噪声。
    我们需要集成辐射屏蔽层，用硼掺杂金刚石作为缓冲，BDD的Tc虽只有11K，但其宽带隙能阻挡宇宙射线。”
    他们开始掺杂实验：在MBE腔内引入氧气束，压力控制在10-6Torr，掺杂水平0.1-0.2原子%。
    测试使用四探针法测量电阻-温度曲线：在氦气制冷机下，从300K降温，电阻在110K附近骤降到零，磁化率测试确认Meissner效应，临界电流密度Jc达105A/cm。
    “教授，根据失败样品分析，STM显示氧团簇导致相分离。”吴工说。
    林燃思考片刻后说道：“调整氧束能量可行吗？”
    他们调整氧束能量从5eV到3eV来对均匀性进行优化调整。
    第四个月，团队终于做出第二个样品：一个5cm见方的芯片，表面闪烁着金属光泽，集成BDD屏蔽层厚度2μm。
    测试在液氮模拟下，电阻骤降到零，能够运行简单AI算法：芯片处理100x100矩阵乘法，效率比硅基高500%，且无热积累。
    整个团队空前振奋，因为至少到了这里，这条路是可行的。
    从路径的层面，这是能够超过硅基的材料。
    在地球上，我们没有办法在短期内超过英伟达，那么我们就仰望星空。
    在团队士气为之一振的时候，林燃提醒道：“这只是地球测试，月球的微重力会影响薄膜应力，我们需模拟真空脱气。”
    第六个月，团队在真空模拟舱里进行最终验证。
    实验人员戴上手套，动作小心地将样品放入测试架。
    所有成员都屏气凝神，有的在实验室外等结果，有的在办公室等结果：这是最后一步，如果通过，就能送上月球。
    “启动模拟！”林燃命令道。
    舱内抽真空到10-7Torr，温度通过辐射冷却降到100K，模拟月球辐射用质子束轰击，每平方厘米1010粒子/秒。
    芯片连接上AI测试电路：输入一个卷积神经网络模型，处理模拟月球图像数据。
    屏幕上显示电阻保持零，计算误差率

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