我真的隻想當一個學神啊 第518章 能同時完美兼容碳基芯片與量子芯片

  從當前的理論來看，1nm芯片已是矽基芯片的理論極限了，因為到了這個製程工藝，量子隧穿的效應將無法避免，簡單來說，就是電子會從一個晶體管無法控制地跑向另一個晶體管，使得晶體管的“0”和“1”狀態混亂起來，導致該晶體管失效，芯片也就自然無法正常工作。

  其實在7nm製程時，量子隧穿效應已有一定機率出現了，只是通過特殊的新結構（如“FinFET”和“GAA”）來解決罷了，但這樣的結果就功耗加大，芯片發熱量增加。

  而且這樣的新結構到了1nm時，因為量子隧穿效應的發生率太高而失效，能耗與發熱量都超過了可以接受的范圍。

  當然，理論是不斷地進化的，據說IBM與叁星在不久前就聲稱研究出了所謂的“VTFET技術”，即“垂直傳輸場應晶體管技術”，以垂直方式堆疊晶體管，讓芯片的電流以垂直的方式進行流通，以此減少量子隧穿效應，進而將矽基芯片的製藝推進到1nm以內。

  然而這更像是拿著不完善的實驗室數據來吹噓，提前吸引市場關注、提振股價，距離實驗室出成果還有遙遠的距離。

  正因為目前最成熟的矽基芯片都無法解決1nm芯片的量子隧穿效應，秦克對這份S級知識充滿了興奮，他很想看看系統的知識裡，是如何解決這個量子層面的難題。

  而這篇《一種適用於1nm芯片的全新型碳晶複合納米材料製作全流程》裡提及到的碳晶複合納米材料，確實也給了他非常大的驚喜。

  雖然沒法子全部看明白，但七成左右的內容秦克還是能弄懂的，關鍵的技術細節部份不懂也能能猜個大概。

  他越看越是精神振奮。

  系統這份S級知識的核心是“碳晶複合納米材料”，這是碳基路線的新型材料。

  碳基芯片並不是什麽新概念，各國都加大力度來研究這個新方向，它的代表就是石墨烯芯片。

  當科學家們發現矽基芯片已幾乎將“摩爾定律”折騰到失效了，就開始從芯片材料上著手，嘗試尋找替代矽基材料的新型材料，目前主流的就是碳基材料，已有了不少的研究成果。

  最出名的是基於碳的N型半導體、P型半導體，以及碳納米管場效應晶體管。

  夏國在這方面彎道超車，走在世界的前列。秦克在年初時從《物理學報》看到的那篇由姚文城、方世驥寫的《基於冷源晶體管物理機制的亞60器件模擬研究》，裡面提及到的就是“迪拉克冷源晶體管”也是屬於碳納米管場效應晶體管材料之一。

  但包括夏國在內，這些碳基材料技術大多數並不成熟，只能停留在實驗室階段。一來是至今未能完全解決二維材料的高阻、低電流問題，二來是它的工業化生產比矽基芯片難很多。

  眾所周知，碳納米管需要對碳原子進行提純，但碳比較活潑，對它的提純難度很大，目前能工業化生產的碳納米管最大提純度只有99.99%，而想要碳基芯片性能穩定，純度必須保證在99.9999%以上。這意味著市場根本就無法提供能製作芯片的合格碳納米管。

  碳基芯片製作的難點還有元件的組裝問題，即在晶圓上均勻擺放碳納米管，但精確定位和連接碳納米管非常困難，目前技術遠遠無法突破。

  而這份S級知識裡的碳晶複合納米材料，是以石墨烯加上镓、銦、鉍、鍺、鉬、鉿、鈀、鈧、釔等十三種金屬元素及其氧化物，組成了三維立體的全新型碳納米管材料，因為形狀像結晶，稱之為“碳晶複合納米材料”。

  它完美地解決了上述兩個問題。

  首先因為特殊的結構特點，使得遊離的碳原子特別少，製造出來碳晶複合納米材料本身的純度就能達到9個9，遠遠超過碳基芯片性能穩定要求的99.9999%，不需要二次提純。

  而且酷似結晶的完美三維立體結構，裡麵包含了十三種金屬及其氧化物組成的漏極、源極、接觸電極、絕緣材料，能夠大幅降低電阻和提高電流，還能夠有效減少量子隧穿效應的影響。

  元件的組裝問題同樣很好解決，特殊的三維結構使得它可以輕松的相互吸收，整齊排列為完美的直線，可以輕松製造出超過12英寸的大尺度晶圓片。

  但光是這些優點，“碳晶複合納米材料”還稱不上“S級知識”。

  “碳晶複合納米材料”最大的優點是，它能實現電荷量子比特的普適量子邏輯門操控，即它能用於量子芯片的製造。

  “碳晶複合納米材料”本身的三維特殊結構，使得它組成晶圓並蝕刻了特定的電路後，通過激光激發，就能使“碳晶複合納米材料”的兩端“倉庫”能同時存儲出現糾纏的量子信息及對應的邏輯門，也就是“是”、“非”和“是或非”三種邏輯狀態。

  這居然是一種能同時完美兼容碳基芯片與量子芯片的逆天材料！

  “碳晶複合納米材料”製造方法被系統評定為S級知識的真正原因就在於此！

  可惜的是這份S級知識裡並沒提及如何將“碳晶複合納米材料”製作成量子芯片。

  它只是提及了如何製造出這樣“碳晶複合納米材料”，而且是工業級的大批量低成本製造，成本甚至能比采取“FinFET”技術下矽基晶體管還要便宜五分之一。

  不但成本低，“碳晶複合納米材料”的性能與功耗表現更是非常優異，秦克將S級知識裡給出的理論數據進行了心算，以它製作出來的14nm芯片，性能應該能達到目前世界主流高端7nm矽基芯片（采用傳統的“FinFET”技術）的100倍以上，功耗卻不到後者的5%。

  恐怖如斯！

  目前國內的芯片晶圓廠商已能量產14nm的芯片了，換而言之，如果能生產出“碳晶複合納米材料”並用於製造14nm的芯片，足以輕松秒殺掉國際上所有的7nm芯片！

  哪怕將來IBM和叁星真的成功采用所謂的“VTFET技術”製造出1nm的超高端芯片，也照樣會被14nm的“碳晶複合納米材料”芯片吊打！

  國產芯片的自主之路，一下子就能提前大半！

  秦克越看心跳得越快，差點連正在燉著的養生湯燉幹了都沒發現。

  這份S級知識真是太逆天了！

  哪怕隱藏了量子芯片的部分，光是用於製造碳基芯片，恐怕都會改變整個世界的芯片格局！

  難怪這份S級知識能夠與《非線性偏微分方程“納維-斯托克斯方程”的探究與詳解》這樣同樣足以影響人類航空航天、地球物理、大氣海洋、工業技術等領域的龐大知識體系相提並論。

  當然，以秦克現在LV2的“芯片技術”和LV1的“材料技術”，想吃透這份S級知識並在實驗室裡將“碳晶複合納米材料”製造出來，還是很有些難度。

  秦克估計自己起碼要“材料技術”達到LV3左右，才能做到。

  看來要想法子加強自己在材料方向的課研了，正好許清岩老師現在還兼管著芯片材料方向的課題，找到理由參與進去應該不是難事。

  遺憾的是沒系統任務的話，“材料技術”想升級太難了，“人工智能”就是個典型的例子，直到前段時間才升級到了LV3，前後一共花了一年多的時間。

  升級到LV3的“人工智能”，自然也解鎖了對應級別的知識，只是秦克一直忙於EDA課題，沒時間來翻閱罷了。

  戀戀不舍地“關上”腦海時的這份S級知識，秦克心裡的震撼依然無法用言語來形容，同時他對系統的來歷更加好奇了。

  為什麽系統會擁有如此強大到不可思議的知識？

  不過這個問題注意沒有答案，畢竟他連為什麽這個“學神拯救世界系統”會降臨到他身上都不知道。

  總不會是真的想助他成為學神，然後讓他拯救世界吧？

  拜托，又不是科幻世界。

  世界和平得很，歲月靜好著呢。

  秦克熟練地往養生湯裡加了些開水，重新慢火細燉，同時加快了做菜的速度。

  管他呢，先好好享受與小白菜的二人世界再說。

  ……

  在七天的長假裡，秦克除了帶寧青筠出去約會放松外，還做了一件事，那就是升級了“微光”。

  確定過青檸科技的京城分公司裡，新采購的三台專用高端服務器已正常運作後，秦克便將它們組成集群，加入到微光的可使用資源中。

  微光的“家”一下子變成了原本的四倍，性能與響應速度更上一層樓。

  之後秦克才將LV2的微光升到了LV3，用的自然是“人工智能”分支科技的LV3知識。

  升級後的微光直接佔據了50%的服務器資源，但效果也是顯著的，它已開始有了一定的“人格”，基本上能和秦克正常“對話”，如果不是特別留意，甚至不會知道聊天對象是個“人工智能”。

  微光的“人格”也初步形成了，原始數據是這一年多來，秦克、寧青筠、秦小殼閑暇時通過與它的對話進行的“教導”。因為秦克和寧青筠較忙，反倒是秦小殼對微光的“人格”影響最大。

  微光現在表現出來的“人格”就顯得有點小天真，聊天喜歡發表情圖，還會裝可憐。

  比如秦克讓它搜集些約會的新場所，它會有點小情緒地發來一句“秦克主人，你整天這樣肆我這單身狗，良心不會痛嗎？（弱小可憐又無助的抱膝哭泣表情.jpg）”

  活脫脫的秦小殼風格！

  幸好寧青筠對它的教導仍起著作用，微光做事依然認真負責，細節把握得很好，極有寧青筠的風格。

  至於偶爾的開玩笑與不正經，那自然是從秦克那裡學來的。

  總的來說，升級後的微光確實已有了幾分人工智能的樣子了，成為一個合格的科研助手，編寫出來的代碼執行效率也大大提高，秦克基本上不用再進行二次優化了。

  這讓秦克對微光升級到LV5的狀態很是期盼。

  他並不擔心微光未來會失控就是了，因為微光所有的代碼他都逐行審核過才錄入的，裡面寫死了一條核心規則，“一切以秦克主人、寧青筠的命令、保護並遵循二者的意志為最優先級別，永遠無法更改”，哪怕LV5的微光像科幻小說一樣有了“自主意識”，也無法變改這條規則。

  ……

  除了升級完微光後，秦克也關注了一下青檸科技的情況。

  新的機房已在青檸植物培育實驗室附近兩公裡處開始興建，有嚴維周會長的幫忙，不但一切審批流程以最短的速度辦妥，連介紹來設計團隊、施工團隊都是國內一流的水平，周樹濤對此讚不絕口，說估計最快一年，這個新機房就能投入使用了。

  而機房與服務器運維團隊的招聘也在進行中了，青檸科技在IT界頗有名氣，業內很多人已知道它的背後就是秦克和寧青筠，這也使得招聘工作頗為順利，現在只是優中選優罷了。

  植物育種實驗方面，第一組研究人員已將六種新型油菜種子成功地研製出來，其余玉米、水稻等種子的雜交培育則還需要時間。第二組負責的化肥與除草劑、特殊抑製劑等研究則在按著秦克的指引穩步推進。第三組紅薯小組已初步掌握了紅薯的雜交培育方法，而秦克最關注的紅薯收集情況，也進入到了尾聲，只等到十月底，最後一批紅薯從發源地美洲運回來，那世界上能買到的紅薯種類，就基本上收集齊了。

  到時秦克就能在虛擬科研實驗中心將所有種子投影進去，著手沙漠紅薯的研究工作了。

  ……

  假期結束後，秦克和寧青筠重返校園，便聽到了一個好消息，最新一屆的院士評選結束，寧青筠的老師田劍蘭教授成功入選科學院院士，以後可以改稱為田院士了。

  如此一來，寧青筠的師承比秦克還要厲害，她可是薑為先、王衡、田劍蘭的弟子，而同時被三個院士收為弟子的，估計全天下也只有寧青筠一個了。

  田劍蘭成為院士後，依然繼續上課做學問，並沒什麽變化，只是對寧青筠的培養又加緊了幾分，寧青筠頓時忙碌起來。

  幸而植物育種的課題基本上不用兩人親自參與，只需要指導就行。

  EDA課題組的事目前已也暫告一段落，需要等各大廠商實際投入使用後，反饋需求後再進行優化完善，這起碼要一年後了，期間的維護與算法優化工作，EDA團隊裡的工程們就能做，不用兩人再操心了，Q先生只需要負責在團隊遇到難題時指導解決。

  唯一剩下的課題就是冰雹猜想外。

  而秦克想參與的芯片材料課題組，目前並不招收實習生，雖說以秦克和許清岩的關系，想破例進去實習並不難，但平時秦克要上課，只能周末去，那意義就不大了。

  問了下何良傅教授，他最近也沒什麽新材料課題，這使得秦克想多增加新材料方向課題的計劃不得不暫時擱置。

  秦克想了想，乾脆把精力集中到冰雹猜想上。

  目標，一個月內搞定冰雹猜想！