第49章 光子计算的量产与应用 （1/3）

光子计算的量产与应用

#### 第四十九章：光子计算的量产与应用

武汉实验室的欢呼声还未散去，现实的引力已将江知夏拉回地面。

“里德堡光子计算”虽然在原理上跑通了，但要把它从实验台上的“精密仪器”变成流水在线的“工业产品”，中间隔着一条巨大的鸿沟。

在华为东莞基地的紧急会议上，气氛凝重。

“良率只有0.1%。”制造部的老张把一叠报废的晶圆照片摔在桌上，“江总，这不是工程问题，这是物理极限。我们在实验室里，是用高精度的外腔激光器一点点调出来的。但在产在线，我们要面对的是成千上万个微环谐振腔。只要有一个环的半径偏差超过1纳米，整个芯片就废了。”

“1纳米……”江知夏看着照片上那些断裂的光路，“这是制造工艺的公差范围吗？”

“对。”老张叹了口气，“目前的深紫外光刻机，套刻精度也就在2纳米左右。我们要在芯片上集成几万个里德堡原子腔，每个腔都要精确对准，这在现有的工艺下，几乎是不可能的任务。”

“那就不能靠光刻。”江知夏站起身，走到白板前，“既然机器做不到，那我们就让芯片自己‘长’出来。”

“自己长？”众人一愣。

“对。”江知夏拿起笔，画了一个新的结构，“我们放弃传统的‘自上而下’的刻蚀工艺，改用‘自下而上’的自组装技术。我们在硅基板上预置一种特殊的‘种子层’，这种种子层对铷原子有极强的吸附力。当我们在真空腔里注入铷原子蒸气时，它们会自动寻找这些种子点，形成原子数组。”

“自组装？”老张瞪大了眼睛，“这在化学合成里常用，但在芯片制造上，怎么控制位置？万一原子乱跑怎么办？”

“这就需要用到‘光镊’技术。”江知夏眼中闪过一丝光芒，“我们在种子层下面埋一层电极，通电后产生非均匀电场，形成‘光镊’，把铷原子牢牢锁在预定的位置。就像用无形的镊子，把原子一个个夹到窝里。”

“光镊锁原子……”老张喃喃自语，“这倒是个新路子。但是，这需要极高的真空度，而且电极的排布非常复杂。”

“复杂怕什么？我们可以用AI来设计电极排布。”江知夏说，“我们训练一个神经网络，让它根据原子的分布，自动计算出最优的电极电压组合。这叫‘AI for Manufacturing’。”

“而且，”江知夏补充道，“为了解决真空封装的问题，我们可以借鉴MEMS（微机电系统）的封装技术。在晶圆级就做好真空腔，用原子层沉积（ALD）长一层致密的氧化铝薄膜，把原子封在里面。这样，芯片就不需要庞大的真空罐了。”

“晶圆级真空封装……”老张的眼睛亮了，“这招高！如果真能做到，那量产就不是梦了。”

“好！”江知夏拍板，“老张，你负责工艺开发。我给你调那台备用的原子层沉积设备，还有那台高精度的电子束光刻机，用来做种子层的模版。”

接下来的两个月，是东莞基地最不眠的两个月。

江知夏、老张、陈默，加上华中科大的专家团队，全部泡在了洁净室里。

“种子层旋涂速度3000转……”

“电子束曝光剂量1500μC/cm?……”

“铷原子注入压力……”

“电极锁定电压5V……”

每一次尝试，都是一次赌博。

第一次试产，原子团聚，无法形成数组。

第二次试产，真空封装漏气，原子氧化失效。

第三次试产，终于，那块布满纳米级原子腔的芯片从机器里出来了。

“上电测试！”江知夏的声音有些颤抖。

激光器启动，红色的光束射入芯片。

屏幕上的波形，开始跳动。

“良率统计出来了！”质检员拿着数据跑了过来，“首批1000颗芯片，良率……85%！”

“85%！”

整个车间沸腾了。

老张一屁股坐在地上，累得连笑的力气都没有了。