可以直接将晶格表面损伤层控制在纳米级。”
韩栋报出最终指标。
“十二微米的绝对物理厚度,无表面重组损耗。
理论量子效率在五百纳米波长处,达到百分之九十六点四。”
百分之九十六点四。
这个数字冲击着赵崇明的心脏。
哈勃望远镜CCD传感器的量子效率在经过升级后,也仅仅维持在百分之八十左右。
百分之九十六,这代表着撞击在芯片上的每一个有效光子,几乎都被捕捉并转化成了电子。
宇宙深处的那些幽暗星系,将在这块探测器面前无所遁形。
刘海波看完参数,并没有被这些极高的理论指标冲昏头脑。
常年在一线产线负责生产调度的经验,让他立刻抓住了这份工艺卡片上的死穴。
“理论推演非常完美。”刘海波把工艺卡片按在桌面上。
“但是韩总,落实到现实设备上,物理常识无法被算力直接抹平。”刘海波指向减薄参数。
“八英寸晶圆,直径两百毫米,初始厚度七百二十五微米,要把它整圆减薄到十二微米。”
刘海波看向赵崇明。
“赵所长,十二微米的硅片,只是一层极度脆弱的硅晶格薄膜。
稍微一点气流变化,它都会自己卷曲起来。
咱们用机械砂轮去磨削这么大面积的硅晶圆,只要砂轮接触面出现零点几微米的不平行下压,磨削产生的机械切向应力就会瞬间贯穿整个晶圆。”
刘海波给出生产端最直接的判定。
“结果就是碎裂,一片都不会剩下,大面积、极薄、机械应力,这是一个无解的物理死角。
现在去哪里找一台可以把下压力控制在克级、且砂轮绝对平行的减薄设备?”
赵崇明点头,脸色灰暗。
“刘总工说到了点子上。
美国人受困于大面积减薄时的碎裂率居高不下,才被迫采用小尺寸硅片拼接,面积越大,减薄时的翘曲应力就越不可控。”
赵崇明看着桌上的图纸。
“算力能给出完美的加工参数,但我们手边,没有可以执行算力指令的完美物理手术刀。”
理论参数和物理硬件之间的鸿沟,横亘在所有人面前。
“减薄过程的应力产生,来源于砂轮主轴旋转时的机械振动,以及下压力度缺乏高频动态反馈。”
韩栋看着屏幕上盘古生成的砂轮磨削受力分析热力图
“陆佳杰。”韩栋连线总部。
“调取精密一号车间,天工重型机床在抛光四米碳化硅主镜时的底层物理控制代码。
提取磁悬浮主轴阵列模块,和纳米级力控反馈闭环算法。”
刘海波愣住。
赵崇明转头看向韩栋。
“韩院长,那是加工数吨重陶瓷主镜的重型机床参数。”赵崇明提醒。
“我们要处理的是几十克重、十几微米厚的微观半导体硅片。”
“物理学原理在宏观重工业和微观半导体工业中,是共通的。”韩栋直接定下基调。
“重工业加工讲究绝对的刚性和力矩输出,而启航把这种绝对的刚性和实时调整的力矩,平移到微观尺寸上,就是最精准的原子级力学控制。”
“盘古建立全新设备构型沙箱。”韩栋下达语音指令。
“导入磁悬浮主轴参数,导入半导体晶圆减薄受力边界条件,重构专用超精密晶圆减薄机模型。”
主控屏幕画面全部清空。
大量的三维零部件结构图,开始在黑色背景中自动装配、组合。
二十分钟后。
一台结构完全异于传统半导体设备的新型机台三维图纸,停留在屏幕上。
韩栋指着屏幕上的三维图纸,开始进行技术降维解析。
“传统半导体晶圆减薄机,砂轮主轴依靠机械轴承支撑。
不管轴承精度多高,物理滚珠的摩擦必定产生高频微震荡。
这种震荡传导到十二微米厚的硅片上,就是毁灭性的应力波。”
韩栋点出传统硬件死穴,指向三维图纸上部。
“新设备废除机械轴承。”韩栋给出跨界硬件架构。
“直接套用天工重型机床的磁悬浮定子阵列,减薄砂轮完全悬浮在电磁场中进行高速旋转。
切断一切物理机械接触,彻底清零砂轮自带的本底振动源。”
刘海波注视着屏幕上的磁悬浮定子结构,脑海中疯狂模拟着机台运转画面。
“那下压力怎么控制?”刘海波追问核心问题。
“十二微米的硅片,下压力稍微超标,直接压粉碎。”
“盘古系统实时力反馈闭环。”韩栋在屏幕上调出控制逻辑框图。
“抛光四米主镜时,利用电磁场微操,在碳化硅极硬的表面压出了4.2纳米的面形。”
“现在把这个算法反向应用。”韩栋指出力学重构方向。
“在减薄过程中,砂轮不提供刚性的下压位移。
盘古系统会每秒进行五千次运算,通过改变磁悬浮定子的电流强度,精准控制砂轮压在晶圆上的电磁悬浮力。”
韩栋在白板上写下几个受力公式。
“这种悬浮力,等同于一个反应速度在微秒级别的柔性气囊。
砂轮切削硅片时产生的切向阻力,只要发生万分之一牛顿的激增,盘古系统就会在一微秒内减少电磁下压力,让砂轮瞬间产生纳米级的微观退让。”
韩栋说出了这套闭环系统最变态的地方。
“这台机器,永远不会产生硬接触应力。
它只会顺着硅片的晶格强度,一层原子一层原子地扫掉多余的厚度。”韩栋转身。
跨界技术迁移完成。
用造大国重器数控主轴的极硬刚性,结合超级算力主导下的极柔反馈,降维打击半导体领域的工艺死锁。
刘海波听完了全套论证逻辑。
他常年处理机械故障和工艺偏差的经验,找不到任何反驳的物理漏洞。
“这台机器如果造出来。”刘海波咽了一口唾沫。
“它磨出来的硅片表面粗糙度,甚至会低于化学抛光液的处理极限。
直接把机械加工的精度,推平到了原子层级!”
赵崇明站在一旁,双手撑着操作台。
中科院专家们耗费几年心血也跨不过去的良率门槛,被启航一套跨界的机床主轴控制技术彻底撕碎!
算力面前,行业之间不可逾越的物理壁垒,被轻易洞穿!
“图纸已经生成。”韩栋看向刘海波。
“天工二车间会立刻开启零部件代工,四十八小时内,所有硬件散件会运送到无尘车间门口。”
韩栋下达期限命令。
“刘海波,腾出你手下最精干的设备工程师装配组,三天。
我只给你三天时间,把这台世界上绝无仅有的磁悬浮晶圆减薄机搭起来。”
刘海波挺直身体,没有任何迟疑。
“保证完成设备并网。”
韩栋拿上便携终端,带着赵崇明走出主控室。
走廊外的黄色灯光落在两人身上。
“赵所长。”韩栋边走边安排后续对接任务。
“光电所的人不用去实验室摸瞎调试参数了,你们全部进驻启航的数据中心。
三天后减薄设备一旦试机成功,立刻启动八英寸区熔晶圆的投片。
你们负责在盘古的沙箱里,把全套的热氧化和离子注入流程盯死,绝不允许出现半个坏点。”
赵崇明点头。
“只要减薄技术通过验证,后续的深紫外刻蚀有盘古纠正光学偏差,我敢立军令状,首炉良率绝对突破百分之九十。”
赵崇明给出承诺。
四十八小时后。
大兴超级工厂的内部运输车,将十几个密封沉重的防震木箱,送入芯片基地的无尘装配通道。
车间内,刘海波带着四名高级设备调试工程师,穿着全封闭无尘服,拆卸着防震木箱。
银白色的特种合金主轴静子、高纯度铜线绕组模块、微型激光测距传感器阵列、以及一个直径远超常规尺寸的超精密金刚石砂轮盘。
“各就各位,装配台水平校准开始。”刘海波下达口令。
无尘室内,机械组装工作进入读秒倒计时。
一台不属于这个时代的微观硅原子收割机,正在燕京的南郊,缓慢拼凑出它极具工业压迫感的身躯。
而在它完成后即将迎来的首次试车,将直面物理材料学最严苛的审判。