2015年11月13日,清晨。“深渊”实验室。
昨夜广场上那场盛大婚礼留下的红灯笼还未摘下,空气中似乎还残留着鞭炮燃放后的硫磺味,以及人们欢庆时的余温。
但在地下三层的核心禁区,气氛却冷得如同极地。
这里没有喜字,没有笑声,只有空气净化系统发出的低沉嗡鸣,以及弥漫在空气中的、那种特有的光刻胶和臭氧混合的味道。
王博还穿着昨天当伴郎时的那件白衬衫,只是领口已经被扯开了,袖子卷到了手肘,满眼都是骇人的血丝。他脚边的垃圾桶里,堆满了空的红牛罐子。
在他的左手边,监控屏幕显示着*“盘古2号”光刻机的运行状态。那是用另一台尼康机身改装的备用机,目前主要负责28n*工艺的中低端芯片生产。绿灯常亮,良品率稳定在92%以上——但这并不能让王博开心。
因为在他的正前方,那是向阳集团的旗舰——“盘古1号”。
这台被沈瑞和王博团队魔改到极致的浸没式DUV光刻机,此刻正处于停机状态,警示灯闪烁着刺眼的红光。
“数据出来了吗?”
林向阳推门而入。他换回了那身深色的商务风衣,带着一身深秋早晨的寒气,脸上没有丝毫大哥新婚大喜后的松弛,只有一种属于统帅的冷静与肃杀。
王博没有回头,只是死死盯着电子显微镜下的那张晶圆切片图,声音沙哑得像吞了一把沙子:
“出来了。良品率……还是崩的。”
他按了一下回车键,大屏幕上出现了一张放大的芯片电路图。
原本应该笔直如刀切的Fi栅极,此刻看起来却像是被虫蛀过的烂木头。边缘模糊,线条扭曲,甚至在关键的连接点发生了严重的错位。
屏幕右上角,跳出一个触目惊心的数字:8.7%。
“这是第四次流片的结果。”
王博指着那个数字,痛苦地抓着头发,“林总,我们是不是太贪心了?用一台原生分辨率只有45n的光刻机,去强行冲击14n……这简直是在用斧头雕刻米粒。”
林向阳走到控制台前,看着那张惨不忍睹的切片图。
他当然知道这有多难。
盘古1号虽然加装了浸没式系统,将等效波长缩短到了193n以下,但物理极限摆在那里。要想制造出对标苹果A9和高通骁龙820的14n芯片,单次曝光根本不可能,连双次爆光也不可能。
唯一的办法,就是四重曝光。
“说说具体问题。”林向阳的声音平静,没有责备。
“对准精度。”
王博拿起一只马克笔,在白板上画了四条重叠的线。
“做28n的时候,我们用的是双重曝光,只要把两次曝光的线条对齐就行,这我们已经玩得很溜了。但是14n……需要四次。”
“第一层曝光,定骨架;第二层,切侧壁;第三层,填空;第四层,修边。”
王博的手有些颤抖,“这四次曝光,就像是四层积木。只要其中一层的光刻机台发生哪怕0.5纳米的机械漂移,或者光刻胶的涂布厚度有万分之一的不均匀,四层的误差就会叠加、放大。”
“最终的结果,就是刚才看到的——电路短路,芯片报废。”
“8.7%的良品率……”
苏清河不知何时站在了门口。她手里拿着那份刚出炉的财务简报,神色严峻。
“这意味着单颗芯片的制造成本超过800美元。如果我们把这个成本转嫁给消费者,‘火种·涅盘’的售价将超过6000元。”
苏清河走到两人身边,低声说道,“向阳,华尔街那边已经听到风声了。科恩今早在BC上放话,说向阳集团的婚礼是‘最后的晚餐’。他说我们在挑战物理学的极限,结果只能是撞得头破血流。”
“林总,要不把旗舰机的芯片也降级到28n?”
旁边的副总工程师试探着建议,“虽然功耗高点,性能差苹果一代,但盘古2号那边很成熟,良品率有保障。至少能活着。”
“不行。”
林向阳斩钉截铁地拒绝,“如果是那样,我们搞‘方舟’,搞‘太初’架构是为了什么?如果核心还是上一代的技术,那所谓的‘涅盘’就是个笑话。”
“苹果用的是台积电的16n,三星用的是14n。如果我们退回28n,我们就永远是二流。”
林向阳闭上眼,手指轻轻敲击着控制台的桌面。
地下三层实验室里,除了风扇声,死一般的寂静。
物理的墙,真的撞不破吗?
DUV光刻机就像一个老迈的画师,手已经开始抖了(机械精度极限),却被要求画出比头发丝还细一万倍的工笔画,而且要连续画四次,完全重合。
这在物理上,似乎是个死局。
突然,林向阳的脑海中浮现出昨天婚礼上的画面。
那50架在空中翩翩起舞的无人机。深秋的风很大,吹得无人机东倒西歪,但最后它们还是精准地组成了一个“家”字。
为什么?
因为王博写了一套极其复杂的反馈补偿算法。无人机虽然会被风吹歪,但传感器感知到环境偏差后,飞控系统会瞬间计算出反向的动力,把它“拉”回来。
风是不可控的物理量,但控制是可计算的数学量。
“老王。”
林向阳猛地睁开眼,目光如炬,那是属于顶级战略家的直觉在闪光。
“既然物理上有偏差,那我们就用数学补回来。”
“什么意思?”王博愣了一下,揉了揉满是红血丝的眼睛。
“你昨天搞无人机编队的时候,是怎么解决风的干扰的?”林向阳问。
“那是实时反馈啊。我知道风往左吹,我就让电机往右使劲……”王博下意识地回答。
“光刻机也是一样的道理!”
林向阳走到白板前,拿起笔,在那个“重影”的图案上,画了一个奇怪的、扭曲的形状。
“光在经过狭缝时会发生衍射,这就是物理上的‘风’。四次曝光的误差叠加,就是‘乱风’。”
“既然我们知道它会‘歪’,那我们为什么不在掩膜版上,故意把它画歪一点呢?”
林向阳在白板上画了一个像狗骨头一样两头大、中间细的图形。
“这叫OPC-光学临近效应修正。我知道我们一直在用。但现在的OPC是基于规则的,查表法解决不了四重曝光的非线性误差。”
“你需要一个更聪明的脑子,去预判光的行为。”
“AI。”
林向阳吐出了这个词,“用深度学习。”
“AI?”王博和苏清河同时惊呼。
“对。向阳云每天处理数亿张图片,我们的AI在图像识别、边缘检测上的能力已经是世界顶尖的。”
林向阳的语速越来越快,思维像闪电一样划破黑暗,“既然AI能从模糊的监控录像里还原出罪犯的脸,那它能不能从模糊的光刻图案里,‘反推’出原本的掩膜版应该长什么样?”
“这就是ILT-反演光刻技术的暴力破解版!”
“老王,把这几个月来,产生的那91.3%的废片数据,全部喂给AI!”
“告诉AI:这就是失败的样子。” “再把那8.7%的良品数据喂给AI。” “告诉AI:这就是成功的样子。”
“然后让神经网络去‘反向传播’,让它自己去寻找那个能在四次曝光、四次误差叠加后,依然能‘负负得正’、精准还原14n电路的‘黄金掩膜’!”
这一刻,王博的眼睛亮了。