江州，江南之芯集團，PFL光子晶片專案組作戰室。
螢幕上，是一張顯微鏡下的晶圓剖麵圖。
“這就是我們從國內現有供應商那裏買到的最好的鈮酸鋰晶圓。”
汪韜指著螢幕上那些肉眼不可見的微小裂紋和雜質點，聲音冰冷。
“損耗率：0.5dB/cm。”
“對於普通的光纖通訊，如SAW濾波器，這個指標夠用了。但是，”汪韜搖了搖頭，“對於我們的光子計算晶片，這是災難。”
“我們需要在晶片上整合數萬個馬赫曾德爾乾涉儀。光訊號每經過一個節點，損耗就會累積。如果基底材料不夠純，光走到一半就熄滅了。”
“我們需要的是光學級晶圓。損耗必須低於0.1dB/cm。”
“目前，全球隻有日本信越化學能做到。”
“而他們，斷供了。”
林遠看著那張充滿瑕疵的圖片，眉頭緊鎖。
“國內的產能呢？”
“國內主要做的是聲學級晶體，用來做手機濾波器的。純度不夠，缺陷密度太高。”王海冰補充道，“中科院矽酸鹽研究所雖然有實驗室級別的技術，但無法量產。他們的生長爐太小，而且良率極低。”
“那就放大它。”林遠斬釘截鐵，“把實驗室搬到工廠去。”
“去哪？”
“東海。”林遠指著地圖上蘇北的一個縣級市，“中國的水晶之都。那裏有幾千家做水晶和壓電陶瓷的小工廠，雖然技術落後，但他們有熟練工，有爐子。”
江蘇，東海縣，某廢棄的壓電晶體廠。
林遠收購了這家瀕臨破產的工廠，將其改造成了啟明晶體材料研究院的臨時基地。
廠房裏，幾十台巨大的單晶生長爐正在轟鳴。
站在林遠身邊的，是被他從上海請來的中科院矽酸鹽所的嚴教授。一位跟晶體打了一輩子交道的老專家。
“林董，您把事情想簡單了。”嚴教授看著那些爐子，嘆了口氣。
“鈮酸鋰晶體的生長，用的是提拉法。把高純度的氧化鈮和碳酸鋰粉末，放在銥金坩堝裡，加熱到1260度熔化。然後，放下一根籽晶，慢慢旋轉，慢慢向上提拉，讓熔體在籽晶末端結晶，長成一根晶棒。”
“這個過程，像是在釣魚，也像是在拉麵。”
“日本人的核心機密，在於溫場的控製。”
嚴教授指著爐膛內那耀眼的白熾光芒。
“晶體生長介麵，固液共存。溫度梯度哪怕波動0.1度，或者提拉速度哪怕抖動1微米，晶格就會錯位，產生位錯和層錯。”
“一旦產生缺陷，光在裏麵傳輸時就會發生散射，損耗就上去了。”
“日本人的爐子，有一套極其複雜的熱場結構，能保證溫度場像湖麵一樣平靜。而我們的國產爐子……”嚴教授苦笑，“裏麵的熱對流簡直像開水一樣翻滾。”
“那就讓水靜下來。”林遠看向汪韜。
“汪總，盤古能不能算？”
“能算。”汪韜點頭，但神色嚴峻，“但這屬於流體力學 熱力學 結晶學的多物理場耦合模擬。”
“我們需要在計算機裡，模擬坩堝裡每一個分子的熱運動。”
“這需要海量的算力。”
“算力管夠！”林遠大手一揮，“青川智算中心，劃出30%的算力，專門給嚴教授燒爐子！”
接下來的兩周，東海縣的這座工廠，變成了全球最昂貴的“網咖”。
數百名工程師，配合著遠在青川的數萬張GPU卡，在虛擬世界裏，進行了上億次的“生長模擬”。
“嘗試第1503號熱場結構設計……”
“調整加熱器功率分佈曲線……”
“優化坩堝旋轉速率……”
終於，AI給出了一個反直覺的最優解。
“不對啊。”嚴教授看著AI生成的溫場控製曲線，直搖頭，“按照經驗，提拉速度應該恆定。但AI建議我們，在晶體生長到肩部時，要突然加速，然後再減速？”
“這違反常識。”
“嚴教授，”林遠看著他，“在這個時代，經驗往往是偏見。AI看到了我們看不到的微觀湍流。”
“試一次。”
嚴教授咬咬牙：“好！聽AI的！點火！”
爐溫升至1260度。
籽晶下種。
提拉開始。
所有人都屏住了呼吸，盯著監控螢幕上的液麪。
按照AI的指令，機械臂在某一刻突然做出了一個極其微小的變速動作。
奇蹟發生了。
原本在液麪上躁動不安的對流條紋，突然消失了。液麪變得如鏡子般平滑。
晶體像一根透明的冰柱，緩緩從熔體中長了出來。
三天三夜後。
一根直徑4英寸，長20厘米，通體晶瑩剔透，毫無雜質的鈮酸鋰晶棒，出爐了。
“神了……”嚴教授撫摸著還帶著餘溫的晶棒，老淚縱橫，“我搞了一輩子晶體，沒見過這麼完美的晶格結構。”
測試結果：
晶格完整性：99.99%。
光學均勻性：優於日本信越化學的標準品。
第一關，過了？
不，並沒有。
有了晶棒，還要把它切成薄如蟬翼的晶圓。
這纔是真正的噩夢開始。
“林董，壞訊息。”王海冰拿著一片剛剛切下來的晶圓碎片，臉色難看。
“我們的晶棒雖然長得好，但是太脆了。”
“鈮酸鋰是一種鐵電材料，它內部存在著強烈的內應力。”
“當我們用金剛石線鋸去切割它時，一旦應力釋放，晶圓就會直接炸裂。”
“我們試切了十片，碎了八片。剩下的兩片，表麵全是微裂紋。”
“日本是怎麼做的？”林遠問。
“他們用的是日本迪斯科公司的特製劃片機和研磨機。”王海冰咬牙切齒，“而且，他們在切割前，會進行一道特殊的退火工藝，消除內應力。”
“但是，退火的溫度曲線，是絕對機密。”
“如果我們自己摸索，可能需要燒廢幾百根晶棒，耗時一年。”
時間，又是時間。
林遠看著那堆碎片，心中焦急。
PFL實驗室等著米下鍋。每拖一天，光子晶片的進度就落後一天。
“不能用機械切割。”
一個聲音突然從角落裏傳來。
是李振聲教授。他剛剛從美國飛回來，時差還沒倒過來。
“李教授？”
“鈮酸鋰不僅脆，而且對溫度極其敏感。”李振聲拿起碎片，“機械切割會產生熱量，導致晶圓表麵電荷積聚，甚至放電擊穿。”
“我在美國的時候，見過一種新的技術路線。”
“離子注入剝離。”
“什麼？”嚴教授愣住了，“那不是用來做絕緣體上矽的技術嗎？”
“原理是一樣的。”李振聲解釋道。
“我們不切它。我們用高能氫離子，注入到晶棒的表層下方。”
“離子會在晶格內部形成一個氣泡層。”
“然後，加熱。”
“氣泡膨脹，這一層薄薄的單晶薄膜，就會自動從晶棒上剝離下來！”
“不需要鋸子，不需要磨削。”
“剝離出來的薄膜，厚度隻有幾百納米，而且表麵原子級平整！”
“然後，我們把這層薄膜，鍵合到便宜的矽襯底上。”
“這就叫絕緣體上鈮酸鋰技術。”
“這不僅解決了加工難題，因為隻需要極少量的鈮酸鋰，還大大降低了成本！”
林遠眼睛亮了。
這是一個跨界打擊的思路。
用半導體的工藝，去解決光學材料的加工難題。
“裝置呢？”林遠問，“離子注入機，我們有嗎？”
“有。”王海冰點頭，“中科院微電子所有一台國產的樣機，雖然不如美國的AppliedMaterials先進，但注入氫離子夠用了。”
“鍵合機呢？”
“這也是個難題。”李振聲皺眉，“鈮酸鋰和矽的熱膨脹係數不同。高溫鍵合會炸裂。我們需要常溫鍵合技術。”
“目前，這項技術掌握在奧地利的EVG公司手裏。”
“買！”林遠毫不猶豫。
“買不到。”王海冰苦笑，“EVG也在瓦森納協定名單裡。”
又是一堵牆。
沒有現成的鍵合機，就意味著無法把那層珍貴的薄膜貼到矽片上。
貼不上去，一切都是空談。
“常溫鍵合的原理是什麼？”林遠問。
“表麵活化。”李振聲解釋，“在真空環境下，用等離子體轟擊兩個材料的表麵，打斷表麵的化學鍵，讓原子處於飢餓狀態。”
“然後，把兩個表麵貼在一起。”
“原子之間會瞬間形成共價鍵，就像兩個磁鐵吸在一起一樣。不需要膠水，不需要高溫。”
“但這需要極高的真空度和極精密的等離子體控製。”
“如果我們自己造這台機器……”王海冰估算了一下，“大概需要半年。”
“太久了。”林遠搖頭。
他突然想到了什麼。
“等一下。表麵活化……等離子體轟擊……”
“我們在江鋼的工業之心專案裡，是不是改造過一批等離子體清洗機？用來清洗汽車鋼板表麵的？”
“是。”孫大炮通過視訊連線回答，“那是用來除油的，粗糙得很。”
“原理是一樣的！”林遠眼中閃過一絲瘋狂。
“把那台清洗機拉過來！”
“我們要對其進行魔改！”
三天後，東海縣工廠。
一台被拆得麵目全非的工業清洗機，擺在無塵室裡。
它的噴頭被換成了高精度的離子源，真空泵被換成了分子泵。
“這是土法鍊鋼啊……”嚴教授看著這台“怪獸”，直搖頭。
“不管黑貓白貓，能抓老鼠就是好貓。”林遠站在控製檯前。
“第一次鍵合實驗，開始！”
機械臂夾著一片矽晶圓和一片剛剝離下來的鈮酸鋰薄膜，送入真空腔。
等離子體輝光亮起。
“轟擊時間：30秒。”
“貼合壓力：500牛頓。”
“出艙！”
兩片材料被緊緊壓在一起，送了出來。
李振聲戴著手套，小心翼翼地拿起來，放在顯微鏡下。
所有人都屏住了呼吸。
“怎麼樣？”林遠問。
李振聲沉默了很久。
然後，他抬起頭，臉上露出了難以置信的表情。
“結合力……完美。”
“介麵無氣泡，無裂紋。”
“我們……成功了？”
“不。”李振聲指著邊緣，“還有一個問題。”
“雖然貼上了，但是……不平。”
“我們的土炮清洗機，等離子體分佈不均勻。導致薄膜表麵出現了納米級的波浪紋。”
“這種波浪紋，會導致光訊號在傳輸時發生嚴重的散射損耗。”
“如果不磨平，這塊晶圓，依然是廢品。”
這就好比你鋪好了地板，但地板是波浪形的，車根本開不快。
“拋光？”王海冰問，“我們沒有化學機械拋光裝置。那也是被禁運的。”
死迴圈。
解決了一個問題，又冒出一個新問題。
這就是基礎工業薄弱帶來的連鎖反應。你缺的不僅僅是一台機器，而是整個產業鏈。
林遠看著那塊波浪形的晶圓。
他知道，常規手段已經用盡了。
必須用非常規手段。
“既然磨不平……”林遠的聲音突然變得很輕。
“那我們就不磨了。”
“什麼？”眾人大驚。
“我們用填坑。”
林遠看向趙博士。
“趙博士，你們的光刻膠，是不是有一種特性叫平坦化？”
“是……”趙博士點頭，“光刻膠是液體，塗在晶圓上，會自動流平，填補表麵的坑窪。”
“那就對了！”林遠打了個響指。
“我們在波浪紋上麵，旋塗一層特製，折射率與鈮酸鋰完全一致的光學樹脂。”
“把坑填平，然後再固化。”
“這樣，光在傳輸時，就不會感覺到介麵的起伏，因為它在光學上是均質的。”
這簡直是作弊。
用化學材料去修補物理加工的缺陷。
“這……這能行嗎？”李振聲都驚呆了，“這在教科書上從來沒寫過。”
“教科書是給有裝置的人寫的。”林遠冷笑，“我們是窮人，窮人就要有窮人的辦法。”
“趙博士，馬上調配樹脂！折射率要精確匹配到小數點後四位！”
24小時後。
經過填坑處理的晶圓，被送入了測試台。
鐳射注入。
光訊號在晶圓表麵的波導中飛速傳輸。
檢測儀上的數字開始跳動。
傳輸損耗：0.08dB/cm。
低於0.1dB/cm的標準！
達到了光學級！
“成功了！！！”
實驗室裡爆發出了震耳欲聾的歡呼聲。
嚴教授抱著那塊晶圓，像抱著自己的孩子一樣痛哭流涕。
他們用一台改的清洗機，一桶化學膠水，加上無數個日夜的瘋狂計算，硬生生地在簡陋的廠房裏，造出了全球最頂尖的LNOI光子晶圓。
這就是中國工程師的韌性。
這就是被逼到絕境後的爆發力。
林遠站在人群後，看著那塊閃爍著微光的晶圓。
他不僅解決了材料問題，還通過LNOI技術，將成本降低了90%！
材料有了，裝置有了。
光子晶片的量產，已經沒有了物理障礙。
但是，就在林遠準備全速推進時。
一個來自歐洲核子研究中心的郵件，傳送到了李振聲的郵箱裏。
郵件隻有一句話：
“我們在大型強子對撞機的實驗資料中，發現了一個關於光子糾纏的異常現象。這可能會顛覆你們所有的光子計算架構。如果不解決這個問題，你們造出來的光子晶片，可能會變成量子炸彈。”
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