江州，PFL實驗室。
警報聲雖然停了，但空氣中依然瀰漫著一股焦糊味。
那塊整合了微型鎖模鐳射器的測試晶片，雖然產生了克爾孤子，但在執行了不到10分鐘後，還是燒毀了。
“熱流密度太高了。”
王海冰看著失效分析報告，臉色灰敗。
“鐳射器區域的瞬時熱流密度達到了1500W/cm2。”
“這是什麼概念？太陽表麵的熱流密度大約是6000W/cm2。我們相當於在指甲蓋大小的地方，造了四分之一個太陽。”
“現有的雙相流體迴路隻能處理500W/cm2以下的熱量。超過這個閾值，工質會瞬間膜態沸騰，形成氣膜，鎖死熱傳導。晶片瞬間就會積熱熔化。”
“必須上金剛石。”李振聲教授斷言，“隻有金剛石的聲子導熱機製，才能在不導電的情況下，把這麼恐怖的熱量瞬間抽走。”
“但是，”李振聲指著顯微鏡下那堆昂貴的廢墟，“怎麼把金剛石弄上去？”
“直接生長？不行。CVD金剛石生長需要800度高溫，光子晶片裡的鈮酸鋰和鐳射器400度就廢了。”
“低溫鍵合？金剛石太硬，表麵粗糙度很難拋光到納米級。貼不緊，中間有空氣層，熱阻就會爆炸。”
這是一個物理死結。
要麼熱死，要麼燙死，要麼碎死。
林遠看著那堆廢墟，沉默了片刻。
“去河南。”
“去找黃河。”
“如果世界上有人能馴服金剛石，那一定是在那裏。”
河南，柘城。
這裏是全球人造鑽石的中心，生產了全世界50%以上的工業金剛石。空氣中飄浮著石墨粉塵的味道。
在一座巨大的廠房裏，林遠見到了黃河博士。
他不像個海歸博士，倒像個鍊鋼工人。穿著滿是油汙的工裝，正對著一台六麵頂壓機咆哮。
“壓力不夠！再加兩千個大氣壓！我要的是電子級，不是磨刀石！”
看到林遠一行人，黃河擦了擦臉上的黑灰，咧嘴一笑，露出一口白牙。
“林董，稀客啊。怎麼，想買鑽戒送人？”
“不，我想要晶圓。”林遠開門見山，“4英寸，電子級，多晶金剛石晶圓。”
“還要拋光到Ra＜1nm。”
黃河的笑容凝固了。他上下打量了林遠一眼，像是在看一個瘋子。
“林董，你知道你在說什麼嗎？”
他隨手拿起一塊黑乎乎的金剛石片，扔在桌上。
“這是我們目前能做到的最好的。熱導率1200，表麵粗糙度50納米。用來做大功率鐳射器的散熱片勉強夠用。”
“你要Ra＜1nm？”黃河冷笑，“金剛石是地球上最硬的東西。要想把它磨平，你得用更硬的東西去磨它。但沒有比它更硬的了。”
“我們用的是化學機械拋光，用強氧化劑腐蝕表麵，再配合金剛石微粉磨。磨一片2英寸的片子，要兩周！成本比金子還貴十倍！”
“你要4英寸？還要量產？”
“做不到。”
黃河拒絕得很乾脆。
“做不到也要做。”林遠拿出了那塊燒毀的晶片照片。
“1500W/cm2。沒有你的鑽石，我的晶片就是廢鐵。”
“黃博士，我給你投20個億。”
“我要你在三個月內，解決大尺寸金剛石晶圓生長和超精密拋光兩個問題。”
“20億？”黃河的眼皮跳了一下。
這筆錢，足夠他買下半個柘城的工廠了。
“錢是好東西。但物理規律不認錢。”黃河嘆了口氣，指了指廠房深處的一個封閉車間。
“跟我來。讓你看看真正的難點在哪。”
封閉車間裏，擺放著幾台進口的微波等離子體化學氣相沉積裝置。
這是生長高品質金剛石的神器。利用微波激發甲烷和氫氣，產生等離子體，碳原子在基底上層層沉積，長成鑽石。
“看這個。”黃河指著視窗裡那團耀眼的紫色光球。
“我們要長4英寸的片子，需要極高功率的微波源和極大的等離子體球。”
“但是，當等離子體球變大時，邊緣的溫度和中心溫度就會不一致。”
“結果就是翹曲。”
黃河拿出一片廢棄的4英寸金剛石晶圓，放在平整的桌麵上。
肉眼可見，晶圓像薯片一樣翹了起來。
“翹曲度：500微米。”
“林董，你的光子晶片是平的。我的鑽石是彎的。”
“強行壓在一起？啪！兩個都碎。”
“這是內應力造成的。金剛石生長時溫度800度，冷卻到室溫，熱脹冷縮，內應力巨大。”
“不解決應力問題，鑽石永遠隻能做首飾，做不了晶圓。”
林遠看著那片“薯片”。
“既然一次長不平……”
“能不能拚？”
“拚？”黃河一愣。
“對。馬賽克拚接。”林遠提出了方案。
“我們不需要一整塊4英寸的鑽石。我們隻需要在晶片發熱最厲害的那個區域，墊一塊小鑽石。”
“把大問題拆解成小問題。”
“我們把高品質10mmx10mm的小塊金剛石，像貼瓷磚一樣，拚在一個矽載體上。”
“小塊的翹曲度可以控製在微米級。然後再進行統拋光。”
黃河摸了摸下巴：“拚接這倒是可行。但是，縫隙怎麼辦？鐳射器要是正好跨在縫隙上，熱量散不出去，還是炸。”
“那就用晶圓級精準對位。”王海冰插話道，“我們在設計晶片時，避開縫隙。讓發熱源精準地落在每一塊瓷磚的中心。”
“這需要極高的工藝控製。但比控製應力要簡單。”
黃河思考了良久。
“行。拚！我負責種瓷磚，你們負責貼。”
解決了“大”，還要解決“平”。
哪怕是小塊的鑽石，表麵依然是粗糙的多晶麵，像砂紙一樣。要把它磨成鏡麵，才能和晶片鍵合。
“CMP太慢了。”林遠看著黃河的拋光機，“我們要換個思路。”
“不用磨的。用刻的。”
“等離子體刻蝕拋光。”
林遠調出了之前在“普羅米修斯”計劃中獲得的資料。
“利用高能氧離子束，以極低的角度掠射金剛石表麵。”
“突起的部分，會被優先氧化成二氧化碳氣體飛走。凹陷的部分，保留下來。”
“這叫原子級刨平。”
“這需要昂貴的電感耦合等離子體刻蝕機。”黃河皺眉，“那是半導體裝置，我這裏隻有壓機。”
“我給你調。”林遠立刻撥通了孫大炮的電話，“把江鋼工業之心備用的那台國產刻蝕機，拉到柘城來！”
一個月後。
第一批馬賽克金剛石晶圓製作完成。表麵粗糙度終於降到了2納米。
雖然還不夠完美，但已經是國內極限。
接下來，是最關鍵的一步鍵合。
把這塊金剛石晶圓，和那塊脆弱的鈮酸鋰光子晶片，永久地粘在一起。
PFL實驗室。
李振聲教授看著兩塊晶圓，手心出汗。
“我們不能用膠水。膠水導熱太差，會成為熱瓶頸。”
“必須用範德華力直接鍵合。”
“也就是，讓兩個表麵的原子，靠得足夠近，利用分子間作用力吸在一起。”
“但是，金剛石太硬，鈮酸鋰太脆。稍微有一點點灰塵，或者一點點不平，鍵合就會失敗，甚至產生空洞。”
“一旦有空洞，熱量積聚，晶片必炸。”
“試試表麵活化 中間層。”林遠建議。
“在金剛石表麵，鍍一層極薄的非晶矽。在鈮酸鋰表麵，也鍍一層非晶矽。然後，利用矽和矽之間的鍵合。矽比較軟，可以填補金剛石表麵的微小坑窪。”
“但這會增加熱阻。”李振聲擔心。
“5納米的矽，熱阻可以忽略不計。”林遠計算了一下，“隻要能貼緊，比什麼都強。”
實驗開始。
真空鍵合機內，兩片晶圓緩緩靠近。
壓力施加：2000牛頓。
溫度：室溫。
“接觸波擴散……”李振聲盯著紅外顯微鏡。
螢幕上，代表鍵合區域的黑色斑點開始迅速擴大，那是原子正在吸合的標誌。
一切看起來都很順利。
“鍵合完成。開始退火。”
溫度緩慢上升到200度。
突然。
“啪！”
一聲清脆的響聲，在寂靜的實驗室裡，如同槍聲般刺耳。
所有人的心都涼了。
開啟艙門。
那塊昂貴的LNOI光子晶片，已經碎成了蜘蛛網。而底下的金剛石晶圓，完好無損，冷漠地閃爍著光芒。
“熱失配。”李振聲痛苦地閉上眼睛。
“金剛石的熱膨脹係數是1ppm/K。鈮酸鋰是15ppm/K。”
“加熱時，鈮酸鋰想膨脹，但金剛石死死拉住它不讓動。”
“應力超過了鈮酸鋰的斷裂強度。它自殺了。”
失敗。
徹底的失敗。
物理規律再次展示了它的無情。硬要把兩個性格不合的材料湊在一起，結果隻能是毀滅。
林遠撿起一塊碎片，鋒利的邊緣劃破了他的手指。鮮血滴在金剛石上，瞬間滑落。
“不能加熱。”林遠看著血滴。
“必須在室溫下，完成所有強度的固化。”
“但是，室溫下的範德華力太弱了，經不起後續的切割工藝。”李振聲搖頭。
“那就用納米膠釘。”
林遠眼中閃過一絲狠厲。
“我們在金剛石表麵，刻蝕出無數個納米級的倒鉤。”
“在鈮酸鋰表麵，對應位置，刻蝕出凹槽。”
“然後，在中間層引入一種特殊的液態金屬。”
“液態金屬在室溫下是液體，可以流動，填充縫隙，緩解應力。”
“但它導熱極好，遠超膠水。”
“我們不搞剛性連線。我們搞柔性導熱連線！”
“讓晶片浮在金剛石上！”
這是一個極其瘋狂的構想。
用液態金屬做熱介麵材料，這在電腦CPU散熱上常用。但在微米級的光子晶片內部使用，聞所未聞。
“這液態金屬會側漏的，會短路！”王海冰反對。
“用密封環。”林遠在白板上畫了一個圈。
“在晶片的邊緣，用光刻膠做一個密封圈，把液態金屬鎖在裏麵。”
“這就像是一個三明治。”
“上麵是晶片，下麵是金剛石，中間是液態金屬餡料。”
“熱量通過液態金屬傳導，應力通過液體的流動釋放。”
“這是流體軟著陸！”
一週後。
採用了“液態金屬軟著陸”方案的測試晶片，再次上機。
鎖模鐳射器啟動。功率拉滿。
熱流密度：1500W/cm2。
所有人都盯著溫度感測器。
85度……90度……92度……
溫度停住了！
沒有飆升到熔點，而是穩定在了一個安全區間。
液態金屬像一條高效的河流，將熱量源源不斷地搬運到金剛石基底上，再由金剛石瞬間擴散到整個封裝殼體。
而晶片本身，因為“浮”在液體上，沒有受到任何熱應力的拉扯，完好無損。
“穩住了！”汪韜大喊，“量子噪聲被壓製了！算力輸出穩定！”
林遠長長地出了一口氣。
他看著那個在顯微鏡下，散發著幽幽藍光的“三明治”晶片。
這是最硬的石頭與最軟的金屬的結合。
這是火與冰的平衡。
他終於，在這個物理學的死衚衕裡，鑿開了一條縫。
但代價是巨大的。
為了這塊晶片，他消耗了大量的鎵資源，也耗盡了黃河工廠半年的產能。
而且，這種手搓出來的工藝，良率低得可怕。
要想量產，要想把成本降下來，他必須解決“液態金屬封裝”的自動化問題。
而這，需要一種全新的裝置“微流控封裝機”。
這種裝置，全球隻有一家公司能做。
瑞士，Ligentec。
那個被CIA投資的公司。
那個燕清池說絕對搞不定的公司。
林遠的目光，再次投向了西方。
“看來，還是得去一趟瑞士。”
“既然買不到，那就換。”
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