“卧槽,这性能!”
不知是谁爆了句粗口,瞬间打破了实验室里的寂静,随后其他人仿佛也反应过来了。
“我的天!你们看这个开关能耗比!这能效是硅的几百倍了吧?!”
“何止!你看频率响应曲线,几乎是平的!牛b啊!”
一个年轻的研究生指着屏幕上依旧稳定清淅的超高频输出波形,,声音有些颤斗,“这根本不是同一代的技术!降维打击了属于是。”
工程师老张狠狠拍了一下大腿,脸上因为激动而涨得通红:“老子干了二十年芯片,从来没测过这么离谱的数据!
这玩意儿要是能造出来,现在那些顶级cpu、gpu全都得进博物馆!”
赵蕊没有欢呼,她只是紧紧捂着嘴,眼框通红,泪水无声地滑落,只有她最清楚,从那个深夜捕捉到的微弱信号,到如今这片颠复性的芯片,中间跨越了怎样一条充满焦虑、失败和坚持的道路。
这不仅仅是数据,这是对他们所有付出的最高回报。
有人激动地想伸手去摸那枚还在探针台上的芯片,被老张一声喝止:“别动!金贵着呢!现在它是国宝!”
他的手也因兴奋而微微颤斗,小心翼翼地开始执行更全面的数据采集和保存程序。
“快!把所有实时数据,屏幕录像,全部备份!加密等级提到最高!”赵蕊迅速反应过来,这些原始数据,每一帧都是未来专利申请和技术标准制定的最好证据。
很快,实验的消息在团队内部蔓延开来,那些已经回家休息的成员被接连不断的手机震动吵醒,但是当他们看到群里不断刷新的测试截图和疯狂的文本,睡意瞬间全无,恨不得立刻飞回实验室。
【测试截图jpg】
“见证历史!!!”
“金石芯片初测,性能炸裂!!”
“硅的时代,到此为止了!”
激动的文本伴随着颤斗的手,他们几乎无法准确描述此刻的心情。
而在京城,刚刚结束会议、正坐车返回驻地的李建平教授,手机开始持续不断地震动,看着那一条条疯狂刷屏的消息和那张清淅显示着惊人性能的测试图,他的手微微握紧了手机。
他靠在后座椅背上,闭上眼睛,深深地吸了一口气,嘴角难以抑制地向上扬起。
几天后,水木大学的一间会议室里。
会议由材料学界泰斗、同时也是这个项目的着负责人者吴院士牵头。
与会的除了李建平、赵蕊等内核科研人员,更有几位重量级人物:国内芯片制造龙头“华芯国际”的副总裁,顶尖芯片设计公司“海思”的首席科学家,以及国家集成电路产业投资基金的资深董事总经理。
吴院士开门见山:“建平带来的好消息,我们都知道了。今天关起门,不谈虚的,只解决一个问题:如何把金石”从实验室样品变成能够量产、有市场竞争力的产品。各位都是从产业一线来的,有什么想法、困难,都直接说。”
李建平首先发言,他调出了一组数据幻灯片:“这是最新的8英寸在线联合测试结果。
金石”以上,关键电学参数重复性超过99。这个稳定性是产业化的基础。
成本方面,万象”。”
华芯国际副总裁立刻接话,语气务实:“李教授,87的良率确实超出了我们预期,具备了激活风险量产评估的条件。
我们初步判断,可以优先在现有的12英寸产在线改造部分产能,用于金石”芯片的试生产。
目标市场很明确,高端基站用的射频前端芯片、以及高性能计算领域的专用加速器。这些领域对性能极度敏感,对成本的容忍度相对较高。”
他话锋一转,“但产业化不是实验室做样品。我们现在最急需的,是金石”材料在完整os工艺流片中的所有集成参数,特别是与硅基器件混合集成时的热预算、应力匹配,以及长期可靠性的数据。没有这些,设计公司不敢下单,我们也不敢排产。”
“王总说得对。从设计端看,我们面临的首先是工具链的缺失。现有的eda工具库里根本没有金石”晶体管的精确模型。
我们无法进行仿真,无法预测电路的实际性能、功耗和信号完整性。
这相当于要在没有图纸的情况下盖高楼。”他看向李建平和李院士,“当务之急,是需要实验室提供一套尽可能准确的金石”器件spice模型,哪怕是初版的或者基于大量测试数据拟合的也好。有了这个,我们才能激活初步的架构设计和可行性验证。”
国家集成电路产业投资基金的董事总经理也点点头,“技术和制造的问题可以攻关,但商业成功需要闭环。
我们关注几个点:第一,知识产权布局是否严密?能否抵御国际巨头的专利挑战?
第二,初期成本高,市场在哪里?需要明确的、有支付能力的早期客户来支撑产线运转,度过爬坡期。第三,产业链利益如何分配?
材料、制造、设计、应用,各个环节的利润分成和风险共担机制需要明确,否则难以形成合力。”
吴院士看向李建平:“建平,产业界提出的这些问题很尖锐,也很现实。实验室这边,你们能提供哪些具体支持?我们一项项来落实。”
李建平沉吟片刻,“首先,关于工艺集成参数和可靠性数据。这部分工作我们已经同步在做了。”他示意赵蕊调出另一组数据。
赵蕊接过话,介绍道:“我们联合微电子所的团队,已经设计了超过20种不同的集成架构测试单元,正在8英寸在线进行流片验证。目前积累的数据显示,在特定的界面钝化技术和低温键合工艺下,金石”与硅在热膨胀系数上的失配可以控制在允许范围内。。当然,更全面的数据还需要时间。”
“太好了!”华芯国际的王总立刻让人记录,“有这些初步数据,我们工艺团队心里就有底了,可以立刻着手细化量产集成方案。”
李建平继续回答第二个问题:“至于spice模型和eda工具链,这确实是个瓶颈,但我们并非毫无准备。”
李建平说着,看向一旁的周昀“这个问题,请我们计算机学院的周昀教授来负责说明,他是这个子项的负责人,同时也是万象引擎的发明者。”
“王总,刘总,各位好。传统的spice模型依赖精确的物理方程和繁琐的参数提取,对于金石”这种全新材料,这套方法周期太长,而且很多底层物理机制本身就在探索中,强行套用旧框架会引入很大误差。”
他直接调出了一幅复杂的数据流图,“我们的解决方案,不依赖传统路径。
我们利用万象”的内核算法,构建了一个自适应器件行为仿真器”。”
“具体来说,”周昀操作界面,展示出动态过程,“我们不是去求解复杂的物理方程,而是将spice模型构建转化为一个高维空间的函数拟合与预测问题。”
“首先,我们利用实验室已积累的所有测试数据一包括不同尺寸、不同偏压、温度、乃至之前失败案例中捕捉到的异常瞬态响应一作为训练样本,输入“万象”。”
屏幕上,一个基于神经网络的代理模型结构开始生成。“万象”会首先构建一个高精度的代理模型。
这个模型本身就是一个黑箱,但它能极其精准地根据输入条件,预测出器件的电流、电容等输出特性。”
海思的刘总立刻提出问题:“周教授,代理模型精度再高,无法集成到现有设计流程中,设计师也无法使用。”
“这正是关键。”周昀似乎早就等着这个问题,他切换画面,展示出一个编译器的工作流程。
“我们开发了一个模型自动编译与优化模块”。这个模块是万象”的另一个子系统,它的任务,就是将那个高精度的代理模型,翻译”成标准spice仿真器能够识别和调用的等效电路网表。”
随后,又展示了一个对比图:“请看,这是真实测试数据,这是代理模型预测数据,而这条线,是编译后spice模型的仿真结果。三者几乎重合。设计师拿到手的,是一个形式上完全兼容传统eda工具的spice模型文档,但他们背后调用的,是我们基于万象”和数据驱动产生的高精度预测。”
“那么,模型在未测试局域的表现如何?比如,更极端的电压或温度?”
这是现实场景中遇到的比较多的问题。
“持续学习和不确定性量化。”周的强调了这两个词。“万象”模型内置了不确定性评估功能。
在进行仿真时,它会实时评估当前输入条件是否处于模型的高置信区间。
一旦发现处于模型的不确定局域,它会自动标记,并甚至可以推荐最优的下一组测试条件,引导实验室进行针对性测试,反过来滋养模型自身,形成闭环。模型是活的,会随着数据积累不断进化。”
“目前,我们已经可以交付支持基本dc和瞬态仿真的初版模型。下一步,目标是在一个月内,集成进噪声模型和温度模型。三个月内,支持蒙特卡洛分析所需的部分统计模型。”
会场安静了片刻。周昀的方案,完全跳出了传统框架,用一种更底层、更数据驱动、也更依赖强大算力和内核算法的思路,硬生生劈开了一条新的路。
“厉害!这不仅仅是解决了一个模型问题,这是开创了一套针对未来新材料的设计方法论!
周教授,我们海思的建模和设计团队随时可以对接,我们需要尽快拿到初版模型进行验证和反馈!”
最后,关于知识产权和商业闭环的问题,李建平坦诚地说:“知识产权布局,由学校知识产权办公室和专业律所主导,目前提交的内核专利族超过300项,复盖了材料、工艺、器件和基础应用。我们相信这套防护网是坚实的。至于市场和应用————”
吴院士此时插话,“市场和利益分配,确实不是实验室单方面能解决的。
我建议,由专项办公室牵头,在本次会议后一周内,召集本次与会各方,加之潜在的下游厂商,成立一个金石产业化推进联盟”。
联盟的首要任务,就是共同制定一份《“金石”技术授权与产业合作白皮书》,明确专利授权原则、初期订单保障机制、以及基于价值贡献的利润分配指引。
初期的高成本,可以考虑通过国家专项补贴、产业基金贴息等方式共同分担,帮助产业链度过最艰难的初创期。”
会议室内众人纷纷点头。这个安排务实,既明确了实验室能提供的具体技术支撑,也创建了解决商业问题的机制。
“好,那就这么定。”吴院士总结道,“实验室继续夯实数据、优化模型;
产业方根据已有数据激活设计和产线准备;专项办公室协调组建联盟,解决商业规则问题。各方保持紧密沟通,每两周进行一次进度同步。”
经过这次会议,合作事宜完全确定,各方便以惊人的效率行动起来。
在专项办公室的协调下,“金石产业化推进联盟”筹备组在三天内即宣告成立,并在一周后召开了第一次正式工作会议。
这次会议的参与者范围更广,除了之前的内核单位,还多了几位关键人物:
国内领先的通信设备商“华讯科技”的ct0,以及国家超算中心的负责人。