Chương 318: Chế độ tập trung

“Cậu điều khiển đoạn tốc độ đều không phải khá lắm sao, sao đoạn chuyển hướng lại không dùng cùng chiến lược ấy?” Tiêu Túc hỏi.

Đặng Uy khổ sở cười một tiếng, nói:

“Không phải không muốn dùng, là đoạn chuyển hướng cấu trúc chịu lực hoàn toàn thay đổi. Đoạn tốc độ đều chúng ta dùng là điều khiển tổng hợp tiền ước cộng phản hồi, mô hình tiền ước có thể bù chính sát sao lực ma sát của ray dẫn và sự dao động lực đẩy của động cơ điện, bởi vì đoạn tốc độ đều tải trọng thay đổi là tĩnh. Nhưng đoạn chuyển hướng tải trọng tức thời đột ngột đảo chiều một trăm tám mươi độ, lực điện từ của động cơ điện, lực ma sát của ray dẫn, lực quán tính của bàn thí nghiệm ba thứ cùng lúc đảo chiều tại điểm chuyển, thời gian đảo chiều ghép nối chưa tới năm mili giây, nhanh hơn nhiều so với chu kỳ cập nhật của mô hình tiền ước. Mô hình không theo kịp, phản hồi không kịp bù, đỉnh nhọn liền tăng vọt.”

Tiêu Túc nghe xong, không lập tức nói gì.

Anh cúi đầu nhìn mấy nhóm sóng dòng điện của động cơ điện, ánh mắt dừng lại ở điểm chuyển hướng, ngẩng đầu nói:

“Ý tưởng thuật toán điều khiển không sai, vấn đề nằm ở chỗ trong quá trình chuyển hướng, nguồn lực thay đổi quá nhanh, thuật toán không theo kịp. Nếu muốn giải quyết vấn đề này, có lẽ nên nghĩ cách từ quỹ đạo chuyển hướng bản thân.”

Đặng Uy và mấy nghiên cứu viên phía sau cùng sáng mắt lên, vội vàng tiến lại gần:

“Biến đổi quỹ đạo? Nếu vậy thì chúng ta nên…”

… Một vòng quay xong, đã gần tới trưa.

Cao Trường Bình đưa Tiêu Túc ra tới bên xe, đứng bên cạnh cửa xe nói thêm mấy câu, ánh mắt so với buổi sáng còn nhiệt tình hơn.

Tiêu Túc vẫn không quen giao tiếp nhiệt tình như vậy, mặt lạnh như tiền gật đầu, nói “Tài liệu mấy hôm nữa Cao Trường An đưa cho các cậu”, rồi cúi người lên xe.

Khi xe rời khỏi cổng khu, Tiêu Túc dựa vào ghế ngồi, trong đầu vẫn xoay chuyển cảnh tượng vừa thấy ở phòng thí nghiệm điều chỉnh vật kính.

Dù là phân tích định lượng, phần mềm thiết kế quang học, hay sự hội tụ lưới phần tử hữu hạn, tuy mỗi thứ bề ngoài đều là khó khăn kỹ thuật cụ thể, nhưng khi đặt chúng lại với nhau, Tiêu Túc nhìn thấy một nút thắt chung tầng sâu hơn.

Tối ưu sóng mặt sóng của vật kính khắc, độ đồng đều tính kết hợp của nguồn sáng, chuyển hướng tức thời của bàn gia công, bề ngoài là ba vấn đề con không liên quan tới nhau, nhưng về mặt toán học chúng đều bị kẹt ở cùng một chỗ, đó là tối ưu toàn cục của hệ thống ghép nối đa biến số cao chiều.

Trong hộp công cụ thiết kế quang học truyền thống, không có công cụ chuyên môn xử lý loại ghép nối này, nên mỗi hệ con chỉ có thể thử nghiệm loanh quanh trong không gian cục bộ của mình.

Thử nghiệm loanh quanh gặp phải vấn đề ghép nối, giống như một người trong phòng điều chỉnh vị trí đồ đạc, nhưng đầu kia đồ đạc lại nối vào tường phòng bên cạnh, anh ta điều chỉnh thế nào cũng không khớp.

Ngay cả phương án khử phổ miền tần số Tiêu Túc vừa viết cho La Hoa, cũng chỉ có thể giải quyết vấn đề hiệu suất tối ưu hóa của một hệ con đơn lẻ. Nó có thể giúp La Hoa rút ngắn thời gian tính toán hiệu chỉnh hàm đồng tử từ vài tháng xuống còn vài ngày, nâng cao độ chính xác hiệu chỉnh sai lệch sóng ảnh, nhưng nó không thay đổi được sự thật rằng toàn bộ kiến trúc hệ thống khắc này, ngay từ đầu, không phải được thiết kế cho tối ưu phối hợp toàn cục.

Nguồn sáng, vật kính, bàn gia công là ba hệ con thiết kế độc lập, ráp lại với nhau qua giao diện, sai lệch ghép nối trên giao diện chỉ có thể mài qua thử nghiệm liên động.

Mài tốt là kinh nghiệm, mài không tốt là bình thường. Đó chính là lý do tại sao La Hoa họ điều chỉnh gần một năm, sai lệch sóng ảnh toàn cục vẫn không xuống dưới đường mục tiêu.

Không phải họ không đủ nỗ lực, cũng không phải công cụ toán học không đủ tốt, mà là kiến trúc bản thân hệ thống này giới hạn trần phối hợp ngay từ đầu.

Tiêu Túc thu ánh mắt từ ngoài cửa sổ trở vào, lấy điện thoại ra, gõ mấy chữ vào ghi chú.

Phối hợp tối ưu nguồn sáng vật kính bàn gia công, hàm ghép nối toàn cục, lộ trình thay thế nguồn sáng EUV.

Hai ngày tiếp theo, Tiêu Túc lại bước vào chế độ tập trung, thậm chí không tới phòng thí nghiệm, hầu như dành toàn bộ thời gian ở trong thư phòng.

Tài liệu trải trên bàn từ đống tài liệu siêu vật liệu ban đầu dần dần biến thành báo cáo kỹ thuật của các hệ con trong hệ thống khắc.

Gao Trường An trước đây đưa cho anh ấy bản báo cáo chuyên đề về công nghệ khắc quang khắc sâu cực tím chỉ là một cái nhìn tổng quan. Muốn thực sự thiết kế lại toàn bộ hệ thống khắc quang từ tầng kiến trúc, những thứ cần phải nắm vững còn nhiều hơn rất nhiều so với những gì trong báo cáo.

Anh ấy rà soát lại toàn bộ những tuyến công nghệ khắc quang chủ đạo trên thế giới hiện nay.

Khắc quang ngâm 193 nanomet là giải pháp trưởng thành nhất hiện nay, dựa vào laser cực tím sâu kết hợp với chất lỏng ngâm để nâng cao khẩu độ số, sau đó thông qua đa lần phơi sáng và tính toán quang khắc để bù đắp cho sự thiếu hụt về độ phân giải. Giới hạn phân giải của giải pháp này vào khoảng 38 nanomet, nếu muốn tiến xa hơn nữa sẽ bước vào lãnh địa của EUV.

Khắc quang cực tím sử dụng nguồn sáng có bước sóng 13,5 nanomet, về lý thuyết có thể đẩy độ phân giải trực tiếp xuống cấp độ vài nanomet, nhưng công suất và độ ổn định của nguồn EUV luôn là điểm nghẽn. Từ plasma thiếc sinh ra ánh sáng cực tím, hiệu suất chuyển đổi cực thấp, phần lớn năng lượng biến thành nhiệt thải, lượng ánh sáng hữu ích thực sự chiếu đến tấm bán dẫn ít ỏi đến mức đáng thương.

Thêm vào đó, đường truyền quang EUV phải hoạt động trong môi trường chân không, tất cả gương phản xạ đều phải là gương cong siêu chính xác phủ lớp mạ nhiều lớp molypden-silic, độ khó gia công và chi phí đều là những con số thiên văn.

Tiêu Tú trong đầu lướt qua những hạn chế vật lý cơ bản của những tuyến công nghệ này, ánh mắt anh dừng lại ở một điểm then chốt.

Dù là khắc quang ngâm 193 hay EUV, nguồn sáng, vật kính, bàn công tác đều được thiết kế độc lập, tối ưu độc lập rồi sau đó ráp vào nhau để hiệu chỉnh. Kiến trúc nối tiếp này vốn dĩ tồn tại một khiếm khuyết không thể khắc phục triệt để, đó là mỗi hệ con khi thiết kế đều giả định những hệ con khác ở trạng thái lý tưởng, nhưng thực tế không ai lý tưởng cả, sai lệch tích tụ và khuếch đại ngay tại giao diện.

Nếu từ đầu đã coi nguồn sáng, vật kính, bàn công tác như một hệ thống khớp nối thống nhất thì sao?

Dùng cùng một khung tối ưu toàn cục để mô tả tất cả các bậc tự do của ba hệ con, để chúng đạt được sự phối hợp tối ưu ngay từ giai đoạn thiết kế, thay vì chế tạo xong rồi mới hiệu chỉnh.

Ý tưởng này vừa lóe lên trong đầu, Tiêu Tú gần như theo bản năng bắt đầu suy luận tiếp.

Trọng tâm của kiến trúc mới này cần một khung toán học nền tảng hơn cả phương pháp khử nhiễu miền phổ, bởi phương pháp khử nhiễu miền phổ chỉ giải quyết vấn đề tối ưu nội bộ cho từng hệ con.

Còn muốn thống nhất ba thứ: định hình mặt sóng của nguồn sáng, bù sai lệch quang học của vật kính, sai lệch định vị động của bàn công tác vào cùng một không gian tối ưu, cần phải có một hàm khớp nối toàn cục có thể đồng thời mô tả sự lan truyền trường quang, hàm truyền quang học và cơ học chuyển động.