Quyển 1 · Chương 17: Sản xuất hàng loạt chip quang lượng tử, chế tạo tinh vi nano lượng tử

Lại một ngày nữa trôi qua, Thẩm Uyên đứng trong phòng thí nghiệm dưới lòng đất, nhìn không gian không ngừng được mở rộng, trong lòng vừa mong chờ lại vừa hồi hộp.

Tinh Hải à, lần này kỹ thuật sản xuất hàng loạt chip quang tử, cùng với việc chế tạo thiết bị dây chuyền cho công nghệ sản xuất chính xác nano lượng tử, độ khó không hề nhỏ đâu, cậu phải giúp tôi để mắt kỹ vào đấy.

Thẩm Uyên dán mắt vào phương án sản xuất hàng loạt mà Tinh Hải đưa ra, lông mày hơi nhíu lại, lộ ra vẻ mặt khá đau đầu.

Giọng nói của Tinh Hải vang lên đầy linh hoạt trong phòng thí nghiệm, mang theo sự tự tin tuyệt đối: Đừng lo lắng, Thẩm Uyên! Có tôi ở đây, chúng ta nhất định sẽ thành công. Cứ yên tâm mà thả lỏng tay chân làm đi!

Thẩm Uyên hít sâu một hơi, bước về phía bàn thí nghiệm bày đủ loại vật liệu.

Thiết bị dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử có sáu mô-đun lớn.

Đó là hệ thống quang khắc điều khiển trường lượng tử (độ chính xác 0.3nm), thiết bị lắng đọng chùm phân tử cấp nguyên tử, thiết bị khắc lượng tử siêu lỏng, mô-đun tự lắp ráp chấm lượng tử tự phục hồi, đơn vị in vật liệu siêu dẫn nhiệt độ phòng, và mảng kiểm tra lượng tử bốn chiều.

Thẩm Uyên dựa theo phương án mà Tinh Hải suy diễn, bắt tay vào nghiên cứu chế tạo từng mô-đun thiết bị.

Tinh Hải điều khiển thiết bị in 3D kim loại tốc độ cao, sản xuất ra các linh kiện cơ khí cần thiết cho dây chuyền, Thẩm Uyên không cần phải bận tâm về những bộ phận này nữa, chỉ cần tập trung vào việc chế tạo lõi mô-đun và các linh kiện điện tử.

Đầu tiên là thiết bị mô-đun hệ thống quang khắc điều khiển trường lượng tử, Thẩm Uyên mở các bước thiết kế chi tiết mà Tinh Hải đã suy diễn ra, cầm một vật liệu lên, kích hoạt thị giác vi mô, bắt đầu chế tạo các linh kiện cốt lõi của thiết bị.

Anh tập trung cao độ, trên trán lấm tấm mồ hôi, ánh mắt lộ rõ vẻ quyết tâm kiên định.

Sau ba ngày nỗ lực, mô-đun hệ thống quang khắc điều khiển trường lượng tử cuối cùng cũng hoàn thành, độ chính xác đạt yêu cầu 0.1nm.

Tinh Hải, may mà có cậu nhắc nhở, không thì tôi chẳng biết phải làm sao nữa! Thẩm Uyên kích động đến mức mắt sáng rực, hào hứng nói.

Yên tâm, có tôi canh chừng, tuyệt đối không xảy ra sai sót đâu. Ồ, đúng rồi, nhắc nhở thân thiện nhé, cô bạn gái nhỏ của cậu lại nhắn tin cho cậu rồi đấy, mau trả lời cô ấy đi, không là cô ấy giận đấy!

Tinh Hải vừa đảm bảo chắc nịch, vừa không quên trêu chọc Thẩm Uyên.

Trong những ngày tiếp theo, Thẩm Uyên ngày đêm chôn chân trong phòng thí nghiệm.

Đói thì ăn tạm vài gói mì, buồn ngủ thì gục xuống bàn thí nghiệm chợp mắt một lát, toàn tâm toàn ý dồn hết vào việc chế tạo thiết bị dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử.

Trong lúc Thẩm Uyên bận rộn nghiên cứu, Tinh Hải điều khiển hai con kiến máy đang mở rộng phòng thí nghiệm.

Bên cạnh phòng thí nghiệm, nó chuẩn bị mở rộng thêm một phân xưởng sản xuất để đặt dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử và dây chuyền sản xuất chip quang tử.

Nơi này không yêu cầu cao về chiều cao, không cần phải đạt tới 10 mét như phòng thí nghiệm, 3 mét là đã đủ, đây là diện tích cần thiết cho dây chuyền sản xuất mà Tinh Hải đã thiết kế tỉ mỉ.

Xét thấy số lượng kiến máy hiện tại có hạn, chỉ có thể dùng phương án ứng phó này để tiến hành trước.

Đợi sau này đội quân kiến máy được sản xuất hàng loạt, sẽ quy hoạch và tối ưu hóa lại bố cục sau.

Trong khoảng thời gian này, Tô Dao ngày nào cũng gửi cho anh rất nhiều tin nhắn, hỏi anh sống thế nào.

Mỗi lần trả lời, Thẩm Uyên lại thấy vô cùng áy náy, cảm thấy mình dành quá ít thời gian cho Tô Dao.

Tô Dao cũng đã đến chơi hai ngày vào cuối tuần giữa tháng.

Tô Dao, gần đây anh bận đến mức chóng mặt, đợi qua đợt này, anh nhất định sẽ bù đắp cho em. Thẩm Uyên ôm lấy Tô Dao.

Không sao đâu, em tự qua đây cũng được mà, còn có thể đi đây đi đó chơi cho thỏa thích.

Tô Dao lắc đầu đáp: Giai đoạn này anh đang bận rộn cho sự nghiệp, cứ tập trung làm việc là được, em rảnh thì tự qua thăm anh.

Thẩm Uyên hôn lên trán Tô Dao đầy hạnh phúc, rồi trong sự bất lực và áy náy, anh tiễn cô về.

Sau khi tiễn Tô Dao, anh lại tiếp tục bận rộn, cứ thế thời gian lặng lẽ trôi qua một tháng rưỡi.

Thẩm Uyên cuối cùng cũng hoàn thành xong các thiết bị của dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử.

Thần kinh vừa thả lỏng, anh liền bảo Tinh Hải làm một bài kiểm tra mô phỏng, còn mình thì đổ gục xuống ngủ. Khoảng thời gian này anh thực sự đã kiệt sức rồi.

Thẩm Uyên ngủ một giấc thật dài, tròn một ngày sau mới lơ mơ tỉnh dậy, đầu óc vẫn còn hơi choáng váng.

Sau khi tỉnh táo lại, anh lập tức chui vào bếp, tự làm một bàn đầy món ngon để tự thưởng cho bản thân.

Sau đó mới thong thả bước vào phòng thí nghiệm, bắt đầu kiểm tra dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử.

Dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử này tích hợp một loạt thiết bị tiên tiến, tổng diện tích chiếm dụng lên tới 2000 mét vuông.

Nó sở hữu năng lực sản xuất tích hợp hoàn toàn tự động và thông minh, có thể thực hiện toàn bộ quy trình sản xuất chính xác mà không cần sự can thiệp của con người.

Chỉ cần phân loại nguyên liệu thô đưa vào, rồi thiết lập các thông số tương ứng là có thể sản xuất ra sản phẩm mong muốn.

Sản xuất chip tính toán lượng tử, mô-đun truyền thông Terahertz, mạch siêu dẫn nhiệt độ phòng và các linh kiện điện tử tiên tiến khác, quả thực là chuyện nhỏ.

Thiết bị này hoàn toàn đáp ứng mọi nhu cầu hiện tại của Thẩm Uyên về linh kiện điện tử, Tinh Hải còn có thể điều khiển toàn bộ quá trình sản xuất, Thẩm Uyên thậm chí không cần phải nhúc nhích ngón tay.

Mà trong hơn một tháng qua, 2 con kiến máy cũng đang tiến hành công việc xây dựng phân xưởng sản xuất một cách hiệu quả và trật tự.

Chúng vung vẩy các loại công cụ, đào bới, vận chuyển, tạo ra một không gian khổng lồ rộng 100 mét, dài 100 mét, cao 3 mét, đủ để đặt dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử và dây chuyền sản xuất chip sau này, kiến máy vẫn đang tiếp tục mở rộng không gian.

Thẩm Uyên đi đến chỗ thiết bị tổng hợp lò nung nguyên tố, tổng hợp ra nguyên liệu thô cần dùng cho sản xuất.

Sau đó, anh cho nguyên liệu thô vào cổng nạp phân loại của dây chuyền sản xuất, thiết lập thông số rồi nhấn nút khởi động.

Thiết bị của dây chuyền lập tức kêu o o, chẳng mấy chốc, tại cổng ra đã xuất hiện một con chip lượng tử, một mô-đun truyền thông Terahertz và một bảng mạch siêu dẫn nhiệt độ phòng.

Thẩm Uyên cầm những sản phẩm này lên, mở thị giác vi mô kiểm tra kỹ lưỡng từng cái một, phát hiện chất lượng không có vấn đề gì, trong lòng vô cùng hài lòng.

Dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử này sử dụng công nghệ chấm lượng tử.

Mỗi tháng có thể sản xuất số lượng lớn thiết bị lượng tử (mỗi tấm chứa 100 triệu chấm lượng tử), bảng mạch đa lớp (độ rộng đường truyền 1nm) và 300 nghìn linh kiện siêu dẫn, sản lượng các linh kiện khác tính riêng, tổng điện năng tiêu thụ hàng tháng là 10GWH.

Thẩm Uyên, dây chuyền này sau khi kiểm tra không có vấn đề gì, bây giờ có thể chính thức đưa vào sản xuất rồi. Tinh Hải vui vẻ nói.

Thẩm Uyên gật đầu, bảo Tinh Hải sản xuất trước một lô, sau đó anh nghỉ ngơi nửa ngày, tranh thủ gọi video cho Tô Dao, trò chuyện vui vẻ để bồi đắp tình cảm.

Sau đó, anh lại lao đầu vào công việc nghiên cứu chế tạo thiết bị dây chuyền sản xuất chip quang tử.

Thực ra dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử sau khi cải tạo đơn giản cũng có thể dùng để sản xuất chip quang tử.

Nhưng làm vậy không cần thiết, dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử là nền tảng sản xuất chính xác đa năng, chủ yếu dùng để sản xuất tích hợp quy mô lớn các linh kiện điện tử.

Còn dây chuyền sản xuất chip quang tử là chuyên dụng để sản xuất chip quang tử, về năng suất đơn lẻ thì mạnh hơn loại trước rất nhiều.

Thiết bị dây chuyền sản xuất chip quang tử tương đối ít hơn, chỉ có bốn mô-đun, đó là chuẩn bị vật liệu cốt lõi, sản xuất chip quang tử tích hợp, đóng gói và kiểm tra, cùng với dây chuyền lắp ráp.

Thẩm Uyên theo phương án thiết kế mà Tinh Hải suy diễn, bắt đầu nghiên cứu chế tạo từng mô-đun thiết bị.

Lần chế tạo này, Tinh Hải chịu trách nhiệm điều khiển dây chuyền sản xuất chính xác nano lượng tử và thiết bị in 3D kim loại tốc độ cao, sản xuất ra 99% các bộ phận của dây chuyền sản xuất chip quang tử.

Còn Thẩm Uyên chỉ cần thực hiện công việc tổng hợp vật chất mới quan trọng nhất, và chế tạo chúng thành linh kiện là được.

Anh kích hoạt thị giác vi mô, bắt đầu chế tạo laser chấm lượng tử Gallium Arsenide, tăng trưởng chính xác mảng chấm lượng tử trên đế silicon.

Thẩm Uyên tập trung tinh thần, vận dụng niệm lực cẩn thận điều khiển thay đổi cấu trúc của các hạt vi mô.

Trong quá trình này, trán anh dần lấm tấm mồ hôi, mỗi một động tác đều phải chính xác không sai sót, chỉ cần một chút sơ suất là có thể khiến mảng chấm lượng tử bị hỏng.

Thẩm Uyên, sự điều khiển của cậu hiện tại rất ổn định, tiếp tục duy trì nhé. Tuy nhiên, các hạt ở khu vực này có thể sắp xếp chặt chẽ hơn một chút.

Tinh Hải ở bên cạnh thông qua thiết bị giám sát để theo dõi thời gian thực và nhắc nhở.

Thẩm Uyên khẽ gật đầu, điều chỉnh đầu ra của niệm lực, khiến các hạt sắp xếp chặt chẽ hơn.

Ánh mắt anh dán chặt vào thế giới vi mô, dường như cả thế giới này chỉ còn lại anh và laser chấm lượng tử đang được xây dựng trong tay.

Phù, nguy hiểm thật, suýt chút nữa là sai rồi. Thẩm Uyên thở phào nhẹ nhõm, trên mặt lộ ra vẻ may mắn.

Sau nửa ngày nỗ lực, cuối cùng cũng hoàn thành laser chấm lượng tử, sau đó tiếp tục chế tạo các mô-đun thiết bị phía sau.

Toàn bộ dây chuyền sản xuất chip quang tử, chỉ mất 3 ngày là đã hoàn thành.

Nhờ vào các thiết bị trong căn cứ ngày càng hoàn thiện, tốc độ nghiên cứu chế tạo sau này còn có thể nhanh hơn nữa, đến lúc đó Thẩm Uyên thậm chí không cần phải đích thân nhúng tay vào.

Thẩm Uyên lắp đặt và kết nối tất cả các thiết bị của dây chuyền sản xuất này, chiếm trọn 8000 mét vuông của phân xưởng sản xuất, khiến cả phân xưởng chật kín.

May mắn thay trong mấy ngày nay, hai con kiến thợ cơ khí đã mở rộng thêm hơn 100 mét vuông, nếu không thì có lẽ đến chỗ đặt chân cũng chẳng còn.

Tiếp đó, Thẩm Uyên bắt đầu thực nghiệm dây chuyền sản xuất chip quang lượng tử, kiểm tra hiệu quả sản xuất cùng chất lượng chip, đồng thời để Tinh Hải ghi lại các dữ liệu liên quan nhằm phục vụ cho việc cải tiến sau này.

Dây chuyền sản xuất chip quang lượng tử này theo lý thuyết thiết kế có sản lượng 600 tấm wafer mỗi ngày.

Một tấm wafer kích thước 300x300mm, một con chip quang lượng tử 3x3mm, tức là mỗi ngày sản xuất được 6 triệu con chip.

Xét về năng suất đơn chip, con số này vượt xa dây chuyền sản xuất chế tạo chính xác nano lượng tử, đây chính là sự khác biệt giữa chuyên dụng và phổ thông, mức tiêu thụ điện năng hàng tháng là 12GWH.

Rất nhanh, một tấm wafer đã được chế tạo xong. Thẩm Uyên cầm lên, dùng thị giác vi mô kiểm tra kỹ lưỡng, xác nhận chất lượng không có vấn đề gì.

Sau đó, anh đặt nó lên thiết bị kiểm tra bên cạnh, để Tinh Hải cùng kiểm tra lại. Kết quả hiển thị, hiệu năng hoàn toàn đạt yêu cầu thiết kế.

Một con chip quang lượng tử này có khả năng tính toán mỗi giây lên tới 10 lũy thừa 23, đã đạt đến một phần nghìn sức mạnh tính toán của siêu máy tính quang lượng tử Tinh Hải, vô cùng lợi hại!

Thẩm Uyên nhìn thấy dữ liệu này thì vô cùng hài lòng, sau này trong một thời gian dài sẽ không cần phải lo lắng về chip nữa.

Cũng chỉ cần để Tinh Hải sản xuất trước một lô chip để dự trữ là được, không cần phải sản xuất liên tục, hơn nữa vật liệu hiện tại cũng không đủ cung ứng cho việc sản xuất hết công suất.