第209章 存储芯片工艺

存储芯片的难度对于星辰来说不是很高。 存储芯片的制作原理，简而言之，就是依赖半导体材料制成的晶体管来执行数据的存储和处理功能。 特别值得一提的是，星辰公司目前掌握着石墨烯这一被誉为新材料之王的资源。 石墨烯的电子迁移率相较于目前广泛使用的硅材料和金属材料，展现出了巨大的优势。 根据江辰对几款材料的深入研究和了解，石墨烯的电子迁移率大约是硅材料和金属材料的10倍，这个性能足以颠覆整个行业。 石墨烯在自然状态下既非半导体也非金属，这使得它不能直接作为制作芯片的材料使用。 为了将石墨烯转化为适合芯片制作的材料，需要进行一系列精细的加工和改造。 石墨烯作为一种二维材料，在存储芯片的制作过程中，首先需要被用来制作晶体管。 晶体管是存储芯片中最基本也是最重要的组成部分，它的性能直接决定了存储芯片的整体性能。 在完成了晶体管的制作之后，这些晶体管会被转移到一片大面积的扩散片上，经过一系列复杂的工艺处理，最终得到半导体巨晶片。 这个制作过程与微处理器中的芯片制作工艺有许多相似之处，都需要经过蚀刻、沉积和清洗等关键步骤。 看到这些复杂的芯片制作流程，江辰的脑海中不禁浮现出公司目前已经掌握的量子芯片制作工艺。 是否有可能利用量子芯片的制作设备和工艺来尝试制作存储芯片。 这个想法激发了他的探索欲望，因为如果能够成功，那么成本可就大大降低了，还能大大缩短研发时间。 毕竟如果决定走传统的芯片制作路线，那么一个关键的设备就绕不开，那就是光刻机。 掩膜是存储芯片制造过程中的一个关键步骤，它直接决定了芯片上电路的精度和性能。 掩膜的制作必须依赖光刻技术，然而，目前江辰手中并没有现成的光刻技术。 那就先试着将石墨烯制作晶体管吧，不仅存储可以用上，所有半导体相关的工艺都可以用上石墨烯晶体管。 想到这里，江辰立刻来到公司的二号车间，找到了生产部门的负责人陈军，将芯片生产线扩大的需求告诉了他。 听到命令以后，陈军立刻召集骨干力量，第一时间展开芯片生产线设备的制造。 紧接着，江辰又转至一号工厂，这里是芯片研发团队的所在地，由孟玉竹亲自率领。 孟玉竹和她的团队一直专注于28纳米量子芯片的研发与创新，距离突破也不远了。 进入一号工厂的车间，内部整齐排列着三条生产线，这都是芯片团队根据当初江辰留下的方案改进而来。 芯片的良品率和生产效率已经大大提高，就连芯片设计也有不小的优化，这都是孟玉竹团队的努力。 目前公司所需的量子芯片以及销售给菊厂的芯片全都来自于这些生产线。 需求量不是很大，所以生产线运转的速度也并不快，按照洪福的要求维持一定量的库存即可。 今时不同往日，公司的外部芯片来源突然遭受了制裁。 按照江辰的计划，为了星辰s3做准备，芯片的生产速度也要加快了。 江辰找到了孟玉竹，将这个安排告诉了后者，她立刻点头表示知道，公司芯片被制裁她也清楚，接下来就要看一号车间了。 做完所有安排，江辰立刻返回了办公室，拿出如今的芯片生产图纸，低头思考起来。 星辰的量子芯片生产，其主要环节并不依赖于传统的光刻机，而是采用了离子束雕刻的方式。 这种方式能够绕过光刻机的限制，制造出独特的量子比特。 量子比特是量子芯片的基本单元，它能够同时呈现0和1的状态，为量子计算提供了可能。 然后，将这些量子比特通过先进的集成电路技术集成为基片，这就是量子芯片的基础。 接下来，芯片设计人员根据不同的性能需求设计出芯片图纸。 这些图纸详细描述了芯片的结构和功能，是生产线制造芯片的重要依据。 生产线上的工作人员按照图纸的指示，将量子基片精确地组合起来，最终形成了大家所看到的指甲盖大小的芯片。 在面临从生产微处理器芯片转向存储芯片的重大转变时，整个生产线的加工方式也需要随之进行根本性的调整。 江辰凭借深厚的专业知识，迅速在脑海中构建出一套芯片生产工艺流程。 他首先想到的是利用石墨烯这种独特的材料来替代传统的半导体材料。 按照这一思路，江辰将高纯度的石墨烯经过一系列精细的提纯过程，转化为石墨烯棒。 这个过程需要严格的温度控制和精确的化学配比，以确保石墨烯的纯度和性能。 接下来，石墨烯棒被切割成晶圆。 由于这些晶圆本身就是由高纯度的石墨烯制成，因此它们不需要经过传统的研磨、化学刻蚀等繁琐的步骤来去除表面瑕疵。 这就是碳基对比起硅基的优势之一，保证了晶圆的质量和稳定性。 在晶圆准备就绪后，江辰采用了离子束雕刻的方式来制造存储芯片。 离子束雕刻技术具有高精度和高效率的特点，能够精确地刻画出存储芯片上的每一个细节。 通过这种方式，江辰成功地将石墨烯晶圆转化为具有高性能的存储芯片。 至于后续的工艺步骤，如刻蚀、薄膜沉积、互连和测试封装等，江辰则借鉴了量子芯片的工艺流程。 这些步骤在量子芯片制造中经过了严格的验证和优化，因此可以直接应用于存储芯片的生产中。 通过这些步骤的精确控制，江辰确保了存储芯片的性能和可靠性。 整套工艺最开始的材料制造部分与量子芯片不同，其他大同小异。 与硅基芯片生产过程相比，主要就是从光刻机转变为离子束雕刻。 这也是为什么星辰能够绕过国外的技术专利的原因所在。 其余环节的技术专利形成不了专利壁垒，封锁星辰，光刻机才是最关键的设备。 其中的光刻胶，曝光技术，显影技术，每一项都是壁垒。 光刻机就是人类迄今为止工业皇冠上最顶尖的那颗明珠。