第423章 钻石囚笼（2/2）
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一个月后。
第一批马赛克金刚石晶圆制作完成。表面粗糙度终于降到了2纳米。
虽然还不够完美，但已经是国内极限。
接下来，是最关键的一步键合。
把这块金刚石晶圆，和那块脆弱的铌酸锂光子芯片，永久地粘在一起。
pfl实验室。
李振声教授看着两块晶圆，手心出汗。
“我们不能用胶水。胶水导热太差，会成为热瓶颈。”
“必须用范德华力直接键合。”
“也就是，让两个表面的原子，靠得足够近，利用分子间作用力吸在一起。”
“但是，金刚石太硬，铌酸锂太脆。稍微有一点点灰尘，或者一点点不平，键合就会失败，甚至产生空洞。”
“一旦有空洞，热量积聚，芯片必炸。”
“试试表面活化+中间层。”林远建议。
“在金刚石表面，镀一层极薄的非晶硅。在铌酸锂表面，也镀一层非晶硅。然后，利用硅和硅之间的键合。硅比较软，可以填补金刚石表面的微小坑洼。”
“但这会增加热阻。”李振声担心。
“5纳米的硅，热阻可以忽略不计。”林远计算了一下，“只要能贴紧，比什么都强。”
实验开始。
真空键合机内，两片晶圆缓缓靠近。
压力施加：2000牛顿。
温度：室温。
“接触波扩散……”李振声盯着红外显微镜。
屏幕上，代表键合区域的黑色斑点开始迅速扩大，那是原子正在吸合的标志。
一切看起来都很顺利。
“键合完成。开始退火。”
温度缓慢上升到200度。
突然。
“啪！”
一声清脆的响声，在寂静的实验室里，如同枪声般刺耳。
所有人的心都凉了。
打开舱门。
那块昂贵的lnoi光子芯片，已经碎成了蜘蛛网。而底下的金刚石晶圆，完好无损，冷漠地闪烁着光芒。
“热失配。”李振声痛苦地闭上眼睛。
“金刚石的热膨胀系数是1
ppmk。铌酸锂是15
ppmk。”
“加热时，铌酸锂想膨胀，但金刚石死死拉住它不让动。”
“应力超过了铌酸锂的断裂强度。它自杀了。”
失败。
彻底的失败。
物理规律再次展示了它的无情。硬要把两个性格不合的材料凑在一起，结果只能是毁灭。
林远捡起一块碎片，锋利的边缘划破了他的手指。鲜血滴在金刚石上，瞬间滑落。
“不能加热。”林远看着血滴。
“必须在室温下，完成所有强度的固化。”
“但是，室温下的范德华力太弱了，经不起后续的切割工艺。”李振声摇头。
“那就用纳米胶钉。”
林远眼中闪过一丝狠厉。
“我们在金刚石表面，刻蚀出无数个纳米级的倒钩。”
“在铌酸锂表面，对应位置，刻蚀出凹槽。”
“在铌酸锂表面，对应位置，刻蚀出凹槽。”
“然后，在中间层引入一种特殊的液态金属。”
“液态金属在室温下是液体，可以流动，填充缝隙，缓解应力。”
“但它导热极好，远超胶水。”
“我们不搞刚性连接。我们搞柔性导热连接！”
“让芯片浮在金刚石上！”
这是一个极其疯狂的构想。
用液态金属做热界面材料，这在电脑cpu散热上常用。但在微米级的光子芯片内部使用，闻所未闻。
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“这液态金属会侧漏的，会短路！”王海冰反对。
“用密封环。”林远在白板上画了一个圈。
“在芯片的边缘，用光刻胶做一个密封圈，把液态金属锁在里面。”
“这就像是一个三明治。”
“上面是芯片，下面是金刚石，中间是液态金属馅料。”
“热量通过液态金属传导，应力通过液体的流动释放。”
“这是流体软着陆！”
一周后。
采用了“液态金属软着陆”方案的测试芯片，再次上机。
锁模激光器启动。功率拉满。
热流密度：1500
wcm2。
所有人都盯着温度传感器。
85度……90度……92度……
温度停住了！
没有飙升到熔点，而是稳定在了一个安全区间。
液态金属像一条高效的河流，将热量源源不断地搬运到金刚石基底上，再由金刚石瞬间扩散到整个封装壳体。
而芯片本身，因为“浮”在液体上，没有受到任何热应力的拉扯，完好无损。
“稳住了！”汪韬大喊，“量子噪声被压制了！算力输出稳定！”
林远长长地出了一口气。
他看着那个在显微镜下，散发着幽幽蓝光的“三明治”芯片。
这是最硬的石头与最软的金属的结合。
这是火与冰的平衡。
他终于，在这个物理学的死胡同里，凿开了一条缝。
但代价是巨大的。
为了这块芯片，他消耗了大量的镓资源，也耗尽了黄河工厂半年的产能。
而且，这种手搓出来的工艺，良率低得可怕。
要想量产，要想把成本降下来，他必须解决“液态金属封装”的自动化问题。
而这，需要一种全新的设备“微流控封装机”。
这种设备，全球只有一家公司能做。
瑞士，ligentec。
那个被cia投资的公司。
那个燕清池说绝对搞不定的公司。
林远的目光，再次投向了西方。
“看来，还是得去一趟瑞士。”
“既然买不到，那就换。”
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