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第1333章 自制芯片

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中频炉厚厚的双层钢壳屏蔽了电磁辐射,曾凡被放大的感应能力瞬间收了回来,压缩进几立方米的空间内,时间似乎瞬间变慢了下来。

感应能力顺着一波波海浪一样的能量潮汐,传递进入钨金属坩埚内部,再顺着强大涡流效应变成热能辐射出去,进入内部的粉末砖。

能量的每一次传递,都会有所衰减,感应范围的急剧缩小却让曾凡的感应瞬间进入了微观世界,无数狂暴的粒子剧烈振动,随时可能挣脱周围力场的束缚。

密集的微晶颗粒簇,无数形状奇特的钠铝硅酸盐分子,微观世界一层层展开,无数更加活跃的粒子展现在他的感应世界中。

曾凡意识到自己的感应能力第一次深入原子的世界,这个世界无比广阔,这个世界又无比狂暴。

感应所及之处都是密密麻麻振动的粒子,这些粒子给他的感应很清晰,互相之间又距离很遥远,就像天上的星星在闪烁。

他知道这些应该就是不同的原子,在这个层面上,没有了什么微晶颗粒,也没有了什么分子结构,只有一个个互相纠缠、互相影响的原子,就像同一个星系的恒星一样。

这些原子之间空旷之处,应该充斥着他感应之外的微弱电子,原子核锁定周围的电子,不同原子的外层电子互相锁定,共同作用下,将一个个的原子锚定在原地。

外界辐射进来的能量最先作用到这些看不见的电子上面,随着电子能级的提高,原子核的锁定力量越来越弱,

尽管知道矿粉砖里面主要元素就是氧、硅、铝、钠原子,以及少量的铬、铁、锰、镁等其他元素,可是曾凡却很难区分这些密密麻麻的原子,这些原子勉强进入他的感应范围内,感应到的粒子实在太小,难以识别细微差别。

想要明确的区分这些原子,那他的微观感应能力还应该继续深入,感应到更小的尺度才行!

现在虽然还不能深入进去,曾凡知道随着中频炉的持续加热,这里的能量密度进一步提升,他的感应能力一定可以再次突破。

刚才的感应能力被压缩进中频炉的经历提醒了曾凡,他试图忽略其他的原子,将感应能力集中到一个原子上,尝试让感应能力突破进去。

不知道持续了多久时间,所有的原子忽然从他的感应中消失了,只能感应到一片无边无际的虚空和黑暗。

有了先前的经验,曾凡没有急着退出去,继续集中感应能力,又不知道过了多久时间,可能是很久,也可能只是瞬间,感应的虚空之中出现一个微小的光团。

光团逐渐拉近,是一团凑在一起的微小粒子,这些粒子似乎也在高频振动,它们彼此靠的很近,彼此之间却又始终保持着固定的距离,整体处于缓慢的旋转之中。

尽管这些粒子大小似乎差不多,曾凡却明显能感应到差别,一些粒子似乎可以发光,一些粒子却平淡无奇,原子内部就是这个模样!

发光的应该就是质子,不发光的是中子,根据质子的数目就可以确定是哪种原子。

八个发光的质子,八个不显眼的中子,那这就是一个氧原子核了。

按照曾凡先前的经验,在他微观感应之内的物体,他都能在一定程度上进行控制,现在既然可以识别出中子和质子,那么他应该也能移动它们的位置。

决定一个原子属性的就是原子核里面质子的数量,假如减少一个质子,氧原子就变成了八个中子的氮原子同位素,减少两个质子,那就变成了碳原子。

现实中原子核裂变核聚变会释放出庞大的能量,那是基于同样庞大的原子数量得出来的,单个的原子释放的能量其实十分微弱,让它们发生裂变的能量同样不需要很大。

对曾凡来说,移动一个原子核中的质子比修复细胞核损伤容易多了,他的念头刚动,原子核中聚集的一个发光的粒子就从里面缓慢分离出来,离开原子核不过自身两个多身位的距离后,突然瞬间加速,消失在远方。

原先轻微振动的原子核似乎一下子活跃起来,聚集的粒子旋转速度提升,曾凡的感应范围瞬间变换了场景,退到了原子外面。

氧原子突然失去一个质子变成了氮原子,原先和周围其他原子的稳定关系出现裂痕,本来是正电离子,突然变成了负电离子,原有的化合键断裂,这个异类的氮离子被排挤出群体,成了游离状态,四处飘荡。

刚才氧原子旁边的一个铝离子捕获了曾凡分离出去的质子,由金属原子变成了非金属的硅原子,自身状态同样由负离子变成了正离子,原先就不稳定的化合键进一步断裂,附近原子之间的稳定状态被打破。

更多的原子从高频振动变成了游离状态,附近区域的原子都开始活跃起来,从一小片区域的动乱逐渐向周围扩散。

这次尝试也给曾凡带来了灵感,原先他的微观感应只能在分子甚至更高的晶簇层面起作用,现在他可以操控到原子核内的质子,那么操控单个原子当然也不再话下了。

进一步的去想,他不需要像芯片工厂那样去单独提炼高纯度单晶硅,然后再费力气去工业化蚀刻电路,现在就可以借助中频炉内部的能量场,用感应能力做出需要的芯片,工艺和复杂程度当然可以达到那些量产芯片做不到的水平。

硅在常温下不是绝缘体,也不是金属那样的导体,而是一种半导体材料。

高纯硅晶体中掺杂硼、锗、磷或者砷元素形成特殊结构状态,就可以制作出各种不同功能的二极管、三极管、场效应管等晶体管,施加一定电压就可以控制电流通断、走向,搭配不同的电路设计,就可以实现复杂的高密度的电路功能,这也是硅芯片的基本制作原理。

九十纳米工艺的芯片中,理论上在一百平方毫米的芯片内部,可以制作出五亿个不同类型的晶体管,在实际的制作过程中,难以达到这样的密度,曾凡刚才感应到中频炉控制电脑的芯片中,集成的晶体管数目超过了一亿三千万,这已经是三四年前的产品。

当前市面上主流电脑芯片已经演进到了六十五纳米工艺,芯片内部堆叠了八层电路设计,最新的处理器同样面积的芯片已经集成了超过三亿个晶体管,当然同等能耗情况下,运算速度也提升了不止一倍。

曾凡刚才感应了多种不同功能的硅芯片内部结构,以前也看过很多微电子的书籍,借助这种微观感应状态下特殊的时间模式,开始了第一款芯片的构筑过程。

由于特殊的自学和软件研发经历,曾凡对于计算机的软硬件形成了自己独特的认知,他更倾向于将运算芯片和存储芯片集成到一起,这样能达到更高的运算效率。

其实现在的电脑芯片内部也结成了部分存储单元,就是通常的一级缓存、二级缓存、三级缓存,通常只有很小的容量,电脑主要内存还是以独立板卡的形式存在。

至于更多数据的永久保存,当前的主流还是机械电磁硬盘形式,受限于磁盘读取速度,存取效率当然比不上最新型的闪存芯片。

曾凡的想法就是将运算单元、临时存储单元、永久存储单元集成到一起,以前当然只能想想而已,现在有机会自己尝试,当然要做的更加理想化,把曾经的设想变成现实。

在他的微观感应中,可以无限接近理论上的工艺极限,用不到一纳米的间距排布原子制作电路,用更加立体的方式堆叠设计,达到现在的工程师难以想象的晶体管密度。

对曾凡来说,晶体管密度越高制作起来反而越容易。

不同结构的晶体管都大同小异,无论是复杂程度、还是类型数量比起种类高达十几万的蛋白质来说,不可同日而语。

有了先前细胞修复,最近重编多种生物碱基序列的经验,制作芯片内部电路对他来说,只是更加繁琐,复杂程度反而还有所降低了。

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