第五百三十八章：一种全新的芯片 作者：三寸寒秋 通過精密的温控，韩元将手裡从营养舱的基座上取下来的淡白色芯片拆解开来。 之所以拆這個而不是拆从远古沃那比蛇身上取下来的，還不是因为這個数量多，每個营养舱裡面都有一個，即便是损坏了也不心疼。 那墨绿色的芯片可只有一块，而且還是能完美契合生物的芯片，若是被搞坏了，他想要研究都沒有门路了。 撒哈拉之眼地下基地的生物实验室裡面的那些生物标本裡面可沒有這种芯片，他解刨過。 所以保险起见，稳妥一点先研究有备份的芯片，确保能做到万无一失不损伤芯片内部结构后再来出来那块墨绿色的生物芯片。 将通過温控技术拆解开的芯片底座取下，正正方方的芯片核心就展露在了韩元和直播间观众的眼中。 不仅仅是韩元好奇，直播间裡面的观众也好奇這种看上去像电脑芯片的东西到底是什么，裡面的结构又是怎样的。 特别是各国的专家，对于這种东西就更加好奇了。 一個完全区别于人类文明，且比人类文明更加先进的‘生物科技’文明，造出来的芯片，绝对能给人类芯片的发展带来巨大的帮助。 淡白色的金属外壳裡面，在基座上有一個平面凸起，和现代化的芯片结构类似。 不過单纯的用肉眼来看，并不能看出這种东西的细致结构，只能使用显微镜来进行观察。 数百倍的放大，核心结构展露在韩元眼前。 看上去和和计算机芯片的结构完全不同。 普通计算机的芯片，是通過光刻机在单晶硅材料上进行加工出来的。 因为使用了蚀刻、显影、添杂、重叠等手段，会让芯片核心在显微镜下放大后看起来就像高楼林立道路复杂错中的城市。 但眼下這块从维生舱底座上拆下开的芯片，与微型城市完全不搭边。 更像是一座座的森林。 透過显微镜，韩元明显的观察到了一個個矗立在淡白色金属底座上的‘竖杆’， 這些竖杆的形状有些像是火柴棍，竖杆的顶部盯着一個半透明的菱行材料，不過和火柴棍相比，這种竖杆的杆部比例更小，整体纤细的就像一根头发丝一样。 這种结构的芯片，和用光刻机雕刻出来的硅基芯片、碳基芯片完全不同。 硅基芯片和碳基芯片虽然在耗材上有区别，但芯片的内部电路图、逻辑电路、逻辑门這些东西還是互通的。 它通過控制一道道的逻辑门的开关来实现计算功能。 而眼前這些宛如城市道路中路灯一样的东西，韩元有些不明白這东西到底是怎么实现‘逻辑门’的功能的。 难不成這东西亮一次就算一次开，熄灭一次就算一次关嗎？ 但如果是這样的的，电流或者使用的辐射粒子所携带和传递的信息，到底是怎么传递给下一個‘路灯’的？ 靠底层的金属底板嗎？ 可金属地板在显微镜的观察下，是一個完全相连的整体，就像一块钢板一样，整体都是连接在一起的。 通過底层金属底板传递信息是可以的，但该如何控制辐射粒子的前进方向？ 這就相当一個人在一块沒有道路的大草原上奔跑一样，他完全可以四面八法的随意奔跑。 如果沒法控制辐射粒子的前进方向，那么根本就无法实现计算功能。 這就好比一块芯片裡面的电子在到处乱串一样，逻辑电路根本就沒有固定的道路。 這样一来，即便是能计算出数据，也只会得到错误的数据。 比如让這块芯片计算一個11，最终的输出结果可能是2，可能是3，也有可能是11917等各种数字。 无法控制电流，也就是‘计算介质’的芯片，毫无意义。 除非底板上還有一些他不知道的东西，否则通過底板来传說辐射粒子是不大可能的。 這样一样，這来线路初步就可以排除掉了。 而這块芯片的计算功能的实现方式，恐怕是完全不同于硅基芯片和碳基芯片的方法。 而且這种方法的效率，大概率会比碳基芯片硅基芯片中使用的逻辑电路计算数据的方法更高。 将芯片拆开研究了一遍后，韩元将拆开的芯片送入了检测中心进行检测分析。 从材料到结构，再到观察辐射的传输方法等等，完整固定检测流程走完的时候，時間已经過去了小半個月。 “這個是，金刚石？” 针对芯片核心区域‘路灯’状结构的材料检测报告拿到手的时候，韩元有些讶异。 這种芯片中，那路灯上最顶端部分的半透明结构，竟然是一种特殊形态的金刚石。 金刚石，這种材料韩元很熟悉。 這种自然界中目前已经发现的所有材料中最硬的东西，用途其实并不算广泛。 金刚石是有单纯的碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是一种典型的原子晶体结构的材料。 由于金刚石中的CC键很强，所有的共价电子都参与了共价键的形成，因此沒有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。 基于它的硬度，這东西在工业上一般且主要用于制造各种磨具、钻头和切削刀具等。 至于其他的工业用途，金刚石的性能其实并不怎么样。 虽然它的硬度顶尖，但不导电，且燃点较低，在纯氧中燃点只有720800℃，哪怕是在普通的空气中也只有8501000℃，這种燃点温度达不到很多材料需要的要求。 所以金刚石的工业用途其实挺窄的。 当然，這玩意纯度高的，用来充当智商税還是用的挺广泛的。 哪怕是在目前已经能够大批量人工合成，甚至自然界都有大量出产的情况下，一克拉宝石级别的金刚石价格依然不低，远超黄金。 在這种芯片中观察到金刚石這种材料，韩元是相当讶异的。 不過对這种金刚石的研究，却又发现了一些特别的性质。 那就是這种芯片中的金刚石，从成分上来分析，并不出纯碳结构。 除了金刚石原有的碳结构外，裡面還含有一定数量的氮原子和镧化镓硅分子。 這也是它并不是高透明的状态的原因。 韩元推测，氮和镧化镓硅，可能是這种芯片完成‘电路计算’逻辑电路计算数据功能的核心原因。 而随后完成的辐射传输检测的数据更是证实了這一点。 在通過像芯片中倒入一定量的能源石辐射的时候，這些由特殊金刚石制造而成的‘路灯’迅速亮了起来。 而這种亮起来的‘路灯’，并未像普通的灯泡一样，三百六十度无死角的散发光芒。 它更像是一种由激光笔发射出来的激光，呈现出直线传播，由一個路灯出发，指向和传递到下一個路灯上。 這种能力，代表着它能和加工好的芯片一样，能做到控制电流的前进方向，也能不停的进行电流开关，进而实现逻辑电路的计算功能。 最关键的是，在后续的高频间断辐射传导实验中证实了這种金刚石不仅能实现光导传播和辐射粒子，還能抗住超高频率的间断辐射传导。 简单的来說，就是你不停的去开关卧室房间裡面的灯泡，从一秒一次，到一秒十次，再到一秒百次。 這种情况下，劣质一点的灯泡可能在一秒十次的时候就直接烧掉了。而這种金刚石，能抗住一秒三十万次的开关。 虽然用电灯开关的方式来形容這种顶级高科技有点那個，但原理却就是這种。 在能抗住高频间断辐射，且能稳定传输辐射粒子和光导，以及能控制两者的路线后，這种金刚石已经有了逻辑电路的功能，條件适合的情况下，做到数据计算是完全可以的。 “還真是另一條路线，不過底层架构和计算基础倒是一样的。” “碳基芯片和硅基芯片是通過控制电流的开关通過来实现逻辑电路的计算功能。” “這种金刚石则是通過控制光辐射和粒子辐射来实现逻辑电路的计算功能的。” “而且它的带隙相当小，导能能力特别强，甚至可以說是直接由‘间接带隙’变为‘直接带隙’。” “這样一来，计算效率能提升最少十倍以上，高的话能达到间接带隙的数百倍、数千倍甚至是数万倍。” “难怪這种芯片裡的逻辑门结构数量并沒有那么多。” 实验室中，韩元整理着针对這种芯片的研究数据。 虽然对于這种芯片、裡面的材料是如何制造的、如何控制粒子辐射，光辐射的角度强度之类的东西研究毫无进度。 但這种芯片的运行机制最起码弄明白了。 在计算机芯片中，电子带隙是半导体材料的一個非常非常重要的特性。 這东西导带的最低点和价带的最高点的能量之差，也称能隙。 是判断材料物理性质随弹性应变变化的重要指标，它决定了大功率或高频器件性能、寿命等一系列的东西。 带隙越大，电子由价带被激发到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低。 简单的来說，带隙大，它的导电能力就越低，带隙小，导电就越高。 比如金属材料的带隙就远比非金属材料的小，這也是金属的导电性能强于绝大部分非金属材料的原因。 而材料的电子带隙分两种，一种是间接带隙，另外一种则是直接带隙。 相比较之下，直接带隙半导体中的电子更容易发生跃迁。 因为在直接带隙中，电子可以直接跃迁释放光子，不涉及动量的变化。 而這种特殊的金刚石，是一种用拉伸手段制造而成的特殊金刚石。 它强行将金刚石的原先的间隙带隙拉伸缩小到了直接带隙的程度，极大的降低了穿透它的光辐射和粒子辐射的能级损失，又因此降低了耗能。 在相同的性能的情况下，一块硅基芯片的耗能是10的话，那么碳基芯片则是1，而這种金刚石芯片则是0.01。 能级相差极大。 如果抛去掉粒子辐射，仅看光辐射的话，這种金刚石芯片差不多就是传统意义上的‘光子计算机’的‘核心芯片’了。 因为它是使用光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的。 不過在這裡，核心的计算粒子应该是那种由能源石中散发的H粒子，光辐射的作用应该是给H粒子的传导搭一條路，以固定H粒子的传递，让其不至于跑偏。 换做硅基芯片中的难题，大致就是相当于解决低纳米级时出现的‘量子隧穿效应’。 嗯，差不多可以這样理解。 不過這玩意先进是先进，但和韩元使用的碳基芯片是另外一套完全不同的体系。 虽然有一定的参考价值，但从目前的发现来看帮助并不多。 而且更令韩元困惑的是，一块芯片中的灯柱数還不到一万，至少他手上這块用于研究的金刚石芯片中的灯柱数量還不到一万，只有七千六百多個。 比如硅基芯片碳基芯片中动辄数十亿，数百亿的晶体管数量来說，七千六百個灯柱的数量，连零头都够不上。 而灯柱的功能，目前来看和碳基硅基芯片中的晶体管的功能是一致的，都是起控制‘介质信号’的作用。 這意味着這种金刚石芯片的性能，应该远低于硅基芯片和碳基芯片。 可事实上，从撒哈拉之眼中的那台类计算机设备的性能来看，這种金刚石芯片的性能，应该是超過碳基芯片和硅基芯片的。 這是韩元有些不明白的地方。 理论告诉他，金刚石芯片的性能要低于碳基芯片，但事实告诉他，這玩意的性能远超碳基芯片。 理论和现实出现了对立，這大概是他搞科研這些年来的头一次。 不過如果能找到這裡面的原因，对于芯片的计算能力来說，可能是一次质的飞跃。 不到一万個灯柱产生的计算能力就能媲美拥有数百亿晶体管的硅基芯片，如果有数百亿個灯柱呢？ 那计算能力得恐怖到一個什么样的程度去？ 相关 __都市小說