Chương 378: Chip siêu dẫn
Các robot lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời thì nhanh gọn hơn con người rất nhiều.
Vì phải mặc đồ bảo hộ vũ trụ, các phi hành gia khi thực hiện công việc này, dù xem qua camera trực tiếp ở góc nhìn thứ nhất hay thứ ba, bạn cũng sẽ thấy các động tác của họ khá cứng nhắc, tạo cảm giác như cơ thể không được kiểm soát.
Nhưng robot thì lại hoạt động một cách trôi chảy hơn nhiều, đặc biệt là những robot mới được vận chuyển từ Trái Đất đến; những thứ mới mẻ luôn mang lại cảm giác thú vị khi sử dụng.
Người xem trong buổi trực tiếp đều cảm thấy rất thích thú, giống như khi xem những video được giải nén vậy.
Những tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt một cách có tổ chức, giống như việc trồng trọt vậy.
“Thật tuyệt vời, tiến độ của chúng ta quá nhanh rồi!”
“Lần này xem thì thấy tiến độ thật là nhanh chóng… Huawei sẽ sớm thành công trong việc phát triển chip siêu dẫn chứ?”
“Chắc cũng sắp rồi đây…”
“Chắc là sắp thôi… Nếu không phải vì chip siêu dẫn, thì chắc không cần thiết phải sử dụng một hệ thống pin năng lượng mặt trời lớn đến thế này đâu.”
Ngoài việc thảo luận về việc robot lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời, mọi người trong buổi trực tiếp còn bàn tán về thời điểm chip siêu dẫn sẽ được áp dụng.
Đây quả thực là một bước đột phá kỹ thuật độc đáo của Quốc gia Hoa.
Dù bước đột phá này vẫn chỉ còn ở giai đoạn ý tưởng, nhưng người dùng mạng Internet ở Jianzhong đã cảm thấy vô cùng hào hứng.
Không chỉ người dùng ở Jianzhong, các phương tiện truyền thông nước ngoài cũng đã sớm ca ngợi Quốc gia Hoa.
Lấy Ấn Độ làm ví dụ, các phương tiện truyền thông Ấn Độ rất thích so sánh mình với Quốc gia Hoa.
Các tờ báo Châu Âu và Mỹ có thể cho qua vấn đề này, nhưng Ấn Độ thì không.
Kể từ khi Quốc gia Hoa xuất hiện, truyền thông Ấn Độ đã bắt đầu suy ngẫm:
“Chúng ta đang tụt hậu đáng kể so với Quốc gia Hoa về mặt chi tiêu cho nghiên cứu khoa học, mật độ nhân tài nghiên cứu, thứ hạng các trường đại học… Quốc gia Hoa có những kế hoạch quốc gia dài hạn như ‘Chương trình Ngàn Nhân Tài’ hay ‘Chiến Lược Công Nghiệp 2025’, trong khi chúng ta thiếu những kế hoạch tương tự. Về lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, mức đầu tư của Quốc gia Hoa cũng vượt xa Ấn Độ; đó chính là lý do tạo ra sự chênh lệch giữa hai nước.”
Chính phủ Ấn Độ có tham vọng, và nước này cũng có những nhân tài trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, nhưng các công ty đầu tư mạo hiểm ở Ấn Độ lại không muốn hỗ trợ những đổi mới công nghệ thực sự; h
Khi “Đỏ Sâu” xuất hiện, những suy ngẫm của Ấn Độ đã mang lại cho người ta cảm giác quen thuộc, bởi vì trước đó, khi Quốc gia Hoa phân tích sự chênh lệch so với Mỹ, lời lẽ họ sử dụng cũng khá tương tự.
Nhưng sau khi kế hoạch chip siêu dẫn được công bố, những suy ngẫm của Ấn Độ bắt đầu đi ra ngoài phạm vi lý trí, với những phát biểu kiểu như “Người Ấn Độ thì không làm được”, “Ấn Độ thật sự yếu kém”.
Trên Quora, có một câu trả lời của người gốc Hoa rất đúng ý:
“Ấn Độ luôn tin rằng họ có thể sánh ngang với Quốc gia Hoa, và nên phải sánh ngang với họ. Mumbai phải cạnh tranh với Thần Hải, New Delhi với Yên Kinh, Bangalore với Bình Thành… Sự tiến bộ khoa học kỹ thuật của Quốc gia Hoa thực sự thu hút sự chú ý của họ.
Lần này, việc Ấn Độ phản ứng mạnh mẽ trước kế hoạch chip siêu dẫn đã gây ra những cuộc thảo luận rộng rãi và gay gắt hơn cả khi “Đỏ Sâu” xuất hiện. Điều này khiến những người không hiểu rõ về Ấn Độ cảm thấy bối rối: trong khi chip siêu dẫn vẫn chỉ ở giai đoạn lý thuyết chưa có sản phẩm thực tế, thì “Đỏ Sâu” lại sử dụng công nghệ yếu hơn nhưng đạt được kết quả tốt hơn. Tại sao điều này lại khiến Ấn Độ phản ứng mạnh mẽ đến vậy?
Theo những người bạn Ấn Độ xung quanh tôi, lập luận của họ là: Chúng ta và Quốc gia Hoa giống nhau; mặc dù hiện tại Quốc gia Hoa đang dẫn đầu chúng ta, nhưng về bản chất, chúng ta không khác nhau gì, chúng ta đều là những người đang theo đuổi họ.
Dù “Đỏ Sâu” mạnh mẽ đến đâu, nó cũng chỉ là bản sao của GPT mà thôi. Ngay cả khi nó vượt qua GPT, thời gian ra đời của nó cũng không khác GPT là bao. Có thể nó là sản phẩm độc đáo, nhưng trong mắt người Ấn Độ, đó vẫn chỉ là sự bắt chước, là việc sao chép.
Vì vậy, những cuộc thảo luận và suy ngẫm của họ vẫn còn ở mức độ hòa bình và lý trí. Nhưng chip siêu dẫn là một sản phẩm hoàn toàn mới, là khái niệm đầu tiên do Quốc gia Hoa đề xuất và có khả năng trở thành hiện thực.”
Điều này khiến Ấn Độ nhận ra rằng có lẽ họ không giống những người khác; Quốc gia Hoa có thể không còn là người đang theo đuổi, mà đang chuyển mình thành những người sáng tạo, thậm chí đã trở thành những người sáng tạo thực sự.
Nếu bàn sâu hơn nữa, Ấn Độ vẫn coi mình là một quốc gia phát triển nhờ vào vốn đầu tư, công nghệ và thị trường của châu Âu và Mỹ; họ cho rằng Quốc gia Hoa cũng vậy, vì vậy giữa hai bên tồn tại mối quan hệ cạnh tranh – khi bạn thu được nhiều hơn, Ấn Độ sẽ mất đi một ít.
Tuy nhiên, sự xuất hiện của chip siêu dẫn đã khiến Ấn Độ nhận ra rằng họ cũng đang tiếp nhận vốn đầu tư, công nghệ từ Quốc gia Hoa; điều này khiến họ bất ngờ, bởi vì mà không hề hay biết, Quốc gia Hoa đã thay đổi được vị thế của mình, trong khi Ấn Độ vẫn là Ấn Độ.
Tất nhiên, không chỉ Ấn Độ mà các quốc gia phát triển khác cũng đang quan tâm đến chip siêu dẫn này. Có lẽ điều này liên quan đến loại vật liệu chip thế hệ tiếp theo.
Những người làm việc trong lĩnh vực chip đều có thể cảm nhận rõ ràng rằng chip dựa trên silicon đã đạt đến giới hạn; mỗi bước tiến tiếp theo đều gặp nhiều khó khăn: chi phí tăng cao, tỷ lệ sản phẩm hoàn chỉnh giảm, và các yếu tố tiêu cực bắt đầu xuất hiện. Nếu không áp dụng cấu trúc ba chiều tiên tiến hơn, chip silicon sẽ sớm đến hồi kết của nó trong vài năm tới.
Vậy liệu hướng phát triển chip siêu dẫn ở nhiệt độ thấp của Quốc gia Hoa có khả thi hay không? Điều này đã trở thành tâm điểm chú ý của giới chuyên môn. Trên Mặt Trăng, điều kiện nhiệt độ thấp luôn tồn tại, và việc sử dụng nhiệt độ thấp để chế tạo chip siêu dẫn là điều hoàn toàn khả thi; tuy nhiên, trên Trái Đất thì không thể. Những gì họ quan tâm là liệu chip siêu dẫn ở nhiệt độ thấp có thể mang lại những tính năng thú vị nào không, và liệu những tính năng đó có thể góp phần vào sự ra đời của loại vật liệu chip thế hệ tiếp theo hay không.
Chính bản thân khái niệm siêu dẫn đã khiến người ta phải suy ngẫm sâu sắc; vậy thì liệu có thể tồn tại trạng thái bán siêu dẫn ở nhiệt độ bình thường, dưới áp suất bình thường không? Trong môi trường và điều kiện mới, có thể sẽ xuất hiện những vật liệu mới.
Do đó, giới chuyên môn đặc biệt quan tâm đến những tiến triển mới nhất về chip siêu dẫn ở nhiệt độ thấp của Quốc gia Hoa. Tất nhiên, bên trong Huawei, mức độ quan tâm còn cao hơn nữa; họ đã điều động những đội ngũ tinh nhuệ nhất từ khu vực Songshan Lake đến Thần Hải để thực hiện dự án này.
Trong năm đầu tiên, nhiệm vụ chính của họ là xác minh tính khả thi về mặt kỹ thuật; con đường phát triển kỹ thuật đã được xác định rõ ràng: sử dụng lớp mỏng vật liệu siêu dẫn FeSe dựa trên sắt, và thông qua quá trình phủ bằng tia phân
Không chỉ là quá trình tính toán, mà còn có vấn đề về độ ổn định, mức tiêu thụ năng lượng, và những yếu tố khác nữa… Tình hình thực tế ra sao?
Họ cần phải lấy một mẫu vật để kiểm tra trước đã.
Với năng lực của Apollo Technology, chỉ cần họ có được mẫu vật, họ sẽ ngay lập tức có thể đưa nó lên Mặt Trăng để tiến hành các thử nghiệm.
Môi trường trên Mặt Trăng đã được chuẩn bị sẵn sàng; nguồn điện cũng đã được cung cấp, và việc khám phá các khu vực bóng tối cũng đã hoàn thành – họ có thể bắt đầu thử nghiệm bất cứ lúc nào.
Có thể nói là mọi thứ đều đã sẵn sàng, chỉ còn chờ thêm điều kiện thuận lợi nữa thôi.
“Kỹ sư Ngô, tiến độ công việc của các bạn thế nào rồi?” Lâm Nhân cũng rất quan tâm đến vấn đề này. Ông ta thường xuyên họp với nhóm kỹ thuật hàng tuần; nhóm kỹ thuật này được thành lập bởi sự hợp tác giữa Huawei và Apollo Technology, với tỷ lệ thành viên khoảng 7:3.
Kỹ sư Ngô là người chịu trách nhiệm trực tiếp cho nhóm kỹ thuật này; ông là một kỹ sư giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực semiconductors của Huawei, chỉ sau ông Lương Mạnh Tùng mà thôi.
Tháng đầu tiên: “Giáo sư, chúng tôi bắt đầu từ vật liệu FeSe. Vật liệu gốc FeSe là loại semiconductors, với nhiệt độ siêu dẫn Tc chỉ đạt 8K; tuy nhiên, khi tạo thành lớp mỏng đơn lớp, nhờ vào hiệu ứng giao diện, nhiệt độ siêu dẫn có thể tăng lên đến 109K,” Kỹ sư Ngô giải thích.
“Môi trường chân không trên Mặt Trăng rất phù hợp cho quá trình tạo lớp mỏng bằng phương pháp MBE, giúp tránh hiện tượng oxy hóa,” ông nói thêm.
Các nhà nghiên cứu trong nhóm đeo kính bảo hộ và vận hành thiết bị: trước tiên, họ đun nóng lớp nền SrTiO3 lên nhiệt độ 600°C để làm sạch bề mặt; sau đó kiểm soát tốc độ bay hơi của nguồn sắt và nguồn selenium – cường độ chùm tia sắt được đặt ở mức 0.1 lớp mỏng/trong mỗi phút, và lượng selenium được cung cấp vượt quá mức cần thiết để đảm bảo tỷ lệ hóa học chính xác.
Trong quá trình tạo lớp mỏng, Kỹ sư Ngô thỉnh thoảng sẽ điều chỉnh các thông số: “Hãy chú ý đến nhiệt độ của lớp nền; nếu quá cao, sẽ dẫn đến tình trạng mất cân bằng trong cấu trúc tinh thể, làm giảm độ liên kết giữa electron và phonon. Độ dày mong muốn của lớp mỏng là khoảng 0.5nm.”
Sau khi lớp mẫu đầu tiên được tạo thành, họ sử dụng phương pháp tán xạ tia X (XRD) để kiểm tra cấu trúc tinh thể: kết quả cho thấy quá trình tạo lớp mỏng diễn ra tốt; tuy nhiên, khi kiểm tra điện trở trong môi trường nitơ lỏng (nhiệt độ 77K
Đội ngũ đã thực hiện ba lần điều chỉnh liên tiếp, thay đổi tỷ lệ giữa selenium và iron từ 6:1 thành 8:1, và cuối cùng đã nhận thấy sự tiến bộ trên mẫu vật thứ tư: Kết quả phân tích XRD cho thấy các đỉnh sắc nét, chứng tỏ sự tương ứng hoàn hảo của cấu trúc tinh thể.
Phải đến tháng thứ ba, họ mới bắt đầu nhìn thấy ánh sáng hy vọng đầu tiên khi sử dụng phương pháp đồng hóa bằng oxy có áp suất cao. Việc này làm thay đổi cấu trúc tinh thể của lớp màng FeSe, khiến thông số trục a tăng từ 3,76 lên 3,78, đồng thời tăng cường sự kết hợp giữa electron và phonon.
Trong các phép mô phỏng, kết quả cho thấy nhiệt độ tới hạn Tc có thể đạt 105K.
Lâm Nhân nói: “Tôi biết mọi người đều rất vui mừng, nhưng điều này vẫn chưa đủ. Chúng ta cần tiếp tục tối ưu hóa.”
Bởi vì môi trường bức xạ tại cực nam Mặt Trăng có thể gây ảnh hưởng đến hiệu ứng Cooper, nhưng nhiệt độ thấp có thể giảm bớt nhiễu nhiệt. Vì vậy, chúng ta cần tích hợp một lớp chắn bức xạ, sử dụng kim cương được đồng hóa bằng boron như lớp bảo vệ. Mặc dù nhiệt độ tới hạn Tc của BDD chỉ đạt 11K, nhưng khoảng cách band rộng của nó có thể chặn lại các tia vũ trụ.
Họ bắt đầu thực hiện các thí nghiệm đồng hóa: Đưa luồng oxy vào buồng MBE, kiểm soát áp suất ở mức 10^-6 Torr, và tỷ lệ đồng hóa dao động trong khoảng 0,1–0,2 atom%.
Việc kiểm tra được thực hiện bằng phương pháp bốn đầu dò để đo đường cong điện trở-nhiệt độ: Dưới máy làm lạnh bằng heli, nhiệt độ được hạ xuống gần 300K, sau đó điện trở giảm mạnh xuống zero ở khoảng 110K. Kết quả kiểm tra từ tính xác nhận hiệu ứng Meissner, và mật độ dòng điện tới hạn Jc đạt mức 10^5 A/cm.
“Giáo sư, theo phân tích các mẫu thất bại, STM cho thấy các cụm oxy là nguyên nhân gây ra hiện tượng phân tách pha,” ông Wu nói.
Lâm Nhân suy nghĩ một lúc rồi hỏi: “Liệu có thể điều chỉnh năng lượng của luồng oxy không?”
Họ đã thay đổi năng lượng của luồng oxy từ 5eV xuống 3eV để tối ưu hóa độ đồng nhất của vật liệu.
Đến tháng thứ tư, đội ngũ cuối cùng cũng sản xuất được mẫu vật thứ hai: Một con chip hình vuông kích thước 5cm, bề mặt phản chiếu ánh sáng kim loại; lớp chắn BDD được tích hợp có độ dày 2μm.
Khi kiểm thử trong môi trường nitơ lỏng, điện trở của con chip giảm mạnh xuống zero, và nó có thể thực hiện các thuật toán AI đơn giản: Con chip có khả năng xử lý phép nhân
Chưa có truyện phù hợp.