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式是冗余和校正。时钟树有冗余路径,关键信号有纠错编码,存储阵列有备用行和列。冗余就是用空间换可靠性。可靠就是信息不丢。不丢就是传到了。
安安绣请柬没有冗余——每一份都是独一份,绣坏了只能重来。她重来过三次。三次都是因为颜色不满意,不是绣坏了。颜色不满意就是花青素的提取批次不同导致的色差。色差在安安的眼里是无法接受的。无法接受就拆了重绣。拆就是把丝线从丝绢上抽出来,抽出来的线不能用第二次——线上已经有了折痕,折痕会影响光的反射,让紫色看起来不均匀。不均匀就是信息失真。安安不接受失真。不接受就是她的手艺标准。标准不在尺子上,在她的眼睛里。眼睛看过去,颜色均匀就是均匀,不均匀就是不行。行和不行之间没有数值指标,只有感觉。感觉比数值快。数值要量,感觉看一眼就知道。
光刻不能靠感觉。光刻必须靠数值。数值从传感器来——对准传感器测量硅片上的对准标记的位置,位置数据送入控制系统,控制系统计算硅片和掩模之间的相对偏移,驱动压电陶瓷台做纳米级的位移补偿。位移补偿的精度是零点几纳米。零点几纳米是一个硅原子直径的几分之一。在这个精度下,硅晶格不再是连续的,是离散的原子排列。原子排列的随机性成为误差的最终极限。极限就是物理定律不允许更高的精度了。物理定律就是传的边界。
传的边界之外,信息无法到达。无法到达就是消失了。但消失只是在这一层消失。在另一层,信息还在。安安的请柬在光刻层没有对应的数字版本——没有扫描,没有拍照,没有被编码成零和一。但请柬的物理存在本身就是信息。信息不需要被编码——丝线里的花青素分子排列本身就是编码。编码的方式是分子结构,读取的方式是光照。光照在请柬上,反射光进入眼睛,信息传递完成。这个过程不需要芯片,不需要光刻,不需要十三点五纳米的极紫外光。它只需要太阳。太阳就是最古老的光刻机。太阳的光谱从紫外到红外,包含了花青素吸收和反射的所有波长。太阳光刻了泡桐叶的形状,泡桐叶的形状刻在安安的视网膜上,安安的视网膜把形状传给她的手,她的手把形状绣在丝绢上。这条传的链条不需要任何现代技术。它只需要一个太阳、一棵树、一个人、一根针、一根线。
高槿之站在FAB里,突然想明白了这件事。不是想——是感觉到了。感觉到的东西不能用语言完整描述,但他还是试着在脑子里把它翻译成语言。翻译的结果是:他做了一辈子芯片,本质上做的是同一件事——把光变成结构。用十三点五纳米的光,在真空里,经过几十面反射镜,在硅片上做。和安安用太阳光,在空气里,经过角膜和晶状体,在视网膜上做,是同一件事。
同一件事。只是工具不同。工具不同,传的速度不同,传的精度不同,传的规模不同。但传的本质相同。本质就是:信息以某种物理形式存在,被某种物理过程改变,改变后的信息被另一种物理形式承载。承载就是传。传到了就是蚀下了。蚀在这一层,也蚀在那一层。层和层之间没有界限,只有不同的物理载体。载体的种类无限多——铜锤、丝线、骨骼、请柬、芯片、光刻胶、视锥细胞、突触权重。每一种载体都有它的寿命,但载体之间的传递可以无限进行。无限进行就是永远传下去。
永远传下去,在物理上是不可能的。热力学第二定律规定了宇宙的最终命运是热寂——所有的能量最终会均匀分布,没有任何梯度可以利用,信息无法被记录和传递。但热寂的时间尺度是十的一百次方年。十的一百次方年太远了。远到没有任何意义。在可感知的时间尺度内——在几百年、几千年、或许几万年内——传是可以持续的。持续的条件是载体不断更新。更新就是光刻层在做的:把信息从即将衰朽的载体上,搬到一个新的、更稳定的载体上。
高槿之的芯片是一种新载体。安安的请柬是另一种。方遇的铜锣是第三种。它们同时在传。传的内容不同,但传的动作相同。动作就是把光照在什么东西上,让那个东西改变,改变后的东西承载了光带来的信息。光带来的信息来自光源。光源可能是太阳,可能是激光等离子体,可能是LED。光源在发光之前,能量从更早的源头传来。太阳的能量来自核聚变,核聚变的能量来自引力约束,引力约束的能量来自宇宙大爆炸。大爆炸那一刻,所有的物质和能量从一个奇点开始膨胀。膨胀到现在,一百三十八亿年。一百三十八亿年里,物质不断聚集、分散、再聚集,形成了星系、恒星、行星、生命、意识、铜锣、绣针、芯片。
高槿之在FAB里站了很久。久到同事走过来拍了拍他的肩膀,说:第一片光刻完了,去看扫描电镜图吗?
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他说:
扫描电镜图在屏幕上显示出来。放大十万倍,硅片表面的光刻胶图案清晰可见。矩形整齐排列,边缘锐利,间距均匀。那是他写的代码的物理化身。代码里有几个关键的状态寄存器,放在芯片的核心位置,周
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