第236章 智能製造（1 / 2）
星际神经量產后，供应链的瓶颈暴露了出来。
nx系列晶片是整套脑机接口系统的心臟。每一颗晶片採用四纳米工艺製造，集成了超过三百亿个电晶体，负责採集、压缩、传输脑电信號的全部运算。这款晶片的设计是方泽带队完成的，製造交给了三星的代工厂。工艺参数在量產初期经过了多轮优化，但良率始终卡在一个数字上。
百分之七十三。
良率的意思是，每一百片晶圆上產出的晶片中，只有七十三片能通过功能测试。剩下二十七片要么在製造过程中出现了微缺陷，要么在最终封装阶段性能不达標。
方泽在內部会议上给了一个直观的换算：“每提高一个百分点的良率，意味著每批次多出超过五千片可用晶片。五千片nx-40晶片的市场价值超过一亿元人民幣。一个百分点就是一亿。“
三星的代工团队已经做了三轮工艺优化。光刻胶的配方调了两次，蚀刻气体的配比改了三次，离子注入的能量参数在允许范围內来回尝试了不下二十组组合。每次调整后良率会小幅波动，但始终没有突破七十三这个天花板。
沈一鸣在一次技术討论会上提出了一个完全不同的思路。
“我们一直是在用试错法优化工艺参数。“他看著方泽说。“三星的工程师很厉害，但半导体製造有太多的变量维度，光刻胶厚度、蚀刻深度、离子注入角度、退火温度，每一个维度都有数十种可能的取值组合。人脑不可能穷举所有组合，但量子计算可以。“
他的方案是把nx-40晶片的整个製造工艺流程抽象成一个高维优化问题，然后让天衍量子计算机去做全局参数空间搜索。不是让工程师一个个试，是让量子计算把所有可能的参数组合一次性算出来，找到全局最优的那一组。
方泽听完想了五分钟，说了一个问题：“量子计算能模擬半导体製造工艺吗。製造过程涉及的材料科学非常复杂，量子计算的模型精度够不够。“
沈一鸣的回答是：“不需要完美模擬。我们做的是参数敏感性分析，不需要知道每一个物理过程的完整机制，只需要知道哪些参数变化对良率的影响最大。把影响最大的那些参数用高精度模型算，次要参数用统计近似，混合起来跑。“
三星方面对这个方案的態度很积极。他们的工艺工程师团队在之前的三轮优化中已经把传统方法能做的调整做遍了，接下来如果要继续提升良率，確实需要一种全新的工具。
天衍量子计算机用了三天时间，跑完了三星团队预计需要两年才能完成的参数空间搜索。
三天和两年。这个对比本身就是一条新闻。但真正的新闻在结果里。
天衍给出了七个关键变量的最优参数组合。光刻胶厚度容差从正负零点五纳米收窄到正负零点一纳米，蚀刻深度补偿值从常规的百分之二调整为百分之三点七，离子注入角度偏差校准从零点五度修正为负零点三度。其余四个参数涉及退火温度曲线、清洗液浓度、光罩对准偏移量和晶圆承载器冷却速率。
七个参数，每一个调整幅度都不大，最大的变化也只是几个百分点。但七个参数叠加在一起的效果是惊人的。
三星按照天衍给出的参数调整了產线。调整本身只花了两天，因为参数的改动量都在现有工艺窗口的可控范围內。第三天开始试生產。
良率：百分之九十一。
方泽在產线测试报告上看到这个数字的时候，打电话给沈一鸣，说了一句话：“你用三天的计算干了三星工程师两年的活。“
沈一鸣回了一句更直白的：“不是我乾的，是天衍乾的。我只是给它出了个题。“
三星半导体部门的副总裁当天从韩国发了一封邮件到402总部。邮件正文只有一句话。
你们的量子计算机应该改名叫製造大脑。
左城看到这封邮件，笑了一下，但很快收住了笑。他在想一个更大的问题。
量子计算做製造优化这件事，不只適用於晶片。任何需要高精度製造的行业，都面临同样的困境：工艺参数维度太多，人脑穷举不过来。半导体是极端案例，但航空发动机叶片的锻造工艺、新能源汽车电池模组的焊接参数、脑机接口电极阵列的生物相容性涂层配比，这些问题在本质上是同构的。
他把这个想法和沈一鸣说了。沈一鸣的回应是立刻开始写通用化的製造优化模块。
一个月內，量子製造优化方案从晶片延展到了四个新领域。航空发动机叶片的合格率提升了十五个百分点。新能源汽车电池模组的一致性问题从百分之七的不良率降到了百分之一点二。脑机接口电极阵列的生物相容性测试通过率从百分之八十八提升到百分之九十九。一家做高端医疗器械的合资企业用量子优化引擎解决了不锈钢精密零件的热处理裂纹问题，每年因此减少的废品损失超过八千万。
七个行业，超过四十家製造企业接入了天衍量子云製造优化模块。
平均良率提升超过十二个百分点。折合每年节省製造成本超过三百亿人民幣。
消息传到工信部，一位分管制造的副部长在內部会议上提了一句：量子计算不是实验室里的事，是车间里的事。
当天晚上左城一个人坐在办公室里，把当天所有数据的匯总报告看了一遍。製造业覆盖的广度超出了他最初的预期。他打开了系统面板。 ↑返回顶部↑
nx系列晶片是整套脑机接口系统的心臟。每一颗晶片採用四纳米工艺製造，集成了超过三百亿个电晶体，负责採集、压缩、传输脑电信號的全部运算。这款晶片的设计是方泽带队完成的，製造交给了三星的代工厂。工艺参数在量產初期经过了多轮优化，但良率始终卡在一个数字上。
百分之七十三。
良率的意思是，每一百片晶圆上產出的晶片中，只有七十三片能通过功能测试。剩下二十七片要么在製造过程中出现了微缺陷，要么在最终封装阶段性能不达標。
方泽在內部会议上给了一个直观的换算：“每提高一个百分点的良率，意味著每批次多出超过五千片可用晶片。五千片nx-40晶片的市场价值超过一亿元人民幣。一个百分点就是一亿。“
三星的代工团队已经做了三轮工艺优化。光刻胶的配方调了两次，蚀刻气体的配比改了三次，离子注入的能量参数在允许范围內来回尝试了不下二十组组合。每次调整后良率会小幅波动，但始终没有突破七十三这个天花板。
沈一鸣在一次技术討论会上提出了一个完全不同的思路。
“我们一直是在用试错法优化工艺参数。“他看著方泽说。“三星的工程师很厉害，但半导体製造有太多的变量维度，光刻胶厚度、蚀刻深度、离子注入角度、退火温度，每一个维度都有数十种可能的取值组合。人脑不可能穷举所有组合，但量子计算可以。“
他的方案是把nx-40晶片的整个製造工艺流程抽象成一个高维优化问题，然后让天衍量子计算机去做全局参数空间搜索。不是让工程师一个个试，是让量子计算把所有可能的参数组合一次性算出来，找到全局最优的那一组。
方泽听完想了五分钟，说了一个问题：“量子计算能模擬半导体製造工艺吗。製造过程涉及的材料科学非常复杂，量子计算的模型精度够不够。“
沈一鸣的回答是：“不需要完美模擬。我们做的是参数敏感性分析，不需要知道每一个物理过程的完整机制，只需要知道哪些参数变化对良率的影响最大。把影响最大的那些参数用高精度模型算，次要参数用统计近似，混合起来跑。“
三星方面对这个方案的態度很积极。他们的工艺工程师团队在之前的三轮优化中已经把传统方法能做的调整做遍了，接下来如果要继续提升良率，確实需要一种全新的工具。
天衍量子计算机用了三天时间，跑完了三星团队预计需要两年才能完成的参数空间搜索。
三天和两年。这个对比本身就是一条新闻。但真正的新闻在结果里。
天衍给出了七个关键变量的最优参数组合。光刻胶厚度容差从正负零点五纳米收窄到正负零点一纳米，蚀刻深度补偿值从常规的百分之二调整为百分之三点七，离子注入角度偏差校准从零点五度修正为负零点三度。其余四个参数涉及退火温度曲线、清洗液浓度、光罩对准偏移量和晶圆承载器冷却速率。
七个参数，每一个调整幅度都不大，最大的变化也只是几个百分点。但七个参数叠加在一起的效果是惊人的。
三星按照天衍给出的参数调整了產线。调整本身只花了两天，因为参数的改动量都在现有工艺窗口的可控范围內。第三天开始试生產。
良率：百分之九十一。
方泽在產线测试报告上看到这个数字的时候，打电话给沈一鸣，说了一句话：“你用三天的计算干了三星工程师两年的活。“
沈一鸣回了一句更直白的：“不是我乾的，是天衍乾的。我只是给它出了个题。“
三星半导体部门的副总裁当天从韩国发了一封邮件到402总部。邮件正文只有一句话。
你们的量子计算机应该改名叫製造大脑。
左城看到这封邮件，笑了一下，但很快收住了笑。他在想一个更大的问题。
量子计算做製造优化这件事，不只適用於晶片。任何需要高精度製造的行业，都面临同样的困境：工艺参数维度太多，人脑穷举不过来。半导体是极端案例，但航空发动机叶片的锻造工艺、新能源汽车电池模组的焊接参数、脑机接口电极阵列的生物相容性涂层配比，这些问题在本质上是同构的。
他把这个想法和沈一鸣说了。沈一鸣的回应是立刻开始写通用化的製造优化模块。
一个月內，量子製造优化方案从晶片延展到了四个新领域。航空发动机叶片的合格率提升了十五个百分点。新能源汽车电池模组的一致性问题从百分之七的不良率降到了百分之一点二。脑机接口电极阵列的生物相容性测试通过率从百分之八十八提升到百分之九十九。一家做高端医疗器械的合资企业用量子优化引擎解决了不锈钢精密零件的热处理裂纹问题，每年因此减少的废品损失超过八千万。
七个行业，超过四十家製造企业接入了天衍量子云製造优化模块。
平均良率提升超过十二个百分点。折合每年节省製造成本超过三百亿人民幣。
消息传到工信部，一位分管制造的副部长在內部会议上提了一句：量子计算不是实验室里的事，是车间里的事。
当天晚上左城一个人坐在办公室里，把当天所有数据的匯总报告看了一遍。製造业覆盖的广度超出了他最初的预期。他打开了系统面板。 ↑返回顶部↑