第五百三十八章一種全新的芯片

　　通過精密的溫控，韓元將手里從營養艙的基座上取下來的淡白色芯片拆解開來。

　　之所以拆這個而不是拆從遠古沃那比蛇身上取下來的，還不是因為這個數量多，每個營養艙里面都有一個，即便是損壞了也不心疼。

　　那墨綠色的芯片可只有一塊，而且還是能完美契合生物的芯片，若是被搞壞了，他想要研究都沒有門路了。

　　撒哈拉之眼地下基地的生物實驗室里面的那些生物標本里面可沒有這種芯片，他解刨過。

　　所以保險起見，穩妥一點先研究有備份的芯片，確保能做到萬無一失不損傷芯片內部結構后再來出來那塊墨綠色的生物芯片。

　　將通過溫控技術拆解開的芯片底座取下，正正方方的芯片核心就展露在了韓元和直播間觀眾的眼中。

　　不僅僅是韓元好奇，直播間里面的觀眾也好奇這種看上去像電腦芯片的東西到底是什么，里面的結構又是怎樣的。

　　特別是各國的專家，對于這種東西就更加好奇了。

　　一個完全區別于人類文明，且比人類文明更加先進的‘生物科技’文明，造出來的芯片，絕對能給人類芯片的發展帶來巨大的幫助。

　　淡白色的金屬外殼里面，在基座上有一個平面凸起，和現代化的芯片結構類似。

　　不過單純的用肉眼來看，并不能看出這種東西的細致結構，只能使用顯微鏡來進行觀察。

　　數百倍的放大，核心結構展露在韓元眼前。

　　看上去和和計算機芯片的結構完全不同。

　　普通計算機的芯片，是通過光刻機在單晶硅材料上進行加工出來的。

　　因為使用了蝕刻、顯影、添雜、重疊等手段，會讓芯片核心在顯微鏡下放大后看起來就像高樓林立道路復雜錯中的城市。

　　但眼下這塊從維生艙底座上拆下開的芯片，與微型城市完全不搭邊。

　　更像是一座座的森林。

　　透過顯微鏡，韓元明顯的觀察到了一個個矗立在淡白色金屬底座上的‘豎桿’，

　　這些豎桿的形狀有些像是火柴棍，豎桿的頂部盯著一個半透明的菱行材料，不過和火柴棍相比，這種豎桿的桿部比例更小，整體纖細的就像一根頭發絲一樣。

　　這種結構的芯片，和用光刻機雕刻出來的硅基芯片、碳基芯片完全不同。

　　硅基芯片和碳基芯片雖然在耗材上有區別，但芯片的內部電路圖、邏輯電路、邏輯門這些東西還是互通的。

　　它通過控制一道道的邏輯門的開關來實現計算功能。

　　而眼前這些宛如城市道路中路燈一樣的東西，韓元有些不明白這東西到底是怎么實現‘邏輯門’的功能的。

　　難不成這東西亮一次就算一次開，熄滅一次就算一次關嗎？

　　但如果是這樣的的，電流或者使用的輻射粒子所攜帶和傳遞的信息，到底是怎么傳遞給下一個‘路燈’的？

　　靠底層的金屬底板嗎？

　　可金屬地板在顯微鏡的觀察下，是一個完全相連的整體，就像一塊鋼板一樣，整體都是連接在一起的。

　　通過底層金屬底板傳遞信息是可以的，但該如何控制輻射粒子的前進方向？

　　這就相當一個人在一塊沒有道路的大草原上奔跑一樣，他完全可以四面八法的隨意奔跑。

　　如果沒法控制輻射粒子的前進方向，那么根本就無法實現計算功能。

　　這就好比一塊芯片里面的電子在到處亂串一樣，邏輯電路根本就沒有固定的道路。

　　這樣一來，即便是能計算出數據，也只會得到錯誤的數據。

　　比如讓這塊芯片計算一個11，最終的輸出結果可能是2，可能是3，也有可能是11917等各種數字。

　　無法控制電流，也就是‘計算介質’的芯片，毫無意義。

　　除非底板上還有一些他不知道的東西，否則通過底板來傳說輻射粒子是不大可能的。

　　這樣一樣，這來線路初步就可以排除掉了。

　　而這塊芯片的計算功能的實現方式，恐怕是完全不同于硅基芯片和碳基芯片的方法。

　　而且這種方法的效率，大概率會比碳基芯片硅基芯片中使用的邏輯電路計算數據的方法更高。

　　將芯片拆開研究了一遍后，韓元將拆開的芯片送入了檢測中心進行檢測分析。

　　從材料到結構，再到觀察輻射的傳輸方法等等，完整固定檢測流程走完的時候，時間已經過去了小半個月。

　　“這個是，金剛石？”

　　針對芯片核心區域‘路燈’狀結構的材料檢測報告拿到手的時候，韓元有些訝異。

　　這種芯片中，那路燈上最頂端部分的半透明結構，竟然是一種特殊形態的金剛石。

　　金剛石，這種材料韓元很熟悉。

　　這種自然界中目前已經發現的所有材料中最硬的東西，用途其實并不算廣泛。

　　金剛石是有單純的碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是一種典型的原子晶體結構的材料。

　　由于金剛石中的CC鍵很強，所有的共價電子都參與了共價鍵的形成，因此沒有自由電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點極高，而且不導電。

　　基于它的硬度，這東西在工業上一般且主要用于制造各種磨具、鉆頭和切削刀具等。

　　至于其他的工業用途，金剛石的性能其實并不怎么樣。

　　雖然它的硬度頂尖，但不導電，且燃點較低，在純氧中燃點只有720800℃，哪怕是在普通的空氣中也只有8501000℃，這種燃點溫度達不到很多材料需要的要求。

　　所以金剛石的工業用途其實挺窄的。

　　當然，這玩意純度高的，用來充當智商稅還是用的挺廣泛的。

　　哪怕是在目前已經能夠大批量人工合成，甚至自然界都有大量出產的情況下，一克拉寶石級別的金剛石價格依然不低，遠超黃金。

　　在這種芯片中觀察到金剛石這種材料，韓元是相當訝異的。

　　不過對這種金剛石的研究，卻又發現了一些特別的性質。

　　那就是這種芯片中的金剛石，從成分上來分析，并不出純碳結構。

　　除了金剛石原有的碳結構外，里面還含有一定數量的氮原子和鑭化鎵硅分子。

　　這也是它并不是高透明的狀態的原因。

　　韓元推測，氮和鑭化鎵硅，可能是這種芯片完成‘電路計算’邏輯電路計算數據功能的核心原因。

　　而隨后完成的輻射傳輸檢測的數據更是證實了這一點。

　　在通過像芯片中倒入一定量的能源石輻射的時候，這些由特殊金剛石制造而成的‘路燈’迅速亮了起來。

　　而這種亮起來的‘路燈’，并未像普通的燈泡一樣，三百六十度無死角的散發光芒。

　　它更像是一種由激光筆發射出來的激光，呈現出直線傳播，由一個路燈出發，指向和傳遞到下一個路燈上。

　　這種能力，代表著它能和加工好的芯片一樣，能做到控制電流的前進方向，也能不停的進行電流開關，進而實現邏輯電路的計算功能。

　　最關鍵的是，在后續的高頻間斷輻射傳導實驗中證實了這種金剛石不僅能實現光導傳播和輻射粒子，還能抗住超高頻率的間斷輻射傳導。

　　簡單的來說，就是你不停的去開關臥室房間里面的燈泡，從一秒一次，到一秒十次，再到一秒百次。

　　這種情況下，劣質一點的燈泡可能在一秒十次的時候就直接燒掉了。而這種金剛石，能抗住一秒三十萬次的開關。

　　雖然用電燈開關的方式來形容這種頂級高科技有點那個，但原理卻就是這種。

　　在能抗住高頻間斷輻射，且能穩定傳輸輻射粒子和光導，以及能控制兩者的路線后，這種金剛石已經有了邏輯電路的功能，條件適合的情況下，做到數據計算是完全可以的。

　　“還真是另一條路線，不過底層架構和計算基礎倒是一樣的。”

　　“碳基芯片和硅基芯片是通過控制電流的開關通過來實現邏輯電路的計算功能。”

　　“這種金剛石則是通過控制光輻射和粒子輻射來實現邏輯電路的計算功能的。”

　　“而且它的帶隙相當小，導能能力特別強，甚至可以說是直接由‘間接帶隙’變為‘直接帶隙’。”

　　“這樣一來，計算效率能提升最少十倍以上，高的話能達到間接帶隙的數百倍、數千倍甚至是數萬倍。”

　　“難怪這種芯片里的邏輯門結構數量并沒有那么多。”

　　實驗室中，韓元整理著針對這種芯片的研究數據。

　　雖然對于這種芯片、里面的材料是如何制造的、如何控制粒子輻射，光輻射的角度強度之類的東西研究毫無進度。

　　但這種芯片的運行機制最起碼弄明白了。

　　在計算機芯片中，電子帶隙是半導體材料的一個非常非常重要的特性。

　　這東西導帶的最低點和價帶的最高點的能量之差，也稱能隙。

　　是判斷材料物理性質隨彈性應變變化的重要指標，它決定了大功率或高頻器件性能、壽命等一系列的東西。

　　帶隙越大，電子由價帶被激發到導帶越難，本征載流子濃度就越低，電導率也就越低。

　　簡單的來說，帶隙大，它的導電能力就越低，帶隙小，導電就越高。

　　比如金屬材料的帶隙就遠比非金屬材料的小，這也是金屬的導電性能強于絕大部分非金屬材料的原因。

　　而材料的電子帶隙分兩種，一種是間接帶隙，另外一種則是直接帶隙。

　　相比較之下，直接帶隙半導體中的電子更容易發生躍遷。

　　因為在直接帶隙中，電子可以直接躍遷釋放光子，不涉及動量的變化。

　　而這種特殊的金剛石，是一種用拉伸手段制造而成的特殊金剛石。

　　它強行將金剛石的原先的間隙帶隙拉伸縮小到了直接帶隙的程度，極大的降低了穿透它的光輻射和粒子輻射的能級損失，又因此降低了耗能。

　　在相同的性能的情況下，一塊硅基芯片的耗能是10的話，那么碳基芯片則是1，而這種金剛石芯片則是0.01。

　　能級相差極大。

　　如果拋去掉粒子輻射，僅看光輻射的話，這種金剛石芯片差不多就是傳統意義上的‘光子計算機’的‘核心芯片’了。

　　因為它是使用光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的。

　　不過在這里，核心的計算粒子應該是那種由能源石中散發的H粒子，光輻射的作用應該是給H粒子的傳導搭一條路，以固定H粒子的傳遞，讓其不至于跑偏。

　　換做硅基芯片中的難題，大致就是相當于解決低納米級時出現的‘量子隧穿效應’。

　　嗯，差不多可以這樣理解。

　　不過這玩意先進是先進，但和韓元使用的碳基芯片是另外一套完全不同的體系。

　　雖然有一定的參考價值，但從目前的發現來看幫助并不多。

　　而且更令韓元困惑的是，一塊芯片中的燈柱數還不到一萬，至少他手上這塊用于研究的金剛石芯片中的燈柱數量還不到一萬，只有七千六百多個。

　　比如硅基芯片碳基芯片中動輒數十億，數百億的晶體管數量來說，七千六百個燈柱的數量，連零頭都夠不上。

　　而燈柱的功能，目前來看和碳基硅基芯片中的晶體管的功能是一致的，都是起控制‘介質信號’的作用。

　　這意味著這種金剛石芯片的性能，應該遠低于硅基芯片和碳基芯片。

　　可事實上，從撒哈拉之眼中的那臺類計算機設備的性能來看，這種金剛石芯片的性能，應該是超過碳基芯片和硅基芯片的。

　　這是韓元有些不明白的地方。

　　理論告訴他，金剛石芯片的性能要低于碳基芯片，但事實告訴他，這玩意的性能遠超碳基芯片。

　　理論和現實出現了對立，這大概是他搞科研這些年來的頭一次。

　　不過如果能找到這里面的原因，對于芯片的計算能力來說，可能是一次質的飛躍。

　　不到一萬個燈柱產生的計算能力就能媲美擁有數百億晶體管的硅基芯片，如果有數百億個燈柱呢？

　　那計算能力得恐怖到一個什么樣的程度去？

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