Chương 58: Mã Lệnh Tự Cường

Thuộc tiểu thuyết Toàn Cầu Công Nghệ: Thao Túng Kỷ Nguyên

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1858 từ · khoảng 9 phút đọc

Mười giờ sáng ngày thứ hai trăm tám mươi.

Tiếng quạt gió tản nhiệt rền vang. Hàng trăm dàn máy chủ hiệu năng cao chạy hết công suất. Không gian trong trung tâm tính toán của Viện AIMR mát lạnh. Nhiệt độ phòng luôn giữ ở mười chín độ C. Độ ẩm không khí khóa chặt ở mức bốn mươi lăm phần trăm.

Bốn mươi kỹ sư phần mềm ngồi trước màn hình đồ họa. Họ chia thành bốn dãy bàn làm việc. Mắt ai nấy dán chặt vào các dải màu vi mạch đan xen nhau. Những dòng mã nguồn C++ và Python cuộn chảy liên tục trên các khung soạn thảo.

Hoàng Tuấn mặc áo sơ mi trắng. Anh xắn cao tay áo. Đôi mắt anh quầng thâm sau nhiều đêm thức trắng. Tuấn đứng bên màn hình máy chiếu trung tâm, tay cầm bút chỉ laser:

"Phần mềm thiết kế vi mạch KN-EDA Suite đã kiểm thử xong. Đây là chu trình thứ năm trăm. Toàn bộ các khối chức năng đều chạy mượt mà."

Nam đứng cạnh Tuấn. Anh quan sát sơ đồ kiến trúc hệ thống:

"Khả năng tương thích với tập lệnh mở RISC-V thế nào Tuấn?"

"Tương thích một trăm phần trăm anh ạ," Tuấn đáp tự tin. "Chúng ta không dùng bất kỳ lõi IP nào của nước ngoài. Thư viện tế bào tiêu chuẩn từ cổng logic AND, OR cho đến khối nhớ SRAM đều do kỹ sư mình tự xây dựng."

Lê Vân ngồi bên bàn phím. Cô chăm chú nhìn các dòng mã lệnh:

"Hai tháng trước, Liên minh Titan khóa sạch tài khoản phần mềm của chúng ta. Họ nghĩ ta sẽ bó tay. Nhưng toán rời rạc và thuật toán tối ưu đồ thị là thế mạnh của dân kỹ thuật Việt Nam."

Nam gật đầu. Anh chỉ tay vào mô-đun trung tâm:

"Vấn đề cốt tử nằm ở thuật toán tối ưu quang học nghịch đảo OPC. Các em giải quyết bài toán giao thoa lân cận tới đâu rồi?"

Một kỹ sư trẻ phụ trách nhóm thuật toán quang học đứng dậy. Anh mở cửa sổ mô phỏng vật lý sóng:

"Ở tiến trình bốn mươi lăm nanomet, bước sóng laser 193 nanômét lớn hơn đường mạch tới hơn bốn lần. Hiện tượng nhiễu xạ làm biến dạng hình ảnh mạch in."

Người kỹ sư trẻ phóng to một cổng bán dẫn MOSFET trên màn hình:

"Đường mạch thẳng trên mặt nạ thạch anh sẽ bị méo khi in xuống wafer. Góc vuông bị bo tròn. Đầu mút đường dây bị co ngắn. Hai đường dẫn song song quá gần sẽ bị dính vào nhau gây chập mạch."

Hoàng Tuấn bước lại gần màn hình mô phỏng:

"Để in được đường mạch chuẩn xác, hình vẽ trên mặt nạ thạch anh bắt buộc phải biến dạng trước. Chúng ta thêm các tai thỏ trợ lực ở góc vuông. Chúng ta đặt các rãnh tán xạ phụ trợ để triệt tiêu sóng giao thoa."

Nam nhìn biểu đồ trường sóng:

"Phần mềm ngoại nhập tính toán bài toán này rất lâu. Họ chia nhỏ con chip thành hàng tỷ điểm lưới rồi chạy vi phân lặp lại. Một con chip chứa trăm triệu bóng bán dẫn tốn tới hai ngày đêm tính toán."

"Nhóm em đã đổi hướng đi," Tuấn giải thích hào hứng. "Chúng em kết hợp thuật toán ma trận của AI Khởi Nguyên với mạng nơ-ron học sâu. Hệ thống tự học quy luật tán xạ của thấu kính 4:1 và màng nước nhúng."

Để làm được điều đó, nhóm phần mềm phải xây dựng mô hình tán xạ ánh sáng thực nghiệm. Họ dùng dữ liệu đo quang phổ từ các mẻ thử nghiệm thấu kính CaF2 của Lê Vân. Từng hệ số tán sắc, độ cong trường sóng và chiết suất của màng nước khử ion UPW đều được số hóa thành các tensor dữ liệu nhiều chiều.

Các kỹ sư toán ứng dụng viết riêng một bộ giải phương trình Maxwell phi tuyến. Thay vì giải tích toàn bộ không gian, thuật toán phân chia bản vẽ chip thành các vùng ảnh hưởng độc lập. Những vùng mật độ dây dẫn thưa được áp dụng công thức giải tích nhanh. Những vùng cực cổng bán dẫn phức tạp mới dùng mô phỏng sóng điện từ trường đầy đủ.

Nhờ đó, tốc độ xử lý dữ liệu tăng vọt. Mạng nơ-ron dự đoán trước độ méo quang sai với độ chính xác cao. Sau đó thuật toán chỉ cần một lượt hiệu chỉnh vi phân tinh. Thời gian tính toán cho cả con chip 64-bit giảm từ bốn mươi tám giờ xuống dưới bốn giờ.

Tuấn bấm phím khởi động biên dịch.

Trên màn hình, thiết kế vi xử lý đa nhân kiến trúc RISC-V 64-bit mang mã hiệu KN-Core64 bắt đầu được xử lý.

Đây là con chip vi xử lý cao cấp do Khởi Nguyên tự chủ thiết kế. Con chip tích hợp tám nhân tính toán hiệu năng cao. Nó có bộ gia tốc mạng nơ-ron và cụm xử lý đồ họa nhúng. Tổng số bóng bán dẫn trên diện tích một trăm milimét vuông lên tới hơn một trăm hai mươi triệu linh kiện.

Cụm máy tính phân tán chạy hết công suất. Hàng nghìn nhân đồ họa GPU xử lý hàng tỷ phép tính ma trận mỗi giây.

Các dòng thông báo nhảy liên tục trên màn hình:

Tầng một: Tối ưu hóa cổng đa tinh thể. Bổ sung bốn mươi hai triệu phần tử tai thỏ. Tầng hai: Hiệu chỉnh rãnh tiếp xúc kim loại. Sai số quang học dưới nửa nanomet. Tầng ba đến tầng tám: Phủ hoa văn dây dẫn đồng đa lớp. Kiểm tra luật thiết kế DRC: Không có lỗi vi phạm khoảng cách. Đối chiếu sơ đồ nguyên lý LVS: Khớp hoàn toàn cấu trúc mạch.

Chú Bảy từ xưởng cơ khí bước vào phòng tính toán. Ông mặc bộ quần áo bảo hộ còn vương chút bụi than chì. Nhìn hàng triệu đốm sáng nhảy múa trên màn hình, người thợ cả trầm trồ:

"Cái này là bản vẽ cơ khí trên máy tính hả Tuấn? Nhìn hoa cả mắt, chi chít như tổ ong."

Tuấn mỉm cười giải thích cho chú Bảy:

"Dạ đúng rồi chú. Đây là bản vẽ các tầng vi mạch. Mỗi con chip có tám tầng dây dẫn xếp chồng lên nhau. Các đường dây bằng đồng này chỉ mỏng bằng một phần nghìn sợi tóc. Nếu không có thuật toán OPC nắn lại hình vẽ thì máy quang khắc in ra sẽ bị dính chập vào nhau."

Chú Bảy gật đầu thán phục:

"Thế mới thấy cơ khí với phần mềm phải đi đôi với nhau. Tụi tao ở dưới xưởng mài bệ đá với tiện trục trơn tru tới mấy mà trên này vẽ sai một nét thì cũng thành đống sắt vụn."

Nam vỗ vai chú Bảy:

"Chú nói rất đúng. Phần cứng chính xác tạo ra nền tảng, còn thuật toán thông minh sẽ khai thác hết tiềm năng của phần cứng đó."

Thời gian trôi qua êm ả. Tiếng gõ phím lách cách rộn ràng khắp phòng.

Đúng mười một giờ ba mươi phút trưa, còi báo hoàn thành vang lên.

Màn hình trung tâm hiện lên dòng thông báo màu xanh lá cây:

Xuất thành công tệp bản vẽ mặt nạ GDS-II cho tiến trình 45nm. Tổng thời gian tính toán: Ba giờ ba mươi tám phút. Dung lượng tệp dữ liệu: 142 gigabyte. Sẵn sàng nạp vào máy quang khắc.

Cả gian phòng làm việc rộn rã tiếng vỗ tay. Bốn mươi kỹ sư trẻ thở phào nhẹ nhõm sau những ngày lao động miệt mài.

Lê Vân quay sang nhìn Nam:

"Thế là nút thắt phần mềm đã tháo gỡ xong. Chúng ta không còn phụ thuộc vào bất kỳ công cụ thiết kế nào của phương Tây nữa."

Hoàng Tuấn bắt chặt tay Nam:

"Toàn bộ dữ liệu thiết kế KN-Core64 đã đóng gói hoàn chỉnh. Chỉ chờ máy quang khắc DUV nhúng nước tại siêu xưởng Fab 1 là ta có thể bấm máy phơi sáng."

Dưới túi áo ngực của Nam, quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core) rung nhẹ một nhịp ấm áp:

*Xác nhận bước ngoặt tự chủ phần mềm cốt lõi: Hoàn thiện Bộ công cụ thiết kế vi mạch EDA nội địa (KN-EDA Suite) và Thuật toán tối ưu quang học nghịch đảo OPC trên tập lệnh RISC-V.* *Tự chủ hoàn toàn bản quyền thiết kế vi mạch bán dẫn.* *Trao thưởng: +200 Điểm Ảnh Hưởng Cấp 2.* *Tổng điểm tích lũy: 4.600 / 15.000 Điểm Cấp 2.* *Mở khóa gói dữ liệu tích hợp: Quy trình lắp ráp đồng bộ Hệ thống máy quang khắc DUV nhúng nước KN-DUV01 tại Siêu xưởng Fab 1.*

Nam bước đến bàn làm việc. Anh nhấc chiếc ổ cứng thể rắn bọc vỏ nhôm chống tĩnh điện:

"Tuấn, chép toàn bộ tệp thiết kế GDS-II vào ổ cứng bảo mật này."

Hoàng Tuấn gõ lệnh truyền dữ liệu. Dải đèn led trên ổ cứng nhấp nháy liên hồi. Vài phút sau, dữ liệu đã nạp đầy đủ.

Lê Vân mở chiếc cặp chuyên dụng. Cô rút ra tấm phôi mặt nạ thạch anh nung chảy kích thước sáu inch vuông:

"Phôi mặt nạ thạch anh này đã phủ sẵn lớp màng crom dày bảy mươi nanomet. Độ phẳng bề mặt đạt dưới ba mươi nanomet. Buồng khắc chùm tia điện tử E-beam tại phòng quang học đã hiệu chuẩn xong tọa độ chùm tia. Chỉ cần nạp tệp GDS-II này vào, máy sẽ bắt đầu quét khắc hoa văn với độ phân giải mười nanomet."

Nam cẩn thận kiểm tra tem niêm phong hộp đựng phôi:

"Mặt nạ là gốc rễ của độ chính xác. Bất kỳ hạt bụi nào rơi vào bề mặt lúc khắc màng crom cũng sẽ bị nhân bản lên hàng triệu con chip trên wafer. Vân nhớ kiểm tra kỹ qua kính hiển vi quang học phân tích khuyết tật."

Vân gật đầu nhận nhiệm vụ:

"Anh yên tâm. Em và nhóm kiểm định sẽ soi quét từng tọa độ. Không một hạt bụi nào qua mắt được máy soi."

Nam khóa chốt nắp bảo vệ ổ cứng, trao cho Lê Vân:

"Em đưa tệp này sang phòng làm mặt nạ thạch anh. Bộ mặt nạ Photomask phải xong trước chiều mai."

Anh quay sang dặn dò toàn đội:

"Còn anh và chú Bảy sẽ xuống siêu xưởng Fab 1 tại Khu Công Nghệ Cao ngay trưa nay. Bệ đá granite mười tấn, buồng laser excimer ArF và bàn trượt nano đã tập kết đầy đủ. Ngày mai chúng ta bắt đầu lắp ráp hoàn chỉnh cỗ máy quang khắc đầu tiên."

Mọi người đồng thanh đáp lời. Nam cầm chắc chiếc cặp tài liệu. Anh bắt tay từng kỹ sư trong phòng rồi bước nhanh ra xe đang nổ máy chờ sẵn dưới sân.