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“秒”要被重新定义了 潘建伟团队这项“国际首次”研究功不可没_我的网站

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根据实验结果来看，研究有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性，向建立广域光频标网络迈出重要一步。对此，中国科学技术大学张强教授表示：将来如果放在卫星上能做洲际的时间比对，我们就可以实现新一代的“秒”定义。    　　当地时间8月23日，半导体行业研究机构SemiAnalysis发文称，NAND闪存制造正从钨转向钼，因为当NAND来到300层以上，钼是必选项。为什么“秒”要被重新定义了？咱们现在经常提到的时间概念“秒”，是自 1976 年以来，一直由铯-33 原子钟来定义的。原子钟最初是英国物理学家 Louis Esseb 创造，它的工作原理是计算原子中的电子自旋的翻转频率。而在 1976 年这一年，科学家们通过铯-133 原子在微波频率下的跳动，重新定义了这个时间基本单位：1 秒 = 铯原子的电子自旋翻转 9192631770 次的持续时间。虽然说这种方式已经够精确了，但科学家们似乎却不满足于此。　　SemiAnalysis分析，3D NAND闪存堆叠层数突破300层后，钨字线在电阻、化学兼容性和深孔填充三方面均触及物理极限，钼成为强制替代材料。三星已于2024年量产，美光2025年跟进，SK海力士计划2026年底推出375层钼工艺产品。

B | 截至目前，自然领域中对时间的测量精度已经步入 10-19 的量级。这种量级通俗点来讲，就是百亿年期间误差不会超过 1 秒。其估计，钼在NAND总产能中的占比将从2025年的中个位数百分比，增长至2027年的约30%。　　更进一步的，该机构提出，钼沉积设备将在明年迎来超10亿美元的新增市场。　　该机构称，每一次从钨到钼的转换，都意味着需要新的沉积设备。SemiAnalysis估计，仅2027年一年，NAND钼沉积设备的销售额就将超过10亿美元，并随着DRAM和逻辑芯片的跟进，到2030年增长至约20亿美元/年。而且时间是目前七大基本物理量中测量最精确的那一个。　　受益格局方面，Lam Research（泛林集团）最先获益，TEL（东京电子）紧随其后；AMAT（应用材料）、ASMI（ASM国际）及Naura（北方华创）则更多受益于后续DRAM和逻辑芯片的转型浪潮。

C | SemiAnalysis表示，完整的细分市场层面测算已纳入其前道设备（WFE）模型。但单有最精确的计时还是不够的，因为它还需要“配套”一个与之精度相匹配的时间传递技术。

D | 　　钼渗透率在高层数NAND中提升，本质是为延续NAND单位Bit成本下降曲线。

E | 二者的重要性可以说是画等号的。但地面附近自由空间的环境复杂，大气中的各种扰动、湍流、链路损耗、环境变化等因素，给自由空间长距离时频传递带来了极大困难。此前，自由空间中的光频传输技术只能实现 10 公里量级的传输。　　300层NAND主要在结构上升级，聚焦超高深宽比通道孔刻蚀、多次Stack堆叠、晶圆翘曲控制以及Overlay精度控制。　　375层乃至400层以后，材料亟需升级，因钨字线会因为字线间距通道孔缩小面临RC延迟快速恶化、WF残氟导致介质损伤、漏电失效率提升以及填充缺陷放大的问题。而潘建伟团队要攻克的正是这一难题：在光源方面，研制出高功率、高稳定度光输。而钼凭借更低电阻率、无氟前驱体及无需阻隔层等优势，有望改善RC性能与器件可靠性，为字线和存储孔缩放提供工艺余量，从而延续高层数NAND的成本下降曲线。　　中银证券表示，SK海力士已完成375层3D NAND生产验证并计划2026年底量产，拟采用钼材料替代钨制作字线，继三星在286层第九代3D NAND中率先导入钼工艺后，两大存储龙头相继切换，钼替代钨趋势确立。

F | 在光信号收发信道方面，研制出高稳定性、高效率的光收发望远镜系统。　　然而，钼的材料加工更为复杂，因为必须以气体形式输送，且前驱物在室温下为固体，需要加热器以确保流动稳定性。

G | 　　基于此，300层以上3D NAND字线由钨切换为钼，并不是简单更换靶材或者更换气体材料，而是前驱体供给、ALD沉积腔体、刻蚀、清洗、尾气处理整套工艺链条的重构，原有钨CVD产线硬件无法直接复用，将直接推动晶圆厂资本开支上行，同时设备、特种材料、零部件均迎来变化。　　爱建证券表示，钼导入本质是一次全流程工艺重构，设备链受益有望沿“沉积及前驱体输送→CMP及清洗→刻蚀→量检测”路径传导，工艺难点由沉积向后处理环节延伸。还采用线性光学采样的干涉测量方式，实现了高精度的时间测量。

H | 最终，潘建伟团队在相隔 113 公里的新疆南山天文台和高崖子天文台之间，实现了万秒 10-19 量级稳定度的时频传递。

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据张强介绍：把我们非常精密的这种时间信号，通过这个望远镜打到这个 100 公里以外的另外一个望远镜。其中——　　沉积：成熟的WF钨工艺，Mo沉积需重新建立高深宽比结构下的填充与缺陷控制工艺窗口，同时有望减少阻隔层使用，带动沉积设备及配套工艺升级；　　输送：Mo前驱体通常采用低挥发性固态源，与传统WF气态前驱体体系差异较大，需要新增气化装置、温控管路及精密供气系统，以保障前驱体稳定输送；　　CMP：Mo材料的氧化及表面化学特性不同于传统金属体系，需重新开发CMP研磨液和研磨垫，以满足平坦化、去除速率及缺陷控制要求；　　清洗：Mo导入后残留物及氧化物体系发生变化，高深宽比结构下金属残留和污染控制难度提升，有望推动相关湿法清洗设备及配套化学品验证导入；　　刻蚀环节则需重新建立适配钼材料的工艺窗口，且3DNAND层数持续提升下，刻蚀选择性、侧壁形貌控制及层间均匀性要求进一步提高，有望带动相关刻蚀设备升级需求；　　量检测：Mo量产还需新增膜厚均匀性、填充缺陷、金属残留及电学可靠性等监控项目，有望带动薄膜量测、缺陷检测及电性测试等设备需求增长。

J | 那边的话，然后我的这个信号被那边的一个同样的一个望远镜接收，接收了之后他们进行一些比较精密的时间探测。同时那边也会打一个同样的一个精密的光源信号也打过来，在这边也做一个同样的一个精密探测，然后两边的信号再做一个对准，做一个校正。

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据了解，该实验在如此自由空间时频传递过程中：时间传递万秒稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于 4E-19，系统相对偏差为 6.3E-20±3.4E-19，系统可容忍最大链路损耗高达 89dB，远高于中高轨星地链路损耗的典型预期值（约 78dB）。

L | 　　该机构称，NAND工艺迭代核心从单纯堆叠层数转向材料—设备—工艺协同创新，新材料导入将持续催生沉积、刻蚀、清洗等关键设备迭代升级，Mo字线导入将推动沉积、刻蚀、清洗等关键环节工艺升级，相关设备及零部件厂商有望受益。
而国际计量组织计划 2026 年讨论“秒”定义的变更，也正因这项研究成果的实现，张强认为：如果能够实现洲际的比对的话，那么我们就可以实现新一代的这个“秒”定义。与日常生活相关那么接下来的一个问题便是，这项研究成果会带来哪些影响？引用 Nature 审稿人的评价就是：该工作是星地自由空间远距离光学时间频率传递领域的一项重大突破，将对暗物质探测、物理学基本常数检验、相对论检验等基础物理学研究产生重要影响。但除此之外，其实这项研究也与人们的日常生活息息相关。（文章来源：科创板日报）。例如卫星的导航精度与计时精度紧密相关，若是希望定位更加准确（毫米以下），就需要更好的计时精度。在大地测量、地质勘探、雷达探测等涉及社会民生的领域，精确的时间也都将发挥重要的作用。

M | 那么对于未来新“秒”的定义，你期待了吗？参考链接：[1]https://www.nature.com/articles/s41586-022-05228-5[2]https://weibo.com/2032139271/Mb1zivEhA?type=comment[3]https://mp.weixin.qq.com/s/MCbQ6UJFNflzF0VmrtPw4Q[4]https://tv.cctv.com/2022/10/06/VIDEYEjxB0UTcY85WichtWvz221006.shtml?spm=C45404.PCHhhgX3efBE.Ev0XVtu8CoWN.224[5]https://ishare.ifeng.com/c/s/v002EZ3vLgfck1LPf29qCKM51b4D1bqKqLDSTFiDq8nGUgw__。

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Published on:17:27:12