8月12日,臺積電稱,由於國際大環境遭受制裁使臺積電等無法代工華為晶片,導致華為晶片無法生產,華為在內部開啟「塔山計劃」,被迫組建晶片生產線,自己生產晶片。8月18日,米帝國務院在一份聲明中表示,米帝商務部將進一步收緊對華為獲取米帝技術的限制,同時將華為在全球21個國家的38家子公司列入「實體清單」。米帝這種損人利已的行為,真的讓人憤怒!小小一顆晶片搞得華為如此被動,它究竟有多難造?
晶片長咋樣?
晶片由矽片、電晶體、金屬線三部分組成,矽片在晶片中負責給電晶體提供工作場地,金屬線負責輸送含有指令電流,電晶體接收到含有指令的電流後,開始在矽片上分析電流傳達的信息,分析完成後傳達指令運行程序。就比如我們想打開今日頭條,用手指在屏幕上輕輕一點,屏幕下的電流收到了你傳達的信息後形成電流信息包,傳遞給電晶體,電晶體收到信息包後打開一看,「原來這廝想打開今日頭條」,然後將分析後信息告知電流,電流就前去打開今日頭條應用程式。總的來說,矽片上的電晶體數量越多、質量越好,分析電流攜帶的信息就越快、執行電流攜帶的信息就精準,越牛的晶片越是快準狠。
晶片怎麼造?
第一步造矽片:製造晶片得先製造矽片,製造矽片得找到含有矽元素的原料,而最容易被人們找到的含有矽元素的原料就是海沙,學名二氧化矽。翻譯成白話:海沙由兩個氧元素和一個矽元素組成。可製造晶片製造矽,不要氧啊,所以需要在海沙中加入碳經過高溫提純才能得到高純度的矽原子,最後切成薄片。(ps:化學元素經過高溫反應會分解再重新排列,不記得的你們對不起化學老師)
第二步造電晶體:製造電晶體首先得在矽片上定點,也就是在矽片上畫好施工圖,然後在固定位置加入N離子和P離子形成電晶體。為什麼要先在矽片上定點?為什麼要加入N離子和P離子?離子是什麼東西?別退出去,往下看你能懂!在矽片上定點是最大限度利用面積有限的矽片,事先定點更有利於電晶體整齊的排列;加入N型離子和P型離子是因為整塊矽片都是矽原子組成,化學老師說過:「原子由原子核和電子組成,當相同的原子聚集在一起,原子之間就會共享電子,這樣一來電子就不會亂跑,也就導不了電了。」(這裡不懂的,下課到化學老師辦公室一趟),不導電的電晶體是無法工作的,所以必須在其中加入N、P離子,讓矽原子的數量發生變化,電子數也開始變化,這時就能通電了。
第三步連接金屬線:用金屬線把電晶體都連接起來,這樣它們就可以互通信息,互相協作,工作起來就事半功倍了,就這三步走,一顆晶片就製造出來了。(能堅持看到這裡的,給你的智商點個讚)
晶片為啥難造?
1978年,英特爾發布了第一款16位處理器8086,含有2.9萬個電晶體;1985年,英特爾386微處理器問世,含有27.5萬個電晶體;2010年11月,NVIDIA發布全新的GF110核心,含30億個電晶體;這些是電腦的晶片,大小跟啤酒瓶蓋差不多。而現在主流的手機晶片尺寸比我們的小指頭還小,分布在晶片上面的電晶體以數億計算,用近萬米的極細金屬線連接,這製作晶片工藝的難易程度可以比喻為在49萬分之一的頭髮絲上抄一本新華字典,還不能抄錯字!(一毫米=100萬納米,人的頭髮絲=0.07毫米,1納米=7萬分之一頭髮絲)
2019年的時候,中芯國際對外宣布,公司正式可以量產14nm的晶片,技術上取得了一大進步,比中芯國際更牛的為韓國三星,目前可以量產10納米的晶片,全球實力最強的為臺灣的臺積電,可以量產7納米的晶片(蘋果、華為、高通的高端晶片都是臺積電在代工生產的),而且臺積電(實際上米帝控制)的5納米製程技術已經基本成熟了,遙遙領先於其他的晶片代工企業。這些納米是指集成電路裡線路及電晶體的間距的, 工藝越高,電晶體的體積越小,功率越小,間距越小,單位面積內可容納的電晶體數量越多,晶片性能也就越強。
晶片研發所需費用以100億元為基礎,研發周期以10年為基礎,而是晶片每隔一兩年就升級了,你剛造好一個,市面上的主流晶片性能已經超你一大截了。所以說製造晶片真的很難,華為的塔山計劃實施起來更是難上加難。但是歷經艱難險阻的中華民族骨子裡就有堅苦卓絕的精神品質,國家近年來在金融、財政、人才等方面助力高科技企業,以華為為代表的高科技企業也在技術研發上下苦功。我們們還是有信心戰勝困難的,中國加油!