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芯片

作者:j9九游会发布时间:2024-12-30

  光刻机领域的巨头——荷兰的阿斯麦(ASML)公司,曾提出过一个关于芯片的简洁定义:芯片就是集成在一小片半导体上的电子电路。

  在这个看似简短的定义当中,实则蕴含着三个关键要素,分别是 “半导体”“电子电路” 以及 “集成”。

  说起半导体,它可是一种极为特殊的材料。

  这里面的 “导” 字,所代表的正是 “导电” 的意思,也就是说,半导体的导电性处于导体和绝缘体之间,这是一个相当有意思的特性。凭借这一独特之处,人们能够利用半导体创造出诸多奇妙的功能,比如实现开关控制、信号放大以及信号处理等等。而在众多基于半导体所创造出的元件里,最为有名且至关重要的当属晶体管了,它堪称现代集成电路最基础、最根本的组成单元。

  也正因如此,晶体管的三位发明人——约翰・巴丁、沃尔特・布拉顿和威廉・肖克利,在1956年荣获了诺贝尔物理学奖,这无疑是对他们卓越贡献的高度认可。

  晶体管的三位发明人

  芯片定义里的另外两个关键词——“电子电路” 和 “集成”,二者结合起来便构成了 “集成电路” 这一概念。说到电路,想必大家在中学物理课上都有所了解,像用小灯泡、导线、电池以及开关这些简单的元件,就能组成一个非常基础的电路。

  不过芯片里的电路可要比我们中学所学的复杂得多,其电路数量也是极为庞大的。众多的电路相互集合,并制作在半导体元件之上,如此便构成了一个完整的芯片。j9九游会

  现代集成电路的发明者有两位,一位是来自美国德州仪器公司的杰克・基尔比,另一位则是英特尔公司的创始人罗伯特・诺伊斯。

  现代集成电路的发明者

  遗憾的是罗伯特・诺伊斯在1990年因意外离世了,所以最终只有杰克・基尔比在2000年获得了诺贝尔物理学奖,以表彰他在集成电路发明方面所做出的杰出贡献。

  芯片的制造流程

  芯片制造是一个极为复杂的过程,它起始于设计阶段。

  在这个阶段,工程师们会借助电子自动化工具,精心绘制出电路图以及芯片的布局规划。

  这些设计成果随后会被转化为掩模,进而应用在硅晶圆上,通过光刻技术,将电路精准无误地复制到硅晶片之上。

  完成光刻之后,便进入到蚀刻和离子注入环节。在这一过程中,硅晶圆特定的区域会被进行相应处理,或是移除部分物质,或是进行掺杂操作,以此来形成制造芯片所需要的晶体管以及其他电路元件。

  接着还需要运用化学气相沉积和物理气相沉积这些先进的技术手段,在晶圆上添加必要的材料层,并通过互联工艺,把各个元件妥善地连接起来,从而让整个电路系统能够正常运转。

  当芯片制造完成后,每一颗芯片都要经过严格且细致的测试环节,目的就是要确保其各项功能都准确无误。

  只有通过了测试的芯片,才会被封装在具有保护作用的外壳之中,这样一来,芯片在各种各样的环境条件下,都能够稳定可靠地工作。

芯片

  芯片的广泛应用及重要意义

  芯片的应用范围十分广泛,它已然成为了现代各类电子设备的核心与 “大脑”。

  从我们日常生活中经常使用的笔记本电脑、智能手机,到形形色色的其他电子设备,乃至汽车、医疗设备以及众多精密的诊断工具当中,都能发现大大小小的芯片身影。

  正是这些芯片的存在,使得各类设备的运行变得更加高效、更加智能,并且能够执行愈发复杂多样的任务。

  芯片日常使用领域

  除此之外,芯片在通信技术领域同样有着诸多重要应用。

  比如我们现在正在广泛使用的5G基站,还有众多数据中心的网络系统里面,都布满了各种各样的芯片,它们在很大程度上推动了信息传输速度的提升以及传输质量的优化。

  可以说,芯片不仅是众多创新技术得以实现的核心要素,更是实现设备小型化、智能程度提升以及能效优化的关键所在。

  随着设备和相关技术的持续进步,芯片的设计与制造也变得越来越复杂,并且一直在不断地发展演进j9游会真人游戏第一品牌

  而芯片技术的每一次突破,都在有力地推动着整个社会朝着更加智能、更加互联的方向稳步迈进。

  芯片与人工智能发展的关联

  在人工智能蓬勃发展的进程中,有三个要素起着至关重要的作用,分别是算力、算法以及数据。

  其中,算法方面侧重于各种各样全新算法的不断涌现、设计与完善。

  然而,不容忽视的另一个重要方面便是算力。

  要知道想要支撑越来越复杂的算法得以顺利部署,并实现更高效的运行,就离不开底层硬件的有力支持,而芯片恰恰就是底层硬件的核心所在。

  文本内容源自@科普中国的视频内容

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