文/陳 航（芯片工程師） 圖/馬 峰

在你的生活中，不可缺少的一件東西是什么？是隨時(shí)不離手的電話手表，是能快速獲取資訊的智能手機(jī)，還是功能強(qiáng)大的平板電腦呢？相信“可可豆”們都有自己的答案。你知道嗎，要讓它們真正運(yùn)作起來(lái)，都離不開(kāi)一個(gè)重要的東西——芯片！

芯片可謂是“無(wú)處不在”，我們隨身攜帶的公交卡，汽車上的導(dǎo)航、倒車?yán)走_(dá)，家中的空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)，還有太空中的各種衛(wèi)星上，都有它的身影。本期，就讓我們一起走進(jìn)芯片的世界吧！

什么是芯片？

芯片的“祖先”，可以追溯到20 世紀(jì)中葉誕生的世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。這個(gè)龐大的計(jì)算機(jī)只有計(jì)算功能，由超過(guò)18000個(gè)和50萬(wàn)根導(dǎo)線組成復(fù)雜的電路，重達(dá)30 噸，但計(jì)算能力還不如現(xiàn)在的便攜式計(jì)算器的十分之一。

早期的集成電路板

電子設(shè)備復(fù)雜的電路組成了一個(gè)“數(shù)字”的世界。這個(gè)世界用“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字作為語(yǔ)言，將它們排列組合之后就能表達(dá)各種信息。當(dāng)復(fù)雜的外部信息變成數(shù)字世界的語(yǔ)言，電子設(shè)備就能處理得更加方便、快速和可靠。

那么，數(shù)字世界的“交流方式”是什么樣的呢？這就要靠電子管或晶體管這類元件了。它們像一個(gè)個(gè)“微型開(kāi)關(guān)”，開(kāi)啟是“1”，關(guān)閉是“0”。無(wú)數(shù)的“微型開(kāi)關(guān)”按照特定的順序排列，就能進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，對(duì)文字、圖像、聲音的處理也不在話下。

從集成電路板的制造工藝取得突破開(kāi)始，芯片的發(fā)展速度變得越來(lái)越快，一張小小的芯片能夠容納越來(lái)越多的晶體管——從20 世紀(jì)60年代的不到100 個(gè)，到現(xiàn)在的數(shù)以億計(jì)。人類進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，數(shù)不清的電子設(shè)備因?yàn)樾酒陌l(fā)展而誕生。不管是電腦、手機(jī)，還是智能家居、機(jī)器人，芯片就是它們的核心，憑著強(qiáng)大的運(yùn)算能力幫助它們實(shí)現(xiàn)各種豐富的功能。

各路芯片有絕活

芯片家族亮相

內(nèi)存：我和閃存兩個(gè)“存儲(chǔ)器兄弟”各有分工。我主要負(fù)責(zé)臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用完就把它們?nèi)拥?，就像流水線一樣。不過(guò)，在這條流水線上能夠臨時(shí)存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)，決定了電子設(shè)備能夠同時(shí)運(yùn)行多少程序，這也是決定電子設(shè)備性能的一大指標(biāo)。

制造芯片有妙招