不传播迷信，崇尚科学，此文章仅代表个人观点，切勿当真。关注“沐牛有料”分享有趣故事和观点

上集通过整个光谱和不可见光，从微观层面和大家探讨了一下除JI紫外光之外，还有没有更多突破的可能。这一不小心竟然和辐射扯上了关系，原来能被我们利用的不可见光源可供突破的空间并不大。

一颗芯片要想被造出来，现在就需要二千多道工序；

一个芯片工厂起步门槛就是150亿美金，每年还要数十亿美金来运营，这还不算研发成本；

Gao端芯片的价Ge每年以百 分之二十的速度在上涨，而成本每18个月就会每十八个月成本降低一半。那为什么到2042年，一个顶Ji芯片将不再是5000元一片，有可能是几十万一片。不是说成本在不断降低吗？是呀，开始我也是这么想的，直到我看到“量子隧穿效应”就明白了。

这个“量子隧穿效应”我会在下面和大家说清楚。

所以说如何突PO封Suo，赶上DI一梯队，被称为“世纪豪赌”，一点也没夸张，没有芯片我们就根本没有未来。我们该如何和Di一梯队掰手腕呢？是量子芯片吗？还是别的什么更好的方法？

这也是我都更新了十集，还要坚持写完的原动力。没有芯片，我们的AI人工智能就会被人家落的越来越远，我们的轻重工业，甚至所有行业，都将会受到严重影响。

可以说一处被动，处处被动，看看毛熊在小乌面前的尴尬，就知道掌握芯片的重要性了。

第九篇文章发布后，我自己看了一下，写有还是有点深，如何把这枯燥的理论说的再好玩一点，是对我的新挑战。我会尽可能的把文章写的好玩、好看、容易懂。这样才能让更多的人了解芯片，了解我们的努力和进步。

今天的文章继续和大家分享：

芯片研发中还有哪些核心秘密等待我们去突破；

什么是FET结构？CPU、GPU、NPU、TPU都是什么？

为什么28nm是个槛？摩尔定律已经失效了吗？

异构芯片是什么？封装工艺又是什么？

文章的末尾，我们和大家分享一下，我们在芯片领域的全产业链布局。只有不受制于人，才能Zhen正的把握主动权。

芯片的发展速度，远超我们的想象，这些年不停的有人说摩尔定律失效了，没有更多的进步空间了。说这些话的人不会想到，一切的创新和进步，才刚刚开始。

现在已经有科学家绕过二进制，去研发类脑芯片了。

有人还拿围棋的世纪大战来举例：

一个人一杯咖啡，但他的对手是：1202个CPU+176个GPU+一百多名科学家；

一个人消耗24瓦功率对阵一百万瓦的机器；

这24瓦还要呼吸、心跳、消化等一个人的正常生理功能。

没有对比就没有伤害，人工智能和芯片的进步在能耗比和功率上，需要优化的空间还很大。

现在OpenAI就面临一个能源危机，你要维持一个超大的运算中Xin运转，不光是要有GPU封装矩阵，还要有强大的能源动力支撑。

不跑题了，咱们还讲芯片还有哪些技术等待我们去突破，我们先从芯片的基础结构FET说起吧上：

现在的芯片发展已经到达了原子级别，科学家闹心的就是在不断的追求速度，降低能耗的过程中，不断的在材料的功能Ji限上不停的试探。

比如英特尔在90nm这个区间时，就用到了应变硅技术来加速电子的流动速度，从而降代功耗。我写的不是专Ye类文章，所以就走马观花的和大家了解一下就得了，如果有说的错误的，希望有朋友能帮忙指正。

为了不让电子不发生栅JI泄漏，还要降低电阻率，英特尔用了立体的Fin FET结构。

这个结构也叫鳍式场效应晶体管，栅Ji立起来后，像个钳子一样把中间的间隔给夹起来，来缩短线宽还可以三根线并联，来增强电流的驱动能力。

说简单点就是通过把平面结构，变成立体结构，然后通过不断优化，在微观原子层面，Jing确的控制电流的连通和关断。然后还要让芯片越做越小。

越做越小，制造过程就越来越麻烦，就这样芯片每十八个月，集成电路的数量就翻一倍。在性能不变的情况下，每十八个月成本降低一半。

从1965年开始，让芯片只通过工艺改进，结构不变的情况下，等比例缩小，中间当然也进行了各种材料和细节优化，到了2012年，缩小到了28nm出事了。

出啥事了呢？原来是电子造Fan了，说专Ye点就是“量子隧穿效应”，就是电子关不住了，偷偷的有离家出走的了。为了不让电子总是往出跑，还越跑越多，就只能不断的优化fin FET的结构，生产步骤越来越多，然后生产难度也越来越高，相应的成本也开始上升。

2020年，Fin FET在7nm这达到了Ji限，这时候EUV光刻技术的出现，开始支持更小沟道的光刻（就像我们的微雕）。这种GAA（全环绕场效应晶体管）技术，相当于将过去的垂直的Fin FET栅Ji，翻转后立体的插入，开成门级环绕结构，让芯片的面积变得更小。

英特尔在微缩技术上又提出了什么HBI和3D CMOS等，除了结构上采用3D堆叠，还要新材料和新工艺上不断探索。比如硅基氮化镓可以用铁电存储还有什么量子位等，看得人云山雾罩的。

这些专Ye概念，我就不一个一个解释了，我自个也没整太明白。反正就是在微观层面上做文章，比如立体堆叠，就需要自校准，精Que的用一片一片的晶圆盖楼，据说存储芯片现在都堆到232层了，夸张不。

现在英特尔能在室温下实现磁电自旋轨道（MESO），用电荷的自旋特性取代电荷迁移，来完成信息的传输、处理和存储功能。

这个室温下的MESO，已经进入了量子计算的范畴。人家叫12寸晶圆CMOS制造兼容的完整的量子比特工艺制造流程。

科学家不但用到了电子的自旋特性，还要尝试学习毛Xi血管的特性，对芯片进行液冷散热。

就像固态电池一样，这些年光子芯片，量子芯片也频频出现在大家的视野中。这场科技豪赌或者叫芯片战争，正在向着微观世界进行着无尽的探索和挖掘。

下面我再说一下CPU、GPU、NPU、TPU都是什么？

CPU也叫中Xin处理器，是计算机的核心大脑，也叫通用处理器，适用于各种计算服务；

GPU也叫图形处理器也曾被叫做显卡，并行计算能力强，擅长图形渲染和科学计算。我们知道它曾被虚拟货币公司用来挖矿，另外它还被用于游戏、动画制作、数据分析等；

NPU也叫神经网络处理器，它Te有的硬件加速技术，是专门用于人工神经网络训练和矩阵推理计算，比如人脸和语Yin识别领域；

TPU张量处理器，是谷歌的AI加速芯片，也是为了机器学习和人工智能任务，也可大规模矩阵运算；

总结一下就是：GPU和TPU核心处理能力和并行运算；NPU和TPU采用专门的硬件加速；大家各司其职，有时候也会有交集。

之所以在这里说明一下PU家族，是因为有一个消息是这样的“我国研发出Shou个碳nm管张量处理器芯片”，往上面看一下，就知道，原来这是谷歌的TPU技术被我们突破了。

英特尔为什么开始对EUV光刻机不感兴趣，是因为他们是CPU领域的老大；英伟达主攻GPU；而NPU被称为数字多媒体芯片技术，IBM、高通、谷歌和我们的中科院都在研究，比如无人驾驶、无人机和安防监控就是NPU技术的研究方向。

既然Fin FET结构到7nm就会有Ji限，随着工艺的复杂，价ge越来越贵。聪明人就会想别的办法，这就是异构芯片和芯片矩阵，让我们赶紧了解一下吧：

学过化学的都知道，沙子和玻璃差不多的主要成分都是二氧化硅。利用一千公斤沙子，可以造出来五千片（5000片）8英寸晶圆

要想造一颗晶片，把它的整个工序铺开来，有40公里那么长。半导体芯片的尺寸比跳蚤、毛发和病Du还要小。

一个芯片从一个想法到成品要经过三大门槛：用EDA软件进行设计三分之一；芯片通过晶圆和光刻机刻蚀完成占了三分之一；而封装和测试也要占掉三分之一。

所谓的封装测试，就是一个芯片生产出来了，还是一个光Pi股的孩子，他需要穿上衣服。根据芯片的等级不同，要穿上不同的衣服。比如芯片互连的零级封装，多芯片组合（异构封装），还有什么母板等，要想一一说明，好麻烦。

我在前面的文章里，仔细剖析了英伟达是怎么把Gao端芯片，通过连接、组合成芯片矩阵的整个过程。

IPHONE（苹果）的M1芯片，就集成了8个CPU和8个GPU，还有16个神经网络加速引擎。到M2芯片的性能就比10核的PC处理器强两倍多，能支持多条4K和8K在线短片剪辑。

还有特斯拉的FSD结构的Autopilot3.0域控Zhi器能在低能耗情况下，同时处理1毫米雷达和8个She像头信号。

上篇文章，我和大家分享了芯片发展和研发的更多可能，今天又和大家一起分享了一下，硅基芯片的基础结构fin FET的进化过程，还有PU家族的具体分工，科学家在异构和矩阵方面在探讨更多的可能。

在文章的结尾，给大家分享一些好消息，为了Quan面Dui抗封Suo，我们必Xu在芯片领域实现全产业链布局。我们在芯片设计、代工、封测、半导体设备包括芯片材料方面都有突破性的进展：

芯片设计我们有海思、紫光展锐等众公司；

芯片代工端我们有中芯国际和华宠虹力等；

芯片封测：长电、华天、通富微和长川科技等；

存储芯片我们有长鑫存储（内存条）和长江存储（存储芯片）；

硅片制造：中环股份和上海硅产业；

光刻胶及试剂：北京科化、晶瑞、南大光电等；

掩膜版：华特气体、中船重工、雅克等；

CMP抛光材料有安集科技，江丰电子等

这个列表还可以拉好长，比如金属靶材、封装基板、石英材料、氮化镓材料等。

比如新昇公司只用两年时间，就可以拉出300mm单晶硅锭，轻松实现半导体硅片的规模化生产，这家公司的创始人，我会在下一篇文章详细和大家分享张汝京的故事。这些年在台积电的欺负和打Ya下，张汝京和他的团队是值得我们每个人去记住的，时代的英雄。

在Quan面赶超的路上，我们从未止步。中端市场我们完全可以实现自给自足，在Gao端领域，我们也在不断的完成技术上的突破。有人说我们在芯片领域要实现Quan面赶超是不可能的，连霉利国都做不到，我们不要盲目自大。

这么说不是没有道理，但是他忘了，我们的吃苦和创造能力，还有几千年的文化积淀，在全世界上来说是独yi无er的。我们没必要妄自菲薄，看清自己，相信自己的实力很重要；也不要太过自信，梦想一口吃个胖子。

关于芯片的文章，一口气写了十篇，其实我一直想和大家分享的就是我们的芯片的整个发展历程。但因手头资料不全，我又不太了解，我就一点点学习，一点点和大家分享，整个过程很有意思，但是我们的芯片发展经历了哪些坎坷和曲折，到现在还等于基本没说。

昨天我在整理资料的时候，被张汝京和江上舟的事迹，给触动了。原来我们的芯片发展是如此的坎坷，太不容易了。在了解的过程中，几次差点没控制住自己的眼泪。

不怕没好事，就怕没好人。下集我会和大家分享骑上火弩箭的张忠谋是怎么百般阻挠我们的芯片发展的故事。

阴差阳错，造化弄人，也许我们的芯片产业必Xu要经历这个百转千回的挫折，才会被重视，才会真的腾飞。

这九九八十一难，到底经历了哪些磨难，下集我会一点点和大家分享，张汝京是怎么被张忠谋欺负出中芯国际，江上舟在生命Zui后一刻也没能力挽狂澜的悲壮过程。

那一代芯片人太不容易了，一直被封Suo，被台积电打Ya。不把他们的努力进取的过程与大家分享，都对不起我这前十篇流水帐试的铺垫和努力。

关注“沐牛有料”分享有趣观点和故事

—未完待续—