什么？高科技的芯片竟然是沙子做的？
来源: 全国少工委
什么？
高科技的芯片竟然是沙子做的？
科学追求极致
比如极致的快——
像超级计算机
1秒钟能计算
1000000000000000000次
比如极致的小——
像芯片
没错，就是被称为
计算机“大脑”的芯片
如果我说芯片像指甲盖儿一样小
你可能还不能理解这意味着什么
大和小，是相对的
当我们把芯片放到显微镜下
当你发现上面遍布着
无数密密麻麻的电路
眼前俨然是一座巨型的未来城市
道路千万条
纷繁复杂，又秩序井然
这时，你会不会惊叫起来？
芯片的基本结构是晶体管
在一枚指甲盖儿大小的芯片上
有几千万个甚至几十亿个晶体管！
相对于这样异常复杂的结构
芯片才指甲盖大小
是不是非常小？
那么问题来了
科学家怎样把这么多晶体管
做到芯片上呢？
如此复杂的芯片
是怎样制造出来的呢？
你可能想不到
这事可以从一捧沙子说起……
好吧，我们直接来起底！
沙子里有一种神奇元素——硅
这就是制造芯片的主要元素
来，我们一起玩沙子！
啊，不，造芯片！
1
提纯
简单说
就是把沙子里的硅元素提取出来
不要杂质
但是，需要做到多么纯呢？
—— 99.999999999%
也就是说
1千亿个硅原子中
最多允许有1个杂质！
2
拉柱、切片
就好像做火腿肠
先把材料整理成圆柱形
吃的时候再切成薄片
这一步的成品
叫硅片，或晶圆
3
光刻
最关键的一步来了
在每个指甲盖儿大小的区域里
都要做上几十亿个晶体管
上面我们用显微镜看到的“道路”
实际上宽度
不足1根头发丝的万分之一
任凭你有一双巧手
也干不了这么精细的活儿
所有传统工具肯定都不行了
科学家想到了光
一束光的粗细可以小到几纳米
纳米是什么概念呢？
它一种长度单位
1毫米相当于100万纳米
你能想象1纳米有多微小吗？
科学家们按照设计好的电路图
利用光
在硅片上层层雕刻上金属物质
就像在大地上建造道路
立交桥和高楼大厦
螺蛳壳里做道场
一个无比微小
又无比复杂的“未来城市”
终于成型
最后，光刻好的硅片
被切成一个个小方块
装到各自的外壳中
一枚枚芯片就做好了
经过几百步的精细加工
和高科技处理
沙子终于变成了芯片
作者简介
孙凝晖，中国 工程院院士，中国科学院计算技术研究所研究员，计算机系统结构专家，主要 从 事高性能计算机研究，开辟了我国用机群架构研制高性能计算机的新方向，牵头研制了曙光2000-6000三代高性能计算机， 现任中国计算机学会常务理事，中科院计算所学术委员会主任，中国科学院学术委员会副主任，《计算机学报》主编。 《院士解锁中国科技·看得见的信息世界》主笔院士。
小小芯片做得如此复杂
能实现哪些作用？
为什么说我们的生活离不开芯片？
我们国家有自己的芯片吗？
科学家们研究芯片的过程中
经历了哪些不为人知的故事
又有哪些激动人心的时刻？
请同学们关注明天的推送
继续我们的高科技之旅
也可以翻开这本书先睹为快
相信同学们读完这本书
能了解信息科技的方方面面
也许你也能成为未来的芯片专家呢
