上周六在新街口的咖啡馆坐了俩小时,邻座的小伙子打了半小时开放世界游戏,手机烫得他隔两分钟就往冰水杯上贴。
“这破芯片怎么又掉帧。”
他对着手机屏幕翻了个白眼,我端着冰美式凑过去搭了句话,说你现在骂的这玩意,本质上跟你家里空调遥控器里的芯片,没你想的那么大差别。
他愣了愣。
那就顺着这个茬,聊聊那些你天天见、但根本没搞懂的芯片常识。
你以为芯片是”指甲盖大小的计算器”?其实它更像挤了千万人的老城中村
很多人对芯片的印象,还停留在”把电路板缩小了焊到硅片上”的阶段,觉得那里面的零件整整齐齐排着队,像学生做广播操似的。
根本不是。
上次在半导体展上,展商摆了个放大十万倍的芯片剖面模型,我凑上去盯了五分钟,那上面的线路横七竖八绕得跟南京老小区的巷子似的,连个能插脚的空隙都找不到。每一条线路的宽度,大概是头发丝直径的万分之一,上面挤的晶体管数量,比整个江苏省的常住人口还多。
就这堆指甲盖大小的东西,每个晶体管只干一件事:开,或者关。对应0和1。
没别的玄机。

你别觉得这功能简单,千万个开关凑到一块儿,就能算清楚你刚才拍的那张照片里,哪个是你家猫哪个是布艺沙发,能帮你把10分钟的视频压缩到能发朋友圈的大小,能在你刷付款码的时候,半秒内把你的账户信息传到对面的收银机上。
哦对,展商当时还免费发硅片形状的黑巧克力,硬得硌牙,跟真的做芯片用的硅片质感一模一样。
很多人觉得这东西离自己的生活远,其实你早上出门扫的共享单车、楼下早餐店扫码机响的”收款到账”、甚至你进小区刷的门禁卡,全靠这堆挤在小硅片上的微型开关撑着,少一个环节,整个流程都得卡壳。
别再被”造芯片全靠光刻机”的说法骗了
前阵子跟个做半导体材料的朋友吃饭,他喝了半杯啤酒开始吐槽,说网上天天把芯片制造简化成”只要有顶级光刻机,明天就能造出好芯片”的爽文,看得他直想笑。
哪有那么容易。
就像你家里有了最好的炒锅,没有新鲜的食材、没有调好的调料、没有知道火候的厨师,你能做出一桌像样的菜?
芯片从一捧普通的石英砂,到最后能塞到你手机里,要走几百道工序,光刻只是其中最出名的那一道而已。就像拍电影的时候大家都盯着主演看,没人记得打光的灯光师、做道具的场务、改台词的编剧,少了哪个,片子都拍不完。

他说之前他们做的那款EUV光刻胶,就是涂在硅片上那层只有几个原子厚度的感光材料,就因为差了0.1个纳米的厚度,曝光出来的线路就会歪掉,整条生产线的货都得报废。前两年供应链波动的时候,多少厂的生产线停着等这层胶,跟光刻机半毛钱关系没有。
还有大家觉得没技术含量的封装环节。就是把做好的裸芯片包上保护壳,接出能通电的引脚。之前有款旗舰手机刚发售的时候,用户反馈玩游戏的时候容易掉帧,查了快半个月,最后发现是封装用的树脂材料,热胀系数和硅片差得有点多,温度一上来,引脚就虚接,跟芯片设计的性能半毛钱关系没有。
说真的,每次看到网上把芯片制造吹成”单靠某一个设备就能搞定”的爽文,我都替那些在无尘车间里熬了大半年调参数的工程师憋屈——人家熬了几百个通宵抠出来的工艺细节,在爽文里连个镜头都没有。
你嫌芯片发烫,其实它已经在节能上拼了老命
好多人换手机的时候,总吐槽现在的芯片功耗高,玩半小时游戏就烫得拿不住。
但你有没有想过,十年前的手机,那芯片的算力还不如现在你家里智能音箱的零头,功耗却是现在旗舰芯片的三四倍。
2013年的主流手机芯片,跑1GHz的频率就要耗掉1瓦的电,现在的同功耗下,同样的芯片能把频率拉到3GHz还多,算力翻了不知道多少倍。那为啥还发烫?
因为你现在用的程序也重了啊。
你现在刷的是4K分辨率的视频,玩的是能自由逛地图的开放世界游戏,微信、购物APP、导航软件在后台挂着十几个,放十年前的老芯片身上,直接当场死机都算好的。
上次跟个做芯片架构的工程师吃饭,他说他们团队现在花最多时间抠的,根本不是怎么把芯片的最高频率拉得更高,是怎么让芯片在你刷朋友圈的时候,把80%的核心都”睡过去”,只留最小的一块电路在干活。你刷10分钟社交软件,芯片的平均功耗,可能还不如你手机屏幕亮着费的电多。
很多人对芯片有个误区,觉得制程越先进的芯片就该用在所有地方。其实根本不是。你家的智能门锁、空调遥控器、电子秤里的芯片,用十年前的老工艺就足够了,便宜、耐造、坏了换也不心疼,根本没必要花大成本上最先进的制程——为了省那点电,成本翻十倍,完全是浪费。
我之前看到个挺有意思的事,有人从上个世纪九十年代的老设备里,拆出了当年的芯片,擦干净了装到设备上,居然还能正常运行。那时候的芯片没有花里胡哨的AI功能,没有炫目的跑分,就是老老实实帮设备算清楚该算的数,一用就是几十年。
其实哪有那么多神话。
你口袋里那块发烫的小硅片,不是什么供在神坛上的科技符号,就是一群工程师对着几纳米的空间,一点点抠出来的、帮你省了好多麻烦的小工具而已。
没必要把它吹得高高在上。
也没必要听两句煽动就觉得它一无是处。
就这么简单。
作者|科技
排版|科技
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