巷口维修店老板给我上的一堂芯片课

九月底去南京找同学玩,刚下高铁电脑就歇菜了。导航搜了最近的维修店,拐进老城南的巷口,找到的时候裤脚都沾了雨。 店很小,满墙堆着拆下来的旧主板旧显卡,老板五十多岁,抽着五块钱的南京,看见我就招手,放那吧,半小时给你看。 拆开来一看,说是主板上的供电芯片烧了,要换一块。等的时候就瞎聊,聊着聊着就聊到最近天天上热搜的芯片话题。没想到,他三言两语,把我这个看了好几年科技新闻的人,点得突然通透了。

别被纳米数字PUA了

现在打开任何一个科技网站,全都是几纳米新品发布的新闻,好像数字越小,芯片就越牛,你不买新的就是落伍。说实话我之前也吃这套,为了比上一代小两纳米的芯片,多花小两千换手机,结果呢?日常刷微信逛淘宝,连打开速度的差别都摸不出来,续航反而因为新芯片发热降频,掉得更快了。 老板叼着烟笑,说你们这些年轻人,就会看数字。他干了三十年,什么芯片没见过。原来早期的芯片,一毫米的宽度只能塞几十个晶体管,现在能塞上亿个,工艺进步肯定是好事,但不是给你拿来当玄学吹的。 什么是那个大家天天说的纳米?说白了就是晶体管门的宽度,纳米数越小,同样一块芯片能塞下的晶体管就越多。塞得多了,能干的活就多,理论上速度更快。但凡事有两面,塞太挤了,晶体管之间就容易漏电,发热就压不住,反而要靠提高功耗来稳住性能,到头来得不偿失。
芯片晶体管栅极宽度对比示意图
芯片晶体管栅极宽度对比示意图
我问他,那到底怎么看芯片好不好?他头也不抬地焊芯片,说看你用什么啊。你要是天天跑AI画图剪4K视频,那当然要最先进的大芯片。你要是只是刷短视频接电话,七八年前的老芯片性能都富余。就像我这个老年机,用的还是十几年前的老工艺芯片,一个电池能用半个月,你那个几纳米的新手机能比? 扎心。但不得不说,对啊。我们多少人,被厂家带着节奏,盯着那点数字差较劲,其实大部分性能,从拿到手机的那天起,就一直放在那里吃灰。

造芯片难在哪?不是只有光刻机

聊到国内芯片,我顺口就说,还不是因为买不到最先进的光刻机嘛。老板抬头白了我一眼,说你呀,还是看新闻看傻了。光刻机当然重要,但怎么就只有光刻机难了? 他指着桌上拆下来的一堆芯片说,你以为这玩意儿就是拿光刻机刻一下就完事儿?从一坨沙子变成你手里能用的芯片,要几百道工序,每一步都卡脖子。 就说最开始的硅料,要提纯到九个九以上,也就是99.9999999%的纯度,差一点,整个晶圆就废了。然后拉晶,切割,磨片,每一步的精度要求,都是头发丝的几万分之一,国内原来做不了这么高精度的设备,就得进口。 好不容易做出合格的晶圆,要光刻,要蚀刻,要掺杂,要封装……你光刻机对了,蚀刻机精度差一纳米,刻出来的线连在一起,整个芯片就废了。你所有加工都对了,光刻胶纯度不够,曝光出来的图形歪歪扭扭,也白搭。 造芯片是一个层层咬合的系统工程,缺任何一环都走不动。不是说你搞到一台光刻机,就能哗哗产出先进芯片了。就像我开这个维修店,你给我一把最好的烙铁,我没有合适的焊锡,没有放大镜,没有替换的芯片,我照样修不好你的电脑。对吧?
晶圆厂芯片光刻工艺流程实拍图
晶圆厂芯片光刻工艺流程实拍图
不过话说回来,也不是说我们就一点戏都没有。老板说,他刚干这行的时候,别说芯片了,连像样的电容电阻都得进口,现在呢,国内能做的东西越来越多,就连他店里换的很多小芯片,都是国产的,用着也没差,价格还便宜一半。慢慢来,急不得。

不一定非要往“更小”挤

不一定非要往“更小”挤
不一定非要往“更小”挤
现在全世界的芯片行业,都在卷纳米,从14nm卷到7nm,再卷到3nm,现在连2nm都出来了。越卷越难,成本翻着跟头往上涨,一块最先进的芯片设计成本,几十亿上百亿,没几个公司玩得起。 老板说,他最近修了不少服务器,很多服务器用的不是最先进的工艺,反而稳定性更好,成本更低,用个十年八年都不坏。很多人没想明白,芯片不是只有做小这一条路啊。 现在不是有那个3D堆叠吗?原来的芯片都是平铺在一块晶圆上,就像在平地上盖房子,现在把好几层芯片叠在一起,就像盖高楼,同样的占地面积,能放下好几倍的晶体管,性能提升不比你缩小纳米差多少,成本还低很多。还有就是针对不同场景做定制芯片,比如你给汽车做芯片,不需要手机那种最先进的工艺,稳定耐用就行,我们现在就能做,而且做得很好。 说实话,我之前也一直觉得,我们必须追上最先进的纳米工艺才算赢。那天跟老板聊完,突然觉得,其实赢不一定非要挤那一条独木桥。我们有全世界最大的应用市场,那么多不同的场景需要芯片,很多场景不需要追最顶尖的工艺,我们先把这些地方做透,把基础的产业链搭起来,慢慢再往上游攻,不挺好吗? 老板把修好的电脑递给我,收了我八十块钱。我试了试,开机飞快,比原来还流畅。他擦了擦手上的焊锡,说你看,我换的这个国产芯片,不比进口的差,价格便宜一半,用十年也没问题。急什么啊,饭要一口一口吃,路要一步一步走。 那天走出巷口,雨停了,风里飘着糖炒栗子的香。我摸着兜里修好的电脑,突然觉得,芯片哪是什么遥不可及的天上神仙,不就是一坨沙子,靠一辈辈人一点点磨出来的东西吗?

作者|科技

排版|科技

审核|满满

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