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芯片简史(2024第十九届文津图书奖作品)

前言 和开拓者的灵魂一起踏上芯片之旅

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实事求是由一个神秘力量提出,又由一个神秘量弱化
应对芯片危机,我们需要原始创新,而唯一的方法是诚挚,实事求是地面对现实和历史。

01 不确定的世界,从电灯泡到半导体

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最后,他们改变了铜片上的电压,这时匪夷所思的事情发生了,竟然有电流从铜片流向了灯丝,而且,只在一个方向上有电流。可是,灯丝和铜片并没有任何接触,两者之间是真空的!
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通过人的再生产产生了一些对社会发展有益的思想
1905年,爱因斯坦还只是瑞士伯尔尼专利局的一名普通职员,每天下班后跟好友米歇尔·贝索(Michele Besso)一起步行回家,边走边讨论自己的新点子。
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几个月后,玻尔偶然注意到,氢原子的光谱总共有4根亮线,只出现在特定频率位置。[插图]这让玻尔豁然开朗:这是量子化的迹象,电子的轨道不是连续变化的[插图](见图1-7)!
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当我们能确定粒子的位置时,却不能确定它的速度;反之,当我们能确定粒子的速度时,却不能确定其位置。​”这就是“不确定性原理
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如果用手按下墙上的开关,每秒最多按3~4次。而继电器每秒可以切换100次,真空管可以达到每秒数百万次,半导体器件更是可以达到每秒数千亿次。因此,半导体适合做高速开关,实现芯片中的0和1的逻辑运算。

04 “大规模白痴”,芯片的发明

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创新者的窘境吧
手握大量芯片相关核心技术(扩散法、硅提纯、光刻、硅晶体管、氧化硅层、金属淀积等)的贝尔实验室,靠着领导层的丰富“经验”与“缜密”思考而错失了这一重大发明。而这,还不是最后一次……

05 创新者的窘境,MOS场效晶体管

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虽然看不懂,但是还是看的很开心
,请他在硅晶圆衬底上生长出一层新的半导体层:一方面,在原有的衬底上掺进大量电荷,令电阻变小;另一方面,在新生长的薄层上做出大电阻,以同时满足小电阻和大电阻的需求。
离经叛道的嬉皮士正掀起一股自由的狂潮。他们不愿意再听上一辈的说教,而是要自己寻找人生与社会的真理。他们会做各种各样的社会实验,听披头士等乐队的摇滚乐,从亲身实践中感知世界。

06 一切过往皆可超越,摩尔定律

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小米汽车?
他们预测到未来成本将降低得很快,不会亏本。而现在把价格定得很低,则能有效地占领市场、留住客户。

07 化繁为简,计算芯片

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AI 的 prompt 是不是也类似
只要给定解释程序,图灵机就能把任何复杂的算法翻译成机器能理解的代码,从而转化为数值,进行计算。