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當談到芯片，許多人 的第一反應可能只是電腦里的cpu。那么到底什么是芯片呢？在網(wǎng)絡(luò)中搜索，芯片指的是集成電路。在電子學中，它是電路小型化的一種(主要包括半導體器件和無源元件等。)并且經(jīng)常在半導體晶片的表面上制造。簡單來說，芯片就是由一個或多個集成電路在一個半導體上形成的產(chǎn)品，而集成電路并不像我們中學學過的有線電路，而是一些微型電路。
由集成電路和芯片組成的主板。圖庫版權(quán)圖片，未經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
核心 of 芯片 指其重要性。在現(xiàn)代社會，很多芯片都扮演著 大腦和大腦。作為設(shè)備的核心，芯片的使用使得設(shè)備 智能 。 芯片 的 芯片 代表了它的外形，大部分芯片都是芯片形狀，集成度高，方便放入各種設(shè)備。
芯片應用廣泛，所以它的分類也很復雜。說到芯片，大多數(shù)人可能會簡單地把芯片等同于電腦cpu。但芯片的范圍遠不及此，電腦cpu只是芯片發(fā)揮的各種功能之一。
01
芯片的分類
根據(jù)功能分類，芯片可分為四種類型，即:
以計算機的核心cpu(中央處理器)和gpu(圖像處理芯片)為代表的計算芯片；以內(nèi)存芯片rom(只讀存儲器)、dram(動態(tài)隨機存取存儲器)為代表的內(nèi)存芯片；以cmos(互補金屬氧化物半導體存儲器)為代表的傳感芯片作為攝像頭核心；以ac/dc電源管理芯片為代表的能源芯片，以5g為代表的通信芯片?？梢哉f，人們可以 他們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷娑茧x不開芯片。
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根據(jù)應用場景的不同，芯片還可以分為消費級、工業(yè)級、汽車級和軍用級芯片。除了性能，它們的主要區(qū)別是工作溫度和環(huán)境承受能力。
例如，chang 的e iv只有你手機芯片的十分之幾。你可能想知道為什么如此先進的登月技術(shù)使用這樣一個 慢 cpu。這是因為他們的工作環(huán)境不同。
手機芯片是 說謊和說謊主板上，室溫穩(wěn)定，遠離水和磁，有散熱片防止 發(fā)燒 。這樣的工作環(huán)境可以被描述為 舒適 。我們把它照顧得很好，它偶爾會死機。嫦娥一號的中央處理器；;e iv位于溫差300℃的太空環(huán)境中，時刻暴露在致命的宇宙輻射中。因此，長安的cpu。;e iv需要在材料、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)方面進行特殊設(shè)計，以便它可以 對抗 宇宙環(huán)境。
因此，對于軍事產(chǎn)品或航空航天設(shè)備，安全芯片在不同復雜環(huán)境條件下的穩(wěn)定性和可靠性是最重要的考慮因素。
現(xiàn)在人們越來越重視芯片的工藝技術(shù)。所謂的 幾納米工藝與技術(shù)用來指芯片中晶體管的柵極長度。數(shù)字越小，芯片單位面積的晶體管集成度越高，性能越強。但隨著芯片中晶體管數(shù)量的不斷增加，人類在cpu上的技術(shù)進步逐漸放緩，目前的工藝和門長已經(jīng)無法匹配。
02
從模擬信號到數(shù)字信號
開啟自然中的數(shù)字篇章
自然界的一切都是連續(xù)的，比如時間連續(xù)，水流連續(xù)，長度連續(xù)。起初，科學家 發(fā)明也是連續(xù) 。例如，有線和無線廣播直接傳輸?shù)穆曇舨ㄐ闻c信號源一模一樣。早期的膠片攝影依靠化學材料感光，類似于人眼的光譜映射，從而產(chǎn)生圖像。這 連續(xù) 信號被稱為 模擬信號與控制。模擬信號完全捕捉或還原自然，這似乎是一種完美的技術(shù)。然而，事實真的是這樣嗎？
在傳輸過程中，信號要經(jīng)過許多處理和轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)節(jié)，在這些過程中，模擬信號會受到干擾；同時，如果是有線傳輸，線路附近的電氣設(shè)備也會產(chǎn)生電磁干擾。如果是人類追求的無線傳輸，開放環(huán)境下不可抗力因素較多，使得模擬信號幾乎無法使用，嚴重影響通信質(zhì)量。為此，人們已經(jīng)嘗試了許多方法來恢復模擬信號，但他們不能 不能從根本上解決干擾問題。
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但是后來發(fā)現(xiàn)，如果把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號，問題就解決了。雖然與模擬信號相比，離散數(shù)字信號具有固有的誤差和分辨率，但數(shù)字信號在傳輸上具有先天優(yōu)勢，可以大大緩解信號的干擾和噪聲。因此，困擾人們多年的問題得到了解決。
從數(shù)字信號發(fā)明的那一刻起，大自然的數(shù)字化進程就開始了。想要獲得連續(xù)的圖像？當然可以！把畫面拆解成像素，再把每個像素的顏色分成不同亮度的紅綠藍組合，就可以把圖像變成無數(shù)個二進制數(shù)。想獲得連續(xù)的聲音？it 沒關(guān)系！先將連續(xù)信號離散化，然后用二進制表示各部分，二進制位數(shù)反映聲音波形的精度，最后通過編碼可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字。
模擬信號(上)和數(shù)字信號(下)
在數(shù)字世界中，我們幾乎可以模擬自然界中的所有物體，最后是世界 屬于 兩個數(shù)字:1和0。所以句子 世界屬于你和我們，但它畢竟屬于程序員有道理。
03
半導體
的芯片 揮舞著文學才華和
正如一個詩人 的全面文采需要潑灑在一張白紙上，芯片上顯示其 力量與智慧。和半導體體硅晶片主要由高純硅制成，可用作 供電路設(shè)計人員把智慧扔在上面，做出各種功能的高性能芯片。所以在芯片中，半導體和集成電路同等重要。但是你有沒有想過為什么人們選擇半導體作為 ？為什么人們選擇元素 硅 在眾多半導體中？
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半導體有很多神奇的性質(zhì)，不同于容易導電的導體，也不同于幾乎不能導電的絕緣體。從字面上看，半導體可以理解為介于導體和絕緣體之間的具有導電性的物質(zhì)。然而，半導體遠非簡單半 更多的體現(xiàn)在 變化與挑戰(zhàn)，并且其電導率可以隨著條件的變化而急劇變化。
首先是。純半導體接近絕緣體，幾乎不能導電。但如果摻雜在半導體中，其導電性會急劇增加，如果摻雜過多，甚至會像導體一樣容易導電。此外，摻雜不同的原子可以使半導體呈現(xiàn)正或負電性，分別稱為p型半導體和n型半導體。根據(jù)這兩種半導體，科學家們制作了二極管、三極管等器件，可以用來制作能加、減、乘、除的運算器，實現(xiàn)nand的邏輯電路，完成復雜運算。
其次是電壓。如果p型和n型半導體接觸在一起，其中的電子將形成一個 耗盡層 在電場或擴散的作用下在兩個半導體之間。當施加不同方向的電壓時，增厚或減薄耗盡層也可以實現(xiàn)電路的導通或關(guān)斷。這種在電壓控制下的開關(guān)轉(zhuǎn)換是快速的、可逆的和可重復的。
如果我們把電路的通斷看作 1 和關(guān)閉關(guān)閉的as 0 ，我們會發(fā)現(xiàn)芯片的通斷與數(shù)字信號是如此的和諧。如果自然界可以由0和1組成，那么半導體就是構(gòu)建世界的畫筆。根據(jù)半導體的神奇特性，用它制作的芯片可以實現(xiàn)你能想象到的所有功能。無論是模擬游戲中難以分辨的真實世界，還是創(chuàng)造與人類思維極為相似的人工智能，芯片最終都可以將人類送入數(shù)字時代。
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04
杰出與杰出在半導體中硅
硅不是天然的寵兒。起初，人類選擇鍺作為芯片材料，從那以后，整個行業(yè)都在試圖尋找其他可以替代硅的半導體，出現(xiàn)了砷化鎵、氮化鎵等半導體，但它們都無法 t取代硅 美國在芯片行業(yè)的主導地位。這是因為硅具有以下巨大優(yōu)勢:
1.首先，硅在自然界極其豐富。地球上硅的含量；;s地殼達到28.6%，廣泛存在于巖石、礫石和塵埃中，僅次于氧氣，甚至在宇宙中排名第八。
2.好。半導體的優(yōu)點之一就是摻雜，硅是最適合摻雜的材料之一。
3.此外，硅的物理和化學性質(zhì)相對更穩(wěn)定。當然，制成的芯片不容易損壞。
4.硅也具有極好的電子遷移率。遷移率是指載流子(電子和空穴)在單位電場作用下的平均漂移速度，即載流子在電場作用下的運動速度。遷移率是材料導電性的決定性因素之一。遷移率越大，電阻率越小。同樣的電流通過時，耗電量越小，產(chǎn)生的熱量越少，所以載流量越大。除了低功耗，高移動性也會影響設(shè)備的工作頻率。例如，晶體管的截止頻率與載流子遷移率成正比。因此，提高載流子遷移率可以提高晶體管的開關(guān)速度，從而提高芯片的性能。
5.此外，硅還有一種致密的氧化物——氧化硅。氧化硅不溶于水和大多數(shù)酸，這是 一拍即合 與印刷電路板技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物就是目前的集成電路平面技術(shù)。
6.最后，硅很容易提純。經(jīng)過幾十年的研究，我們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出純度高達99.999999%的硅，這幾乎是自然界中最純凈的物質(zhì)。提純對于芯片制造非常重要。隨著芯片中晶體管數(shù)量的增加，芯片結(jié)構(gòu)的長度達到了納米量級。在這種情況下, 制作如此精密的結(jié)構(gòu)需要盡可能的平整和潔白，即硅片需要具有高純度、高平整度、高清潔度和低雜質(zhì)污染的特性，以完美地保持芯片設(shè)計的功能。
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看到這里，可能有人想知道，既然硅片的作用如此重要，那它的制作一定非常困難。其實硅片的并不難，但是怎么才能做出這么純的硅片呢？請聽下回分解。
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