第四十七章 這次真解決了(第1/5 頁)

晶片產業，典型的贏者通吃。

別的產業還可以先發展低端產品，透過技術積累慢慢到達先進行列。

但晶片產業不可以。

要理解這個問題，就要理解晶片是如何製造出來的。

眾所周知，元素原子的結合方式有兩種：離子鍵和共價鍵。

除了氫和氦，其它元素原子最外層達到8電子時就成為了最穩定的狀態。

離子鍵透過不同元素原子得失電子達到穩定狀態，共價鍵透過公用電子對的方式達到穩定狀態。

如果元素的最外層電子容易失去電子，宏觀上就表現為導電性。

碳族元素的最外層是四個電子，既不容易失去電子，也不容易得到電子。

隨著電子層數的增加，原子核對最外層電子的控制力越弱，越容易失去電子。

矽元素因為特定的核外電子數和適合的電子層數，成為最好的半導體材料。

有了材料，接下來就是將它製造為晶片。

以最常見也最簡單的電子元件——二極體舉例來說。

將一塊矽單質，一邊注入硼元素，另一邊注入磷元素。在特殊光線照射下，硼磷與矽強行形成共價鍵。

硼最外層三個電子，與矽最外層四個電子中的三個形成共用電子對，多出來一個矽的電子，最外層是七個電子。

磷最外層五個電子，與矽最外層四個電子形成共用電子對，多出來一個磷的電子，最外層是九個電子。

因為最外層8個電子是穩定態，那這個磷的電子肯定就想往硼這邊兒跑。

但中間的矽單質是半導體，電子不會自發運動。

這時候如果施加從硼到磷方向的電壓，多的那個磷電子就跑到硼這邊以達到穩定態。

電子運動，電路導通。

如果電壓方向相反，這個元件就是完全的絕緣體。

有了二極體，就可以透過二極體電路通斷進行基礎的訊號區分。

將導通記為1，未導通記為0。

當前計算機唯一認識的語言誕生。

有了二極體，就可以設計邏輯元件，比如與門，非門，或門，與非門等等閘電路。

將這樣簡單的邏輯元件透過成千上萬的組合排列後，就可以實現非常複雜的計算。

這也就是早期電腦體積龐大的原因，如今都集中在一張小小的晶片上。

一張指甲蓋大小的晶片上可能有數以億計電路所需的電晶體、二極體、電阻、電容和電感等元件及佈線。

我們稱之為積體電路。

要製作這樣的大規模積體電路，所有工作都要在微米甚至是奈米級別展開。

精度高就必須保證生產工廠無菌、無塵、無振動，一點點誤差就會有差之毫釐失之千里的情況出現。

除此之外，還需用到前面提到過的光刻機，一臺光刻機和一臺波音737的價格差不多。

造小的東西，核心思想是放大，但因為晶片已經小到奈米級別，傳統的機械放大方法就不適用了。

於是啟用了光，光該如何放大呢？

很簡單，投影。

先做一個放大透光的模子，把想要的形狀印在模子上，光透過模子照射在矽片上，這樣就能製造小尺寸了。

接下來就可以生產出晶片了嗎？

其實沒有那麼簡單，還有幾個問題需要解決。

第一，製造出波長更短的光。光的波長越短，能生產的尺寸越小。

第二，實時檢查錯誤和干擾的能力。一個奈米級別的錯誤，就會使整個生產批次的晶片報廢。

第三，配套工業。模子（掩膜）的製造，廠房建造，電