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芯片设计有多复杂你们知道吗?打开芯片看看就知道了

发表时间:2022-07-08
来源:网络整理
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昨天我们了解了芯片是如何设计的,也知道了它的完成难度有多高,可但从文字表面我们无法真正体会到芯片设计的难度,那我们今天就来看看设计好的芯片内部是怎样的,让我们直观的了解这项工作的难度。

iPhoneA11应用处理器为例,这枚处理器大小为88mm,和指甲盖差不多大小,里面放置了43亿的晶体管,还要在这有限的空间里将它们连线,再要经过缜密的验证工程,以保证它能正常工作2-3年。

从这就能看出来芯片项目和其他产品项目不同的地方就在于,芯片项目是人类历史上最细微、最宏大的工程,也是最高精尖的制造工艺,研发投入大,试错成本极高。有人说芯片是人类造物的巅峰之作,我是非常认可这种说法的。

43亿晶体管是如何装到88mm的空间的呢?

芯片“现代工业的心脏”,已进入纳米级,即0.000000001米。这个数值单位看起来只能感叹它的零很多,没有实际的感觉。那我们想象一下,芯片上的晶体管小到只有几个原子或几个分子大,或者你想象一下把一片指甲的侧面切成10万条线,每条线就约等同于1纳米,而晶体管之间的导线只有头发丝的三千万分之一。

对普通人来说,芯片太小看不懂,但如果把芯片放大一亿倍,也就是进入纳米级的世界,你会发现每一颗芯片都是一个让人惊叹的世界。

下面,就是芯片放大一亿倍的图片,让我们一起来感受一下科技的魅力!

 


放大后的芯片,整整齐齐地排列着数不尽的晶体管,每个晶体管都被工程师们精心设计,放置在特定的位置上,那些层次分明、结构立体的晶体管就像一座星罗密布的城池里面纵横交错的街道,这种感觉太震撼了!

 

缩小制程不仅随着科技的发展我们能做到这个地步,而且是为了可以在更小的芯片中塞入更多的电晶体,让芯片不会因技术提升而变得更大;其次,可以增加处理器的运算效率;再者,减少体积也可以降低耗电量;最后,芯片体积缩小后,更容易塞入行动装置中,满足未来轻薄化的要求,芯片的纳米制程就是为了同时满足这些需求。