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TUhjnbcbe - 2025/2/18 17:20:00
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因为和华为手机有关,“芯片”这个词,不少人都关心起来。

因为和芯片有关,“卡脖子”这个词,不少人都操心起来。

没有芯片,就造不出好手机!那么芯片到底是怎么发明出来的呢?

年,美国的爱迪生发明了灯泡,这是一个伟大的发明。

在他发明灯泡的过程中,爱迪生发现了一个有意思的物理现象:当给电灯泡通电的时候,灯丝与灯泡内的金属板之间有电流流过。

他当时觉得只是有意思,没什么实用价值。但还是以科学家的严谨态度,作了记录,并取过发现专利,后人称之为爱迪生效应。

年,另一个科学家汤姆逊发现了电子,大家对“爱迪生效应”恍然大悟:当灯丝发热时,就会将电子发射出去,发射到灯泡内的金属板上,到了金属板上,又会反弹回来到灯丝。就这样来来回回往复循环,形成“回路”。

根据爱迪生的这个发现,英国物理学家弗莱明于年发明了电子二极管。他在真空管中,放置两块金属板,一个当正极,一个当负极,当加热负极时,就有电子射向正极。

英国物理学家弗莱明

利用它,可以检测到无线电信号。

什么意思?就是说,“电子可以携带信息”!而且这个信息你可以找到并且可以解读。

这就是最初的芯片。它的原理和现在的芯片的原理是一样的,就是携带信息并传送。可以称之为第一代芯片,虽然它不像一块芯片。

电子二级管的电信号非常微弱。主要原因是人们无法控制二极管内的电子流大小。

年,美国物理学家德福雷斯特制造了一个三极管,就是在二极管的正级和负级之间,加了一个金属棚级,让电子流增大。同时他发现,如果改变电压,也可以改变电子流的大小。

大的电子流就可以携带更多的无线电信号,意味着可以传送更多的信息了。

二级管、三级管它能干什么?具体运用到什么地方?

年,美国物理学家费丁生发明了调频波,开辟了无线电通信的道路,进行了人类历史上首次无线电广播,发明了收音机。

年,美国无线电公司推出现代意义上的电子电视机。

但是电子管的弊端是粗大笨重,不好使用。

于是,美国贝尔电话实验室的三位科学家,在年成功研制了轻巧便捷的晶体管。后来又发明了晶体三级管。

晶体管大大加速了电子技术的发展道路。

随着加工水平的进步,晶体管越造越小,但是功能反而越来越强大,晶体管内的正负极可以携带的东西越来越多了。

晶体管是第二代芯片。

年,美国德州仪器公司发明了第一块集成电路。

就是将晶体管和电子线路组合起来,形成了一个整体,它可以完成以前好几个电子元件才能完成的任务。一个顶五个。

对!就是它,集成电路,就是芯片的雏形了,非常像芯片了。

可以称之为第三代芯片。

在电子管和晶体管的发明过程中,人们又发现了半导体材料,非常适合制造晶体管,其中又以硅为主。人们习惯称为硅片。

随着科学的不断进步,人们又发展了越大规模集成电路。在年左右,出现了在一片硅片上包含了十万个晶体管的超大规模集成电路。

它可以叫芯片了,也可以称之为第四代芯片。

晶体管促进了电子计算机的发明,美国人分别造出了四代计算机,尤其以年IBM制造的计算机为标志。

而超大规模集成电路促进了微型计算机的发展。就是我们现在所用的电脑。

智能手机其实就是一个小计算机,芯片就是一个非常小的超大规模集成电路。

芯片的“进化”过程,就是研究如何在一块小小的硅片上,如何放进去更多的晶体管,传送更多的信息的过程。

现在我们的手机芯片,以最新的苹果和小米为例子,里面的芯片上面,有亿个晶体管。

你没有看错,是亿个。肉眼根本看不见。

这亿个晶体管如何放在硅片上的?其实不是放,也不是安装。神仙也干不了!

其实是用机器刻上去的,像光一样扫在硅片上。这种机器就叫光刻机。

光刻机制造,荷兰人最牛。

但凡涉及高科技的芯片,如手机芯片、航空航天芯片、武器芯片等,是非常难制造的。特别是纳米级的,更难。7纳米以下,难上加难。

手机上的芯片就是妥妥的高科技了,我们目前制造不出来。

其它机器上的芯片,是可以制造的。

俄罗斯也是拿着芯片毫无办法。

美国制裁华为公司,不卖手机芯片,叫其他人也不准卖给华为。

所以现在华为很艰难。但是咬牙研发自己的纳米级芯片。

以手机芯片为主的高科技制造,着急也不行。只有吸引更多的人才回国,把先进理念和技术带回国内,稳步追赶。

迟早一天,我们也能制造出手机上需要的纳米级芯片。

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