科技数码新势力|103亿个晶体管，芯片电路如何制成的，给你最接近芯片的一次体验
纳米芯片在我们的生活中非常常见 ， 并被广泛的应用在手机、电脑、电视等各种数码家电中 。 最近大家对芯片的关注度上涨 ， 为了让大家更熟悉什么芯片 ， 下面我们来带大家详细了解一下 。
电路 ， 在我们初中物理课的时候就知道了 ， 电路是由一条条导线构成的 ， 在我们生活中从电力局传输出来的电 ， 我们称此为强电 ， 电力局通过电缆输送到各家各户组成的网络 ， 而我们在电视或者手机、空调等里面经常会看到控制板 ， 在控制板中会有各种不同的微电脑芯片 ， 这些能编程的芯片我们称之为数字电路 ， 而与这些芯片连接在一起的电容和电阻 ， 我们则把它称之为模拟电路 ， 在很多的控制板上面 ， 都是通过数模结合的方式来实现产品的很多功能 。
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纳米是一个长度单位 ， 1纳米=0.000000001 米 ， 也就是五万分之一头发丝的大小 ， 而芯片 ， 就是我们常说的集成电路 ， 集成电路的意思就是相当于把以前需要成千上万个电容、电阻、场效应管等才能搭建的电路 ， 通过集成的方式把它们装在一个小芯片里面 ， 当然这里的集成不是将所有的电子器件塞进去 ， 而是通过用纳米技术制作而成的晶体管来实现同样的功能 ， 这就是纳米芯片了 。
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在一颗高端芯片中 ， 里面集成了有上百亿个晶体管 ， 就拿华为海思麒麟990来说 ， 在1厘米平方不到的大小里面 ， 拥有103亿个晶体管 ， 相比苹果A13处理器的85亿个还要多 ， 那么这些晶体管是怎么塞进去的 。
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我们都知道芯片中的晶体管其实就是纳米级的半导体场效应管 ， 执行着0和1的二进制操作 ， 正常的场效应管有三个极性 ， 分别为源极、栅极和漏极 ， 并且分为P沟道和N沟道两种类型 ， 我们以常用的N沟道为例讲解一下其工作原理：当G极（栅极）和S极（源极）有一定的电流电压经过时 ， 该场效应管就会工作 ， 从而达到导通的状态 ， 而其中只要有一个机型没有电压之后 ， 这个场效应管又会截止 。
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虽然芯片里面的晶体管和我们常用的场效应管形状和参数不一样 ， 但是基本的工作原理是差不多的 ， 知道了晶体管的工作原理 ， 下面我们将这些晶体管制作出来了 ， 要知道一个高端芯片里面高达上百亿个晶体管 ， 按照我们普通的理解 ， 就算是一秒钟做一个 ， 也要100亿秒 ， 这个时间花费可是巨大的 ， 这就是难度所在了 。
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为了解决这个问题 ， 伟大的科学家们通过印刷的方式找到了一个新的方法 ， 那就是“影印技术” 。
一、硅片的制作
在芯片开始制作前 ， 我们会先将提炼好的沙子制作抛光打磨成硅锭 ， 并且通过切割 ， 制作成我们所需要的的硅片 ， 并且在硅片中会划分出很多细小的分区 ， 这些分区就是我们CPU的内核（Die） ， 并且根据CPU的大小 ， 单块镜片切割出（Die）的数量也各不相同 。
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二、影印
完成硅片的切割之后 ， 就到了我们关键的技术了-“影印技术” ， 我们会在将完整的电路通过激光刻印在模板上面 ， 再将经过热处理后的硅氧化物上面涂上一种光阻材料 ， 最后用紫外线透过模板照射 ， 经过紫外线照射后的区域光阻物质被溶解了 ， 这样就能将复杂的电路图案印刷在硅片上面 。 整个过程中 ， 为了避免被别的光线干扰 ， 必须制作遮罩来屏蔽外面的光线 。
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