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「」从华为高端芯片绝版说起：芯片的前世今生2020-08-10 22:56:200阅

「」从华为高端芯片绝版说起：芯片的前世今生2020-08-10 22:56:200阅
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图1/15欢迎关注“创事记”的微信订阅号：sinachuangshiji
文/悟00000空
来源：秦朔朋友圈（ID：qspyq2015）
8月7日 ， 在中国信息化百人会2020年峰会上 ， 华为消费者业务CEO余承东坦言：“由于第二轮制裁 ， 芯片在9月15号之后 ， 生产就截止了 ， 可能是麒麟高端芯片的最后一代 ， 绝版 。 现在国内的半导体工艺上还没有赶上 。 ”
他讲到：“华为在芯片领域开拓了十几年 ， 从严重落后、到有点落后、到赶上来、再到领先 ， 又做巨大的研发投入 ， 过程很艰难 。 但是在芯片制造这样的重资产领域 ， 华为并没有参与 。 9月15日后旗舰芯片无法生产了 ， 这是我们非常大的损失 。 ”
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图2/15美国一步步卡紧了华为的脖子 ， 芯片是它的“法宝” 。 中国对国外芯片产品和技术的依赖度有多大呢？我们看一些数据 。
根据海关公开的进出口数据 ， 2019年中国芯片进口额为3040亿美元 ， 原油为1662亿美元 ， 铁矿砂为929亿美元 ， 粮食为425亿美元 ， 也就是说芯片进口额差不多是原油、铁矿砂、粮食的总和 。
中国芯片消耗量占世界的1/3 ， 80%的芯片需要进口 。 2019年进口额比2018年下降2.6% ， 这是中国历史上首次出现芯片进口额下降 。 下降的原因不是我们不需要进口了 ， 而是美国等国家拒绝出口给我们了 。
工业社会 ， 石油是血液 ， 是命脉 。 如今信息社会 ， 芯片才是血液和命脉 。 人们进入数字生活时代 ， 芯片成了像空气和水一样的存在 。
芯片的诞生
芯片（chip）是半导体元件产品的统称 ， 是集成电路（IC ，integrated circuit）的载体 ， 是计算机或者其他电子设备的一部分 。 半导体（semiconductor） ， 指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料 。 常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等 ， 而硅目前在商业应用上最具影响力 。
集成电路（integrated circuit） ， 顾名思义 ， 就是整合的、集成的电路 。 采用一定的工艺 ， 把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容、电感等元件及布线互连在一起 ， 制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上 ， 然后封装在一个管壳内 ， 成为具有所需电路功能的微型结构 。
那么之前的电路是怎么样的呢？1946年在美国诞生了世界上第一台电子计算机 ， 这台名为“埃尼阿克（ENIAC）”的庞然大物占地150平方米、重达30吨 ， 里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线 。 耗电量超过174千瓦小时 ， 每次使用时全镇的电灯都会变暗 。 电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只 ， 工程师们不得不满头大汗地不停更换 。
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图3/15尽管如此 ， “埃尼阿克”的计算速度是当时手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍 。 除了民用 ， 美国军方也从中尝到了甜头 ， 因为“埃尼阿克”计算炮弹弹道只需要3秒 ， 而在此之前 ， 则需要200人手工计算两个月 。
1947年 ， 美国贝尔实验室的巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体管 ， 代替体积大、功率消耗大的电子管 。 与动辄占满了整个屋子、功率消耗巨大的电子管相比 ， 小巧的、消耗功率低的晶体管简直就是一个充满魔力的小精灵 。
这是微电子技术发展中第一个里程碑 。 晶体管被称为“人类继轮子之后最重要的发明” 。 1956年三人同获诺贝尔物理学奖 ， 肖克莱更被誉为“晶体管之父” 。
尽管晶体管取代了电子管 ， 然而晶体管的成本非常高 ， 而且随着电路系统不断扩张 ， 元件越来越大 。 成本和体积大大限制了应用 。
1958年9月12日 ， 德州仪器（TI）工程师杰克·基尔比成功地用热焊方式把元件以极细的导线互接 ， 将20多个元器件集成在一块面积不超过4平方毫米的半导体材料上（锗） 。 1959年2月6日 ， 杰克·基尔比向美国专利局申报专利 ， 这种由半导体元件构成的微型固体组合件 ， 从此被命名为“集成电路” 。
【「」从华为高端芯片绝版说起：芯片的前世今生2020-08-10 22:56:200阅】基尔比用锗做出集成电路的消息传到硅谷 ， 仙童半导体公司的创始人罗伯特·诺伊斯提出：可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产 。 6个月后 ， 诺伊斯就发明了世界上第一块用硅制作的集成电路 ， 比锗集成电路更实用、更容易生产 ， 也申请了发明专利 。
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图4/15罗伯特·诺伊斯这个发明使得仙童半导体公司原来占地170平方米的庞大计算机可以被一块只有火柴盒大小的微处理器所代替 。 时值冷战高峰期 ， 美苏进入太空竞赛阶段 ， 苏联把宇航员送上了太空 ， 美国奋起直追 ， 急需将各种电子设备小型化 ， 这给仙童带来了巨大的发展机会 。


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