根據(jù)2018年度中國海關(guān)的數(shù)據(jù)顯示,中國集成電路進(jìn)口金額為3100億美元,比2017年增長198。當(dāng)時(shí)中國的半導(dǎo)體芯片國產(chǎn)化率不到20,每年芯片的進(jìn)口額超過原油(2018年中國原油進(jìn)口金額為24026億美元,402億噸),由此可見芯片的重要性。
因?yàn)樾酒陔娮釉O(shè)備的地位等同于發(fā)動(dòng)機(jī)之于汽車,未來芯片會(huì)成為國家戰(zhàn)略組成的重要一部分,是國家重點(diǎn)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)突破,將成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。
芯片是人們?nèi)粘I钪泻艹R姷纳匙幼龀鰜淼剑?jīng)過復(fù)雜的加工后就變成了堪比黃金的物品。在芯片廠綜合辦公樓內(nèi),新世界的技術(shù)專家正在為石莫他們講解一粒沙子的脫變之路,大致分為四個(gè)步驟。
第一步是打造“地基”硅晶圓。在沙子中加入碳,高溫作用下轉(zhuǎn)化成純度約999的硅(硅熔煉),經(jīng)過融化從中拉出鉛筆狀的硅晶圓(硅錠),再使用鉆石刀將硅晶柱切成圓片,拋光后便成為硅晶圓,芯片的地基完成。
第二步是光刻。首先在硅片上涂光刻膠,再使用紫外線透過掩膜照射光刻膠,掩膜上印著預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案。光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉,清除后留下的圖案和掩膜上的一致。后用化學(xué)物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分,剩下的光刻膠保護(hù)著不應(yīng)該蝕刻的部分。蝕刻完成后,清除全部光刻膠,露出一個(gè)個(gè)凹槽。
第三步是摻雜(通過離子注入,賦予硅晶體管的特性)。把硼或磷注入到硅結(jié)構(gòu)中,接著填充銅,以便和其他晶體管互連,然后可以在上面再涂一層膠,再做一層結(jié)構(gòu)。一般一個(gè)芯片包含幾十層結(jié)構(gòu),就像密集交織的高速公路。
第四步是封裝測試。芯片做好后,用精細(xì)的切割器將芯片從晶圓上切下來,焊接到襯底基片上,用散熱片裝殼密封。經(jīng)過測試后就可以包裝銷售了。
聽完技術(shù)專家的講解,石莫對芯片又有了更深的認(rèn)識(shí),現(xiàn)在新世界的第一款電腦在進(jìn)行dqa研發(fā)測試中,由于時(shí)間緊急,工程師們正在邊測試邊解,按照此時(shí)的研發(fā)進(jìn)度,預(yù)計(jì)一兩個(gè)星期后就可以定下來并開始貼片量產(chǎn)。
石莫最關(guān)心的是方舟z1處理器在電腦上的表現(xiàn)效果,因?yàn)槭且钆鋱D形界面系統(tǒng),石莫怕這枚芯片性能不夠,導(dǎo)致操作很卡,那電腦會(huì)賣不出去的。
于是石莫對馬許愿說道“馬博士,我們的這枚芯片用在電腦上的實(shí)際表現(xiàn)如何?”
這兩年公司投了重金在芯片項(xiàng)目上,時(shí)間緊,任務(wù)重,當(dāng)時(shí)馬許愿的心理壓力很大,生怕他會(huì)一不小心給搞砸了,虧掉公司上百億港幣。現(xiàn)在初步完成了石莫安排的任務(wù),整個(gè)人的放松了很多,不用每天繃著神經(jīng)。最近馬許愿都沒有像去年那樣每天加班熬夜奮戰(zhàn)到凌晨了。
對于石莫的問話,馬許愿微笑著的說道“老板,在您英明的指導(dǎo)下,這枚芯片的性能超過了我們預(yù)期的一倍,加上數(shù)字協(xié)處理器和顯示處理器這兩枚芯片的加持,方舟z1芯片組的性能只是比英特爾的8088微處理器差一點(diǎn)而已,因此系統(tǒng)運(yùn)行的很是流暢。”
聽后石莫有點(diǎn)得意的點(diǎn)點(diǎn)頭,也很滿意。
能取得這個(gè)成績,石莫的功勞也是不小的,因?yàn)榉街坌酒瑥难邪l(fā)之初就是按照他的思路來搞的,而馬許愿他們則把石莫的設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)了出來。
這枚芯片之所以性能爆表,不只是因?yàn)橛袛?shù)字協(xié)處理器和顯示處理器的支持,還因?yàn)樗褂玫闹噶罴莚isc(精簡指令集),以及專門在此基礎(chǔ)上研發(fā)設(shè)計(jì)的一種高性能和高功耗構(gòu)架,此構(gòu)架旨在提高處理器的性能,這是石莫特意要求的。
“精簡指令集”有什么意義?這是相對于“復(fù)雜指令集”的一個(gè)概念,有什么優(yōu)勢?
要設(shè)計(jì)處理器,首先就需要有指令集,規(guī)定處理器的相應(yīng)操