百集视频专题《⼤话集成电路》第⼀章:什么是集成电路?

作者: 科学有故事

来源: 科学有故事

发布日期: 2023-06-10 12:02:01

《⼤话集成电路》第⼀章介绍了集成电路的基本概念、发展历程、摩尔定律的影响、全球产业现状以及中国在该领域的挑战和机遇。

半个多世纪以来,计算机的算⼒得到了百万倍的提升,这都归功于晶体管与集成电路的发明。算⼒⼜是如何改变了我们的⽣活呢?半导体和集成电路⾏业从诞⽣到现在只有⼏⼗年的时间,但是主导半导体⾏业的公司却更换频繁。在过去的50年⾥,⾏业前10名的企业中已经有超过⼀半的公司从榜单中消失。半导体⾏业之所以会变化如此之快,主要有三个原因。

摩尔定律说的是:处理器的性能⼤约每隔18个⽉会翻⼀倍,单位晶体管的价格会下降到原先的⼀半。以它的提出者,英特尔创始⼈之⼀⼽登·摩尔命名。虽然并不是⼀个科学定律,但它的神奇之处在于准确地预⾔了集成电路产业的发展趋势。那摩尔定律为什么是对的呢?它对中国的芯⽚⾏业⼜意味着什么?集成电路的产业⾮常庞⼤,根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)数据,2020年全球集成电路产业规模就已经达到了3612亿美元。

虽然产业规模庞⼤,但是⻢太效应特别明显,美国⼀家独⼤。这个局⾯是怎么形成的,中国如何突围?三星这家主要⽣产存储芯⽚的韩国科技公司,在2021年第⼆季度收⼊超过总部位于美国加州的英特尔公司,成为全球第⼀⼤半导体公司。那全球前10⼤半导体公司都有哪些,它们⼜有多强呢?

⽤于⽣产芯⽚的光刻机,是中国在半导体设备制造上最⼤的短板,以⼀台5纳⽶光刻机来说,它可以在⼀块指甲盖⼤⼩的硅晶⽚内,雕刻出⼏⼗亿甚⾄上百亿个微⼩的单元……我国是⼀个芯⽚消费⼤国。中国⼤陆消耗了全球半导体的24%,但仅贡献全球半导体价值链的9%,在笔记本电脑、服务器处理器等这些⾼端芯⽚上尤其明显,基本依赖进⼝。在芯⽚⼯程上,我国为什么会被卡脖⼦呢?

作为典型的资⾦与技术密集型⾏业,半导体企业⼤多需要巨⼤的资⾦投⼊,融资成为企业发展的重要影响因素。那么在科创板上市,对⼀家半导体企业意味着什么呢?美国半导体公司在研发、设计和制造⼯艺技术⽅⾯也保持着领先或极具竞争⼒的地位。既然有这样的优势,美国芯⽚⾏业可以“闭⻔造⻋”吗?任何⼀块芯⽚都⽆法⾃⼰单独⼯作,假如没有软件的⽀持,那么,芯⽚就像是在裸奔。

每个⼈对软件都不会陌⽣,⽆论是⽤来聊天还是看视频的APP,它们都是软件。不过,这类软件是⽆法直接在芯⽚上运⾏的……

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