芯片,以儲量最豐富成本最廉價的二氧化硅為原料,成就了這個星球的科技之巔,頒一枚最佳逆襲獎,實至名歸!
芯片原理和量子力學(xué)
很多文盲覺得量子力學(xué)只是物理學(xué)家的數(shù)學(xué)游戲,沒有應(yīng)用價值,呵呵,下面咱給計算機芯片尋個祖宗,請看示范:
導(dǎo)體,咱能理解;絕緣體,咱也能理解;小盆友們第一次被物理整懵的,怕是半導(dǎo)體了,所以先替各位的物理老師把這債還上。
原子組成固體時,會有很多電子混到一起,但量子力學(xué)認(rèn)為,2個相同電子沒法待在一個軌道上,于是,為了讓這些電子不在一個軌道上打架,很多軌道就分裂成了好幾個軌道,這么多軌道擠在一起,不小心挨得近了,就變成了寬寬的大軌道。在量子力學(xué)里,這種細(xì)軌道叫能級,擠在一起變成的寬軌道就叫能帶。
有些寬軌道擠滿了電子,電子就沒法移動,有些寬軌道空曠的很,電子就可自由移動。電子能移動,宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)電,反過來,電子動不了就不能導(dǎo)電。
好了,我們把事情說得簡單一點,不提“價帶、滿帶、禁帶、導(dǎo)帶”的概念,準(zhǔn)備圈重點!
有些滿軌道和空軌道挨的太近,電子可以毫不費力從滿軌道跑到空軌道上,于是就能自由移動,這就是導(dǎo)體。不過一價金屬的導(dǎo)電原理稍有不同,它的滿軌道原本就不太滿,所以電子不用跑到空軌道也能移動。
但很多時候兩條寬軌道之間是有空隙的,電子單靠自己是跨不過去的,表現(xiàn)為不導(dǎo)電。但如果空隙的寬度在5ev之內(nèi),給電子加個額外能量,也能跨到空軌道上,跨過去就能自由移動,表現(xiàn)為導(dǎo)電。這種空隙寬度不超過5ev的固體,有時導(dǎo)電、有時不導(dǎo)電,所以叫半導(dǎo)體。
如果空隙超過5ev,那基本就得歇菜,正常情況下電子是跨不過去的,這就是絕緣體。當(dāng)然,如果是能量足夠大的話,別說5ev的空隙,50ev都照樣跑過去,比如高壓電擊穿空氣。
到這,由量子力學(xué)發(fā)展出的能帶理論就差不多成型了,能帶理論系統(tǒng)地解釋了導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的本質(zhì)區(qū)別,即,取決于滿軌道和空軌道之間的間隙。學(xué)術(shù)點說,取決于價帶和導(dǎo)帶之間的禁帶寬度。
這里有個問題,一旦細(xì)軌道變少了,能不能擠成寬軌道就不好說了,所以能帶理論本質(zhì)上是一個近似理論,不適用于少量原子組成的固體。(圖1)

圖1
半導(dǎo)體離芯片原理還很遙遠(yuǎn),別急。
很明顯,像導(dǎo)體這種直男沒啥可折騰的,所以導(dǎo)線到了今天仍然是銅線,絕緣體的命運也差不多。
半導(dǎo)體這種曖曖昧昧的性格最容易搞事情,所以與電子設(shè)備相關(guān)的產(chǎn)業(yè)基本都屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),如芯片、雷達(dá)。(圖2)

圖2
下面有點燒腦細(xì)胞。
經(jīng)過計算篩選,科學(xué)家用硅作為半導(dǎo)體的基礎(chǔ)材料。硅的外層有4個電子,假設(shè)某個固體由100個硅原子組成,那么它的滿軌道就擠滿了400個電子。這時,用10個硼原子取代其中10個硅原子,硼這類三價元素外層只有3個電子,所以這塊固體的滿軌道就有了10個空位。這就相當(dāng)于在擠滿人的公交車上騰出了幾個空位子,為電子的移動提供了條件。這叫P型半導(dǎo)體。
同理,如果用10個磷原子取代10個硅原子,磷這類五價元素外層有5個電子,因此滿軌道上反而又多出了10個電子。相當(dāng)于擠滿人的公交車外面又掛了10個人,這些人非常容易脫離公交車,這叫N型半導(dǎo)體。
現(xiàn)在把PN這兩種半導(dǎo)體面對面放一起會咋樣?不用想也知道,N型那些額外的電子必然是跑到P型那些空位上去了,一直到電場平衡為止,這就是大名鼎鼎的“PN結(jié)”。但是PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?,即,電流只能從這一頭流向另一頭,無法從另一頭流向這一頭。
好了,我們現(xiàn)在已經(jīng)有了單向?qū)щ姷腜N結(jié),然后呢?把PN結(jié)兩端接上導(dǎo)線,就是二極管。(圖3)

圖3
有了二極管,隨手搭個電路(圖4):

圖4
三角形代表二極管,箭頭方向表示電流可通過的方向,AB是輸入端,F(xiàn)是輸出端。如果A不加電壓,電流就會順著A那條線流出,F(xiàn)端就沒了電壓;如果AB同時加電壓,電流就會被堵在二極管的另一頭,F(xiàn)端也就有了電壓。假設(shè)把有電壓看作1,沒電壓看作0,那么只有從AB端同時輸入1,F(xiàn)端才會輸出1,這就是“與門電路”。
同理,把電路改成這樣,那么只要AB有一個輸入1,F(xiàn)端就會輸出1,這叫“或門電路”。(圖5)

圖5
現(xiàn)在有了這些基本的邏輯門電路,離芯片就不遠(yuǎn)了。你可以設(shè)計出一種電路,它的功能是,把一串1和0,變成另一串1和0。
一不小心,我們就得到了芯片運算的本質(zhì):把一串1,0,變成另一串1,0。
簡單舉個例子,在左邊輸入1010,在右邊輸出0101,這就算完成了一次運算。(圖6)

圖6
我們來玩?zhèn)€稍微復(fù)雜一點的局:
左邊有8個輸入端,右邊有7個輸出端,每個輸出端對應(yīng)一個發(fā)光管,7個發(fā)光管組成一個數(shù)字顯示器。從左邊輸入一串信號:00000101,經(jīng)過中間一堆的電路,使得右邊輸出另一串信號:1011011。1代表有電壓,有電壓就可以點亮對應(yīng)的發(fā)光管,于是,就得到了一個數(shù)字“5”。(圖7)

圖7
終于,我們已經(jīng)搞定了數(shù)字是如何顯示的!如果你想進行1+1的加法運算,其電路的復(fù)雜程度就已經(jīng)超過了99%的人的智商了,即便本僧親自出手,設(shè)計的電路運算能力也抵不過一副算盤。
直到有一天,有人用18000只電子管,6000個開關(guān),7000只電阻,10000只電容,50萬條線組成了一個超級復(fù)雜的電路,誕生了人類第一臺計算機,重達(dá)30噸,運算能力5000次/秒,還不及現(xiàn)在手持計算器的十分之一。不知道當(dāng)時的工程師為了安裝這堆電路,腦子抽筋了多少回。(圖8)

圖8
接下來的思路就簡單了,如何把這30噸東西,集成到指甲那么大的地方上呢?這就是芯片。
芯片制造與中國技術(shù)
為了把30噸的運算電路縮小,工程師們把能扔?xùn)|西全扔了,直接在硅片上制作PN結(jié)和電路。下面從硅片出發(fā),說說芯片的逆襲之路。
第一:硅
把這玩意兒氯化了再蒸餾,可以得到純度很高的硅,不過這種硅原子排列混亂,會影響電子運動,就叫多晶硅吧。(圖9)

圖9
把多晶硅熔化了,按特定方法旋轉(zhuǎn)提拉,就可以拉制成原子排列整齊的單晶硅。(圖10)

圖10
所以成品就長這樣:(圖11)

圖11
硅的主要評判指標(biāo)是純度,你想想,如果硅原子之間有一堆雜質(zhì),那電子就別想在滿軌道和空軌道之間跑順暢。
無論啥東西,純度越高制造難度越大。用于太陽能發(fā)電的高純硅要求99.9999%,這玩意兒全世界超過一半是中國產(chǎn)的,早被玩成了白菜價。芯片用的電子級高純硅要求99.999999999%(別數(shù)了,11個9),幾乎全賴進口,直到2018年江蘇的鑫華公司才實現(xiàn)量產(chǎn),只是目前產(chǎn)量少的可憐,還不及進口的一個零頭。難得的是,鑫華的高純硅出口到了半導(dǎo)體強國韓國,品質(zhì)應(yīng)該不錯。不過,30%的制造設(shè)備還得進口……
電子級高純硅的傳統(tǒng)霸主依然是德國Wacker和美國Hemlock(美日合資),中國任重而道遠(yuǎn)。
第二:晶圓
把單晶硅圓柱切片,就得到了圓形的硅片,因此就叫“晶圓”。(圖12)這詞是不是已經(jīng)有點耳熟了?

圖12
切好之后,就要在晶圓上把成千上萬的電路裝起來的,干這活的就叫“晶圓廠”。各位拍腦袋想想,以目前人類的技術(shù),怎樣才能完成這種操作?
用原子操縱術(shù)?想多了,朋友!等你練成御劍飛行的時候,人類還不見得能操縱一個一個原子組成各種器件。
晶圓加工的過程相當(dāng)繁瑣,咱說個大概輪廓,謝絕專業(yè)人士挑刺。首先在晶圓上涂一層感光材料,這材料見光就融化,那光從哪里來?光刻機,可以用非常精細(xì)的光線,在感光材料上刻出圖案,讓底下的晶圓裸露出來。然后,用等離子體這類東西沖刷,裸露的晶圓就會被刻出很多溝槽,這套設(shè)備就叫刻蝕機。再用離子注入機在溝槽里摻入磷元素,加熱退火處理,就得到了一堆N型半導(dǎo)體。
完成之后,清洗干凈,重新涂上感光材料,用光刻機刻圖,用刻蝕機刻溝槽,用離子注入機撒上硼,就有了P型半導(dǎo)體。整個過程有點像3D打印,把器件一點點一層層裝進去。(圖13)

圖13
這塊晶圓上的小方塊就是芯片,一塊晶圓可以做多個芯片。芯片放大了看就是成堆成堆的電路,這些電路并不比那臺30噸計算機的電路高明,最底層都是簡單的門電路。只是采用了更多的器件,組成了更龐大的電路,運算性能自然就提高了。
這是一個與非門電路:(圖14)

圖14
提個問題:為啥不把芯片做的更大一點呢?這樣不就可以安裝更多電路了嗎?性能不就趕上外國了嘛?
這個問題很有意思。一塊300mm直徑的晶圓,16nm工藝可以做出100塊芯片,10nm工藝可以做出210塊芯片,于是價格就便宜了一半,在市場上就能死死摁住競爭對手,賺了錢又可以做更多研發(fā),差距就這么拉開了。
說個題外話,中國軍用芯片基本實現(xiàn)了自給自足,而且性能杠杠的,因為軍用不計較錢嘛!可以把芯片做的大大的。另外,越大的硅片遇到雜質(zhì)的概率越大,所以芯片越大良品率越低。總的來說,大芯片的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小芯片,不過對軍方來說,這都不叫事兒。
除了成本之外,大芯片的布線比小芯片更長,所以延時也更明顯,驅(qū)動電流也大很多,由此導(dǎo)致整體設(shè)計更臃腫,性能上還是會吃虧。反正,小芯片就是比大芯片好用。
第三:架構(gòu)
用70億個晶體管在指甲蓋大小的地方組成電路,想想就頭皮發(fā)麻!一個路口紅綠燈設(shè)置不合理,就可能導(dǎo)致大片堵車。電子在芯片上跑來跑去,稍微有個PN結(jié)出問題,電子同樣會堵車。所以芯片的設(shè)計異常重要,重要到了和材料技術(shù)相提并論的地步。
這么復(fù)雜的設(shè)計,必須得先有個章法。七十年代,英特爾率先想出了一個好辦法:X86架構(gòu)。詳細(xì)內(nèi)容不提了,簡單來說,這架構(gòu)雖然能耗高點、體積大點,但性能那是嗖嗖的,幾乎壟斷了電腦芯片市場,成就了如日中天的英特爾。
這相當(dāng)于,英特爾提出造汽車用4個輪子,以后其他人想造4個輪子的汽車,就得先付授權(quán)費。這尼瑪怎么忍,隨后英國ARM公司提出了2個輪子的汽車方案:ARM架構(gòu)。
毫無疑問,2個輪子肯定跑不過4個輪子,ARM架構(gòu)雖然省電小巧,但性能實在有點寒磣,于是一直被英特爾摁著打。ARM熬到了九十年代,終于熬不住了,決定不再生產(chǎn)芯片,而是將ARM架構(gòu)授權(quán)給其他公司生產(chǎn),賺點授權(quán)費,這才保住了一條命。
人算不如天算,進入21世紀(jì),智能手機橫空出世,芯片的能耗和體積一下成了關(guān)注點,于是ARM架構(gòu)一飛中天,幾乎壟斷了手機芯片。(圖15)

圖15

圖15
小結(jié)一下:
X86架構(gòu),能耗高、體積大、性能強。
ARM架構(gòu),能耗低、體積小、性能弱。
于是,一個占了電腦,一個占了手機,直到今天,仍是主流設(shè)計方案。至于其他3個輪子或5個輪子的汽車,多多少少還是有些劣勢,沒有形成主流。
最近有新聞?wù)f,中國和ARM要成立中方控股的合資公司,ARM欲借此重回芯片制造商的角色。(圖16)

圖16
決定汽車用幾個輪子,距離造出汽車還差得很遠(yuǎn)。有了基本架構(gòu),后面的設(shè)計依然是漫漫長征路,所以還得要有好工具:EDA軟件。
Synopsys,Cadence,Mentor,三巨頭幾乎壟斷了全球EDA市場,一水兒的美帝公司。直到最近,熬了三十年的華大九天終于露頭,這家中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團的二級公司,連續(xù)多年以50%年增長率狂追,算是站穩(wěn)了腳跟。(圖17)

圖17
雖然借助EDA軟件的仿真功能可以判斷電路設(shè)計是否靠譜,但要真正驗證這種精巧線路的靠譜程度,只有一種辦法,那就是:用!廣泛的用!長久的用!正因為如此,芯片設(shè)計不光要燒錢,也需要燒時間,屬于試錯周期較長的核心技術(shù)。
既然是核心技術(shù),自然就會發(fā)展出獨立的公司,所以芯片公司有三類:既設(shè)計又制造、只設(shè)計不制造、只制造不設(shè)計。
第四:設(shè)計制造
但凡要處理信息,基本都有芯片,包括通信芯片、服務(wù)器芯片、手機芯片、電腦芯片等等。早期的芯片復(fù)雜程度不算夸張,所以設(shè)計制造可以在同一家公司完成,最有名的:美國英特爾、韓國三星、日本東芝、意大利法國的意法半導(dǎo)體;中國大陸的華潤微電子、士蘭微;中國臺灣的旺宏電子等。
外國、臺灣、大陸三方,大陸的起點最低,早期的產(chǎn)品多集中在家電遙控器之類的低端領(lǐng)域,手機、電腦這些高端芯片幾乎空白?。▓D18)

圖18
后來隨著芯片越來越復(fù)雜,設(shè)計與制造就分開了,有些公司只設(shè)計,成了純粹的芯片設(shè)計公司。如,美國的高通、博通、AMD,中國臺灣的聯(lián)發(fā)科,大陸的華為海思、展訊等。
大名鼎鼎的高通就不多說了,世界上一半手機裝的是高通芯片,AMD和英特爾基本把電腦芯片包場了。電腦和手機是芯片市場的兩塊大蛋糕,全是美國公司,世界霸主真不是吹的。
臺灣聯(lián)發(fā)科走的中低端路線,手機芯片的市場份額一度排第三,很多國產(chǎn)手機都用,比如小米、OPPO、魅族。不過后來被高通干的有點慘,銷量連連下跌。
華為海思是最爭氣的,手機處理器芯片麒麟,市場份額隨著華為手機的增長排進了前五。個人切身體會,海思芯片的進步真的相當(dāng)不錯。最近華為又推出了服務(wù)器芯片鯤鵬920,5G基站芯片天罡,5G基帶芯片巴龍5000,性能都是世界頂級的,隱隱看到在芯片設(shè)計領(lǐng)域崛起的勢頭。
展訊是清華大學(xué)的校辦企業(yè),比較早的大陸芯片企業(yè)。前段時間傳出了不少危機,后來又說是變革的開始,過的很不容易,和世界巨頭相差甚多。
大陸還有一批芯片設(shè)計企業(yè),晨星半導(dǎo)體、聯(lián)詠科技、瑞昱半導(dǎo)體等,都是臺灣老大哥的子公司,產(chǎn)品應(yīng)用于電視、便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,還挺滋潤。
在大陸的芯片設(shè)計公司,臺灣頂住了小半邊天,另大半邊天原本是塌著的,現(xiàn)在華為算是撐住了。(圖19)

圖19
還有一類只制造、不設(shè)計的晶圓代工廠,這必須得先說臺灣最大的企業(yè):臺積電。正是臺積電的出現(xiàn),才把芯片的設(shè)計和制造分開了。2017年臺積電包下了全世界晶圓代工業(yè)務(wù)的56%,規(guī)模和技術(shù)均列全球第一,市值甚至超過了英特爾,成為全球第一半導(dǎo)體企業(yè)。
沒錯,晶圓代工廠又是臺灣老大哥的天下,除了臺積電這個巨無霸,臺灣還有聯(lián)華電子、力晶半導(dǎo)體等等,連美國韓國都得靠邊站。
大陸最大的代工廠是中芯國際,還有上海華力微電子也還不錯,但技術(shù)和規(guī)模都遠(yuǎn)不及臺灣。最近臺積電開始布局大陸,落戶南京,這幾年臺資、外企瘋狂在大陸建晶圓代工廠,這架勢和當(dāng)年合資汽車有的一拼。(圖20)

圖20
大陸中芯國際的14nm生產(chǎn)線剛剛上路,還在尚需努力的階段。大家還是更愿意把這活交給臺積電,臺積電幾乎拿下了全球70%的28nm以下代工業(yè)務(wù)。
美國、韓國、臺灣已具備10nm的加工能力,最近臺積電上線了7nm工藝,穩(wěn)穩(wěn)壓過三星,首批客戶就是華為的麒麟980芯片。這倆哥們兒早就是老搭檔了,華為設(shè)計芯片,臺積電制造芯片。悄悄說,三星和臺積電的大股東都是美帝財閥,不然人家怎么能叫美帝呢?
說真的,如果大陸能整合臺灣的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),并利用靈活的政策和龐大的市場促進其進一步升級,中國追趕外國的步伐至少輕松一半?,F(xiàn)在嘛,中國任重而道遠(yuǎn)吶?。▓D21)

圖21
第五:核心設(shè)備
芯片良品率取決于晶圓廠整體水平,但加工精度完全取決于核心設(shè)備,就是前面提到的“光刻機”。
光刻機,荷蘭阿斯麥公司(ASML)橫掃天下!不好意思,產(chǎn)量還不高,你們慢慢等著吧!無論是臺積電、三星,還是英特爾,誰先買到阿斯麥的光刻機,誰就能率先具備7nm工藝。沒辦法,就是這么強大!(圖22)

圖22
日本的尼康和佳能也做光刻機,但技術(shù)遠(yuǎn)不如阿斯麥,這幾年被阿斯麥打得找不到北,只能在低端市場搶份額。
阿斯麥?zhǔn)侨蛭ㄒ坏母叨斯饪虣C生產(chǎn)商,每臺售價至少1億美金,2017年只生產(chǎn)了12臺,2018年24臺,這些都已經(jīng)被臺積電三星英特爾搶完了,2019年預(yù)測有40臺,其中一臺是給咱們的中芯國際,不過最近聽說莫名其妙被燒了,得延期交貨。
既然這么重要,咱不能多出點錢嗎?
第一:英特爾有阿斯麥15%的股份,臺積電有5%,三星有3%,有些時候吧,錢不是萬能的。第二,美帝整了個《瓦森納協(xié)定》,敏感技術(shù)不能賣,中國、朝鮮、伊朗、利比亞均是被限制國家。
有意思的是,2009年上海微電子的90納米光刻機研制成功(核心部件進口),2010年美帝允許90nm以上設(shè)備銷售給中國,后來中國開始攻關(guān)65nm光刻機,2015年美帝允許65nm以上設(shè)備銷售給中國,再后來美帝開始管不住小弟了,中芯國際才有機會去撿漏一臺高端機。
不過咱也不用氣餒,咱隨便一家房地產(chǎn)公司,銷售額輕松秒殺阿斯麥,哦耶!(圖23)

圖23
2018年底有消息讓人驚出一身冷汗,最早中科院只是淡淡說了句光刻項目通過驗收,然后鋪天蓋地的“中國光刻機終于翻身農(nóng)奴把歌唱”,鬧到最后連人民日報都坐不住了,直接批“國產(chǎn)光刻機自嗨文”誤導(dǎo)公眾,損壞中國科研形象。引一句原文:“這臺光刻機想應(yīng)用于芯片,還要攻克一系列技術(shù)難題,距離還相當(dāng)遙遠(yuǎn)?!?/P>
相比于光刻機,中國的刻蝕機要好很多,16nm刻蝕機已經(jīng)量產(chǎn)運行,7-10nm刻蝕機也在路上了,所以美帝很貼心的解除了對中國刻蝕機的封鎖。
不過離子注入機又寒磣了,2017年8月終于有了第一臺國產(chǎn)商用機,水平先不提了,離子注入機70%的市場份額是美國應(yīng)用材料公司的。涂感光材料得用“涂膠顯影機”,日本東京電子公司拿走了90%的市場份額。即便是光刻膠這些輔助材料,也幾乎被日本信越、美國陶氏等壟斷。(圖24)

圖24
2015年至2020年,國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)計劃投資650億美元,其中設(shè)備投資500 億美元,再其中480億美元用于購買進口設(shè)備。算下來,這幾年中國年均投入130億,而英特爾一家公司的研發(fā)投入就超過130億美元。
論半導(dǎo)體設(shè)備,中國,任無比重、道無比遠(yuǎn)??!
第六:封測
芯片做好后,得從晶圓上切下來,接上導(dǎo)線,裝上外殼,順便還得測試,這就叫封測。
封測又又又是臺灣老大哥的天下,排名世界第一的日月光,后面還跟著一堆實力不俗的小弟:矽品、力成、南茂、欣邦、京元電子。
大陸三大封測巨頭,長電科技、華天科技、通富微電,混的都還不錯。(圖25)

圖25
小結(jié)
這全景圖大概描述了從硅片到芯片的全過程及中國的設(shè)備制造商,絕對是業(yè)內(nèi)專家所做,值得一看。(圖26)

圖26
中國芯
說起中國芯片,不得不提“漢芯事件”。2003年上海交通大學(xué)微電子學(xué)院院長陳進教授從美國買回芯片,磨掉原有標(biāo)記,作為自主研發(fā)成果,騙取無數(shù)資金和榮譽,消耗大量社會資源,影響之惡劣可謂空前!以致于很長一段時間,科研圈談芯色變,嚴(yán)重干擾了芯片行業(yè)的正常發(fā)展。(圖27)

圖27
硅原料、芯片設(shè)計、晶圓加工、封測,以及相關(guān)的半導(dǎo)體設(shè)備,絕大部分領(lǐng)域中國還是處于“任重而道遠(yuǎn)”的狀態(tài),那這種懵逼狀態(tài)還得持續(xù)多久呢?
國務(wù)院印發(fā)的《集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要》明確提出,2030 年集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際先進水平,一批企業(yè)進入國際第一梯隊,產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
從研發(fā)的過程來看,需求不缺,資金不缺,只要燒足了時間,沒理由燒不出芯片。當(dāng)前,中國芯片的總體水平差不多處在剛剛實現(xiàn)零突破的階段,雖然市場份額不多,但每個領(lǐng)域都參了一腳,而且勢頭不錯,前景還是可期待的。(圖28)

圖28
極限
文末,習(xí)慣性抱怨一下人類科技的幼稚。芯片,作為大伙削尖腦袋能達(dá)到的最高科技水準(zhǔn),作為其根基的能帶理論竟然只是個近似理論,電子行為仍然沒法精確計算。再往大了說,別看現(xiàn)在的技術(shù)紛繁復(fù)雜,其實就是玩玩電子而已,頂多再加個光子,至于其他幾百種粒子,還完全不知道怎么玩!
芯片加工精度已經(jīng)到了7nm,雖然三星吹牛說要燒到3nm,可那又如何?你還能繼續(xù)燒嗎?1nm差不多就是幾個原子而已,量子效應(yīng)非常顯著,作為基石的能帶理論就不好使了,半導(dǎo)體行業(yè)就得在這兒歇菜。
燒錢也好,燒時間也罷,燒到盡頭就是理論物理?;A(chǔ)科學(xué)除了燒錢燒時間,還得燒人,燒的異常慘烈,100個高智商,99個都是墊腳石!工程師可以半道出家,但物理學(xué)家必須科班出身。
不能光折騰電子了,為了把中微子也用起來,咱趕緊忽悠,哎,不對,是呼吁更多孩子學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)吧!