包含五颜六色薯条的硅晶片的特写

微芯片的基础知识

您需要了解的有关微芯片的所有信息 - 数字世界的基础

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很难想象一个没有微芯片的世界。它们是我们用来工作,旅行,保持健康和娱乐设备的核心 - 从汽车到智能手机,从MRI扫描仪到工业机器人和数据中心。

微芯片无处不在。2020年,世界各地生产了超过9320亿个筹码,养活了4400亿欧元的行业。通过提供新的功能,每一代人的性能更好和成本较低,芯片的进步催生了新产品和转型行业。


*数据来源:WSTS

什么是微芯片?

微芯片(也称为芯片,计算机芯片,集成电路或IC)是一组小型硅上的电子电路。在芯片上,晶体管充当微型电开关,可以打开或关闭电流。通过添加和去除材料形成互连形状的多层晶格,在硅晶片上创建了微小开关的图案。

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硅是芯片行业首选的材料。与通常用于传导电流的金属不同,硅是“半导体”,这意味着可以通过将其与其他材料(例如磷或硼)混合来增加其导电性能。这使得可以打开或关闭电流。


好消息是无处不在!硅是由沙子制成的,它是氧气后第二大元素。硅晶片是使用一种称为二氧化硅二氧化硅制成的二氧化硅砂的砂制成的。沙子融化并以称为“铸锭”的大圆柱体的形式铸造。然后将此铸锭切成细晶片。

纳米量表

指甲大小的微芯片包含数十亿个晶体管,因此很容易理解芯片上的特征需要多么小。芯片特征以纳米测量。纳米分子是十亿米,或百万分之一毫米。


为了进行比较,人类红细胞的直径为7,000纳米,平均病毒为14纳米。最先进的芯片上最小的结构目前是10纳米。ASML的EUV(极端紫外线)技术万博manbetx官网登录使最小功能的规模甚至可以进一步降低。我们系统可以创建的图案中的功能越小,制造商可以使用芯片的晶体管越多,芯片就能做得越多。

薯条的“风味”

微芯片有两种主要类型:逻辑芯片和记忆芯片。


逻辑芯片是电子设备的“大脑” - 他们处理信息以完成任务。在逻辑芯片中,CPU(中央加工单元)是“原始”芯片,该芯片于1960年代首次设计。但是,还有一些具有特定功能的处理器,例如GPU(用于视觉显示的图形处理单元,用于视觉显示)和NPU(神经处理单元,设计用于深度和机器学习应用程序)。


内存芯片储存信息。There are two types of Memory chips: DRAM (Dynamic Random Access Memory), which are the ‘working memory’ chips that only save data while the device’s power is turned on, and NAND Flash, which save data even after the device is turned off. For example, DRAM helps to run programs on your device, whereas NAND stores your photos. Whereas DRAM is fast, NAND is slow to read and write data.

计算能力

CHIP改进是计算能力和内存功能令人难以置信的增长,这使技术可以促进到今天的状态。万博manbetx官网登录1956年至2015年,由于芯片,计算能力增加了一万亿。想一想:导航到月球任务的计算机大约是任天堂控制台的两倍。它有32.768位随机访问存储器(RAM)和589.824位仅读取内存(ROM)。现代智能手机具有大约100,000倍的处理能力,RAM增加了大约一百万倍,ROM增加了700万倍。

芯片启用了诸如虚拟现实和设备上的人工智能(AI)之类的应用程序,以及在5G连接等数据传输方面的收益,它们也落后于算法,例如深度学习中使用的算法。


所有这些计算都会产生大量数据。到2025年,世界将每年生产175个Zettabytes(ZB),或大约相当于10亿吨(TB)。为了进行比较,根据市场情报公司IDC的说法万博苹果手机客户端“数据年龄2025”白皮书,如果您要在DVD上存储175个Zettabytes,那么您的DVD堆栈将足够高,可以绕地球222次圈出。

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