cpu芯片放大到1亿倍图（芯片的研发尺寸到一纳米之后怎么办，是不是要另寻出路）

本文目录

• 芯片的研发尺寸到一纳米之后怎么办，是不是要另寻出路
• 一个原子放大1亿倍就是一个宇宙那我们就生活在其中吗
• 芯片都是数字电路，编程语言要用到英语，它是怎么识别的，求解
• 这是什么芯片芯片的原理是什么
• 芯片为什么不能做大一点
• CPU芯片真的有必要做那么小吗
• 如果把14nm的cpu长宽增加一倍，是不是就可以得到7nm的cpu的性能

芯片的研发尺寸到一纳米之后怎么办，是不是要另寻出路

1nm工艺制程并不是芯片的极限

今年3月份台积电与台湾国立交通大学的研究团队因为成功开发出了大面积晶圆尺寸的单层氮化硼（BN）而登上了《自然》杂志，厚度仅0.7nm。这也是台积电首次登上如此权威的期刊。

随着晶体管的尺寸不断缩小，目前即将达到传统半导体材料的物理极限。厚度仅有原子层厚度的二维原子层半导体材料可以解决晶体管微缩瓶颈，它可以有效阻隔二维半导体不受临近材料干扰，可望借此进一步开发出2nm甚至是1nm的晶体干工艺制程。

晶体管的极限在于原子核大小

观测单个原子，可以通过扫描隧道显微镜（STM），传统的光学显微镜肯定是无法直接分辨出单个原子的，因为原子的尺寸比可见光波长要短得多。扫描隧道显微镜不仅能够分辨出单个原子，甚至还能精确操纵单个原子。

原子的直径一般在0.1至0.5纳米，如果把一个玻尔半径为0.05纳米的氢原子放大到2厘米的乒乓球大小，那么同比例放大的乒乓球会比地球还要大。

波尔半径是指在特定轨道上环绕原子核运动的电子所处的轨道能量最低的半径。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大。

原子是目前盖房子的最小尺寸的砖块，晶体管的工艺制程理论上是可以做到原子直径大小，也就是0.1到0.5纳米。想要将尺寸做到比原子直径还小，那就基本没有可能了，这就已经超出了元素周期表的范畴了。原子虽然不是最基本的粒子，但想要将它分解成需要其他的粒子需要很大的能量，而且其他粒子在常态下并不是稳定的存在。

晶体管的尺寸能不能大批量做小还得问刻刀“光”

目前ASML最顶尖的EUV极紫外光刻机采用的是波长13.5纳米的极紫外线，想要获得13.5纳米的“极紫外线”需要将高纯度的锡加热到融化，然后再喷射到真空中形成锡珠，再通过激光照射将锡珠变成粉饼状，再用高功率的二氧化碳去照射“粉饼”就可以释放出13.5纳米的极紫外线。

光透过光罩射到涂有光刻胶的晶圆上，被光罩上的电路图挡住找不到光的部分留下，而被光照到的空余部分的感光材料会被化学腐蚀反应分解出去，电路就会被刻在晶圆上了。

有没有波长更短的光源？有。但各个厂家都清楚，波长越短，频率就越高，光的能量和频率成正比，和波长成反比。频率过高的话，传统的光刻胶就会被直接打穿,这也是为什么AMSL的光刻机会一家独大的原因之一，光源并不是这么好制备，制备好了怎么精准控制将图纸微缩复刻到晶圆上需要非常高的精度。

总结

我们都知道百米赛跑目前的极限是9.58秒，越想靠近这个值难度系数就越大，何谈突破。

半导体工艺发展到今天已经被很多物理学科、材料科学从各个方面制约着。就像百米赛跑很难突破9.58秒一样，越是接近原子核半径大小就越难再跨出一步。但9.58秒并不是百米赛跑的极限，同样1纳米也不会是芯片工艺制程的极限。

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一个原子放大1亿倍就是一个宇宙那我们就生活在其中吗

如果站在我们人类的角度，这原子放大1亿倍显然不能和宇宙划等号。比如一个氢原子，0.1纳米，放大1亿倍后，也不过直径1厘米，大小相当于一个玻璃弹珠——然而你应该看不到它的，因为原子又是由原子核和外围旋转的电子组成，原子核的直径只有原子的十万分之一，电子就更小了，这就意味着它们形成的原子放大1亿倍你也根本看不到。然而，按照量子力学的观点，电子是同时出现在轨道上所有位置的，是一片电子云，所以我就假设你看到了这颗原子吧，然而一厘米大的一坨云，就能成为一个宇宙？

显然不能，所以题主的意思其实应该是，把原子放大到和太阳系一样大，把我们人类放到围绕原子核周围运行的，像地球一样大的巨大电子上，整个微观世界是不是就变得像宇宙一样了？

从科学上来说，不能如此简单的类比。上世纪初卢瑟福发现原子结构后，人们实际就是这样想的。但后来人们计算后发现，如果原子是太阳系这样的结构，电子就根本不可能维持在轨道上，要么很快坠入原子核，要么瞬间就飞走了。之后量子力学逐渐发展起来，人们才发现，微观世界和宏观世界完全是两个不同的世界，遵循不一样的规律，这就是量子力学和广义相对论分别定义的世界，而且这两大支柱还互不相让，由此也引发了爱因斯坦和量子力学之间的对立。

为什么会出现这样的情况呢？没有人知道，你要是知道你就已经超越爱因斯坦，解决了大统一的问题了。所以只能有一些猜想，比如我们看微观世界，实际只看到了空间的缩小，却看不到、感受不到时间上的变化，如果你到了电子上，时间感受也快了上万亿倍的话，说不定原子就和太阳系差不多了。量子力学说我们无法知道电子在原子核周围的哪个地方，只能知道它出现在某处的几率，原子核周围形成的是电子云，电子是同时出现在所有地方的。但如果电子在你的眼前像地球一样大，你就在站在电子上，你还会觉得它是一坨云吗？显然就不会了。这叫：只在此山中，云深不知处。

当然，这只是猜想，不是科学，如果你想生活在其中，完全可以海阔天空天马行空地畅想，但要想从科学上获得确切的解答，目前还不行。

芯片都是数字电路，编程语言要用到英语，它是怎么识别的，求解

数字电路的世界只有“0”和“1”

在数字电路中是用二进制来执行指令和处理数据的，所以数字电路的世界只有“0”和“1”。当然，不同长度的“0”和“1”组合起来就可以得到不同的指令或者数据了。

处理器是怎么识别编程语言的？

其实处理器是不认识英文的编程语言的，它只认识“0”和“1”。但如果用“0”和“1”来编写程序，对于人类来说是非常困难的，效率也相当的低，可读性也非常差。于是聪明的人们发明了汇编语言。

比如：“MOV”代表数据传递；“ADD”代表加运算;“JMP”代表跳转等。当然这些用汇编语言编写的程序是不能被处理器直接识别的。需要通过编译器，把我们编写的程序“翻译”为处理器认识的二制进机器码。

编程语言为什么要用英语？

其实汇编语言只是一种符号语言，用于帮助程序员代替机器指令和操作码。不同的机器，不同的芯片都有着不同的机器语言和指令集，用汇编语言编写的程序难以在不同平台中移植。

随着科技的进步，电子产品的功能越来越强大，芯片的处理速度也越来越快，我们编写的程序也越来越复杂了。汇编语言这种低级的语言已经难以满足我们的编程需求，也令程序员大吐苦水。于是聪明的人们又发明了高级的编程语言，比如：C，C++，JAVA，Python，PHP，VB等等。高级语言可以对多条指令进行整合，使得编程更为简单，有着较强的操作性。比如用“if”进行判断，用"while"作为循环。

当然高级语言编写出来的程序一样需要翻译为二进制的机器码才可以被处理器识别和执行。

因为目前所有的编程语言都是由外国人发明的，所以基本上都使用了英文。以后中国人发明一种用汉语进行编程的语言也不是不可能的。我们可以拭目以待哦！

如果发明一种汉语进行编程的语言，你会学习吗？不妨留言讨论一下哦！

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这是什么芯片芯片的原理是什么

谢谢邀请!

.芯片是人类利用光刻技术在一定尺寸的硅片上烧刻和构建出能够完成既定功能的一种包含无数个pN结或其它特定功能的小方块，将各种功能电路连接管脚，再用封装材料固定引出脚后就成了我们眼中的芯片，

芯片，其实是人类智慧和科技高度发展的结晶。芯片内部的pN结等其密度之高j数量之多;连线之细。也许是你我根本无法想象的。一块奔四的计算机CPU芯片。如果把里边的每个零件放大到一颗黄豆般的大小。那么可以堆满几栋别墅的空间。一块制作好了的芯片，如果不打上标记，除了上帝之外你也许永远无法知道其功能的。当然更不谈不上如果应用了。即便两个芯片管脚相等，大小相等，形状相似，也不一定代表其功能相同。因此，你给出的三块芯片，我只能猜测，不能具体的确定。第一块可能是带光隔离的智能逻辑芯片。第二块可能是带很多光感应器件的摄像头芯片。第三块可能是带有逻辑矩阵功能芯片。

到目前为止，人类的所有计算机中，几乎都千篇一律地用到了二个数字，那就是0和1。也称之为二进制，虽然数字简单，但并不代表不能够完成人类十进制所能完成的计算任务。其实人粪利用二进制数作为计算机运算的基本单位是一个极其伟大的创举。因为我们这个大自然中几乎所有事物都可以用二进制来表示。如白天黑夜，潮涨潮落。电灯开与关，物体的大与小等等。而对于这两个数的运算和存贮也变得相对简单了。不同的存贮媒介可以用不同的存贮方法。如光盘则采用激光烧蚀的方法。长一点的小坑代表1，而短一点的小坑代表0。硬盘和以前的计算机软盘。则采用磁化目标对象的方式来贮存数据。这些表面涂有可被充磁的磁性物质。当磁盘高速运转时，磁头上的(代表0和1的数据)脉动交变电流流过线圈，在运行的等距螺旋线上留下许多NS的小磁体，N代表1则S代表0。还有一和叫EPROM的贮存方式更为独特。(上面还开有一小窗户)它利用某种晶体管特有的光释效应来进行数据的读写和清除，利用电场的能量将电子注入晶体内部晶格。被注入的对外显示为高电平表示1，没注入的对外显示低电平，代表0。擦除时只需放太阳下晒上几个小时或用紫外线光洗仪即可清除数据，当然还有直接用电清除的，叫EEPROM。我说的这些也许只是冰山一角，还有许多其他贮存方式的存贮器，这里不一一介绍了。

你如果努力学习、勤于思考、善于观察、勇于实践。也许一不小心发现某种材料具备这种贮存特性，你也可以利用它制成XX盘，而这XX可以使用您的大名来命名。那么你也使自己挤身于科学家的行列!

芯片为什么不能做大一点

你意思里说做大点，线条粗点也可以在零件不减少时成功做出芯片，这问题是涉及了成本，大面积芯片由于材料缺陷，制成废品多，价格就受不了了，再则大一倍的芯片还是要找台积电，别人还是做不了，这问题主要是美国打压有关系。

CPU芯片真的有必要做那么小吗

CPU从理论上来说，规模越大性能越强，速度也就越快，但是在性能够用的情况下，把CPU芯片做的尽量小巧还是符合CPU厂商和消费者的利益的，一方面CPU芯片做小能够节省成本，因为一块晶圆就这么大，芯片越小产量也就越大，良品率也就越高，对于CPU厂商来说能获得更多利润。

从消费者方面来考虑的话，越小的CPU理论上的功耗越低，发热越小，这样可以带来更好的使用体验，尤其是在手机和笔记本电脑等便携设备上，这一点是非常重要的。性能高低很多情况下可能感觉不出来，但是发热和续航是关系到切身感受的。所以在条件允许的情况下，CPU芯片尽可能还是要做的小一些。

而且对于半导体芯片设计来说，当晶体管数量堆到一定规模会出现边际效应，随着核心数量或频率的提高，达到一定程度增加的规模不会带来等比的价值，这时候盲目追求大规模芯片是得不偿失的，因此把主流芯片保持在一个小面积的范围内是最实际的，所谓那些超大芯片只是用于军事航空等特殊领域的产品。

如果把14nm的cpu长宽增加一倍，是不是就可以得到7nm的cpu的性能

当然不是，简单说，尺寸越大，芯片内的信号线就越长，信号延迟和质量（signal integrity）就越差，也就是说，主频低，上不去。

此外，元器件越大，成本越高，功耗越高大。功耗不仅仅影响省电，更重要的是，发热会极大影响芯片正常工作（所有元器件都必须工作在一个"恰当的"温度区间），因此落后的制程意味着对芯片整体功能和性能的制约。

我曾在硅谷上市公司从事半导体研发十几年，负责任的说一句：IC行业没有可以超车的"弯道"，也绝不是"大力出奇迹"或"人有多大胆地有多大产"的行业。这个行业上下游所覆盖的技术领域远超两弹一星。米帝之所以引领IC行业，并非因为"自力更生"，而是建立了以自己为中心的开放体系，最大程度上整合了西欧日韩和台湾的优势和能动性。

言尽于此。