從口袋里的智能手機(jī)到支持互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作的龐大數(shù)據(jù)中心，從電動(dòng)踏板車到超音速飛機(jī)，從起搏器到預(yù)測(cè)天氣的超級(jí)計(jì)算機(jī)，不管是看不見(jiàn)的還是鮮為人知的，所有這些設(shè)備或設(shè)施的內(nèi)部，都包含一項(xiàng)使這一切成為可能的微小技術(shù)：半導(dǎo)體。
 

　　半導(dǎo)體是現(xiàn)代計(jì)算的基本組成部分。被稱為晶體管的半導(dǎo)體設(shè)備是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行計(jì)算的微型電子開(kāi)關(guān)。1947年，美國(guó)科學(xué)家建造了晶體管。在此之前，人們借助真空管完成計(jì)算機(jī)制。但真空管計(jì)算機(jī)既慢又笨重。直到硅的應(yīng)用，改變了一切。
 

　　用硅制造的晶體管，體積足夠小，可以安裝在微芯片上，從而打開(kāi)一扇新世界的大門(mén)：各種設(shè)備層出不窮。每一年，這些設(shè)備都在變得更小更智能。芯片開(kāi)始以穩(wěn)定的速度越變?cè)叫?，仿佛這項(xiàng)技術(shù)有規(guī)律可循。大約五十年前，芯片制造巨頭英特爾的聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾率先提出這個(gè)規(guī)律，即后來(lái)所說(shuō)的摩爾定律。摩爾定律預(yù)測(cè)，芯片上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔兩年便會(huì)增加一倍。
 

　　事實(shí)證明，摩爾定律曾經(jīng)是正確的。直到近，情況開(kāi)始有變。當(dāng)一再縮小晶體管的努力越來(lái)越接近物理極限時(shí)，芯片微型化的步伐才有所放緩。早期的晶體管肉眼可見(jiàn)。而如今，一枚微芯片上可容納數(shù)十億個(gè)微型晶體管。重要的是，這種制造業(yè)的指數(shù)級(jí)進(jìn)步，推動(dòng)了數(shù)字革命的發(fā)生。
 

　　但是這場(chǎng)偉大革命中的核心元素——硅，卻自始至終都是一個(gè)無(wú)比不顯眼的物質(zhì)，也是地球上常見(jiàn)的物質(zhì)之一。地殼中90%的礦物質(zhì)含有硅。地球上普遍存在的一種物質(zhì)，帶來(lái)了一項(xiàng)遍布的技術(shù)，著實(shí)有趣。
 

　　硅是5000億美元芯片產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。而該產(chǎn)業(yè)則帶動(dòng)了科技經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如今，科技經(jīng)濟(jì)價(jià)值約達(dá)3萬(wàn)億美元。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)成為歷史上化的產(chǎn)業(yè)之一：原材料來(lái)自日本和墨西哥，芯片在美國(guó)和中國(guó)制造。然后，這些芯片被運(yùn)送到世界各地，以安裝在設(shè)備上。后，設(shè)備來(lái)到世界各個(gè)國(guó)家的人手中。
 

　　把硅粉變成芯片，需要將硅材料投入1400℃高溫的熔爐進(jìn)行融化，并制成圓柱形的晶棒。然后，像切黃瓜一樣，將晶棒切成薄片，得到晶圓。后，在工廠里，十幾個(gè)矩形電路——也就是芯片本身——被印刷到每一個(gè)晶圓上。從這里開(kāi)始，芯片將分散到世界的各個(gè)角落。
 

　　因?yàn)樾酒浅Ｎ⑿。腥魏位覊m顆?；蝾^發(fā)絲都可能會(huì)破壞芯片的復(fù)雜電路。為了防止污染微電子產(chǎn)品，整個(gè)車間必須是無(wú)菌無(wú)塵的。大約六個(gè)足球場(chǎng)大小的區(qū)域，要比手術(shù)室還干凈數(shù)千倍，并用昏暗的黃色燈光照明，以防止紫外線輻射破壞生產(chǎn)過(guò)程中使用的一些化學(xué)藥品。
 

　　在無(wú)菌室內(nèi)，大多數(shù)操作由真空密封的機(jī)器人自動(dòng)完成。從屋頂上懸下來(lái)的單軌道在機(jī)器人之間運(yùn)送著零部件。根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，每個(gè)芯片的制作可能需要1000到2000個(gè)步驟。
 

　　半導(dǎo)體是美國(guó)的第四大出口商品，僅次于飛機(jī)、汽車和石油。大部分收入都用于開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品，使得半導(dǎo)體行業(yè)與制藥行業(yè)一樣，成為研究型行業(yè)。
 

　　隨著半導(dǎo)體越來(lái)越小、越來(lái)越便宜，現(xiàn)在幾乎人人都可以用上半導(dǎo)體產(chǎn)品。據(jù)估計(jì)，有超過(guò)50億人擁有移動(dòng)設(shè)備，其中一半以上為智能手機(jī)。發(fā)展中國(guó)家也正在迎頭趕上。
 

　　隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展以及越來(lái)越多人開(kāi)始學(xué)習(xí)數(shù)字技術(shù)，這些差距應(yīng)該會(huì)逐漸縮小。智能手機(jī)甚至也可以促進(jìn)一個(gè)國(guó)家的整體經(jīng)濟(jì)。根據(jù)一項(xiàng)研究估計(jì)，在發(fā)展中國(guó)家，每一百人中，每增加十部手機(jī)可以使GDP增長(zhǎng)0.5%。
 

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