电脑芯片内部的工作原理

我们试着把一个芯片放到**，看看这颗内存芯片的里面究竟是如何工作的。这是把内存芯片放大后的样子。这个是芯片阵列中的其中一个单元，称为EDG单元，只有几十纳米大小。它有两个部分，一个是以电子形式存储一位数据的电容器，另一个是用于读写数据的晶体管。电容器是由两层导电材料组成，两层之间被极小厚度的绝缘层隔开这么小。厚度可以阻止电子流动，却能让电厂通过。如果电容器被充电到一伏特电压时，会写入二进制的一，如果电压是零伏特时，就写入二进制的零一个电容器只能存储一位数据。随着电容器的设计不断发展，它的长度被加长，它们的间距被压缩，这样就能占用尽可能小的面积。现在我们来看看晶体管，它上面有两条线，这条叫自限，连接到晶体管的山及这调教为线连接。到晶体管通道的另一侧，像这条自线，施加电压时会打开晶体管。电子就可以留个通道，从而电容器连接到魏县。这时候就能访问电容器，对它充电就写入一对，他放点就写入零。当关闭晶体管的自限，晶体管就关闭了。电容器与魏县隔离，从而保存了之前写入的数据。由于这个晶体管只有几十纳米宽，电子会缓慢地通过通道泄露，因此随着时间的推移，需要刷新电容器已对泄漏的电子进行充电。这是单个存储单元的工作原理，171个这样的单元阵列成一个。库每个单元之间用字线连接成行，为线连接成列。字线和位线位于不同的垂直层上，因此他们之间永远不会触碰。最后我们把它简化成平面图，看看字线连接每个晶体管的控制以及未现给电容器充电的画面。手机芯片比这个更复杂，我们的华为麒麟芯片就是自己做这样的设计，再把图纸交给台积电或者中芯国际这种晶圆厂生产。从光刻机上下来的一片300毫米尺寸的硅晶圆，可以切割成2500个手机芯片。我们硅晶圆制造之所以被美国人丧心病狂的打压，是因为几乎所有领域都需要用到芯片。40纳米芯片做成的固态硬盘，个头轻巧，速度快通。机械硬盘的传输速度是150兆每秒，而固态硬盘的速度是6600兆，这相当于一匹俊马撵着一个乌龟赛跑。如果拷贝一部8G的蓝光电影，一个需要60秒以上，而固态硬盘只要两到三秒，这就是越来越先进的芯片带给我们生活的便利。最后根据今年七月份的报道，我国的光刻机的石刻工艺已经突破七纳米了。