清华教授关于中国芯片发展的大实话,很震撼!
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芯片技术有多神奇?
今天的芯片技术到底有多神奇?它不断地在微缩,不断地在缩小。缩小到什么程度呢?我们现在已经做到了7纳米,估计明年、后年就到了5纳米。
大家说纳米是什么意思?对纳米没感觉。确实没感觉,举个例子,大家可以想像一下有多小。我们看见过我们自己的红血球吗?肯定没看过,但是大家知道我们的一滴血是红色的,因为红血球是红色,映出来血液是红的。
红血球的直径有多大呢?红血球的直径是8微米,就是8000纳米。按照我们今天的技术,比如说14纳米工艺制造的芯片,大概是40个纳米大小,因此我们可以在一个红血球的直径上放200支晶体管。
所以大家可以想,这么精密的东西,正是因为它这么小,所以我们能够把大量的东西集成在单个的芯片上去。
大家一定会问一个问题,如果按照我们现在的走法,走到5纳米,再往下走到3纳米,能不能再走下去呢?我们认为可能某一种特定技术走到一定的时候,它就会停下来,但是并不代表着新技术不会出现。前两年德国科学家就发明了一种称其为分子级晶体管的新的器件。
未来的发展,可能我们的手机会变得越来越小,小到了我们今天不可想象的地步。当然这个小不是说体积变小,是手机芯片的尺寸变小,功能变得越来越大。
但是任何技术都有它的极限,不可能没有极限,那从芯片角度来说它有哪几个极限呢?一个就是物理的极限,它尺寸太小了,其实还有功耗的极限。举个例子,我们家里都有电熨斗,电熨斗的功率密度每平方厘米5瓦。5瓦很小,但是很烫手,我们绝对不敢拿手去直接碰它。
但是集成电路芯片呢?一般的芯片都在每平方厘米几十瓦,所以我们看到的芯片上往往要背一个散热器,上面还有一个风扇。
当我们功率密度达到每平方厘米100瓦以上的时候,风已经不行了,要换成水冷。超级计算机当中要通水,这边凉水进去那边就变成温水出来。
这样的一种热的耗电,这种热效应是非常非常厉害的,如果不加控制,到2005年前后,我们芯片的温度已经达到了核反应堆的温度,到2010的时候大概已经可以达到太阳表面的温度了,那么这么热的东西可能用吗?不可能用。