芯片制造:一场比原子弹更复杂的科技挑战?

作者:小菜 更新时间:2024-06-13 点击数:
简介:一个指甲盖大小的硅片上,密布着150亿个微小的电子元件,它们以几乎无法想象的精度和复杂性相互连接,形成一个能够驱动现代电子设备的复杂电路。

这不是科幻小说中的情节,而是现实中精密芯片制造的惊人现实。

而当一位物理学家告诉我们,制造这样的芯片比制造原子弹还要难上十倍时,我们不禁要问:这究竟是怎样的技术挑战?下面由小苏带大家了解具

【菜科解读】

一个指甲盖大小的硅片上,密布着150亿个微小的电子元件,它们以几乎无法想象的精度和复杂性相互连接,形成一个能够驱动现代电子设备的复杂电路。

这不是科幻小说中的情节,而是现实中精密芯片制造的惊人现实。

芯片制造:一场比原子弹更复杂的科技挑战?

而当一位物理学家告诉我们,制造这样的芯片比制造原子弹还要难上十倍时,我们不禁要问:这究竟是怎样的技术挑战?下面由小苏带大家了解具体情况。

朱士尧,这个名字在科技界或许不如某些明星企业家那样响亮,但他的见解却掷地有声。

作为华为前高管,中国科技技术大学物理学教授,朱士尧对芯片制造的难度有着深刻的理解。

在他看来,5nm芯片的制造过程,是一场对人类智慧和工艺极限的挑战。

让我们先来揭开5nm芯片的神秘面纱。

5nm,这个数字听起来微不足道,但在芯片的世界里,它代表着极高的集成度和工艺水平。

一个5nm芯片,其内部结构之复杂,堪比一座微型城市。

150亿个二极管、三极管、电阻和电容,它们需要被精确地放置、连接,以实现电子设备的各种功能。

芯片制造:一场比原子弹更复杂的科技挑战?

这不仅仅是一个技术问题,更是一个艺术问题,因为每一个微小的误差都可能导致整个系统的崩溃。

然而,技术难度远不止于此。

芯片设计,这个在普通人眼中可能并不显眼的环节,实际上同样充满了挑战。

华为,作为一家在芯片设计领域有着深厚积累的企业,也不得不面对一个现实问题:依赖美国EDA工具的日子已经一去不复返。

面对这样的困境,华为没有选择等待,而是提前布局,组建了自己的设计团队,致力于自主研发。

三年的时间,华为的团队已经能够完全依靠自己的力量,设计出14nm的芯片。

这听起来似乎与5nm还有一段距离,但不要忘记,对于大多数工业应用来说,20nm、30nm甚至80nm的芯片已经足够使用。

华为的这一成就,不仅解决了自身的需求,也为其他工业企业提供了解决方案。

但是,5nm芯片的制造依然是一个巨大的挑战。

芯片制造:一场比原子弹更复杂的科技挑战?

它需要的不仅仅是技术,更需要时间、资金和人才的长期投入。

华为,作为一家伟大的企业,已经迈出了坚实的步伐,但要达到5nm芯片的制造,仍然任重而道远。

在这个过程中,我们看到了华为的坚持和努力,也看到了科技领域不断探索和突破的精神。

这不仅仅是华为的故事,更是整个科技界的故事。

每一次技术的突破,都是人类智慧的体现,每一次工艺的革新,都是对未来的一次大胆预测。

读完这篇文章,你是否对芯片制造的复杂性有了新的认识?你认为华为在芯片制造领域能够取得更大的突破吗?在评论区留下你的看法,让我们一起探讨科技的未来。

上官婉儿的祖父是哪位?制造了上官体的有名诗人

说起,很多人可能不太熟悉,可是说起,那可是大名鼎鼎,是身边最为亲信的女官。

上官仪是上官婉儿的祖父,时期的宰相,创造了上官体的著名诗人,然而,他最后却被武则天所杀,连自己的儿子也一同被处死,只有儿媳和孙女被没入掖庭,充为官婢。

按道理说,武则天是一个爱惜人才的女人,当初,写了一篇文章骂她,她看到骆宾王的文才,直称可惜。

而上官仪作为开创唐初上官体诗,并发了唐初四杰的人物,一笔好字,一手好诗深得当时人们的景仰,何以却被武则天恨上了呢? 上官仪这个人的一生也是很波折的,他出身官宦人家,应该家境很好的,可是年幼的时候,做官的父亲上官弘在江都之变中被杀,他为了逃难,自己到庙里做了和尚,这期间,勤学苦读,习得一手好诗,写的一笔好字。

在唐太宗的时候,他去参加考试,一举得中,从此踏上了官场。

这么一个有才的人,在当时朝廷上也是很显眼的,尤其他还开创了唐诗的先河,以前人写诗,总是绮丽而又颓废,是那种宫体诗的味道,上官仪的诗却显得清新自然,其中唐诗中的名篇“脉脉广川流,驱马历长洲。

鹊飞山月曙,蝉噪野风秋”,让人们非常欣赏,他的宫体诗被人们称为“上官体”,成为当时人们模仿的对象。

可以说,他是一个成功的诗人,开创了唐初诗歌的新气象。

然而这么一个才华横溢的诗人,却不是一个的官员,他虽然官做得很高,曾经担任过太子李弘的老师,后来又升为宰相,整天为唐高宗拟定诏书,但他对人性的认识却不够深,政治斗争没有一点经验,也不太了解官场上的潜规则,最终成为李治和武则天闹别扭的牺牲品。

这件事的始作俑者还是唐高宗李治,据说当时皇后武则天怕宫里闹鬼,引道士到宫里作法,作法的时候,宫里只有道士和武则天两个人,旁人不能靠近,这周围人的怀疑,一个叫王伏胜的就把这件事告诉了李治,李治听了大怒,加之以前就对武则天有一些不满,武则天太强势,总是让高宗觉得受拘束,不自由,所以产生了想法,想把这个皇后废了,自己以后就可以自由了,于是就把上官仪找来,说我想把皇后废了,你觉得呢? 上官仪也是傻啊,废后这件事,哪有这么轻而易举的呢?他一不从长计议,二不察言观色,三不争取同盟,便立即回禀: “皇后专横,海内失望,应废黜以顺人心。

”高宗一听,便说,既然你也支持废后,那你起草一份废后诏书吧。

上官仪一听,起草诏书么,那还不是手到擒来的事,立马就写好了。

诏书才放到高宗的案桌上,武则天就得到了消息。

武则天这个人是多么有手腕的啊,可以说,当时皇宫里的人到处都是她的耳目,李治一提到废后,马上就有人向她报告了,诏书才写好,李治还没来得及看,诏书上的字迹都还没有干透,武则天就气势汹汹找来了。

武则天面对高宗皇帝,软硬兼施,又是撒娇,又是哭诉又是据理力争,让高宗觉得理屈,便无奈地说,我也不想废后啊,这都是上官仪教我的。

李治也是一个软骨头,一下子就把自己的臣子出卖了,可见,上官仪对李治和武则天的心理一点也不了解啊,他不知道,李治之所以生气,主要就是觉得武则天管他管得太多了,还有就是有点吃醋了,这是夫妻之间的小别扭,人家夫妻床头打架床尾和,你掺杂中间,岂不是很别扭,不找你做,还能找谁呢? 果然,武则天通过自己的手段很快就让高宗撕毁了新拟定的诏书,武则天转危为安,并且很快就秋后算账,指使亲信许敬宗诬陷上官仪、王伏胜勾结废太子,图谋叛逆,上官仪和儿子以及王伏胜都被处斩了,而废太子李忠也在自己的属地自缢了,自此以后,李治再也没有起过废后的念头。

上官仪真是一个书生啊,虽然写的一笔好字,写得一手好诗,可惜在官场上还是太嫩了,怎么可能是武则天的对手呢?后来他的孙女上官仪倒是很熟悉官场作风,又很有才华,非常得武则天的赏识。

到继位的时候,上官婉儿被册封为昭容,她的祖父上官仪才得以平反。

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唐朝两宋和明朝的火药有什么分别?都是如何用火药制造武器的

1、时的火药 火药发明之前,火攻是军事家常用的一种进攻手段,那时在火攻中,用了一种叫做火箭的武器,它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧毁敌人的阵地。

如果用火药代替一般易燃物,效果要好得多。

火药发明之前,攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球,来消灭敌人。

火药发明之后,利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。

据路振的《九国志》记载,时(十世纪),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。

这可能是有关用火药攻城的最早记载。

2、两宋时的火药 到了两宋时期火药武器发展很快。

据《·兵记》记载:公元970年兵部令史冯继升进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器。

公元1000年,士兵出身的神卫队长唐福向廷献出了他制作的火箭、火球、火蒺藜等火器。

1002年,冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器,并做了表演。

火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革。

从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。

火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能。

《武经总要》中记录的早期火药兵器,还没有脱离传统火攻中纵火兵器的范畴。

随着火药和火药武器的发展,逐步过度到利用火药的爆炸性能。

硝酸钾、硫磺、木炭粉末混合而成的火药被称为黑火药或者叫褐色火药。

这种混合物极易燃烧,而且烧起来相当激烈。

如果火药在密闭的容器内燃烧就会发生爆炸。

火药燃烧时能产生大量的气体(氮气、二氧化碳)和热量。

原来体积很小的固体的火药,体积突然膨胀,猛增至几千倍,这时容器就会爆炸。

这就是火药的爆炸性能。

利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器。

北宋时期使用的那些用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的。

蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器。

到了北宋末年爆炸威力比较大的火器向“霹雳炮”、“震天雷”也出现了。

这类火器主要是用于攻坚或守城。

公元1126年,守开封时,就是用霹雳炮击退金兵的围攻。

金与北宋的战争使火炮进一步得到改进,震天雷是一种铁火器,是铁壳类的爆炸性兵器。

元军攻打金的南京(今河南开封)时金兵守城时就用了这种武器。

《金史》对震天雷有这样的描述:“火药发作,声如雷震,热力达半亩之上,人与牛皮皆碎并无迹,甲铁皆透”。

这样的描述可能有一点夸张,但是这是对火药威力的一个真实写照。

火器的发展有赖于火药的研究和生产。

《武经总要》中记录了三个火药配方。

唐代火药含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代为1比2,甚至接近1比3。

已与后世黑火药中硝占四分之三的配方相近。

火药中加入少量辅助性配料,是为了达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕等效果。

火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的。

1044年主编的《武经总要》一书中介绍了三种火药配方,以不同的辅料,达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕的不同目的。

宋代由于战争不断,对火器的需求日益增加,时设置了军器监,统管全国的军器制造。

军器监雇佣工人四万多人,监下分十大作坊,生产火药和火药武器各为一个作坊,并占有很重要的地位。

史书上记载了当时的生产规模:“同日出弩火药箭七千支,弓火药箭一万支,蒺藜炮三千支,皮火炮二万支”。

这些都促进了火药和火药兵器的发展。

时出现了管状火器,公元1132年陈规发明了火枪。

火枪是由长竹竿作成,先把火药装在竹竿内,作战时点燃火药喷向敌军。

陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”。

公元1259年,寿春地区有人制成了突火枪,突火枪是用粗竹筒作的,这种管状火器与火枪不同的是,火枪只能喷射火焰烧人,而突火枪内装有“子巢”,火药点燃后产生强大的气体压力,把“子巢”射出去。

“子巢”就是原始的子弹。

突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声。

现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。

所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。

突火枪又被称为突火筒,可能它是由竹筒制造的而得此名。

《》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人。

到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”。

1332年的铜火铳,是世界上现存最早的有铭文的管状火器实物。

3、 明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”,如同时发射10支箭的“火弩流星箭”;发射32支箭的“”;最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。

明燕王(即后来的)与建文帝战于白沟河,就曾使用了“一窝蜂”。

这是世界上最早的多发齐射火箭,堪称是现代多管火箭炮的鼻祖。

尤其值得提出的是,当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。

据“武备志”记载,这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行,远达两三里。

这种火箭用竹木制成,在龙形的外壳上缚四支大“起火”,腹内藏数支小火箭,大“起火”点燃后推动箭体飞行,“如火龙出于水面。

”火药燃尽后点燃腹内小火箭,从龙口射出。

击中目标将使敌方“人船俱焚。

”这是世界上最早的二级火箭。

另外,该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹。

“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,它是世界上最早的多火药筒并联火箭,它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近。

火箭的发展,使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。

根据史书的记载14世纪末,的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上,双手各持一个大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。

尽管这是一次失败的尝试,但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。

为了纪念万户,月球上的一个环行山以万户的名字命名。

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