上周六在珠江路那家开了二十年的修手机店蹲了半小时。
老板把我发烫的拆机后盖往桌上一扔,镊子指着主板上指甲盖大的黑方块:”这玩意儿坏了,换的话比你这旧手机都贵。”
我凑过去看。那方块摸起来还烫。
你以为的半导体,根本不是你以为的样子
别信课本里写的那种板正的定义,什么”导电能力介于导体和绝缘体之间的材料”,听着就犯困。
说白了,这就是个脾气拧的主。铜是一通电就哗哗过电的直性子,橡胶是拿高压电怼上去都纹丝不动的死心眼,半导体夹在中间,你给它点小刺激,它就从“完全不导电”的状态转成“有点导电”的状态,刺激的参数变一点,它导电的脾气还能跟着调。
能让电流听指挥的“开关属性”,是它所有价值的来源。你想啊,要是所有电路里的元件都像铜那样,你手机屏幕上打个“1”,电信号能顺着导线流到电池里去,整个手机全是乱飘的电流。要是全像橡胶那样,啥信号都传不出去,那你手机就是个能砸核桃的砖头。
你按一下手机电源键的那点微弱电信号,传到对应的半导体元件上,它就把整个电路的闸门拉开,屏幕亮、系统启动——就这么简单?哪有这么简单。

我之前也以为,能把电流管得这么服服帖帖的元件,肯定得是啥极其金贵、离普通人八丈远的东西。直到去年家里那台老空调不制冷,师傅上门拆了外机,指着个指甲盖大的黑块说,就是这个坏了,换一下三百八。
我当时差点跳起来——我这空调当年装的时候才两千出头啊!师傅笑着说,别嫌贵,这叫功率半导体,你家电动车的充电枪里有,你家LED灯珠里那点发光的材料也是,甚至你家电动车的电机转得快不快,全靠这玩意儿调着电流。
被吹上天的“纳米级加工”,其实是在指甲盖大小的地方盖百万栋房子
别一听到什么“多少纳米制程”就觉得是天方夜谭,你就把那片薄薄的硅片想成南京的老城南。
你要在指甲盖那么大的面积上,盖几百万栋小房子,每栋房子就是个能精准控制电流通断的小开关。房子和房子之间留的路,窄到什么程度?大概是你头发丝直径的几万分之一。
上次去苏州的一家晶圆厂参观,隔着厚厚的玻璃看车间里的机械臂慢悠悠转,我站旁边半天没说话。那地方干净到连飘进一粒灰尘,都能把整片硅片上几百万个小房子砸坏,算下来一次损失就是几十万。我这种平时走两步都能掉两根头发的人,进去之前得在风淋室里站十分钟,吹到我汗毛都快竖起来了才放行进。

说出来你可能不信,我站在那个全是白衣服、全是机械臂的车间里,突然想起小时候在夫子庙看糖人师傅浇糖的样子。师傅拿着铜勺在石板上浇出细细的糖丝,拼出孙悟空、猪八戒的形状,跟现在这些工程师在硅片上刻出密密麻麻的电路,本质上好像也没差多少——都是靠手上的精准度,在一小块地方做出能让所有人都用上的玩意儿。
当然区别也有,糖人浇歪了大不了重新熬一锅糖,硅片上的电路刻歪了,那整片片子就废了。
别被极端叙事带偏,这行从来没有一劳永逸的事

网上总刷到两种极端的说法,一种说半导体是被人卡了脖子,我们啥都不行;另一种说我们马上就要把所有技术都做通了,以后再也不用看别人脸色。
听着就累。
我去年跟一个做半导体材料的老师傅聊天,他说他刚入行的时候,行业里所有人都觉得8英寸的硅片已经是天花板了,再做大一点根本不现实。结果现在12英寸的硅片都快成主流了,之前那些建了十几年的8英寸厂子,好多都改做车规级的功率半导体了,反而赚得比之前做消费电子芯片的时候还多。
没有永远适用的技术路径,也没有哪个玩家能永远站在山顶。最开始大家用锗做半导体材料,后来发现硅储量大、性价比够高,就全换成硅了。等硅的性能快摸到瓶颈了,大家又开始折腾碳化硅、氮化镓这些新材料,做出来的元件能扛更高的电压、更耐热,刚好给电动车的电机、空调的压缩机用。
就跟你在珠江路攒电脑似的,今天这个显卡降价了就换个显卡,明天那个固态更划算了就加个固态,从来没有什么配置是能从大学用到退休的。
上周从修手机店出来,我把那个换下来的发烫小方块揣进了外套口袋。现在它就摆在我书桌的笔筒旁边,落了点灰也没擦。
有时候写稿写累了就拿起来摸一摸。凉的。
谁能想到这么个不起眼的小方块,管着我手机的充电速度,管着我家空调的制冷效果,甚至管着我上班坐的那辆电动车能跑多远。
对吧。
作者|科技
排版|科技
审核|小北