巷口修手机摊聊芯片:不用懂公式也能讲明白

上周六降温,南京城飘了点桂花香,我揣着开不了机的旧手机,溜去珠江路老巷口找修了二十年手机的张师傅。摊边摆着玻璃罐泡的茉莉花茶,吹着穿巷风,张师傅拿出高倍放大镜对着主板瞅了两分钟,抬头点了点那个比芝麻还小一圈的黑块:“就是这芯片坏了,换一个得两百,要换不?”

我盯着那个小黑块发呆,突然反应过来,我们天天嘴上说芯片,大部分人其实根本没搞懂,这玩意到底牛在哪,又难在哪。

你摸过的每一块芯片,都是拼出来的微缩城市

很多科普一上来就说晶体管,说制程,说晶圆,听着头大。说实话,换个角度想,把芯片放大一百万倍,它就是一座实打实的城市。

晶体管就是城市里的房子,负责存数据算数据;中间细细密密的导线就是马路,用来运数据;电流就是马路上跑的货车,拉着0和1往各个地方跑。

芯片放大后晶体管线路微观实拍图
芯片放大后晶体管线路微观实拍图

就这么点指甲盖大的地方,塞进几百亿座“房子”,什么概念?相当于整个江苏省的人口,都挤到南京玄武湖那点湖心洲住。

太挤了。

差一纳米,马路就修错了,房子就歪了,整个城市直接瘫痪。错一步全错。

为啥非要挤这么狠?其实逻辑特别简单:货车跑的路越短,烧油越少,到得还越快。做小,就是为了省电提速,不是为了凑数字炫技。

不是所有芯片,都要挤破头往最先进制程走

网上现在有种特别奇怪的舆论,一提起芯片就必提3nm、7nm,好像做不出最先进的制程,整个芯片行业就是不行。

我跟张师傅聊起这个,他直接笑了:“我修过十多年前的老桑塔纳,里面的控制芯片比大拇指还大,用到车报废都没坏,你给它换个3nm的,它用得上吗?”

太对了。不同芯片干的活不一样,要求完全不同。手机主芯片要堆性能要省电,当然要往小了做。但是你家里智能电表的芯片,汽车控制车窗的芯片,智能门锁的识别芯片,甚至电动自行车的电池管理芯片,只要求一个:稳定,不坏,便宜。

这些芯片用28nm甚至更成熟的制程做,完全够用,成本还能压到几毛钱一块,比用先进制程做便宜几十倍。说实话,全球百分之八十的芯片需求,根本用不到10nm以下的先进工艺。

汽车电路板上不同规格芯片实拍
汽车电路板上不同规格芯片实拍

很多人被带节奏,觉得芯片就是要拼谁制程更先进,其实完全搞错了重点。整个芯片产业是个长长的供应链,从最先进的消费级主芯片,到最普通的工业级控制芯片,每一块都有用,缺了哪一块都不行。

不过话说回来,先进制程必须得搞,这点没的辩。卡我们脖子的就是高端手机、高端服务器用的主芯片,这块得啃下来,但没必要什么芯片都跟着卷制程,对吧?就像你不会用大牌包装外卖,完全没必要的浪费。

造芯片最难的,从来不是画那张设计图

造芯片最难的,从来不是画那张设计图
造芯片最难的,从来不是画那张设计图

不少人觉得,设计芯片是最难的,其实真不是。现在有现成的设计软件,只要肯学,普通院校电子专业的学生,都能画出一块能用的简单芯片设计图。

最难的,是把设计图变成实实在在的芯片。

我前两年跟朋友去无锡逛过一家做芯片封测的厂子,工程师跟我聊,把设计图刻到硅片上,精度要求高到什么程度?相当于你要在整个中国的版图上,按照图纸摆好每一栋房子每一根路,连一块砖头都不能错位置,整个工程还得在半个月之内做完。

大家都知道光刻机重要,可就算把最先进的光刻机给你,上百种工艺参数,你一个个调吧。光刻胶要涂多厚?温度要控在多少?曝光时间多一秒少一秒?差一点点,整炉硅片就全部报废,一点救都没有。这些参数不是写在书上的,都是人家一代代工程师,十几年几十年一次次试错试出来的,花钱都买不来。

那位工程师说,哪怕是已经成熟的工艺,想要把良率从90%提升到95%,都得花一两年时间磨,每提升一个百分点,就是几个亿的成本节约,都是抠细节抠出来的。

哪有什么凭空掉下来的技术突破啊,都是一点点熬出来的。

现在聊起国产芯片,要么吹得天花乱坠,好像明天就能赶超,要么一竿子打死,说永远赶不上,这两种态度都不对。你去市场上转一圈就知道,现在你买的智能电视,你的智能门锁,共享充电宝,快递柜,里面大部分芯片都已经是国产的,用得好好的,没什么问题。就是高端消费电子的主芯片,还有差距,这个得认,但是也不用急。

昨天我去拿修好的手机,张师傅坐在摊边剥柚子,跟我说了句实在话:修手机换芯片,都得一个个焊点焊,急了就虚焊,用两天又坏。做什么不是这个道理?

风卷着桂花瓣落在摊边的主板上,那个小小的芯片黑亮亮的,安安静静躺在那,载着我们这个时代所有往前跑的野心,也藏着慢慢来的耐心。

作者|科技

排版|科技

审核|乐乐

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