它體積微小，貌不驚人，卻集高精尖技術(shù)于一體。它作用非凡，應用廣泛，是信息產(chǎn)業(yè)的核心和基石。它事關(guān)國計民生與信息安全，牽動著億萬國人的心。請關(guān)注今日《解放軍報》的報道——

芯片示意圖。制圖：扈 嘯

國防科技大學計算機學院博士扈嘯為您多維度講述——

芯片研發(fā)究竟有多難？

■解放軍報記者 王握文 通訊員 舒中華 歐陽騫

小小的它這般神奇

簡單說來，芯片就是一種集成電路，它是通過微細加工技術(shù)，把半導體器件聚集在硅晶圓表面上而獲得的一種電子產(chǎn)品。

芯片的奧秘之處，在于它可將多達幾億個微小的晶體管連在一起，以類似用底片洗照片的方式翻印到硅片上，從而制造出體積微小、功能強大的“集成電路”。

芯片上的晶體管有多小呢？一根頭發(fā)絲直徑長度能并排放下1000個，且相互之間能協(xié)同工作、完成指定的任務(wù)。

制造出來的芯片雖然只有指甲般大小，能耐卻大得驚人。它具有信息采集、處理、存儲、控制、導航、通信、顯示等諸多功能，是一切電子設(shè)備最核心的元器件。

在當今信息社會，芯片無處不在，生活中凡是帶“電”的產(chǎn)品，幾乎都嵌有芯片。我們每天都離不開的手機，里面的芯片就多達30個。如果沒有芯片，世界上所有與電相關(guān)的設(shè)備幾乎無法工作。

芯片不僅事關(guān)國計民生，而且涉及信息安全。一些西方國家出于自身利益考慮，將其視為一種貿(mào)易或戰(zhàn)爭的“武器”，輕則通過禁運、限售等措施，制約相關(guān)國家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重則通過接入互聯(lián)網(wǎng)芯片的“后門”，進行情報收集或?qū)嵤┚W(wǎng)絡(luò)攻擊。如前幾年發(fā)生的“棱鏡門”事件、某大國通過互聯(lián)網(wǎng)攻擊伊朗的核電站等，都與芯片有著千絲萬縷的聯(lián)系。因此，芯片不僅是信息產(chǎn)業(yè)的核心，更是信息處理與安全的基石。

信息社會不可或缺

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，芯片應用已延伸到社會的每個角落，融入生活的方方面面。從人們?nèi)粘Ｉ钍褂玫氖謾C、電腦、洗衣機，到工業(yè)領(lǐng)域的機床、發(fā)動機，再到航空航天領(lǐng)域的導航及星載設(shè)備等，哪樣都少不了芯片。

在軍事領(lǐng)域，先進武器裝備、指揮信息系統(tǒng)，芯片更是不可或缺。如采集芯片可以使武器裝備擁有“千里眼”“順風耳”，信息處理芯片能給武器裝備裝上“智能大腦”，通信芯片能將各種裝備與作戰(zhàn)單元連接起來進行體系對抗，存儲芯片則能保存各種戰(zhàn)場數(shù)據(jù)而進行作戰(zhàn)效能和毀傷評估，等等。芯片已成為影響戰(zhàn)爭勝負的重要因素。

廣泛的應用需求，推動著芯片技術(shù)的迅速發(fā)展。隨著更好工藝的采用以及片上系統(tǒng)、微機電集成系統(tǒng)等技術(shù)的進步，芯片開始進入“自組裝”的納米電路時代，競爭日趨激烈。

應用廣，市場就大。據(jù)美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2017年1月至2月，中國和美國的芯片市場規(guī)模份額分別為33.10%和19.73%。中國雖然是全球最大、增長最快的芯片市場，但許多高端芯片要進口。