晶体管越多，芯片就运转得越快。我们所说的晶体管是一种半导体器件，通常用于放大或电控开关。掺杂的主要原因是硅单质本身不导电，硅元素周围有四个电子，相当于四个空穴，硼元素周围只有三个电子，相对硅来说，缺少一个电子，所以空穴主要导电，称为P型半导体。

在每一种智能设备中，芯片都扮演着关键角色，无论是PC机、智能手机还是智能可穿戴设备，CUP都是核心部件。但是，对于这样一个小发明，中国目前还不能有效地实现量产。

有些时候，一件东西太精细了，BU807并不意味着很容易制造出来，更别提芯片这样需要纳米级工艺才能操作，人力根本做不到。集成电路芯片中最重要的部分是晶体管，它相当于人类大脑中的神经系统，晶体管越多，芯片就运转得越快。所以，如何在如此狭窄的空间中放置更多的晶体管就成了一个难题。

晶体管是芯片的基本部件

我们所说的晶体管是一种半导体器件，通常用于放大或电控开关。它具有快速、准确的特点，可用于各种数字和模拟功能，包括放大、切换、稳压、信号调制和振荡等。晶体管可以单独包装，也可以放置在一个很小的区域内，可以容纳晶体管芯片的上亿或更多部分，这就是为什么这么多晶体管可以被集成在CPU中。

直到1929年，当时的工程师利莲·费尔德获得了一项晶体管专利。但局限于当年的技术水平，还不能生产晶体管。只有在1947年12月，世界上最早的实用半导体器件才在贝尔实验室制造出来，而且在最初的实验中，这种晶体管可以将音频信号放大100倍，其外形与火柴棒形状相似。

直到1950年，第一批“PN结”(PN结是P型和N型的交界处，P型是多孔的，N型是多电子的，下面将介绍)才诞生，现在的晶体管，大多数还是属于PN结的晶体管。

晶片生产流程

再回到芯片生产，今天一片好的芯片生产流程是怎样的？大脑就像这样的智能装置，它的诞生需要经历哪些步骤？

晶片其实是含有集成电路的一块元件，大致可分为两类，一类是CPU、通信基站的处理芯片等功能芯片；另一类是存储芯片，如计算机中的闪存。

并且要制作的芯片，在行业中主要就分为这几个方面。第一是芯片的设计，正如做工程需要有蓝图一样，芯片也是这样，芯片做出来后想实现什么样的功能，在设计这个步骤中已经确定了，这需要专业人员来进行电路设计。

接下来就是制作了，这个步骤也是最麻烦的，后面会详细介绍。并且最终是封装，即把芯片的成品组装成可出售的产品，即我们在市场上所看到的样子，这样的过程就叫封装，我国大部分芯片行业都与封装行业有关。

三个主要步骤中，最困难的是设计，最简单的是封装。做为芯片的灵魂，没有好的设计，就不可能有好的芯片，所以设计是关键。

目前我国芯片产业主要集中在生产和封装领域，特别是封装领域占据了主导地位，而涉及到设计方面的企业却寥寥无几。即使是已经设计好的芯片也主要集中在中低端，而在高端芯片的设计中几乎没有这一比例。

晶片操作原理

制造晶片的主要原料是硅，通常是从砂粒中提炼出来的，将砂粒中的二氧化硅熔化，再还原，最后得到硅单质。在此基础上对硅单质进行掺杂，左掺硼，右掺磷。

掺杂的主要原因是硅单质本身不导电，硅元素周围有四个电子，相当于四个空穴，硼元素周围只有三个电子，相对硅来说，缺少一个电子，所以空穴主要导电，称为P型半导体。磷素周围有五个电子，比硅多一个，所以叫做N型半导体。二者结合，即成为以上所述的PN结。

其主要特点是，只有左、右加负极电流可以通过，如果将电流方向改变了，则电流就不循环了，即二极管。那么我们就可以对只能通过单向电流循环的二极管进行很多操作，例如与或非门等，这方面的知识现在在高中的课程里都有讲到，这里就不多赘述了。

怎样制作一个芯片？

返回到芯片的具体制作，先将硅单质制成片子，再将片子切成一个个的片。之后，将光刻胶涂于这些圆盘上，再用紫外线透过透镜对这些被涂硅片进行光刻，这些光刻胶也会根据设计图对某些特定位置进行照射，从而产生相应的变化。

后为光刻腐蚀，因设计不同，腐蚀区域也不同，通产而言，经过光刻后的区域会被腐蚀，而未经过光刻的区域则不会，当然情况也有可能相反，这都是根据实际需要制造的。

就拿被腐蚀的光刻区域来说，被腐蚀的地方形成凹槽，然后在凹槽内进行掺杂，即上面提到的硼元素或磷元素等等。最终用刷子冲洗干净，只留下掺杂后的硅片，此时就可制作半导体PN结。

而且这一步可能不止一步，如果需要实现复杂的功能，还需要重复上胶、掺杂、腐蚀、清洗等步骤，然后在上面沉积金属，连接电路。最终一个完整的晶圆就这样诞生了。切片之后，封装就变成了芯片。这样就完成了整个芯片制造流程。

晶片设计领域短缺的根源

就产业结构而言，我国芯片产业在设计领域尤其稀缺，其主要原因有三个。首先是教育环境问题，由于国外技术封锁，加上国内芯片人才匮乏，所以对于教育方面一直缺乏接触到世界上最先进芯片设计思想的人才，自然也就不能培养出优秀的人才。

二是对技术人才缺乏足够的重视，或者说整个行业对技术人才太过冷淡，导致很多技术人才从硬件产品转向软件开发和销售，这也导致我国的芯片人才缺口一直无法填补。

其三，整个市场都充斥着国外高端芯片，因此国产芯片在许多情况下得不到市场有效的反馈，导致其更新速度非常缓慢，自然也就拖了国产芯片的后腿。

诚然，对于这样的现状，目前国家已经有了很多应对措施。首先，中国制定了“国家千人计划”，将海外高科技人才引渡回国，引导国内科技产业进一步发展。在第二个问题上，还是要改变国内企业家的观念，当技术人员的待遇能在公司中处于领先地位时，这些技术人才自然也会回流。

至于上一个问题，由于美国对中兴的制裁，虽然现在已有所缓和，但中兴事件的影响已经让国内所有技术公司都感觉到了威胁，对国内芯片行业也带来了新的商机，至少可以给国产芯片一个试水的地方，让它不断更新。

总结

一路上，我们的芯片产业跌跌撞撞，在“汉芯”事件后更是饱受重创，现在一切都处于百废待兴的状态，再加上美国创造的大好时机，正是我国芯片产业兴旺发达的关键机会，相信我们的芯片产业一定能重获辉煌。

和公司不同的是，如果国家想要实现伟大的复兴，必须在每一个产业中都有自己的核心技术，可以不用第一，但不能不用，而且这个芯片领域的崛起，加上国家的推动，相信将对未来半导体产业产生更深远的影响。