芯片上的晶体管有多小？
在最先进的芯片中，晶体管像病毒一样小，也就是大约 50-100 纳米（一个纳米是百万分之一毫米）。我们将在本文中看到晶体管的尺寸从 1959年发明集成电路 (IC)到今天是如何演变的。
摩尔定律，一个自我实现的预言
1965年，戈登·摩尔，英特尔的创始人，发表了著名文章称，多年来，已成为一种预言：被集成在一个芯片的晶体管数量每两年增加一倍。这篇文章是电子学史上的一颗真正的宝石，可能是对这一科学和技术分支的后续发展影响最大的文章之一。下图显示了摩尔在其著名文章中的内容：
数学中的这种增长有一个名字：指数规律。从那时起，IC 或芯片中晶体管数量的增加（它们是通常的两种称呼方式）一直遵循这一趋势，这在电子世界中被称为摩尔定律。
这一预测在微电子行业起到了一种“自我实现的预言”的作用，即制造商年复一年地执意要实现。当然，这不仅仅是为了满足预测，而是为了寻求（并发现）这一趋势的好处，这种趋势几乎对行业产生了“神圣的使命”。当你阅读摩尔的文章时，仍然令人震惊的是，他在其中做出的预测不仅实现了，而且半个世纪以来他们年复一年地这样做。在任何其他工业部门中都不容易找到像本次那样坚定的预测“追逐”。
因此，自从 1950 年代后期问世以来，IC 在接下来的几年里经历了前所未有的发展，最初是由美国太空计划和军事工业推动的。制造了更多数量的晶体管。如果说最初的 IC 集成了几十个晶体管，那么几年后市场上已经有成千上万的 IC 上市，而今天，有数十亿个晶体管的 IC。下图显示了这一趋势：
由于其制造工艺经历了巨大的发展，因此可以大幅增加 IC 中的晶体管数量。微电子技术采用的程序部分让人联想到汽车的大规模生产，这样在单个硅半导体晶片上，可以同时复制大量相同的完整电路。此过程主要包括在硅表面上印刷多个几何图案，这允许定义构成它的每个设备，然后选择性地沉积各种绝缘和导电材料，以便正确地互连不同的组件. 的 IC，连续重复多次的步骤，直到完成 IC。所有这一切都可以在 IC 制造业真正的瓶颈技术的帮助下成为可能：光刻。
摩尔定律的真正含义是什么？
为了更直观地了解摩尔定律的含义，想象一下读者回到过去。前往 1971 年，准备在可容纳 2,300 人的礼堂听歌剧，晶体管数量与当年英特尔制造的第一款微处理器4004集成的晶体管数量完全相同. 如果那个礼堂的容量按照摩尔定律发展，但不改变它占据的空间并在 1982 年恢复原状，那么 134,000 人将聚集在同一个场地——一个大型足球场的容量和英特尔 286 的容量处理器-。多年后的 2000 年，礼堂的容量已经可以容纳东京的全部人口——3700 万人，与最新版本的英特尔奔腾 III 处理器中的晶体管数量相同——；如果试镜是在 2011 年进行的，它会遇到 13 亿人——中国的全部人口或英特尔酷睿 i7 处理器版本之一的晶体管数量——如果它在 2019 年参加，观众本来可以容纳 74 亿人，也就是说，整个星球的人口 - 以及 IBM z13 存储控制器中内置的晶体管数量。最后，如果这次试镜是在 2021 年进行，那么容量会变成相当于两个地球的容量，因为它要聚集 150 亿人，也就是处理器的晶体管数量Bionic A 15（配备新款 iPhone 13 的机型）。如下图所示：
严格来说，芯片面积多年来也略有增长，但比例要小得多。比如Intel 4004占用了12mm²（3mm×4mm），而Bionic A 15的表面积为107.7mm²（8.58mm×12.55mm），这样晶体管的比例就乘以了6870 .000，而区域则为 9。
需要使晶体管越来越小
在芯片上集成越来越多的晶体管意味着减小其尺寸，这带来了优势，但代价是增加了制造过程的复杂性。晶体管越小，芯片本身就越小，晶圆上可以安装的芯片就越多。同时，无论可以从每个晶片获得多少芯片，处理晶片的成本都保持大致相同。这意味着减小晶体管的尺寸会导致芯片更便宜. 或者，芯片可以保持相同的尺寸，这样它内部就有更多的组件。这使得它更强大，但不会更昂贵。最重要的是，缩小晶体管的尺寸可以提高它们的性能，而不会增加它们的功耗。也就是说，芯片制造商有强烈的动机缩小晶体管的尺寸。这正是他们在过去几十年中一直在做的事情，其中芯片上的晶体管数量从数百个增加到数十亿个。对于晶体管来说，这是一个惊人的小尺寸。下图显示了一个这样的晶体管：
要了解这个小尺寸意味着什么，请想象一下，我们将集成晶体管的芯片的尺寸放大，直到它与马德里社区占据的面积（8,000 平方公里）相似。在这个规模上，每个晶体管将占据或的面积。5平方米，类似于40英寸直径电视的屏幕面积。
结论
1970 年代开始从事芯片行业的普渡大学教授马克·伦德斯特罗姆( Mark Lundstrom)于 2003 年为《科学》杂志撰写了一篇文章，预测摩尔定律将在 2015 年达到物理极限。伦德斯特罗姆说，在他的职业生涯中，他曾多次认为“好了，到此为止了。” 他记得 1975 年参加了他的第一次芯片制造会议。用他的话来说：
“
有一个叫戈登摩尔的人在做演讲。他在技术界很有名，但没有人知道他是谁，我记得他的演讲。摩尔说：“很快我们就能在一个芯片上放置 10,000 个晶体管。有人可以用芯片上的 10,000 个晶体管做什么？ https://t.cn/R2WxdDX
在最先进的芯片中，晶体管像病毒一样小，也就是大约 50-100 纳米（一个纳米是百万分之一毫米）。我们将在本文中看到晶体管的尺寸从 1959年发明集成电路 (IC)到今天是如何演变的。
摩尔定律，一个自我实现的预言
1965年，戈登·摩尔，英特尔的创始人，发表了著名文章称，多年来，已成为一种预言：被集成在一个芯片的晶体管数量每两年增加一倍。这篇文章是电子学史上的一颗真正的宝石，可能是对这一科学和技术分支的后续发展影响最大的文章之一。下图显示了摩尔在其著名文章中的内容：
数学中的这种增长有一个名字：指数规律。从那时起，IC 或芯片中晶体管数量的增加（它们是通常的两种称呼方式）一直遵循这一趋势，这在电子世界中被称为摩尔定律。
这一预测在微电子行业起到了一种“自我实现的预言”的作用，即制造商年复一年地执意要实现。当然，这不仅仅是为了满足预测，而是为了寻求（并发现）这一趋势的好处，这种趋势几乎对行业产生了“神圣的使命”。当你阅读摩尔的文章时，仍然令人震惊的是，他在其中做出的预测不仅实现了，而且半个世纪以来他们年复一年地这样做。在任何其他工业部门中都不容易找到像本次那样坚定的预测“追逐”。
因此，自从 1950 年代后期问世以来，IC 在接下来的几年里经历了前所未有的发展，最初是由美国太空计划和军事工业推动的。制造了更多数量的晶体管。如果说最初的 IC 集成了几十个晶体管，那么几年后市场上已经有成千上万的 IC 上市，而今天，有数十亿个晶体管的 IC。下图显示了这一趋势：
由于其制造工艺经历了巨大的发展，因此可以大幅增加 IC 中的晶体管数量。微电子技术采用的程序部分让人联想到汽车的大规模生产，这样在单个硅半导体晶片上，可以同时复制大量相同的完整电路。此过程主要包括在硅表面上印刷多个几何图案，这允许定义构成它的每个设备，然后选择性地沉积各种绝缘和导电材料，以便正确地互连不同的组件. 的 IC，连续重复多次的步骤，直到完成 IC。所有这一切都可以在 IC 制造业真正的瓶颈技术的帮助下成为可能：光刻。
摩尔定律的真正含义是什么？
为了更直观地了解摩尔定律的含义，想象一下读者回到过去。前往 1971 年，准备在可容纳 2,300 人的礼堂听歌剧，晶体管数量与当年英特尔制造的第一款微处理器4004集成的晶体管数量完全相同. 如果那个礼堂的容量按照摩尔定律发展，但不改变它占据的空间并在 1982 年恢复原状，那么 134,000 人将聚集在同一个场地——一个大型足球场的容量和英特尔 286 的容量处理器-。多年后的 2000 年，礼堂的容量已经可以容纳东京的全部人口——3700 万人，与最新版本的英特尔奔腾 III 处理器中的晶体管数量相同——；如果试镜是在 2011 年进行的，它会遇到 13 亿人——中国的全部人口或英特尔酷睿 i7 处理器版本之一的晶体管数量——如果它在 2019 年参加，观众本来可以容纳 74 亿人，也就是说，整个星球的人口 - 以及 IBM z13 存储控制器中内置的晶体管数量。最后，如果这次试镜是在 2021 年进行，那么容量会变成相当于两个地球的容量，因为它要聚集 150 亿人，也就是处理器的晶体管数量Bionic A 15（配备新款 iPhone 13 的机型）。如下图所示：
严格来说，芯片面积多年来也略有增长，但比例要小得多。比如Intel 4004占用了12mm²（3mm×4mm），而Bionic A 15的表面积为107.7mm²（8.58mm×12.55mm），这样晶体管的比例就乘以了6870 .000，而区域则为 9。
需要使晶体管越来越小
在芯片上集成越来越多的晶体管意味着减小其尺寸，这带来了优势，但代价是增加了制造过程的复杂性。晶体管越小，芯片本身就越小，晶圆上可以安装的芯片就越多。同时，无论可以从每个晶片获得多少芯片，处理晶片的成本都保持大致相同。这意味着减小晶体管的尺寸会导致芯片更便宜. 或者，芯片可以保持相同的尺寸，这样它内部就有更多的组件。这使得它更强大，但不会更昂贵。最重要的是，缩小晶体管的尺寸可以提高它们的性能，而不会增加它们的功耗。也就是说，芯片制造商有强烈的动机缩小晶体管的尺寸。这正是他们在过去几十年中一直在做的事情，其中芯片上的晶体管数量从数百个增加到数十亿个。对于晶体管来说，这是一个惊人的小尺寸。下图显示了一个这样的晶体管：
要了解这个小尺寸意味着什么，请想象一下，我们将集成晶体管的芯片的尺寸放大，直到它与马德里社区占据的面积（8,000 平方公里）相似。在这个规模上，每个晶体管将占据或的面积。5平方米，类似于40英寸直径电视的屏幕面积。
结论
1970 年代开始从事芯片行业的普渡大学教授马克·伦德斯特罗姆( Mark Lundstrom)于 2003 年为《科学》杂志撰写了一篇文章，预测摩尔定律将在 2015 年达到物理极限。伦德斯特罗姆说，在他的职业生涯中，他曾多次认为“好了，到此为止了。” 他记得 1975 年参加了他的第一次芯片制造会议。用他的话来说：
“
有一个叫戈登摩尔的人在做演讲。他在技术界很有名，但没有人知道他是谁，我记得他的演讲。摩尔说：“很快我们就能在一个芯片上放置 10,000 个晶体管。有人可以用芯片上的 10,000 个晶体管做什么？ https://t.cn/R2WxdDX
| 略述天台宗六即佛义
显光老和尚
世尊入定安详起，祖悟药王精进时，灵鹫山中人未散，不因南岳有谁知！
余四十年前，在苏州胥门外小日晖硚放生池（灵岩山下院）闭门研读《法华玄义释签》，曾向他处借得《玄签证释》，一开卷即见此诗（作者是谁记不清），诗的主旨是赞颂天台宗创始人智者大师的。他面对当时中国经南北朝的分治局面而趋于统一的殊胜因缘，根据佛教南重义理，北尚禅观的不同特点，作大狮子吼，“抗折百家，度越今古”，创立了中国第一个佛学宗派——天台宗，揭开了佛教具有中国特色的新篇章。故时人尊智者为灵鹫亲承的“东土迦文”。天台宗的思想博大精深，而六即之义实其创说。
一、理即佛
吾人现前一念心性，理具三千性相，百界千如，当体即空、即假、即中。此吾人心具之理，与十方三世诸佛果证之法无二无别。所谓在凡不减，在圣不增。众生因具，诸佛果证，六即义该。心佛众生，三无差别，惟因果事相之差耳。众生分上，迷而不觉，衣里明珠，不见不知。颂曰：“动静理全是，行藏事尽非，冥冥随物去，杳杳不知归。”颂理即佛也。
二、名字即佛
佛世亲闻佛说，佛灭度后，从佛说之经教中，或四依大士，见闻此义，闻而能信，信而能解，解知自性本具之理，原与诸佛之果证无殊。了知一色一香无非中道，理具与事造两种三千诸法同居一念。颂曰：“方听无生曲，始闻不死歌，今知当体是，翻悔昔蹉跎。”颂名字即佛也。
三、观行即佛
行人依圆解而起圆修，即从性起修，以修合性，亦即依一境三谛而起一心三观，境观相应，即荆溪大师云：“谛观名别体还同，是故能所二非二”。从此圆伏五住烦恼，圆证五品观行位（一、随喜，二、读诵，三、解说，四、兼行六度，五、正行六度），此位与别教十信、通性地、藏七贤位齐，具属外凡位，而观行义复大胜。天台智者大师即证此位。大师于新昌大佛前临灭度时，弟子章安等叩问：“师居何位”？大师云：“吾不领众，当净六根（即十信位，南岳大师证此位），利人损已，犹居五品。”颂曰：“念念照常理，心心息幻尘，遍观诸法性，无假亦无真。”颂观行即佛也。
四、相似即佛
行人依前观行位中，进一步加功用行，任运而断见惑，入圆初信位，证位不退。此位与别初住，通八人、见地、藏初果齐。二信至七信，任运断思惑尽，与别七住、通已办地、藏四果齐。八信至十信，任运断界内外尘沙，证行不退，与别教七住以后的八、九、十三住，及十行、十向位齐。圆位与前三教各级位次断惑虽齐，而解行殊胜，前三莫比（下仿此）。颂曰：“四住虽先脱，六尘未尽空，眼中犹有翳，空里见花红”。颂相似即佛也。
五、分证即佛
行人在十信位后心，观智猛利，破一品无明，证一分三德（正因理性发，名法身德；了因慧性发，名般若德；缘因善性发，名解脱德），圆证初住位。从是一心三观，任运现前，初到宝所，分证寂光，证念不退。以无功用道，分身百界作佛，此位与别初地齐。二住至十住与别十地齐。圆初行与别等觉齐。二行与别妙觉齐。三行已去，所有智断，别人不知名字。从初住直至等觉，经四十一位，无明分分破，三德分分证，具判属分证即佛。颂曰：“豁见心开悟，湛然一切通，穷源犹未尽，尚见月朦胧。”颂分证即佛也。
六、究竟即佛
行人在等觉后心，用金刚观智，破最后一品微细生相无明尽，证圆满三德，与十方三世一切诸佛齐。佛位之妙觉极果，在理即的凡夫分上，即一念所具真俗中三谛不思议妙理。迷即众生，悟即菩提。令智德究竟，断德圆满，“道穷妙觉，位极于荼”，颂曰：“从来真是妄，今日妄皆真，但复本时性，更无一法新。”颂究竟即佛也。
以上六即义，是智者大师依诸大乘经论、圆顿教义而立，故章安尊者云：“此六即义，名出智者，义蕴佛经，深孚圆旨，永无过患。”藏通别三教，也可以在当教内各论六即以辨修证浅深位次（可参阅《教观纲宗》）。大师建此六义，其旨意专在圆教，因前三教人具不解心佛众生三无差别，故不论六即。圆人根利，一闻即悟。惟利根人容易流于空谈，不务实修，或大师曾有“鼠唧鸟空”之责，特申此六即佛义。即而常六，对治未得谓得之增上慢人；六而常即，用策望路不前，自甘凡品之人。今人如能深味此义，不无现实意义。
（文章来源于网络，版权属于原作者）
显光老和尚
世尊入定安详起，祖悟药王精进时，灵鹫山中人未散，不因南岳有谁知！
余四十年前，在苏州胥门外小日晖硚放生池（灵岩山下院）闭门研读《法华玄义释签》，曾向他处借得《玄签证释》，一开卷即见此诗（作者是谁记不清），诗的主旨是赞颂天台宗创始人智者大师的。他面对当时中国经南北朝的分治局面而趋于统一的殊胜因缘，根据佛教南重义理，北尚禅观的不同特点，作大狮子吼，“抗折百家，度越今古”，创立了中国第一个佛学宗派——天台宗，揭开了佛教具有中国特色的新篇章。故时人尊智者为灵鹫亲承的“东土迦文”。天台宗的思想博大精深，而六即之义实其创说。
一、理即佛
吾人现前一念心性，理具三千性相，百界千如，当体即空、即假、即中。此吾人心具之理，与十方三世诸佛果证之法无二无别。所谓在凡不减，在圣不增。众生因具，诸佛果证，六即义该。心佛众生，三无差别，惟因果事相之差耳。众生分上，迷而不觉，衣里明珠，不见不知。颂曰：“动静理全是，行藏事尽非，冥冥随物去，杳杳不知归。”颂理即佛也。
二、名字即佛
佛世亲闻佛说，佛灭度后，从佛说之经教中，或四依大士，见闻此义，闻而能信，信而能解，解知自性本具之理，原与诸佛之果证无殊。了知一色一香无非中道，理具与事造两种三千诸法同居一念。颂曰：“方听无生曲，始闻不死歌，今知当体是，翻悔昔蹉跎。”颂名字即佛也。
三、观行即佛
行人依圆解而起圆修，即从性起修，以修合性，亦即依一境三谛而起一心三观，境观相应，即荆溪大师云：“谛观名别体还同，是故能所二非二”。从此圆伏五住烦恼，圆证五品观行位（一、随喜，二、读诵，三、解说，四、兼行六度，五、正行六度），此位与别教十信、通性地、藏七贤位齐，具属外凡位，而观行义复大胜。天台智者大师即证此位。大师于新昌大佛前临灭度时，弟子章安等叩问：“师居何位”？大师云：“吾不领众，当净六根（即十信位，南岳大师证此位），利人损已，犹居五品。”颂曰：“念念照常理，心心息幻尘，遍观诸法性，无假亦无真。”颂观行即佛也。
四、相似即佛
行人依前观行位中，进一步加功用行，任运而断见惑，入圆初信位，证位不退。此位与别初住，通八人、见地、藏初果齐。二信至七信，任运断思惑尽，与别七住、通已办地、藏四果齐。八信至十信，任运断界内外尘沙，证行不退，与别教七住以后的八、九、十三住，及十行、十向位齐。圆位与前三教各级位次断惑虽齐，而解行殊胜，前三莫比（下仿此）。颂曰：“四住虽先脱，六尘未尽空，眼中犹有翳，空里见花红”。颂相似即佛也。
五、分证即佛
行人在十信位后心，观智猛利，破一品无明，证一分三德（正因理性发，名法身德；了因慧性发，名般若德；缘因善性发，名解脱德），圆证初住位。从是一心三观，任运现前，初到宝所，分证寂光，证念不退。以无功用道，分身百界作佛，此位与别初地齐。二住至十住与别十地齐。圆初行与别等觉齐。二行与别妙觉齐。三行已去，所有智断，别人不知名字。从初住直至等觉，经四十一位，无明分分破，三德分分证，具判属分证即佛。颂曰：“豁见心开悟，湛然一切通，穷源犹未尽，尚见月朦胧。”颂分证即佛也。
六、究竟即佛
行人在等觉后心，用金刚观智，破最后一品微细生相无明尽，证圆满三德，与十方三世一切诸佛齐。佛位之妙觉极果，在理即的凡夫分上，即一念所具真俗中三谛不思议妙理。迷即众生，悟即菩提。令智德究竟，断德圆满，“道穷妙觉，位极于荼”，颂曰：“从来真是妄，今日妄皆真，但复本时性，更无一法新。”颂究竟即佛也。
以上六即义，是智者大师依诸大乘经论、圆顿教义而立，故章安尊者云：“此六即义，名出智者，义蕴佛经，深孚圆旨，永无过患。”藏通别三教，也可以在当教内各论六即以辨修证浅深位次（可参阅《教观纲宗》）。大师建此六义，其旨意专在圆教，因前三教人具不解心佛众生三无差别，故不论六即。圆人根利，一闻即悟。惟利根人容易流于空谈，不务实修，或大师曾有“鼠唧鸟空”之责，特申此六即佛义。即而常六，对治未得谓得之增上慢人；六而常即，用策望路不前，自甘凡品之人。今人如能深味此义，不无现实意义。
（文章来源于网络，版权属于原作者）
【#上千网友打赏马斯克#，微博CEO：”很喜欢作者，略表心意“】#马斯克发中文七步诗#
11月2日上午，特斯拉创始人马斯克通过推特发了首中文诗：Humankind/煮豆燃豆萁/豆在釜中泣/本是同根生/相煎何太急。他还把同样的内容发在了个人微博上，该微博已获得上千中国用户打赏。微博CEO@来去之间 也参与了打赏并表示：“ 我刚打赏5.00元，很喜欢作者，略表心意。“该中文诗句来自曹植的《七步诗》。
另据澎湃新闻，11月2日，据彭博全球亿万富豪排行榜，马斯克的净资产为3350亿美元，而巴菲特的净资产则为1040亿美元，马斯克领先第二名、“商业航天同行”亚马逊创始人贝索斯1400亿美元。#马斯克身家已是巴菲特三倍#
11月2日上午，特斯拉创始人马斯克通过推特发了首中文诗：Humankind/煮豆燃豆萁/豆在釜中泣/本是同根生/相煎何太急。他还把同样的内容发在了个人微博上，该微博已获得上千中国用户打赏。微博CEO@来去之间 也参与了打赏并表示：“ 我刚打赏5.00元，很喜欢作者，略表心意。“该中文诗句来自曹植的《七步诗》。
另据澎湃新闻，11月2日，据彭博全球亿万富豪排行榜，马斯克的净资产为3350亿美元，而巴菲特的净资产则为1040亿美元，马斯克领先第二名、“商业航天同行”亚马逊创始人贝索斯1400亿美元。#马斯克身家已是巴菲特三倍#
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