很难想象一个没有芯片的世界——从汽车到智能手机，从核磁共振扫描仪器到工业机器人和数据中心，芯片已经成为了我们工作、旅行、健身和娱乐中不可或缺的核心技术。

芯片无处不在。2019年，全球制造了超过6340亿颗芯片，为一个4120亿欧元的行业提供了原料。在每一次更新迭代中，芯片逐渐拥有更新的功能、更好的性能和更低的成本。这不仅催生了新的产品，也让许多行业实现了转型和升级。

芯片虽小，但对人类世界的影响却是巨大的。

什么是芯片？

芯片(chip)也称为微芯片(microchip)、计算机芯片(computer chip)、集成电路(integrated circuit)或IC，是在一小块平坦的晶圆上的一组电子电路。

在芯片上，晶体管作为微型电子开关，可以打开或关闭电流。无数的微小开关是在晶圆上通过添加和去除材料形成多层互连的格栅结构而产生的。

数字领域的黄金

硅是芯片行业的首选材料。与通常用于传导电流的金属不同，硅是一种 "半导体"，这意味着它的导电性能可以通过与其他材料（如磷或硼）混合来提高。这就使得打开或关闭电流成为可能。

好消息是，硅无处不在！硅由沙子制成，它是地球上仅次于氧气的第二大含量的元素。硅片是用一种叫硅砂的沙子制成的，硅砂则是由二氧化硅形成的。这种沙子被熔化并铸成一个大圆柱体，称为硅晶柱。然后再将硅晶柱切割成薄片，称为晶圆。

纳米级的精度

一个指甲大小的芯片包含了数十亿个晶体管，这样说来，你就很容易理解元件结构要有多细小。芯片的元件结构是以纳米为量测尺度的。一纳米是十亿分之一米，或百万分之一毫米。作为比较，一个人类红血球的直径是7000纳米，一般的病毒是14纳米。而透过ASML光刻机加工，目前最先进的芯片上的最小结构可以做到5纳米以下。

我们的光刻机所能创造微缩图像的尺寸越小，芯片制造商就能在芯片上安装更多的晶体管，芯片的功能也就越强大。因此，数十年来，ASML坚持创新，始终与极限挑战，为了每1纳米的微缩而努力着。

小知识：芯片的“口味”

微芯片主要有两种类型：逻辑芯片和存储芯片。

什么是逻辑芯片？

逻辑芯片是电子设备的“大脑”——它们通过处理信息来完成任务。最早的逻辑芯片是CPU（中央处理器），设计于20世纪60年代。后来发展出一些具有特定功能的处理器，如GPU（图形处理器，用于优化视觉显示）和NPU（神经网络处理器，用于深度和机器学习应用）。

什么是存储芯片？

存储芯片用来存储信息。存储芯片有两种类型：一种是DRAM（动态随机存取存储器），是“工作记忆”芯片，只在设备开机时保存数据；另一种是NAND闪存，即使设备关机后也能保存数据。比如，DRAM帮助设备运行程序，而NAND则存储你的照片及档案；DRAM速度快，NAND读写数据相对较慢。

惊人的计算能力

芯片的进步，带动了计算能力和内存空间的惊人增长，催发了当代科技的蓬勃发展——从1956年到2015年的近60年里，计算能力增加了一万亿倍，这都是芯片的功劳。

看看这个例子：为阿波罗登月任务导航的电脑，其功能大约只有任天堂游戏机的2倍。它有32768位的随机存取存储器（RAM）和589824位的只读存储器（ROM）。现代智能手机的处理能力大约是任天堂游戏机的10万倍，RAM和ROM分别是任天堂游戏机的100万倍和700万倍。

芯片使虚拟现实（VR, Virtual Reality)和终端设备上的人工智能（on-device AI）等应用成为可能，也使5G连接等大数据传输获得重大进展，更是深度学习等算法得以实现的背后功臣。所有这些计算都会产生大量的数据。到2025年，全球每年将产生175泽字节（ZB）的数据，大约相当于10亿TB。相比之下，根据市场情报公司IDC的 "数据时代2025 "白皮书，如果你要把175个ZB存储在DVD上的话，这一叠DVD的高度将足以绕地球222圈。

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