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主题:【原创】闲话88:美国战略转变(三) -- 井底望天

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家园 您把集成芯片工艺想象得太先进了

芯片制造的大概流程是先拉硅单质晶柱,然后沿横断面切圆片,再在圆片上打格分出各个芯片。您这个工艺首先怎么搞出乒乓球壳就是个大问题,晶体天然不是长成乒乓球那样子的。要是长了再削那就不是做工业品了,变成做工艺品了。

搞出球壳以后,怎么按照球面弧度调整光刻机角度又是个大问题。现在方片芯片的制造漂移已经够麻烦了,上个球壳恐怕就更头痛了。

另外球壳天然形成环路,容易发生高频发射问题。正面和背面的电路还可能产生相互干扰。除此之外,还有把平面版图投影到球面的问题,芯片连出线(bonding wire)如何布置的问题,增加不少工作量。

至于球壳内部信号线的问题,先不提这个怎么实现,长度和芯片尺寸可比的导线电感是很高的,会把高频信号衰减掉,只能用来传输低频信号,意义有限。如果做成多层球壳,层间连线长度降低以后会好一些,但与平面芯片模块间连线相比未必会短。

其实现有芯片本来就是由多层金属构成的,否则根本无法走线,这个意义上跟PCB是一样的。说到底集成电路不过是微缩版的PCB罢了。您这个想法我归纳一下,基本上是把若干芯片像夹心饼干一样粘起来,为的是层间可以垂直走线,从而避开长线。PCB设计里有时候为了缩小板子有这么干的。芯片不这么干可能有这么几个原因,一是速度提升主要靠抻流水线,把要干的事划分成若干步骤,同时处理多个指令的多个步骤,线的实际长短不直接决定速度,是次要问题;二是这么干会引起严重的线间串扰问题,严重到一定程度逻辑电路就没法用了;三是这么干需要把若干块晶片严丝合缝的对齐,工艺复杂难度大,会降低成品率从而提高成本压缩芯片公司的利润空间。

另外一个问题是随着处理器速度的进步,实际上对内存和缓存容量的要求是不断提高的,要不然没数据,处理器只能干等着。而内存和缓存的容量和速度是一对矛盾,头上又要受外存储器(硬盘)速度的限制。从整个计算机的角度来看这是一个木桶问题,光提高处理器速度相当于抻长最长的那块板,整个木桶还是只能盛那么多水。

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