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呈现芯片风云激荡的发展史
——读汪波新书《芯片简史》
2024年08月19日
字数:1,677
版次:04
  

刘小兵

  一枚小小的芯片有多重要?我们每天都用到的手机、电脑、冰箱、空调、洗衣机,乃至出行的汽车,军事装备等各个领域,芯片已经无处不在地融入了我们的生活。那么在享受芯片便利的同时,我们有没有想过芯片是如何诞生并改变世界的?芯片未来又将怎样发展,这会给我们带来什么样的变化?资深芯片研究专家、科普作家汪波在《芯片简史》(浙江教育出版社2023年4月出版)一书中为我们完整讲述了芯片的发明和发展历程,尤其是一群“叛逆”的人如何突破传统,不断创新的故事。
  虽然,芯片诞生的历史过程不过短短60多年,但是,它的成长之路却并不平坦。作者先后以上世纪六十年代仙童半导体公司和贝尔实验室要求撤换集成电路项目为例,指出芯片从一开始,就与很多改变我们生活与工作的重大原始创新一样,在刚面世的时候,都曾遭到业界的质疑和抵制、甚至差点夭折。如今,芯片的重要性自然毋庸赘言,它已经构成了现代社会正常运转的核心控制单元,影响范围涉及国家安全、商业、政治、文化等方面。没有芯片,我们现在所拥有的一切都无从谈起。该书以半导体技术发展的时间线为主轴,以多种门类的半导体器件演进过程为脉胳,覆盖了材料、器件、工艺、架构和应用等多方面内容,展现了半导体行业从理论形成到产业爆发的全程。全书兼具故事性和知识性,同时刻画了很多半导体行业先驱的性格特质,也揭示了创新组织的不同文化所带来的感动和遗憾。
  作者以专业的视角,诠释了芯片产业曲折的发展历程,认为,研制芯片生产的专家们,始终是在跟一个微观的宇宙打交道,一部芯片史就是一部活脱脱的创新史和“叛逆”史。其创新表现在各个层次上,例如,在微观结构上,新器件颠覆了旧器件;在芯片层面上,新的芯片架构突破了原有设计的瓶颈;在商业模式上,知识产权授权模式让芯片设计更灵活,使得自研芯片成为可能;在半导体行业的组织形式上,芯片代工厂的出现打破了垂直整合制造模式,催生出了苹果、高通和华为海思等优质芯片公司。《芯片简史》详细而生动地描述了芯片技术发展到今天,人们所克服的每一道难题,而且,也记录了为了克服这些难题,无数科学家们所作出的艰辛探索,以及他们所谱下的传奇史诗。但是,无论是晶体三极管方面的技术大咖,还是集成电路专家,以及特立独行的模拟芯片设计者,他们都是既继承又批判地汲取了前人的努力成果,然后在既竞争又合作中,出色地完成了各自的伟大事业。正是由于一代代科学家们的创新、甚至“叛逆”求变,才使得芯片的发展迎来了明媚的春天。
  全书在鉴古知今中,道出了芯片发展的普遍规律,告诉世人:半导体行业的发展,既取决于基础理论研究发现的偶然性,也源自创新者的不懈坚持和应用需求的驱动。书中很多诺贝尔奖得主的故事告诉我们,研究的每一个阶段都会遇到未知的困难,这决定了成功的不可预期性。然而正是这种不确定性吸引着半导体领域的顶尖人才不断前行。书中,对中国芯片事业的发展,也做了阶段性的回顾,并就各个历史时期在芯片发展方面所取得的成绩,做了适时的总结。同时,对制约我国芯片业发展的瓶颈问题,亦从内外因方面,逐一分析了其具体缘由。面对西方对我们在芯片技术上的“卡脖子”,作者强调要充分发挥举国体制的优势,不断增强原始创新能力,摒弃浮躁心态,切实抓好我们的基础技术、基础研究、基础研发工作。值得一提的是,如今,通过几代中国芯片人的艰苦努力,中国芯片业的发展已取得了长足的进步,华为海思、中芯国际、长电科技等国内企业,在中国制造向中国“智”造的嬗变进程中,已经以优异的表现,展现出中国芯片业离世界最先进地位仅一步之遥。展望未来,作者信心满满地写道:“芯片行业可能是中国所需攻克的最后一个技术堡垒。在今后的日子里,中国终将在所有产业里占据最重要的地位。这是一个不可逆转的趋势,也是中国在工业革命4.0中应有的地位。”
  《芯片简史》是一本值得反复品味的书。还是北京大学微电子学系理学博士张盛东说得好:“该书对芯片发明和发展过程中的重要历史事件描写得非常精彩,读起来让人爱不释手。该书内容具有很强的知识性、启发性和故事性,是一部非常优秀的科普著作。相信无论是专业人士还是非专业读者,都能从中获益匪浅。”