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华为事件的背后,是七十余年不断的芯片技术“暗战”

日前,美国相关政府部门针对华为发布一系列制裁措施,包括签下行政令禁止美国企业购买“外国对手”提供的电信设备和服务,将华为公司列入管制“实体名单”等。

对此,5月17日凌晨,华为旗下的芯片公司海思半导体总裁何庭波发布了一封致员工的内部信称,华为多年前已经做出过极限生存的假设,预计有一天,所有美国的先进芯片和技术将不可获得,而华为仍将持续为客户服务。

何庭波称,海思将启用“备胎”计划,兑现为公司对于客户持续服务的承诺,以确保公司大部分产品的战略安全,大部分产品的连续供应,“这是历史的选择,所有我们曾经打造的备胎,一夜之间全部‘转正’!”

芯片的重要性毋庸赘言,无论是小到日常生活相关的电视机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品,还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等,都离不开它。

而从英特尔、日本电气、东芝、三星再到台积电……全球芯片产业的角斗场上一直龙争虎斗,这也是美国紧盯华为,多次限制、打压的原因之一。

不过,正如华为总裁办所说,任何艰难困苦,都不能阻挡我们前进的步伐。

今天,我们分享一篇文章,带各位了解大时代下的小芯片,回顾“暗战”不断的七十余年。

自20世纪四五十年代起,美国就开始逐渐占据全球科技和高端产业的顶端。在其他国家要么沉浸在战火中,要么在废墟中重建的时候,美国汇聚了大量顶尖人才,用完备的科研体系和工业生产链条,孵化出一个又一个堪称划时代的产品。

1946年,头顶世界第一台通用电子计算机的光环,这台名为“埃尼阿克(ENIAC)”的机器,如今看来就是一个外形奇怪的庞然大物。

它重达30多吨,占地面积170多平方米,肚子里装有18000只电子管,成千上万个二极管、电阻器等元器件,其内部有电路的焊接点多达50万个;机器表面布满了电表、电线和指示灯。令人哭笑不得的是它的耗电量,据说超过174千瓦小时,每次使用时全镇的电灯都会变暗。更要命的是,电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只,科学家们不得不满头大汗地不停更换。

尽管如此,“埃尼阿克”的计算速度却是当时手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头,因为它计算炮弹弹道只需要3秒,而在此之前,则需要200人手工计算两个月。

在庞然大物的运转中立下汗马功劳的,就是运用真空电子管实现了计算,而存储器的存储介质是一种打孔卡片。尽管拿出了计算机“绝活”,但由于体积过大,信息存储速度太慢,人们对缩小计算机体积、提高运算速度的渴望越来越强烈。

科学技术发展的历史证明,技术领域的危机往往是科学研究的契机。加快解决真空电子管的笨重、不稳定问题很快成为科学家们攻关的方向。

1947年,美国贝尔实验室发明了晶体管,解决了此前电子管在体积、功耗、寿命等方面的局限性,并对军事、航空、航天及计算机的发展起到了重要推动作用,也吹响了集成电路发明的号角。

我们就从“本世纪最伟大发明”——晶体管说起。

01

“轮子之后最重要的发明”

晶体管的发明离不开一位名叫威廉·肖克利的人。

1947年的圣诞节假期前,12月23日早晨,威廉·肖克利把车开到离纽约市30多千米的贝尔实验室,匆忙穿过空荡荡的走廊,到达位于二楼的办公室。大约一个小时后,他的同事约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿也陆续抵达,大家围着一个两边包着金箔的塑料楔形体反复检查,不时做一些计算。

当天下午,他们要向贝尔实验室的负责团队演示一项新发明——不用电子管的放大器。

窗外开始飘起细雨。实验室的负责人都来到这个办公室,屋里显得有些拥挤。展示在他们面前的,除了示波器、信号发生器、变压器、话筒、耳机、电表、转换开关这些常见仪器之外,就是那个神秘的塑料楔形体了。布拉顿接通电源,从荧光屏上的波形图来看,信号经过放大器后,有了明显变化。

布拉顿对着话筒随意说了几句话,带着耳机的贝尔实验室负责人脸上露出惊奇的神情。这些世界上首屈一指的科学家已经预感到,科学史正在他们眼前掀开了一个新篇章。

这个神秘装置后来被命名为晶体管。与动辄占满了整个屋子、功率消耗巨大的电子管相比,晶体管简直就是一个充满魔力的小精灵。它的问世,为后来集成电路以及现代计算机等一系列电子设备的诞生吹响了号角。

1.集成电路的诞生


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