挺好的读的一本书芯片细分领域的科技史+科普书,之前只是通过研报大致地对半导体的分类以及晶圆的制造流程有基本的了解,但是这本书对半导体从二极管时代到现在EUV光刻的延续摩尔时期,乃至扩展摩尔和超越摩尔的新技术对提到了一些。
这本书梳理得比较好的一点是对计算芯片逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片、光电器件几种不同功能用途的芯片的发展过程都有单独一大章的介绍,也有对芯片设计、EDA、芯片IP授权的分章节介绍。结合这半导体不同器件的研发设计脉络,能够对很多之前懵懂的概念有了比较清晰的认识,比如二极管、三极管的特性和差异,CMOS的特性,P-well和N-well以及PN结的概念及其重要性,存储中的DRAM、EPROM、EEPROM、FLASH、NAND、NOR等,对于动态存储和闪存、内存和机械硬盘、固态硬盘的区别也有了比较清晰的区分概念。
当然,这本书中的一些灵魂人物和灵魂公司的故事也是很引人入胜的,在半导体飞速发展的年代,一方面感受到了当时研发层面的热火朝天,另一方面也感受到了时间的紧迫性,很多关键技术的研究都是看谁跑得更快。此外,有些影响后世的技术,要不在研发时不受重视,要不就是被打入冷宫雪藏了很多年,后来才重新被挖出来发现其价值。
摘录书本开头的几段话,从冰山一角中看得出半导体一路走来其实也是研究人员的血泪辛酸史:
“我把话题引向了MOS场效晶体管的历史背景,然后又讲起了它的发明过程。最后,当我讲到它的发明人遭受公司打压、不被准许发表论文、项目组被撤、最后被迫出走的不幸遭遇时,学生们面露惊讶,这跟他们想象中的情景很不一样。
我看学生们意犹未尽,就趁机讲了几个其他芯片发明的案例,包括中央处理器(简称CPU)、蓝色发光二极管(简称蓝光LED)、动态随机存取存储器(简称DRAM)等。最后我总结道,这些发明都有一个共同点,虽然它们属于重大原始创新,但在刚面世时都遭到了业界的质疑和抵制,差点夭折。而且这些并不是个例,浮栅晶体管、异质结、绝缘栅双极型晶体管(简称IGBT)、微机电系统(简称MEMS)、浸没式光刻等重大发明都遭到过抵制。而如今,这些差点被抛弃的技术正在帮人们上网冲浪、存储数码照片、播放视频、驱动电动汽车、撞车时得到安全气囊的保护、检测核酸序列、照亮黑夜……
为什么这些发明在一开始都不受待见呢?芯片的发展离不开持续的创新和超越,然而创新越大,对传统的叛逆和颠覆也越大,因而遭到传统势力的抵制也越大。
试举两个例子。仙童半导体公司是集成电路的发明公司之一,然而在1960年,公司副总裁却对芯片项目的负责人杰·拉斯特(Jay Last)大喊:“你为什么要去搞集成电路?这个玩意儿浪费了公司整整100万美元,却没有什么收益,必须裁撤掉!”贝尔实验室是半导体技术的研究重镇,但1963年贝尔实验室的半导体研究部主任扬·罗斯(Ian Ross)撰文称:集成电路没有解决半导体产业面临的基本问题,它“只能治标,无法治本”。
这些芯片的首创之举遭到冷遇乃至遗弃,它们的发明人发不了文章、资金支持被中断、项目遭裁撤、被迫出走……他们绝不是一群诗意的科学家,而是一群失意的科学家,他们为此付出了十年甚至一生的代价。
芯片的发展史是一部创新史和叛逆史。这也是本书想要表达的主题。创新是对主流的偏离、对现有规则的破坏,它刚开始可能非常蹩脚、很难融入主流。几乎没有一项重大创新一出现就广受欢迎。虽然人们口口声声地说要创新,但其实人们更喜欢的是改良,它的效果立竿见影,因而大受欢迎。
如今,芯片的重要性已经无须赘言,每个人都从近几年发生的一系列芯片危机事件中有了切身的体会。应对芯片危机,我们需要原始创新,而唯一的方法是诚挚,实事求是地面对现实和历史。”
目前,中国可能更大的问题是芯片自主可控的问题,最近关注的焦点–光刻机,也是凸显了我们在EUV这种层面的追赶必要性和紧迫性。但是,创新这个是更长远的命题,而且创新很多时候是头破血流的,既搞到上一世代的技术头破血流,也会被上一世代的传统捍卫者搞到头破血流。正如书中说的,很多创新研发的大厂,如贝尔实验室等,也会忽视了一些技术的潜在巨大发展空间。
最后,向一位位科学家前辈们致敬,也像一位位半导体企业家前辈们致敬!没有他们的创新和坚持,可能我们的生活中就少了很多色彩,比如手机、电脑、电视等等。也致敬每一位走在延续摩尔、扩展摩尔、超越摩尔道路上的勇者!