关于芯片的讨论最近很热，这篇是终结帖( 二 )
作为“工业之母”的高端机床 ， 我们基本和男国足一个水平 ， 只能仰望日本德国瑞士 。材料是最大的限制之一 ， 比如 ， 高速加工时 ， 主轴和轴承摩擦产生热变形 ， 导致主轴抬升和倾斜 ， 还有刀具磨损 ， 等等 ， 所以对加工精度要求极高的活 ， 国人还是望“洋”兴叹 。
光学晶体 ， 我国的部分产品还能对美帝实施禁运 ， 所以和光相关的技术都不弱 ， 比如激光武器、量子通信 。 气动外形 ， 得益于钱学森那辈人的积淀 ， 与之相关的技术也是杠杠的 。
如果我们继续罗列 ， 就会发现 ， 应用宽泛的基础性材料 ， 中国还是落后外国 ， 应用相对较窄的细分领域 ， 中国逐渐领跑 。下面 ， 重点来了！这种关键核心材料 ， 全球总共约130种 ， 也就是说 ， 只要你有了这130种材料 ， 就可以组装出世界上已有的任何设备 ， 进而生产出已有的任何东西 。人类的核心科技 ， 某种程度上说 ， 指的就是这130种材料 ， 其中32%国内完全空白 ， 52%依赖进口 ， 在高端机床、火箭、大飞机、发动机等尖端领域比例更悬殊 ， 零件虽然实现了国产 ， 但生产零件的设备95%依赖进口 。这些可不是陈芝麻烂谷子的事情 ， 而是工信部2018年7月发布的数据 ， 还新鲜着呢 。核心材料技术 ， 说一句“外国仍把中国摁在地上” ， 一点都不过分 。 这其实很容易理解 ， 毕竟发家时间不长 ， 而材料技术不但要烧钱 ， 更要烧时间 。这里得强调一下 ， 应用技术并不比核心技术次要 ， 它需要资金、需求和社会实际情况的结合 ， 虽然外国有能力烧 ， 但也许一辈子都没机会烧 。这儿肯定有人抬杠了：人家只是不愿意烧 ， 不然分分钟秒杀你！呵呵 ， 如果强行烧钱 ， 后果参照老毛子 。磨叽半天 ， 该回正题了 ， 半导体芯片之所以难 ， 是因为它不但涉及海量烧钱的应用技术 ， 还有众多烧钱烧时间的材料技术 。 为了便于大家理解 ， 这话得从原理说起 。02芯片原理和量子力学很多人觉得量子力学只是一个数学游戏 ， 没有应用价值 ， 呵呵 ， 下面咱给计算机芯片寻个祖宗 ， 请看示范：导体 ， 咱能理解 ， 绝缘体 ， 咱也能理解 ， 我们第一次被物理整懵的 ， 怕是半导体了 ， 所以先替各位的物理老师把这债还上 。原子组成固体时 ， 会有很多相同的电子混到一起 ， 但量子力学认为 ， 2个相同电子没法待在一个轨道上 。于是 ， 为了让这些电子不在一个轨道上打架 ， 很多轨道就分裂成了好几个轨道 ， 这么多轨道挤在一起 ， 不小心挨得近了 ， 就变成了宽宽的大轨道 。 这种由很多细轨道挤在一起变成的宽轨道就叫能带 。有些宽轨道挤满了电子 ， 电子就没法移动 ， 有些宽轨道空旷的很 ， 电子就可自由移动 。 电子能移动 ， 宏观上表现为导电 ， 反过来 ， 电子动不了就不能导电 。好了 ， 我们把事情说得简单一点 ， 不提“价带、满带、禁带、导带”的概念 ， 准备圈重点！有些满轨道和空轨道挨的太近 ， 电子可以毫不费力从满轨道跑到空轨道上 ， 于是就能自由移动 ， 这就是导体 。 一价金属的导电原理稍有不同 。但很多时候两条宽轨道之间是有空隙的 ， 电子单靠自己是跨不过去的 ， 也就不导电了 。但如果空隙的宽度在5ev之内 ， 给电子加个额外能量 ， 也能跨到空轨道上 ， 跨过去就能自由移动 ， 也就是导电 。这种空隙宽度不超过5ev的固体 ， 有时能导电有时不能导电 ， 所以叫半导体 。如果空隙超过5ev ， 那基本就得歇菜 ， 正常情况下电子是跨不过去的 ， 这就是绝缘体 。 当然 ， 如果是能量足够大的话 ， 别说5ev的空隙 ， 50ev都照样跑过去 ， 比如高压电击穿空气 。到这 ， 由量子力学发展出的能带理论就差不多成型了 ， 能带理论系统地解释了导体、绝缘体和半导体的本质区别 ， 即 ， 取决于满轨道和空轨道之间的间隙 ， 学术点说 ， 取决于价带和导带之间的禁带宽度 。
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