王水弟北京市老黨員先鋒隊(duì)總隊(duì)科技科普服務(wù)團(tuán)副團(tuán)長(zhǎng)

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在開(kāi)講前，我把今天講座涉及的關(guān)鍵詞列出來(lái)，第一個(gè)是集成電路，第二個(gè)是芯片。其實(shí)，芯片就是集成電路，是它的一種簡(jiǎn)稱。第三個(gè)是管芯，第四個(gè)是晶體管，第五個(gè)是硅圓片，簡(jiǎn)稱“硅片”。

一、手機(jī)里的秘密

手機(jī)，我想大家都非常熟悉，但大家有沒(méi)有想過(guò)，手機(jī)里面到底有什么？今天，我們就“層層剖開(kāi)”手機(jī)探尋其中的秘密。

如果拆開(kāi)手機(jī)殼，我們首先看到的是一塊電路板，以及電路板上的很多電子元件，而其中的一些黑色塑料方塊就是集成電路（芯片）。這就是第一個(gè)和第二個(gè)關(guān)鍵詞集成電路和芯片。

如圖所示，電路板上的五個(gè)紅點(diǎn)就是集成電路。也就是說(shuō)，這部手機(jī)里有五個(gè)集成電路，或是五個(gè)芯片。

那么筆記本電腦呢，會(huì)有多少個(gè)集成電路？筆記本電腦要比手機(jī)復(fù)雜得多，集成電路的數(shù)量也多得多。

如圖所示，圖中紅點(diǎn)所標(biāo)示出來(lái)的就是集成電路，而且僅是電路板的一面，還都是面積比較大的。也就是說(shuō)，另一面還有大大小小、許許多多的集成電路。

集成電路根據(jù)功能設(shè)計(jì)的不同、樣式也各不相同，比如華為研發(fā)的用于5G通信的麒麟990芯片。

現(xiàn)在，我們知道了手機(jī)里有很多集成電路，那么集成電路里有什么樣的秘密？

如圖所示，我們把集成電路的塑料外殼拆下一個(gè)角，就會(huì)看到集成電路最關(guān)鍵的部分——管芯。這就是我們開(kāi)篇提到的第三個(gè)關(guān)鍵詞。除此之外，我們還會(huì)看到外殼引線和內(nèi)部連線。通過(guò)外殼引線和內(nèi)部連線將信號(hào)傳輸?shù)焦苄旧?。可?jiàn)，一塊集成電路就由這四部分組成。

那么接下來(lái)，我們來(lái)看看集成電路最關(guān)鍵的部分管芯里有什么？實(shí)際上管芯非常非常的小，需要在顯微鏡下才能看清楚。

如圖所示，上方長(zhǎng)方形圖片就是管芯在顯微鏡下的圖片，這是由幾十張圖片拼接而成的。但這復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，大家很難看清楚。那么，我把左上角的綠色方框處繼續(xù)用顯微鏡放大，大家就看到了左下角的圖片。圖片中的白色方塊就是管芯的引出端，中間是一些密密麻麻的線條。那么，這些線條是什么？我再把這部分放大。

如圖所示，大家看到的這個(gè)綠色電路板，主要由集成電路生產(chǎn)最常使用的襯底材料硅制成。上面有非常多的白色方塊和線條，也就是晶體管和金屬連線。這就涉及第四個(gè)關(guān)鍵詞晶體管。

那么，晶體管是什么？簡(jiǎn)單地講，晶體管是用半導(dǎo)體材料（硅）做的可以放大電信號(hào)的元件。

如圖，左邊展示的是一種晶體管的結(jié)構(gòu)，右邊顯示的是這種晶體管的符號(hào)。

那么，晶體管是由誰(shuí)發(fā)明的？1948年，威廉·肖克利、約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓在經(jīng)過(guò)多次失敗之后終于實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)半導(dǎo)體晶體管。三人也因此在1956年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

小結(jié)：我們通過(guò)把手機(jī)層層拆解，了解其中的電子元件，從電路板到集成電路，也就是芯片，再到集成電路最關(guān)鍵的部分管芯，以及管芯內(nèi)部的晶體管和金屬連線?？梢哉f(shuō)，手機(jī)里最重要的電子元件就是集成電路（芯片）。