王水弟北京市老黨員先鋒隊總隊科技科普服務團副團長

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在開講前，我把今天講座涉及的關鍵詞列出來，第一個是集成電路，第二個是芯片。其實，芯片就是集成電路，是它的一種簡稱。第三個是管芯，第四個是晶體管，第五個是硅圓片，簡稱“硅片”。

一、手機里的秘密

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

如果拆開手機殼，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）。這就是第一個和第二個關鍵詞集成電路和芯片。

如圖所示，電路板上的五個紅點就是集成電路。也就是說，這部手機里有五個集成電路，或是五個芯片。

那么筆記本電腦呢，會有多少個集成電路？筆記本電腦要比手機復雜得多，集成電路的數(shù)量也多得多。

如圖所示，圖中紅點所標示出來的就是集成電路，而且僅是電路板的一面，還都是面積比較大的。也就是說，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)功能設計的不同、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角，就會看到集成電路最關鍵的部分——管芯。這就是我們開篇提到的第三個關鍵詞。除此之外，我們還會看到外殼引線和內(nèi)部連線。通過外殼引線和內(nèi)部連線將信號傳輸?shù)焦苄旧稀？梢?，一塊集成電路就由這四部分組成。

那么接下來，我們來看看集成電路最關鍵的部分管芯里有什么？實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。這就涉及第四個關鍵詞晶體管。

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

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。

那么，晶體管是由誰發(fā)明的？1948年，威廉·肖克利、約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓在經(jīng)過多次失敗之后終于實現(xiàn)了第一個半導體晶體管。三人也因此在1956年獲得了諾貝爾物理學獎。

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