芯片的本质是什么？(3)为什么是集成电路

为什么是集成电路？

那只有半导体材料就够了吗？不行，还必须得是集成电路。因为要想实现功能，光有一个晶体管还不够，必须得把很多晶体管连成电路才行。

• 在早期，人们用半导体材料做出一个个的开关器件，把这些器件就像现在的灯泡一样，一个个连到电路里来实现功能。可这里的问题是，我们需要大量的器件才能实现复杂的功能，但一个个独立器件组成的系统很难缩小。
• 集成电路技术的发明人之一Robert Noyce说起他发明集成电路技术的初衷，就是觉得手工把元器件一个个的焊到一起真是太麻烦了。你要知道，当时他焊的电路也就几百个元件。现在的电路动不动可就是几亿、几十亿个器件，除了集成电路的形式，还真就没别的好办法。

那么，怎么实现集成电路呢？

原本我们是组装单独的器件焊起来，现在就像是微雕，在一个非常小的东西上，直接刻画出这些线路。这个非常小的东西就是半导体衬底，刻刀就是你最近常听到的光刻机。只不过这把刀不是金属，而是激光做的，非常非常细。

有了集成电路之后，我们就可以把器件做得非常小了，而且还能不断做得更小，现在已经刻出纳米尺寸的开关来了，可以在一块一厘米见方的芯片里，集成100多亿个晶体管，它的复杂程度真的远远超你的想象。

说到这里，你可能还有一个问题，为什么一堆开关连接到一块，就能实现计算、存储这些功能呢？