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万变不离其宗——芯片设计本质就是多维空间的利用

投稿时间:2018-04-24 07:45 投稿人:王晓明 【字号: 访问量:

笔者拙作:空间的维度——从三维到多维空

http://blogger.sinovision.net/home/space/do/blog/uid/541216/id/326878.html

介绍了多维空间是如何构造的。

也可以看智慧火花笔者拙作:

1、数学栏目:数学最重要的问题与物理学最重要问题可以结合吗:http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=55156

2、基础生物学栏目:脱氧核糖核酸与哥德巴赫猜想结构及密码学(5楼跟帖内容):http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=55186

就可以知道,芯片的设计就是将不同功能的线路重叠在多维空间,根据需要连接,或者两两相连。相连处枢纽建立开关。无论多么复杂的线路,都是各条线路粘贴的过程和结果。

下面内容摘自网络:

层层堆叠打造的芯片,如果你已经硅晶圆是什么东西后,同时,也知道制造 IC 芯片就像是用乐高积木盖房子一样,藉由一层又一层的堆叠,创造自己所期望的造型。在开始前,我们要先认识 IC 芯片是什么。IC,全名积体电路(Integrated  Circuit),由它的命名可知它是将设计好的电路,以堆叠的方式组合起来。藉由这个方法,我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。下图为 IC 电路的 3D  图,从图中可以看出它的结构就像房子的樑和柱,一层一层堆叠,这也就是为何会将 IC 制造比拟成盖房子。

▲ IC 芯片的 3D 剖面图。(Source:Wikipedia)

从上图中 IC 芯片的 3D  剖面图来看,底部深蓝色的部分就是上一篇介绍的晶圆,从这张图可以更明确的知道,晶圆基板在芯片中扮演的角色是何等重要。至于红色以及土黄色的部分,则是于 IC  制作时要完成的地方。首先,在这裡可以将红色的部分比拟成高楼中的一楼大厅。一楼大厅,是一栋房子的门户,出入都由这裡,在掌握交通下通常会有较多的机能性。因此,和其他楼层相比,在兴建时会比较复杂,需要较多的步骤。在  IC 电路中,这个大厅就是逻辑闸层,它是整颗 IC 中最重要的部分,藉由将多种逻辑闸组合在一起,完成功能齐全的 IC 芯片。黄色的部分,则像是一般的楼层。和一楼相比,不会有太复杂的构造,而且每层楼在兴建时也不会有太多变化。这一层的目的,是将红色部分的逻辑闸相连在一起。之所以需要这么多层,是因为有太多线路要连结在一起,在单层无法容纳所有的线路下。


明白了没有?电子行业早就用具体的方法实施理论物理中探讨的多维空间。只不过他们没有去思索更大范围的理论空间。就是说,从宏观上,我们已经明白了芯片的原理,主要是在细节上和层次上把芯片做好。当我们做到了极致,就可以精简,把一些联系简化与合并。

线路在逻辑中是否具有传递性,或者部分传递性,必须把握好,否则功能不全。运算速度也与两两相连和传递性有关。

如果仅仅依靠解剖必然的芯片,模仿别人的制作,就不能随心所欲地按照自己需要。为了更加多的芯片功能,芯片也可以采用环面结构,参见百度百科:n色定理。

总之,没有自己的芯片,没有自己对芯片的理解,就要受制于人。