一颗芯片里面有上亿的晶体管,怎么放进去的?
芯片内有上亿晶体管的制造过程是现代微电子工艺中的精密技术之一。这个过程需要依靠先进的设备、精准的控制和复杂的工艺流程来实现。让我们深入了解一下这个复杂而精密的制造过程。
1. **晶体管的制造过程**:
首先,我们需要了解晶体管是如何制造的。晶体管是半导体材料制成的电子器件,它具有导电和控制电流的功能。晶体管的制造过程涉及到半导体材料的处理、掺杂、刻蚀、金属化等多个步骤。
2. **半导体材料的选取**:
芯片中晶体管的制造通常使用硅作为基础材料,因为硅具有良好的半导体特性和稳定性。在硅基础上通过掺杂等方式形成P型和N型半导体,从而实现晶体管的功能。
3. **光刻技术**:
制造芯片内的晶体管需要利用光刻技术,这是一种通过光刻胶和掩膜来形成芯片图案的工艺。通过将光刻胶涂覆在硅片表面,然后使用掩膜模板对胶层进行曝光和显影,最终得到晶体管的图案。
4. **离子注入**:
制造晶体管时需要对半导体材料进行离子注入,这是一种通过注入特定离子改变半导体的导电性能的过程。通过控制注入的离子种类和浓度,可以形成P型和N型半导体的掺杂区域。
5. **化学腐蚀和刻蚀**:
制造晶体管还需要利用化学腐蚀和刻蚀技术,将多余的材料去除,形成晶体管的结构。这个过程需要精确控制溶液的浓度、温度和时间,以确保刻蚀的精度和均匀性。
6. **金属化**:
在形成晶体管结构后,需要进行金属化工艺,将金属层沉积在芯片表面,形成导线和电极。这些金属化层用于连接晶体管和其他元器件,构成完整的电路。
7. **封装和测试**:
制造完成的芯片需要进行封装,即将芯片封装在塑料或陶瓷封装体内,并连接引脚和外部设备。同时,芯片还需要进行严格的测试和筛选,以确保其性能和质量符合要求。
8. **复杂的工艺流程**:
上述步骤只是芯片制造过程中的部分环节,实际上整个过程涉及到多达几十个工艺步骤,需要依靠先进的设备、精准的控制和复杂的工艺流程来实现。每一步都需要精密的设计和严格的质量控制。
总的来说,制造芯片内有上亿晶体管需要依靠先进的半导体工艺技术和设备来完成。这个过程涉及到半导体材料的处理、光刻技术、离子注入、化学腐蚀、刻蚀、金属化、封装和测试等多个环节,需要精密的设计和严格的质量控制来保证芯片的性能和可靠性。这也是现代微电子技术的重要组成部分,为各种电子设备和系统的发展提供了基础支撑。
今天,马斯克往人脑里塞了块思维读取芯片
前几天,还在特斯拉财报会上夸爆中国车企的马斯克,今天就又来活儿。
今天一早,马斯克在 X 上发了条推文,告诉大家 Neuralink 的第一次人体试验,已经开始了。
给记性差的差友补充个科普, Neuralink 是马斯克旗下研究脑机接口的公司,去年上半年才刚获批人体试验。
而这才过去半年多, Neuralink 的第一个产品就火热出炉了,名叫 “ Telepathy ” ( 心灵感应 )。
说是只要动动脑,就能让手机、电脑、机械臂这些玩意儿都听你使唤。
反正科技圈顶流老马这一发话, X 上又一次炸开了锅。
推文短短几个小时就有两千多万的浏览量,评论区除了粉丝和喷子,乐子人们也第一时间抵达战场,用梗图 “ 友好 ” 交流了起来。
有拿比尔盖茨的疫苗和马斯克的脑机接口对比的。。。
有开始设想,脑机接口被黑客入侵的。
而在国内, # 马斯克官宣首次脑机接口人体试验 # 的话题,也和 SpaceX 的火箭一样,直接冲到了知乎和微博的热搜。
什么永生、思维控制还有机械飞升,网友们的脑洞能开多大就开多大。
最乐的是,还有网友结合了波国情,发出了一个灵魂拷问:装了这玩意后晃个脑袋,思维会自动被跳转到购物平台不?
反正在铺天的报道和大伙们的讨论下,这次 Neuralink 的热度算是赚足了。
但差评君今天啊,还是得先泼盆冷水 。
因为所谓的意识上传、思维控制,现在的技术暂时还够不着。这次的 Telepathy ,顶多也就是单向读取神经元信号,外部设备是没法儿往脑子里写入信息的。
另外这次的人体试验,主要也是集中在医学康复领域。
根据马斯克的说法, Neuralink 的目标是帮残疾人恢复行动能力。说是有了脑机接口的助攻,他们甚至能比正常人更快、更灵活。
而背后的原理,其实也没多少弯弯绕绕。就是用芯片把患者的神经元信号,分析一通之后,再把这些信号转化为某些特定指令。
就比如一个渐冻症患者,脑子里来个 “ 站立 ” 的信号,信号传给骨骼机器人,就能辅助患者站起来。
但从过去的 “ 纸上谈兵 ” ,再到如今 Neuralink 这第一波的人体试验,对脑机接口行业来说,其实还挺有里程碑意义的。
甚至可以说为了这一天,Neuralink 解决了不少的难题,也开了不少脑洞 ( 精神和物理上的都有 )。
之前因为在动物身上做实验的事儿, Neuralink 还背上了 “ 虐待动物 ” 的嫌疑。
根据路透社的消息, Neuralink 从试验开始一共杀害了包括羊、猪和猴子在内的约 1500 只动物。
虽然现在也还没有个实锤,但脑机接口试验的高危系数却是事实。
之前我们专门写稿子唠过脑机接口,一般来说,可以分为侵入式、半侵入式和非侵入式三种,其中侵入式危险系数最高。
Neuralink 做的就是侵入式,得往脑子里放个芯片,芯片读取并分析了你的脑电波之后,再把这些信号传出来。
听起来很赛博朋克,但这玩意儿可真是要开物理 “ 脑洞 ” 的。
毕竟放芯片进脑子的过程,得开颅 。
Neuralink 去年提交审批的时候, FDA ( 美国食品药品管理局 )就发出了好几个灵魂拷问:你的脑机接口设备安全吗?锂电池在脑子里漏电了咋整?把电极放进去那咋取出来?电线在脑子里移动了怎么办。。。
之前,一家做侵入式脑机接口的公司 BrainGate ,就遇到过电极在脑子里报废的情况。
倒不是因为没电了,而是电极让神经胶质细胞给缠住了。。。
所以 FDA 的考虑,是大家不得不面对的现实问题。
那这些问题, Neuralink 都是咋克服的?就比如,咋把芯片放进脑子里?
毕竟,开颅不是剌个双眼皮那么简单,你得先给脑子开个洞再把芯片放进去。
工业化狂魔马斯克觉得,这事儿得交个机器人来啊,于是就搬出了一台叫 “R1” 的手术机器人,包括植入芯片、取出头骨还有缝合伤口在内,一条龙服务全给包了。
安全啥的也不用担心,因为在植入之前, R1 会用成像系统找一个适合放芯片的位置,确保不会戳到血管。
整个过程,可能也就花个 15 分钟。
至于最后的效果,这次 “ 恢复良好 ” 的第一例人体试验,暂时已经给出了答案。
再来,芯片放进脑子后怎么传输信号、怎么充电,也是 Neuralink 发愁的地方。
初代的 N1 ,不仅要开颅放电极电线,还要在耳朵后面装一个外设,用来传输信号。
估计老马也觉得这事儿不靠谱,很快又推出了 LINK V0.9 。差不多一个硬币大小,这个版本就把原来的 “ 天线 ” 给淘汰了。
又经过了几次迭代之后,现在 N1 芯片的船新版本,长这样。
包括外壳、电池还有芯片等模块在内,基本都翻新了。
为了让收集到的神经元信号更多、更清晰,这次,他们还用上了能够跟神经细胞实现 “ 灵活贴合 ” 的柔性电极。
一般来说,电极通道越多,能够收集到的神经元信号也就越多。
但传统的 “ 刚性 ” 电极犹他阵列只有 96 个电极通道。
如果想要尽可能多地采集神经信号,那就得多塞几个这种长得跟针尖似的犹他阵列。
这又容易造成颅内感染或者排异反应。。。
而这个柔性电极,它的线程每根只有 4-6 微米,比头发丝还要细。
相比于只能传输 96 个电极通道信号的犹他阵列,直接把电极通道扩展到了 1024 个。
所以差评君觉得,是这些技术创新,让 Neuralink 赢得了 FDA 的转身,拿到了人体试验的号码牌。
如果马斯克说的那些都能成, Telepathy 确实能成为残障人士的赛博手脚或眼睛,那么 “ 人类之光 ” 之类的说法,实至名归好吧。
不过,大家暂时也别抱太大的期望。
因为 Neuralink 的人体实验是有了点起色,但距离真正的商业化还差好几截。
一个是 Neuralink 这次的人体试验为期六年,谁也不敢打包票这期间到底会发生什么。
另外,就是整个脑机接口行业的发展,也远没有咱们想象中的成熟。
根据 CNBC 的说法,医疗器械公司必须经过很多次的数据收集和测试,才能获得 FDA 的最终批准, Neuralink 也只是被允许人体试验而已。
有了这张通行证,才是商业化的开始。但目前的情况来看,还没有哪家公司拿到这张通行证。
而除了 Neuralink 之外,国外还有像 Synchron 、 Paradromics 这些同样研究脑机接口的友商。
其中,比 Neuralink 成立更早的 Paradromics ,目前还卡在动物试验阶段。
外媒的说法是,审批现在都还没着落,最快最快也得今年上半年才能进行人体试验。
而另外一家 Synchron ,他们家的产品可以直接从颈静脉植入,早在 21 年的时候就获批人体试验,并且已经有患者用这套设备在推特上实现 “ 意念发帖 ” 了。
但这种相比开颅更安全、更好推广开的方案,现在也没看到啥大水花。
因此,有专家大胆预测,Neuralink 至少还需要 10 年时间才能将其大脑植入物商业化。
另外写着写着,差评君脑子里就又冒出几个新问题。。。
要是芯片以后更新换代了,是不是又得给脑子来一下?脑机接口芯片支持 OTA 升级吗?商业化之后,会推出脑机芯片 pro 、 pro max 、 ultra 等不同版本吗?
类似疑问在未来可能会越来越多,只能说保持谨慎的乐观吧,毕竟事关脑子,可马虎不得。
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