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箭头芯片 150亿晶体管的苹果A15芯片,泛善可陈
发布时间 : 2026-02-12
作者 : 小编
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150亿晶体管的苹果A15芯片,泛善可陈

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昨晚,苹果举办了声势浩大的发布会,除了带来全新的iPhone、iPad和Apple watch等产品外,当然也少不了苹果的新的A系列芯片——A15。按照苹果的说法,这款新处理器将成为“智能手机中最快的芯片”。从苹果过往的发布会看来,新一代处理器通常使用更小的工艺节点,因为这允许使用更多的晶体管,从而获得更快的性能。然而,A15 却使用了与A14相同的 5nm 制造工艺,这表明这里的性能提升可能没有之前希望的那么大。虽然苹果没有具体说明A15用的是哪个节点的变体,但考虑到台积电产品的时间和演变,我们怀疑它将使用新的 N5P 节点,这是去年 N5 节点的迭代。据华兴资本分析师估计,台积电 N5 的晶体管密度约为每平方毫米 1.7 亿个晶体管,这将使其成为当今可用密度最高的技术。至于其升级版本的N5P,台积电承诺,在该节点上的频率提高至多 5%,或将功耗降低至多 10%,密度提高1.8倍。这个新的节点变体为客户提供了一条无缝的迁移路径,那就意味着客户无需大量的工程资源投资或更长的设计周期,因此任何使用 N5 设计的用户都可以使用 N5P。例如,N5 的早期采用者可以将他们的 IP 重新用于 N5P 芯片。

在这个新工艺的支持下,苹果A15处理器的晶体管数量也达到了150亿,比A14的118亿有了明显的增长。来到芯片的CPU和GPU设计的时候,如上图所示,新的芯片依然遵循 Apple 的 2+4 CPU 配置的设计,在过去几代产品中,他们都在使用这种配置。其中两个是性能核心,四个是效率核心。在今年的发布会上,苹果今年没有透露太多关于新 CPU 的信息,而在关于该芯片CPU的性能,苹果也没有提供与前代 A14 芯片的比较数据,而是选择将自己与竞争对手的芯片进行比较,这在过往也是很少发生的。按照苹果的说法,公司芯片在 CPU 性能方面比最接近的竞争对手快 50%。据anandtech的报道,苹果这里说的次佳竞争对手是高通的骁龙 888。如果我们查看我们的SPECint2017 基准测试结果,我们可以看到 A14 的性能比骁龙 888 高出 41%。换而言之,对于 A15 来说,如果这个差距扩大到 50%,那就意味着只需要比 A14 快 6%即可,这确实不是一个很大的升级。在发布会中,Apple 也没有评论任何有关新的 ISA 功能,例如是否是Armv9/SVE2,这一切都有待以后考证。anandtech也指出,在2019年初,苹果失去了他们的首席架构师(杰拉德·威廉姆斯III)和它们的CPU设计团队的一部分成员,这些人员创办了Nuvia,后者在今年年初被高通收购。anandtech表示,虽然不确定,但这里的时间差距肯定可以与新 CPU 的上市时间相匹配,并且这也是人才流失和团队改组的第一个迹象。值得注意的是,Apple 继续聘请了 Arm 的首席架构师 Mike Filippo,那就意味着他们可能正在开发一个新的 CPU 系列。另一种理论是,鉴于其在 CPU 性能方面的巨大领先优势,Apple 决定将更多精力放在降低这一代产品的功耗和能源效率上。这实际上是一个更受欢迎的理论,但我们现在还是无法确认。来到GPU方面,据介绍,A15 是第一款拥有两个性能版本 SoC。普通的 iPhone 13 mini 和 iPhone 13 配备了配备 4 核 GPU 的 A15,而 Pro 机型配备了配备 5 核 GPU 的配置。事实上,如果我没记错的话,这将是我们第一次在手机中看到这样 SoC,因为我不记得今天之前有任何公司这样做过。和CPU一样,苹果也没提供和A14的对比。按照苹果的说法,四核的GPU比竞争对手快30%,如果我们以 GFXBench Aztec 为基准,我们看到 A14 比骁龙 888 快 18% 左右。那就意味着 A15 需要比 A14 快 10% 才能达到这一优势。更快的 5 核 A15 被宣传为比竞争对手快 50%,这实际上比 A14 的性能提高了 28%,并且更符合苹果过去几年的世代增长。Apple 同时还提到了许多其他 SoC 方面的改进,例如提到他们将系统级缓存 (SLC) 翻了一番,大概是 32MB。还有一个新的显示引擎,可能会处理 120Hz,以及新的视频解码器和编码器——我想知道它们现在支持什么样的格式;Apple 同时还确实提到了对硬件 ProRes 支持。最后,苹果新芯片的神经引擎即使仍然具有16 核数,但他们将其性能提高到 15.8TOPs,超过了上一代芯片的11 TOPs。总体而言,这是一个泛善可陈的芯片。

从iPhone的发展,看苹果的芯片变迁

2020年10月,苹果两款新的手机—iPhone 12 Pro和 iPhone 12正式出售。在11月,大屏幕的 iPhone 12 Pro Max和小型化的 iPhone 12 mini将出售,这就是苹果在智能手机领域的所谓的高中低端布局,但但和其他厂商给你不一样,苹果的这些手机都采用了最先进的“ A14 Bionic”处理器。众所周知,许多专业的半导体制造商都根据手机市场定位开发和销售两种或三种类型的芯片/例如,高通公司的“ Snapdragon”具有8系列、7系列、6系列、4系列和2系列,联发科的“ DIMENSITY”也具有1000系列、800系列和700系列等等。同样,在Intel的“ Core”系列中,也有i3,i5,i7,i9等由单独的硅制成的芯片。但是,在苹果方面,公司的差异化手机布局基本使用的都是同一款芯片,其差异化主要是通过其他功能方面体现。据我们了解,苹果正在将处理器的硅类型最小化。过去用于顶级型号的处理器会在下一代顶级型号诞生时进入中端和入门级,新的顶级型号将使用相同的处理器,高端和中端范围会根据相机的数量等而有所不同。苹果公司通过最大限度地减少昂贵的硅种类来不断创建新的差异化布局的策略非常有效。增加硅类型的数量不仅会增加设计,而且会成比例地增加制造成本和测试。此外,存在问题时的校正工作也很大。图1 显示了拆下包装盒,外部和显示屏的iPhone 12 Pro。以前附带的电源适配器和耳机已被取消,包装盒也越来越薄。外观也让人联想到“ iPhone 4”。卸下显示屏时,您可以看到内部结构。图2 显示了拆卸iPhone 12 Pro的过程。按左上角的箭头顺序拆卸。内部使用了两种螺钉和双面胶带,因此不能强行打开,而是在观察的同时准备好工具,并在拍照时进行拆卸,因此实际上需要一个多小时。花了时间。只需几分钟即可完成简单的拆卸(第二款iPhone需要6分钟才能卸下面板)。将按顺序描述图2。(1)拆下左侧中央的板子(2)拆下右上方的三目镜相机,(3)拆下右侧中央的电池,(4)拆下左下方的SIM卡插槽,(5)拆下右下方的扬声器单元,( 6)去除左下的TAPTIC(振动),(7)去除中心的非接触充电线圈,(8)去除左上方的UWB通信天线,(9)去除Lightning端子和麦克风的底部。尽管在图2中被省略,但是操作按钮(音量等)和天线单元被嵌入在框架的侧面。拆下的物品无需螺丝或双面胶带即可重新排列并存放,以便无需工具即可用指尖将其拆开。我们计划将其用于研讨会和讲座(用于2分钟的拆卸展示等)。图3 并排显示了从2017年iPhone X到2020年iPhone 12 Pro的所有最近四年拆除的摄像头和主板。iPhone X已经成为一个巨大的转折点!除了通过以L形排列组合两个电池来确保电池容量外,还通过采用两层板结构使板小型化,在该结构中,两块板通过垫片堆叠在一起。这完全破坏了常规单层基板和电池的形状。2018年发布的iPhone XS使用变形电池,该电池将两个电池合并为L形。采用变形的电池是一个巨大的挑战。在2019年,iPhone 11 Pro的主计算机板更小,因为相机有三个摄像头。从iPhone X到iPhone 11,基本内部布局相同。中心的左侧是电池,中心的右侧是计算机板。在最新的iPhone 12 Pro中,基本布局已被替换。乍看右侧的电池和左侧的板,看起来像是一个替代品,但实际上是一个很大的改变,因为布线路径和信号方向也会改变。通过将产生大量热量(=增加内部距离)的相机和处理器分开来进行散热的对策可能是更换的背景。将来,Tecanarier计划拆除iPhone 11和iPhone 12的显示屏,并实际操作它们以用温度计澄清温差。iPhone 12 Pro具有更多的ToF传感器(Apple称其为“ LiDAR”),并且相机区域约占总数的20%。

主要芯片的过渡,可以一眼看出半导体制造商的合并和废除

表1 总结了从iPhone X到iPhone 12 Pro的主要芯片的一些变化。从这张表中,我们可以看到由于半导体制造商的合并/并购而发生的变化(我们还总结了自2007年以来iPhone中出现的半导体历史)。对于2018年的iPhone XS Max,苹果采用了内部开发的用于优化电源的PMIC(电源管理IC)芯片,而不是一直使用的Dialog Semiconductor(以下称为Dialog)制造的芯片。从那时起,苹果就使用了自己的PMIC。在2018年和2019年,苹果使用了Intel的LTE调制解调器,但为了实现5G(第五代移动通信)通信,苹果把高通基带用于iPhone 12 。英特尔的调制解调器业务最初是从德国的英飞凌科技(Infineon Technologies)手中收购的,苹果在2019年收购了英特尔的调制解调器业务。也许2021或2022年的iPhone将使用Apple的5G调制解调器。

处理器集成密度

图4 显示了处理器从iPhone X到iPhone 12 Pro的过渡。近年来,苹果公司宣布了A系列晶体管的数量。根据晶体管的数量和实际取出的硅片以及测量的面积,计算出每单位面积的集成密度,并在每一代之间进行比较。顺便说一句,苹果还宣布了基本的内部配置,它告诉我们处理器如何成为差异化和优势的源头。从使用10nm工艺的“ A11”到使用7nm的“ A12”,集成密度提高了约1.9倍。从A12(7nm)到A13(7nm +),改进了4%(实际上,通过扩大芯片面积可以改善功能)。而在A14中,通过从7nm +转移到5nm,集成密度又显着提高到1.6倍。这样,小型化的结果非常清晰。我们拥有每一代芯片的清晰照片(我们拥有几乎所有制造商的所有处理器照片,而不仅仅是Apple),并且将来我们将在各个地方(包括该系列)报告A14的分析结果。

通过iPhone可以看到半导体的发展吗?

2020年是日本“ 5G的元年”。随着3月份开始提供5G服务,许多5G智能手机已经发布。廉价机型和旗舰机型等型号已投放市场,而5G通信被视为下一次增长的关键。我们已经拆解并观察了数十种5G智能手机,表2列出了其中的 六种代表性型号。两者都支持低于6GHz的频段(表2中只有一种型号支持毫米波),并且相机是差异化的来源。“ Google Pixel 5”(发布于2020年10月15日)和iPhone 12(发布于10月23日)是双摄像头,其他四个型号均配备了可以测量距离的ToF传感器。对5G的支持并不是高端/旗舰产品定位的要素,但是通过结合摄像头和ToF传感器等新技术,它已成为高端/旗舰产品。图5 显示了2007年发布的首款iPhone 2G和最新的iPhone 12 Pro的外观和内部板,以及iPhone中使用的处理器芯片。在此期间,Apple几乎每年都在不断发展处理器,通信和传感器。他们是从“ A4”开始推动内部处理器制造的。iPhone 12中使用的A14是苹果处理器的第十个芯片。它已经持续发展到可以完全适应其他领域(自动驾驶和机器人技术)的程度,例如增强AI(人工智能)功能和GPU功能以及相机处理。对我而言,苹果是我分析上一个半导体制造商时代以及当前评估和分析许多系统和芯片(另一个伟大的制造商)时代最激动人心的半导体发展之一。

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晶圆|集成电路|设备|汽车芯片|存储|台积电|AI|封装

为什么千年不锈?菱形暗纹怎么形成?背后竟然是制造芯片的工艺

欢迎来到:自说自话的总裁

传说,越王勾践剑出土的时候,是一对雌雄剑。

但向公众展示的,从来都只有一把,是雌剑,稍短,上面刻着越王勾践的名字,被安放在湖北省博物馆当中。

另一把雄剑,被锁在国家博物馆里,它被另外两把剑灵镇压着。

如果你去湖北省博,还有国博看一眼,就能发现这个风水局。

果然有两把一模一样的越王剑,国博的稍长,省博的稍短,国博那把的旁边确实还有两把不起眼的青铜剑。

但仔细看说明,你会发现,原来,这两把剑,是吴王阖闾剑和吴王夫差剑,这对吴王父子都是越王勾践的宿敌,果然,是两把镇压的剑灵。

再翻开当年的考古报告,你会发现,当时古墓里出土的确实是一对雌雄剑……

但是,这是一座楚国古墓,在湖北荆州,离越国还有几百公里。

那这对越王剑,为什么会跑到楚国墓穴当中呢?

还有这对雌雄剑为什么千年不腐?为什么这么锋利?

菱形暗纹究竟是如何制作的?

11个同心圆是如何制作的?

一切都是谜团,就像那个若隐若现的风水局一样,似乎有人在研究,但我们却谁也看不清真相。

今天,我们就来聊聊这背后的故事。

1965年·湖北荆州

时间回到1965年,湖北的冬天特别阴冷,工地上的村民们正在挖掘一条水渠。

水渠要经过一个叫做望山的地方,这是一个二龙戏珠的洼地,两边分别有纪山和八岭山。

同时,望山的南边叫做沙冢。

沙冢也就是我们前面聊过的,楚国人喜欢制作的那种流沙妖墓。

再往南,叫做纪南城,当时纪南城已经被考古,这就是古代楚国的郢都。

再往南,就是《三国演义》当中著名的荆州城和长江。

所以,当施工队一步步挺近到望山沙冢的时候,考古队预感到,有大墓即将出土。

果然,不久以后,考古队就接到报告,望山沙冢地区,发现了55座古墓。

这其中,最大的一座被命名为望山1号墓。

这是一个甲字形的诸侯墓,并没有采用流沙墓的结构,而是一座火坑墓。

因为,在封土下面,发现了青膏泥,这是一种密封性非常好的材料。

如果运用到极致,就会出现和马王堆一样的效果,只要挖破一点点膏泥,墓室中就喷出可燃气体。

要是在古代,盗墓贼举着火把进去,这些可燃气体会瞬间爆炸,把整个古墓变成一座火坑,这就是火坑墓的原理。

但很不幸,这座古墓的膏泥保存得不好,可燃气体已经不见了。

考古队继续往下挖,是一张大竹席,刚刚拍完照片,竹席就化成了灰。

竹席下面是椁室的盖板,揭开盖板,里面全是水。

这种现象很常见,这是从底部渗入的地下水,当年曾侯乙墓,也是这种情况。

清理完积水,陪葬品出现了,堆得密密麻麻。

这个时候,古墓里的第一把宝剑出土了,是一柄金光闪闪的青铜剑。

取出墓室的时候,正好是下午四点,夕阳照过来,当时在场的专家说,那种感觉,直接震慑了周围几百米的人群,村民们都在说,考古队挖到了一把金剑。

其实,这并不是金子,而是青铜。

青铜刚刚铸造出来,就应该是这种金闪闪的颜色,只不过,我们看到的青铜器都已经生锈了,是铜锈让它们看起来青糊糊的。

那为什么这把青铜剑在古墓里泡了几千年都没有锈蚀呢?

考古队感觉这座古墓不简单,下面肯定还有大学问。

于是,顶着大雪,加紧清理。

越王剑

打开主棺,果然从墓主人身边发现了这把越王剑。

当时,它被装在一个已经腐朽的剑鞘当中,还没有人知道它长什么样。

但就当这把宝剑被拿出墓坑的时候,现场的人听到了一声长鸣,像是从天边传来,又像是近在身边一样。

有人说是鸟叫声,有人说是远处的汽笛声。

总之,考古队并不迷信,继续往下挖。

在椁室的第三层,又发现了一把类似的宝剑,也被装在已经腐朽的漆木剑鞘里。

再加上在第二层椁室出土的一柄短剑。

整个古墓中一共出土了4把宝剑。

另外,古墓中还有很多其他的兵器,铜戈、箭镞之类的。

又有各种文具和竹简,看来,墓主人是一个文武双全的人。

还有32个竹饭盒儿,里面是没吃完的鸡大腿、柑橘、梅子、毛桃、板栗、花椒等等。

直到这个时候,所有人都还没觉得墓主人有什么特别。

应该是个文武双全、爱吃鸡腿的楚国贵族,并不是想象中的楚王级别的大墓。

但直到有一天,实验室的研究员急匆匆地跑过来,他说,剑鞘里的剑取出来了,是雌雄一对,不得了,上面还有八个鸟篆。

通灵的鸟篆

鸟篆是一种通灵的文字,正式名称叫做鸟虫篆。

《说文解字·叙》六曰鸟虫书,所以书幡信也

据说,鸟虫篆起源于上古巫族,他们认为,鸟类和昆虫都可以飞上天空,与天神交流。

而且,在古人的视角当中,鸟类每年都会准时出现、准时离开,就像永生不死一样。

另外,昆虫不仅可以飞翔,还可以在你眼前变成茧然后重生。

于是,后来的道家有一个专门的词汇形容这种信仰,叫做——羽化登仙。

所以,远古中国的文化当中认为,鸟和虫是能通灵的。

然后,就用篆书模仿鸟类和昆虫的形态,被称作鸟虫篆。

只有那些被认为有灵的器物上,才会出现鸟虫篆。

比如,传说中,秦始皇的传国玉玺,就是在和氏璧上刻的鸟虫篆,一共八个字——受命于天既寿永昌。

甚至还有一派学者认为,中国人崇拜的龙,其实就是鸟虫的化身,也就是说,龙其实是昆虫,这个话题有点大,不扯远了,继续说故事。

考古队长一听出现了鸟篆,赶紧跑过去看。

据说,这个时候,看到的雌雄剑,是一对闪着金光和白焰的剑灵,就像是几千年没有见面的情侣一样,热情似乎笼罩了整个平原。

后来,科学家们也确实复原了当时的场景,这个我们稍后再细说。

总之,出土的时候,这两把越王剑,比现在要光亮很多,我们现在看到的,其实是已经变质的样子。

当时,考古队长很快就认出来了八个鸟篆当中的六个。

应该是越王某某,自作用剑。

但是,挖了好几个月,咱不是在挖楚国墓吗?

怎么蹦出两把越王剑?

是哪个越王?

接下来的研究,全部集中到这个越王某某的身上。

当时,主持这项研究的是历史学家方壮猷。

他从破解墓主人的身份入手。

先是在出土的竹简中锁定一个叫做昭固的名字。

而且,竹简中记载,这个昭固先后三次和楚王同吃同住(出入侍王)。

再加上古墓中挖出来文武双全、爱吃鸡腿这三点特质,一综合。

方教授联想到了一个叫邵滑的人。

这是一个无间道,大概是说,邵滑曾经和楚王密谋,制定了一套攻灭越国的方针。

那个时候,越国已经灭掉吴国,首都都搬到了青岛,简直就是一个中原霸主。

楚国就表面和越国友好,然后派邵滑去越国做大使。

而这个邵滑呢,在越国玩儿阴的,偷偷支持越国反对派,本来越国就是蛇吞象,从会稽一口气吃下来整个浙江、江苏、半个安徽还有山东。

肯定是消化不良,各种反对派都有。

果然,在邵滑的运作下,只用了五年,越国反对派就都开始武装暴动,最后,楚国再给越国致命一击。

越国也就被灭国了。

所以,方教授结合这一段分析,就认为,那个越王某某应该就是邵滑两个字。

这八个字的意思,就是说,邵滑是灭越国的第一功臣,论功行赏,他被楚王封为越地的王,同时,还把这把越国宝剑赐给了邵滑。

方教授觉得推断得差不多了,就写信给郭沫若,这是当时的中国科院院长,学术大佬,只要郭大师点头。

那这个研究就好继续进行了。

但同时,方教授也把研究成果寄给了另外几十个相关专家,希望和大家一起来讨论。

越王邵滑?

果然,郭大师第一时间回信了,他认为方教授说得没错。

这就是邵滑两个字,可以沿着这个思路往下研究。

但没多久,又有一个叫做唐兰的古文字专家寄来了回信。

他认为,不对,这两个字,应该就鸠浅。

但鸠浅又是哪个越王呢?

唐兰教授说,自己就是嘉兴人,懂吴越古音,鸠浅的古音和勾践非常类似。

所以,这个鸠浅极可能就是勾践。

接下来的三个月当中,方教授也陆续收到了回信,很多专家都认为,这两个字并不是邵滑,也都更倾向于认为,唐教授说的没错,这就是勾践。

没多久,郭大师也再次回信了,他说,上一次因为拓片不清晰,这次看到大图了,他也认为,不是邵滑,而是鸠浅。

大概一年以后,这把越王勾践剑也就成了学界共识。

但很快,又有两个问题和一张命令同时出现在了考古队的面前。

第一个问题是,越王勾践,这么大名鼎鼎的人物,卧薪尝胆,灭掉吴国,他的宝剑怎么会跑到这座楚国墓穴里来?

第二个问题是,这对宝剑为什么千年不锈?它们身上到底有什么黑科技?

而那一张领命则是,这对越王剑必须分开保存,请选一把上交国博……

结果,考古队刚刚把雄剑交上去,文物和研究全都被封印了起来。

直到10年以后,所有工作才再次启动。

测试一:锋利度

第一项研究就是锋利度测试。

因为,古书上记载,吴越宝剑,有四个级别的锋利度测试。

《战国策·赵惠文王三十年》夫吴干之剑,肉试则断牛马,金试则截盘匜;薄之柱上而击之,则折为三,质之石上而击之,则碎为百。

先让一匹鹿狂奔过来,宝剑突然横过去,鹿必须毫无停顿的跑过去,直到跑出去很远,鹿才倒地,原来,鹿的脖子已经被宝剑切断了。

这就叫肉试则断牛马。

再用青铜盘试剑,一剑上去,青铜盘必须应声断成两截。

再用房屋柱子测试,出鞘入鞘之间,柱子得段成三截。

最后用大石头试剑,一剑下去,石头要碎成几百块。

这是夸张还是写实?当考古队讲完这个故事,拍摄科研纪录片的编导根本不信。

那就试试吧,编导让道具拿过来3张复写纸。

考古队的陈教授皱了皱眉头,说,你还是拿30张过来吧。

接着,陈教授轻轻一划,30张复写纸层层开裂,这一幕被摄像机清晰的记录下来。

最后一数,竟然划破了23张。

这可是被埋了2300多年,又出土后,在空气氧化了12年以后的锋利程度。

铸剑之谜

考古队分析,这把越王剑应该是铸剑大师欧冶子的作品。

青铜剑和我们现在的钢剑、铁剑不同。

我们是把钢铁烧红了,不断的敲打,用金属的延展性敲出一把剑来。

这个工艺叫锻造。

但是,青铜很软,无法锻造,只能把融化的铜水,灌到模具里,形成一把剑,然后在打磨,抛光。

这个工艺叫铸造。

所以,古书上记载,欧冶子在铸造青铜剑的时候,非常讲究火候。

比如,那个干将莫邪的传说,莫邪是欧冶子的女儿,干将则是莫邪的老公。

干将莫邪奉命给吴王阖闾铸造宝剑。

但是,化出来的铜水始终不理想,上交宝剑的日期却越来越临近了。

有一天,干将就说,听说师傅欧冶子当年遇到这种情况,会用人牲血祭宝剑,真不知道我们能不能过这一关啊。

话音刚落,莫邪就跳到了锅炉当中,接着,完美的铜水就流了出来,干将也就含着泪用这些铜水打造了一对雌雄剑——干将莫邪。

所以,这个传说有科学道理吗?

专家们分析,可能是人体内的磷元素在起作用,磷元素可以促进铜水排出气泡,还能增强铜水的流动性,锅炉中缺磷,可能就是古书中传说铜水不成的主要原因。

这就是古代的铸剑师,他们留下来的,都是这种,让人读了就觉得应该离他们远点儿的恐怖故事。

这让他们的铸剑秘籍,在当时可以很好的秘传,但就造成了失传。

他们究竟是怎么制造出这把宝剑的?

没有任何记载,只有眼前的实物。

于是,1977年,科研团队决定用粒子加速器来研究它的化学成分。

测试二:化学成分

当时数据出来的时候,所有人都不敢相信,这竟然是一把铜锡合金的宝剑,几乎不含铅。

那古人是怎

么得到纯铜和纯锡,又是怎么知道17%这个最佳的铜锡合金比例呢?

也许是大量的经验一点点试出来的吧。

你看,无锡本来是一座大锡山,不都变成无锡了吗?

但还是不对啊,这把合金剑,剑刃和剑脊的铜锡比竟然不一样。

这怎么可能,别忘了,青铜剑是用铜水浇铸出来的,一管子铜水倒下去,你能让铜元素都往剑脊上跑,锡元素都忘剑刃上跑?

别说现在了,怕是1万年以后,人类也做不出来这种天顶星工艺。

因为,这在物理学上有一个专门的名称,叫做四大神兽之一——麦克斯韦妖,如果实现了麦克斯韦妖就可以实现永动机。

而永动机又被物理学家们认为,是不可能的。

但是,在越王剑上,就偏偏存在了,你就看怎么解释吧。

这个时候,还是考古队出来救场了。

他们说,别慌,别慌,古人其实是把剑脊和剑身分开铸造的,你们看这些断掉的青铜宝剑,横截面上,明显是三部分组成的。

古人是先用含铜高的铜水铸造剑脊,再用含锡高的铜水在剑脊外面浇铸剑刃,这样就做成了铜锡比不一样的合金宝剑。

物理专家们如释重负,但马上反应过来,还是不对啊。

很明显,剑刃的部分,从宽到窄,含锡量也是逐渐升高的啊。

当时的设备无法完成更精细的检测,这个问题,也就成了宝剑身上第一个未解之谜。

为什么不锈?

为什么不锈?这很快又成了第二个未解之谜。

当时的检测数据显示,剑身上含有硫元素。

金属表面硫化处理是1940年代才普及的防锈技术,直到现在都还在使用。

难道2300年前的欧冶子已经掌握了?

但又不对啊,硫化防锈,现在用在钢材和铁制品上,并不能用在铜器上啊。

因为,硫化铜,这本来就是一种非常不稳定的化合物,别说防锈了,给铜上硫,这简直就是在腐蚀。

对另外几把出土宝剑的检测也证实了这个猜想。

可以看到,它们含硫量高的地方,反而更黑,锈蚀的更严重。

很显然,硫化防锈,根本不是越王剑千年不锈的真正原因。

那又是什么未知工艺呢?

像前面说过的秦剑一样,铬盐防锈吗?

但检测中并没有发现铬。

反正它就没有锈,难道是一种至今我们都还无法理解的防锈工艺?

专家们现在是这么解释的,应该和工艺无关,不锈的真正原因,是因为保存环境很好,被泡在水里2300多年,隔绝了空气。

然后,出土之前还有剑鞘保护,所以出现了千年不锈的假象。

不信你看,出土到现在,短短的57年,它已经开始出现锈斑了。

突然懂了,为什么湖北省博物馆非不搞个真空罩子保存越王勾践剑了,原来,这些锈迹也是有用的啊。

11个同心圆如何制作?

第三大未解之谜是剑柄上那11个同心圆,每个间距不足0.2毫米。

极其规整,极其精确。

2008年的时候,有人要复制越王剑,为了制作这11个同心圆。

动用了五轴机床才完成。

那古人是怎么制作出来的呢?

而且,你仔细观察就会发现,整个同心圆圆心,剑柄,剑脊,剑尖都是在极其精确的一条直线上,如何定这根轴?

这绝不可能是凭手工和肉眼可以完成的精确程度。

专家们普遍认为,古人一定是有什么机械化的辅助工具,但会是什么呢?

没有人知道。

更何况,古人没有机床,他们是必须把铜水灌到模具里,再脱模形成这样11个同心圆。

那这样的话,模具一定比0.2毫米更精密,他们是用手捏出来的精密陶模吗?

不太可能吧。

菱形暗纹怎么制作?

这可能是我们离破解最近的一个谜团。

因为,1977年检测化学成分的时候,专家们已经发现了,暗纹格里锡含量极高。

所以,专家们推导,暗纹应该是失传的——铸纹工艺。

而根据眼前的实物反推,铸纹也就是应该是——铸槽填锡的工艺。

这些暗纹格里,本来应该是有一层薄锡,锡会显现出像白焰一样的光芒。

所以,根据这个推测复原出来,宝剑当初应该是这样黄光白焰的感觉,这和考古队最初看到的那个场景类似。

但很快,就有一个位叫做谭德睿的老教授出来反对。

谭老教授的父亲是谭其骧,中国历史地理的奠基人。

谭老教授说,这绝不是什么铸槽填锡,你们只发现了锡,那槽在哪里呢?

确实,后来把暗纹放大500倍,也没找到明显的铸槽边缘,反而更像是谭老教授提出的金属膏剂理论。

谭老认为,古人从植物、矿物中制备出一种特殊的膏剂,先把膏剂涂抹到金属表面,然后在加热的过程中,膏剂扩散,和青铜形成合金化的组织。

失传的铸纹工艺,应该叫做富锡细晶表面技术。

在2500多年前,这可能是古代工匠的一种标识。

比如,吴王阖闾的宝剑上,暗纹是这种年轮状的,这可能是因为,在作品完成后,铸剑师把年轮膏剂涂抹到剑身上,一是美观,二是象征着铸剑师的师门。

也就说,极有可能,我们现在出土的所有菱形暗纹格宝剑,都是出自欧冶子师门。

最后,谭老教授还用他推断出来的原料和工艺,复制了一把菱形暗纹剑,涂抹过膏剂的剑身浸泡在酸水里,一共泡了389天,终于出现了这种效果。

大家脑补一下,我实在找不到谭老教授的这张彩图。

长晶工艺?

有人说,制造芯片的工艺中,最难的一步,就是长晶。

也就是让一小粒硅晶,长成一个巨大硅晶棒的过程,硅晶棒再切割,就变成晶圆。

这就是现在各大芯片工厂的看家秘诀。

但是,你敢想象,越王剑上面,竟然也出现了长晶工艺……

还记得第一个谜团吗?

为什么剑刃越薄锡含量越高?

当时的设备无法破解,但后来,专家们用500倍显微镜观察以后发现,这是因为,剑刃上出现了金属锡的结晶。

而且是长晶工艺中,最复杂的一种树枝晶。

要是你能完美控制单质硅(矽)长晶,那么你就是台积电,芯片都是小问题。

而如果你能控制单质锡长晶,那么你就是欧冶子,终于可以做出越王勾践剑了。

太不可思议了,欧冶子是如何让锡长晶的?

没人知道,我们只知道,正是这些在剑刃上长出来的晶体锡让宝剑变得异常锋利。

另外,欧冶子怎么知道要用锡?

为什么不用铅?

秦国人不是用铅增强箭头吗?

鬼知道欧冶子当年是不是已经掌握了所有铜、锡、铅的理化性质,甚至是破解了它们的量子结构……

否则,所有的东西都靠试,欧冶子的寿命是明显不够用的。

也许真的有剑灵吧,是剑灵告诉了欧冶子这一切,而这个剑灵,至今依旧居住在这把幽深的宝剑当中吧。

这就是越王勾践剑和它身上的黑科技。

一共有五大未解之谜。

然后我们再来回答第二个问题,它又是怎么跑到楚国墓穴里来到呢?

季子挂剑

按照吴国法律,王位兄终弟及。

据说,之所以制定这条法律,就是为了让老四季子当吴王。

但是,季子是孔子偶像,高尚到了没边儿了,非不当这个国王,让给自己的三个哥哥当。

而三个哥哥呢,也很高尚,为了让季子早日当吴王,都勇敢战死了。

但季子还是不当。

于是,就出现了篡位的人——吴王僚。

后来,王僚被老三的儿子——公子光刺杀,公子光就是任用伍子胥和孙武,称霸中原的那位——吴王阖闾。

所以,季子常年没有回国,一直在各国当大使。

然后,就有了季子挂剑的故事。

说是季子经过徐国的时候,徐国国王对季子非常好,两人也聊得来。

但聊天的时候,徐国国王好几次偷偷看季子的宝剑。

因为,吴越宝剑,在当时,就是天下闻名高级货,季子这把一定是顶级的吧?

很多年以后,当季子再次回到徐国,这个时候,国王已经死了。

季子就去坟墓上看望他。

然后,季子脱下自己的宝剑,挂到了墓碑上。

他说,当初自己就知道国王喜欢这把宝剑,但自己有任务在身,不能没有宝剑,所以没有送给国王。

现在任务完成了,自己要兑现当时在心中许下的那个诺言——将宝剑送给国王。

说完,季子就在坟头拜了三拜,留下宝剑,走了。

这就是季子挂剑的故事,历来被孔子门生们讲成一个君子典范的故事。

但事实上,季子挂剑,这可能是吴越人保留至今的一个商业习惯——围点与攻心。

也就是说,想和对方做生意,用攻心的方法贿赂不动他们老板的时候,就用围点的方法,贿赂老板身边的各种人。

显然,季子挂剑,这是一招稳准狠的攻心。

那这个故事这么解读,我们是不是就能模拟出一种越王剑来到楚国的可能性呢?

猜测一:贿赂品

这个叫做昭固的楚国贵族,先后三次和楚王同吃同住。

很显然,他是楚王海天盛筵俱乐部的小兄弟。

越国要和楚国交好,于是就采用了围点的方法,下了血本,把越国最顶级的雌雄剑都送了过来……

但专家们觉得,这个血本似乎有点太大了。

这可是先王勾践的宝剑,属于放在宗庙里祭祀的传家宝,就这么随随便便送人了?

不太可能吧?

要送不也应该是送给楚王去攻心吗?

于是,专家们推测,也有可能是越国先送给楚王。

也不知道哪天,楚王一高兴,又把它赏给了昭固这个小跟班。

支撑这个猜想的还有一个证据,那就是1964年,写着吴王阖闾名字的宝剑,也是在山西一个很普通的晋国贵族墓穴里发现的。

吴国和晋国从来没有爆发过战争,只一起坑害过楚国,所以,这极可能就是当时吴国围点晋国的贿赂品。

这样看来,吴越人确实有这种下血本,把宗庙宝物都拿出去围点的传统。

现在,这把吴王阖闾的宝剑,被锁在国博里,用来镇压那把雄剑。

除了贿赂品的猜测,还有第二种猜测——战利品。

猜测二:战利品

这个猜测和最开始那个方教授的假设相同。

昭固就是邵滑,邵滑在灭越的战争中第一个带军队冲进了越国的宗庙。

然后,宗庙里最高级的那一对——越王勾践剑,就变成了邵滑的战利品。

接着,依次冲入宗庙的贵族首领们分别拿走了勾践儿子越王鹿郢的宝剑,孙子越王盲姑的剑,从孙州勾的剑,以及玄孙不光的剑。

甚至还把宗庙里那个象征胜利的吴王夫差矛也给拿走了。

因为,这五代越王,加上吴王夫差的矛竟然都在望山、沙冢以及周边的楚国贵族墓穴中被挖出来了……

这样看来,这个战利品的说法其实非常站得住脚。

而且,过去很长一段时间,官方也都默认这种猜测。

但是,就是2010年,湖北沙洋县又挖开了一座楚国贵族墓,一看铭文,竟然是邵滑的墓穴。

这就尴尬了,真正的邵滑墓里并没有越国战利品,这个猜测突然就破产了。

所以,现在破解谜团的关键,又回到了最开始的原点——这个墓主人——昭固,到底是谁?

最近,法医学的研究也出来了,说昭固下葬的年纪只有25-30岁,可能真的是楚王海天盛筵的小兄弟吧。

这样看来,也许,还是贿赂品的猜测更靠谱一点。

五代越王剑、吴王夫差矛,这都是越国下血本送来的围点贿赂。

但最后,还是没有围死那个楚王和大司马邵滑,他俩还是无情的阴过去,灭亡了越国。

好了,今天的故事就分享到这里,谢谢大家。

最后夫人说,我就想知道,2300多年了,沒有吃完的鸡大腿,考古队是怎么看出来的?

(完结)

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