制作芯片与下围棋——一张图说明芯片的工作原理

首先围棋的核心计算力依赖于三个最基本的技术：吃子、死活和对杀，在这基础上再会有更复杂的变化，比如定式。所以这三个可以说就是围棋的核心技术。我们可以下一盘棋，不需要大雪崩，不需要妖刀，不信看看阿尔法狗。但绝对离不开吃子和死活，让你下一盘围棋又规定不许吃子，那可没法玩了。。

芯片是所有电子工业的基础，也是核心技术之一。就如同吃子死活对围棋的意义一样，非常有可比性。

现在几乎所有的棋迷都已经知道阿尔法狗，而世界上凡是了解人工智能的人也几乎都知道了围棋，这是围棋与芯片在现代的联系。那么远古时期围棋与芯片的发明还有一个共同的祖先，那就是易经与二进制。围棋的起源与易经有关，船长曾有专文论述。(

棋盘和棋子的文化内涵

)而莱布尼茨根据中国易经的八卦图发明了二进制奠定了现代计算机的一个基础之一，这点鲜有人知，具体又是怎么实现的呢？

其实芯片本身就是一个大规模集成电路，就像一个小型的电子城市。这个城市里面还有不同的功能区，也有宽阔的街道和狭窄的小巷就是电路。无数电子就是里面的居民，每一瞬间都有无数的电子在里面驰骋奔腾，寻找自己的归宿，在这个过程之中也就运算出了人类需要的的结果。

这些无序的电子又是如何能够按照人类的指示组织起来运行完成任务呢？要从先从材料说起。芯片的基本材料是硅，属于半导体材料，再加上其他一些杂质，比如硼和磷。它有一个有趣的特性叫做单向导电性——就是电子只能从一个方向通过。杂乱无序的电子现在要规规矩矩按顺序按指令为人类服务了。这是第一步。

这么多电子仅仅有了运行方向还不行，还要进一步把它们分割成能工作的小单元工业上的术语叫做pn结，其实是一个微型的小电路.

下一个关键技术就叫逻辑门，就是利用这个单向导电性，再加上电压的高低控制，那么输出就能得到一个基本的结果，比如或者高压或者低压。根据结果，在逻辑上就用是或者否来表示。这个也还好理解。

那么继续我们的问题，这个是与否又怎么转化成数据呢？刚才说的易经和二进制来了。易经中分阴爻和阳爻。如果我们简单的把阴爻和阳爻变成数字一和零，那么六爻最多就可以表示2的6次方64，所以易经就是六十四卦！其实是一个数学的问题，有小学奥数基础或者初中数学水平的人就能懂这个道理。

刚才逻辑判断的是“是与否”，现在我们灵机一动把“是与否”来用1和0来表示。OK，逻辑判断转化成数值了！实际上逻辑门并不只一种，有好几种形态，综合组织在一起再利用二进制就能就能进行复杂的运算输出结果了！鉴于集成电路里面就是一个庞大的电子城市，里面工作的居民“电子”可以千万亿个，多大的数值都可以计算了，甚至包括人工智能下围棋！

为了形象地表现这一壮观的过程，科幻迷们不妨看一下刘慈欣的《三体一，地球往事》秦始皇、牛顿、冯诺依曼站在金字塔顶部的平台上，这个平台上架设的大量天文观测仪器，一部分是欧洲近代的设备。在他们下方三千万秦国军队宏伟的方阵铺陈在大地上，这是一个边长六公里的正方形，在初升的太阳下方阵凝固似的纹丝不动。。。

在金字塔中部一排旗手用旗语发出指令，一时间下面大地上三千万人构成的巨型主板，仿佛液化了，充满了细密的粼粼波光，那是几千万面小旗在

上面简单说了芯片的工作原理，但要制作一块芯片那就更麻烦了，分成三个步骤：设计、制造和封装。

设计需要的水平虽高，但制作起来难度更大，在小小的芯片上要制作大量的集成电路，全都是高精密加工。比如要制作光感元件，制作蚀刻的回路，还要保证可靠性，需要大量的精密仪器。而这些设备中国是不具备的。

能加工高级芯片的只有四个国家美英日德，德国有点让人意外。德国是高精密制造大国，虽然由于战败国的原因技术上受些限制，但它具有的高精密的制造加工技术是无与伦比的，因此德国也能够生产高级芯片。而中国往往只能参与这三个环节中最低级的封装部分。具体我不多说，请看视频。

谈完芯片制作就可以说到源代码问题。源代码是一种机器语言，只能跟芯片绑定，往往一种芯片具有一种源代码。不掌握芯片制造的核心技术，实际上是开发不出源代码的。举个例子来说芯片象是精灵，而源代码就是指挥他的咒语。就像是阿拉丁的神灯。从这个意义上讲，中国不掌握高精密制造技术就无法制作出先进的芯片，没有先进的芯片儿也不可能开发出源代码。没有源代码，就没法开发出具有自主知识产权的高级软件。这一切就都是空中楼阁。

一句话，光靠送外卖、发快递、拼多多、共享单车等“商业模式”是无法打造出真正的高科技的！