如何看待任正非说的「发展芯片光砸钱不行，还要砸物理学家数学家」？ 第1页

泻药

谨以此文，向长期致力于中国半导体领域默默无闻的数学家，物理学家，化学家及工程师致以崇高敬意！

任总说的非常之正确，然而并不全面，还有一些需要补充的。芯片行业是一个非常大的范畴，涉及的产品涵盖方方面面，芯片行业需要的人才不限于数学和物理领域的人才，还需要大量的化学，材料，机械，电气等多方面的人才。

芯片行业的4个层面

从这个层次图上可以看出，我们在底层材料的基础上，根据材料的物理和化学性质来设计和制造各种器件。

器件可以实现某种简单功能。已知的半导体器件已经超过130种。最常用的是MOSFET，二极管，三极管，光电探测器，电容，电阻等。

基于这些器件，可以进一步构建电路系统。例如可以设计出CPU，GPU，NPU等大规模IC。也可以设计出专用芯片，CCD，CMOS感光器，DSP芯片等。

在芯片之上，才有计算机语言，算法等。

华为的产品除了要使用CPU，GPU芯片外，还需要大量的微波芯片，光电芯片，传感器芯片……这些芯片的基本器件大都包含在130种器件中。

比如，量子通信就需要使用到PIN型雪崩光电二极管。手机上测气压就需要用到压力传感器，手机上的指南针功能则需要用到霍尔器件。

下图是芯片领域的分工

这个分工中，制造端最烧钱，见效最慢，垄断最强。美帝敢制裁中兴华为，是看准了中国的软肋打的。

硅基集成电路已经有很多答主给出了精彩的回答。

如何理解“发展芯片光砸钱不行，还要砸物理学家数学家”呢？

下面的几幅图大概可以让你理解

这是国内“集成电路工程”专业本科生的一本教材，通常是大学三年级开始教授

这本书中第6章和第7章的内容

这两章涉及到现代通信的基础器件。

其中的一种重要器件，称为IMPATT（碰撞雪崩和渡越时间二极管）。教科书中讲解了器件模型的计算方法，如下~~~很多方程哦

另外一种核心器件，光纤通信用的光源——半导体激光器，它的结构是这样的：

你以为知道器件结构就能山寨出器件吗？图样图森破

器件结构是基于以下工作原理的（半导体异质结物理）

是不是搞定器件工作原理和器件结构就可以制造出芯片呢？非也，非也。除了光刻机之外，你还需要以下这些精密设备才能制造出芯片。

能够生长出单晶硅/砷化镓/磷化镓....的单晶炉(下图是拉硅的单晶炉，砷化镓的没找到，不好意思)

下面这个视频展示了单晶硅和硅片的制作过程。砷化镓晶圆类似哦

制作出单晶后，把单晶切片，抛光，制作出晶圆。晶圆一般长得是这样

然后把晶圆放进这种设备里生长（美国VEECO公司的MOCVD，用于三五族半导体器件的生长，硅外延的设备没找到图，不好意思哈）

生长出的器件，经过光刻，刻蚀，制作电极，裂片之后，是这样的(下面金黄色的是一只半导体激光器)

这个芯片中，真正发光的那一层是这样的（3.2纳米的发光层）

下午在做实验哈，想不到大家热情高涨，继续更新。

补充一段半导体领域大事记

1954年，波恩和中国物理学家黄昆合著”晶格动力学”的专著。该专著系统的总结了人类从发现原子和电子之后的理论。其中的能带理论成为半导体领域的基础理论。波恩于1954年获得诺贝尔物理学奖

有兴趣的可以看看下面的资料。

根据能带论的一般原理，先建立硅晶体的物理模型，再使用量子力学中的薛定谔方程计算这个模型，可以计算出硅晶体的若干物理参数。

1969年，美籍华人施敏的”半导体元器件物理”第一版出版。该专著成为本领域权威教材。

这本专著长得是这样的，里面到处是数学公式

1948年，美国贝尔实验室的三位大牛，肖克莱，巴丁和布拉顿发明了晶体管。第一个晶体管是下面这样子的

尽管这个晶体管非常简陋，而且性能并不出众，但是从此开启了人类新的时代。

因此，1956年，肖克莱，巴丁和布拉顿获得诺贝尔物理学奖。

对比一下电子管和晶体管

这是电子管

这是晶体管

电子管的尺寸远大于晶体管。

1955年，美国德州仪器的杰克 基尔比发明平面工艺，人类开始进入集成电路时代。2000年，杰克 基尔比因为发明集成电路获得诺贝尔物理学奖。

对比一下不同时代的通讯工具，黑色的是90年代的大哥大，绿色的是二战时代的对讲机，再看看你在刷知乎的手机。

1967年,贝尔实验室的Kahng和施敏（半导体器件物理的作者）发明了浮栅结构的非挥发性存储器件，这是Flash 存储器(u盘，sd卡，固态硬盘)的原型。

光电领域

1917年，大牛爱因斯坦提出自发辐射和受激辐射的概念。

1960年，梅曼设计出第一台红宝石激光器。下图是梅曼和他的激光器。因为发明激光器，梅曼两次被诺贝尔奖提名。

1962年，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯和奎斯特报告了砷化镓材料的光发射现象。随后通用电气的工程师哈尔与其他研究人员一道研制出世界上第一台半导体激光器。

1966年，中国香港籍科学家高锟发表了一篇题为“光频率介质纤维表面波导“的论文，开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理。2009年，高锟因此获得诺贝尔奖。

1970年，第一只基于三五族半导体的双异质结半导体激光器诞生，人类开始步入光通信时代。

2000年，赫伯特·克勒默和若尔斯·阿尔费罗夫因为在异质结领域的杰出工作而获得诺贝尔物理学奖。

这是某宝上的半导体激光器二极管，零售价2.27元，还包邮哦。

除此之外，我们平常用到的晶体管还包括以下几种

LED芯片

光电二极管

晶闸管

mos场效应晶体管

以上这些，都是半导体芯片

这些芯片称为分立式器件。

当我们把这些电子器件制作在同一个芯片上时，就组成了集成式芯片。

1958 年，gunther提出分子束外延的构想。

1970年，美国IBM实验室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念，随后利用分子束外延技术制作出砷化镓超晶格，开启人工材料的时代。江崎于1973年获得诺贝尔物理学奖。

下面是一张超晶格材料的透射电镜图，可以看到每一层材料的厚度仅有5nm左右。

1994年，美国贝尔实验室的菲斯特和卡帕索制作出第一款基于超晶格的量子级联激光器（太赫兹光源）。

超晶格除了可以制作远红外激光器外，还可以制作远红外光电探测器（太赫兹探测器）。

1969年，美国贝尔实验室的波义耳和史密斯发明了CCD（电荷耦合器件）。CCD器件是数码相机的核心感光部件，下面这个东东是一个阵列型CCD。二人于2009年获得诺贝尔物理学奖。

然而，这种CCD器件不能用于微光成像，于是各种改进型CCD和多种微光成像器件出现了。用途嘛~~~你懂得

2014年，日本科学家中村修二等人因为发明蓝光LED获得诺贝尔物理学奖。

磁电方面

1879年，美国科学家霍尔发现磁电现象，命名为霍尔效应。

1985年，克利青因为发现整数量子霍尔效应获得诺贝尔物理学奖。

1998年，华人科学家崔琦因为发现分数量子霍尔效应获得诺贝尔物理学奖。

下面这是某宝上的霍尔传感器。

1988年，费尔等人发现巨磁阻效应。费尔等人因此获得2007年诺贝尔物理学奖。尽管这项不是半导体，不过也相当重要。

1997年，全球第一个巨磁阻读写磁头问世。电脑磁盘开始进入普通家庭。直至今天，1T容量的低成本磁盘已经见怪不怪了。

以上这些器件，涉及到百姓居家旅行杀人灭口 的方方面面。

仅半导体器件领域，前后大约出现了14位诺贝尔物理学奖得主。

从上面这些大事记录可以看出，芯片的发展紧密联系于物理，数学，化学，材料的发展。

机械方面的人才有什么用？

晶圆抛光机，这是一种炒鸡精密的机械设备。

材料方面的人才有什么用？

这是第三代半导体材料，碳化硅单晶片

各种芯片大杂烩

不知道干什么用的芯片

看起来很牛掰的样子

下面的是一个OEIC模块，用于光通信。

整个系统是这样的

发射机芯片是这样的

接收机芯片是这样的。

这是用于医疗的微流道芯片

这是可用于手机的微型光谱仪

这是accion system公司的芯片级电子推进器(就是电火箭哦，旁边是一枚硬币，不明觉厉)

说的大实话。

而且砸钱也要砸对人。

比如以前砸钱给了上海交大的一个教授——陈进。

这个人牛逼，买了几块芯片，然后请民工用砂布把字磨掉，然后弄上了汉芯两个字。

过分的是国家砸了1亿多，他给民工的钱还拖欠，说那个汉芯两个字弄上去没有弄好看。

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这个问题很容易陷入一个误区：就是抱怨搞导弹的不如卖茶叶蛋的。然后抱怨社会风气如何如何。

但是拜托，这是社会风气的事情吗？

哪个国家“搞导弹”的赚钱超过“卖茶叶蛋”的了？

以最新完结的美剧《生活大爆炸》为例，几个主要演员薪水都超过2000万美元，美国搞什么科学研究的科学家估计都没有这几个演员挣得多。

再举一个例子，NBA火箭队的保罗，他一年挣4000万美元，估计NASA排名前二十的科研人员加在一起都没有他一个人挣得多。

就连NBA底薪球员收入都要超过一般大学教授。

而为了钱改行在美国更是屡见不鲜，华尔街分析师绝大多数都是数学、物理学博士，这算不算为钱转行？

我们再来看日本，根据日本文部省的数据，日本大学教授平均年薪是1172万日元（约合77万人民币）。

而日本偶像团体AKB48的指原莉乃年收入4500万日元，是日本大学教授的4.5倍。

你说一个高中毕业的小学生挣得比东大50来岁教授还多好几倍，气不气？

根据论文《日本科研人员薪酬分配现状及启示》显示，2015年日本科研人员最高年收入不超过1900万日元，而东大辍学选择做男公关，艺名叫“罗兰”的牛郎年收入超过3亿日元。

也就是说从收入论，在日本即使做到某学科研究领域NO1，一年也不过150万人民币，而要是牛郎做到第一，年收入能达到2000万人民以上。

那么问题的根源在哪里呢？

问题根源不在于科研人员收入偏低，事实上全世界范围内科研人员收入都不算高。

问题真正根源在于我国现在想满足物质欲望的门槛比发达国家高太多了。

这里我可以举一个例子，为什么古代大臣总体比太监有节操？（不用怀疑，李自成在北京追脏时，财产最多的是勋贵和太监，大臣反而不多）

很大原因是大臣们都是有产阶级，大不了回家做地主去，而太监都是贫苦人家出身，身后没有几千亩地撑腰，只能为“五斗米折腰”。

以前凤凰卫视的二代柯蓝的老妈就说过，柯蓝zhee帮二代身段都不如平民窦文涛柔软，对物质欲望都没那么强，将来肯定都没有窦文涛有钱。（圆桌派柯蓝亲口说的）

这两个例子是什么意思呢？

我想说人不是天生就有底线或者没有底线，有没有底线关键看家境。（一般情况而言，不必举极端例子抬杠。）

同样，如果一个科研人员在中国只靠月收入1万人民币就能在北上广深买房（不必大房）、买车（不必豪车）、每年还能带全家去外国旅游一次（东南亚），不用为父母的健康和子女的教育发愁，那么，很多科研人员可能就不会选择转行或者改行了。

他们就能安心在自己领域做研究了，反正能保证有车有房无后顾之忧，我什么一定要去挣钱买大房子豪车呢？我为什么不能在自己喜欢的领域安心研究下去呢？

反过来，如果美国也必须年收入40万美元以上才能在大城市安家置业，还要操心父母医疗和子女教育问题，那么我相信美国也会有数量惊人，比现在多好几倍的科研人员迅速转行去硅谷或者华尔街的。

所以归根结底，科研人员生活艰难的根本原因是社会保障体系不健全，贫富差距太大。而且目前看，无解。

我们发展了四十年，但是认真说我们需要补的课非常多，社会发展不平衡已经严重影响到了我们的科研领域，这不是社会风气而是社会保障体系落后，是政府职能的缺失。

当然，我完全理解政府高房价的原因是把房地产市场当作这些年超发货币的水库，把这些超发资金赶进水库锁死。（大家可以想一下1988年人民币发行量，兑换美元的价格，以及2018年人民币发行量以及兑换美元的价格）

但是这就是弯道超车的代价，高三爆肝熬夜一年考上985和高中三年正常学习三年考上985的差别就是前者的代价是寿命和健康。

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因为就是这么教，这么练的啊。

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这次舆论的重点在于警察到底是多久赶到的。

没拜码头，收保护费，打砸门面这种原因我们都知道，也不怕；

但是公权力私用或者黑白勾结这种事，就会让人非常害怕；

如果西安公权力真的黑白勾结，还睁眼说瞎话，那就需要处理整顿了。

我朝的治安也不是一直这么好的，人民也不是软弱无比的，60年代西安打的也很凶的。难不成西安各公司以后都要雇佣保安公司保护经营？

这次出警距离1公里，走路10分钟都到了，所以就坐等这次真实的出警时间是多少了。

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这次舆论的重点在于警察到底是多久赶到的。

没拜码头，收保护费，打砸门面这种原因我们都知道，也不怕；

但是公权力私用或者黑白勾结这种事，就会让人非常害怕；

如果西安公权力真的黑白勾结，还睁眼说瞎话，那就需要处理整顿了。

我朝的治安也不是一直这么好的，人民也不是软弱无比的，60年代西安打的也很凶的。难不成西安各公司以后都要雇佣保安公司保护经营？

这次出警距离1公里，走路10分钟都到了，所以就坐等这次真实的出警时间是多少了。

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  zhang-li-53-12-93 网友的相关建议: 
      

我是一名基层派出所民警。

可以说当今中国警察普遍羡慕美国警察可以采取暴力手段绝对的镇压不法分子。

但是，不得不说，这次这位美国警察，太过分了，不仅是过分，而且我的理解是那已经构成了犯罪行为。那黑人已经制服了就可以正常上拷带走了，没必要一直压着脖子压那么长时间。没能置身其中不知现场那美国警察的所思所想，反正我个人挺不理解他为啥那样干的。

只能说无论什么地方，无论什么行业，只要是人的社会，都有像样的也有操蛋的吧。

_________此处为分割线 _________

以下为统一答复评论中有些人质疑的我所讲的羡慕二字。

能够出现这种质疑在我料想之中，因为中国警察也有过过分的时代，据我所知就是在七十八十九十年代，就如同地痞流氓，看谁不顺眼就能打谁对老百姓而言没王法可讲，那时候的警察说好听点可以说是威风凛凛说难听点儿是横行霸道。

但我想表明的是，时过境迁，现在的中国警察无论是受舆论约束还是因为法治社会建设制度规范都已经变得逐步文明与规范起来，起码我认为从我们现在开始从公安司法院校毕业参加公务员考试考进来的新一代警察已经具备新的面目，当然不可否认的是在这个行业内目前仍然存有历史的顽疾，仍然存在着臭虫，但我已经讲过无论什么行业都有操蛋的吧，这是个人问题，不是群体问题。相比之下，拍拍良心看，现在的整个警察队伍比照曾经确实过分的年代是不是已经是天地之别，问问曾经真正挨过曾经年代老警察欺负的中老年人就知道了。

为何会说起羡慕，因为警察每天面对的人群，大多是三教九流之辈，没有武力加身，很多事情在处理上警察显得软弱无能，说白了，好人谁没事儿上派出所转悠啊都忙着自己的生活呢，警察打人这句话，我们常常听到，但是但凡有点脑袋的人都能想明白，警察会闲着没事儿干把那在家里消停待着的遵纪守法的人抓起来暴揍一顿吗？

以上言辞不免更会有人质疑，请允许我解释，武力，当然不可滥用，我所说的羡慕不是羡慕美国警察的随意滥用武力，而是在合法范围内准许在对方不听从警察指令时动用武力，现在确实有人民警察法赋予了相关权力，但实践中现在的中国警察并不能或者说不敢执行人民警察法里的所有权力。拿防疫工作举例，卡口的工作人员在让出入的人员扫码登记时，就会有不愿意配合的人，然而这些不愿意配合的人可会知道工作人员的所做所为是为了整个社区的稳定安全，因为这整个社区包括了这名不愿意配合的人啊，在这个时候是否应当对其进行武力控制来保障其他居民的安全呢。同理，警察盘查也好，调查也好，总会有那些不愿意配合的人，自我感觉良好认为自己没问题所以警察不必要对其进行盘查所以就不配合，而警察当看到对方不配合时会以什么视角审视，难道要说谢谢您的不配合吗，万一这不愿配合的人真背着案子呢，那便是对更多的人民群众的不负责任。因此，我要说，民众的素质如果真正达到了人人互相敬重路不拾遗夜不闭户的文明程度，要求警察绝对文明不要有暴力举动，一点问题没有，一味强调了警察不该暴力执法而分毫不过问被执法对象自身是否存在问题，是不是看问题的角度些微的片面了些。

请注意，我说羡慕里的那句话尾巴实际已经表明了，羡慕的是暴力手段对不法分子的镇压，可不是对遵纪守法的百姓也要肆意妄为。例如像给群众办个身份证居住证之类的业务，警察当然应该热心服务。但当面对泼皮无赖时，还要笑脸相迎，得来的只有蹬鼻子上脸，警察都不怕了，您们认为这些无赖还有谁管得了。

列位存有异议的同志们，谢谢您们的教诲。言辞中犀利的同志们，谢谢您们的敦促。

让我知道当警察，需要吾日三省吾身。

还想要质疑甚或是骂的您们，若是能让您舒服，骂两句无妨。我不算您辱骂警察。不过是，道不同不相为谋罢了吧。

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2020年6月5日22:53 出警在路上

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