芯片，又称集成电路，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路

　　半导体外层是四价电子，和其他的化学元素运用形成共价键，最后有个游离电子可以在电压的作用下同向运动形成电流，不同的电路可以0或1的信号，计算机编程可以通过0、1语言运算得出运算结果。所以芯片里面的电路越复杂、容纳的电子原件越多，并行电路可以同时高效计算更复杂的运算

　　手机芯片一般属于消费级，消费级的芯片一般会使用较为先进的工艺制程，追求更好的性能表现，汽车芯片在可靠性和安全上要求更苛刻，需要车规认证，验证周期长，所以制造工艺较为落后，宇航级和军工级的工艺虽然制程工艺看起来比较老，但追求极致的稳定。

　　按照芯片的使用功能，可以划分为很多种，处理器芯片就相当于人的大脑，是用来思考、分析和计算的，存储芯片相当于人的大脑皮层，是用来存储数据，传感器相当于五官，是用来感知和识别声音、图像、温度、压力和光等物理信号，通讯芯片相当于神经，是用来传递信息和数据；电源芯片则是用来给提供稳定的营养物质，接口芯片相当于人的四肢，用于传递信息和数据的桥梁。

　　根据芯片信号处理方式，可以划分为数字芯片、数模混合芯片、模拟芯片。数字芯片是用来处理数字信号的集成电路，数字芯片的世界只有0和1，可以在高速率下执行加减乘除等逻辑运算，所以他们可以被精确控制和编程，由此被广泛用于计算、存储等领域。模拟信号是一切信息的源头，我们生活的物理环境以模拟量为特征，如温度、声波、颜色等。模拟芯片就是处理连续型的光、速度、温度等自然模拟信号的IC。数模混合芯片集成了数字和模拟电路的半导体芯片，是数字和模拟世界通信的连接桥梁，它可以讲模拟信号转换为数字信号，或者将数字信号转换为模拟信号。

　　如果在一个很小很小的地方来完成复杂的电路，安置更多的电子原件是很关键的，芯片设计和芯片制造是极为重要的环节。所以如果在一个很小很小的地方来完成复杂的电路，安置更多的电子原件是很关键的，大家可以试想下这里面重要的环节是什么，一个是芯片设计，另一个就是芯片得实际造出来。

　　我们以消费芯片为例，在通讯和网络相关领域中，芯片起着至关重要的作用，前一场直播也给大家谈到了提升算力的途径之一就是提高硬件，这里核心就是芯片。制作芯片的第一步是芯片设计，芯片最开始的设计是一家英国的公司，叫ARM，它是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，提供芯片的基本款项，全世界绝大部分的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，然后到了设计的过程就需要一个专门的芯片设计软件，synopsis（美国公司）、Cadence（美国公司）、Siemens（总部在美国）。芯片需求方买了芯片设计基本款后就自己私人定制下适合自己需求的芯片设计框架。芯片设计出来了就需要把芯片造出来，目前最大的芯片制造商就是台积电，b体育登录还有三星，我国中芯科技目前技术也在追赶中。台积电和三星的芯片制造能力强最重要的一个因素在于光刻机。制造光刻机的是一家荷兰公司，叫ASML，是目前世界上最顶尖的光刻机制造商。芯片制造好后需要封装测试，我国公司在这一环节还是占有一席之地的。

　　大家从这个过程中可以看出来，从芯片设计到芯片制作，关键的技术和公司被国外控制，但是我国的芯片需求量巨大，所以美国芯片制裁对我们芯片行业造成了巨大的影响。

　　芯片设计ip目前是英国公司ARM是老大，它可以给芯片商提供ip版权给有自主研发能力的公司自己干符合自己需求的，也可以帮芯片需求商设计，基本垄断了全球，但最近受到了RISC-V的挑战。

　　芯片制造里面有个很关键的技术需要突破，光刻机，因为里面的电路太复杂精细了，这就需要在那块很小的板上完成非常精密的雕刻，越复杂越精细，所以用光来做的，目前最先进的技术在国外。

　　CPU被称为计算机的大脑，主要来承担计算的处理功能，操作系统和应用程序运行等操作都必须依赖它进行。GPU最初的设计是用于辅助3D渲染，能同时并行更多指令。简单来说，两者的设计理念不同，CPU是为延迟优化的，GPU是带宽优化的，CPU更善于处理一次处理一项复杂的任务，GPU则可以同时处理多项任务。

　　后面英伟达开发了CUDA成功的让GPU可编程，让显卡的应用边界从原来的游戏和3D图像处理扩大到了整个加速计算的领域，比如航天、天气预报、能源勘探等。比特币挖矿的浪潮使得加速计算的应用需求激增，这给英伟达带来了一波业绩，目前人工智能场景的大爆发，需要深度学习，这意味需要强有力的算力，训练大模型的标配就需要高算力的芯片。

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