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美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片
2021/9/9 13:22:36 | 浏览:311 | 评论:0

自2020年以来,小到显卡,大到汽车,芯片短缺便一直困扰着厂商和消费者。由于科技的进步,现如今的半导体芯片越发复杂,往往需要成熟且昂贵的设备才能生产。可美国的一个19岁小伙山姆泽鲁夫(Sam Zeloof )却在自家的车库里,搓出了一个拥有1200个晶体管的CPU。

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

山姆耗时整整3年,纯手工自制CPU,最终在10微米的多晶硅栅极工艺上实现,将其命名为Z2。这款CPU与英特尔上世纪70年代闻名于世的4004处理器使用了相同技术。

这并不是山姆第一次自制CPU了,这款Z2芯片便是由第一代升级而来。

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

早在2018年,17岁的山姆便自己制作了首个集成电路Z1,有6个晶体管,使用5微米的 PMOS 工艺。他早在高中时就开始学习制造芯片,收集学习了制造芯片所需的所有信息和机器。他从eBay上买来零部件和材料,打造成一个半导体制造实验室。

在接受The Amp Hour采访时,山姆提到制造CPU的灵感源自于YouTube,Jeri Ellsworth在个人频道中演示了如何不用特殊工具来切割硅片、自制硅晶体管的方法。受此启发,山姆便计划在Jeri Ellsworth的基础上来制作集成电路

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

时间来到2021年,山姆制造出了他的第二个芯片,命名为Z2。这个芯片比Z1大了好几个数量级,有1200个晶体管,而Z1上只有6个。与自己第一个设计相比,Z2 的效率也要高得多。通过从金属栅极工艺转向多晶硅栅极工艺,这能够将芯片所需的电压输入从10伏减少到1伏。作为比较,英特尔的4004处理器有2200个晶体管,并且是在相同的工艺下制造的。只不过在20世纪70年代需要整个公司来做的事情,如今一个人在自家就能完成了。

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

和以前一样,制造芯片的整个过程在自家的「车库工厂」进行,使用自制的设备,没有纯净的化学药品,没有无尘室。

不过,山姆承认自己芯片的良品率并不高,毕竟是在家庭实验室里。在他制造的12个Z2中,只有一个是完全正常的,其余的大约只有 80% 的功能。所以还有更多的调整和优化工作要做。

从2017年起,山姆开始在博客介绍自己的项目,也收到了很多积极的反馈。一些上世纪70年代的资深工程师提供了很多建议,希望他能开发出一种相对简单的方法,克隆4004芯片技术,从而更好的为自己开发芯片服务。

山姆表示:“我阅读旧书,研究一些旧的专利,因为新书介绍的制作流程需要非常昂贵的设备。””只要有正确的知识,就有可能在家里制造自己的芯片,可以与最好的--至少是20世纪70年代最好的相媲美。”

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

这样一位才华横溢的传奇少年,可以说是一位资深的电子爱好者了。他认为,尝试制造芯片是了解半导体和晶体管内部运作情况的最好方法。

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

山姆调侃自己的两个车库作品已经超越了摩尔定律。

美国19岁的山姆泽鲁夫在自家车库里,研制出拥有1200个晶体管的芯片

更是有网友戏称,到2025年,山姆已经能造出5纳米的芯片了,而英特尔还在挤10纳米+++++++的牙膏。

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