自2020年以来|19岁少年车库自制CPU 网友戏称总有一天超过英特尔

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(SamZeloof)却在自家的车库里 , 搓出了一个拥有1200个晶体管的CPU 。
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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 。
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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 。
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在接受TheAmpHour采访时 , 山姆提到制造CPU的灵感源自于YouTube , JeriEllsworth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JeriEllsworth的基础上来制作集成电路
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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 。
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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 。
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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 。 ”
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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 。
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山姆调侃自己的两个车库作品已经超越了摩尔定律 。
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