芯片产业，典型的赢者通吃。

别的产业还可以先发展低端产品，通过技术积累慢慢到达先进行列。

但芯片产业不可以。

要理解这个问题，就要理解芯片是如何制造出来的。

众所周知，元素原子的结合方式有两种离子键和共价键。

除了氢和氦，其它元素原子最外层达到8电子时就成为了最稳定的状态。

离子键通过不同元素原子得失电子达到稳定状态，共价键通过公用电子对的方式达到稳定状态。

如果元素的最外层电子容易失去电子，宏观上就表现为导电性。

碳族元素的最外层是四个电子，既不容易失去电子，也不容易得到电子。

随着电子层数的增加，原子核对最外层电子的控制力越弱，越容易失去电子。

硅元素因为特定的核外电子数和适合的电子层数，成为最好的半导体材料。

有了材料，接下来就是将它制造为芯片。

以最常见也最简单的电子元件——二极管举例来说。

将一块硅单质，一边注入硼元素，另一边注入磷元素。在特殊光线照射下，硼磷与硅强行形成共价键。

硼最外层三个电子，与硅最外层四个电子中的三个形成共用电子对，多出来一个硅的电子，最外层是七个电子。

磷最外层五个电子，与硅最外层四个电子形成共用电子对，多出来一个磷的电子，最外层是九个电子。

因为最外层8个电子是稳定态，那这个磷的电子肯定就想往硼这边儿跑。

但中间的硅单质是半导体，电子不会自发运动。

这时候如果施加从硼到磷方向的电压，多的那个磷电子就跑到硼这边以达到稳定态。

电子运动，电路导通。

如果电压方向相反，这个元件就是完全的绝缘体。

有了二极管，就可以通过二极管电路通断进行基础的信号区分。

将导通记为1，未导通记为0。

当前计算机唯一认识的语言诞生。

有了二极管，就可以设计逻辑元件，比如与门，非门，或门，与非门等等门电路。

将这样简单的逻辑元件通过成千上万的组合排列后，就可以实现非常复杂的计算。

这也就是早期电脑体积庞大的原因，如今都集中在一张小小的芯片上。

一张指甲盖大小的芯片上可能有数以亿计电路所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线。

我们称之为集成电路。

要制作这样的大规模集成电路，所有工作都要在微米甚至是纳米级别展开。

精度高就必须保证生产工厂无菌、无尘、无振动，一点点误差就会有差之毫厘失之千里的情况出现。

除此之外，还需用到前面提到过的光刻机，一台光刻机和一台波音737的价格差不多。

造小的东西，核心思想是放大，但因为芯片已经小到纳米级别，传统的机械放大方法就不适用了。

于是启用了光，光该如何放大呢？

很简单，投影。

先做一个放大透光的模子，把想要的形状印在模子上，光通过模子照射在硅片上，这样就能制造小尺寸了。

接下来就可以生产出芯片了吗？

其实没有那么简单，还有几个问题需要解决。

第一，制造出波长更短的光。光的波长越短，能生产的尺寸越小。

第二，实时检查错误和干扰的能力。一个纳米级别的错误，就会使整个生产批次的芯片报废。

第三，配套工业。模子（掩膜）的制造，厂房建造，电力设施，降温设备等要求都极为苛刻。

说完了制造过程，就可以想象出其中难