第76章 精简指令集（1/2）

根据2018年度中国海关的数据显示，中国集成电路进口金额为3100亿美元，比2017年增长19.8。当时中国的半导体芯片国产化率不到20，每年芯片的进口额超过原油（2018年中国原油进口金额为2402.6亿美元，4.02亿吨），由此可见芯片的重要性。

因为芯片之于电子设备的地位等同于发动机之于汽车，未来芯片会成为国家战略组成的重要一部分，是国家重点战略新兴产业，集成电路产业链的技术突破，将成为业界关注的焦点。

芯片是人们日常生活中很常见的沙子做出来到，经过复杂的加工后就变成了堪比黄金的物品。在芯片厂综合办公楼内，新世界的技术专家正在为石莫他们讲解一粒沙子的脱变之路，大致分为四个步骤。

第一步是打造“地基”硅晶圆。在沙子中加入碳，高温作用下转化成纯度约99.9的硅（硅熔炼），经过融化从中拉出铅笔状的硅晶圆（硅锭），再使用钻石刀将硅晶柱切成圆片，抛光后便成为硅晶圆，芯片的地基完成。

第二步是光刻。首先在硅片上涂光刻胶，再使用紫外线透过掩膜照射光刻胶，掩膜上印着预先设计好的电路图案。光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。后用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。

第三步是掺杂（通过离子注入，赋予硅晶体管的特性）。把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。

第四步是封装测试。芯片做好后，用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到衬底基片上，用散热片装壳密封。经过测试后就可以包装销售了。

听完技术专家的讲解，石莫对芯片又有了更深的认识，现在新世界的第一款电脑在进行dqa研发测试中，由于时间紧急，工程师们正在边测试边解，按照此时的研发进度，预计一两个星期后就可以定下来并开始贴片量产。

石莫最关心的是方舟z1处理器在电脑上的表现效果，因为是要搭配图形界面系统，石莫怕这枚芯片性能不够，导致操作很卡，那电脑会卖不出去的。

于是石莫对马许愿说道：“马博士，我们的这枚芯片用在电脑上的实际表现如何？”

这两年公司投了重金在芯片项目上，时间紧，任务重，当时马许愿的心理压力很大，生怕他会一不小心给搞砸了，亏掉公司上百亿港币。现在初步完成了石莫安排的任务，整个人的放松了很多，不用每天绷着神经。最近马许愿都没有像去年那样每天加班熬夜奋战到凌晨了。

对于石莫的问话，马许愿微笑着的说道：“老板，在您英明的指导下，这枚芯片的性能超过了我们预期的一倍，加上数字协处理器和显示处理器这两枚芯片的加持，方舟z1芯片组的性能只是比英特尔的8088微处理器差一点而已，因此系统运行的很是流畅。”

听后石莫有点得意的点点头，也很满意。

能取得这个成绩，石莫的功劳也是不小的，因为方舟芯片从研发之初就是按照他的思路来搞的，而马许愿他们则把石莫的设计理念实现了出来。

这枚芯片之所以性能爆表，不只是因为有数字协处理器和显示处理器的支持，还因为它使用的指令集是risc（精简指令集），以及专门在此基础上研发设计的一种高性能和高功耗构架，此构架旨在提高处理器的性能，这是石莫特意要求的。

“精简指令集”有什么意义？这是相对于“复杂指令集”的一个概念，有什么优势？

要设计处理器，首先就需要有指令集，规定处