如果谈起什么东西是人造物的的巅峰，我想很多人都会把CPU给忽略，因为CPU实在是太常见了，我们日常生活中经常使用到它们，可能会忽略它对于人类的重要性，但事实并不是这样的，CPU其实是我们人类创造新事物的巅峰之作，但更厉害的是科技含量如此之高的东西被我们做到了量产，以至于让我们每个人都能体验到最“黑”的科技，那些组装手机厂家口中的那些黑科技和CPU是没办法相提并论的，在CPU面前根本不值一提，这也就是为什么很多人把华为叫做民族企业，而把OV米叫做组装厂的原因所在，掌握核心科技才是一个企业的灵魂所在。

CPU为什么能成为人造物巅峰呢，究其原因是由设计和制造两大因素决定的，CPU是人类数学，物理，化学等这些学科研究的最高结晶，全世界的科学家都直接或者间接做出了很大贡献，比如常见的科学家牛顿，爱因斯坦，图灵等，也有被很多人忘记的科学家，比如拉普里斯，薛定谔，海森堡等科学家，还有一点那就是世界上没有任何一个国家可以单独制造出高端光刻机。下面我就来详细谈谈为什么说CPU是人造物的巅峰？如果你有什么问题的话，可以直接在评论区给我留言，看到我都会给你们回复的，坚持原创不易，点个赞支持一下，再看文章。

CPU的出现

我们日常生活中使用的CPU，全称叫做中央处理器，它是计算机最重要的部件是心脏，CPU的存在有众多科学家的理论学说贡献，比如查尔斯·巴比奇（英国），约翰·巴丁（美国）和杰克·基尔比（美国），他们对于CPU的产生和发展起到了决定性的作用。有些人可能会认为CPU理论是从20世纪才产生的，其实早在19世纪20年代，英国查尔斯·巴比奇的差分机和分析机的设计，就对于人类研究微芯片技术迈出了第一步。我们都知道CPU的性能强弱取决于晶体管的数量，美国的约翰·巴丁就为以后晶体管的发明提供了极其重要的说明。

除以上两位科学家外，还有一位科学家也为CPU做出了巨大贡献，那就是美国的物理工程师杰克·基尔比，它的杰出贡献是因为发明了集成电路，这个发明为以后的所有电子设备提供了核心基础，由于他发明了集成电路，因此于2000年获得了诺贝尔物理学奖，前面提到的约翰·巴丁也两次获得诺贝尔物理学奖。CPU是人造物巅峰的原因是结合了众多科学家的成果才搞出来的，单凭一个国家的科学家是根本没办法设计出来，而这还仅仅只是设计方面，还没提到制造CPU的光刻机，不说理论单凭华为的遭遇就知道光刻机有多难制造了吧。

CPU的制造

我们都知道一般科技含量高的产品，都不能做到大规模的量产，但是CPU作为科技产品天花板却能做到量产，这也是CPU作为人造物巅峰的原因，CPU的原材料虽然是非常容易获得，但是从沙子中提取硅晶体却是非常复杂的，对于纯度的要求非常高，只有达到99.999999999%的纯度才能被使用，这还只是提纯而已，想要将沙子变为晶圆片还要经过上千道程序的加工，经过这么复杂的加工还只是晶圆片，想要把晶圆片变为芯片还要使用光刻机，而光刻机的制造难度更是无法想象，世界上能够制造光刻机的只有三家ASML（荷兰），尼康和佳能（日本）。

CPU的重要性

CPU作为人造物天花板的最主要原因还是它的重要性，我们的生活和各式各样电子产品脱不开干系，而电子产品和CPU又密切相关，因为CPU是计算机的心脏，没有CPU就跟我们没有心脏一样，可见CPU对于电子产品的重要性，它具有无可替代的地位。中央处理器CPU就像我们的大脑一样，它用于处理指令，执行操作，控制时间和处理数据，控制着计算机各部分协调工作的作用，我们日常生活中都要用到各色各样的计算机，计算机加快了我们社会的发展速度，近一百年的发展要比先前2000多年的发展速度还要快，可见CPU对于我们社会的重要性。

看完文章，我觉得你应该知道为什么有人说CPU是人造物的巅峰了吧。若您觉得我对此问题理解深度不足或者觉得还有其他漏掉的方面，欢迎在评论区里补充或者反驳，留下您的高见。

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为什么有人说CPU是人造物的巅峰？

CPU是人造物的巅峰，这样说并不准确，应该说CPU是普通人能够接触到的人造物巅峰。因为不好与航空发动机、生物技术等比较那一个技术含量更高，毕竟是跨领域，难点各不相同。

芯片的本质是将大规模的集成电路小型化

小到可谓在头发丝上建造万丈高楼，在方寸之间建造一座微缩的大型城市。

我们通常所说10nm、7nm、5nm的芯片中的纳米（nm）是指晶体管栅极的长度。1纳米相当于4倍原子大小，是一根头发丝直径的10万分之一，比单个细菌（5微米）长度还要小得多。

能工巧匠通过手工操作的最小尺度大概是在1粒米上刻字。当然超高精度的机床，加工精度能够达到0.01-0.001微米（μm）。

这就意味着通过双手和普通的工具很难达到纳米级的尺度。在纳米级的尺度上建高楼大厦，同时要使晶体管、铜导线及其他材料泾渭分明，就需要使用特殊的刻刀，用光来做刻刀。

光刻的原理其实特别简单，就像我们在沙滩晒太阳，阳光能够照射到的皮肤呈现一种状态，而阳光不能照射到的皮肤呈现另一种状态。

芯片的制造原理

芯片想要做的越小，在单位面积内容纳更多的晶体管来实现更多的功能同时降低能耗，使用更短波长的光源是最直接的手段。

芯片的图纸设计好后，会制作成一层层的光罩（芯片是由几十层电路构成，一层一个光罩）。然后让光透过光罩射到晶圆上，被光罩上的电路图挡住找不到光的部分留下，而被光照到的空余部分的感光材料会被化学腐蚀反应分解出去（或用等离子体轰击晶圆表面的方式去除没有被光覆盖的位置），电路就会被刻在晶圆上了。

再通过离子注入把杂质离子轰进半导体晶格中，使晶格中的原子排列混乱或变成非晶区。将离子注入后的半导体放在一定温度下进行加热，恢复晶体的结构、消除缺陷，从而激活半导体材料的不同电学性能。

再通过气相沉积、电镀的方式形成金属连线或绝缘层。

• 物理气相沉积用于形成各种金属层，连通不同的器件和电路，以便进行逻辑和模拟计算。
• 化学气相沉积用于形成不同金属层之间的绝缘层。
• 电镀用于生长铜连线金属层。

已经制作好的晶圆在经过化学腐蚀、机械研磨相结合的方式对晶圆表面进行磨抛，实现表面平坦化。然后再进行切片、封装、检测就做成了一块完整的芯片。

在整个芯片制造过程中的极限难度

在整个芯片制造过程中难度并不在于“如何制备高纯度硅？”、“如何画芯片电路图？”、“如何制作光刻胶？”、“繁琐的工序”等，极限难度在于如何将电路刻画到晶圆上，同时又保持晶体管和电路的泾渭分明，并且在纳米的尺度上保持多层光刻电路的对齐。

这就是为什么AMSL的EUV坐在光刻机的巅峰，一枝独秀形成高端光刻机市场的绝对垄断地位。

为了控制光刻机精度的EUV光刻机系统采用极紫光作为光源，拥有10万个零件、4万个螺栓、3千条电线、2公里长软管，绝大多数零件都是集全人类智慧大成的产物，如：美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等。每台EUV造价达1亿美元，重达180吨，每次运输要动用40个货柜、20辆卡车，每次运输需要3架次货机才能运完，安装调试也需要一年的时间。所以注定了ASML的EUV一年最高产量只有30部。

光刻机的原理虽然简单，但要能制造出7nm、5nm芯片的光刻机难度可以想象，就算给你全部的零件和图纸也很难调试到可用的精度。

这并不是一个普通人能够仰望的高度，甚至是一个国家难以仰望的高度。好在我国早已布局芯片产业，虽然存在技术代差，但这种技术代差在不断缩小，也并不是所有的芯片都需要做小，目前7nm、5nm芯片也仅仅用于手机。

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为什么有人说CPU是人造物的巅峰？

CPU之所以被称之为人造物的巅峰，是因为生产CPU的高端光刻机是世界上任何一个国家无法单独制造出来的，集合了世界上多个国家最先进的技术成果一起制造出来的高端光刻机，其高科技程度可以说完全不似地球产物。

量产光刻机生产企业全球只有三家

荷兰的ASML，日本的尼康和佳能是全球量产光刻机的厂家，其中ASML生产高端光刻机，尼康和佳能主攻低端市场。中国也已经有了自己的光刻机产品，但是与高端光刻机差距较大。

ASML的光刻机产品由德国提供机械工艺，美国提供光源，德国蔡司提供镜头，欧美技术支撑为背景，可以说是整个世界上最先进的技术成果，包括三星，台积电，英特尔，中芯国际等全球大型芯片生产企业都主要购买ASML的产品。

基本上高端光刻机市场被ASML垄断，英特尔为了避免ASML一家独大，一直在扶持尼康，尼康在中高端光刻机市场的份额也在逐渐加大。

CPU是如何制造出来的呢？

大家都知道CPU是由沙子为原材料制造出来的，沙子在地球上的资源是非常多的，为什么CPU还卖那么贵呢？

主要在于生产CPU过程十分复杂，需要先将沙子提炼成硅，再将硅进行处理提纯并最终达到99.9999%的纯度，然后制造成单晶硅锭，将其进行切割成片，然后进行研磨直至达到无缺陷的表层，这个就完成了基本的硅晶片。

对硅晶片表层刷光刻胶，使用紫外线对其进行曝光，曝光后进行显影溶胶，使用化学药剂按设计电路进行腐蚀刻，清除多余光刻胶，反复重复过程最终得晶体管，将离子注入清楚杂质，经过清理和绝缘处理，开始构建各晶体管之间的电路，基本上晶圆完整生产过程大致就是这样。

完成后还需要对晶圆进行切割，测试，装片和封装，完成后进行测试，优质的为高端CPU，劣质的为低端CPU，所以市场上高中低端CPU，其实都是一块晶圆中生产出来的。

总的来说，CPU确实可以称之为现今人造物的巅峰，但是科技是在不断发展之中，也许不久将来会有新的科技产品超越CPU。

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