无处不在的硅

从永不休眠的城市到偏远乡村，一项技术正在改变我们的生活和工作方式。

从口袋里的智能手机到为互联网“供电”的庞大数据中心，从电动踏板车到超音速飞机，从起搏器到天气预报超级计算机——在这其中的每一个设备内部，无论是看不见的还是鲜为人知的，都是这项微小的技术使之成为可能，它叫半导体。

半导体器件是现代计算的基本组成部分。被称为晶体管的半导体设备是在计算机内部运行计算的微型电子开关。

美国科学家于1947年建造了第一个硅晶体管。在此之前，计算机理是由真空管完成的，该真空管体积大，速度慢。直至后来，硅改变了一切。

硅打开了半导体材料的新大门，使一大批半导体元器件变得越来越小，这种变化逐年发生，半导体元器件变得越来越小的同时，也在变得越来越智能。

半导体工业协会首席执行官约翰·诺弗（John Neuffer）表示：“这些晶体管的小型化，使我们能够进行前几代人无法想象的工作。” “因为我们可以将大型运算设备安装在微型芯片上了。”

创新的速度是空前的。芯片开始以稳定的速度被小型化，就好像该技术在遵循某种法律一样。

约50年前，芯片巨头英特尔的联合创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）首先提出摩尔定律预测，即芯片上可容纳的晶体管数量每两年就会翻一番。

直到近几年，摩尔定律仍被证明是正确的。只是到了现在，当缩小的晶体管尺寸到物理极限时，芯片的微型化步伐才开始放慢了，摩尔定律走向逐渐失效。

早期晶体管肉眼可见，但是到了现在，一个很小的芯片可以容纳数十亿个晶体管。最重要的是，半导体制造业的这种指数级改进推动了数字革命。

但是，硅作为这场革命的核心元素，却有些“谦虚”得令人惊讶，它分布得太广泛了。硅是地球上最常见的物质之一，存在于构成地壳90％的矿物中。一项遍布全球的技术是由地球上最普遍的一种物质制成的。

硅为5000亿美元（合4100亿英镑）的芯片产业提供了动力，这反过来又为价值约30亿美元的全球科技经济提供动力。

半导体业务也已成为历史上联系最紧密的业务之一，其原材料主要来自日本和墨西哥，而芯片制造则来自美国和中国，制成的芯片将运往世界各地，最终安装在电子设备中，销往世界各国的人们手上。

纳弗说：“从原材料到销往终端，硅可能要在世界范围内传播两到三次。” 但是，这个庞大的全球网络可以将其起源追溯到少数几个非常特定的地方，其中美国、德国、韩国、日本是世界上排名前四的硅晶圆出口国。