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19歲少年車庫自製CPU 網友戲稱總有一天超過英特爾

  自2020年以來,小到顯卡,大到汽車,芯片短缺便一直困擾著廠商和消費者。由於科技的進步,現如今的半導體芯片越發複雜,往往需要成熟且昂貴的設備才能生產。可美國的一個19歲小夥山姆澤魯夫(Sam Zeloof )卻在自家的車柯瑞,搓出了一個擁有1200個晶體管的CPU。

  山姆耗時整整3年,純手工自製CPU,最終在10微米的多晶矽柵極工藝上實現,將其命名為Z2。這款CPU與英特爾上世紀70年代聞名於世的4004處理器使用了相同技術。

  這並不是山姆第一次自製CPU了,這款Z2芯片便是由第一代升級而來。

  早在2018年,17歲的山姆便自己製作了首個集成電路Z1,有6個晶體管,使用5微米的 PMOS 工藝。他早在高中時就開始學習製造芯片,收集學習了製造芯片所需的所有信息和機器。他從eBay上買來零組件和材料,打造成一個半導體制造實驗室。

  在接受The Amp Hour採訪時,山姆提到製造CPU的靈感源自於YouTube,Jeri Ellsworth在個人頻道中演示了如何不用特殊工具來切割矽片、自製矽晶體管的方法。受此啟發,山姆便計劃在Jeri Ellsworth的基礎上來製作集成電路

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  時間來到2021年,山姆製造出了他的第二個芯片,命名為Z2。這個芯片比Z1大了好幾個數量級,有1200個晶體管,而Z1上只有6個。與自己第一個設計相比,Z2 的效率也要高得多。通過從金屬柵極工藝轉向多晶矽柵極工藝,這能夠將芯片所需的電壓輸入從10伏減少到1伏。作為比較,英特爾的4004處理器有2200個晶體管,並且是在相同的工藝下製造的。只不過在20世紀70年代需要整個公司來做的事情,如今一個人在自家就能完成了。


  和以前一樣,製造芯片的整個過程在自家的「車庫工廠」進行,使用自製的設備,沒有純淨的化學藥品,沒有無塵室。

  不過,山姆承認自己芯片的良品率並不高,畢竟是在家庭實驗室裡。在他製造的12個Z2中,只有一個是完全正常的,其余的大約只有 80% 的功能。所以還有更多的調整和優化工作要做。

  從2017年起,山姆開始在部落格介紹自己的項目,也收到了很多積極的反饋。一些上世紀70年代的資深工程師提供了很多建議,希望他能開發出一種相對簡單的方法,克隆4004芯片技術,從而更好的為自己開發芯片服務。

  山姆表示:“我閱讀舊書,研究一些舊的專利,因為新書介紹的製作流程需要非常昂貴的設備。””只要有正確的知識,就有可能在家裡製造自己的芯片,可以與最好的--至少是20世紀70年代最好的相媲美。”

 

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  這樣一位才華橫溢的傳奇少年,可以說是一位資深的電子愛好者了。他認為,嘗試製造芯片是了解半導體和晶體管內部運作情況的最好方法。

  山姆調侃自己的兩個車庫作品已經超越了摩爾定律。

  更是有網友戲稱,到2025年,山姆已經能造出5納米的芯片了,而英特爾還在擠10納米+++++++的牙膏。

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