“那时中国的半导体产业还没有现在这样的境况,工作机会也没有那么的明朗,只是怀揣着这一份大学时候的梦想,就毅然决然的进入了这样的行业。”老王回忆起自己刚加入的工作的那几年,总是会有说不尽的话语。
老王的想法在现在看来也不是那么奇怪,毕业之后,争排名,努力进入自己梦寐以求的公司,这就是“初生牛犊不怕虎”的勇气和盲目。至于所谓的生涯规划和就业让它见鬼去吧!
“那时候很多人都想着进好的公司,当主管,升高级主管,分股票,赚大钱,就因为我们崇拜张忠谋、曹兴诚。”老王说到自己的从业动机时不无玩笑的说到,“现在,张忠谋也退休了,很多人的青春岁月也随之而去。”
年轻人总是有着许多不切实际的想法,有时候看似荒唐可笑,但是总是迸发着理想的火花。
然而理想总是残酷的,梦想也并不是总有照进现实的机会,更多的也就是被现实湮没罢了。老王当主管的梦想没有实现,股票更是无从谈起。
“从研究的角度来看,半导体是一个高科技行业。但是晶圆代工却难以摆脱工厂的本质。”老王在晶圆厂的工作也是如此。如果一个晶圆厂有1000个硕士,200个博士,其中大概只有10%是做先进的制程开发,另外90%是在工厂做事:重复、无聊、疲累,不太用大脑,“忍受着无尘室和轮班的痛苦,不仅不高科技,也毫无乐趣可言。”
无聊中,也让很多人看到了晶圆代工行业的本质:需要庞大的资金,高耗能,消耗人力,而不是低成本、智能导向、高报酬。
既然工作不是理想,那么回报能否得偿所愿呢?“现实又再一次狠狠打击了我们。”老王说。
“升职、加薪大概是无论哪一个年轻人都渴望的事情。”老王却说,那时候的台积电和联电确实另外一番景象。“进台积电,未来想升职,别闹了!去联电问HR,她会问你,若是一辈子当工程师,愿不愿意。”
原因在于,挡在你前面的人太多了,而且个个是硕博士。最糟糕的是,你会发现你的主管没大你几岁,顶多十岁,晶圆厂的主管都是既得利益者,不用进fab,不用轮班,只要开会看报告,每年领的股票是你的倍数,你说他会走?等到他退休?你差不多也该退休了吧!等扩厂?对不起,有几百个年资比你深的已经在卡位了!
至于赚钱,也是一件很困难的事情。
很多人以为进台积电,就可以年年领股票,将来变成一个坐拥股山的大富翁,那就错了!你知道一家公司为什么要发股票吗?简单的说,是因为它有远景,需要扩张,于是把去年赚来的钱,变成扩张的资本,去买设备,盖厂房。
但是,如果一个行业已经是一个成熟饱和的产业了,没有再扩张的余地了,如今的盈亏,只能随着全球景气的起浮,很难以自身以技术或资本驱动成长,那么公司还会发股票吗?
而现实往往是这么残酷。
芯片这东西听着很高端很硬核,其实拆开来看内部是由一个一个我们平时所熟知的电路模块组成的,有的电路模块负责计算,有的电路负责存储,有的电路用来抑制从电插头传过来的噪声好为下一级电路提供一个很干净的电源,等等等等。如果我们再拆开看一个一个电路模块的话,会发现是由一个一个的晶体管来组成的。每次我看一些科普文章来讲述芯片的时候,总是会从 PN结讲起讲到晶体管再讲到电路再讲到芯片,说实话,我只想翻个大白眼。PN结这玩意的确是基础中的基础,但凡上过个数字电路模拟电路的学生都是从PN结开始接触晶体管的,但是在描述晶体管的行为时,我认为用水龙头来比喻,比从PN结开始讲述原理要更加形象一点。我们现在芯片里面用的晶体管一般叫做MOS管,就好像一个水龙头,一个口进水,一个口出水,一个控制水流能流多大的把手;MOS管也一样,可以理解成为一个端口是用来电流流入的,一个端口是用来电流流出的,一个端口是用来控制电流流多大的把手,只不过这个把手不是由手来拧的,而是是由加在这个端口控制电压大小来决定的。
当我们刚开始轻轻地拧水龙头的时候,水龙头的把手发生了一点点角度的变化,但是没有水流流出,我们再拧一点,发现出水口开始有水一滴一滴地向下掉,再拧一点,水滴变成了细细的水流,再拧一点,水流渐渐变大,再稍微用力拧一点,水流变得更大,一直拧,直到水流变得最大,此时我们还可以再拧一拧,但是水流不会再变大了。
晶体管也是如此,我们把电流源接在晶体管的电流入口上。当我们在控制端口,也就是晶体管的把手上加上一点电压时候,我们发现电流出口处没有电流,再加大点电压,有一点微弱电流,再加大一点,电流变大了些,再加大一点控制端口的电压,电流更大了,一直加到电流不能再大为止,此时如果我们继续加大电压,电流也不会再大了,就好像水龙头已经开到最大了一样似的。
如果我用两个同样的水龙头接到同样的水泵上,先拧左边的,再在右边的水龙头上转动同样的角度,那么两个水龙头里流出的水必然是一样大的,这就好像把这左边水龙头里面的水流复制到了右边水龙头里一样。在晶体管搭建的电路设计上,如果我用同样的晶体管加载同样的控制电压,同时提供同样的电源,那么可以预见的是两个管子里会流过同样大小的电流。这种结构叫做电流镜,英文名叫做current mirror。我第一次听到这个名字的时候感觉特别美,它就好像镜子一样复制出来一个一模一样的电流。
在拧水龙头的时候,我们可以观察把手的角度变化与水流变化之间的关系。如果我只需要转动一个很小的角度就能让水龙头流出很大的水流的话,那么我是不是就可以认为这个水龙头可以凭借很小的转动角度就能调动很大的水流呢。如果我们用一个参数来形容这种调动能力,我们就可以用流出来的水流比上把手转动的角度。这个数值越大就越说明这个水龙头越能放大我们的转动。在晶体管上有一个同样的参数叫做跨导,就是用来描述控制电压能够放大多大电流的能力。
有的时候,水龙头上的把手拧的不紧,做工不好,会有水偷偷的从把手那里流出去。晶体管也一样,如果控制端的氧化层做的很薄,会有电流偷偷的从控制端口流出去,这种情况我们管它叫做漏电。
我们常常听见的什么5纳米,7纳米,如果用水龙头来描述的话,就是入水口到出水口的距离,比如10厘米,5厘米。入水口到出水口的距离越短,水经过的时间就越少,对比晶体管就是电流经过的距离越短,消耗的时间就越少,其结果就是计算的速度会变快。
水龙头小,对于同样个数水龙头组成的水路系统,耗费的水量就比大一点的水龙头要少一点。对应到晶体管上,耗费的电量就会变少。在当前电池技术没有重大突破的环境下,我这里少耗一点电,那里少耗一点电,零零总总加起来,就能让我的手机或者电脑能多待机一两个小时,这样的手机和电脑在市场上就会更有竞争力。
假设一块铁在市场的价格是1块钱,那么我把水龙头做的小一点,细一点,短一点,这样一块铁就可以做出很多个水龙头。如果我能把一块铁做出1000个水龙头,这样我每个的成本就是1厘钱。隔壁老王一块铁只能做出100个水龙头,他的成本就是每个1分钱。这种情况下我卖5厘钱我依然有得赚,而老王敢这么卖那就只能亏本了。
这也就是为什么基本上所有半导体公司都在追求摩尔定律,都在追赶着更小尺寸的工艺,因为工艺领先一点,将带来的是芯片功耗,面积和性能的领先,放在手机上就是我的芯片性能更好,面积更小,这样可以塞下更大的电池,同时我的耗电更少,两项一加,我能待机一周,而你的手机只能待机三天,这样的手机谁不喜欢呢。同时因为大规模出货所带来的量产还能摊薄每个芯片的成本,其结果就是让竞争对手感到绝望,从而退出市场。
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