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文明传授人

第七章 介绍细则·屏幕与芯片 5200字大章 干货

别吐槽这开场白,还是张恒(也是笔者)废了老大力气才改好的。

上方飘过一堆弹幕

【沙发】

里面只有一条十分钟的作品孤苦无依地留在作品栏。

两分钟前发布,就是自己刚和右枢结束对话的时候。

再一次被这效率惊到。

【这么狂的主播不会被封禁吗?】

张恒:……

要是哪个新手主播看见自己的视频刚发两分钟就有这么多弹幕,那么多半会笑疯吧。

只可惜张恒知道,这些弹幕里一个真人都没有,全是右枢的手笔。

毕竟播放量是1……

张恒很期待第二个看到这个视频的人看到那一堆弹幕和仅有两个的播放量会怎么想……

还有为什么专门吐槽我耳钉啊?

视频中,蒙面男子稍稍停顿,继续说道。

“那么接下来,大家请看,这就是我的第一件产品——”

说话中,男子举起了自己拿着手机的右手,同时摁下了屏侧按钮。

并在屏幕亮起的那一瞬间,接上了自己的后半句话。

“原(停顿)水果公司2031年产品,传统水果系列的最终版本,水果max。”

没错,这一部手机,就是水果公司的杰作。

弹幕(右枢)炸了。

【md,up主nb】

【等等,up主能再说一遍吗?我怀疑我听错了什么】

【真心建议up主去挂个精神科】

【这年头的人越来越离谱了】

【主播要是口误的话现在删视频还有余地】

这弹幕,要不是了解内情,张恒根本看不出是伪造的啊。

“话不多说,我们直接开始进入正题。”

“但在进入正题前,传授人先进行一下必要声明。”

“本视频旨在向公众传授知识,顺便为目前的手机制造业指明发展方向,其中所有未面世的技术归属全人类所有,不允许任何窃取视频中技术私自注册专利的行为”

“那么我们先从手机的外观开始讲起。”

“大家可以清晰地发现,本手机为真正的全面屏,并没有刘海屏存在,但这并不代表它没有前置摄像头。”

【静听up主瞎扯】

【来了来了,开始离谱起来了】

“高分辨率屏下前摄,这个问题虽然在目前还没有解决了这个问题的手机,但这在2031年,却早已经成为了一项很成熟的技术。”

“首先需要介绍一下所谓的屏下前摄是指摄像头。”

“它位于透明的 OLED 面板下方,在不活动的时候这个屏幕仍然可以作为一个正常的显示屏工作,在拍摄的时候能够让光线透过到达前摄传感器。”

“现有技术尚不足以使其商业化,其中一个尚未解决的问题就是由于屏幕像素结构的衍射,会模糊图像,降低对比度,降低可用的光照度,甚至完全遮挡一些图像内容。”

弹幕

【圈内人表示,这个介绍还是很正确的】

“众所周知,目前手机屏幕PPI(Pixels-Per-Inch,像素密度)大约在400左右,而PPI在这个水平的屏幕,对于相机的光透过率是很低的,这样就严重影响了拍照效果。”

“而要解决这个问题,就要把PPI降低,从而提高透过率。”

“如果降低整个屏幕的PPI,无疑会降低用户体验和显示质量,不可应用。”

“要是只降低摄像机那一块的屏幕PPI,就会出现上方PPI和整个屏幕的PPI差距很大,从而出现显示区域有色块等现象,也难以采纳。”

“这看起来似乎无解。”

【似乎很有道理的样子】

【up主有点东西啊】

“很明显,在高分辨率下解决透光问题是实现屏下摄像头的关键,如果解决这一短板,那么真全面屏将会正式提上日程。”

“幸运的是,这种屏幕对透光的影响是以可预测的方式发生的,而且由于像素结构,决定了这种情况一般只在水平方向上发生。”

“所以,并不是没有应对方法,现已经有公司解决了这个问题,甚至已经有公司在计划量产。”

【???】

【口出狂言】

“去年七月份,微软的研究部门经过不懈的研究努力,终于找到了补偿 T-OLED 屏幕拍摄时图像模糊的影响。”

“研究人员使用了一种 U-Net 卷积神经网络结构,在经过了智能ai的处理后,能够使其与直接拍摄的图像几乎没有区别。”

【啊这……】

【根本看不懂啊喂!】

“微软对于这项技术,似乎主要是为了在视频会议中的大屏幕上使用,并没有用于手机前摄上的想法。”

【暴殄天物】

“今年6月15日消息,博主数码闲聊站爆料,三星搞定了高分辨率下屏下前摄问题。”{注,附图}

“之前也有消息爆料,三星Galaxy-Z-Fold3将采用屏下摄像头技术,明年Galaxy-S系列可能也会搭载,届时三星将会呈现一种真全面屏方案。”

“这也会是手机产业的一大步发展。”

“综上,这部水果max会运用这项技术并不奇怪。”

【期待】

【期待+1】

【实话说!三星给了你多少宣传费!】

张恒:有些弹幕就让人越看越气。

“至于它屏下的摄像头,其实这么多年来并没有什么值得多说的突破,但却装备了水果公司原于2027年推出的新型激光器。”

“今年五月份,水果公司向其激光技术的关键供应商II-VI注入了4.1亿美元,该技术用于iPhone和iPad的Face-ID摄像头和LiDAR扫描器。这项投资是水果对II-VI进行的第二次投资,他们表示,这将使其更早地获得下一代设备即将使用的组件,事实也是如此。”

【水果粉表示有这事?】

“早在2017年,苹果从其先进制造基金中为该公司投资3.9亿美元,该公司当时还被称为Finisar。当时,苹果公司表示,这笔现金将帮助VCSELs(即垂直腔表面发射激光器)大批量生产,此外还将提高研发费用。”

“VCSEL当时已经是水果 X中TrueDepth相机阵列一部分。它们帮助传感器追踪距离,苹果将其用于Face-ID,为Animoji和Memoji等功能提供动力,最近还推出了LiDAR-Scanner深度感应相机。这款相机首先在iPad-Pro上推出,但后来也出现在部分iPhone机型上。”

“但由于2018年11月,该公司被II-VI收购,导致了这一次投资落在了这家公司的头上。”

【懵】

【原以为是个青铜】

懵就对了。

要不是备忘录里这些东西都有,他也不知道这么多。

之前查电脑只不过是为了确认一下。

“然后就是重头戏了,它所应用的芯片。

“众所周知,在业界有一个极其完美的‘经验公式’,也就是摩尔定律,即等体积芯片的计算力每18个月翻一倍,成本也降低一倍。”

“但随着芯片的不断发展,这个定律已经隐隐有着被打破的趋势,地位岌岌可危。”

“芯片中晶体管本质上就属于一个个开关,用于允许和约束电子的运动,但随着晶体管越造越小,限制它的已经不仅仅是技术层面的问题了,就连最基本的物理规律都成为了阻挠它发展的障碍。”

“阻挠的物理定律主要就是两个:热力学,还有量子力学。”

【遇事不决……】

“首先,对于现在的人类来说,制造小型晶体管已经不是不可能的事了。”

“哪怕是对于被国际严锁技术的华夏,也是一样。”

【是吗?】

【我华夏好样的!】

“来自五角场大学微电子学院的消息,去年12月份,该校周鹏团队针对具有重大需求的3-5纳米节点晶体管技术,验证了双层沟道厚度分别为0.6 /1.2纳米的围栅多桥沟道晶体管(GAA,Gate-All-Around),实现了高驱动电流和低泄漏电流的融合统一,为高性能低功耗电子器件的发展提供了新的技术途径。”

“据悉,相关成果已经在第66届IEDM国际电子器件大会上在线发表。”

“报道提到,工艺制程提升到5nm节点以下后,传统晶体管微缩提升性能难以为继,需要做重大革新。于是GAA晶体管乘势而起,它可实现更好的栅控能力和漏电控制。”

“此番周鹏团队设计并制备出超薄围栅双桥沟道晶体管,驱动电流与普通MoS2晶体管相比提升超过400%,室温下可达到理想的亚阈值摆幅(60mV/dec),漏电流降低了两个数量级。”

“GAA晶体管也被译作“环绕栅极晶体管”,取代的是华人教授胡正明团队研制的FinFET(鳍式场效应晶体管)。三星已经打算从2022年投产的第一代3nm就引入GAA晶体管。”

【看不懂】

【又是三星,up主快交代你收了多少好处】

张恒:看不懂+1

还有三星真没给我钱。

我也不用三星。

“各位可以发现,这种微型晶体管技术已经在一步步走向成熟,也在一步步靠近‘阈值’。”

“在这个技术中,我多次提到了‘漏电’,这就牵扯到量子力学了。”

“再小的晶体管,会导致晶体管之间的距离不断拉近,按照量子隧穿,这会导致晶体管中的电子不受控制地出现在相邻的晶体管中,从而导致短路。”

【真·世界都在和我作对】

【这也没谁了】

“但人类的智慧却在无情的物理规律前硬生生的挤出了一小块地皮。”

“今年五月,麻省理工学院宣布了一项新的进展,可能使二维晶体管用于更小的微芯片组件。”

“超薄单层材料,如二硫化钼,一直被视为绕过硅基晶体管技术所遇到的小型化限制的一种可能性。”

“而使用二维材料的一个主要挑战是,将它们与传统的电子元件连接起来一直很困难,这是半导体设备小型化的最大问题之一,即金属电极和单层半导体材料之间的接触电阻。”

“但这一困难现已被攻克,这个问题的解决方案相对简单,只需要用半金属元素铋,来代替普通金属与单层材料连接。”

“这大大增加了对电子的约束范围。”

【高级高级】

“还有更恐怖的。”

“就在六月中旬,全球最大的半导体设备和服务提供商应用材料(Applied-Materials, Inc.)今天宣布,已经成功设计了先进逻辑芯片布线的新方法,使其能够扩展到3纳米节点及以上。”

【布线?很重要吗?】

“千万不要小看布线对芯片效率的影响!其实,虽然尺寸缩小有利于晶体管的性能,但在互连布线方面却恰恰相反:较小的导线具有较大的电阻,从而降低了性能并增加了功耗!”

“如果没有材料工程方面的突破,从 7 纳米节点到 3 纳米节点,互连通道的电阻将增加 10 倍,从而近乎抵消了晶体管扩展的好处!”

“但该公司已经开发出了一种全新的材料工程解决方案,一种集成材料解决方案,在高度真空环境下将7 种不同的工艺技术整合在 1 个系统中。”

“这种方法不仅可以大幅改善芯片的效率,还能很好的降低能耗,并有效增长电池的使用寿命。”

【这么厉害的吗?】

【有点神奇】

“自此,3nm晶体管的基础技术现如今已经具备,而水果max,也不过将这些推到了极致而已。”

“而在此过程中,约2023年左右,热力学对芯片发展的阻碍也成为了业界焦点。”

“各位知道电脑内部的保险丝吗?这些保险丝的熔断其实并不取决于电流,而是取决于温度。”

“这也表明温度对电子产品到底有多么重要。”

“因此,芯片的高温必须被解决。”

【可以理解】

【那是不是手机就不能用来暖手了?】

“学过晶体物理的都知道,钻石有着很多优于硅晶体的性能,所以说用钻石代替硅作为芯片的‘底座’是极其合适的选择。”

【结婚手上戴芯片?】

【感动,钻石终于是有些工业用途了。】

“大约3600万年前,一颗小行星猛烈撞击西伯利亚北部,形成了地球上最大的陨石坑之一。这颗宽度在5至8公里之间的小行星以每秒20公里的速度疾驰而来,产生了一个直径近100公里的陨石坑-Popigai。”

【话题突变】

“当时小行星的撞击融化了1750立方公里的岩石,并瞬间将成片的石墨转化为钻石,这些钻石形成了一个半球形的外壳,厚度约为1.6公里,距离撞击地点约12至13公里。”

“Popigai陨石坑是当今世界上最大的钻石区之一,估计含有数万亿克拉钻石。由于它们是瞬间形成的,这种“撞击钻石“没有时间发展为大型的单一钻石。大多数是小于两毫米的多晶钻石,纯度低,使它们更适合于工业用途而不是珠宝。”

“这就为芯片提供了很好的原料。”

“当然,也可以选择人工合成钻石。”

“美国GE公司曾是第一个企图制备钻石的企业,他们选择用高温高压法制备钻石,但由于很多时候制备出的钻石内会含有大量氮元素,导致成微弱的黄色。”

“另一种方法叫做CVD法,就是在一个管式炉里通入含碳气体,加温,实现一定的钻石‘生长’,这样的方法更易控制,制备出的钻石也更透明,且更适合用于制备两克拉以上的大号钻石。”

“而且这种方法的制备设备并不贵,全套装置从日本进口原需要300多万人民币,但在国内一群牛人的改进后,全套设备已经仅需30多万,目前国内一家用此方法制备钻石的企业,已经能够达到年产20多万克拉的大规模生产。”

【所以说钻石越来越常见了呢】

【我刚斥巨资买了一块一块钻石你就给我看这个……】

【那位买了钻石的兄弟加油啊】

【多谢多谢】

旁观的张恒:这还演起来了?

但视频中的张恒还在说。

“当然,适合的晶体也不止这一种,也有人试图用二氧化锆来代替硅。”

“更有主张直接用碳纳米管的人。”

“其中,二氧化锆的确是一种常见的仿钻,拥有着单斜晶、四方晶与最受欢迎的立方二氧化锆(通常简称CZ),其中第三种的晶体结构与金刚石极度相似,甚至看起来比钻石更加光彩夺目。”

“可是在经济上远不如钻石实惠。”

【钻石=实惠?】

【那位刚买了钻石的老哥应该快哭了。】

“至于碳纳米管,水果公司则留给了它的下一任手机产品‘Link-Phone’使用。”

视频刚刚过半。

张恒迫不及待地点开视频。

只见视频中,一个身材匀称的男性,坐在一把普通的深色木制靠背椅上,面戴一张纯白面具,背后是一面白墙以及一个堆满书的书架。

“大家好,很欢迎各位百忙中前来观看‘文明传授人’的视频,我是传授人,一个能让一整个文明再也不用努力了的up主,负责向人类展示某些“没法解释来源”的产品。”

“今天是我的首秀,会给大家带来我的第一件产品。”

虽然失真,却意料之外的清晰。

用自己的B站号搜索,张恒片刻后就找到了右枢为自己注册的账号。

那位男性上身身着一件纯白色衬衫,下身天蓝色长裤,脚穿白色皮鞋。

穿着还算正式。

没办法,录音用的东西,张恒也只能这么戴了。

看来那套录制系统质量不错。

废话,都能飞了还会差吗!

等到自己开口,张恒才发现右枢还没忘记给视频加上字幕。

银白色的挂坠上,红色的铜丝清晰可见。

有点影响气质。

【up主你为什么没有个人信息啊?】

【这开头,科幻文新套路,学到了学到了】

铜丝还是他特地从一个线圈上拆下来的……

一开口,则是经过变声器处理后极度失真的电子音。

只是他的右耳耳垂则上戴着一只粗糙的耳钉,耳钉挂坠是一个被细铜丝捆绑着的银白色正二十面体。

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