精挑细淘,得到头条。我是李南南。
今天,我将从两个话题出发,为你提供知识服务。第一个是青年科学家彭天放老师带来的本月硬科技报告,主题是,3D打印做芯片这个趋势是怎么发生的。第二个是,康奈尔大学研究团队,发布关于赞美的新研究。
先来看今天的第一条,来自彭天放老师的硬科技报告。今年年初,1月26号,英特尔发布了2022年第四季度财报。一个字概括就是,降。季度营业收入下降了三分之一,创下了2017年以来的最低水平。同时,财报对于2023年第一季度的营收预期更悲观,只有110亿美元左右,直接回到了10年前。这个预测也直接导致英特尔股价大跌,现在的市值比一年前下跌了一半多。
关于英特尔的危机,行业里有很多分析。除了2022年半导体行业周期下行的外部因素之外,更严重的,其实是英特尔的看家本领,也就是芯片加工技术,已经明显落后。要知道,现在台积电和三星,已经准备量产3nm芯片,而英特尔还在做7nm芯片。
针对这个问题,英特尔的CEO也发话了,说他们的3nm工艺,将在2023年年底,达到量产水平。同时还展望了2024年的2nm和1.8nm工艺节点。
具体能不能按时实现,现在谁都说不好。但是,我想请你关注的,不是这个时间预期,而是英特尔这回计划启动的芯片工艺。按照目前披露的材料,英特尔计划从2nm芯片开始,把芯片最底层的晶体管,从目前的鱼鳍式结构(FinFET),换成新的纳米带结构(RibbonFET)。
这个改动有多大?就好比盖楼房,过去全是筒子楼,厨房和卫生间都是公用的。但是为了提升居住品质,后来改成建高档公寓,温泉入户了。换句话说,这个改动是结构性的。在半导体行业,这是每十几年才会发生一回的大事。上一轮这种程度的更新,还要追溯到2011年鱼鳍式结构(FinFET),取代平面结构(Planar)。
这几个名字你听着可能有点陌生,我在文稿里放了一张图,你可以看一下,一目了然。简单说,所谓芯片结构升级,就是它的结构,变得越来越立体,越来越复杂。
说起晶体管越来越立体,本质上还是这些年微纳制造技术不断进步的结果。微纳制造,指的是尺度为毫米、微米、纳米量级的零部件制造。
你可能会说,既然技术在进步,为什么不早早全都把芯片做一轮结构升级?不是不想,而是不能。因为微纳制造的成本极高。要想开工建厂,起步就得上百亿美元。即使厂子建好,要针对一款芯片做一套加工模具,都得上百万美元。
成本高,就意味着,除非这个芯片有特别大的市场需求,否则就几乎没人做。因为单独为这个小需求开模加工,账面上不划算。
面对这个问题,很多科学家就想,有没有其他的加工方法可以绕开这个需求量的限制,对于小批量需求也可以用很低的成本加工芯片呢?你可能也猜到了,科学家们盯上了3D打印这个技术。
3D打印来做芯片有两个理论上的巨大优势。第一,它可以每次只加工一个芯片结构,非常灵活,躲开了开模之类的前期成本。第二,它所需的设备更少,理想情况下一台3D打印机就可以把微纳结构做出来。不像传统的芯片加工,为了做个晶体管,需要光刻、刻蚀、抛光、沉积等等大量设备的前后配合。这又降低了一部分成本。
那既然3D打印有这些优势,为什么迟迟不见有人拿它做芯片呢?
是因为3D打印的精度不够?并不是。要知道,现在很多3D打印设备,比如双光子打印机,已经可以打印几十纳米,甚至是更小的东西。而前面说的英特尔的2nm工艺,其中最窄的地方,实际尺寸差不多是7nm。换句话说,3D打印加工在几何尺寸的分辨率上,已经逼近最先进的芯片工艺了。
那为什么3D打印还是很难用来做芯片呢?主要是材料问题。我们都知道,芯片行业又叫半导体行业。所谓半导体,它是个比较复杂的复合材料。因为复杂,它才能在不同的条件下,呈现出丰富的电学特性,从而构成复杂的晶体管网络。而现在的3D打印设备,虽然加工精度不断提高,但通常只能打印某一种特定的材料。做出来的东西,虽然精细,但是不复杂,没法实现芯片的需求。
这就导致,如何让3D打印设备,能够打印不同材料构成的复合结构,成为眼下非常关键的一个研究方向。彭天放老师专门做了调研,为你带来这个方向上的两项新研究。
第一项研究来自今年1月18号的《自然》杂志。美国哈佛大学的科学家们,开发出一种螺旋3D打印机,可以用来打印不同材料构成的复合螺旋结构。具体来说,这种打印机的喷嘴内部有三个通道,就像挤彩色牙膏一样,能够同时挤出不同的材料。在设备工作的时候,这个喷嘴可以一边旋转,一边移动。而打印出来的东西,就会形成一种类似于彩色牙膏形状的螺旋结构。而这个螺旋中的每一个部分都由不同的材料构成,拥有不同的电学性能。研究人员表示,这种加工方法,有可能在未来用于加工生物芯片。
第二项研究来自去年12月22号的《科学》杂志。来自香港中文大学等高校的科学家们,开发出了一种在水凝胶中打印金属、半导体、金刚石等等材料的工艺,而且结构的分辨率可以达到20nm。
这个工艺很有意思。你看过小孩玩的那种水宝宝吗?就是把彩色胶水挤到模具里,再把模具放在水里,它就定型了。这个工艺就跟它有点像。大概过程是,先用激光在水凝胶的内部,照射出一个结构空腔,就相当于开模。然后,再把这个做好的模具浸润到想要打印的材料溶液里。溶液会自己渗透到模具里。到时候再通过激光照射,让这个溶液固化定型。
目前,研究人员已经通过这个技术,用石墨、金刚石、蛋白质等不同的材料,打印出了只有几微米大小的十二生肖图案。未来,它或许还可以用来打印更复杂的芯片。
刚刚向你报告的这两项研究,思路虽然不同,但是努力的方向是相似的。就是利用3D打印工艺,制作出不同材料构成的复杂微观结构。尽管这些工艺看起来可能还没有如今的芯片工艺那么成熟,但是它却有一个独特的优势,就是能够以极低的成本,制作小批量的芯片。这也许能在未来几年开辟出一个非常独特的芯片市场。这个领域,我们也会为你持续关注。
再来看今天的第二条。
前不久,我的一个同事告诉我,她在网上看到一场很特别的局,准备去参加。这是在北京一个小酒馆里举办的,叫“女性夸夸会”。
首先,这个活动的参与者只能是女性,而且,整场活动的主题就一个字,“夸”。到场的女孩两人成组,根据活动方要求,先夸对方的外表。注意,是必须夸,一点都不能掖着藏着。什么你长得好像刘亦菲,你的衣服真有品位之类,有什么好话尽管说。为什么要先夸外表?因为现在双方不熟,能看到的只有外表。后面随着分享深入,夸奖也会继续深入。从夸外表,深入到夸爱好、夸性格、夸灵魂。
有人说,在这一个晚上,自己收到和送出的夸奖比一整年的还要多。还有人说,来之前她从来没想到,自己这么普通一个人,还能被夸出这么多花样,等等。
好,消息就是这样,来看看能学到什么知识。
估计很多人听完的第一反应是,这能管用吗?跟过家家似的。最近,我正好看到一篇文章,是来自康奈尔大学的一个研究。结论用一句话概括就是,表扬这件事,比你想象中,要更管用。
研究的过程大概是,在康奈尔大学内,招募100名志愿者。给他们一个任务,就是满院校里,随便找四位陌生人,然后夸他们。逮着什么夸什么。比如,对方穿衬衫,就夸衬衫好看。假如没穿衬衫,就夸夹克。没穿夹克,就夸鞋子。
这么夸完一大圈之后。你觉得结果会怎么样?按照通常的想象,夸人的,自己都知道这个事就是突发奇想,肯定是很担心,觉得人家会不会感觉自己虚伪,会不会不认同这个表扬?同样,被夸的都知道对方就是随机夸奖,成就感能大到哪去?
但事实上,这个夸奖的效果,要比我们想象中好得多。在夸人者的猜测中,被夸者对这次夸奖的喜爱程度,大概是3.93分。而实际上,被夸者的喜爱程度,高达4.66分。说白了,在被夸者看来,你的夸奖比你想象中,要更受用。
你可能会说,突然被陌生人这么乱夸一通,不会觉得不舒服吗?研究人员也专门做了调查,结果发现,夸人者往往担心自己的夸奖会让人不舒服,他们给这个不舒服程度的打分是4.17分。但实际上,被夸者自己给不舒服程度打出的实际分数,只有2.42分。换句话说,你以为夸奖会让人不舒服,但实际上并不太会。
说到这,你可能会说,不管舒不舒服,夸奖带来的感觉都是暂时的。你总不可能天天夸,天天有效果吧?你别说,研究人员针对这个问题也做了个实验,结论是,天天夸人,效用并不会递减。
芝加哥大学做过一个研究,招募了400名参与者,让他们每人找一个人,然后连续五天夸对方。按照通常的想象,这么连续五天夸下来,不仅被夸的人会觉得疲倦,而且还可能会觉得,夸人的人不真诚。
但事实上,被夸奖者,在这五天里,始终对赞美保持着非常积极的情绪,每天的感受打分几乎持平,都在8.5分以上,这回的满分是10分。而且,他们认为赞美的真诚度也很高,有8.27分。要知道,夸人者对真诚度的预测,只有1.83分,是实际的五分之一。总之,夸奖的好处,比你想象中要更大。
最后,要特别提醒,这个研究是针对陌生人的。它的结论是,陌生人之间的夸奖,要比你想象中更管用。关键在于,你们之间,不能太熟。
换句话说,神秘感,其实是一个巨大的杠杆,它会放大你的感受。比如,网上有陌生人骂你,你会觉得特别难受,甚至会觉得全世界都对你有恶意。就是因为你不认识对方,这份神秘感,放大了这个不舒服的感觉。同样,假如有陌生人赞美你,这个神秘感,也会放大这个被赞美的美好感受。再比如,为什么电影里的超级英雄都喜欢戴面具?就是要通过神秘感这个杠杆,来放大英雄的存在度,让人觉得正义无处不在。说白了,在别人不知情的情况下,释放一点善意,可能比你想象中,要更管用。
好,以上就是今天的内容。《得到头条》,明天见。